Генетически модифицированные источники пищевых продуктов
| Вид материала | Документы |
- Микробиология пищевых продуктов специальность 111201 «Ветеринария» Пояснительная записка, 312.22kb.
- Э. А. и Кесарева Т. Н. Нужны ли генетически модифицированные продукты? Урок, 364.39kb.
- Руп «Белорусский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт пищевых, 26.21kb.
- Неорганическая химия, 698.03kb.
- Темы семинаров вниимп им. В. М. Горбатова: состояние и перспективы развития системы, 169.51kb.
- Микробостатические средства, которые применяются при холодильном хранении пищевых продуктов, 90.98kb.
- Российская федерация федеральный закон о качестве и безопасности пищевых продуктов, 383.63kb.
- Российская федерация федеральный закон о качестве и безопасности пищевых продуктов, 342.12kb.
- Федеральный закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов», 1274.04kb.
- Методы анализа сырья и пищевых продуктов, 104.67kb.
Генетически модифицированные источники пищевых продуктов
Происшедшие за последние двадцать лет различные революционные изменения
в области биологии и развитие новых технологий угрожают разрушить
казавшиеся незыблемыми моральные нормы, а также некоторые социальные и
культурные ценности, которые еще недавно казались довольно прочными.
Франсуаза Бриссе-Виньо
XX век характеризовался выдающимися достижениями научно-технического прогресса, которые радикально изменили жизнь человека. Это прежде всего ядерная технология, электроника и новейшая биотехнология. Современные темпы развития биотехнологии и ее перспективы, сравнимые по меньшей мере с компьютеризацией и информатизацией нашей жизни, поражают воображение современного человека. Сегодня не только ученые и специалисты понимают, что даже само существование человека в нынешнем столетии зависит от достижений новейшей биотехнологии. Население Земли, численность которого в 2000 году составляла 6 млрд, по прогнозам, уже до 2025 г. может достичь 8,5 млрд, что поставит новые проблемы в сфере продовольственного и медицинского обеспечения. Традиционных путей решения этих проблем будет недостаточно.
В настоящее время биотехнология на практике показывает большие успехи в сельском хозяйстве. Это выведение новых сортов растений, устойчивых к гербицидам, насекомым, болезням, стрессовым влияниям. Это создание новейших пищевых продуктов с заданными свойствами; производство пищевого и кормового белка, медицинских препаратов; создание безотходных технологий и утилизация веществ, вредных для окружающей среды; разведение высокопродуктивных животных и микроорганизмов с новыми и усиленными свойствами и признаками. Даже очень богатое воображение не может предусмотреть все возможности, которые будут реализованы человеком с использованием биотехнологии.
Самой важной составляющей современной биотехнологии является генетическая, или генная, инженерия.
Генная инженерия – наука о генетическом конструировании, направленном на создание новых форм биологически активных ДНК и генетически новых форм клеток и целых организмов посредством искусственных приемов перенесения генов (технологии рекомбинантных ДНК, генетической трансформации, гибридизации клеток).
Генетически модифицированный организм (ГМО) – организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, которые способны к воспроизведению или передаче наследственного генетического материала, отличаются от природных организмов, получены с применением методов генной инженерии и содержат генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов.
Для создания генетически модифицированных организмов разработаны методики, которые дают возможность вырезать из молекул ДНК необходимые фрагменты, модифицировать их соответствующим образом, реконструировать в одно целое и клонировать – размножать в большом количестве копий. Донорами могут быть микроорганизмы, вирусы, растения, животные и даже человек.
Организмы, которые подвергались генетической трансформации, называют трансгенными.
Трансгенные организмы – животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с применением методов генной инженерии.
Генетически модифицированные источники (ГМИ) – сырье и пищевые продукты (компоненты), которые используются человеком в натуральном или преобразованном виде, полученные из ГМО или содержат их в своем составе.
Генная инженерия завоевывает мир
Генетически модифицированные организмы стали реальностью в конце 70-х годов, когда появились первые бактерии с интродуцированными генами инсулина, интерферона, соматотропного гормона. Использование ГМО началось с решения проблем удешевления и увеличения наработки белковых продуктов, необходимых для лечения человека. За минувшее время благодаря генной инженерии были сделаны значительные фундаментальные открытия и реализованы на практике очень смелые научные идеи. В настоящее время спектр использования ГМО чрезвычайно широк: обеспечение человечества пищевыми ресурсами, сохранение биоразнообразия, лечение ряда заболеваний, повышение качественных характеристик продукции, коррекция экологического загрязнения и др.
Вне сомнения, XXI век станет эпохой генетически модифицированных организмов, что подтверждается бурным развитием в мире производства пищевой продукции на их основе.
В 2003 году около 7 млн фермеров с 18 стран мира на 67,7 млн га земли (15% всех площадей, пригодных для земледелия) выращивали генетически модифицированные растения. В настоящее время специалисты называют цифру свыше 85 млн га. Наибольшие площади заняты под трансгенными культурами в США, Аргентине, Канаде (табл.3.1).
Самыми быстрыми темпами генетически модифицированные растения распространяются в развивающихся странах. Эксперты считают, что в Украине трансгенными семенами засевают почти миллион гектаров ежегодно. По различным данным, это от 60 до 90% всей сои, 15–20% кукурузы и приблизительно 20% картофеля и сахарной свеклы. По распространению ГМО в Украине лидирует Херсонщина.
