Pangan rekayasa genetika

Definisi

Pangan rekayasa genetika adalah makanan yang dihasilkan dari organisme yang telah mengalami perubahan dimasukkan ke dalam DNA mereka menggunakan metode rekayasa genetika yang berlawanan dengan perkawinan silang tradisional. Di Amerika Serikat, Departemen Pertanian (USDA) dan Administrasi Makanan dan Obat-obatan (FDA) lebih menyukai penggunaan istilah rekayasa genetika ketimbang modifikasi genetika karena dinilai lebih tepat; USDA memasukkan kriteria "rekayasa genetika atau metode lain yang lebih tradisional" sebagai definisi dari modifikasi genetika.
Menurut Organisasi Kesehatan Dunia, "organisme yang dimodifikasi secara genetik (GMO) dapat didefinisikan sebagai organisme (yaitu tanaman, hewan atau mikroorganisme) yang bahan genetiknya (DNA) telah diubah dengan cara yang tidak terjadi secara alami yaitu kawin dan/atau rekombinasi alami. Teknologi ini sering disebut 'bioteknologi modern' atau 'teknologi gen', kadang-kadang juga disebut 'teknologi DNA rekombinan' atau 'rekayasa genetika'. Makanan yang dihasilkan dari atau menggunakan organisme RG sering disebut sebagai makanan RG."

Sejarah

Manipulasi genetika yang diarahkan manusia dimulai dengan domestikasi tanaman dan hewan melalui seleksi buatan pada sekitar 10.500 hingga 10.100 SM. Proses seleksi buatan, di mana organisme dengan sifat yang diinginkan (dan dengan demikian dengan gen yang diinginkan) digunakan untuk membiakkan generasi berikutnya dan organisme yang tidak memiliki sifat tersebut tidak dibiakkan, merupakan pendahulu konsep modern modifikasi genetika (GM). Dengan ditemukannya DNA pada awal 1900-an dan berbagai kemajuan dalam teknik genetika hingga tahun 1970-an menjadi mungkin untuk secara langsung mengubah DNA dan gen dalam makanan.
Pabrik yang dimodifikasi secara genetik pertama diproduksi pada tahun 1983, menggunakan tanaman tembakau yang kebal antibiotik. Enzim mikroba yang dimodifikasi secara genetik adalah aplikasi pertama dari organisme yang dimodifikasi secara genetik dalam produksi makanan dan disetujui pada tahun 1988 oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat. Pada awal 1990-an, Kimosin rekombinan disetujui untuk digunakan di beberapa negara. Keju biasanya dibuat menggunakan rennet enzim kompleks yang telah diekstraksi dari lapisan perut sapi. Para ilmuwan memodifikasi bakteri untuk menghasilkan kimosin, yang juga mampu menggumpal susu, menghasilkan dadih keju.
Pangan rekayasa genetika pertama yang disetujui untuk dirilis adalah tomat Flavr Savr pada tahun 1994. Dikembangkan oleh Calgene, tanaman ini direkayasa untuk memiliki umur simpan yang lebih lama dengan memasukkan gen antisense yang menunda pematangan. Cina adalah negara pertama yang mengkomersialkan tanaman transgenik pada tahun 1993 dengan diperkenalkannya tembakau yang tahan virus. Pada tahun 1995, Bacillus thuringiensis (Bt) Potato disetujui untuk penanaman, menjadikannya tanaman penghasil pestisida pertama yang disetujui di Amerika Serikat. Lain tanaman rekayasa genetika menerima persetujuan pemasaran pada tahun 1995 adalah: canola dengan komposisi minyak dimodifikasi, jagung Bt, kapas tahan terhadap herbisida bromoksinil, kapas Bt,kedelai glifosat-toleran, labu tahan virus, dan tomat pematangan tertunda lainnya.
Dengan terciptanya beras emas pada tahun 2000, para ilmuwan memiliki pangan rekayasa genetika dengan tujuan meningkatkan nilai nutrisi untuk pertama kalinya.
Pada 2010, 29 negara telah menanam tanaman biotek komersial dan 31 negara lainnya telah memberikan persetujuan pengaturan untuk tanaman transgenik yang akan diimpor. Amerika Serikat adalah negara tertinggi dalam produksi makanan transgenik pada 2011, dengan dua puluh lima tanaman transgenik telah menerima persetujuan peraturan. Pada 2015, 92% jagung, 94% kedelai, dan 94% kapas yang diproduksi di AS adalah galur yang dimodifikasi secara genetik.
Hewan yang dimodifikasi secara genetik pertama yang disetujui untuk penggunaan makanan adalah AquAdvantage salmon pada tahun 2015. Salmon diubah dengan gen pengatur hormon pertumbuhan dari salmon Chinook Pasifik dan promotor dari ikan pout laut yang memungkinkannya tumbuh sepanjang tahun, bukan hanya selama musim semi dan musim panas.
Pada bulan April 2016, jamur kancing putih (Agaricus bisporus) yang dimodifikasi menggunakan teknik CRISPR menerima persetujuan de facto di Amerika Serikat, setelah USDA mengatakan bahwa mereka tidak harus melalui proses regulasi badan tersebut. Badan itu menganggap jamur bebas karena proses penyuntingan tidak melibatkan pengenalan DNA asing.
Tanaman RG yang paling banyak ditanam dirancang untuk menoleransi herbisida. Pada tahun 2006 beberapa populasi gulma telah berevolusi untuk mentolerir beberapa herbisida yang sama. Palmer bayam adalah gulma yang bersaing dengan kapas. Berasal dari barat daya Amerika Serikat, gulma itu melakukan perjalanan ke timur dan pertama kali ditemukan resisten terhadap glifosat pada tahun 2006, kurang dari 10 tahun setelah kapas RG diperkenalkan.

