------第一届食品技术协会（IFT）国际食品纳米科技会议
1、 引言
2006年，6月28-29日，美国食品技术协会（IFT）与美国农业部（USDA）国家研究、教育与外延服务综合部(CSREES)、荷兰皇家大使馆一起在佛罗里达州奥兰多市举行了第一届国际食品纳米科技会议，来自12个国家的150多位科学家参加了此次会议。
纳米科学、工程与技术经常简称为纳米科技，它是一门新兴的学科，是想象、构建、控制和利用直径大约在1-100毫微米的物质，这些物质奇特的界面现象能产生新的特性与功能。这些特异的性能已经吸引了世界范围内政府与业界的极大注观，并引发了无数新的发现，这些发现可广泛应用，其中有些发现已经商业化。纳米科技几乎可以影响科学、技术、工业、经济、环境和人类生存的每个方面。
尽管纳米科技的基础知识在过去的几年有了很大的增长，但应用到食品行业还处于起步阶段。因此，组织这次会议是为了考察我们今天所知道的知识，并运用这些知识构想我们可以如何通过更好更安全的食品使人类获益。
1．1会议目标
会议的目标是：1）调查纳米科技研究目前的状况和其在农业、食品行业的应用；2）考查广泛存在的社会问题如：教育与员工培训，环保的意义、安全问题、伦理、法律以及在食品和农业方面开发和部署纳米科技的经济利益；3）预测纳米科技的进步将遇到的挑战与机遇，这可能更好的加强食品的质量、价值、安全和生物安全性。4）鼓励食品科学团体从事纳米科学的研究与开发及其在食品行业中的应用。
1．2会议结构
会议安排了许多机会让与会者分享他们的知识，公开表达他们的观点。陈述包括国家纲领政策的主题演讲，几个主要国家的纳米科学研究与发展概述，关于重要社会利益的充分研讨。此外，技术进步研究报告和由美国农业部支持的国家引导的教育课程开发都是本次会议的特点；突破性的和问答的讨论是以论坛的形式展开，广泛的寻求与会者对于未来食品纳米科技的构想、机遇、挑战、知识缺陷和实施课程等各方面的观点。突破性的研讨是基于食品应用潜在的领域，包括：食品安全、安全性与防卫、营养输送机制、食品包装和食品加工。本报告总结了会议的进程，突破性研讨的结果，需要鉴定的研究成果。
1．3主要的演讲
科内尔大学的Dr. Norman Scott发表了主要演讲，题为“农业、食品中纳米生物科技的应用与其在美国的构想与完善”，他讨论了纳米科技对改革农业与食品行业的潜在的影响。可能性包括：有机会实现追踪农产品从生产到餐桌的生命史；开发各种应用运输体系，集合纳米感应体系与报告、定位和实时监控的控制体系；控制植物、动物和当地环境。他认为纳米科技在管理食品安全与品质、动物健康、植物体系（如小范围体系的检测、定位、报告、浇水、施肥和杀虫）和环境问题方面，能为可能的应用提供很多深远的机遇。
Dr. Frans Kampers发表了第二个主题演讲，题为“食品与营养方面微观体系与纳米科技（MNT）：荷兰纲要”。荷兰纲要的目标是：发展食品与营养价值链方面的MNT，以促进经济增长；判断在研究与开发方面的合作或公私合作；介定活动的团体，并在这些团体中启动新的工程项目。纲要定义了四个名词，分别是乳化、配送体系、感官体系、加工、包装与物流，而过滤和分馏工艺将在不久的将来进行介定。
2、 全球食品纳米科技的研究与开发
全球范围内，为促进纳米科技的研究，数以亿计的美元已经投入到了各个领域，包括：医药、能源、农业、环境和防卫。不同的国家投资成本水平有差异。许多初期的研究是关于本质基础，目的在于理解纳米级现象和过程，创建新的结构和材料；同时，还有一些人的目标是通过广泛的应用纳米级物质取得社会效益。从基础研究到食品方面的有效应是新兴的事物，面临着许多挑战需要深入的研究。报告的本节提供了对几个国家的食品纳米科技研究的快照，这几个国家是美国、日本、荷兰、加拿大、新西兰。
2．1美国纳米科技
目前，美国在纳米科技食品行业应用的研究方面处于主导地位。美国农业部通过国家研究、教育与外延服务综合部已经建立了纳米传感器的研究项目，重点目标是食品安全、农业、生物安全性，新的目标输送和控制释放机制适于食品基体。按照科内尔大学的Carl Batt教授所说，新的工具和材料来源于整合微电子和生物学的构建策略中存在的传统进展，它们将被运用在这些研究中。最终，这些技术对农业和食品体系有着潜在的积极的影响。
2．2日本纳米科技
日本在食品纳米科技研究方面的投资部分是通过农林渔业部（MAFF）的。从2002年开始，该部实施了一个五年计划“生物功能的创新性利用——纳米科技和材料的开发”。 国家食品研究所的Mitsutoshi Nakajima教授进行了食品纳米生物技术研究，其中的六个项目已经实施，称为：纳米结构细胞培养板的开发，单分散的纳米微粒加工技术及其在药物输送方面的利用，通过控制分子取向的新功能生物材料，生物大分子的纳米级分析与修饰，评估和利用动态水分子簇，微生物反应器的开发。Dr. Nakajima特别解释了他们利用原子力显微镜（AFM）和近场光学原子力显微镜（SNOM）在常压和液态的条件下对食品和生物材料纳米级结构的测量研究结果。他还讨论了他们研究的进展，尤其是食品乳化和血液流变学分析中的微流道技术。
2．3荷兰纳米科技
荷兰人对食品纳米科技的规划由荷兰瓦格宁根大学的Dr. Frans Kampers陈述。一般的观点认为食品微纳米技术可以通过食品体系中潜在的各方面应用起到预防保健的作用，这一食品体系包括感观、加工、生产、包装和物流。例如：微纳米传感器和诊断仪器能提高灵敏度和选择性，从而控制食品加工过程，确保食品品质。控制纳米级的物质能很好的微调特殊食品的性状，如：结构，来满足特殊目标群体的需求。类似的，利用药物运输的理论进行营养成分的运输也能提高食品产品的营养质量。纳米科技同样可以用于提高包装材料的特性。和其他的一些新技术一样，消费认识的关键是接受。对潜在危险（如来源于纳米微粒）的客观信息和良好的沟通可以使个体消费者评估风险与利益，这是任何新技术增加认可度所必须的。
2．4加拿大纳米科技
像许多其他国家一样，加拿大已经在纳米科技研这中投入了许多。高级食品与材料网络部是
优秀项目中心网络部的一部分，主要集中于食品纳米科技研究。网络部的目的是开发知识和技术用于食品和食品加工中，在与行业、政府、非利益机构和国际研究机构合作时，使之具有商业利益，社会可以接受，具有附加值。Dr. Rickey Yada是网络部的科学主管，描述了正在进行的或将要进行的生物膜研究、计算机建模、纳米结构表面的食品派生材料的自我评估，控制食品和水凝胶中功能成分的释放。
2．5新西兰纳米科技
梅西大学Dr. Harjinder Singh讨论了新西兰的食品纳米技术研究。他谈到政府初期的发展纲要是为新西兰的纳米技术远景提供了广泛的内容和高水平的指导。纲要要求新西兰保持观注国内和国际发展状况，为可能的挑战与机遇作准备。它还引导将来在这一领域研究的深远合作与投资。纲要没特别强调纳米科学和纳米技术对食品行业的影响，但承认对主要行业有重大的影响，包括食品、新西兰经济。Dr. Singh陈述了一些新西兰食品应用中特殊的纳米技术研究，包括毫超微包囊法、纳米传感器、包装用的纳米材料、用于清除化学和病原体的纳米微粒。在Riddet中心，受调查的各个毫超微包囊法体系，将此法用于微量营养素和生物活性成分转运的现象非常突出。