Таблица 3.1 – Площади промышленных посевов трансгенных культур в некоторых странах мира (млн га)
| Страна | 1996 г. | 1997 г. | 1998 г. | 1999 г. | 2003 г. |
| США | 1,5 | 8,1 | 20,5 | 28,7 | 42,8 |
| Аргентина | 0,1 | 1,4 | 4,3 | 6,7 | 13,9 |
| Канада | 0,1 | 1,3 | 2,8 | 4,0 | 4,4 |
| Австралия | <0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | |
| Мексика | <0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | |
| ЮАР | – | – | <0,1 | 0,1 | |
| Испания, Франция Португалия, Румыния | – | – | <0,1 | 0,2 | |
| Китай | – | | 0,08 | 0,4 | 2,8 |
Первые трансгенные продукты были разработаны американской корпорацией «Монсанто». В настоящее время эта компания контролирует 80% мирового рынка производства ГМО. В 1988 году были сделаны первые посевы трансгенных злаков, а 1993 году первые продукты с ГМ-компонентами появились в продаже. Первым полностью генетически модифицированным пищевым продуктом, который был одобрен для коммерческого использования, стал помидор сорта FlavrSavr, произведенный американской компанией Calgene Inc. В нем был «отключен» ген полигалактуроназы, что способствовало замедлению его дозревания. ГМ томаты могут дольше оставаться на стебле для более полного формирования вкусовых качеств (и цвета) и в то же время оставаться достаточно твердыми для транспортировки на потребительский рынок.
Основными производителями ГМ продукции являются транснациональные корпорации – компании, которые имеют свои представительства в сотнях стран (Monsanto, AgrEvo, Aventis, Novartis, DuPont и др). Они же спонсируют научные разработки в отрасли генной инженерии, содержат мощные исследовательские лаборатории. Мировой рынок продукции, произведенной из трансгенных растений, быстро вырос на протяжении 1995–2005 гг. За этот период коммерческая прибыль от возделывания трансгенных культур увеличилась более чем в 100 раз (табл. 3.2).
Таблица 3.2 – Объем продажи трансгенных
культур (млн дол.)
| Год | Объем продаж |
| 1995 | 75 |
| 1996 | 235 |
| 1997 | 670 |
| 1998 | 1500 |
| 1999 | 2100–2300 |
| 2000 | 3000 |
| 2005 | 8000 |
| 2010 (прогноз) | 25000 |
Во многих странах мира, в том числе и в Западной Европе, сокращается закупка обычных продуктов, в то же время потребление генетически измененных продуктов постоянно возрастает. Например, за последние годы Япония и Южная Корея закупили на 0,2% меньше обычной кукурузы и на 1,7% больше генетически измененной. В Китае коммерческое использование трансгенных сельскохозяйственных культур (главным образом устойчивой к вредителям хлопчатника, сладкого перца и томатов) началось с 1997 года, и уже в 1998 году они выращивались на 80 тыс. га, а в 1999 году этот показатель достиг примерно 400 тыс. га. К тому времени в Китае насчитывалось 22 вида трансгенных сельскохозяйственных культур. По площади земель, занятых под эти культуры, Китай занял четвертое место в мире и является одной из ведущих стран по объемам применения трансгенных зерновых.
С точки зрения мировых перспектив многочисленные специалисты пророчат большое будущее коммерческому использованию трансгенных растений. Предусматривается, что в перспективе удельный вес площадей выращивания трансгенных культур в мировой структуре посевов будет составлять по отдельным видам от 10 до 60 %.
В настоящее время в мире разработано свыше 120 видов генетически измененных растений. Самые распространенные – соя, кукуруза, картофель, томаты. Тестируются в полевых условиях и в ближайшее время появятся на рынке генетически измененные ячмень, капуста (белокачанная, брокколи), морковь, цикорий, клюква, баклажан, виноград, салат-латук, горох, перец, малина, клубника, банан, маниока, сахарный тростник, арбуз, пшеница и др. Кроме трансгенных растений, существуют трансгенные животные, мясо которых давно используется во всем мире (Украина не является исключением). Ряд западных компаний (PPL – США, Pharmino – Нидерланды, Transgenics Advanced и Cell Technology – США) занимаются выращиванием специальных трансгенных животных, в организме которых вырабатывается особый белок, используемый для производства лекарств. Однако генетически модифицированные продукты составляют в рационе землян всего один процент (в основном – соя).
Основные задачи генной инженерии в сфере пищевого производства
Рост народонаселения мира заостряет проблему обеспечения людей пищей. Как показывают расчеты, чтобы обеспечить хотя бы минимальные потребности населения мира, в ближайшие 20–25 лет необходимо удвоить количество продовольствия, существенно увеличить производство пищевого белка, доведя его количество хотя бы до 40–50 млн т в год. Современное производство злаков, которое составляет 1,8 млрд т на год, должно быть увеличено до 3 млрд т на год. Ожидается, что до в 2020 году Китаю будет необходимо импортировать зерно в объеме, эквивалентном объему производства зерна в США в 1999 году. Африка сегодня импортирует 25% своего зерна. Многие люди в мире умирают от диареи, малярии, кори, других болезней неалиментарного генеза, хотя могли бы выжить, если бы лучше питались. Следствием недоедания беременных женщин являются миллионы смертей среди матерей и младенцев во время родов, а также кровоизлияние и сепсис в послеродовой период. Всего полвека назад Голодомор в Украине толкал человека к такому антисоциальному явлению, как каннибализм.