Buah dan sayuran

Pepaya dimodifikasi secara genetik untuk melawan virus ringspot (PSRV). "SunUp" adalah kultivar pepaya berdaging merah Sunset berdaging transgenik yang homozigot untuk gen protein mantel PRSV; "Rainbow" adalah hibrida F1 berdaging kuning yang dikembangkan dengan menyilangkan 'SunUp' dan "Kapoho" berdaging kuning nontransgenik. The New York Times menyatakan, "pada awal 1990-an, industri pepaya Hawaii menghadapi bencana karena virus ringspot pepaya yang mematikan. Penyelamat satu tangannya adalah jenis yang direkayasa agar tahan terhadap virus. Tanpa itu, negara bagian Industri pepaya akan runtuh. Saat ini, 80% pepaya Hawaii direkayasa secara genetik, dan masih belum ada metode konvensional atau organik untuk mengendalikan virus ringspot." Kultivar RG disetujui pada tahun 1998. Di Cina, pepaya tahan PRSV transgenik dikembangkan oleh Universitas Pertanian Cina Selatan dan pertama kali disetujui untuk penanaman komersial pada tahun 2006; pada 2012, 95% pepaya yang ditanam di provinsi Guangdong dan 40% pepaya yang ditanam di provinsi Hainan dimodifikasi secara genetik. Di Hong Kong, di mana ada pengecualian untuk menanam dan melepaskan varietas pepaya transgenik, lebih dari 80% pepaya yang ditanam dan diimpor adalah transgenik.
Kentang New Leaf, makanan RG yang dikembangkan menggunakan bakteri alami yang ditemukan di tanah yang dikenal sebagai Bacillus thuringiensis (Bt), dibuat untuk memberikan perlindungan di pabrik dari kumbang kentang Colorado yang merusak hasil panen. Kentang New Leaf, yang dibawa ke pasar oleh Monsanto pada akhir 1990-an, dikembangkan untuk pasar makanan cepat saji. Kentang itu ditarik pada tahun 2001 setelah pengecer menolaknya dan pengolah makanan mengalami masalah ekspor.
Pada 2005, sekitar 13% dari Zucchini (sejenis labu) yang tumbuh di AS dimodifikasi secara genetis untuk melawan tiga virus; galur itu juga tumbuh di Kanada.
Pada tahun 2011, BASF meminta persetujuan Otoritas Keamanan Makanan Eropa untuk budidaya dan pemasaran kentang Fortuna sebagai pakan dan makanan. Kentang dibuat kebal terhadap busuk daun dengan menambahkan gen tahan blb1 dan blb2 yang berasal dari kentang liar Meksiko Solanum bulbocastanum. Pada Februari 2013, BASF menarik permohonannya.
Pada 2013, USDA menyetujui impor nanas RG yang berwarna merah muda dan "mengekspresikan secara berlebihan" gen yang berasal dari jeruk keprok dan menekan gen lain, sehingga meningkatkan produksi likopen. Siklus berbunga tanaman diubah untuk memberikan pertumbuhan dan kualitas yang lebih seragam. Buah "tidak memiliki kemampuan untuk menyebar dan bertahan di lingkungan setelah dipanen", menurut USDA APHIS. Menurut pengajuan Del Monte, nanas ditanam secara komersial dalam "monokultur" yang mencegah produksi benih, karena bunga tanaman tidak terkena sumber serbuk sari yang kompatibel. Impor ke Hawaii dilarang karena alasan "sanitasi tanaman".
Pada tahun 2014, USDA menyetujui kentang yang dimodifikasi secara genetik yang dikembangkan oleh JR Simplot Company yang berisi sepuluh modifikasi genetika yang mencegah memar dan menghasilkan lebih sedikit akrilamida saat digoreng. Modifikasi menghilangkan protein spesifik dari kentang melalui interferensi RNA, ketimbang memperkenalkan protein baru.
Pada bulan Februari 2015 Apel Arktik disetujui oleh USDA, menjadi apel yang dimodifikasi secara genetik pertama yang disetujui untuk dijual di AS. Peredaman gen digunakan untuk mengurangi ekspresi polifenol oksidase (PPO), sehingga mencegah buah menjadi kecoklatan.

