Генетически модифицированные продукты питания

Генетически модифицированные (трансгенные) продукты питания представляют особый интерес. Сообщения о генетически модифицированных растениях и полученных из них продуктах питания появились в начале 90-х гг. В настоящее время генетическому изменению подвергается

важнейшее растительное сырье, а без использования растительного сырья получают лишь очень немногие продукты.

Успехи в области генной инженерии позволяют получать новые сорта растений (причем в течение всего 2-3 лет) с заданными свойствами. За счет встраивания генов, выделенных из одних организмов и несущих определенную генетическую информацию (например, устойчивость к заморозкам, гербицидам, болезням и паразитам, высокая урожайность, неполегаемость и др.) в ДНК других, были получены растения, которые называют трансгенными, т. е. с перемещенными генами.

В США в настоящее время насчитывается более 150 наименований генетически измененных продуктов, а площади в разных странах, на которых произрастают трансгенные растения, составляют по разным оценкам от 10 до 25 млн га. Трансгенные растения выращивают в США, Канаде, Японии, Китае, Бразилии, Аргентине и многих других странах. Европейские государства занимают в этом отношении более жесткую позицию. По прогнозам мировой рынок трансгенных культур достигнет приблизительно 8 млрд долларов США к 2005 г. и 25 млрд долларов США к 2010 г.

В настоящее время среди промышленно выращиваемых трансгенных растений доля устойчивых к гербицидам составляет 71%, устойчивых к вредителям - 22%, устойчивых одновременно и к гербицидам, и к вредителям - 7%, устойчивых к вирусным, бактериальным и грибным болезням - менее 1%.

К трансгенным продуктам можно отнести генетически измененную сою, устойчивую к гербицидам. Как известно, соя используется для приготовления 30 000 пищевых продуктов: супов, детского питания, картофельных чипсов, маргарина, салатных соусов, рыбных консервов и др. Кроме сои, наибольшее распространение получили трансгенные помидоры, кукуруза, рис, картофель, клубника, а также генетически модифицированные дрожжи и ферментные препараты, полученные из трансгенных микроорганизмов.

Известны ферментные препараты, полученные из генетически модифицированных микроорганизмов. Основными ферментными препаратами, полученными методами генной инженерии, являются: а-амилаза из В. stearothermophilus, экстрессированная в В. subtilis; а-амилаза В. megaterium, экстрессированная в В. subtilis; химозин А, полученный их штамма Е. coli К-12, содержащего ген телячьего прохимозина А. Кроме того, при производстве глюкозного сиропа из кукурузного крахмала применяются ферменты из генетически измененных бактерий. В Германии получены трансгенные пектиназы, используемые при производстве соков и вин. Генная инженерия находит применение и в животноводстве, влияя на рост и продуктивность сельскохозяйственных животных.

Возможны различные подходы к оценке генетически измененного сырья и готовых пищевых продуктов из него. Это можно проиллюстрировать на примере трансгенной сои и продуктов ее переработки (рис. 11.10).

Рис. 11.10. Возможные продукты переработки трансгенной сои

Из трансгенного сырья (х) при технологической переработке (в зависимости от способа) можно получить продукты как содержащие (х), так и не содержащие (о) генетически измененные компоненты. Например, из сои получают масло, которое может быть трансгенным (х), или нет (о). Соответственно продукты при изготовлении которых используется соевое масло, будут трансгенными (х) или обычными (о).

Безопасность генетически модифицированных продуктов питания остается все еще под вопросом. Хотя нет конкретных примеров серьезной экологической опасности трансгенных растений в природной среде, на сегодняшний день нет, и не может быть однозначного ответа на вопрос о возможной опасности отдаленных последствий таких продуктов, поскольку их потенциальная опасность не подвергается сомнению (рис. 11.11).

Очевидно одно - трансгенная продукция должна проходить тщательную многофакторную проверку на безопасность и иметь специальную маркировку. Однако и в этом, пока больше вопросов, чем ответов.

Все бо́льшее число стран старается регламентировать продажу "новых" пищевых продуктов. Так, в законе, принятом Европарламентом, на упаковках нерафинированного масла и попкорна из генетически измененной кукурузы должна быть соответствующая маркировка, а на упаковке с крахмалом или полученным из него глюкозным сиропом подобная маркировка не требуется. Маркировка не требуется на упаковке с рафинированным маслом или приготовленном на его основе майонезе. Полученный из генетически измененного яблока мусс или яблочный сок должны нести соответствующую маркировку, а яблочный уксус - нет. Не фиксируется факт использования генетически измененного сырья при

Рис. 11.11. Потенциальные риски применения трансгенных культур

изготовлении лецитина и получении с его помощью шоколада и крема. Должны иметь соответствующую маркировку соевый шрот, белок, полученный их него, и готовые супы с данным белком. Корма для животных, полученные из шрота генетически измененной сои не маркируются.

В странах Евросоюза в настоящее время барьер перед генетически измененной пищей сломан, однако, к потребителю допускается пища, в которой обнаруживаются только следы генетических изменений.

