Το up-cycling, η διαδικασία επανάχρησης που δίνει μεγαλύτερη αξία στο αρχικό υλικό και συντελείται στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας μπορεί να προσφέρει ασφαλείς λύσεις στην ιατρική βιομηχανία, σε μια εποχή όπου ο COVID19 κατέδειξε το μέγεθος της τοξικότητας του ιατρικού/προστατευτικού εξοπλισμού όπως είναι οι μάσκες και τα γάντια.
Ο κ. William Chen, καθηγητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Nanyang (NTU) ερευνά τα τελευταία χρόνια τις εφαρμογές της τεχνολογίας τροφίμων σε άλλους κλάδους όπως είναι η ιατρική βιομηχανία συνδέοντας κάποιες από τις έρευνές του με την κυκλική οικονομία.
Όπως σημειώνει σε άρθρο του αυτή την εβδομάδα στην «The Straits Times» της Σιγκαπούρης, «καθώς τα τρόφιμα συντηρούν κάθε μορφή ζωής, υπάρχει μια θεμελιώδης αλλά υποτιμημένη επικάλυψη μεταξύ της επιστήμης των τροφίμων και της ιατρικής».
Εκτός από την παγκοσμίως αναγνωρισμένη έννοια της «τροφής ως φάρμακο» ή στην παραδοσιακή κινεζική ιατρική, υπάρχουν και άλλες διαφορετικές χρήσεις της επιστήμης και της τεχνολογίας των τροφίμων που ισχύουν επίσης για κλινικές εφαρμογές σε ιατρικές δοκιμές και θεραπείες. Εάν τα υλικά προέρχονται από τα τρόφιμα που τρώμε καθημερινά, θα ήταν επίσης λογικό να είναι αποδεκτά και συμβατά με το σώμα μας. Και αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την σύνδεση των δύο επιστημών.
Στην καθημερινή ζωή υπάρχουν αρκετά παραδείγματα παράπλευρων ρευμάτων ή υποπροϊόντων παραγωγής τροφίμων, που θα μπορούσαν να ενσωματωθούν στην ιατρική βιομηχανία. Αυτά περιλαμβάνουν τον υπολειμματικό πολτό από ζαχαροκάλαμο και κόκκους σόγιας, βότανα που παραμένουν ξεχασμένα στο συρτάρι μπαχαρικών μας, το κατακάθι καφέ και αναλωμένα δημητριακά ζυθοποιίας όπως είναι το υλικό που περίσσεψε από την παρασκευή μπύρας.
Η ανανέωσή τους και η χρήση τους για υλικά για την κατασκευή μάσκας προσώπου και απολυμαντικού θα καταστήσει εφικτό να αξιοποιηθούν αντί να εναποτεθούν στους χώρους υγειονομικής ταφής, δίνοντάς τους μια δεύτερη ή τρίτη «ζωή»στην καθημερινότητά μας - ακόμη και να τα βελτιώσουμε.
Η αξιοποίηση της τεχνολογίας τροφίμων για ιατρικούς και κλινικούς σκοπούς δεν θα μπορούσε να εμφανιστεί σε πιο κατάλληλη στιγμή. Η πανδημία του Covid-19 έχει αποκαλύψει δύο πτυχές των ιατρικών υλικών: την αυξημένη σπατάλη ιατρικών προμηθειών (γάντια) και τη βελτιωμένη λειτουργικότητα των προστατευτικών υλικών (μάσκες).
Αυτό αντανακλά σε μεγάλο βαθμό τη φύση των σημερινών ιατρικών υλικών που παράγονται από την πετροχημική βιομηχανία (γάντια και μάσκες), τα οποία προφανώς δεν είναι βιοαποδομήσιμα και η εσφαλμένη απόρριψή τους επιδεινώνει το παγκόσμιο πρόβλημα των απορριμμάτων.
Μια άλλη φαινομενικά άσχετη πηγή μόλυνσης του περιβάλλοντος προέρχεται από τη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων. Σε παγκόσμιο επίπεδο, η βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, αξίας 11 τρισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ (14,8 τρισεκατομμύρια δολάρια) το 2019, παράγει τεράστιες ποσότητες φυτικού πολτού και απορριμμάτων που έχουν υψηλή αξία επαναχρησιμοποίησης (up-cycling).
