Анализ влияния пищевых добавок и ГМО на здоровье человека

Антиоксиданты

Антиоксиданты (антиокислители) – вещества, способные задерживать окисления органических веществ, предохраняющие продукты от порчи. Это особенно важно для жиров и масел [8]. В клетках животных и растений от окисления их защищают другие вещества. Антиоксиданты обладают высокой химической группы. Наиболее известными и широко применяемые антиоксидантами являются витамин «С» (аскорбиновая кислота), витамин Е (токоферол) и бета каротин. Антиоксиданты, к которым относятся и синтетические вещества, например бутилгидроксианизол (Е 320), добавляется в супы, бульоны, соусы, а также в сухие картофельные продукты, жевательную резинку, мороженое, печенье, маргарин, жиры и растительные масла [24].

Загустители и стабилизаторы

В кондитерской промышленности для производства желе, пудингов, варенья, кремов, сладких начинок для выпечки и мороженого используют специальные загустители и стабилизаторы. Для этих целей используют натуральные пищевые добавки, например, Чилим, карраген, арабскую смолу, пектины, крупчатку, ксантин и крахмал. Сырьем для этих пищевых добавок чаще всего служат яблоки, цитрусовые (лимоны, апельсины), пшеница, кукуруза, красные и коричневые морские водоросли, смола некоторых растений. Все эти вещества по своему химическому составу относятся к полисахаридам [25].

Эмульгаторы

Если необходимо смешать вещества, не смешиваемые между собой, например, жиры и воду, то чаще всего используют третье вещество-эмульгатор. Это особенно важно при производстве маргарина, майонеза, кремов и соусов. Помимо лецитина в качестве эмульгаторов используют различные органические кислоты [21].

Вкусо-ароматические вещества

Существует множество вкусо-ароматических веществ. Например, запах одного пищевого продукта обуславливают в среднем от 100 до 500 различных веществ, содержащихся в нем. В пищевой промышленности такие вещества добавляют в большинство продуктов в связи с тем, что при их производстве несколько теряется запах [23]. Количество добавляемых вкусо-ароматических веществ настолько мало, что считается безвредным. На каждой упаковке обычно указано содержание вкусо-ароматических веществ, однако это необязательно. Достаточно лишь отметить – «натуральные вкусо-ароматические вещества» или «искусственные вкусо-ароматические вещества». Их можно обнаружить в прохладительных напитках, пудингах, желе, печенье, кремах, макаронных изделиях, начинках, фарше, молочных продуктах, сладостях, разрыхлителях продуктов, мясных и колбасных продуктах, шоколаде, ликёре [27].

Вещества, усиливающие вкус

Вещества, усиливающие вкус, в отличие от вкусо-ароматических веществ, усиливают натуральный вкус пищевого продукта. Чаще всего используется глютамат натрия – соль глютаминовой кислоты – усиливающий солоновато – сладковатый вкус мяса или рыбы. Такие вещества добавляют в супы, сладкие блюда, сиропы и соки. Содержание таких веществ очень мало.

К

На данный момент все ГМО можно разделить на три основные группы организмов:

1. Генетически модифицированные  растения (ГМР);

2. Генетически модифицированные  животные (ГМЖ);

3. Генетически модифицированные  микроорганизмы (ГММ).

ГМР – генетически модифицированные растения – растения, генотип которых был изменен методами генной инженерии. ГМР получили наибольшее распространение и в качестве продуктов питания, и в виде пищевого сырья.

ГМЖ – генетически модифицированные животные – животные с измененным методами генной инженерии генотипом, в основном для улучшения качества мяса, молока или яиц.

ГММ – генетически модифицированные микроорганизмы – бактерии, дрожжи и мицелиальные грибы, генетический материал которых изменен с использованием методов генной инженерии. ГММ используют в процессе получения молочнокислой продукции, мясной продукции, при производстве лекарственных препаратов – инсулина, антибиотиков, аминокислот и т.п.

ГМП – генетически модифицированный продукт – продукт, в создании которого принимали участие генетически модифицированные организмы или микроорганизмы (ГМО и ГММ).

Классификация ГМО

Классифицировать эти организмы можно по многим параметрам, в частности по областям применения, массовости использования, эффективности использования доходности и т.д. Мы же их разделим по преобладающей модификации, которая присутствует в том или ином организме.

1. Устойчивые к насекомым

Устойчивость к насекомых является весьма желаемой чертой для сельского хозяйства. Вредители наносят вред культурам, что приводит к снижению урожайности и увеличению стоимости производства. Пестициды широко используются для защиты растений, уничтожения насекомых. В то время как пестициды могут быть очень эффективны, некоторые из них могут быть токсичными для других видов насекомых не являющимися вредителями и других животных, включая человека.

