Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ГМ соя и перспективы ее применения.doc
Скачиваний:
89
Добавлен:
30.05.2014
Размер:
465.41 Кб
Скачать

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Московский государственный университет прикладной биотехнологии

Кафедра биологии, вирусологии и генной инженерии

Ветеринарно-санитарный факультет

Реферат

по молекулярной биотехнологии

Тема: «ГМ соя и перспективы ее применения»

Москва – 2007год

Содержание

Введение

3

1.Соя

6

2.ГМ соя

10

3.Оценка безопасности соевых продуктов, полученных с использованием генетически модифицированных соевых бобов

13

4. Использование соевых компонентов в производстве молочных продуктов

28

5. Соевое мясо

30

6. Применение новой отечественной технологии переработки зернобобовых в животноводстве

31

Заключение

34

Библиографический список

35

Введение

В принципе, ничего нового в идее получения модифицированных продуктов нет. Сама природа в процессе эволюции создавала новые организмы и снабжала созданные ранее новыми свойствами. Правда, на это уходили тысячелетия. Человек решил ускорить этот процесс и создал науку о выведении новых сортов растений и пород животных – селекцию. Ученые скрещивали организмы с необходимыми свойствами, из полученного потомства отбирали удавшиеся образцы и вновь скрещивали их между собой, добиваясь полной генетической чистоты. Требовались десятилетия, чтобы с помощью такого метода получить морозостойкую пшеницу или породу коров, дающую семикратные надои. Несколько десятков лет по сравнению с тысячелетием – ничто, однако нетерпеливому человечеству и это показалось слишком долгим. Ученые нашли еще более быстрый способ получения организмов с определенным набором генов. Живые клетки подвергали жесткому радиационному воздействию, вызывая случайные мутации, – в надежде, что хоть пара клеток мутирует в нужном направлении. И хотя нежелательных результатов при этом методе селекции было больше, чем при обычном скрещивании, сроки получения желаемого сократились до 10-15 лет.

Применение радиационного мутагенеза вызвало среди ученых бурю – но в стакане воды. Споры велись, но за закрытыми дверями, дабы не привлекать внимания общественности. По сравнению с радиационными методами технология пересадки фрагмента ДНК, применяемая генной инженерией, кажется верхом деликатности. По

крайней мере, она практически исключает риск получения не желаемых результатов.

Яблоком раздора явилось оригинальное генетическое творение – помидор с жабрами, которому для морозостойкости вживили ген североамериканской камбалы. Никто, конечно, не предполагал, что получится в результате. Кто знает, какие еще сюрпризы преподнесут людям трансгенные продукты? Экологов, например, сильно волнует, чем станут питаться колорадские жуки, если в мире не останется не модифицированного картофеля. Но производители картофеля не спешат разделить их тревогу: картошка, устойчивая к вредителям, выращивается теперь практически повсеместно.

Медиков настораживает другая сторона вопроса: как скажутся модифицированные продукты на организме человека? Не воспримет ли он клетки той же картошки с внедренным в них фрагментом ДНК капусты как аллергены? И вообще – насколько хорошо усвоится такая пища, даст ли она в полном объеме необходимые организму вещества?

Вряд ли споры вокруг трансгенных продуктов быстро разрешимы. Скорей всего, пока ученые будут тихо – мирно искать золотую середину между “полезно” и “вредно”, модифицированные продукты незаметно, сами собой вольются в наш обиход. В настоящее время они уже делают это. Сверкающие яблоки, морковка одна к одной, как на подбор, зимние помидоры… Не стоит также думать, что урожай с собственного огорода не имеет отношения к генной инженерии. Использованные дачниками семена, возможно, тоже детища науки.

Но в ряде случаев трансгенные продукты не опаснее и даже лучше обычных. Так, например, получилось с соей – первым генномодифицированным продуктом, получившим в России государственное регистрационное удостоверение, позволяющее беспрепятственно выращивать и использовать эту культуру. Ученые пришли к выводу, что трансгенная соя более экологична и безопасна, чем обычная. Для борьбы с сорняками и вредителями, поражающими эту культуру, традиционно применяли пестициды, гербициды и инсектициды, а трансгенная соя сама справляется со всеми напастями. То есть мы получили хоть и не совсем натуральный, но зато экологически чистый продукт.