Для повышения количества и качества пищи традиционных подходов сегодня недостаточно. Именно по этой причине производство пищевых продуктов стало самым важным направлением генной инженерии. Задачей этого направления является повышение на принципиально новой основе урожайности сельскохозяйственных растений и, прежде всего, злаковых культур как источника хлеба, а также повышение производительности сельскохозяйственных животных как источника мяса и мясных продуктов.
Если на одну чашу весов положить голод и все проблемы человечества, связанные с ним, а на вторую – использование трансгенных продуктов, вероятно, большинство предпочтет последнее.
Еще одна важная задача – усовершенствование качественных характеристик пищевой продукции. Генная инженерия делает возможной ее реализацию посредством:
- удаления или уменьшения уровня вредных веществ, токсинов, аллергенов;
- внесения или увеличения уровня полезных веществ;
- улучшения технологических свойств продовольственного сырья;
- коренного изменения характеристик продукции для улучшения ее диетических, вкусовых и пищевых свойств.
Примером работ по уменьшению накопления токсичных веществ могут служить попытки создания батата, который не накапливает цианогенных гликозидов в кореньях и листках. Эта культура является важным пищевым продуктом для 400 млн человек, главным образом в развивающихся странах. Посредством генной инженерии в рисе удалось существенно уменьшить содержание глобулина, вызывающего у детей атопический дерматит. Разрабатываются подходы к удалению или изменению белков пшеницы, вызывающих болезнь циалейкию, от которой страдает почти 0,015% населения Европы.
Работа по созданию риса, способного в увеличенном количестве накапливать железо, проведена японскими учеными. Ими был изолирован ген ферритина (белка, одна молекула которого накапливает 4500 атомов железа) с повышенной активностью из ростков сои. Этот ген был интродуцирован в геном риса. Исследования линий трансформированных растений показали, что накопление ферритина в их зерне втрое больше, чем в зерне исходных линий. Анемия, обусловленная дефицитом железа, является одним из самых распространенных и тяжелых последствий нарушения питания. По данным ЮНИСЕФ, в мире 2 млрд людей страдают от железодефицитной анемии, а количество людей, которые испытывают дефицит железа, составляет 3,7 млрд, большинство из которых женщины.
Выводя сорт риса, имеющего название „Золотой рис”, специалисты заботились о том, чтобы он имел более высокий уровень бета-каротина. По причине недостаточности витамина А в мире ежегодно умирает один миллион детей. А еще 230 млн детей, по данным ВОЗ, живут под угрозой клинической или субклинической недостаточности витамина А – состояния, которое в большинстве случаев можно предотвратить. Обогащение еды витамином А, по данным ЮНИСЕФ, на 23 % снижает детскую смертность. Создание „Золотого риса” считают самой идеальной работой ученых за последнее время.
С целью получения продукции с желаемыми технологическими свойствами уже в конце 80-х годов в разных отраслях пищевой промышленности стали конструировать и использовать рекомбинантные ферменты и пищевые добавки, которые давали возможность интенсифицировать определенные технологические процессы, получать продукты улучшенного качества (табл. 3.3).
Таблица 3.3 – Использование рекомбинантынх ферментов в пищевой промышленности
-
Отрасли производства
Рекомбинантные ферменты
Коммерческое название препаратов
Молочная промышленность
Аминопептидаза, лактаза, протеаза, реннин, триацилглицеролипаза, химозин
Lactozym, Palatase, Alcalase, Pancreatic Trypsin Novo (PTN), Flavourzyme, Catazyme, Chymosin
Мясная промышленность
Протеаза
Производство крахмала
-Амілаза -глюконаза, гемицеллюлаза, глюкоамилаза, глюкоизомераза, ксилаза, мальтогенная амилаза, пуллуланаза, фосфолипаза В, циклодекстрингликозилтрансфераза
Alpha Amylase, Glucanex, Dextranase
Хлебопекарное производство
-Амілаза, глюкоамилаза, глюкозооксидаза, гемицелюлаза, ксилаза, мальтогенная амилаза, триацилглицеролипаза, фосфолипаза А, фосфолипаза В
Fungamyl, AMG, Pentopan, Novomyl, Glutenase, Gluzyme
Виноделие
Переработка фруктов, овощей
Глюкоамилаза, полигалактуроназа, пектинлиаза
Cereflo, Ceremix, Neutrase, Ultraflo, Termamyl, Fungamyl, AMG, Promozyme, Viscozyme, Finizym, Maturex, Pectinex, Pectinex Ultra SP-L, Pectinex BE-3L, Pectinex AR, Ultrazym, Vinozym, Citrozym, Novoclairzym, Movoferm 12, Glucanex, Bio-Cip, Membrane, Peelzym, Olivex, Zietex
Пивоварение
-Амілаза, протеазы
Производство этилового спирта
-Амілаза
Сахарная промышленность
-Амілаза, декстраназа. Инвертаза
Termamyl, Dextranase, Invertase, Alpha Amylase
Масло-жировая промышленность
Лецитаза
Lipozyme IM, Novozym 435, Lecitase, Lipozyme, Novozym 398, Olivex, Zeitex
Особое внимание уделяется модификации молока. Принимая во внимание то обстоятельство, что после питьевого молока самым распространенным молочным продуктом является сыр и в странах ЕС ежегодно его изготовляют свыше 6 тыс. т, генно-инженерные работы направлены в основном на улучшение такого технологического свойства молока, как сыропригодность (табл. 3.4).