Производство, транспортировка и затраты на применение пестицидов вносит значительный вклад в стоимость продукции. Чтобы уменьшить или устранить необходимость применения пестицидов, некоторые растения были генетически изменены для производства белков, которые избирательно вредят насекомым-вредителям. В качестве примера можно привести Bt-растения, которые содержат ген бактерий Bacillus Thuringiensis, что приводит к формированию белка, который избирательно уничтожает гусениц.

2. Устойчивые к действию гербицидов

Гербициды – химические вещества, уничтожающие сорняки, которые конкурируют с сельскохозяйственными культурами при отвоевании воды, солнца, пространства и питательных веществ. Если их не контролировать, сорняки могут значительно снизить урожайность сельскохозяйственных культур. Гербициды должны уничтожать сорняки, но не наносить никакого воздействия урожаю или другим организмам. Они также должны быть дешевле в производстве, чтобы быть экономичными.

Поскольку множество сорняков имеют много общих биологических процессов с сельскохозяйственными культурами, это может затруднить поиск гербицида, который обладал всеми этими характеристиками. Чтобы помочь с этой проблемой, использовалась генная инженерия для успешного выращивания конкретного сорта сельскохозяйственной культуры, устойчивой к конкретным гербицидам. В качестве примера можно привести культуру, как «Roundup Ready». В культуре Roundup Ready есть ген, который позволяет ей расти в условиях применения гербицида Roundup.

3. С улучшенными питательными  свойствами

Люди не способны производить некоторые витамины, которые необходимы для метаболических процессов. Эти витамины должны входить в рацион. Фрукты и листовые овощи, которые часто содержат многие из этих витаминов часто трудно вырастить и, следовательно, являются более дорогими. Основные зерновые культуры, такие как рис, который употребляет значительная часть населения Земли, не содержит некоторые из этих ключевых витаминов. Недостаток этих витаминов в рационе предопределен в основном зерном, которое вызывает серьезные болезни и инвалидность. Чтобы исправить это, генная инженерия улучшила питательную ценность зерна.

Хорошим примером может послужить золотой рис. Некоторые гены внедренные в золотой рис, вызывают значительное накопление витамина А, придавая зерну желтый (золотистый) внешний вид. В то время как в настоящее время он так и не получил широкое применение.

4. Устойчивые к болезням

Растения сталкиваются с заболеваниями так же, как и животные. Эти заболевания часто трудно контролировать и снижать их ощутимый ущерб, наносимый сельскохозяйственным культурам.

Традиционные подходы разведения могут быть использованы для включения генов устойчивости к болезням в сельскохозяйственные культуры. Тем не менее, традиционное выведение может занять несколько лет при производстве устойчивых и жизнеспособных растений в сельском хозяйстве. Использование генной инженерии позволяет делать прямую вставку генов устойчивости к заболеваниям, что ускоряет производство устойчивых растений. Примером может послужить модифицированная маниока, модифицированная папайя.

5. С улучшенными послеуборочными  характеристиками

Хранение и транспортировка являются основными проблемами для некоторых видов сельскохозяйственных культур. Некоторые культуры необходимо транспортировать далеко от того, где они произрастают или хранить в течение длительного времени, чтобы обеспечить поставку в течение всего года. Культуры, которые легко повреждаются или быстро созревают (следовательно, дорогие) тяжело хранить и транспортировать. Охлаждение, тщательная процедура обработки и (или) использование химических веществ иногда замедляет созревание и защищает продукты при хранении и транспортировке. Это увеличивает экономические и экологические затраты на производство продуктов питания и оказывает существенное влияние на цену, доступность и качество продукции. Томат Flavr Savr и арктические яблоки – реальные примеры, в которых ферменты, участвующие в созревании и хранении, соответственно, были изменены при создании фруктов с более желаемыми характеристиками.

6. Лекарственные

Лекарства и вакцины, создаваемые при помощи ГМО – это инсулин, гормоны щитовидной железы и вакцины против гепатита В, синдрома Мальчика в пузыре (по данным Университета Калифорнии в Сан-Диего). Это делает проще и дешевле в производстве этих препаратов, следовательно и более доступными. Инсулин является одним из наиболее старых примеров ГМО продуктов.

7. Пищевые добавки

Многие пищевые добавки также создаются с помощью ГМО. Некоторые из наиболее широко известных примеров – аспартам и дрожжи. Однако многие другие виды добавок могут содержать ингредиенты, полученные с использованием ГМО.

