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激荡与融合日本农业和食品领域“预热”纳米科技
2009年32期 发行日期:2009-08-18
  纳米技术的开展为各产业带来不同的风貌,在产业应用上,目前以强化日常生活用品的机能性最为常见,如抗
菌、隔水、耐污等性能。日本政府看好未来纳米技术的发展前景,由政府主导大力投入进行先期研究,涉及新功能
生物材料、药物传递、水分子的研究等诸多课题,应用范畴囊括诸多重要领域如农业、生物、材料、医药等,未来
纳米技术将与人类生活有更高程度的结合。
  民以食为天,农业与食品业为满足民生需求的基础,随着纳米技术在生命科学领域中的研究能量日益增加,农
业技术与纳米科技的结合逐渐展现潜力。基于农业对人类的重大影响,日本政府早在2001年即以国家层级整合投入
相关研究,以生物功能的创新利用为目的,透过纳米与生物技术的激荡与融合,进行纳米级的生物结构探明、功能
解析、新功能生物材料研制等工作,并以此启动低成本、高效率的产业化应用技术开发。
  另一方面,日本开始探讨将纳米科技导入食品工业,以创造产业新活力的可能性。食品业对安全之要求远高于
一般制品,纳米技术应用将以人体安全性为出发,其衍生出的相关研究对人类未来生活、健康安全将有著极为关键
的影响。
  
激荡与融合日本农业和食品领域“预热”纳米科技
国家主导
  基于纳米科技对于创新的巨大潜力,日本政府从2001年即开始推动农业领域纳米技术应用研究。2004年整合
政府相相关部门研发资源,并将与农业领域应用相关的纳米生物技术列入计划重点,由文部科学省、农林水产省等
五个单位协同实施。其中2006年投入1.29亿日元,实施“食品原料的纳米级加工及其评价技术研究开发”课题;
2007年则以该课题为基础,再实施新阶段的“食品加工领域纳米技术应用研究”计划。
  2007年的计划为期5年,其中设立“食品原料纳米级加工基础技术开发及对生物影响的评估”和“食品原料纳
米级评估技术开发与新功能解析”两大研究课题,在实施纳米级食品粒子应用开发的同时,也开展纳米级食品原料
安全性的评估分析,第一年度预算为2.04亿日元。
  在研究的重点方面,日本政府以“以生物功能创新利用为目标的纳米技术和材料开发”为重点,在研究的内容
与预期的目标上,可由下列各点说明:
  (一)有效利用纳米结构控制技术的研究成果
  包括开发可用于食品功能性成分与体内输送系统之均一粒径纳米粒子,寻求具有新功能的生物材料;开发出具
有纳米级微小空间结构、适于培养各种细胞的细胞培养基;建立单一粒径纳米粒子的制造技术,确立各种长期稳定
培养细胞之技术。
  (二)新功能生物材料的研究开发
  开发出具有导电功能等之纳米生物材料,材料与其功能性适用于农业及其它领域应用。
  (三)微细加工技术的开发
  包括利用微细加工技术,开发检测有害微生物的超高感度生物感测器;开发出高感度并能人为改变活体功能的
生物感测器。
  (四)微型生物反应器的开发
  运用微细加工技术和生物功能构建微型生物反应器,以开发出高效率生产微量功能性物质与提高细胞育种效率
等技术,以及能迅速检测食品及环境中有害物质的下一代试剂。
  在上述目标之下,以纳米级生物材料的新功能解析、有效利用和开发新功能生物材料为重点,日本政府设定出
五大研究课题,包括:一、纳米级生物结构细胞培养基的开发;二、均一粒径纳米粒子的生产应用技术与药物输送
系统的开发;三、藉由控制分子配向开发新功能的生物材料;四、纳米级生物活体分子的结构解析及操作技术开发;
五、水分子团的动态评估与应用。
行业应用
  将纳米技术应用于新功能食品原料加工,对于食品业可说是一个全新的领域与契机。虽然有利于新事业的开发,
然而但人类对于食品原料,特别是纳米级加工后的食品尚有许多未知之处,同时经由纳米技术创造的新功能,对于
人体安全之影响也未曾被探讨。因此,日本由政府主导计划,对纳米级食品原料的新功能进行解析,并对纳米级食
品原料的加工适应性和安全性进行验证,探讨纳米技术在食品领域应用的可行性,其计划目标如下列各点:
  (一)开发出食品原料的纳米级粉碎和分离技术,实现食品原料的纳米级超微料子加工;
  (二)开发出用于解析100μm~10nm级粒子食品原料功能且通用性佳的纳米级计测量评估技术;
  (三)探明纳米级食品原料物性(包括黏性、弹性、流动性等)的变化,验证纳米级食品原料及生产技术的安
全性和有效性;
  (四)探明由纳米级结构和物性改变产生的新功能,确定分析评估安全性和加工适应性的参数。
  运用纳米技术以达有效成分吸收已成为众多企业的关注与研发的重点,此计划对于日本未来食品产业将产生重
大影响。保健食品对人体之功效通常是见仁见智,如能透过纳米技术能让人体有效吸收,势必将引发一波新产业革
命。密切关注其发展动态,不仅对我国纳米产业有一定的借鉴作用,而且如日本在实验完备后公布纳米级食品加工
相关规范,可能会对国内相关企业产生一定的影响,应早做关注。(苔)
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