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«Gesetze brauchen Fakten als Basis»

ETH-Professor Erich Windhab befasst sich eingehend mit verfahrens­technischen Fragen der Nanotechnologie. Für ihn ist eine gesetzliche ­Regelung erst möglich, wenn die Wissenschaft mehr weiss.

von Alimenta Import

Alimenta: Herr Windhab, neben den Möglichkeiten, die die Nanotechnologie bieten kann, wird oft über deren Gefahren diskutiert. Zu Recht?
Erich Windhab: Was in der Skalengrös­sen­ordnung Nano mit Vorsicht zu genies­sen ist, sind Feststoffe, die im menschli­chen Gastro-Intestinaltrakt unlöslich sind. Na­no­­silber gehört dazu. Es ist wichtig, dass derartige unlösliche Teilchen an dem Ort ausserhalb des menschlichen Körpers ­bleiben, für den sie vorgesehen sind, beispielsweise in der Verpackung. Ein mögliches nano­toxikologisches Gefahrenpotenzial könnte auch durch zugesetzte unlösliche Feststoffnanopartikel, etwa Silikate als Fliesshilfsmittel bei Pulversystemen, ent­stehen.

Wie werden die Gefahren eingeschätzt?
Für eine toxikologische Einschätzung gilt es herauszufinden, wie viele dieser nicht verdaulichen Feststoffpartikel eine menschliche Zelle verträgt. Wenn die Partikel extrem klein sind (z.B. kleiner als 10 nm), muss überprüft werden, ob sie auch in den Zellkern eindringen und Erbinformation schädigen können.

Gibt es Antworten auf diese Fragen?
Es gibt mehrere Untersuchungen, aber noch wenig verbindliche Resultate, um festlegen zu können, bei wie hoher Konzentration von Feststoffpartikeln welches Risiko besteht, dass schädliche Wirkungen in menschlichen Zellen hinterlassen werden. Wichtig ist, die Zellen differenziert zu ­betrachten: Die Erkenntnisse zu einer ­Lungenzelle ­lassen keinen Schluss zu über das Verhalten von Nanopartikeln in Gastro-Intestinal­zellen. All diese Untersuchungen dürfen nicht nur in vitro, sondern sie müssen auch in vivo bei Mäusen, Ratten oder gegebenenfalls auch bei Schweinen vorgenommen werden.

Braucht die Lebensmittelbranche eine gesetzliche Regelung für den Umgang mit nanoskaligen Stoffen?
Nicht nur aus meiner wissenschaftlich geprägten Sicht bin ich der Meinung, dass man Gesetze nur über Dinge machen kann, die einschätzbar sind. Sie dürfen nicht auf Emotionen basieren. Die den zuständigen Stellen zugrunde liegenden Fakten müssen wissenschaftlich erhärtet sein. Der Staat
als Gesetzgeber ist daran interessiert, einer ­Zukunftstechnologie aus volkswirtschaftlichen Gründen Tür und Tor zu öffnen, ­allerdings ist er auch gehalten, dienliche ­Regeln für den Umgang mit derartigen neuen Technologien zu erlassen. Sind dabei Gefahren auszumachen, muss auf diese eingegangen werden.

Die Nanoemulsion ist eine Möglichkeit, den Fettanteil in Lebensmitteln zu senken. Sie und Ihr Forscherteam sind auf der Suche nach den optimal kleinen Tröpfchen, die den Schlüssel zum Erfolg darstellen.
Ja, eines unserer Forschungsthemenfelder behandelt Dispergierverfahren. Dabei werden grössere Flüssigkeitstropfen mittels mechanischer Strömungskräfte in viele, meist möglichst gleichmässig kleine, zerteilt. Wird dabei zu viel Energie einge­tragen, ergeben sich in Biosystemen häufig Probleme mit anderen zum Beispiel makromolekularen Komponenten, welche Funktionalitätseinbussen erleiden können. Unsere Forschung befasst sich in der Folge auch mit der Herausforderung, die Tröpfchen superklein zu erzeugen mit minimiertem Energieeintrag.

Gibt es Lösungen?
Eine typische Entwicklungsform sind dynamische Nano-/Mikromembran-Verfahren. Wir haben spezielle Membranen mit definierten Porengrössen und -abständen entwickelt. Durch sie werden Wasser oder Öl gedrückt. An ihrer Oberfläche entstehen kleine Tröpfchen, die infolge der Membranrotation und der dadurch erzeugten Überströmung von der Membran abgelöst werden. Wir nennen diese Verfahren ROME (Rotating Membrane). Die dazugehörigen Apparate wurden bei uns, zum Teil ge­meinsam mit der Industrie, entwickelt und patentiert. Sie werden seit zwei Jahren in der Schweiz kommerziell produziert.

Werden sie in der Industrie angewendet?
Das ROME-System wird von einer Firma bei Luzern hergestellt, hat bei einer Mehrzahl von Firmen Eingang in deren Ent­wicklungslabors gefunden und befindet sich ­derzeit in einigen Firmen der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie in der Einführungsphase für die Produktionstechnik. Es gibt immer noch Bedarf an Weiterentwicklung, der uns beschäftigt.

Ausserhalb der Lebensmittelverarbeitung ist
das Interesse an nanotechnologischen Verfahren ebenfalls gross.
Zwar haben wir das Verfahren für die ­Lebensmittelindustrie entwickelt. Wenn die Pharma- oder die Kosmetikindustrie sehen, welche speziellen, erfolgreichen Entwicklungen wir für die Emulsionsherstellung machen, dann sprechen sie auch an. Da ­deren Margen in aller Regel grösser sind als diejenigen im Lebensmittelbereich, stehen sie bald zuvorderst in der Schlange, wenn es darum geht, derartige Neuentwicklungen einzusetzen.

Worin unterscheiden sich diese drei Branchen?
Im Gegensatz zur Kosmetik- und zur Pharmabranche, wo der Entscheid für ein neues Produktionsverfahren eher innerhalb kurzer Zeit fällt, muss man im Lebensmittelbereich meist ein bisschen länger «pre­digen» und vorzeigen. Die Lebensmittelver­arbeiter sind aus ökonomischer und konsumentenpolitischer Sicht zurückhaltender. Ein Konsument wendet in seiner Bewertung in der Regel unterschiedliche Kriterien an, wenn es um zu schluckende Lebensmittel und Medizinpräparate geht oder wenn er sich entscheiden soll, welches Präparat er «nur» auf die Haut schmiert. Bei der ­Medizin schluckt man gegebenenfalls auch den «sauren Apfel» mit gewissen unerwünschten Nebenwirkungen. Im Unterschied dazu müssen Lebensmittel Werte aufweisen wie Unbedenklichkeit, Sicherheit, Qualität und das daraus resultierende Wohlbefinden.

Interview: Tobias Lobmaier