В России с 1 июля 1999 г. вступило в силу постановление Министерства здравоохранения РФ "О порядке гигиенической оценки и регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников". Согласно этому документу гигиеническая экспертиза пищевых продуктов и продовольственного сырья, а также компонентов (фрагментов) для их производства, полученных из генетически модифицированных источников должна включать определение вносимой последовательности генов, маркерных генов антибиотиков, промотеров, стабильности генетически модифицированных организмов на протяжении нескольких поколений, а также санитарно-химические показатели качества и безопасности, результаты токсикологических исследований на лабораторных животных, оценку аллергенных свойств продукта, возможных мутагенных, канцерогенных и тератогенных эффектов. Кроме этого, обязательна технологическая оценка пищевой

продукции, полученной из генетически модифицированного сырья - органолептических свойств и физико-химических параметров.

В начале XXI в. в различных регионах мира, в том числе и в нашей стране, складывается сложная, часто парадоксальная экономическая ситуация. Перспектива решения вопросов сельского хозяйства и обеспечения продовольствием жителей планеты с помощью трансгенных культур сверх привлекательна, однако необходимо помнить, что неправильно:

• эксплуатировать технологию, которая может непредвиденно вызывать появление опасных для здоровья веществ, прежде чем не будет тщательно изучена вероятность такого риска;
• эксплуатировать технологию, которая может оказать необратимое воздействие на окружающую среду, прежде чем не будет доказано, что продукты этой технологии не нанесут серьезного ущерба окружающей среде;
• подвергать людей и окружающую среду даже самой малой опасности.

Контрольные вопросы

1. Что такое безопасность продуктов питания? Из каких критериев она складывается?

2. Какова классификация вредных веществ, поступающих в организм человека с пищей?

3. Перечислите источники и пути загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов.

4. Назовите основные группы ксенобиотиков из окружающей среды, загрязняющих сырье и пищевые продукты.

5. Какие контаминанты-загрязнители обладают способностью аккумулироваться и передаваться по пищевым цепям?

6. Назовите основные природные токсиканты, дайте оценку степени их опасности для организма человека.

7. Что такое антиалиментарные факторы питания? Назовите и дайте краткую характеристику этим компонентам пищевого сырья и продуктов питания.

8. Что такое генетически модифицированные продукты питания? В чем может заключаться их опасность для здоровья человека?

9. Назовите величины, характеризующие меру токсичности, и основные параметры, регламентирующие поступление чужеродных веществ с пищей.

10. В чем выражается сущность процесса детоксикации ксенобиотиков в организме человека? Какие две основные фазы включает метаболизм чужеродных соединений?

555:: 556:: 557:: 558:: 559:: Содержание

560:: 561:: 562:: Содержание

ГЛАВА 12.
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО
ПИТАНИЯ

Нормальное функционирование организма человека определяется тремя основными факторами, к которым относятся потребление пищи, воды и наличие кислорода.

Совокупность процессов, связанных с потреблением и усвоением в организме входящих в состав пищи веществ, называется питанием.

Питание включает последовательные процессы поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергозатрат, построения и возобновления клеток и тканей тела и регуляции функций организма.

Вопросы, связанные с влиянием пищевых веществ на организм человека, оптимальными условиями их переваривания и усвоения, потребностями организма в пищевых веществах, изучает физиология питания.

12.1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХИМИИ
ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ

Продукты, употребляемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде (пищевые продукты), представляют собой сложные системы с единой внутренней структурой и общими физико-химическими свойствами. Они характеризуются исключительным разнообразием химической природы и состава образующих их компонентов.

В общем случае химический состав пищевого продукта формируют три основные группы компонентов: а) продовольственное сырье, б) пищевые добавки, в) биологически активные добавки.

Продовольственное сырье - объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, используемые для изготовления пищевых продуктов.

Пищевые добавки - природные или синтезированные вещества, соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе изготовления последних в целях придания пищевым продуктам определенных (заданных) свойств и (или) сохранения их качества.

Биологически активные добавки - концентраты природных или идентичных природным биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов.

Название пищевых получили химические вещества пищи, которые ассимилируются в процессе обмена веществ организма.

В аспекте биохимии питания все вещества, которые могут быть обнаружены в составе пищевого продукта, в обобщенном виде подразделяют натри основных класса: два класса собственно пищевых (алиментарных: от англ, alimentary - пищевой, питательный) веществ - макро- и микронутриенты и класс непищевых (неалиментарных) веществ. Представители каждого из классов отличаются химическим составом, особенностями физиологического действия и уровнем содержания в пищевых продуктах. Модифицированный классификатор основных веществ пищи, предложенный А. А. Покровским, представлен на рис. 12.1.

Макронутриенты (от лат. "nutritio" - питание) - класс главных пищевых веществ, представляющих собой источники энергии и пластических

Рис. 12.1. Модифицированный классификатор основных веществ пиши [А. А. Покровский, 1978]

(структурных) материалов; присутствуют в пище в относительно больших количествах (от 1 грамма). Представителями этого класса являются углеводы, липиды и белки.

