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作者：Mi?o Tatalovi?

編譯：狗蛋

編輯：悲催的鉈寶寶

審稿：Yuki、圓的方塊

太長不看：

● 納米技術有望促進農作物的營養和抵抗力

●然而納米技術的安全性問題仍然有待研究

●專家呼吁對納米技術進行全球性監管，并著重保護發展中國家

01

納米技術初露鋒芒

納米技術當屬現下最熱門的新興科技。 它技術領先但價格低廉，可謂極具前景。 無怪乎諸多發展中國家都已經啟動了將納米技術商業化的方案。 其中，關于納米技術在農業生產中的應用引發了專家和民眾的關心與討論。

納米技術的支持者認為，隨著納米技術在降低污染、提高食品安全性的廣泛應用，以及它能夠幫助所謂的“超級谷物”在進入市場時繞過“轉基因產品”（GMOs）這個頗具爭議性的標簽，這項技術將對農業和全球食品系統產生革命性的影響。

但是這項新生技術的蓬勃發展也引起了許多顧慮，尤其是，它是否會對人類健康和環境產生長期的危害？科學家們呼吁，在國際范圍內對不斷擴展的納米微粒應用進行合作監管。

由此我們不禁要問，納米技術在食品安全方面的最新理念是什么？納米技術能夠做什么？關于納米技術究竟有什么安全顧慮？

02

納米技術初探

“ 納米技術 ”一詞往往涵蓋任何對納米尺度顆粒（1-100個納米）的使用。納米顆粒驚人的微小尺寸使得它們具有特殊的性質，能夠對食品的質地、外觀和口味都產生影響，并且往往用于食品添加劑。

除此以外，納米顆粒還可用于生產可降解包裝袋，延長食品保質期并防止食物中毒和浪費。例如，食品包裝上的納米探測器 可用于檢測該食品是否曾受過日曬而降低品質 。

一些科學家正計劃通過納米顆粒來促進人體對食品的營養吸收。他們正在研究以納米乳劑——將不易直接吸收的有機物經過特殊工藝乳化后形成納米級微粒，被水分子所包裹——來充當食品的賦形劑（一種可以提高攝食生物活性的輔料）。一旦研制成功，納米乳劑就能夠提高我們從水果和植物中攝入營養的效率，因此 在解決營養不良和特定微量元素不足上極具前景 。

（納米乳劑能夠提高我們從水果和植物中攝入營養的效率 | Pixabay(

關于納米顆粒促進營養的想法其實很簡單，就是將研制的納米乳劑廣泛撒在食品上用于促進營養吸收。類似的納米乳劑也可用于提高農作物和食品的抗菌活性研究，防止食物腐壞。

加州大學伯克利分校的物理學家，馬基塔·德爾·卡皮奧·蘭德里（Markita del Carpio Landry）表示：“納米技術將會在未來的數十年內，普遍應用于各類產品中。”

科學家甚至已經開始研究利用納米材料優化化肥和殺蟲劑的播撒問題，并且利用納米技術發明不會被貼上轉基因標簽的基因改造作物。索尼婭·特里古羅斯（Sonia Trigueros）是英國牛津大學的研究員，她認為納米技術的應用是無限的。

蘭德里的研究組正在探索利用碳納米管來回避轉基因標識問題。這種細長堅硬的碳管能夠在不插入外源DNA前提下改變植物基因，因而能夠培育出一種經過基因編輯，但卻不算基因改造的作物。鑒于發展中國家仍 然存在對基因改造作物的大規模抵制情緒，碳納米管技術或許能夠以更加親民的方式抵抗洪澇和干旱災害。

(碳納米管的工作原理 | 參考文獻[1])

該研究近來已經發現，碳納米管能穿透植物的細胞壁和細胞膜，將名為CRISPR/Cas9的基因編輯裝置傳遞到細胞中。碳納米管的這種能力，任何其他技術都難以望其項背。

通過引入CRISPR/Cas9，能夠實現對特定基因的精準強化，培育能夠抵抗農藥、昆蟲、疾病和干旱的農作物。人們不用再談轉色變。

蘭德里指出，“碳納米管技術比一些用于作物基因修飾的其他技術（如通過基因槍將DNA導入植物細胞，或者通過農桿菌實現細胞間的基因傳遞）造價都更低。”

她進一步說道：“我們分別計算了納米顆粒、基因槍和農桿菌的技術成本。納米顆粒的成本更低，可以大批量合成。另外，納米顆粒不像農桿菌那樣需要冷凍，也不用像基因槍那樣需要高端實驗室設備，所以 適用于那些資源匱乏的地區 。”

03

健康和安全顧慮

雖然技術的發展勢不可擋，但人們對納米技術的顧慮仍然與日俱增，因為目前 針對納米材料對人體健康和環境影響的長期研究仍然相當匱乏 。

馬蒂爾德·德切弗里（Mathilde Detcheverry ）是非政府組織Avicenn的信息總監，該機構致力于對納米技術的信息公開運動。馬蒂爾德指出：“與納米技術的風險相比，加工過程的透明度以及我們對技術的警惕性都還遠遠不夠。我們仍處于黑暗之中。”

由于迄今為止所有的安全性研究都是在非現實化的實驗室環境中完成，并且被試僅為細胞或者小白鼠，因此沒人知道納米技術是否安全，或者這種安全能夠維持多久。特里古羅斯說：“我們并不能保證絕對的安全，關于安全性的研究必須持續開展。我們需要更好的實驗室操作規范，來鑒別納米微粒的毒性。”