В Соединенных Штатах Америки разрешается использовать генномодифицированные продукты без каких-либо ограничений (и даже без указания, что это детище генной инженерии). В странах Евросоюза продажу модифицированных продуктов разрешили с условием снабжать их специальной этикеткой. В нашей стране каждый продукт с измененным геном должен получить государственное регистрационное удостоверение, подтверждающее его безопасность. Всё выглядит относительно благополучно. Но на практике все гораздо сложнее. Продукт может содержать всего один компонент, полученный из трансгенного сырья. Кто нам скажет, модифицированный он теперь или нет. Учитывая это обстоятельство, медики и специалисты по питанию настаивают, чтобы каждый такой продукт имел специальную этикетку, на которой бы указывалось, какая модифицированная составляющая и в какой пропорции в нем содержится. Каждый из нас имеет право знать, что лежит в его тарелке.

1. Соя

Культурная соя (Glycine Max) - однолетнее растение, происходящее из Восточной Азии, вероятно, из Северного Китая. На протяжении веков эта культура являлась важным источником пищевых белков для населения данного региона и только недавно (в начале XX в.) появилась, в частности, в Америке. Сухие семена сои содержат около 40% белков и около 20% масла. К настоящему времени 80% всего растительного масла, производимого в Америке, представлено соевым, множество пищевых продуктов имеют в своем составе соевые добавки. Соя - преимущественный самоопылитель (99%), хотя пчелы и собирают нектар с ее цветов. Анализ генетической структуры по биохимическим маркерам свидетельствует о большой чистоте сортов данной культуры. Дикая соя (предшественник культурной) – Glicine soya, G. ussuriensis- однолетнее вьющееся растение с небольшими, темно-коричневыми или черными семенами.

Семена сои, иногда называемые соевыми бобами (от англ. soya bean) — широко распространённый продукт питания, известный ещё в третьем тысячелетии до н.э. Сою часто называют чудо-растением — отчасти благодаря высокому содержанию растительного белка, в среднем составляющего около 40 % от массы семени, а у отдельных сортов достигающему 48-50 %, во многом аналогичном животному, отчасти благодаря сравнительно высокой урожайности. Вследствие этого, соя так же входит в состав некоторых кормов для животных.

Культурная соя широко возделывается в Азии, Южной Европе, Северной и Южной Америке, Центральной и Южной Африке, Австралии, на островах Тихого и Индийского океанов на широтах от экватора до 55-60°.

Соя — один из богатейших белком растительных продуктов питания. Это свойство позволяет использовать сою для приготовления и обогащения разных блюд, а так же в качестве основы растительных заменителей продуктов животного происхождения. Из неё производятся многочисленные т. н. соевые продукты: тофу, соевый соус, соевое молоко, соевое мясо, темпе, мисо, и другие. Кроме того, соя используется для производства соевого масла, соевой муки. Соя и соевые продукты широко используются в восточноазиатских (японской, китайской) и, особенно, вегетарианской кухне.

Цветы имеют пурпурный венчик и их морфология соответствует цветам культурной сои. Дикая соя растет в Китае, Японии, Корее:и Тайване. Glicine Max и Glicine soya скрещиваются, и дают плодовитое или частично плодовитое потомство. Имеющиеся в некоторых линиях Glicine soya одна хромосомная транслокация или одна либо более инверсий снижают плодовитость. У культурной, так же как и у дикой сои, одинаковое количество хромосом (2п=40). Предполагается, что дикая соя является предшественником культурной, а некоторые авторы относят их даже к одному виду.

Соя имеет длительную историю культивирования. Известно, что в Китае сою выращивали еще 4000 лет назад. Уже тогда продукты из соевых бобов использовали в лечебных целях, например, как эффективное средство при заболеваниях почек и отравлениях.

