Определение генетически МО- дифицированных источников (ГМИ) в продуктах питания и пищевом сырье

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМА НОМЕРА

В современных аналитических приборах используется весь спектр инноваций, которые характерны сегодня для высокотехнологичного производства. Для контроля качества и безопасности пищевых продуктов непременным условием становится получение достоверных результатов, для чего требуется аналитическая аппаратура соответствующего уровня. При этом следует отметить, что сейчас, с одной стороны, постоянно расширяется ассортимент выпускаемых продуктов питания, с другой - часто достаточно традиционная пищевая продукция видоизменяет свой состав, например, за счет обогащения ее полезными микроэлементами или про- и пребиотическими веществами. Если к тому же учесть, что такие соединения могут вноситься в рецептуру того или иного продукта в малых количествах, то возникает потребность в совершенствовании имеющейся аналитической аппаратуры либо создании новых измерительных приборов. Основной тенденцией последних лет является разработка и выпуск компактных и экспрессных анализаторов, которые можно установить в производственной лаборатории и/или непосредственно на технологической линии.

Такие приборы, как правило, отличаются простотой обслуживания, снабжены «вшитым» программным обеспечением и имеют дружественный интерфейс для персонального компьютера.

Определение генетически модифицированных источников

в продуктах питания и пищевом сырье

Л.А. Сердобинский

ООО «Компания «Биоком»

Современная пищевая промышленность при получении продукции все более активно использует достижения биотехнологии и генной инженерии. Так, в связи с интенсивным развитием генетической инженерии растений на мировом рынке сельскохозяйственной продукции появилось большое количество организмов с генетически модифицированным (ГМ) геномом, которые стали известны как ГМО или ГМИ. Данные организмы непосредственно либо в переработанном виде все больше используются и, можно сказать, становятся популярными при производстве мясных, молочных продуктов, кондитерских изделий, соков, соусов, полуфабрикатов. При этом нужно отметить, что наблюдается и интенсивный рост производства самих ГМИ. Крупномасштабное промышленное производство ГМ-растений началось в 1996 г., когда во всем мире трансгенными культурами было засеяно 1,7 млн га. За период с 1996 по 2005 г. площади под трансгенные растения увеличи-

лись примерно в 53 раза, достигнув 90 млн га. Основные ГМ-культуры: соя (60 % от всей площади возделывания), кукуруза (23 %), хлопчатник (11 %), рапс (6 %). Среди стран-лидеров по производству ГМО восемь государств: США, Аргентина, Бразилия, Канада, Китай, Парагвай, Индия и ЮАР. Наибольшее разнообразие ГМ-культур характерно для США, где вопросами генной инженерии растений занимаются не только научно-исследовательские лаборатории, но и крупные промышленные корпорации (например, компания «Монсанто»). По данным FDA, в данной стране насчитывается около 113 видов промышлен-но выращиваемых ГМО. В этот список входят соя, кукуруза, рапс, картофель, кабачковые, папайя, томаты, рис, сахарная свекла, дыня, хлопок, пшеница. Если говорить о тенденциях при выращивании (но не при получении!) трансгенных растений в Европе, то количество и список ГМ-культур говорят сами за себя: выращивают 21 вид и

всего четыре культуры - сою, кукурузу, рапс и хлопчатник.

Создание ГМ-растений способствует значительному ускорению селекционного процесса, при этом процесс становится более целенаправленным. Генетическая модификация сельскохозяйственных культур направлена на получение растений, устойчивых к пестицидам, вредителям, болезнетворным микроорганизмам, обеспечивая снижение потерь при выращивании и хранении продукции. Такие растения относятся к трансгенным организмам первого поколения, и в настоящее время их выращивают уже в промышленных масштабах. Второе поколение ГМ-растений, можно сказать, на подходе, и они характеризуются улучшенной пищевой ценностью, улучшенным вкусом, длительным сроком хранения, устойчивостью к климатическим факторам (например, морозостойкие растения), засолению почв и др. Модифицированные растения третьего поколения предназначены служить биофаб-

MEANS AND METHODS OF MEASUREMENTS

риками для получения вакцин и биополимеров. Для культур четвертого поколения будут характерны изменение архитектуры растений (например, получение низкорослых форм), изменение размера, формы и количества плодов, повышение эффективности процесса фотосинтеза. Деятельность генной инженерии растений направлена на благо человеческого сообщества, а именно, на обеспечение полноценного питания и укрепление здоровья.

Риск употребления в пищу продуктов переработки ГМИ человеком не имеет пока реальных обоснований, однако доказательств абсолютной безопасности трансгенных растений для здоровья человека и его потомства тоже не достаточно. В связи с этим на территории Российской Федерации ГМ-растения в промышленных масштабах не выращивают, а к использованию в пищевой промышленности имеют допуск 15 сортов и линий ГМИ растительного происхождения: 3 линии ГМ-сои, 6 линий ГМ-кукурузы, 4 сорта ГМ-картофеля (причем 2 из них - отечественного происхождения), 1 линия ГМ-риса и 1 линия ГМ сахарной свеклы.

