Медико-биологические аспекты биотехнологии

В Федеральном Законе «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» № 52-ФЗ от 30.03.99 предусматривается, что пищевые продукты, пищевые добавки, продовольственное сырье, а также контактирующие с ними материалы и изделия в процессе их производства, хранения, транспортировки и реализации должны соответствовать санитарным правилам. Пункт первый статьи 43-й Закона определяет следующие объекты необходимой государственной регистрации веществ и продукции:

- впервые внедряемые в производство и ранее не использовавшиеся химические, биологические вещества и изготовленные на их основе препараты, потенциально опасные для человека;

- отдельные виды продукции, в т.ч. числе пищевые продукты, впервые ввозимые на территорию Российской Федерации.

Процедура государственной регистрации включает: оценку опасных для человека и среды его обитания веществ и отдельных видов продукции; установление гигиенических и иных нормативов содержания веществ, отдельных компонентов продукции в среде обитания; разработку защитных мер по предотвращению вредного воздействия веществ и отдельных видов продукции на человека и среду его обитания, в т.ч. условий утилизации и уничтожения.

Медико-биологические аспекты биотехнологии в производстве продуктов питания должны предусматривать разработку нормативной документации на производство биомассы микроорганизмов или препаратов на их основе. Это обеспечит необходимый уровень стандартизации исходного сырья, а также химического состава и функциональных свойств готовых микробных препаратов.

Под безопасностью пищевого продукта понимают состояние обоснованной уверенности в том, что пищевые продукты при обычном их использовании не являются вредными и не предоставляют опасности для здоровья нынешнего и будущих поколений. Безопасность любого продукта - главный аргумент возможности его использования в производстве продуктов, а также основание для изучение его биологической ценности и усвояемости. Цель этих исследований заключается в достоверной оценке безопасности и полноценности новых аналогов традиционных продуктов.

В Институте питания РАМН разработаны соответствующие методические подходы и медико-биологические критерии оценки качества продуктов, полученных с использованием принципов и приемов биотехнологии, в том числе - продуктов или компонентов пищи, полученных из генетически модифицированных источников. Отметим, что Федеральный Закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» № 29-ФЗ от 02.01.2000 не выделяет пищевые продукты и продовольственное сырье, полученные из генетически модифицированных источников, в самостоятельную группу, требующую индивидуального подхода к оценке качества и безопасности для здоровья человека.

Ключевым моментом является детальное изучение химического состава новой пищевой продукции, которое должно включать как показатели пищевой ценности, так и санитарно-химические показатели безопасности. Поскольку продукты, полученные из новых нетрадиционных источников или с использованием новых технологий, могут содержать неизвестные компоненты, возникает необходимость проведения токсикологических исследований на лабораторных животных: включение в их рацион нового продукта в максимально возможном количестве, с изучением интегральных показателей состояния животных, биохимических показателей крови, мочи и внутренних органов, гематологических показателей периферической крови, морфологических исследований органов, а также с изучением иммунного статуса организма. При проведении таких экспериментов необходимо соблюдение сбалансированности рационов или использование, кроме опытной, двух контрольных групп животных: первой группе дают обычный для данного вида животных рацион, второй - рацион, содержащий продукт, полученный традиционным способом, аналогичный тестируемому и в том же количестве.

Оценка пищевой и биологической ценности продуктов, выработанных с применением биомассы микроорганизмов и препаратов на их основе, должна предусматривать наряду с расчетом содержания пищевых веществ экспериментальные исследования усвояемости на животных с последующим испытанием продукта на людях с их добровольного согласия. На основании результатов всех проведенных исследований рассматривается вопрос о регистрации и разрешении широкого использования продукта или компонента пищи.

Производство продуктов биотехнологии связано, как правило, с применением специальных приемов обработки биомассы: применение кислот, щелочей, высоких температур, давления и т.д. Это приводит к разрушению или появлению недоступных пищевых веществ. В этой связи возникает необходимость в определении пищевой и биологической ценности продукции, а также их усвояемости и, кроме того, поиска новых щадящих технологий производства. Исходя из этого, можно отметить преимущество использования цельной биомассы микроорганизмов в технологии производства продуктов при условии доказательства безвредности комбинированного продукта. Следует также учитывать степень доступности и величину усвояемости нутриентов на фоне реального рациона человека, а также учитывать потребительские достоинства и экономические аспекты его производства.

Продукты, выработанные с использованием микроорганизмов и ферментных препаратов, должны пройти всестороннюю оценку для выявления канцерогенного, мутагенного, терратогенного и эмбриотропного действия. Из таких продуктов должны быть удалены вещества, обладающие антигенным и аллергизирующим эффектами, необходима их стерильность, гарантирующая отсутствие живых клеток патогенной микрофлоры.

Изучение безвредности биомассы микроорганизмов и препаратов на их основе проводят на лабораторных животных в несколько этапов. На первом этапе исследуют возможность острого токсического действия - вводят в корм животным большое количество продуктов микробного синтеза (в 1, 5-2, 0 раза превышающее норму). Такой подход позволяет выявить токсикологическую направленность, определить характер возможной патологии и органы-мишени. Для изучения кумулятивных и отдаленных эффектов является проведение хронического эксперимента (до двух лет) с различным уровнем введения в корм животных исследуемых образцов.

У людей и некоторых приматов, в отличие от других млекопитающих, отсутствует фермент уратоксидаза. Он метаболизирует продукт деградации нуклеиновых кислот - мочевую кислоту в растворимое соединение - алантоин, которое выводится из организма. При высоком содержании в пище нуклеиновых кислот может наблюдаться нарушение пуринового обмена, в частности, накопление уратов и мочевой кислоты. Последняя откладывается в виде солей в тканях организма и вызывает ряд нежелательных изменений. В связи с этим нельзя рекомендовать потребление большого количества пищевых продуктов, содержащих нуклеиновые кислоты. Потребление нуклеиновых кислот с пищей, согласно данным А.А. Покровского, не должно превышать 2 г в день.

Контрольные вопросы и задания

1. Что изучает биотехнология?

2. Приведите классификацию этапов становления биотехнологии.

3. Что такое фермент? На какие группы подразделяются ферменты?

4. Чем фермент отличается от ферментного препарата?

5. От каких факторов зависит активность фермента?

6. Чем отличаются ферментативные реакции нулевого и первого порядков?

7. От каких факторов зависит константа Микаэлиса-Ментена?

8. Для чего используют иммобилизацию ферментов?

9. Какое уравнение используют для описания кинетики роста микроорганизмов?

10. От каких факторов зависит интенсивность развития бактерий?

11. Чем отличаются белковые изоляты и концентраты?

12. Какой фермент используют для регулирования концентрации лактозы в молоке? Какие продукты гидролиза при этом образуются?

13. Приведите примеры прикладного использования ферментных препаратов в технологии продуктов питания.

14. Приведите примеры прикладного использования микроорганизмов в технологии продуктов питания.

15. Назовите микроорганизмы-продуценты основных пищевых веществ.

16. Оцените перспективы развития биотехнологии.

17. Раскройте основные положения Федерального Закона «О качестве и безопасности пищевых продуктов».

18. Как проводят оценку безопасности новых видов продуктов питания?

19. Как получают трансгенные продукты питания?

Общие вопросы консервированния