3．纳米技术的社会效益
对于重要的社会问题，包括毒理学、环境卫生的意义、纳米科学教育等，进行了充分的研讨。
3．1纳米科技和社会
密歇根州立大学的Dr. Paul Thompson讨论了作为国家纳米技术启动计划（NNI）的一部分的“纳米技术的社会与伦理意义（SEIN）”，NNI是受委托管理与SEIN相关的研究和教育活动。密歇根州立大学是国家科学基金会认可的对农产品行业中纳米技术和与SEIN相关问题进行检查的机构之一。计划的目标是：1）从农产品生物技术经验中吸取纳米技术的教训；2）介定与当前正在进行的纳米技术标准相关的社会和伦理意义；3）早期观查新兴的农产品纳米技术及其对食品体系的意义。Dr. Thompson鼓励其他的农业机构和大学在SEIN中起主导作用，既因为他们具有生物技术的经验，还因为国家延伸的网络为进行公共科学教育和共同决策提供了重要的模型和基础设施。
3．2纳米技术的毒理作用
Dr. George Burdock 来自Burdock团队，一个毒理学咨询公司， 他的陈述题为“纳米毒理学：一门小科学或小事物的科学？”他强调了伴随着研究好处的毒理学研究的重要性。他定义纳米毒理学是毒理学的子范畴，从可见的到纳米微粒中寻找独有的结果。鉴于要从其他技术如食品辐射和转基因生物的介绍中吸取教训，Dr. Burdock强调研究者必须与公众和FDA合作。毒理学效应主要基于纳米微粒的大小、形状和成分。其他重要的因素有密度、表面电荷、溶解度、孔隙率、其他物质的表面形态。虽然在纳米级别，大小不是一个新的现象，但吸收增加而排泄则相应的减少，导致生物累积。同样，给相同的量，减少尺寸导致表面积增加和物质内部毒性水平的可能性增加。Dr. Burdock认为在纳米水平，由于物质基础物理特性已经变化，我们也应该期望生物和毒理效应也发生变化？
3．3食品包装的绿色纳米技术
密歇根州立大学的Dr. Amar Mohanty题为“我们所在的和将要开赴的地方——可持续的未来，食品包装的绿色纳米成分与纳米技术”吸引了观众。人们预期绿色聚合材料与纳米技术的结合能在塑料包装行业创造大的突破。新材料的发展正在从基于石油的碳氢化合物化学过渡到基于生物的碳氢化合物（绿色）化学。绿色聚合物，像聚乳酸（PLA），聚羟基脂肪酸酯（PHAs），基于淀粉的塑料，基于生物的环丙烷，展现了包装行业的机遇。例如，通过限制母体内纳米级超支化聚合物来修改PLA的特性，从而提高断裂延伸率，这将促进那些具有高级机械的热障涂层性的生物材料的发展。
3．4纳米科学教育
主流经济中任何技术的介绍都伴随着对技能人力资源的要求。由于纳米技术对食品和农业部门的潜在影响，教育机构已经开始为技能人员的需求作准备。纳米教育可以在所有的阶段包括中小学、大学和继续教育实施。高等教育的各个机构已经开始了教育启动阶段，来满足需求正如以下例子中讨论的。
按照Dr. David Nivens，食品科学副教授所说，在普渡大学，一个正在进行的项目集中于介绍纳米概念、含意和农学院一年级学生在食品、农业科学中的应用。项目分了三个阶段，1）纳米技术的早期研究和食品、农业科学中的应用，2）掌握纳米技术研究的技巧，3）将学到的技巧运用于纳米技术的研究。目标是向学生展示纳米技术，少数选择的人能专注于这一领域。Dr. Joseph Irudayara，普渡大学农业生物工程系的教授，和同事也为农业和食品纳米教育开发课程。教材将包含原理、运用和纳米制造相关的问题，食品安全与品质、动植物健康、环境与产量控制、监测体系。他们将继续研究，并可以为其他机构所用。
最后，罗格斯大学的Dr. Paul Takhistov和他的同事一起开发了一本食品纳米技术的教科书。发表的主题有：分子纳米技术、纳米材料、纳米粉、纳电子学、光学、光子学、纳米生物测定学。书中还包括一些食品科学中的尖端应用和未来发展的预言。
4．美国农业部支持的农业与食品体系中的纳米研究
会议陈述了由美国农业部NRI纳米技术项目组支持的十四个纳料科学与工程研究计划。这些计划阐述了在重要的农业生产、收割后加工、产品附加值、食品安全与品质、环境保护中一系列广泛的纳米技术的应用。这些技术项目名称如下：
1、 在创建光电化学装置中纳米级光电二极管中的光合系统I，G. Kane Jennings, 范德比尔特大学（Vanderbilt University）；
2、 农业园林学中运用纳米技术鉴别和标记水文学的流径，M.T. Walter, Dan Lou, J.M. Regan, 康奈尔大学（Cornell University）
3、 纳米级传感材料合成的近纳米级纤维垫用于检测空气和凝聚相生物危害，Margaret F. Frey; Y.L. Joo, A.J. Baeumner, 康奈尔大学（Cornell University）
4、 在自组装纳米级嵌段共聚物模型上使用抗体阵列传感器进行病毒识别，Peter Kofinas, 马里兰州大学（University of Maryland）
5、 通过控制DNA纳米管连接设计可寻址的超灵敏电子纳米管传感器，Jin-Woo Kim, R. Deaton, S. Tung, 阿肯色大学（University Of Arkansas）
6、 通过分子印记技术在感染性蛋白的探测与纠正中的运用设计蛋白结构传感器，David W. Britt,尤他州立大学（Utah State University）
7、 开发用于新的生物传感器的纳米级磁力控制粒子，Zhongyang. Cheng, 奥本大学（Auburn University）
8、 利用多功能纳米粒子检测食物传染毒素，Ian M. Kennedy, 加州大学（Univ. of California – Davis）
9、 玉米醇溶蛋白纳米制造的生物材料用于组织支架，Graciela W. Padua, A.R. Crofts, C. Liu, 伊利诺大学（University of Illinois）
10、 开发和鉴定纳米成分材料用于成孔毒素的检测，Jenna L. Rickus, A.K. Bhunia, 普渡大学（Purdue University）
11、 用于植物和昆虫病毒识别的分子印记聚合物，Peter Kofinas, 马里兰州大学（University of Maryland）
12、 在农业重要微生物环境中运用DNA纳米条码追踪细菌数量，Dan Luo, L. Walker, 康奈尔大学（Cornell University）