3. Методы получения ГМО, положительные и отрицательные стороны

 

Ученые долго бились над тем, как внедрить ген в геном другого организма, т.е. осуществить перенос гена. Наиболее распространенным способом является использование в качестве переносчиков реконструированных генов бактериальных плазмид (внехромосомных кольцевых ДНК). Плазмида в бактерии служит транспортом для доставки любого гена. Обычно бактериальные плазмиды легко переходят от бактерии к бактерии, но не к растениям. К счастью или к несчастью была обнаружена бактерия, которая "умела вводить" гены в растения и "заставлять" их синтезировать нужные ей белки. Такой бактерией была почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens, являющаяся виновницей образования растительных наростов (растительных опухолей). После заражения растения определенная часть плазмидной ДНК (Т-ДНК) встраивается в хромосомную ДНК растительной клетки, становясь частью ее наследственного материала. Растение начинает продуцировать нужные для бактерий питательные вещества. Ученые научились заменять гены в Т-ДНК плазмид бактерий нужными генами, которые предполагалось вводить в растения. Таким образом, используя плазмиды агробактерий и природный механизм горизонтального переноса человек научился внедрять нужные ему гены в разные растения (Чирков, 2002; Корочкин, 2004). Этот способ успешно применяется для большинства видов двудольных растений, среди которых можно назвать картофель, томаты, плодовые и ряд других культур.

Существует и прямой способ ввода генов в растительную клетку, который был опубликован в 1988г. и назван его авторами Стэнфордом и Клейном биобаллистическим. Для этого молекула ДНК с соответствующими генами и регуляторные последовательности, необходимые для управления этими генами, наносятся на микроскопические вольфрамовые или золотые частицы. Частицы с ДНК разгоняются в специальной вакуумной камере до определенных скоростей, достаточных для проникновения в клетки растений. Затем следует селекция трансформированных клеток и регенерация трансгенных растений. В отличие от предыдущего этот способ более универсален и пригоден для любых объектов.

Описанные выше способы (агробактериальный и биобаллистический) являются основными способами генной трансформации растений. Насколько опасны модифицированные таким образом растения? При использовании плазмид агробактерий в процессе биотехнологических процедур исследователь априори не знает, какая клетка эксплантата трансформируется, сколько копий Т-ДНК встроится в геном и в какие хромосомы, и не в силах это контролировать, но, одновременно модифицируя множество эксплантатов, впоследствии отбирают те регенерировавшие растения, что представляют для него интерес. При биобаллистическом способе вероятность встраивания сразу многих копий ДНК-векторов, "обрывков" ДНК и других сбоев выше, чем при работе с агробактериями. При этом введенный ген может попасть в середину структурного гена растения-реципиента и выключить его из работы. Таким образом, оба метода несовершенны и не гарантируют безопасность растений, созданных с их помощью.

 

Положительные и отрицательные стороны ГМО

Для объективной оценки пользы или вреда, который ГМО приносят человеку, мы решили определить положительные и отрицательные стороны их применения человеком.

ГМ-источники применяются в медицине для создания вакцин с повышенной эффективностью действия. Уже создана универсальная вакцина, защищающая от аллергических реакций, вызванных вдыханием пыльцы различных растений. Ее активным ингредиентом служит ГМ-белок. Этот мутантный протеин десятикратно снижает интенсивность болезненных реакций на растительную пыльцу и одновременно мобилизует иммунную систему на защиту организма от последствий аллергенной атаки. Предварительные испытания вакцины показали, что она не создает угрозы анафилактического шока и практически одинаково помогает всем страдающим от пыльцевой аллергии.

С помощью ГМ-продуктов представляется возможным обеспечить продовольствием голодающие страны. Кроме того, у выращиваемых трансгенных культур значительно увеличивается урожайность и срок хранения плодов, они становятся более устойчивыми к вредителям и неблагоприятным условиям. Например, картофель, модифицированный геном эндотоксина, стал устойчивым к основному вредителю – колорадскому жуку. При этом, ГМ-продукты, значительно дешевле, что пробуждает весомый интерес многих предпринимателей.

У противников генетически модифицированных продуктов тоже есть масса аргументов:

Основной источник опасности – несовершенство технологии получения трансгенных организмов. Несмотря на то, что генная инженерия это современная и достаточно развитая наука, при создании ГМО ученые все еще действуют вслепую. Вставляя генный фрагмент, они точно не знают, в какой именно участок генома он попадет и как это отразится на его работе. Трансформированная клетка приобретает совершенно новые, нехарактерные свойства, изучение которых требует достаточно большого промежутка времени.