Για τη μείωση της παγκόσμιας σπατάλης τροφίμων και του παγκόσμιου αποτυπώματος άνθρακα, έχουν αναπτυχθεί καινοτομίες τεχνολογίας τροφίμων για την ανάκτηση θρεπτικών συστατικών και τη μετατροπή των στερεών υπολειμμάτων σε χρησιμοποιήσιμα υλικά. Τέτοιες καινοτομίες συνέδεσαν απροσδόκητα τις δύο πηγές μόλυνσης του περιβάλλοντος: τα πλευρικά ρεύματα επεξεργασίας τροφίμων και τα ιατρικά υλικά.
To παράδειγμα της Σιγκαπούρης
Όπως αναφέρει ο Δρ. Chen, κατά τη διάρκεια της τρέχουσας πανδημίας Covid-19, όλα τα νοικοκυριά στη Σιγκαπούρη έλαβαν επαναχρησιμοποιήσιμες αντιβακτηριακές μάσκες προσώπου. Ωστόσο, αυτό που δεν είναι ευρέως γνωστό είναι ότι οι αντιβακτηριδιακές τους ιδιότητες προέρχονται από την ανακύκλωση της επεξεργασίας των ανακαρδίων που αναπτύχθηκαν από το Πρόγραμμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Nanyang της Σιγκαπούρης.
Η ίδια αντιμικροβιακή ένωση έχει επίσης ενσωματωθεί σε απολυμαντικά επιφανειών και απολυμαντικά που διατίθενται στα τοπικά σούπερ μάρκετ.
Mε τον τρόπο αυτό, αναδεικνύονται οι μεγάλες δυνατότητες που προσφέρουν η επιστήμη και η τεχνολογία των τροφίμων στην ανακύκλωση των απορριμμάτων τροφίμων όχι μόνο για τη μείωση των υλικώναλλά και για τη δημιουργία υλικών υψηλής αξίας για την καθημερινή μας ζωή.
Σύμφωνα με τον Δρ. Chen, μερικά από αυτά τα υλικά θα μπορούσαν κάλλιστα να είναι φυσικά «βιοϋλικά» τα οποία είναι παραδοσιακά ουσίες κατασκευασμένες για να αλληλεπιδρούν με βιολογικούς ιστούς ή συστήματα για θεραπευτικούς ή διαγνωστικούς σκοπούς. Τα ίδια φυσικά βιοϋλικά μπορούν επίσης να είναι συμβατά με το βιολογικό σύστημα του σώματός μας, έτσι ώστε να μην προκαλούν ανεπιθύμητες ανοσολογικές ή τοξικές αντιδράσεις από τον ασθενή.
Γενικότερα, για κλινικές εφαρμογές βιοϋλικών, οι φυσικές ουσίες έχουν εγγενή πλεονεκτήματα έναντι των συνθετικών υλικών με βάση το πετρέλαιο ή των ανόργανων υλικών (γυαλί, κεραμικό, μέταλλα), όπως γενικά υψηλότερη βιοσυμβατότητα.
Τα τρόφιμα σε όλες τις μορφές αποτελούνται από έναν συνδυασμό ουσιών (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και πολυνουκλεοτίδια) που τα καθιστούν βιοσυμβατά για όλες σχεδόν τις κλινικές εφαρμογές βιοϋλικών.
Οι πολυσακχαρίτες όπως είναι η κυτταρίνη και η χιτοζάνη τείνουν να κυριαρχούν, ακολουθούμενες από πολυπεπτίδια που προέρχονται από ινώδεις πρωτεΐνες όπως το κολλαγόνο και η ζελατίνη. Η επικράτηση της κυτταρίνης στα τρόφιμα την καθιστά εξαιρετικά βιώσιμη και οικονομική ως υποκατάστατο πλαστικών πολυμερών που προέρχονται από πετροχημικά, ιδιαίτερα σε εφαρμογές περιποίησης τραυμάτων.
