Kluczowe wnioski:

  • Nanocząstki takie jak TiO₂, Ag, ZnO i nano/mikroplastiki najczęściej występują w żywności i wodzie pitnej, wchodząc do łańcucha pokarmowego poprzez celowe stosowanie, migrację z opakowań lub środowisko.
  • Badania wskazują na stres oksydacyjny, zapalenia, genotoksyczność i zmiany w barierze nabłonkowej, z efektami w wątrobie, przewodzie pokarmowym, rozwoju, rozrodzie i zachowaniu neurologicznym.
  • Ocena ryzyka stosuje metody jak EDI, HQ, HI, MOE i modele Monte-Carlo, ale istnieją luki, np. brak chronicznych badań doustnych i niedopasowane metryki dawek.
  • Unia Europejska uznała E171 (TiO₂) za niebezpieczne z powodu genotoksyczności, podczas gdy E551 (krzemionka) jest bezpieczna z NOAEL ok. 1000 mg/kg masy ciała/dzień.

Wstęp do nanocząstek w łańcuchu pokarmowym

Nanotechnologia jest coraz szerzej stosowana w systemach rolno-spożywczych, w tym w nawozach, środkach pomocniczych przetwarzania i inteligentnych opakowaniach. To rodzi obawy dotyczące ekspozycji dietetycznej i potencjalnego ryzyka dla zdrowia ludzkiego. Przegląd literatury z lat 2016-2025 w bazie Scopus zidentyfikował 669 publikacji na temat nanocząstek (NPs) w żywności i wodzie pitnej, z czego 262 spełniło kryteria włączenia.

Najczęściej występujące nanocząstki

Najczęściej zgłaszanymi nanocząstkami są dwutlenek tytanu (TiO₂), srebro (Ag), tlenek cynku (ZnO) oraz nano- i mikropochodne plastików. Inne to dwutlenek krzemu (SiO₂), tlenek miedzi (CuO), tlenek ceru (CeO₂), nanocząstki żelaza zerovalentnego (nZVI), tlenek żelaza (Fe₂O₃), nikiel (Ni) i grafen.

Drogi przedostawania się do żywności

Nanocząstki wchodzą do łańcucha pokarmowego na trzy główne sposoby: celowe dodawanie do żywności i suplementów, migracja z materiałów kontaktujących się z żywnością oraz transfer środowiskowy do surowców i produktów rolnych.

Toksykologiczne skutki ekspozycji doustnej

Badania in vitro i in vivo konsekwentnie wykazują stres oksydacyjny, stany zapalne, sygnały genotoksyczne oraz zmiany w barierze nabłonkowej. Ekspozycja doustna u zwierząt wiąże się z efektami w wątrobie, przewodzie pokarmowym, rozwoju, układzie rozrodczym oraz zaburzeniami neurorozwojowymi i behawioralnymi.

Metody oceny ryzyka zdrowotnego

Charakteryzacja ryzyka wykorzystuje wskaźniki takie jak szacowany dzienny pobranie (EDI), dzienne spożycie metali (DIM), iloraz zagrożenia (HQ), indeks zagrożenia (HI), margines ekspozycji (MOE), metody oparte na dolnym limicie ufności dawki referencyjnej (BMDL) oraz ryzyko raka (CR). Często łączy się je z probabilistycznym modelowaniem Monte-Carlo oraz korektami specyficznymi dla nanocząstek, w tym ekwiwalentem jonowym, dawką skorygowaną o biodostępność, ekstrapolacją in vitro do in vivo (IVIVE) oraz modelami farmakokinetycznymi (PBPK/PBTK).

Sprawdź również:  Bioaktywne dodatki paszowe w żywieniu zwierząt: innowacje, zdrowie i zrównoważony rozwój

Luki metodologiczne

  • Ograniczona liczba EDI oparta na jednostkach NP.
  • Zależność od pomiarów całkowitej zawartości pierwiastków.
  • Niedopasowane metryki dawek między ekspozycją a punktami wyjścia zagrożenia (PoDs).
  • Brak chronicznych badań doustnych przy niskich dawkach odpowiednich do modelowania BMD.

Różnice regulacyjne i propozycje rozwiązań

W Unii Europejskiej E171 (TiO₂ spożywczy) nie jest już uznawany za bezpieczny z powodu nierozstrzygniętej genotoksyczności. Z kolei syntetyczna krzemionka bezpostaciowa (E551) nie budzi obaw bezpieczeństwa, z doustnym NOAEL na poziomie około 1000 mg/kg masy ciała dziennie.

Proponowany jest hierarchiczny schemat oceny ekspozycji doustnej, który wyrównuje metryki dawek, standaryzuje charakterystykę nano za pomocą spICP-MS i AF4-ICP-MS, integruje testy biodostępności oparte na INFOGEST oraz zapewnia przejrzyste raportowanie niepewności i wrażliwości.

Źródło: Oryginalny artykuł