CC BY
179
Section 9. Food processing industry
Section 9. Food processing industry
Vujacic Vesna, University of Montenegro PhD, Faculty of Tourism and Hotel Management Kotor
E-mail: vuvesna@ac.me
Challenges of genetically modified food and GMOs
Abstract: GMOs are genetically modified organisms in which the genetic material is not altered by natural recombination but through special technological procedures. GM foods contains raw materials that originate from genetically modified organisms. The aim of this paper is to present the purpose and potential of genetic modification in the food industry, biomedical, pharmaceutical, human and veterinary medicine.
Keywords: GM food, challenges, GM organisms.
Вуячич Весна, Университет Черногории доктор наук, Факультет туризма и гостиничного сервиса в Которе
E-mail: vuvesna@ac.me
Вызовы генетически модифицированной пищи и ГМО
Аннотация: ГМО — генетически модифицированные организмы, в которых генетический материал не изменяется путем естественной рекомбинации, а применением конкретных технологических процедур. ГМ продукты содержат сырья, которые происходят из генетически модифицированных организмов. Целью данной работы является объяснить цель и потенциал генетической модификации в пищевой промышленности, биомедицине, фармацевтике, медицине и ветеринарии.
Ключевые слова: ГМ пища, вызовы, ГМ организмы
Перевод статьи на русский язык: Мария Паунович
Увеличение населения заставляет нас задать вопрос: как обеспечить пищу в течение следующих двухсот-трехсот лет. Решение заключается в разработке новых технологий, продуктов питания, медикаментов и новых форм энергии. Современная биотехнология является сложной разветвленной наукой с общими исследованиями и применением в фармацевтической и пищевой промышленности, биомедици^, медицин и ветеринарии и охра^ окружающей среды.
В медицинской и фармацевтической промышленности ГМ организмы используются в процессе поиска и разработки лекарств, в доклинических фазах тестирования препаратов и белков, которые используются для терапевтических или диагностических целей, производства вакцин и для получения ткани для трансплантации (ксенотрансплантации). Генетические модификации полезных животных в сельском хозяйстве внедряются для улучшения состава мяса, молока, яиц, их пищевой
ценности, уменьшения загрязнения окружающей среды, более точной селекции и устойчивости к болезням. Сегодня наука способна в лабораторных условиях синтезировать сложные белковые продукты. Один из них представляет собой мясо. Производство мяса в лаборатории называется карникультурoй [1, 78].
На необходимость создания генетически модифицированных (ГМ) организмов повлияли проблемы современного человечества, такие как: необходимость приобретения новых знаний в области роста и развития организма, расшифровка генетического кода, изучение генетического контроля физиологических систем, создание универсальной модели для изучения причин возникновения, патогенеза, лечения заболеваний человека и животных, повышение питательной ценности и безопасности пищевых продуктов животного происхождения, поиск биологических индикаторов для точного обнаружения токсичных соединений и загрязнителей окружающей среды [2, 107-121; 3, 627-632; 4, 1336-1342].
94
Challenges of genetically modified food and GMOs
Целью данной работы является показать, что ГМО и ГМ пища будущее человечества, но и выявить проблемы и возможности генетической модификации в пищевой промышленности, фармацевтике и ветеринарии.
Генетически модифицированные растения и животные — генетически модифицированные продукты
В коммерческие цели генетическая модификация, биотехнология в широком смысле, началась пользоваться с семидесятых годов 20-го века. В соответствии с Конвенцией по биологическому разнообразию [5], биотехнология означает использование любого вида технологии, свзанного с использованием биологических систем, живых организмов или их производных для изготовления или измерения продуктов или процессов с целью их конкретного использования [6, 214].
Генная инженерия, когда речь идет о растениях, применяется с целью получения улучшенных сортов с новыми признаками, которые будут более устойчивы к засухе, холоду, теплу, устойчивы к широкому использованию гербицидов, с целью повышения урожайности, так как самой большой проблемой человечества является резкое повышение численности мирового населения и неравномерное распределение пищи. Исследования проводятся на следующих растениях: кукуруза, соя, рапс, томаты, хлопчатник, картофель.