13、 淀粉支链的关联、形成和结构的纳米级自动组装，Gregory R. Ziegler, J. Runt, 宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）
14、 哺乳动物脑病中的感染性蛋白的血液蛋白序列的研究，R. Lewis, Justin Jones, 怀俄明大学（University of Wyoming）
5．食品纳米技术的潜在应用
基于在食品不同领域的潜在应用，与会者被分为四个小组讨论如下的问题：在这一领域这一技术的现状和我们希望发展的方向？目前的局限和挑战在哪里？使用纳米技术的机遇是什么和未来研究的需求是什么？分组讨论的结果在下面分段总结。
5．1提高食品安全性、生物安全性和产品可追溯性
在讨论这一技术的状况时，研讨中的21位与会者认同并同意从基础的纳米技术到运用纳米技术正在发生偏移。同时，缺少转化性研究来帮助平滑过渡。目前的挑战是将那些基础的片段转化到实际应用。还有一个比这个挑战更受观注的事情是缺少转化研究的资金。基础研究基金机构将进行早期的研究（鉴定和开发个体的纳米技术），但是几乎没有经费投入到扩大加工生产阶段。同时，工业上的主要兴趣是他们目前利用的技术，因此用于扩大生产和将其投入应用的经费数量很有限。
几位与会者注意到还需要进行选择性检测和竞争领域的研究。在方法与信号之间还有断层，存在着复杂的方法、信号和系统，但是缺乏知识的条理。目前，似乎“在我们所知道的”与“什么是需要深入研究与发现的”这两者之间有中心偏移。在讨论利用纳米技术体系保护不受生物袭击时存在特别多的批判，很难定义怎样去测定，如何去测评，还有非故意污染的问题。可以确定精确的污染水平是严格的，尤其是在生物袭击预防体系方面。根据与会者的意见，在检测与灵敏度水平方面还存在严重的基础研究缺陷。与会者还强调纳米技术可能不是所有安全问题的答案。如果现在有办法可以更快的分析和检测污染物，并花费更少，那么强调深入的开发纳米技术用于相同的目的，且费用更高时，这并不是明智之举。
要提出的问题是：有纳米技术比任何现存的可用的标准方法更好吗？答案可能是“是”，如果无论测量的什么物体，其数量大到体系无法感知。样品的质量对于纳米传感器来说太小以致于在读出微小样品尺寸的污染物微小质量时曝露出问题。在这些例子中，使用带有与样品尺寸相当并有足够的污染物作参照的标准的传感和检测装置，可能有更多的优点并更准确。
与会者认为，未来10年目标，开发出比目前运用的1917年开发的分析排泄物中大肠菌数量的方法更好的程序用于分析品质。他们还认为“更好”一词的介定将是必须的。在新技术投入使用时，评价新技术和体系的基准必须建立。这个成本会很高吗？如果纳米技术分析一个样品的费用少于5美元，这样合适吗？这是否比现存的技术“更好”？认识到现有的聚合酶链反应（PCR）分析是很重要的，纳米技术怎么也不可能逐步取消或排除PCR分析，仪器化使用和平板计数。纳米传感器必须开发成能让每个人只需要简单的说明就能操作的。传感器还必须是便携的，才能被认为比PCR分析或实验室分析更好或有更多优点，反应更快。参考的方法必须经鉴定属于传统的分析方法。一旦参考的方法被鉴定，纳米技术的应用就能基于速度、特性、样品制备等来进行评价。
另外讨论的是需要更好的理解特殊生物体的检测。理解生态体系和传感技术的纳米技术是重要的。
建议官方基金考虑强调或要求倡导特殊的生物研究和行为以及相关的纳米技术。这需要与其他大学体系内的其他非传统的纳米科学部门合作。
长期的目标是在检测更小的样品量时，建立一套程序放大毒素水平。建议在研究中使用动物和现有的系统来模仿一些检测系统；建议研究昆虫和信息素的感知能力以及狗、白蚁和癌症的感知能力。与会者认为需要提高在食品中抗菌工艺的使用。更好的转运系统是必要的，尤其是在复杂的食品体系和温度波动的加工环境中。建议试着更好的理解仿生学。
5．2更好的食品营养运输机制
功能成分的运输体系正在进行大量的研究，大多数集中于开发像胶体结合与乳化这样的体系。与会者认为最后的运输体系对营养素的包埋有着巨大潜在的影响。随后还讨论了这些体系所面临的几个潜在挑战。用于营养成分运输的材料很有限，例如FDA允许聚乳酸甘醇酸用于药物但不能用于食品，因此为食品设计释放体系是困难的。另外，处理一些微量营养素也是困难的，如由于ω-3脂肪酸的稳定性差，经常引发运输系统的稳定性问题。其他的问题还包括：有意控制营养素的释放存在困难，对风味有潜在负面的影响，技术的高成本，低的生物利用率问题，其他运输体系的不稳定性如热处理。
与会者讨论的其他的问题还有纳米技术的特殊性，包括生物利用率/毒理学和规则问题。他们注意到包埋和运输会导致吸收率的变化，从而推荐的日摄取量（RDA）会发生变化。增加一些微量营养素的摄入量如维生素A会引起毒性。研究需要强调生物利用度/毒性。
FDA对基于纳米技术的运输系统作为公认安全（GRAS）的规定必须有清楚的界定。目前的规定是如果一项新技术被考虑实施，材料不需要允许的GRAS，但它们要被标识。推荐使用公认有效（GRAE）体系取代GRAS，关于标识，对于不同货架期的说明是重要的。
与会者认识到安全问题的重要性，建议对食品中的纳米材料进行全面的风险评估。尤其是交叉与交互作用的毒理学研究是必要的，但要符合成本效益。员工的安全性问题也必须解决。有欧盟人士的想法是尽管一个产品有许多优点，但是当它有毒性时，所有的优点都不存在了。尽管你已经花了许多钱，对于攫取预期的利益这并不是你最好的优势。另外，更彻底的理解毒理学和纳米产品对人们消费与健康的影响是必要的。
在纳米食品方面，与会者一致的观点是还有许多未知的东西，包括毒性。由于相关纳米材料的溶解度和特性不同，难以判断毒性。与会者表达的想法是，在以后的十多年，目前的研究者应该积极主动的而非被动的去应对风险问题。大家提到纳米技术像生物技术和转基因生物一样接近了媒体。
认为纳米技术的成本对于低成本的食品行业是不现实的，一个新公司计划冒险使用纳米技术，而食品行业只有在它成功后才会使用。主要的问题有“谁将为哪部分买单？”，“什么样的研究必须进行？”
公众意识被认为是推动食品纳米技术发展的潜在的巨大障碍，正如曾经的生物技术一样。与会者认为公众的态度会受缺乏准确信息的一些机构所左右。亟待解决的是，要基于准确的研究资料，教育公众纳米技术的潜在的利益和风险。
与会者还认为，在营养成分输送体系中使用纳米技术，在如下方面存在重要的机遇：1）提高输送体系：开发系统用于提高营养，用于更好的输送风味成分减少用量，用于多功能的复杂的体系，用于单独的营养体系克服多层结构中的稳定性问题；2）适度的释放：开发系统，精准的控制释放、定时和定向的释放，起动释放，pH依附释放，多功能体系的开发；3）材料与方法：对材料，必须克服材料的局限性，使用更便宜的和现有的粗原料，和已经用于药物的材料应用到食品中，对于方法：清洁过程，自组装系统，快速的生物利用度屏蔽，感官（组织结构）修正系统。
5．3纳米材料用于强化包装外观
