Генетски инженеринг и храна - Енциклопедија на исхрана
Енциклопедија за исхрана: генетски инженеринг и храна
Генетски инженеринг и храна
Р. Грејнер и У. Кониецни, Карлсруе
Специфични области на примена
Декларираните цели на земјоделството и технологијата на храна отсекогаш биле обезбедување на доволни количини храна, зачувување на храна, нутритивно и сензорно подобрување на храната, оптимизација на производството и подготовката на храната и обезбедување на безбедноста на храната. Сепак, техниките на одгледување и производство постојано се менувале во текот на милениумите. Како современ процес на биотехнологија, генетскиот инженеринг денес се користи со различни цели во земјоделството и производството на храна. На пример, храната може да содржи адитиви од генетски модифицирани организми (ГМО) или се произведени од генетски модифицирани микроорганизми со ензими и помагала за преработка. Храната може да содржи и состојки од генетски модифицирани култури, како што се масло од семе од репка отпорна на хербициди или соја (отпорност на хербициди) и шеќер од шеќерна репка отпорна на вируси (отпорност на вируси). Конечно, храната може да содржи и генетски модифицирани организми, како што е јогурт со живи култури или сино сирење или дури и да претставува генетски модифициран организам, како што е доматот Флавр-Савр (сл.).
Ензими, адитиви и хормони од микробно производство
Употребата на генетски инженеринг во прехранбениот сектор е најнапредна во областа на микробиолошко производство на ензими. Една од причините за ова е што ензимите обично се кодираат само од еден ген и се синтетизираат со директен превод на генетските информации. Микроорганизмот лесно може да се оптимизира генетски, така што произведува одреден ензим во доволни количини. Самото производство е економично и еколошко. Повеќе од 40 ензими комерцијално достапни ширум светот од генетски модифицирани микроорганизми се идентични со оние произведени конвенционално. Значи, тие се разликуваат од традиционалните ензими само по начинот на производство. Во иднина, исто така, ќе биде можно економски да се произведуваат ензими кои не можат да се произведуваат конвенционално во генетски модифицирани микроорганизми. Покрај тоа, инженерството на протеини може да се користи за специфична и специфична промена на структурниот ген, што ги прави достапни нови ензими кои се оптимално прилагодени на суровината што треба да се конвертира и производствениот процес.
Ензими и други протеини за размножување на животни, исто така, може да се произведат во генетски модифицирани микроорганизми. Ензимите се додаваат на добиточната храна како додаток на дигестивните ензими на самото животно, што овозможува подобра конверзија на добиточната храна и олеснување на животната средина во областите на интензивно сточарство. Хормоните за раст за размножување на животни исто така може да се обезбедат во доволни количини. Говеда хормон за раст БСТ (Соматотропин) се користи, на пример, за зголемување на приносот на млеко кај кравите.
Друг важен пазар во рамките на преработката на храна се адитивите. Овие се користат како засилувачи на вкус, засладувачи, витамини, аминокиселини, ароми, бои, конзерванси, емулгатори и згуснувачи. Нивното производство исто така може да се направи поефикасно, попрофитабилно и понекогаш поеколошки со трансгени микроорганизми. На пример, хемиската синтеза може да се замени со бактериска ферментација. Работата во областа на производство на адитиви во генетски модифицирани микроорганизми досега беше во голема мерка ограничена на витамини, на пример витамини Ц, Б2, Б12 и биотин и аминокиселини, на пр. Глумат, како засилувач на арома и фенилаланин за синтеза на засладувачот аспартам, како и засладувачи како што се тауматин и монелин, пептиди од јужноафрикански растенија со значително поголема сладост од шеќер од трска. Адитивите произведени во генетски модифицирани микроорганизми се идентични со соодветните конвенционални супстанции.
Генетски модифицирани микроорганизми како почетни култури
Области на примена за генетски модифицирани микроорганизми се јавуваат во производството на храна не само при екстракција на помошни средства- и адитиви, но исто така и каде и да се користат микроорганизми директно во форма на почетни и заштитни култури. Квасеците се користеле со милениуми во производството на печива и алкохолни пијалоци и млечни киселини бактерии за производство на сите видови сирења, јогурт и кисело млеко или за рафинирање на производи од месо и колбаси. Околу една четвртина од нашата храна денес се произведува преку ферментација. Во моментов препознатливи цели на генетската модификација на почетните култури се оптимизација на својствата на производот, нутриционистичко-физиолошко надградување на производите, оптимизација на технологијата на производство и зачувување на хигиенскиот статус на производите. Соодветно генетски модифицирани квасец, бактерии и млечни млечни киселини сè уште не се користат, иако голем број на соеви се веќе генетски модифицирани низ целиот свет. Останува да се види дали овие генетски модифицирани микроорганизми можат да издржат споредба со традиционалните култури од индустриски размер.