Jagung

Jagung yang digunakan untuk makanan dan etanol telah dimodifikasi secara genetik untuk mentolerir berbagai herbisida dan untuk mengekspresikan protein dari Bacillus thuringiensis (Bt) yang membunuh serangga tertentu. Sekitar 90% jagung yang ditanam di AS dimodifikasi secara genetis pada 2010. Di AS pada 2015, 81% areal jagung mengandung sifat Bt dan 89% areal jagung mengandung sifat toleran glifosat. Jagung dapat diolah menjadi bubur jagung, tepung, dan tepung sebagai bahan dalam pancake, muffin, donat, roti dan adonan, serta makanan bayi, produk daging, sereal, dan beberapa produk fermentasi. Tepung masa berbasis jagung dan adonan masa digunakan dalam produksi kulit taco, keripik jagung dan tortilla.

Kedelai

Kedelai yang dimodifikasi secara genetik telah dimodifikasi untuk mentoleransi herbisida dan menghasilkan minyak yang lebih sehat. Pada 2015, 94% areal kedelai di AS dimodifikasi secara genetis agar toleran glifosat.

Gandum

Pada Desember 2017, gandum yang dimodifikasi secara genetik telah dievaluasi dalam uji coba lapangan, tetapi belum dirilis secara komersial.

Gula

AS mengimpor 10% dari gulanya, sedangkan 90% sisanya diekstraksi dari bit dan tebu. Setelah deregulasi pada 2005, bit gula tahan glifosat diadopsi secara luas di Amerika Serikat. 95% dari bit di AS ditanam dengan biji tahan glifosat pada tahun 2011. Bit gula GM disetujui untuk penanaman di AS, Kanada dan Jepang. Sebagian besar ditanam di AS. Bit GM disetujui untuk impor dan konsumsi di Australia, Kanada, Kolombia, UE, Jepang, Korea, Meksiko, Selandia Baru, Filipina, Federasi Rusia dan Singapura. Bubur kertas dari proses pemurnian digunakan sebagai pakan ternak. Gula yang dihasilkan dari bit gula GM tidak mengandung DNA atau protein, hanya sukrosa yang secara kimia tidak dapat dibedakan dari gula yang dihasilkan dari bit gula non-GM. Analisis independen yang dilakukan oleh laboratorium yang diakui secara internasional menemukan bahwa gula dari bit gula Roundup Ready identik dengan gula dari bit gula konvensional yang dikembangkan (non-Roundup Ready).