与会者讨论了将纳米材料用于加强现有的或开发新的食品包装材料的潜力，使新材料具有更高级的机械热防护性能和抗菌性能。食品包装的应用似乎是食品纳米技术商业化的一个主要的目标机遇。
最流行的例子是含纳米成分的聚合性陶土，使用了纳米级陶土填料。为了与一般的陶土填料有相似的性能，纳米陶土填料使用了较小的量（约1-5%）。尼龙的纳米成分具有良好的防护性能，似乎可以商业化了。未来的研究活动包含了剪切聚合性陶土成分来满足特定产品的包装需求。纳米陶土可利用其专一性。
关于具有抗菌性能的聚合矿物质纳米成分的研究已经显示出有相当的前景。例如，具有高抗菌性的纳米银已经在包装材料中测试。潜在的问题是对环境的影响。然后用量很少（少于1%或只有百万分之几的比率），减少了浸出的机率。需要研究处理以下的问题，如：作为抗菌剂的效率，不同聚合基质的表现，还要研究粒子燃烧废物的影响或者说材料降解后对环境的影响。
纳米粒子在灵活的小包装有着巨大的应用潜力。多层包装技术已经可以具有防护性能。这一技术引发的潜在问题是：废物处理中会遇到分离材料的难题。正在开发使用纳米技术作为替代，提高防护性能。需要研究像铝这样的常用材料的替代品。
5．4纳米技术对食品加工的影响
当我们尝试利用新的发明来大幅度改进食品加工和产品时，食品行业是紧密伴随着现有的发现和纳米技术带来的革命性发展。会议一致认为纳米技术还处于初期阶段，而它在食品中的应用更处于初期的预备阶段，但是围绕着这项技术，依然存有巨大的热情和期望。
与会者认为，存在着有限的与食品相关的纳米级应用：功能膜的开发有潜力运用于高灵敏度生物活性混合物质的分离与纯化；纳米结构技术，如：乳化、匀质；利用微通道技术的纳米充气；食品复合基质中的活性混合物的包埋。许多这样的应用使用“自上而下”的方法。
纳米技术还推动了纳米制造技术和“自下而上”法。具有独特的机械和功能特性的基于生物聚合体的纳米结构材料的制造，用于包埋和食品中生物活性物质（如：维生素）的定向运输的脂粒合成，还有用于病原体探测的纳米传感器的开发，这些都适于“自下而上”的方法，这些技术也被视为将纳米技术结合到食品科技的起点。
尽管在食品行业中基于纳米技术的应用启动慢，但与会者一致认为未来有着巨大的前景，尤其是在如下的领域：1）利用食品基质作为生物活性物质的转运工具这样的方式提高食品健康水平；2）开发可用于生产新的和独特的风味、结构的食品的功能强化剂成分；3）开发具有强化防护或自封堵性能的纳米结构的新材料；4）具有抗菌性能的材料可在食品生产中用于具有自消毒功能的接触面（如：包装和加工设备）；5）新的加工技术；6）先进的管理和报警工具，包括用于食品安全、货架期和品质管理的纳米传感器。
每一项新技术的延生，都会预见到一系列从小到大的挑战。各食品企业提出的典型问题有：在不远的将来，纳米技术的应用是否会有经济效益，还有在这个低利润率行业，收益是否比成本要重要。还指出完善一些纳米技术的发展将大大的改变食品行业中现行的操作方法，同时还需要对目前食品行业的规则和立法进行大幅的修改。为了保护消费者（关于产品和环境安全方面）和那些相关的研究和生产人员（员工安全），近来媒体关于一些化妆品生产中使用的纳米粒子曝露出风险性的报道引发了评论，即对于纳米技术产品——尤其是纳米粒子——的毒性的评估还需要深入的研究。在处理纳米粒子时建立一个清晰的安全步骤是必要的，因为粒子的大小可能变成易入侵的。鉴于品控和环境管理的目的，适当的检测方法也需要跟进。在“纳米”产品和技术商业化之前，研究者与企业都有义务从以前其他技术的错误中吸取经验，积极主动的应对任何可预见的安全问题。对新技术任何不当的处理和新发明的仓促应用都可能引发消费者一系列的抵制行业，他们可认为纳米技术是危险的而非有用的工具而不再问津。
总而言之，所有的与会者一致认为纳米技术有着惊人的利益，食品行业也急切盼望尽可能多的从它的变革性发现中获益。
6、研究需要鉴别
与会者的总体观点是食品纳米技术还处于早期阶段，因此，为了充分发挥它的潜能，研究非常需要许多领域的科学、工程和技术。未来的研究需要鉴别与条理化，可能的状态是经费的来源主导研究。
6．1基础知识
一些基础研究成果应该公布，如在食品中纳米技术的应用所取得的进步，例如：与控制食品质量、安全和加强人类健康相关的纳米级现象与工艺的发现。必须清楚的界定用于食品行业的纳米技术，概括可用的相关技术。这样的技术应与现存的技术比较优缺点，并指出缺陷。
6．2仪器、鉴定与标准
开发鉴定工具和研究食品产品、加工、包装和食品接触面中的纳米级材料的测量学是严格的，而且必面建立纳米级测量标准。
6．3传感器、传感装置与体系
必须发展纳米级的传感技术用于食品安全，如：快速的识别与检测方法能使公司检测出问题，并在加工过程中取得立竿见影的效果；还有贯穿于从农田到餐桌的食品消费链的食品质量变化管理的传感器。另外，开发用于纳米传感器和生物传感器的样品制备技术要严格。
6．4产品开发
要开发能增加食品稳定性和货架期的纳米技术，纳米技术就该用于开发营养强化食品。需要更深入研究的其他研究应用领域有：在冷冻状态下的部分乳化配方和开发有效的风味释放体系。产品开发中主要的挑战是开发有经济效益的终端产品。还应该探索适用于食品系统生态学潜在应用的纳米技术。
6．5营养与健康研究
在包埋技术和营养输送体系方面的研究已经在进行，还在进行的研究有：用于微量营养素转运的纳米乳化技术，转运体系的特殊应用如：独立体系的开发。可用的纳米粒子必须经过功能评价，还需要进行的研究是提高营养素运输体系的生物利用率和稳定性。应该开发纳米粒子的利用，如：在食品领域的抗菌和健康领域的治疗。
6．6环境的研究
需要结合绿色化学来发展和推动食品相关的纳米技术研究（绿色纳米制造）。这涉及到用于有效操作的纳米材料，减少浪费和下脚料的产生。另外，鼓励能够提高能源利用率工艺的研究。
6．7安全性、伦理与规则问题
需要对纳米技术进行综合风险性分析：如，判定数据缺陷的风险评估（质量上的与数量上的），相关人员的风险管理与风险交流。讨论的其他研究领域包括评估不同纳米粒子的安全性，开发新技术和产品的工作人员的安全性，管理平衡研究工作人员的安全性。最终，需要开发充分实际的风险管理工具和协议，还需要深入研究鉴别和调节潜在的规则冲突。
6．8教育与交流
有必要在从中小学到本科的各教育阶段建立教育课程，这将帮助学生加强纳米科学的兴趣，在未来接受这一技术，同时有助于纳米技术学家的诞生。由于纳米科学联结了几门学科，因此教育的初期实质上是跨学科的。为强化人们对纳米技术的感知与接受度，针对食品纳米技术的潜在利益与风险，教育其他的相关人员包括消费者、媒体和环境人员等也是重要的。这样可以部分的开发基于科学资料的简单交流信息，并很好的为一般公众所理解。
鸣谢：
本次会议的经费美国农业部（USDA）国家研究、教育与外延服务综合部，荷兰皇室使馆、Burdock公司提供，IFT特此鸣谢！
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1、 引言