Соевый белок - уникальный белок растительного происхождения, содержащий все незаменимые аминокислоты, что позволяет в достаточной степени обеспечить потребности в них различных возрастных групп населения. По сравнению с мясом, рыбой и птицей соя как поставщик белка обладает неоспоримым преимуществом: ее аминокислоты легче выделяются из пищевой массы и лучше усваиваются. В Поднебесной сою называют "китайской коровой", поскольку из нее изготовляют отличную альтернативу молоку животных. Соевое молоко - полноценный и целебный источник белка, не содержащий насыщенных жиров.

Соевые продукты вносят большой вклад в профилактику заболеваний сердечно-сосудистой системы, которые значительно ухудшают качество жизни миллионов граждан, особенно в пожилом возрасте. Результаты клинических исследований, проведенных в разных странах мира, показали существенное снижение концентрации холестерина и других жиров в крови при использовании в рационе добавок из соевых белков или перехода на них как на основной источник белка. В этом случае соя действует аналогично синтетическим лекарственным средствам. Однако во время применения лекарственных средств могут наблюдаться побочные эффекты, которые не возникают при употреблении в пищу соевых белков. Снижение уровня холестерина в крови с помощью продуктов из соевых бобов связано с содержащимися в них изофлавонами.

Данные японских исследователей показали, что рацион, богатый соевыми белками, способствует также снижению артериального давления из-за содержания в них пептидов, обладающих гипотензивным действием.

Смеси из изолятов соевого белка активно используются в детском питании в качестве заменителей грудного молока, что является спасением для детей с аллергией 'на белки коровьего молока или непереносимостью лактозы. Кроме того, между соевыми смесями и молочными смесями, которые используются в качестве заменителей женского молока, есть важное различие. Состав жиров в соевой смеси полезнее, чем в молочной: в ней много насыщенных жиров, она содержит и целебные жирные кислоты типа омега-3 и омега-6, благотворно влияющие на рост, физическое и умственное развитие детей.

В последние годы выяснилось, что в профилактике заболеваний простаты важную роль могут играть изофлавоны сои, защитная роль которых требует дальнейшего научного обоснования. Однако эпидемиологические исследования показывают гораздо меньшую распространенность этих заболеваний в странах, где соя - один из основных продуктов питания, например в Японии. В Корее эти заболевания встречаются в 30 раз реже, чем в странах с низким потреблением сои.

Клинические исследования, проведенные в последнее десятилетие, показали, что включение в рацион женщин 160 мг соевых изофлавонов существенно снижает климактерические симптомы, не вызывая при этом побочных эффектов, которые наблюдаются в случае применения синтетических эстрогенов и эстрогенов животного происхождения.

Продукты из соевых бобов содержат уникальный полноценный белок, ряд витаминов, особую роль среди которых играет витамин Е, защищающий клетки от губительного действия свободных радикалов, минеральные вещества. Также содержит железо, имеющее большое значение для кроветворения, калий, играющий важную роль в регулировании работы сердца, биологически активные вещества, способствующие профилактике целого ряда заболеваний.

В последние годы соя нашла более широкое применение в питании детей и взрослых и в лечебно-профилактическом питании. В связи с этим возникла необходимость в увеличении производства продуктов из соевых бобов, и здесь важную роль сыграла генная инженерия. Среди созданных в мире генетически модифицированных культур соя занимает доминирующее положение. Цель ее генетических модификаций - значительно повысить урожайность этой важной продовольственной культуры. Созданы сорта сои, устойчивые к гербицидам и вредителям. По данным Министерства сельского хозяйства США, генетически модифицированная соя составляет более 80% от всей выращиваемой в этой стране и 60% от всей производимой сои в мире.

Лидерами по выращиванию сои являются США, Бразилия и Аргентина.

Производство сои по годам (FAOSTAT) тыс. тонн.

Страна

1985

1995

2005

США

57 128

59 174

82 820

Бразилия

18 279

25 683

50 195

Аргентина

6 500

12 133

38 300

Китай

10 512

13 511

16 900

Индия

1024

5096

6000

Парагвай

1172

2212

3513

Канада

1012

2293

2999

Боливия

83

889

1670

Индонезия

870

1680

797

Россия

290

740

2. Генномодифицированная соя

Соя является одной из сельскохозяйственных культур, над которыми в настоящее время производятся генетические изменения. ГМ-соя входит в состав всё большего числа продуктов.