Первый успешный перенос генов из одного организма в другой был реализован в 1973 году, а десять лет спустя началось развитие современной биотехнологии. Следующий шаг в этом направлении было создание ГМ-кукурузы, ГМ рапса, ГМ хлопчатника. Американское правительство в 1977 году приняло 18 биотехнологических растений, а в 1999 году был создан „Golden rice“, рис богатый ß-каротином (провитамин витамина А). Преимуществами генетически модифицированных культур первого поколения биотехнологии являются повышение урожайности и более эффективная защита урожая от болезней, вредителей и сорняков. Более 70% из генетически модифицированных культур первого поколения биотехнологии были созданы с целью сокращения использования гербицидов или инсектицидов. Растения второго биотехнологического поколения были созданы с целью повышения белковой ценности, увеличения содержания витаминов, минералов и других полезных ингредиентов: примеры „Golden rice“ -рис, и Бт. кукуруза [7, 75-82].
Сегодня существуют генетически модифицированные виды дрожжей, используемые в хлебопекарной промышленности. Их модификация выполнена
с целью более быстрого высвобождения диоксид углерода, который необходим для производства хлеба. Для производства пива, генетически модифицированы дрожжи для того, чтобы более легко разложили крахмал до декстринов. Генетически модифицированы и помидоры с меньшим количеством воды, в результате чего они в процессах термообработки имеют более высокую плотность, более темный цвет в процессе консервирования (более высокое содержание пигментов биофлавоноидов и ликопин), созревают раньше и имеют лучший аромат при использовании в кулинарии. Генетически модифицирована и кукуруза, для того, чтобы кукурузное масло имело более высокое содержание мононасыщенных жирных кислот по сравнению с полинасыщенными жирными кислотами. Шафран модифицирован с целью увеличения содержания мононасыщенных жирных кислот по сравнению с насыщенными жирными кислотами, и для того, чтобы его структура была ближе к структуре жирных кислот в оливковом масле.
В фармацевтической промышленности ГМ животные используются в качестве животных моделей в процессе открытия и разработки лекарственных средств и могут значительно ускорить доклинические фазы испытания лекарств, увеличить уровень безопасности тестирования лекарств на клинических этапах на людях, ускорить их вывод на рынок и повысить качество лекарственных средств. Использование так называемых «очеловеченных» животных, которые несут гены человека, гораздо быстрее может пролить свет на место и образ действия препаратов на организм человека [8, 120-125; 9, 126-155].
В последние три десятилетия 20-го века и в 21-м веке сделано большое количество ГМ моделей животных для изучения неврологических, сердечно-сосудистых, легочных, онкологических и иммунологических нарушений. Более 95% из генетически модифицированных животных, которые пользуются в медико-биологических исследованиях грызуны, в основном ГМ мыши. Этот факт легко понимать, учитывая, что мы знакомы с генами мышей и людей, сходством и различиями между ними и что легко манипулировать генами мышей с точки зрения их модификаций. Модели ГМ мышей используются для изучения СПИДа, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, гепатита В, глухоты, злокачественных заболеваний, диабета, шизофрении и других заболеваний человека [10, 37-54].
Пищевые продукты из ГМ животных еще не продаются на рынке. Ожидалось, что в 2014 году, ГМ лососи получат разрешение на выпуск на рынок США,
95
Section 9. Food processing industry
которые таким образом стали бы первыми ГМ животными для потребления на мировом рынке [11, 1]. Наибольшее количество генетических модификаций сельскохозяйственных полезных животных направлено на улучшение хозяйственно-ценных признаков, таких как рост, качество мяса, молока, яиц, устойчивость к болезням и долголетие.