扎哈·拉特雷（Zahra Rattray）是蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學的研究員。他表示：“我參與過的一些項目表明納米微粒是有害的。同時，我也審閱過一些目前尚未發表的研究，這其中有確鑿的證據，說明了納米微粒具有毒性作用。”

2017年，一份對食品中納米微粒的安全性研究綜述總結道：其中一些微粒具有“有害作用”，并且對這些微粒的影響的研究是“刻不容緩”的。

潛在的有害影響包括食品包裝中納米銀顆粒的泄露。人一旦攝入這些被污染的食品，腸道內的有益細菌就會大量死亡。

另一個例子是在食品加工行業被稱作E171的二氧化鈦(TiO2)，常被用作食品漂白劑。實驗表明這種微粒能夠在大鼠的組織內積累，達到一定劑量后就會產生毒效應。但是，也有另一些研究認為它無毒，食品加工業因而也宣稱這種添加劑是安全的。

納米微粒的安全性問題仍然懸而未決，這很大程度上在于，納米顆粒的影響取決于大量復雜和相互作用的因素，包括它們的尺寸、結構、表層、劑量以及和它們一起攝入的其他食物。

作為加州大學默賽德分校的研究員，索米婭·普魯索塔曼 （Sowmya Purushothaman）表示：“毫無疑問，應該有更多關于納米微粒毒性的研究。”

04

管理的真空

科學研究章程的缺失歸根到底是政策制定人和管理者的問題。拉特雷說：“對于這方面的監管完全不存在。”

安全的不確定性和數據的不足預示著管理的困難。在政策制定方面， 對于是否要在目前食品安全管理相關法律的基礎上，額外采取特殊的手段監管納米微粒，這一點也仍然存疑 。就目前的食品安全管理法而言，在發達國家中相對嚴格，因此發展中國家更加容易受到有毒納米微粒的侵害。

(我們需要對食品安全進行監管 | Pexels)

美國密蘇里大學的基盧巴·克里希納斯瓦米（Kiruba Krishnaswamy）表示：“遺憾的是，我們并沒有恰當的標準來管理這些納米微粒。目前對于納米微粒的檢測尚未有一個普遍通行的檢測手段。因此，我們仍然缺乏一個對話的基礎平臺。”

專家們認為，這項議題應該站在全球視角來考慮，發展中國家也要包括在內。

克里希納斯瓦米表示：“關于納米技術所發生的一切，應該有一個國際化的協調機制，用于收集所有的數據，用來決定我們的現狀以及未來的策略，用以確保未來20-30年的安全。”

除了食品添加劑的安全考慮外，目前還有對環境影響的擔憂。

瑪麗·西莫寧（Marie Simonin）是法國蒙特利爾發展研究機構的研究員。她指出在實驗室檢測中，一些金屬納米微粒最初被默認為是穩定且無毒的。但更加深入的研究表明，它們會慢慢被自然系統中的微生物降解，從而產生毒性。

西莫寧說：“我們真的需要做一些更加符合現實環境的測算，例如現實的人體環境和生態環境，那些從實驗室環境中獲得的結論在現實中并不一定是真實的。我們現在談論的是成千上萬納米微粒已經流入市場，我們對它們帶來的影響卻幾乎一無所知。”

05

發展中國家的兩難

西莫寧又補充道：“我認為 這是一個全球性問題，必須將發展中國家也納入考慮范圍 。”

如上文所述，如果納米技術研發成功，它將能幫助克服農作物欠收、人口營養不良以及大眾反感基因改造作物的問題。目前，這些問題都仍然嚴重地困擾著許多發展中國家。因此，一些發展中國家，例如中國和巴西，已經開始使用納米殺蟲劑，或者在這些新型農用化學品研發上注入高額投資。然而，這同時也給當地的生態帶來危機。

西莫寧說：“因為納米殺蟲劑的大規模直接投放，它們最終會進入各類水源、空氣和食品中，因而很可能大范圍地影響人類的健康。在歐洲和美國，殺蟲劑的注冊管理是非常嚴格的，但在全球的其他國家并不一定如此。而納米技術在食品生產中的發展，又恰恰在那些重農業國家中更為迅速。”

發展中國家們在關于納米技術的討論中仍然缺少話語權。在國家和國際范圍內，我們都缺少一種更好的監管體制，以便在盡量降低納米技術潛在危險的前提下，滿足貧困群體的糧食需要。

(我們要在盡量降低納米技術潛在危險的前提下，滿足貧困群體的糧食需要 | Pixabay)

06

無須危言聳聽

盡管對納米技術有種種顧慮，科學家同時也勸告我們無需危言聳聽。

克里斯汀·奧格爾維·亨德倫（Christine Ogilvie Hendren）是美國杜克大學的研究員，她說：“好消息是，這些納米微粒沒有直接毒性，因此我們并不會因為而立即中毒。”

一些科學家指出，人們對納米技術的風險意識正在漸漸提高，并開始呼吁政策制定者制定更加復雜和精準的管理辦法。

特里古羅斯說：“事情在漸漸好轉，這點我很有信心。當然，我們還有很多要做。納米技術尚在成長期，我們對它的前景仍然要保持樂觀。”

排版：Yao

題圖來源：pixabay

參考文獻：

[1] Gozde S. Demirer, Huan Zhang, Juliana L. Matos,etc.High aspect ratio nanomaterials enable delivery of functional genetic material without DNA integration in mature plants[J].Nature Nanotechnologyvolume,2019,14:456-464.

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