Таблица 3.4 – Направления модификации молока
-
Изменения
Ожидаемый эффект
Увеличение содержания - и -казеинов
Повышение плотности сгустка, термостойкости молока, содержания кальция
Увеличение сайтов фосфорилирования в казеинах
Увеличение содержания кальция
Внесение протеолитических сайтов в казеины
Улучшение процесса созревания сыра
Увеличение концентрации -казеїна
Повышение стабильности казеиновых комплексов, уменьшение размеров мицелл казеина
Уменьшение содержания -лактальбумина
Уменьшение содержания лактозы, снижение степени кристаллообразования при замораживании
С увеличением понимания важности здорового образа жизни возрос спрос на пищевые продукты, которые не содержат вредных веществ. Примером конструирования продуктов „здорового образа жизни” (healthy food products) является создание голландскими биотехнологами сахарной свеклы, продуцирующей фруктан – низкокалорийный заменитель сахарозы, и создание группой гавайских ученых безкофеинового кофе. В первом случае в геном свеклы интродуцировали ген иерусалимского артишока, кодирующий фермент, который превращает сахарозу во фруктан. В результате 90 % накопленной сахарозы в трансгенных растениях превращается во фруктан. Во втором случае был изолирован ген фермента, катализирующего критический первый шаг синтеза кофеина в листьях и зернах кофе. При использовании агробактериум-опосредованной трансформации была встроена антисмисловая версия данного гена в клетки культуры тканей кофе Арабика. Исследования трансформированных клеток показали, что уровень кофеина в них составляет всего 2 % от нормального.
Работы по улучшению качественных характеристик продукции растениеводства хорошо иллюстрируют возможности современных ДНК-технологий в решении самых разнообразных задач.
Биобезопасность генетически модифицированных организмов
Биологическая безопасность среди других экологических безопасностей очень специфическая и еще мало изучена. Официально биологическое загрязнение характеризуют как «загрязнение путем сознательного или случайного вселения новых видов, которые беспрепятственно размножаются в условиях отсутствия в них природных врагов и вытесняют местные виды живых организмов». Качественное отличие этого вида загрязнения от других заключается в способности его компонента к размножению, адаптации и передаче наследственной информации в окружающей среде, мобильности и агрессивности.
Генетическое загрязнение – новейшая форма биологического загрязнения окружающей среды.
Системы биобезопасности в настоящее время создаются во многих странах. Развивающимся странам в этом деле способствует программа ООН по защите окружающей среды (ЮНЕП) совместно с Глобальным экологическим фондом (ГЭФ). С 2001 года проект ЮНЕП-ГЭФ по созданию национальных структур биобезопасности начат в более чем 100 странах Африки, Азии, Латинской Америки и региона ВЕКЦА (Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии). По оценке ООН, общий бюджет проекта составляет 38,4 млн долларов, в Украине – 235 тыс. долларов. Его суть заключается в привлечении к исследованию проблемы большого количества специалистов и заинтересованных групп с тем, чтобы впоследствии создать в стране полноценные схемы законодательства и административного уклада для регулирования вопросов, связанных с ГМО.
Следует отметить, что реакция на продукты из генетически модифицированных источников пищи различна в США и Европе. Потребители в США выражают в основном положительное отношение к генной инженерии. В ходе национального социологического опроса, проведенного Международным Советом по информации в сфере продовольствия в 1999 году, установлено, что почти 75% американцев воспринимают применение биотехнологии как большой успех общества, а 44% европейцев – как серьезный риск для здоровья. В то же время 62% американцев и только 22% европейцев готовы купить генетически модифицированный продукт, который характеризуется большей свежестью или улучшенным вкусом. Противники технологии рекомбинантной ДНК, которых 30% в Европе и 13% в США, считают, что эта технология является не только рисковой, но и морально неприемлемой. Продукты, созданные в результате манипуляций с генами, они прозвали «едой Франкенштейна».
Невзирая на длительное невосприятие европейским сообществом генно-инженерных продуктов, в настоящее время в Европейском Союзе разрешение на использование в пищевых продуктах получили продуктовые компоненты из сортов генетически модифицированной сои, кукурузы и масличных культур. Среди используемых – масла и сиропы, которые содержат „ГМ-производный материал”, а также мука и крахмал. Эти компоненты могут использоваться во многих продуктах переработки, начиная с вегетарианских гамбургеров и заканчивая сухим печеньем и соусами, аналогично использованию компонентов, которые происходят из не-ГМ культур. Например, трансгенная соя входит в состав почти 60% продуктов, среди которых колбасные изделия, пельмени, хлеб, шоколад, маргарин, мороженое, детское питание и др. На основе ГМ-компонентов производятся такие пищевые добавки, как рибофлавин Е101, Е101А, карамель Е150, ксантан Е415, лецитин Е322, Е153, Е160d, Е161c, Е308q, Е471, Е472f, Е473, Е475, Е476b, Е477, Е479a, Е570, Е572, Е573, Е620-Е625.