Крупнейшими производителями и экспортерами ГМ-продуктов являются США, Бразилия, Аргентина, Китай. В большинстве стран ЕС существуют правила по маркировке продуктов, имеющих ГМО происхождение, и в странах ЕС, Японии, Австралии, Кореи, Швейцарии, Венгрии, Норвегии и Исландии существуют правила по обязательной маркировке генетически модифицированных продуктов питания, которые на 30% дешевле продуктов питания, произведенных в традиционной манере. Нет никаких сомнений, что выгоды от современной биотехнологии в производстве продуктов питания огромные и что она приносит неоценимую пользу. Как уже отмечено, генная инженерия может существенно повлиять на качество продовольственной и сельскохозяйственной продукции, улучшить текущие технологические свойства продукта, улучшить питательный состав; повлиять на адаптацию к требованиям заказчика (текущий рыночный спроса на продукты питания с низким содержанием жира и масел, содержащих определенные жирные кислоты) или требованиям отраслей промышленности, занимающихся их переработкой. Биотехнология это процесс, который не может быть остановлен, но, с другой стороны, увеличение генетически модифицированных продуктов питания, лекарств, косметики, обуви, одежды создает моральные и этические дилеммы, которые требуют введение и строгое соблюдение правовых норм
[12,10]. Только комплексный подход к появлению новых научных достижений в результате нанотехнологий в живом мире, может способствовать их надлежащему гуманно-селективному применению.
Заключение
Использование генетически модифицированных организмов в будущем может иметь значительно большее влияние на биомедицинские науки, фармацевтическую промышленность и производство продуктов питания. Использование продуктов ГМ организмов зависит от приемлемости потребителей, подзаконных актов, состояния здоровья населения в целом, но и изменений потребительских привычек, требований в области охраны окружающей среды, конкурентоспособности на рынке. Продукты ГМ организмов в будущем будут зависеть от информирования общественности о преимуществах и потенциальных рисках использования этих продуктов. Для использования ГМ сырья в ГМ пищевых продуктах не нужен сертификат о их состоянии, а сертификат о методах и количественной оценке ГМО изменений. Это очень сложный процесс, но четкая маркировка продуктов дает потребителям свободу выбрать ГМ пищу или продукты питания, произведенные традиционным способом. В настоящее время основными производителями и экспортерами ГМ-продуктов являются США, Бразилия, Аргентина, Китай, и в этих странах не обязательна маркировка ГМ-продуктов. В большинстве стран ЕС, Японии, Австралии, Кореи, Швейцарии, Венгрии, Норвегии и Исландии существуют правила по обязательной маркировке продуктов, имеющих ГМО происхождение, и такие продукты дешевле продуктов питания, произведенных в традиционной манере.
Список литературы:
1. Vucinic Marijana. Geneticke modifikacije zivotinja sa aspekta veterinarske medicine i stocarstva. Zbornik radova naucnog skupa -Geneticki modifikovani organizmi: cinjenice i izazovi: Srpska akademija nauka i umetnosti, 2013
2. Houdebine L. M. Production of pharmaceutical proteins by transgenic animals: Comp Immunol Microbiol Infect Dis 32 (2), 2009.
3. Murray J., Mohamad-Fauzi N., Cooper C. A., Maga E. A. Current status of transgenic animal research for human health applications: Acta Sci Vet 38 (Suppl 2), 2010.
4. Vazquez-Salat N., Salter B., Smets G., Houdebine L. M. The current state of GMO governance: are we ready for GM animals? Biotechnol Advanc 30 (6), 2012.
5. http://www.cbd.int/convention/articles/default.shtml?a=cbd-02 (13.10.2014.)
6. Novakovic B., Mirosavljev M. Higijena ishrane: Univerzitet u Novom Sadu, Medicinski fakultet Novi Sad, 2005.
7. Jost M., Koks T. Tehnologija samounistenja Metaphysica, Beograd: Centar za prirodnjacke nauke Beograd, 2005.
8. Brehm M. A., Shultz L. D., Greiner D. L. Humanized mouse models to study human diseases. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes 17 (2), 2010.
96
Challenges of genetically modified food and GMOs
9. Davies G. What is a humanized mouse? Remaking the species and spaces of translational medicine: Body Soc 18 (3-4), 2012.
10. Sacca R., Engle S. J., Qin W, Stock J. L., McNeish J. D. Genetically engineered mouse models in drug discovery research: Methods Mol Biol 602, 2010.
11. Forabosco F., Löhmus M., Rydhmer L., Sundström L. F. Genetically modified farm animals and fish in agriculture: a review. Livest Sci 153 (1-3), 2013.
12. Ticiati L., Ticiati R. Genetski izmjenjena hrana, Todra.Beograd, 2003.
97