Микронутриенты - класс пищевых веществ, оказывающих выраженные биологические эффекты на различные функции организма; содержатся в пище, как правило, в небольших количествах (милли- и микрограммы). Класс микронутриентов объединяет витамины, предшественники витаминов и витаминоподобные вещества, а также минеральные вещества.

Помимо этих биологически активных компонентов пищи, к классу микронутриентов (по А. А. Покровскому) относят некоторые пищевые вещества, выделенные из отдельных групп макронутриентов. В их число входят: представители группы липидов (полиненасыщенные жирные кислоты и фосфолипиды), представители белков (некоторые аминокислоты), представители углеводов (отдельные олигосахариды).

Физиологические аспекты основных представителей класса микронутриентов разбирались в соответствующих разделах учебника.

В третий класс выделены вещества, обычно содержащиеся в пищевых продуктах, но не используемые организмом в процессе жизнедеятельности. К таким веществам, объединяемым термином "непищевые", принадлежат различные технологические добавки (ароматизаторы, красители, консерванты, антиоксиданты и др.), ядовитые вещества и т.п.

Однако в настоящее время роль многих неалиментарных веществ пересматривается. Причиной тому послужили открытия у отдельных непищевых веществ новых свойств, связанных с физиологией питания. К ним относятся представлявшие группу балластных веществ пищевые волокна, предшественники синтеза биологически активных веществ, ферменты и эубиотики (синоним термина "пробиотики"). Последние представляют собой, в соответствии с последней редакцией этого термина, пищевые добавки микробного и не микробного происхождения, оказывающие позитивное действие на организм человека через регуляцию кишечной микрофлоры (см. с. 602).

Все естественные биологически активные ингредиенты пищи II и III классов, оказывающие выраженное влияние на многие функции организма, объединяются термином "нутрицевтики" (см. 9.6).

Из класса микронутриентов в особую группу, объединяемую названием "парафармацевтики", выделяют вещества пищи, оказывающие выраженное фармакологическое действие (см. рис. 9.13). В группу парафармацевтиков входят биофлавоноиды, гликозиды, алкалоиды, эфирные масла, органические кислоты и многие другие (см. рис. 12.1).

Каждой группе пищевых веществ в процессах питания принадлежит своя особая роль.

560:: 561:: 562:: Содержание

563:: 564:: Содержание

ПИТАНИЕ И ПИЩЕВАРЕНИЕ

Пищеварение является начальным этапом ассимиляции пищевых веществ, который состоит в превращении исходных пищевых структур сложного химического состава в компоненты, лишенные видовой специфичности, легко усваиваемые организмом.

Другими словами, пищеварение представляет собой совокупность процессов, связанных с расщеплением пищевых веществ на простые растворимые соединения, способные легко всасываться и усваиваться организмом.

Сегодня доказано, что ассимиляция пищевых веществ осуществляется по трехзвенной схеме, основанной на разных типах пищеварения:

полостное → мембранное (пристеночное) → внутриклеточное (всасывание)

Полостным является пищеварение, происходящее в пищеварительных полостях - ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синтезируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечивает интенсивное начальное переваривание.

Мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов, локализованных на специальных структурах свободных поверхностей клеток (микроворсинках) в тонком кишечнике. Мембранное пищеварение осуществляет промежуточные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ, а также сопряжение конечных этапов переваривания и начальных этапов всасывания.

Процессы пищеварения, объединяющие механические, физико-химические и химические изменения пищевых веществ, осуществляются у человека специальными, связанными между собой органами, совокупность которых образует пищеварительную систему (аппарат).

Пищеварительный аппарат человека (рис. 12.2) включает пищеварительный канал (желудочно-кишечный тракт) длиной 8-12 м, в который входят в последовательной взаимосвязи ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная

Рис. 12.2. Схема пищеварительного аппарата:
1- глотка; 2- пищевод; 3- желудок; 4- тонкая кишка; 5- нисходящая часть толстой кишки; 6- прямая кишка; 7- подвздошная кишка; <?- аппендикс; 9- слепая кишка; 10- восходящая часть толстой кишки; 11 - ободочная кишка; 12-двенадцатиперстная кишка; 13 - поджелудочная железа; 14 - желчный проток; 15 - желчный пузырь; 16- печень; 17- ротовая полость; 18- слюнные железы

кишка, тонкий и толстый кишечник с прямой кишкой и основные железы - слюнные железы, печень, поджелудочная железа.

Желудочно-кишечный тракт выполняет три основные функции:

• пищеварительную;
• экскреторную;
• регуляторную.

Пищеварительная функция желудочно-кишечного тракта объединяет четыре процесса: процесс моторики, процесс секреции, процесс гидролиза, процесс всасывания.

Различные процессы последовательной обработки пищи, приводящие к физическим, физико-химическим или химическим изменениям, осуществляются по мере ее перемещения по пищеварительному каналу, функции различных отделов которого строго специализированы.

563:: 564:: Содержание

564:: 565:: 566:: 567:: 568:: 569:: 570:: Содержание