Как показали исследования «Гринпис», многочисленные компании с мировым именем используют ГМИ для производства своей продукции (табл. 3.5).
Таблица 3.5 – Иностранные компании, чья продукция содержит (или может содержать) ГМ-ингредиенты
| Название компании | Продукт |
| Nestle (Нэстлэ) | шоколад, кофе, кофейные напитки, детское питание |
| Coca-Сola (Кока-кола) | «Кока-кола», «Спрайт», «Фанта», тоники «Кинли» |
| Danon (Данон) | йогурты, кефир, сыр, детское питание |
| Procter & Gamble (Проктер энд Гембл) | чипсы |
| Kellogg’s (Келлогс) | готовые завтраки, в т.ч. кукурузные хлопья |
| Unilever (Юнилевер) | детское питание, майонезы, соусы и др. |
| Heinz Foods (Хаенц Фудс) | кетчупы, соусы |
| Hershey’s (Хьоршис) | шоколад, безалкогольные напитки |
| McDonald’s (Макдональдс) | картофель, мясо |
| Similac (Симилак) | детское питание |
| Cadbury (Кедбери) | шоколад, какао |
| Mars (Марс) | шоколад «M&M», «Snikers», «Twix», «Milky Way», «Mars» |
| PepsiCo (Пепси-кола) | напитки « Pepsi», «Mirinda», «Seven-Up» |
ASB-NEWS (2004 г.) и официальный сайт Ассоциации генетической безопасности (2006 г.) добавили к этому списку майонезы «Кальве», йогурты «Эрманн», чипсы «Лейз», супы «Галина Бланка», фасоль, зеленый горошек и другие продукты «Бондюэль». Перечисленные компании подтвердили, что их продукция может содержать ГМ-компоненты, или же не опровергали факт их использования.
Широкое внедрение генетически модифицированных организмов, влияние которых на организм человека и другие биологические компоненты экосистем еще не изучено, но уже приносит производителям этой биопродукции огромные прибыли, в последние годы вызывало не только многочисленные научные дискуссии, но и массовые протесты и «зеленых организаций», и населения, и руководства многих государств. Из-за неисследованности ГМО, отсутствия объективной информации о возможных последствиях, давления общественности на правительства с требованиями принять ограничение относительно распространения ГМО частично или полностью наложили запрет на ГМО Австрия, Великобритания, Греция, Италия, Франция, Германия, Саудовская Аравия, Таиланд, Шри-Ланка, Индия, Австралия. В 24.06.2005 г. комиссия ЕС большинством голосов (232 из 321 голоса) категорически отклонила предложение относительно возможности импорта и использования ГМ-кукурузы в ЕС. Тасмания продолжила мораторий на использование ГМО до 2009 года. В январе 2005 года ограничение ввела Венгрия, в марте 2005 года – Польша. Невзирая на критическое состояние с обеспечением продовольствием, введены запрещения на импорт и использование ГМ-продуктов в Эфиопии, Замбии, Анголе и многих других странах. Стимулируемые растущим спросом потребителей на гарантировано «нетрансгенную пищу», перерабатывающие компании Италии, Нидерландов, Германии, Турции, Швейцарии, других государств проявляют все большую заинтересованность в поставке пищевого сырья из стран, где официально запрещено (или, по крайней мере, введен мораторий) использование ГМО и развивается производство сертифицированных органических продуктов.
Проблемы обеспечения надлежащей защиты от негативного влияния ГМО, а также их трансграничного перемещения стали причиной разработки Картагенского протокола о биобезопасности в рамках Конвенции по биоразнообразию (1996). В 2002 году Украина присоединилась к Картагенскому протоколу (Закон Украины от 12.09.2002 г. №152-IV) и этим засвидетельствовала свою позицию относительно поддержки необходимости принятия скоординированных мер для обеспечения надлежащего уровня защиты в сфере безопасной передачи, обращения, обработки, трансграничных перемещений и использования ГМО, способных неблагоприятно влиять на сохранение и рациональное использование биоразнообразия, с учетом рисков для здоровья человека, и, особенно, непредсказуемых последствий для будущих поколений. Полноценное выполнение Украиной международных обязательств в рамках Картагенского протокола о биобезопасности требует концептуального определения основ государственной политики в сфере биобезопасности ГМО, а также долгосрочных механизмов ее реализации.
Следует отметить, что конкретных примеров серьезной экологической опасности трансгенных продуктов пока не выявлено, однако их потенциальная опасность не подвергается сомнению (рис. 3.1). Общество прежде всего интересует вопрос о действии генетически модифицированных продуктов на здоровье человека и окружающую среду. Чаще всего обсуждаются три вопроса: о возможности аллергической реакции; о перенесении гена – особенно это касается генов, резистентных к антибиотикам, способных сделать потребителя нового вида продуктов невосприимчивым к действию антибиотиков; а также о так называемом аутокроссинге, то есть перенесении генов из генетически модифицированных растений в обычные культуры, которое угрожает уменьшением спектра других растений и даже потерей биоразнообразия. Прогнозы базируются пока не на фактических данных, а на основании общебиологических закономерностей, вытекающих из положений генетики.