Компания «Монсапто» образована в 1901. С этого вре­мени она стала одной из ведущих мировых компаний на рынке химических продуктов для сельского хозяйства и биотехнологии. С начала 80-х гг. ученые работают над по­лучением трансгенных растений. В 1996 г. компания про­изводит посевной материал растений, устойчивых к гербицидам и насекомым. Все растения успешно прошли испытания и зарегистрированы.

Американская фирма Монса́нто — мировой лидер поставок ГМ-сои. В 1995 году Монсанто выпустила на рынок генетически изменённую сою с новым признаком «Раундап Рэди» (англ. Roundup Ready, или сокращённо RR). «Раундап» это торговая марка гербицида под названием глифосат, который был изобретён и выпущен на рынок Монсанто в 1970-х годах. Roundup Ready растения содержат полную копию гена енолпирувилшикиматфосфат синтетазы (EPSP synthase) из почвенной бактерии Agrobacterium sp. strain CP4, перенесённую в геном сои при помощи генной пушки (Gene Gun), что делает их устойчивыми к гербициду глифосату, применяемому на плантациях для борьбы с сорными растениями. В настоящее время (на 2006 г.) RR соя выращивается на 92 % всех посевных площадей США, засеянных этой культурой. ГМ-соя разрешена к импорту и употреблению в пищу в большинстве стран мира, в то время как посев и выращивание ГМ-сои разрешены далеко не везде. В России возделывание ГМ-сои, как и других ГМ-растений, запрещено.

Рисунок 1 Схема получения трансгенной сои

Однако широкое внедрение трансгенных сортов сои в США не оказало существенного влияния на среднюю продуктивность этой культуры. Урожайность сои в США, несмотря на неуклонное, начиная с 1996 г. возрастание доли генетически модифицированных сортов, растёт примерно с той же скоростью что и до внедрения RR-сои. Более того, урожайность сои в европейских странах, использующих только сорта, созданные классической селекцией, практически не отличается от продуктивности сои в США. В ряде случаев отмечалось даже снижение продуктивности генетически модифицированных сортов сои по сравнению с обычными. Привлекательность RR-сои для фермеров состоит в первую очередь в том что её легче и дешевле выращивать, так как можно намного эффективнее бороться с сорняками. В последние годы стали появляться исследования, свидетельствующие о возможности создания генотипов сои, аналогичных некоторым трансгенным сортам, но выведенных классическими методами. Примером таких технологий является соя Vistive с пониженным содержанием линоленовой кислоты (С18:3), выведенная Монсанто методами классической генетики для того чтобы помочь пищевой индустрии в удалении из пищи вредных транс-жиров. Транс-жиры представляют собой побочный продукт, образующийся в процессе гидрогенизации растительных масел, проводимой для повышения его стабильности и изменения пластических свойств. В 90-е годы прошлого века появились указания на то что употребление в пищу продуктов содержащих транс-жиры (таких как маргарин) увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Соевое масло получаемое из таких сортов как Vistive не нуждается в дополнительной обработке и во многих случаях способно заменить гидрогенизированные масла с высоким содержанием транс-жиров.

Соя, устойчивая к гербициду «Раундан». «Раундам» блокирует одну из биохимических реакций растений. Вве­денный в сою ген помогает обходить блокированный путь. Попадая на листья, «Раундан» действует на растение. Он прочно связывается с частицами почвы, почти не проника­ет в почвенные воды, не передается по пищевым цепям и не влияет на последующие культуры в цикле севооборота. В отличие от других гербицидов «Раундан» достаточно применять 1-2 раза за сезон: Он малотоксичен для почвен­ной флоры. Использование трансгенной сои в пищу разре­шено во многих странах, в том числе и в России.

Установлено, что состав изофлавонов можно также рас­ширить либо селекционным путем, либо биотехнологичсскими приемами. Так как соя содержит много фракции с четко установленной ценностью, она является благоприятной сре­дой для биоинженерии, результаты получения изофлавонов, белков, богатых метионином, уменьшенное содержание раффинозы и стахиозы значительно повышают ценность соевого боба.

На территории России информация об использовании ГМ-сои в составе продуктов питания обязательно должна присутствовать на этикетке товара.