2006年，6月28-29日，美国食品技术协会（IFT）与美国农业部（USDA）国家研究、教育与外延服务综合部(CSREES)、荷兰皇家大使馆一起在佛罗里达州奥兰多市举行了第一届国际食品纳米科技会议，来自12个国家的150多位科学家参加了此次会议。
纳米科学、工程与技术经常简称为纳米科技，它是一门新兴的学科，是想象、构建、控制和利用直径大约在1-100毫微米的物质，这些物质奇特的界面现象能产生新的特性与功能。这些特异的性能已经吸引了世界范围内政府与业界的极大注观，并引发了无数新的发现，这些发现可广泛应用，其中有些发现已经商业化。纳米科技几乎可以影响科学、技术、工业、经济、环境和人类生存的每个方面。
尽管纳米科技的基础知识在过去的几年有了很大的增长，但应用到食品行业还处于起步阶段。因此，组织这次会议是为了考察我们今天所知道的知识，并运用这些知识构想我们可以如何通过更好更安全的食品使人类获益。
1．1会议目标
会议的目标是：1）调查纳米科技研究目前的状况和其在农业、食品行业的应用；2）考查广泛存在的社会问题如：教育与员工培训，环保的意义、安全问题、伦理、法律以及在食品和农业方面开发和部署纳米科技的经济利益；3）预测纳米科技的进步将遇到的挑战与机遇，这可能更好的加强食品的质量、价值、安全和生物安全性。4）鼓励食品科学团体从事纳米科学的研究与开发及其在食品行业中的应用。
1．2会议结构
会议安排了许多机会让与会者分享他们的知识，公开表达他们的观点。陈述包括国家纲领政策的主题演讲，几个主要国家的纳米科学研究与发展概述，关于重要社会利益的充分研讨。此外，技术进步研究报告和由美国农业部支持的国家引导的教育课程开发都是本次会议的特点；突破性的和问答的讨论是以论坛的形式展开，广泛的寻求与会者对于未来食品纳米科技的构想、机遇、挑战、知识缺陷和实施课程等各方面的观点。突破性的研讨是基于食品应用潜在的领域，包括：食品安全、安全性与防卫、营养输送机制、食品包装和食品加工。本报告总结了会议的进程，突破性研讨的结果，需要鉴定的研究成果。
1．3主要的演讲
科内尔大学的Dr. Norman Scott发表了主要演讲，题为“农业、食品中纳米生物科技的应用与其在美国的构想与完善”，他讨论了纳米科技对改革农业与食品行业的潜在的影响。可能性包括：有机会实现追踪农产品从生产到餐桌的生命史；开发各种应用运输体系，集合纳米感应体系与报告、定位和实时监控的控制体系；控制植物、动物和当地环境。他认为纳米科技在管理食品安全与品质、动物健康、植物体系（如小范围体系的检测、定位、报告、浇水、施肥和杀虫）和环境问题方面，能为可能的应用提供很多深远的机遇。
Dr. Frans Kampers发表了第二个主题演讲，题为“食品与营养方面微观体系与纳米科技（MNT）：荷兰纲要”。荷兰纲要的目标是：发展食品与营养价值链方面的MNT，以促进经济增长；判断在研究与开发方面的合作或公私合作；介定活动的团体，并在这些团体中启动新的工程项目。纲要定义了四个名词，分别是乳化、配送体系、感官体系、加工、包装与物流，而过滤和分馏工艺将在不久的将来进行介定。
2、 全球食品纳米科技的研究与开发
全球范围内，为促进纳米科技的研究，数以亿计的美元已经投入到了各个领域，包括：医药、能源、农业、环境和防卫。不同的国家投资成本水平有差异。许多初期的研究是关于本质基础，目的在于理解纳米级现象和过程，创建新的结构和材料；同时，还有一些人的目标是通过广泛的应用纳米级物质取得社会效益。从基础研究到食品方面的有效应是新兴的事物，面临着许多挑战需要深入的研究。报告的本节提供了对几个国家的食品纳米科技研究的快照，这几个国家是美国、日本、荷兰、加拿大、新西兰。
2．1美国纳米科技
目前，美国在纳米科技食品行业应用的研究方面处于主导地位。美国农业部通过国家研究、教育与外延服务综合部已经建立了纳米传感器的研究项目，重点目标是食品安全、农业、生物安全性，新的目标输送和控制释放机制适于食品基体。按照科内尔大学的Carl Batt教授所说，新的工具和材料来源于整合微电子和生物学的构建策略中存在的传统进展，它们将被运用在这些研究中。最终，这些技术对农业和食品体系有着潜在的积极的影响。
2．2日本纳米科技
日本在食品纳米科技研究方面的投资部分是通过农林渔业部（MAFF）的。从2002年开始，该部实施了一个五年计划“生物功能的创新性利用——纳米科技和材料的开发”。 国家食品研究所的Mitsutoshi Nakajima教授进行了食品纳米生物技术研究，其中的六个项目已经实施，称为：纳米结构细胞培养板的开发，单分散的纳米微粒加工技术及其在药物输送方面的利用，通过控制分子取向的新功能生物材料，生物大分子的纳米级分析与修饰，评估和利用动态水分子簇，微生物反应器的开发。Dr. Nakajima特别解释了他们利用原子力显微镜（AFM）和近场光学原子力显微镜（SNOM）在常压和液态的条件下对食品和生物材料纳米级结构的测量研究结果。他还讨论了他们研究的进展，尤其是食品乳化和血液流变学分析中的微流道技术。
2．3荷兰纳米科技
荷兰人对食品纳米科技的规划由荷兰瓦格宁根大学的Dr. Frans Kampers陈述。一般的观点认为食品微纳米技术可以通过食品体系中潜在的各方面应用起到预防保健的作用，这一食品体系包括感观、加工、生产、包装和物流。例如：微纳米传感器和诊断仪器能提高灵敏度和选择性，从而控制食品加工过程，确保食品品质。控制纳米级的物质能很好的微调特殊食品的性状，如：结构，来满足特殊目标群体的需求。类似的，利用药物运输的理论进行营养成分的运输也能提高食品产品的营养质量。纳米科技同样可以用于提高包装材料的特性。和其他的一些新技术一样，消费认识的关键是接受。对潜在危险（如来源于纳米微粒）的客观信息和良好的沟通可以使个体消费者评估风险与利益，这是任何新技术增加认可度所必须的。
2．4加拿大纳米科技
像许多其他国家一样，加拿大已经在纳米科技研这中投入了许多。高级食品与材料网络部是
优秀项目中心网络部的一部分，主要集中于食品纳米科技研究。网络部的目的是开发知识和技术用于食品和食品加工中，在与行业、政府、非利益机构和国际研究机构合作时，使之具有商业利益，社会可以接受，具有附加值。Dr. Rickey Yada是网络部的科学主管，描述了正在进行的或将要进行的生物膜研究、计算机建模、纳米结构表面的食品派生材料的自我评估，控制食品和水凝胶中功能成分的释放。
2．5新西兰纳米科技
梅西大学Dr. Harjinder Singh讨论了新西兰的食品纳米技术研究。他谈到政府初期的发展纲要是为新西兰的纳米技术远景提供了广泛的内容和高水平的指导。纲要要求新西兰保持观注国内和国际发展状况，为可能的挑战与机遇作准备。它还引导将来在这一领域研究的深远合作与投资。纲要没特别强调纳米科学和纳米技术对食品行业的影响，但承认对主要行业有重大的影响，包括食品、新西兰经济。Dr. Singh陈述了一些新西兰食品应用中特殊的纳米技术研究，包括毫超微包囊法、纳米传感器、包装用的纳米材料、用于清除化学和病原体的纳米微粒。在Riddet中心，受调查的各个毫超微包囊法体系，将此法用于微量营养素和生物活性成分转运的现象非常突出。