Minyak nabati

Sebagian besar minyak nabati yang digunakan di AS diproduksi dari kanola tanaman GM, jagung, kapas dan kedelai. Minyak nabati dijual langsung ke konsumen berupa minyak goreng, mentega, dan margarin  dan digunakan dalam makanan olahan. Ada sejumlah kecil protein atau DNA dari tanaman asli dalam minyak nabati. Minyak nabati terbuat dari trigliserida yang diekstrak dari tanaman atau biji dan kemudian disuling dan dapat diproses lebih lanjut melalui hidrogenasi untuk mengubah minyak cair menjadi padatan. Proses pemurnian menghilangkan semua, atau hampir semua bahan non-trigliserida. Trigliserida rantai menengah (MCT) menawarkan alternatif untuk lemak dan minyak konvensional. Panjang asam lemak mempengaruhi penyerapan lemaknya selama proses pencernaan. Asam lemak di posisi tengah pada molekul gliserol tampaknya lebih mudah diserap dan lebih memengaruhi metabolisme daripada asam lemak pada posisi akhir. Tidak seperti lemak biasa, MCT dimetabolisme seperti karbohidrat. Mereka memiliki stabilitas oksidatif yang luar biasa, dan mencegah makanan cepat menjadi tengik.

Pakan ternak

Ternak dan unggas dibesarkan dengan pakan ternak, yang sebagian besar terdiri dari sisa-sisa dari pengolahan tanaman, termasuk tanaman GM. Misalnya, sekitar 43% dari biji kanola adalah minyak. Yang tersisa setelah ekstraksi minyak adalah makanan yang menjadi bahan pakan ternak dan mengandung protein kanola. Demikian juga, sebagian besar tanaman kedelai ditanam untuk minyak dan makanan. Kedelai protein tinggi dipanggang dan dihilangkan lemaknya menjadi pakan ternak dan makanan anjing. 98% dari tanaman kedelai AS digunakan untuk pakan ternak. Pada tahun 2011, 49% dari panen jagung AS digunakan untuk pakan ternak (termasuk persentase limbah dari biji-bijian penyuling). "Meskipun ada metode yang menjadi semakin sensitif, tes saat ini belum dapat menentukan perbedaan pada daging, susu, atau telur hewan berdasarkan jenis pakan yang diberikan. Tidak mungkin untuk mengetahui apakah seekor hewan diberi makan kedelai transgenik hanya dengan melihat daging, susu, atau produk telur yang dihasilkan. Satu-satunya cara untuk memverifikasi keberadaan transgenik dalam pakan ternak adalah dengan menganalisis asal pakan itu sendiri."
Sebuah tinjauan literatur tahun 2012 atas studi-studi yang mengevaluasi efek pakan RG terhadap kesehatan hewan tidak menemukan bukti bahwa hewan-hewan terkena dampak negatif, walaupun kadang-kadang terdapat sedikit perbedaan biologis. Studi-studi yang termasuk dalam tinjauan berkisar antara 90 hari hingga dua tahun, dengan beberapa studi yang lebih lama mempertimbangkan efek reproduksi dan antargenerasi.
Enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme yang dimodifikasi secara genetik juga diintegrasikan ke dalam pakan ternak untuk meningkatkan ketersediaan nutrisi dan pencernaan secara keseluruhan. Enzim ini juga dapat memberikan manfaat bagi mikrobioma usus hewan, serta faktor antinutrisi hidrolisis yang ada dalam pakan.

Protein

Rennet adalah campuran enzim yang digunakan untuk mengentalkan susu menjadi keju. Awalnya rennet hanya tersedia dari perut keempat anak sapi, sehingga langka dan mahal, atau tersedia dari sumber mikroba yang sering menghasilkan rasa yang tidak mengenakkan. Rekayasa genetika memungkinkan untuk mengekstraksi gen penghasil rennet dari perut hewan dan memasukkannya ke dalam bakteri, jamur atau ragi untuk membuatnya memproduksi Kimosin, enzim utama pengentalan ini. Mikroorganisme hasil modifikasi dibunuh setelah fermentasi. Kimosin diisolasi dari kaldu fermentasi, sehingga Kimosin Terproduksi-Fermentasi (FPC) yang digunakan oleh produsen keju memiliki urutan asam amino yang identik dengan rennet sapi. Mayoritas kimosin yang digunakan akan dipertahankan dalam whey. Sejumlah sisa kimosin akan tetap ada dalam keju.
FPC adalah enzim buatan pertama yang disetujui oleh Food and Drug Administration AS. Produk FPC telah ada di pasaran sejak tahun 1990 dan hingga tahun 2015 belum dapat dilampaui enzim lainnya di pasar komersial. Pada tahun 1999, sekitar 60% keju keras AS dibuat dengan FPC. Pangsa pasar globalnya mendekati 80%. Pada 2008, sekitar 80% hingga 90% keju yang dibuat secara komersial di AS dan Inggris dibuat menggunakan FPC.