Μάλιστα, όπως αναλύεται στο σχετικό επιστημονικό άρθρο, ο πρόδρομος της χιτοζάνης, η χιτίνη, είναι το δεύτερο πιο άφθονο βιοπολυμερές στη γη και βρίσκεται στην επιφάνεια των εντόμων, των μυκήτων, των ασπόνδυλων και των ψαριών. Τα παράπλευρα ρεύματα επεξεργασίας φυτικών καλλιεργειών και θαλασσινών είναι εξαιρετικά υποχρησιμοποιούμενες αλλά εξαιρετικά βιώσιμες πηγές κυτταρίνης και χιτοζάνης αντίστοιχα, οι οποίες συνήθως εξάγονται μέσω προσεγγίσεων που βασίζονται στην υδρόλυση για να χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια σε εφαρμογές όπως είναι η περιποίηση τραυμάτων κλπ. Ειδικότερα, οι επίδεσμοι τραυμάτων από φλοιούς durian επιδεικνύουν τη δύναμη της κυτταρίνης ως υποκατάστατου, λόγω της φυσικής βιοσυμβατότητας, της βιοδιασπασιμότητας και της βιωσιμότητας της.
Η αντίσταση στα αντιβιοτικά
Η αντίσταση στα αντιβιοτικά καθίσταται μείζον παγκόσμιο πρόβλημα δημόσιας υγείας. Μια πρόσφατη έκθεση του The Good Food Institute Asia-Pacific αναφέρει ότι τα ζώα που εκτρέφονται σε περιορισμένες καταστάσεις τρέφονται σταθερά με χαμηλές δόσεις αντιβιοτικών για να διατηρηθούν υγιή και να προωθηθεί η αύξηση βάρους.
Η χρήση αντιβιοτικών στη κτηνοτροφία προβλέπεται να αυξηθεί σχεδόν κατά 70% μεταξύ 2010 και 2030. Ωστόσο, η υπερβολική χρήση αντιβιοτικών οδηγεί στην ανάπτυξη υπερμικροβίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά (AMR) που ήδη σκοτώνουν περίπου 700.000 ανθρώπους ετησίως παγκοσμίως. Η εξειδικευμένη ομάδα των Ηνωμένων Εθνών για τη μικροβιακή αντοχή εκτιμά ότι θα μπορούσε να αυξηθεί σε 10 εκατομμύρια ετησίως έως το 2050.
Στο πλαίσιο αυτό, τα φυσικά αντιμικροβιακά τρόφιμα, κυρίως φυτοχημικά αντιμικροβιακά φυτικής προέλευσης, μπορεί να προσφέρουν μια νέα στρατηγική κατά των υπερμικροβίων AMR. Παρόμοια με τα βιοπολυμερή με βάση τα τρόφιμα, οι πλευρικές ροές παραγωγής τροφίμων αντιπροσωπεύουν πλούσιους και άμεσα διαθέσιμους βιοπόρους για χρήση αντιμικροβιακών φυτοχημικών που ενδιαφέρουν.
Η μεγάλη πλειονότητα αυτών των φυτοχημικών αποτελούν ήδη μέρος της υγιεινής ανθρώπινης διατροφής καθώς εμπεριέχονται σε φρούτα και λαχανικά, επομένως γενικά θεωρείται ότι έχουν χαμηλό κίνδυνο αρνητικών παρενεργειών, σε αντίθεση με τα μειονεκτήματα της κλασικής αντιβιοτικής θεραπείας.
Τα φυτικά αντιμικροβιακά παράγονται συνήθως μέσω εκχυλίσεων μεγάλης κλίμακας βιομάζας φαρμακευτικών ή τροφικών καλλιεργειών, η οποία δημιουργεί επιζήμιες περιβαλλοντικές επιπτώσεις μέσω της αποψίλωσης των δασών, της δημιουργίας αποβλήτων και του αποτυπώματος άνθρακα.
Τα υποπροϊόντα των γεωργικών καλλιεργειών και τα παράπλευρα ρεύματα επεξεργασίας τροφίμων είναι συνήθως πλούσια σε φυτοχημικά και είναι εξαιρετικά οικονομικές αλλά και φιλικές προς το περιβάλλον εναλλακτικές πηγές.
Πρόσφατη εφαρμογή των παραπάνω, αποτελεί η αντιμικροβιακή επαναχρησιμοποιήσιμη μάσκα προσώπου κυκλοφόρησε πρόσφατα στο εμπόριο στη Σιγκαπούρη, όπου το ενεργό αντιμικροβιακό συστατικό στο ύφασμα της μάσκας προερχόταν από βιομηχανικά απόβλητα επεξεργασίας ξηρών καρπών.