3．纳米技术的社会效益
对于重要的社会问题，包括毒理学、环境卫生的意义、纳米科学教育等，进行了充分的研讨。
3．1纳米科技和社会
密歇根州立大学的Dr. Paul Thompson讨论了作为国家纳米技术启动计划（NNI）的一部分的“纳米技术的社会与伦理意义（SEIN）”，NNI是受委托管理与SEIN相关的研究和教育活动。密歇根州立大学是国家科学基金会认可的对农产品行业中纳米技术和与SEIN相关问题进行检查的机构之一。计划的目标是：1）从农产品生物技术经验中吸取纳米技术的教训；2）介定与当前正在进行的纳米技术标准相关的社会和伦理意义；3）早期观查新兴的农产品纳米技术及其对食品体系的意义。Dr. Thompson鼓励其他的农业机构和大学在SEIN中起主导作用，既因为他们具有生物技术的经验，还因为国家延伸的网络为进行公共科学教育和共同决策提供了重要的模型和基础设施。
3．2纳米技术的毒理作用
Dr. George Burdock 来自Burdock团队，一个毒理学咨询公司， 他的陈述题为“纳米毒理学：一门小科学或小事物的科学？”他强调了伴随着研究好处的毒理学研究的重要性。他定义纳米毒理学是毒理学的子范畴，从可见的到纳米微粒中寻找独有的结果。鉴于要从其他技术如食品辐射和转基因生物的介绍中吸取教训，Dr. Burdock强调研究者必须与公众和FDA合作。毒理学效应主要基于纳米微粒的大小、形状和成分。其他重要的因素有密度、表面电荷、溶解度、孔隙率、其他物质的表面形态。虽然在纳米级别，大小不是一个新的现象，但吸收增加而排泄则相应的减少，导致生物累积。同样，给相同的量，减少尺寸导致表面积增加和物质内部毒性水平的可能性增加。Dr. Burdock认为在纳米水平，由于物质基础物理特性已经变化，我们也应该期望生物和毒理效应也发生变化？
3．3食品包装的绿色纳米技术
密歇根州立大学的Dr. Amar Mohanty题为“我们所在的和将要开赴的地方——可持续的未来，食品包装的绿色纳米成分与纳米技术”吸引了观众。人们预期绿色聚合材料与纳米技术的结合能在塑料包装行业创造大的突破。新材料的发展正在从基于石油的碳氢化合物化学过渡到基于生物的碳氢化合物（绿色）化学。绿色聚合物，像聚乳酸（PLA），聚羟基脂肪酸酯（PHAs），基于淀粉的塑料，基于生物的环丙烷，展现了包装行业的机遇。例如，通过限制母体内纳米级超支化聚合物来修改PLA的特性，从而提高断裂延伸率，这将促进那些具有高级机械的热障涂层性的生物材料的发展。
3．4纳米科学教育
主流经济中任何技术的介绍都伴随着对技能人力资源的要求。由于纳米技术对食品和农业部门的潜在影响，教育机构已经开始为技能人员的需求作准备。纳米教育可以在所有的阶段包括中小学、大学和继续教育实施。高等教育的各个机构已经开始了教育启动阶段，来满足需求正如以下例子中讨论的。
按照Dr. David Nivens，食品科学副教授所说，在普渡大学，一个正在进行的项目集中于介绍纳米概念、含意和农学院一年级学生在食品、农业科学中的应用。项目分了三个阶段，1）纳米技术的早期研究和食品、农业科学中的应用，2）掌握纳米技术研究的技巧，3）将学到的技巧运用于纳米技术的研究。目标是向学生展示纳米技术，少数选择的人能专注于这一领域。Dr. Joseph Irudayara，普渡大学农业生物工程系的教授，和同事也为农业和食品纳米教育开发课程。教材将包含原理、运用和纳米制造相关的问题，食品安全与品质、动植物健康、环境与产量控制、监测体系。他们将继续研究，并可以为其他机构所用。
最后，罗格斯大学的Dr. Paul Takhistov和他的同事一起开发了一本食品纳米技术的教科书。发表的主题有：分子纳米技术、纳米材料、纳米粉、纳电子学、光学、光子学、纳米生物测定学。书中还包括一些食品科学中的尖端应用和未来发展的预言。
4．美国农业部支持的农业与食品体系中的纳米研究
会议陈述了由美国农业部NRI纳米技术项目组支持的十四个纳料科学与工程研究计划。这些计划阐述了在重要的农业生产、收割后加工、产品附加值、食品安全与品质、环境保护中一系列广泛的纳米技术的应用。这些技术项目名称如下：
1、 在创建光电化学装置中纳米级光电二极管中的光合系统I，G. Kane Jennings, 范德比尔特大学（Vanderbilt University）；
2、 农业园林学中运用纳米技术鉴别和标记水文学的流径，M.T. Walter, Dan Lou, J.M. Regan, 康奈尔大学（Cornell University）
3、 纳米级传感材料合成的近纳米级纤维垫用于检测空气和凝聚相生物危害，Margaret F. Frey; Y.L. Joo, A.J. Baeumner, 康奈尔大学（Cornell University）
4、 在自组装纳米级嵌段共聚物模型上使用抗体阵列传感器进行病毒识别，Peter Kofinas, 马里兰州大学（University of Maryland）
5、 通过控制DNA纳米管连接设计可寻址的超灵敏电子纳米管传感器，Jin-Woo Kim, R. Deaton, S. Tung, 阿肯色大学（University Of Arkansas）
6、 通过分子印记技术在感染性蛋白的探测与纠正中的运用设计蛋白结构传感器，David W. Britt,尤他州立大学（Utah State University）
7、 开发用于新的生物传感器的纳米级磁力控制粒子，Zhongyang. Cheng, 奥本大学（Auburn University）
8、 利用多功能纳米粒子检测食物传染毒素，Ian M. Kennedy, 加州大学（Univ. of California – Davis）
9、 玉米醇溶蛋白纳米制造的生物材料用于组织支架，Graciela W. Padua, A.R. Crofts, C. Liu, 伊利诺大学（University of Illinois）
10、 开发和鉴定纳米成分材料用于成孔毒素的检测，Jenna L. Rickus, A.K. Bhunia, 普渡大学（Purdue University）
11、 用于植物和昆虫病毒识别的分子印记聚合物，Peter Kofinas, 马里兰州大学（University of Maryland）
12、 在农业重要微生物环境中运用DNA纳米条码追踪细菌数量，Dan Luo, L. Walker, 康奈尔大学（Cornell University）
13、 淀粉支链的关联、形成和结构的纳米级自动组装，Gregory R. Ziegler, J. Runt, 宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）