Риск в генной инженерии – вероятность осуществления нежелательного влияния генетически модифицированного организма на окружающую среду, сохранение и устойчивое использование биологического разнообразия, включая здоровье человека, в результате передачи генов.
Знание потенциальных рисков применения генетически модифицированных источников пищи даст возможность их исключить или снизить негативное действие. При отсутствии контроля за генно-инженерной деятельностью, производством и реализацией ГМО теоретически риск сохраняется.
Рис. 3.1. Потенциальная пищевая опасность применения трансгенных культур
Нормативное регулирование производства и использования ГМО
Пищевые продукты, при изготовлении которых использовались ГМО, должны отвечать требованиям Правил Совета Европы 258/27 относительно новых пищевых продуктов и их компонентов. Эти правила согласовывают процедуру утверждения всех новых пищевых продуктов, включая продукты, полученные при использовании ГМ-технологий, на территории Европы. Директивой Европейского Парламента и Совета ЕС № 1829/2003 от 22.09.2003 о генетически модифицированных пищевых продуктах и кормах с 1 июня 2004 года введены новые правила маркировки в странах Европейского Союза. Маркировке должна подвергаться вся пищевая продукция при содержании ГМИ свыше 0,9%. Маркироваться должна также пищевая продукция, полученная из ГМИ, но не содержащая белок и ДНК. В США к этой проблеме относятся иначе: если пищевая продукция признана безопасной, в специальной маркировке она не нуждается. На нее распространяются те же требования, что и ко всем пищевым продуктам. Соответствующая маркировка требуется лишь в том случае, если в продукте содержится протеин или любой другой компонент, который может быть потенциальным аллергеном. К распространенным источникам аллергенов относятся молоко, яйца, пшеница, рыба, ракообразные, бобовые, орехи. Так, например, если осуществлено перенесение гена протеина ореха (который сам выступает аллергеном для многих потребителей) в другой продукт, возникает вопрос уже об алергенности этого продукта. В таком случае продукт подлежит маркировке. Если же Администрация по пищевым продуктам и лекарственным препаратам (FDA) считает, что продукция безопасна для здоровья, маркировка не требуется. Доверие американцев к FDA такое же высокое, как и к государству.
С целью реализации прав потребителей на получение полной и достоверной информации о технологиях производства пищевых продуктов и гармонизации требований относительно маркировки продуктов, полученных из ГМИ, с требованиями Европейского Союза в Российской Федерации утверждены санитарные правила СанПиН 2.3.2.1842-04, устанавливающие предельный уровень содержания ГМИ для маркировки таких продуктов 0,9%. До 2004 года российское законодательство разрешало использовать до 5% ГМО от массы продукта.
В Украине 31 мая 2007 года Верховной Радой был принят закон №1103-V "О государственной системе биобезопасности при создании, испытании, транспортировке и использовании генетически модифицированных организмов". Этот закон регулирует отношения между органами исполнительной власти, производителями, продавцами (поставщиками), разработчиками, исследователями, научными работниками и потребителями генетически модифицированных организмов и продукции, произведенной по технологиям, предусматривающим их разработку, создание, испытание, исследование, транспортировку, импорт, экспорт, размещение на рынке, высвобождение в окружающую среду и использование в Украине с обеспечением биологической и генетической безопасности. К сожалению, закон имеет много упущений и серьезных замечаний со стороны ученых и экологических организаций, поскольку не создает системы биобезопасности в Украине, а поддерживает коммерческую деятельность мощных компаний, имеющих большие прибыли от производства и распространения трансгенных растений. Внесенный и принятый спешно, закон получился достаточно общим и поэтому многие вопросы, которые должны были быть отрегулированы, остались вне закона. К тому же депутаты проигнорировали обязательное его общественное обсуждение, предусмотренное статьей 23 Картагенского протокола, где идет речь об информировании общественности и ее участии в обсуждении вопросов, касающихся использования ГМО.
1 августа 2007 года было прийнято и с 1 ноября 2007 года вступило в действие Постановление Кабинета министров Украины №985 «Вопросы оборота пищевых продуктов, содержащих генетически модифицированные организмы и/или микроорганизмы», которое разрешает ввоз и реализацию пищевых продуктов, содержащих ГМО в количестве более 0,9%, только при наличии соответствующего маркирования и указания качественного состава продукта. Согласно постановлению, запрещается ввозить, призводить и реализовать пищевые продукты, предназначенные для детского питания, если они содержат ГМО или генетически модифицированные микроорганизмы (ГММ). Принятие этого постановления является важным шагом в обеспечении экологических прав населения.
Использование генных технологий в Украине требует более бдительного внимания и ответственной власти, широких консультаций с независимыми учеными-специалистами в области экологии и биобезопасности и широкого информирования населения с учетом мнения последнего.
Пищевая токсиколого-гигиеническая оценка продукции из
генетически модифицированных источников
Установленная пищевая безопасность трансгенных растений является гарантией уверенности потребителя в их безвредности для здоровья.