Такой результат - следствие действующей в России Системы оценки безопасности ГМО растительного происхождения, в которой лидирующую роль выполняет Минздрав РФ. Каждая новая линия ГМ-растений, предлагаемая на рынок, проходит процедуру оценки по ряду параметров (композиционная эквивалентность, токсичность, аллергенность, мутагенность и т.д.) и последующей регистрации, в результате которой включается или не включается в число разрешенных, причем одна и та же линия может быть разрешена для использования в одном государстве и запрещена в другом.

На основе действующих Федеральных законов (от 07.02.1992 № 2300-1; от 30.03.1999 № 52-ФЗ; от 01.01.2000 № 29 ФЗ) введена обязательная маркировка продуктов питания, содержащих генетически модифицированную ДНК (ГМ ДНК). При этом согласно постановлению № 8 Главного государственного санитарного врача Г.Г. Они-щенко (№ 13 от 8.11.2000 от 31.12.2004) для проведения маркировки продуктов питания установлен пороговый уровень 0,9 % компонентов ГМИ, что послужило шагом в сторону гармонизации проведения исследований ГМИ в ЕС и России. Однако вышеназванная цифра носит только рекомендательный характер, уступая место обязательной пороговой величине в 5 %, которая отражена в действующем СанПиН 2.3.2.1078-01. Таким образом, в России имеется необходимая нормативная

база по вопросам регулирования работы с ГМИ растительного происхождения. При этом разработаны и методические документы (методические указания, методические рекомендации, два ГОСТа), определяющие порядок проведения исследования по специфической идентификации и количественному содержанию ГМИ в продуктах питания и пищевом сырье. Основным методом для проведения подобного рода исследований служит полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Практика определения генетически модифицированной ДНК в продуктах питания и пищевом сырье растительного происхождения основана на качественном и количественном анализе. Качественный анализ заключается в выявлении (амплификации) наиболее распространенных регуляторных элементов и целевых генов, например, 35Б-промотора ВМЦК, ЫОБ-терминато-ра, гена ср4 устойчивости к гербициду раундап, генов Сгу1а и СгуШа устойчивости к насекомым и др. В случае положительного результата качественного определения ГМ ДНК далее проводится количественный анализ. При проведении количественного определения ГМ ДНК в продуктах питания при помощи ПЦР анализируют соотношение ДНК генно-инженерной вставки к не-модифицированной ДНК данного растительного компонента.

Для решения задач определения ГМ-компонентов в странах ЕС разработана и на основе Директивы Европарламен-та № 1829/2003 от 22.09.03 успешно применяется схема многоступенчатого анализа, позволяющая выявить и количественно охарактеризовать ГМИ вне зависимости от сложности состава образца.

Такой ПЦР-анализ состоит из нескольких ступеней:

• определение растительной ДНК в образце;

• первичный скрининг с помощью универсальных маркеров, т. е. генно-инженерных элементов наиболее часто используемых при получении ГМ-рас-тений (например, 35Б-промотора и ЫОБ-терминатора);

• идентификация сорта или линии ГМ-культуры (для сопоставления со списком разрешенных ГМИ);

• определение количественного содержания идентифицированных ГМ-компонентов.

Однако в России такая схема в абсолютном большинстве случаев реализуется неполностью. Чаще всего анализ завершается на стадии первичного скрининга без идентификации выявленных ГМИ. Это связано прежде всего с необходимостью выявления в иссле-

дуемом материале каждой из 15 зарегистрированных линий, что достаточно трудоемко и на данный момент экономически невыгодно для работающих в данной области аккредитованных испытательных лабораторий. Однако многие коммерческие профильные организации разрабатывают более рациональные методические подходы, позволяющие проводить полноценный анализ продукции на ГМИ. Примером такого подхода могут служить утвержденные Федеральным центром Роспот-ребнадзора методические рекомендации ООО «Компания «Биоком» по проведению качественного и количественного анализа на ГМИ методом ПЦР в режиме реального времени. Данная методика уже используется и позволяет всего за 3-4 ч получить объективный результат исследования.

Очень важным моментом при проведении исследований ГМИ служит техническое оснащение профильных лабораторий. Хотелось бы отметить, что если вначале оборудование для ПЦР поставлялось в основном зарубежного производства, то на сегодняшний день отечественные компании-производители предлагают надежное и приемлемое по стоимости оборудование как для проведения ПЦР с детекцией методом электрофореза, так и амплифика-торы для ПЦР с детекцией в режиме реального времени. Целые приборные линии для проведения исследований на ГМИ проходят испытания в головных учреждениях Минздрава, а затем находят свое применение в аккредитованных испытательных центрах и лабораториях. К последним можно отнести лабораторную сеть Роспотребнадзора, лаборатории ЦСМ, часть лабораторий Россельхознадзора, а также независимые коммерческие лаборатории (например, «Биотест», «Биоком» и др.), которые обладают современным приборным оснащением и обученными квалифицированными кадрами. В последнее время наметилась тенденция организации ПЦР-лабораторий непосредственно при производстве продуктов питания, что говорит об ответственном отношении производителей к проблеме использования ГМИ.

Проведение исследований ГМИ растительного происхождения в продуктах питания и пищевом сырье - комплексная проблема, и требует соответствующего комплексного подхода в области методологии, нормативного и приборного обеспечения. Но особенно важно, чтобы к подобного рода исследованиям специалисты и производители подходили с точки зрения объективной оценки и донесения полученной информации до рядового потребителя.