14、 哺乳动物脑病中的感染性蛋白的血液蛋白序列的研究，R. Lewis, Justin Jones, 怀俄明大学（University of Wyoming）
5．食品纳米技术的潜在应用
基于在食品不同领域的潜在应用，与会者被分为四个小组讨论如下的问题：在这一领域这一技术的现状和我们希望发展的方向？目前的局限和挑战在哪里？使用纳米技术的机遇是什么和未来研究的需求是什么？分组讨论的结果在下面分段总结。
5．1提高食品安全性、生物安全性和产品可追溯性
在讨论这一技术的状况时，研讨中的21位与会者认同并同意从基础的纳米技术到运用纳米技术正在发生偏移。同时，缺少转化性研究来帮助平滑过渡。目前的挑战是将那些基础的片段转化到实际应用。还有一个比这个挑战更受观注的事情是缺少转化研究的资金。基础研究基金机构将进行早期的研究（鉴定和开发个体的纳米技术），但是几乎没有经费投入到扩大加工生产阶段。同时，工业上的主要兴趣是他们目前利用的技术，因此用于扩大生产和将其投入应用的经费数量很有限。
几位与会者注意到还需要进行选择性检测和竞争领域的研究。在方法与信号之间还有断层，存在着复杂的方法、信号和系统，但是缺乏知识的条理。目前，似乎“在我们所知道的”与“什么是需要深入研究与发现的”这两者之间有中心偏移。在讨论利用纳米技术体系保护不受生物袭击时存在特别多的批判，很难定义怎样去测定，如何去测评，还有非故意污染的问题。可以确定精确的污染水平是严格的，尤其是在生物袭击预防体系方面。根据与会者的意见，在检测与灵敏度水平方面还存在严重的基础研究缺陷。与会者还强调纳米技术可能不是所有安全问题的答案。如果现在有办法可以更快的分析和检测污染物，并花费更少，那么强调深入的开发纳米技术用于相同的目的，且费用更高时，这并不是明智之举。
要提出的问题是：有纳米技术比任何现存的可用的标准方法更好吗？答案可能是“是”，如果无论测量的什么物体，其数量大到体系无法感知。样品的质量对于纳米传感器来说太小以致于在读出微小样品尺寸的污染物微小质量时曝露出问题。在这些例子中，使用带有与样品尺寸相当并有足够的污染物作参照的标准的传感和检测装置，可能有更多的优点并更准确。
与会者认为，未来10年目标，开发出比目前运用的1917年开发的分析排泄物中大肠菌数量的方法更好的程序用于分析品质。他们还认为“更好”一词的介定将是必须的。在新技术投入使用时，评价新技术和体系的基准必须建立。这个成本会很高吗？如果纳米技术分析一个样品的费用少于5美元，这样合适吗？这是否比现存的技术“更好”？认识到现有的聚合酶链反应（PCR）分析是很重要的，纳米技术怎么也不可能逐步取消或排除PCR分析，仪器化使用和平板计数。纳米传感器必须开发成能让每个人只需要简单的说明就能操作的。传感器还必须是便携的，才能被认为比PCR分析或实验室分析更好或有更多优点，反应更快。参考的方法必须经鉴定属于传统的分析方法。一旦参考的方法被鉴定，纳米技术的应用就能基于速度、特性、样品制备等来进行评价。
另外讨论的是需要更好的理解特殊生物体的检测。理解生态体系和传感技术的纳米技术是重要的。
建议官方基金考虑强调或要求倡导特殊的生物研究和行为以及相关的纳米技术。这需要与其他大学体系内的其他非传统的纳米科学部门合作。
长期的目标是在检测更小的样品量时，建立一套程序放大毒素水平。建议在研究中使用动物和现有的系统来模仿一些检测系统；建议研究昆虫和信息素的感知能力以及狗、白蚁和癌症的感知能力。与会者认为需要提高在食品中抗菌工艺的使用。更好的转运系统是必要的，尤其是在复杂的食品体系和温度波动的加工环境中。建议试着更好的理解仿生学。
5．2更好的食品营养运输机制
功能成分的运输体系正在进行大量的研究，大多数集中于开发像胶体结合与乳化这样的体系。与会者认为最后的运输体系对营养素的包埋有着巨大潜在的影响。随后还讨论了这些体系所面临的几个潜在挑战。用于营养成分运输的材料很有限，例如FDA允许聚乳酸甘醇酸用于药物但不能用于食品，因此为食品设计释放体系是困难的。另外，处理一些微量营养素也是困难的，如由于ω-3脂肪酸的稳定性差，经常引发运输系统的稳定性问题。其他的问题还包括：有意控制营养素的释放存在困难，对风味有潜在负面的影响，技术的高成本，低的生物利用率问题，其他运输体系的不稳定性如热处理。
与会者讨论的其他的问题还有纳米技术的特殊性，包括生物利用率/毒理学和规则问题。他们注意到包埋和运输会导致吸收率的变化，从而推荐的日摄取量（RDA）会发生变化。增加一些微量营养素的摄入量如维生素A会引起毒性。研究需要强调生物利用度/毒性。
FDA对基于纳米技术的运输系统作为公认安全（GRAS）的规定必须有清楚的界定。目前的规定是如果一项新技术被考虑实施，材料不需要允许的GRAS，但它们要被标识。推荐使用公认有效（GRAE）体系取代GRAS，关于标识，对于不同货架期的说明是重要的。
与会者认识到安全问题的重要性，建议对食品中的纳米材料进行全面的风险评估。尤其是交叉与交互作用的毒理学研究是必要的，但要符合成本效益。员工的安全性问题也必须解决。有欧盟人士的想法是尽管一个产品有许多优点，但是当它有毒性时，所有的优点都不存在了。尽管你已经花了许多钱，对于攫取预期的利益这并不是你最好的优势。另外，更彻底的理解毒理学和纳米产品对人们消费与健康的影响是必要的。
在纳米食品方面，与会者一致的观点是还有许多未知的东西，包括毒性。由于相关纳米材料的溶解度和特性不同，难以判断毒性。与会者表达的想法是，在以后的十多年，目前的研究者应该积极主动的而非被动的去应对风险问题。大家提到纳米技术像生物技术和转基因生物一样接近了媒体。
认为纳米技术的成本对于低成本的食品行业是不现实的，一个新公司计划冒险使用纳米技术，而食品行业只有在它成功后才会使用。主要的问题有“谁将为哪部分买单？”，“什么样的研究必须进行？”
公众意识被认为是推动食品纳米技术发展的潜在的巨大障碍，正如曾经的生物技术一样。与会者认为公众的态度会受缺乏准确信息的一些机构所左右。亟待解决的是，要基于准确的研究资料，教育公众纳米技术的潜在的利益和风险。
与会者还认为，在营养成分输送体系中使用纳米技术，在如下方面存在重要的机遇：1）提高输送体系：开发系统用于提高营养，用于更好的输送风味成分减少用量，用于多功能的复杂的体系，用于单独的营养体系克服多层结构中的稳定性问题；2）适度的释放：开发系统，精准的控制释放、定时和定向的释放，起动释放，pH依附释放，多功能体系的开发；3）材料与方法：对材料，必须克服材料的局限性，使用更便宜的和现有的粗原料，和已经用于药物的材料应用到食品中，对于方法：清洁过程，自组装系统，快速的生物利用度屏蔽，感官（组织结构）修正系统。
5．3纳米材料用于强化包装外观
与会者讨论了将纳米材料用于加强现有的或开发新的食品包装材料的潜力，使新材料具有更高级的机械热防护性能和抗菌性能。食品包装的应用似乎是食品纳米技术商业化的一个主要的目标机遇。