В разных странах на национальном уровне разработана нормативно-правовая и методическая база для оценки пищевой безопасности и возможности реализации населению для пищевых целей продукции из генетически модифицированных источников. По результатам этой оценки проводится их регистрация. В таблице 3.6 приведены некоторые данные о регистрации генно-инженерных культур в разных странах.
Таблица 3.6 – Данные о регистрации генетически модифицированных сельскохозяйственных культур в разных странах
| Страна | Продукт | Дата регистрации, годы |
| США | Кукуруза Картофель Соя Томаты Тыква Папайя Сахарная свекла | 1995–1997 1995–1997 1995–1997 1994–1995 1995–1997 1997 1997 |
| Страны Европейского Союза | Кукуруза Томаты Картофель Соя | 1997–1998 1998 1997 1997 |
| Канада | Кукуруза Томаты Картофель Соя | 1996–1997 1995–1997 1997 1997 |
| Япония | Картофель Кукуруза Соя | 1996–1997 1996–1997 1996 |
| Россия | Соя Кукуруза Сахарная свекла Рис | 1999 2000 2001 2003 |
Несмотря на то, что подходы к оценке безопасности в разных странах отличаются по содержанию и объему исследований, общим является понимание того, что традиционные критерии и методы оценки безопасности пищи (например, применяемые в случае пищевых добавок или остатков пестицидов) не могут быть полностью применены для ГМИ. В цивилизованных странах принят как аксиома факт, что оценку отдельных генетически модифицированных пищевых продуктов и их безопасности следует проводить на индивидуальной основе и что нельзя заявлять об общей безопасности всех модифицированных продуктов.
В большинстве стран проводят поэтапную оценку опасности и качества ГМ-источников. В основе этого подхода лежит принцип композиционной или реальной эквивалентности, который заключается в сравнении генетически модифицированной пищи с традиционным аналогом. По результатам сравнения продукты разделяют на классы безопасности:
1 класс – если в результате оценки композиционной эквивалентности не выявлены отличия между ГМ пищевой продукцией и традиционными аналогами. Продукцию предлагают считать вполне безвредной для здоровья.
2 класс – выявлены определенные отличия;
3 класс – полное несоответствие традиционным аналогам.
Продукты 2 и 3 классов подлежат последующей оценке на безопасность.
Этапы исследования пищевой безопасности предусматривают изучение пищевых и токсикологических характеристик продукции.
Оценка пищевых свойств включает изучение:
- пищевой ценности нового продукта;
- нормы потребления;
- способов использования в питании;
- биодоступности;
- поступление отдельных нутриентов (если ожидаемое поступление нутриента превышает 15 % от его суточной потребности);
- влияние на микрофлору кишечника (если ГМИ содержит живые организмы).
Токсикологическая характеристика предусматривает определение следующих показателей:
- токсикокинетика;
- генотоксичность;
- потенциальная аллергенность;
- потенциальная колонизация в желудочно-кишечном канале (в случае присутствия в генномодифицированном источнике микроорганизмов);
- результаты субхронического (90 суток) токсикологического эксперимента на лабораторных животных и исследования на добровольцах.
Однако такая система оценки качества и безопасности генетически модифицированных источников пищи, в основу которой положен принцип композиционной эквивалентности, может быть рекомендована для продукции, которая в своем составе не содержит белков и ДНК. К таким продуктам относятся ароматические добавки, рафинированные масла, модифицированный крахмал, мальтодекстрин, сиропы глюкозы, декстрозы, изоглюкозы и другие сахара.
Для продуктов, полученных из ГМИ, которые в своем составе содержат белки и ДНК, во многих странах (в том числе в России) разработан и введен особый порядок оценки их безопасности и качества, а также регистрации. Экспертиза пищевой продукции осуществляется по трем направлениям – медико-генетическая, медико-биологическая и технологическая оценка (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Комплексная оценка пищевой продукции, полученной из ГМИ
На 1.12.2004 в Российской Федерации прошли полный цикл всех необходимых исследований и разрешены для использования в пищевой промышленности и реализации населению без ограничений 13 видов продовольственного сырья из ГМИ (табл. 3.7) и 5 видов генетически модифицированных микроорганизмов (табл. 3.8). По оценкам экспертов, удельный вес ГМ-продукции в Российской Федерации составляет 11–15% [4].