Salmon

Salmon transgenik, yang menunggu persetujuan peraturan sejak tahun 1997, telah disetujui untuk konsumsi manusia oleh FDA Amerika pada bulan November 2015, untuk dibesarkan di tempat penetasan berbasis darat tertentu di Kanada dan Panama.

Kesehatan dan keamanan

Terdapat konsensus ilmiah bahwa makanan yang tersedia saat ini yang berasal dari tanaman transgenik tidak memiliki risiko lebih besar bagi kesehatan manusia daripada makanan konvensional, tetapi setiap makanan RG perlu diuji berdasarkan kasus per kasus sebelum diperkenalkan. Meskipun demikian, masyarakat mungkin akan ragu dengan keamanan makanan RG. Status hukum dan peraturan makanan RG bervariasi di setiap negara, dengan beberapa negara melarang atau membatasinya, dan yang lain mengizinkannya dengan tingkat regulasi yang sangat berbeda.
Penentang mengklaim bahwa risiko kesehatan jangka panjang belum dinilai secara memadai dan mengusulkan berbagai kombinasi pengujian tambahan, pelabelan  atau penghapusan dari pasar. Kelompok advokasi Jaringan Ilmuwan Eropa untuk Tanggung Jawab Sosial dan Lingkungan (ENSSER), membantah klaim bahwa "sains" mendukung keamanan makanan RG saat ini, mengusulkan bahwa setiap makanan RG harus dinilai berdasarkan kasus per kasus.

Pengujian

Status hukum dan peraturan makanan RG bervariasi di setiap negara, dengan beberapa negara melarang atau membatasi mereka, dan yang lain mengizinkannya dengan tingkat regulasi yang sangat berbeda. Negara-negara seperti Amerika Serikat, Kanada, Lebanon, dan Mesir menggunakan kesetaraan substansial untuk menentukan apakah pengujian lebih lanjut diperlukan, sementara banyak negara seperti Uni Eropa, Brasil, dan Cina hanya mengizinkan penanaman GMO berdasarkan kasus per kasus. Di AS, FDA menetapkan bahwa GMO adalah " Umumnya Diakui sebagai Aman " (GRAS) dan karenanya tidak memerlukan pengujian tambahan jika produk GMO secara substansial setara dengan produk yang tidak dimodifikasi. Jika ditemukan zat baru, pengujian lebih lanjut mungkin diperlukan untuk memenuhi kekhawatiran tentang potensi toksisitas, alergenisitas, kemungkinan transfer gen ke manusia atau penyimpangan genetik ke organisme lain.

Peraturan

Peraturan pemerintah tentang pengembangan dan pelepasan GMO sangat bervariasi antar negara. Perbedaan yang ditandai memisahkan regulasi GMO di AS dan regulasi GMO di Uni Eropa. Regulasi juga bervariasi tergantung pada penggunaan produk yang dimaksud. Misalnya, tanaman yang tidak dimaksudkan untuk penggunaan makanan umumnya tidak ditinjau oleh otoritas yang bertanggung jawab atas keamanan makanan.