Со синтетизирање на нови состојки како што се витамини или аминокиселини во почетните култури, ферментираните производи исто така можат да се надградат нутритивно. Вкусови и засладувачи, исто така, може да се произведуваат директно од самите почетни култури откако ќе се пренесат соодветните гени и повеќе не треба да се добиваат одделно и да се додаваат на готовите производи.
Генетски модифицирани микроорганизми како заштитни култури
Да се обезбеди хигиенски статус на производи, особено борба против патогени микроби во храната, е важна задача за прехранбената индустрија. Постојат многу причини зошто е пожелно да не се користат традиционални конзерванси, а зачувување на органската храна (процес на зачувување) преку употреба на генетски модифицирани заштитни култури е алтернатива или може да се користи во комбинација со хемиски и физички методи.
Генетски модифицирани култури
Скоро сите култури во денешно време се развиваат во комбинација на генетски инженеринг и класично размножување (т.н. зелен генетски инженеринг) Покрај најважните како пченка, ориз, пченица, 'рж, соја, сладок компир, компир и домат, ова сега влијае на повеќе од 90 други видови. Од јуни 2001 година, 79 трансгенски растенија добија одобрение ширум светот и многу други се тестираат. Искуството со теренски испитувања на трансгени растенија е главно во САД и Канада, а во помала мера и во некои западноевропски земји. На меѓународно ниво, досега се извршени повеќе од 10.000 вакви теренски испитувања, без да се најде ослободување што би сугерирало посебни опасности или неконтролирани настани. Само во 1999 година 36 трансгенични сорти се одгледувале комерцијално на 38 милиони хектари ширум светот. Во 2000 година градежната површина се зголеми на 44,2 милиони хектари.
Оптимизација на состојките и однесување на одгледувањето
Генетскиот инженеринг исто така може да придонесе за развој на функционална храна. На пример, може да се замисли да се зголеми синтезата на секундарни растителни супстанции кои промовираат здравје во одредени растителни видови или растителни делови. Многу секундарни растителни супстанции играат важна улога во одржувањето на луѓето здрави. Исто така, се прават измени во пченката и другите житарки за да се овозможи и зголеми синтезата на олигосахариди со пробиотички ефекти.
Кај растенијата се работи и на намалување на содржината на природно присутни антихранливи или токсични состојки преку генетски инженеринг. Ова би можело, на пример, да ја подобри сварливоста на протеините и биорасположивоста на минерали и елементи во трагови, а киселите грав и незрелите зелени домати или касавата би биле побезбедни за потрошувачите. Исто така, се работи на намалување на содржината на кофеин во зрната кафе преку генетски инженеринг.
За да се зголеми сензорниот квалитет на храната од растително потекло, за растенијата се вели дека синтетизираат одредени ароми преку генетски инженеринг-, Боја- и засладувачите се овозможени. Интервенира и во процесот на зреење на овошјето. Со одложување на процесот на зреење, вкусовите можат да се збогатат во овошјето, што резултира со подобар вкус. Најпознат пример е Флавр-Савр-Домат, кој исто така може да ја добие целата содржина на вредни состојки со зреење на стапчето од домат. Слични тестови беа извршени и на брокула, банани и малини. Генетскиот инженеринг исто така се користи за да се овозможи чување на доматите и другите овошја на замрзнување, без губење на нивната текстура или промена на нивната арома.
Успехот да се прилагодат растенијата во климатски неповолни области или во солените почви со помош на генетски инженеринг е уште далеку, како и изградбата на само-оплодувачки растенија со пренесување на гените за фиксација на азот од ризобија. Споменатите својства зависат од повеќе гени кои треба да се изразат во дефинирана количина и низа. Ова во моментов не е технички можно.
Со помош на генетски инженеринг може да се произведат и специјални диети. На пример, пациентите со фенилкетонурија не можат да го метаболизираат аминокиселината фенилаланин и затоа мораат да јадат диета која е многу малку фенилаланин. Со помош на генетски модифицирани микроорганизми или растенија, можно е да се произведе протеинска мешавина која содржи малку фенилаланин. За таа цел, беше направен обид да се изрази синтетички ген кој кодира протеин без фенилаланин во компирот природно прилично сиромашен со фенилаланин. Исто така, во тек е истражување за развој на пченица без глутен за проширување на опсегот на печива за пациенти со целијачна болест.