Таблица 3.7 – ГМИ растительного происхождения, разрешенные для реализации и использования в пищевой промышленности в России
| Наименование ГМИ | Линия, сорт | Название фирмы | Год регистрации, срок |
| Соя | Линия 40-3-2, устойчивая к глифосату | «Монсанто», США | 2002, на 5 лет |
| Линия А 2704-12, устойчивая к глюфосинату аммонию | «Байер Кроп Сайнс», ФРГ | ||
| Линия А 5547-127, устойчивая к глюфосинату аммония | |||
| Картофель | Сорт «Рассет Бьорбанк Н’юлив» (Russet Burbank Newleaf), устойчивая к колорадскому жуку | «Монсанто», США | 2003, на 5 лет |
| Сорт «Сипериор Н’юлив» (Superior Newleaf), устойчивая к колорадскому жуку | |||
| Кукуруза | Линия GA 21, устойчивая к глифосату | «Монсанто», США | 2000, на 3 года |
| Линия MON 810, устойчивая к стебельной бабочке | «Монсанто», США | ||
| Линия Т-25, устойчивая к глюфосинату аммония | «Байер Кроп Сайнс», ФРГ | 2001, на 5 лет | |
| Линия NK-603, устойчивая к глифосату | «Монсанто», США | 2002, на 5 лет | |
| Линия MON 863, устойчивая к вредителям ( Diabrotica spp) | 2003. на 5 лет | ||
| Сахарная свекла | Линия 77, устойчивая к глифосату | «Монсанто», США «Сингента Сидс С.А.», Франция | 2001, на 5 лет |
| Линия 77 | «Монсанто», США «Сингента Сидс С.А.», Франция | 2001, на 5 лет | |
| Рис | Линия LL 62 | «Байер Кроп Сайнс», ФРГ | 2003, на 5 лет |
Таблица 3.8 – ГММ, имеющие официальное разрешение на применение в пищевой промышленности в Российской Федерации
| Название ГММ или продукта с ГММ | Ветви применение |
| Чистая культура спиртовых дрожжей Saccharomyces сеrevisiae Y-1986 с геном альфа-амилазы из B. licheniformis | производство этилового спирта, сбраживание крахмального сырья |
| Ферментный препарат из B. licheniformis с генами B. stearothermophilus, кодирующими альфа-амилазу | производство этилового спирта |
| Ферментный препарат из Aspergillus niger с генами Aspergillus niger, кодирующими глюкоамилазу | |
| Ферментный препарат из B. licheniformis с геном альфа-амилазы с B. stearothermophilus | крахмально-паточная промышленность |
| Ферментный препарат из B. licheniformis с геном термостабильной альфа-амилазы из B. licheniformis |
Непосредственное соседство Украины с Россией и другими странами, которые официально разрешили использование на своих территориях ГМО и продуктов, содержащих указанные организмы в своем составе (Румыния, Турция), позволяет предположить, что на внутреннем рынке Украины трансгенные продукты появились около 10 лет назад и в настоящее время продолжают несанкционированно и неконтролированно распространяться. Специалисты лаборатории молекулярно-генетических исследований Научно-исследовательского центра «Укрметртестстандарта» проверили 42 популярнейших пищевых продукта, которые продаются в трех крупнейших супермаркетах Киева. В 18 из них содержание генетически модифицированной сои превышало 3%. В то же время в составе 9 продуктов вообще не было указано наличие соевого белка. По сравнению с жителями других стран украинцы в настоящее время находятся в информационном вакууме относительно потенциальной опасности ГМ-продуктов.
Что касается генетической модификации животных, то на Консультации ФАО/ВООЗ в Риме (в 1996 г.) решено, что концепция композиционной эквивалентности может быть также применена при оценке безопасности животноводческой продукции, а также продукции водного происхождения. Следует отметить, что млекопитающие сами являются своеобразным индикатором собственной безопасности. Однако, если генетическая модификация животных была осуществлена с целью повышения их устойчивости к бактериям и вирусам, необходимы глубокие токсикологические исследования для исключения негативного влияния антибиотиков на организм человека.
Идентификация продуктов, полученных из ГМИ
Разработке и использованию методов идентификации посвящены многочисленные исследования. В 1998 году в Брюсселе при поддержке Международного института естественных наук состоялась конференция „Методы детекции новой пищи, полученной из ГМО”. В материалах этой конференции подчеркивается, что в настоящее время существует два основных метода, которые позволяют идентифицировать наличие даже следов ГМО. Это иммунологический метод – ELISA-тест и метод полимеразной цепной реакции (ПЛР). Первый заключается в выявлении специфических белков, которые экспрессируются трансгенными растениями. Одним из недостатков этого метода является низкая эффективность при оценке продуктов, которые подвергались какой-либо обработке, например, тепловой, в результате денатурации белков. Однако он достаточно эффективен при анализе продуктов, которые не подвергались обработке.
Метод ПЦР является более корректным, характеризуется большей чувствительностью, позволяет осуществлять не только качественную, но и количественную оценку генетического материала. Использование этого метода для идентификации наличия ГМ-компонентов имеет некоторые трудности – необходимо использовать адекватный метод выделения ДНК из ткани и иметь достаточное количество исследуемого материала для анализа. В связи с этим при рассмотрении аппликационных документов на коммерциализацию ГМ-продуктов ЕС требует предоставлять необходимые материалы по тестированию этих продуктов методом ПЦР.
Было предложено использовать эдиный, специфический для ГМ-продукции, идентификатор. Этот маркер должен определяться на всех этапах производства, переработки и реализации продукции.
В любой новой отрасли науки возникает множество вопросов, начинающихся со слов „а что, если?”. Но история не раз доказывала, что в том и заключается одна из главных задач аграрной науки, чтобы обеспечить безопасность продуктов при их широком использовании в производстве. Важно понимать, что ни одному пищевому продукту, включая традиционные продукты, нельзя дать гарантию абсолютной безопасности, при этом толкование понятия «абсолютная» понимается как 100% безопасность для всех категорий населения при всех условиях выращивания, сбора, хранения и потребления урожая. Для позитивной оценки достижений генной инженерии необходимо, чтобы научные учреждения активнее информировали общественность и население о волнующих их аспектах биотехнологии, отвечали на возникающие вопросы и рассеивали сомнение потребителей по вопросам пищевой и экологической безопасности.