最流行的例子是含纳米成分的聚合性陶土，使用了纳米级陶土填料。为了与一般的陶土填料有相似的性能，纳米陶土填料使用了较小的量（约1-5%）。尼龙的纳米成分具有良好的防护性能，似乎可以商业化了。未来的研究活动包含了剪切聚合性陶土成分来满足特定产品的包装需求。纳米陶土可利用其专一性。
关于具有抗菌性能的聚合矿物质纳米成分的研究已经显示出有相当的前景。例如，具有高抗菌性的纳米银已经在包装材料中测试。潜在的问题是对环境的影响。然后用量很少（少于1%或只有百万分之几的比率），减少了浸出的机率。需要研究处理以下的问题，如：作为抗菌剂的效率，不同聚合基质的表现，还要研究粒子燃烧废物的影响或者说材料降解后对环境的影响。
纳米粒子在灵活的小包装有着巨大的应用潜力。多层包装技术已经可以具有防护性能。这一技术引发的潜在问题是：废物处理中会遇到分离材料的难题。正在开发使用纳米技术作为替代，提高防护性能。需要研究像铝这样的常用材料的替代品。
5．4纳米技术对食品加工的影响
当我们尝试利用新的发明来大幅度改进食品加工和产品时，食品行业是紧密伴随着现有的发现和纳米技术带来的革命性发展。会议一致认为纳米技术还处于初期阶段，而它在食品中的应用更处于初期的预备阶段，但是围绕着这项技术，依然存有巨大的热情和期望。
与会者认为，存在着有限的与食品相关的纳米级应用：功能膜的开发有潜力运用于高灵敏度生物活性混合物质的分离与纯化；纳米结构技术，如：乳化、匀质；利用微通道技术的纳米充气；食品复合基质中的活性混合物的包埋。许多这样的应用使用“自上而下”的方法。
纳米技术还推动了纳米制造技术和“自下而上”法。具有独特的机械和功能特性的基于生物聚合体的纳米结构材料的制造，用于包埋和食品中生物活性物质（如：维生素）的定向运输的脂粒合成，还有用于病原体探测的纳米传感器的开发，这些都适于“自下而上”的方法，这些技术也被视为将纳米技术结合到食品科技的起点。
尽管在食品行业中基于纳米技术的应用启动慢，但与会者一致认为未来有着巨大的前景，尤其是在如下的领域：1）利用食品基质作为生物活性物质的转运工具这样的方式提高食品健康水平；2）开发可用于生产新的和独特的风味、结构的食品的功能强化剂成分；3）开发具有强化防护或自封堵性能的纳米结构的新材料；4）具有抗菌性能的材料可在食品生产中用于具有自消毒功能的接触面（如：包装和加工设备）；5）新的加工技术；6）先进的管理和报警工具，包括用于食品安全、货架期和品质管理的纳米传感器。
每一项新技术的延生，都会预见到一系列从小到大的挑战。各食品企业提出的典型问题有：在不远的将来，纳米技术的应用是否会有经济效益，还有在这个低利润率行业，收益是否比成本要重要。还指出完善一些纳米技术的发展将大大的改变食品行业中现行的操作方法，同时还需要对目前食品行业的规则和立法进行大幅的修改。为了保护消费者（关于产品和环境安全方面）和那些相关的研究和生产人员（员工安全），近来媒体关于一些化妆品生产中使用的纳米粒子曝露出风险性的报道引发了评论，即对于纳米技术产品——尤其是纳米粒子——的毒性的评估还需要深入的研究。在处理纳米粒子时建立一个清晰的安全步骤是必要的，因为粒子的大小可能变成易入侵的。鉴于品控和环境管理的目的，适当的检测方法也需要跟进。在“纳米”产品和技术商业化之前，研究者与企业都有义务从以前其他技术的错误中吸取经验，积极主动的应对任何可预见的安全问题。对新技术任何不当的处理和新发明的仓促应用都可能引发消费者一系列的抵制行业，他们可认为纳米技术是危险的而非有用的工具而不再问津。
总而言之，所有的与会者一致认为纳米技术有着惊人的利益，食品行业也急切盼望尽可能多的从它的变革性发现中获益。
6、研究需要鉴别
与会者的总体观点是食品纳米技术还处于早期阶段，因此，为了充分发挥它的潜能，研究非常需要许多领域的科学、工程和技术。未来的研究需要鉴别与条理化，可能的状态是经费的来源主导研究。
6．1基础知识
一些基础研究成果应该公布，如在食品中纳米技术的应用所取得的进步，例如：与控制食品质量、安全和加强人类健康相关的纳米级现象与工艺的发现。必须清楚的界定用于食品行业的纳米技术，概括可用的相关技术。这样的技术应与现存的技术比较优缺点，并指出缺陷。
6．2仪器、鉴定与标准
开发鉴定工具和研究食品产品、加工、包装和食品接触面中的纳米级材料的测量学是严格的，而且必面建立纳米级测量标准。
6．3传感器、传感装置与体系
必须发展纳米级的传感技术用于食品安全，如：快速的识别与检测方法能使公司检测出问题，并在加工过程中取得立竿见影的效果；还有贯穿于从农田到餐桌的食品消费链的食品质量变化管理的传感器。另外，开发用于纳米传感器和生物传感器的样品制备技术要严格。
6．4产品开发
要开发能增加食品稳定性和货架期的纳米技术，纳米技术就该用于开发营养强化食品。需要更深入研究的其他研究应用领域有：在冷冻状态下的部分乳化配方和开发有效的风味释放体系。产品开发中主要的挑战是开发有经济效益的终端产品。还应该探索适用于食品系统生态学潜在应用的纳米技术。
6．5营养与健康研究
在包埋技术和营养输送体系方面的研究已经在进行，还在进行的研究有：用于微量营养素转运的纳米乳化技术，转运体系的特殊应用如：独立体系的开发。可用的纳米粒子必须经过功能评价，还需要进行的研究是提高营养素运输体系的生物利用率和稳定性。应该开发纳米粒子的利用，如：在食品领域的抗菌和健康领域的治疗。
6．6环境的研究
需要结合绿色化学来发展和推动食品相关的纳米技术研究（绿色纳米制造）。这涉及到用于有效操作的纳米材料，减少浪费和下脚料的产生。另外，鼓励能够提高能源利用率工艺的研究。
6．7安全性、伦理与规则问题
需要对纳米技术进行综合风险性分析：如，判定数据缺陷的风险评估（质量上的与数量上的），相关人员的风险管理与风险交流。讨论的其他研究领域包括评估不同纳米粒子的安全性，开发新技术和产品的工作人员的安全性，管理平衡研究工作人员的安全性。最终，需要开发充分实际的风险管理工具和协议，还需要深入研究鉴别和调节潜在的规则冲突。
6．8教育与交流
有必要在从中小学到本科的各教育阶段建立教育课程，这将帮助学生加强纳米科学的兴趣，在未来接受这一技术，同时有助于纳米技术学家的诞生。由于纳米科学联结了几门学科，因此教育的初期实质上是跨学科的。为强化人们对纳米技术的感知与接受度，针对食品纳米技术的潜在利益与风险，教育其他的相关人员包括消费者、媒体和环境人员等也是重要的。这样可以部分的开发基于科学资料的简单交流信息，并很好的为一般公众所理解。
鸣谢：
本次会议的经费美国农业部（USDA）国家研究、教育与外延服务综合部，荷兰皇室使馆、Burdock公司提供，IFT特此鸣谢！
注:转载请注明来源,否则追究法律责任!
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