Генетски инженеринг и фарма на животни
За земјоделските животни, генетскиот инженеринг моментално игра само индиректна улога. Собраната култура и производите преработени од трансгенски растенија исто така се користат како храна за животни. Покрај тоа, генетскиот инженеринг се користи во ветеринарната медицина, за производство на вакцини против животни и за поддршка на избор на размножување со помош на избор со помош на маркери. Развојните цели за трансгени животни (трансгени организми) се побрз раст и поголемо зголемување на телесната тежина, отпорност на типични патогени или подобри производи од животинско потекло, како што се пилешки јајца со низок холестерол, свинско месо со малку маснотии или кравјо млеко без лактоза. Во следните 20 години, сепак, копнените животни кои се промениле соодветно, веројатно нема да добијат никакво значење, бидејќи големината и организацијата на соодветниот генетски ги отежнуваат промените. Од друга страна, трансгенската риба може да излезе на пазарот во следните три до пет години. Генетските информации за хормонот за раст од пастрмка сега го скратуваат времето што е потребно за крапот да биде подготвен за колење, а благодарение на заштитниот протеин од пропаста, трансгенскиот лосос сè уште јаде и расте добро при ниски температури на водата.
Проценка на ризик
Работиме напорно низ целиот свет за да го смениме составот на нашата храна. Исхраната на големи делови од населението во земјите во развој се состои главно од неколку основни намирници како касава, пченка или ориз, кои се слаби во некои макро- и есенцијални микроелементи. Ова доведува до неухранетост и болести. Генетскиот инженеринг може да придонесе за подобрување на состојбата со исхраната во области со недостиг со зголемување на густината на хранливите материи и со замена на исчезнатите или модифицирање на постојните компоненти. Покрај тоа, деградацијата на квалитетот при складирање на храна може да се намали со преземање чекори за намалување на загубите по бербата од расипување и наезда од штетници. Понатаму, зголемувањето на приносот може да се постигне со развој на растенија отпорни на штетници или со вклучување на претходно неповолни локации.
Се разбира, како и употребата на која било друга технологија, употребата на генетски инженеринг вклучува одредени ризици. За употреба во прехранбената индустрија, единствените можни донатори или приматели на генетски материјал се оние организми кои долго време биле испробани и тестирани и докажано дека се безбедни. Опасност од мешање во генетскиот материјал обично не е од посакуваната промена, туку од неочекувани ефекти, на пример, акумулација на токсини или анти-нутриционистички фактори, како и намалување на вредните состојки или промена на биорасположивоста на микро-, макронутриенти и токсини. Овие последици секако не се ограничени на процесите на генетски инженеринг, но исто така можат да се појават и во традиционалното размножување.
Во врска со употребата на генетски инженеринг во производството на храна, секогаш се укажува на зголемен ризик од алергии. Речиси сите алергии на храна се предизвикани од протеини. Сепак, тешко е да се предвиди алергенскиот потенцијал на протеините. Пренесувањето на генот во друг организам не го менува алергенскиот потенцијал на соодветниот протеин, се додека тој се произведува во идентична форма. Ако се знаеше дека протеинот е безопасен, тој ќе остане таков и по преносот на генот, но ако доаѓа од критична храна, тој мора да се испита поблиску. И обратно, не може да се исклучи дека протеините кои сè уште не се пронајдени во нашата храна предизвикуваат алергиски реакции, без оглед дали се испорачуваат од конвенционално одгледуван или генетски модифициран организам.
Еколошките ризици се дискутираат и во врска со одгледување и размножување на генетски модифицирани растенија. Употребата на генетски инженеринг за развој на попродуктивни растенија би довела до пад на биодиверзитетот, а одгледувањето на големи монокултури би промовирало ерозија на почвата. Покрај тоа, се стравува дека екосистемот ќе биде нарушен, на пример преку недостаток на адаптација.
законска рамка
Во Германија, храната произведена со помош на генетски инженеринг, како и конвенционално произведената храна, е предмет на Законот за храна и потрошувачка стока. Утврдува дека ниту една храна не смее да се произведува или пласира на пазарот што е штетна по здравјето на луѓето или го доведува во заблуда потрошувачот. Пласувањето храна на пазарот е одговорност на производителот и не бара одобрување. Во случај на адитиви, сепак, преовладува принципот на забрана, т.е. тие можат да се користат само по соодветно одобрување. За храна што содржи или се состои од генетски модифицирани организми, се применуваат одредбите од Законот за генетско инженерство како додаток на општите одредби од Законот за храна и потрошувачка стока. Прописите за ослободување и пуштање во промет на генетски модифицирани организми се усогласени со Директивата за ослободување (Ослободување) во Европската унија.
Генетски инженеринг и храна: Шематски процес за производство на генетски модифицирани култури. [Фотографии од mpb Collogne GmbH, Келн, со frdl. Одобрување] Генетски инженеринг и храна
Можеби ќе ве интересира: Спектрум - Die Woche: 48/2020