Amerika Serikat

Di AS, tiga organisasi pemerintah mengatur GMO. FDA memeriksa komposisi kimia organisme untuk alergen potensial. Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) mengawasi pengujian lapangan dan memantau distribusi benih RG. Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) bertanggung jawab untuk memantau penggunaan pestisida, termasuk tanaman yang dimodifikasi untuk mengandung protein yang beracun bagi serangga. Seperti USDA, EPA juga mengawasi pengujian lapangan dan distribusi tanaman yang telah bersentuhan dengan pestisida untuk memastikan keamanan lingkungan. Pada 2015 pemerintahan Obama mengumumkan akan memperbarui cara pemerintah mengatur tanaman RG.
Pada tahun 1992 FDA menerbitkan "Pernyataan Kebijakan: Makanan yang berasal dari Varietas Tumbuhan Baru". Pernyataan ini adalah klarifikasi interpretasi FDA tentang Makanan, Obat-obatan, dan Kosmetik Act sehubungan dengan makanan yang dihasilkan dari varietas tanaman baru yang dikembangkan menggunakan teknologi asam deoksiribonukleat (rDNA) rekombinan. FDA mendorong pengembang untuk berkonsultasi dengan FDA mengenai makanan rekayasa hayati yang sedang dikembangkan. FDA mengatakan para pengembang secara rutin melakukan konsultasi. Pada tahun 1996 FDA memperbarui prosedur konsultasi.
Penarikan jagung StarLink terjadi pada musim gugur tahun 2000, ketika lebih dari 300 produk makanan ditemukan mengandung jagung yang dimodifikasi secara genetik yang belum disetujui untuk dikonsumsi manusia. Itu adalah peringatan pertama kalinya akan pangan rekayasa genetik.

Pelabelan

Hingga 2015, 64 negara mewajibkan pelabelan produk PRG di pasar.
Di Uni Eropa semua makanan (termasuk makanan olahan) atau pakan yang mengandung PRG lebih dari 0,9% harus diberi label.

Deteksi

Pengujian pada GMO dalam makanan dan pakan secara rutin dilakukan dengan menggunakan teknik molekular seperti PCR dan bioinformatika.
Dalam makalah Januari 2010, ekstraksi dan deteksi DNA di sepanjang rantai industri pemrosesan minyak kedelai lengkap dijelaskan untuk memantau keberadaan kedelai Roundup Ready (RR): "Amplifikasi gen lektin kedelai oleh titik akhir reaksi rantai polimerase (PCR) berhasil dicapai dalam semua langkah proses ekstraksi dan pemurnian, hingga minyak kedelai yang disuling sepenuhnya. Amplifikasi kedelai RR oleh tes PCR menggunakan primer kejadian-khusus juga dicapai untuk semua langkah ekstraksi dan pemurnian, kecuali untuk langkah menengah penyulingan (netralisasi, pencucian dan pemutihan) mungkin karena ketidakstabilan sampel. Uji PCR real-time menggunakan probe spesifik mengkonfirmasi semua hasil dan membuktikan bahwa adalah mungkin untuk mendeteksi dan mengukur organisme yang dimodifikasi secara genetik dalam minyak kedelai yang disuling sepenuhnya. pengetahuan, ini belum pernah dilaporkan sebelumnya dan merupakan pencapaian penting mengenai keterlacakan organisme yang dimodifikasi secara genetik dalam minyak olahan."
Menurut Thomas Redick, deteksi dan pencegahan penyerbukan silang dimungkinkan melalui saran yang ditawarkan oleh Badan Layanan Pertanian (FSA) dan Layanan Konservasi Sumber Daya Alam (NRCS). Saran termasuk mendidik petani tentang pentingnya koeksistensi tanaman, menyediakan alat dan insentif bagi petani untuk mempromosikan koeksistensi, melakukan penelitian untuk memahami dan memantau aliran gen, memberikan jaminan kualitas dan keragaman dalam tanaman, memberikan kompensasi atas kerugian ekonomi aktual bagi petani.

Kontroversi

Kontroversi pangan rekayasa genetika terdiri atas serangkaian perselisihan tentang penggunaan makanan yang dibuat dari tanaman yang dimodifikasi secara genetik. Sengketa melibatkan konsumen, petani, perusahaan bioteknologi, regulator pemerintah, organisasi non-pemerintah, aktivis lingkungan dan politik dan ilmuwan. Ketidaksepakatan utama termasuk apakah makanan transgenik dapat dikonsumsi dengan aman, merusak lingkungan dan/atau diuji dan diatur secara memadai. Objektivitas penelitian dan publikasi ilmiah telah ditantang. Sengketa yang terkait dengan pertanian meliputi penggunaan dan dampak pestisida, produksi dan penggunaan benih, efek samping pada tanaman/pertanian non-transgenik, dan potensi kontrol pasokan makanan GM oleh perusahaan benih.