Элективный курс по теме:
"Генетически модифицированные продукты."
Новая пища. В настоящее время совершенствование методов химической технологии дало возможность получать новую пищу путем прямой переработки белка и других пищевых веществ природного происхождения. Примером тому является широкое использование сои в производстве новых видов пищи. Из сои делают муку, крупу, макароны, печенье, молоко, сыр. В Японии готовят соевый творог и масло. В США разработана технология производства соевого концентрата для изготовления напитков. Из сои получают особые белковые волокна, которые затем перерабатывают в «куриное мясо», «индюшиное мясо», «мясо крабов», «колбасу». Новые продукты получают не только из сои. В США налажено производство белка, масла и сахара из кукурузы. В Японии из дешевой морской рыбы изготавливают искусственную говядину.
Технологии создания новых продуктов питания. У нас в стране получают белковые концентраты из семечек винограда и помидоров, из льняного шрота, пшеничных отрубей, подсолнечника, хлопковых семян. Кроме химической технологии развиваются методы биотехнологии, основанные на использовании микроорганизмов для образования белков, витаминов, углеводов и других веществ. В качестве эффективных создателей белка используют целлюлозоразрушающие микроорганизмы, дрожжи и др. Одним из новых нетрадиционных способов получения продуктов питания является и технология создания генетически модифицированных организмов. Такие организмы (особенно вирусы, бактерии) и продукты из них должны проходить контроль на безопасность для здоровья человека.
При оценке безопасности пищевых продуктов, полученных в результате использования генетически модифицированных микроорганизмов, необходимо учитывать следующее:
- патогенность для человека или способность синтезировать токсические вещества;
- вероятность того, что встроенный генетический материал может передавать другим микроорганизмам опасные признаки и кодировать их;
- потенциально вредные последствия попадания модифицированных микроорганизмов в желудочно-кишечный тракт человека;
- возможные побочные эффекты (например, аллергенность) новых белков;
- возможные неблагоприятные последствия изменения структуры встроенных генов.
Трансгенные методы. Широкое распространение получили методы переноса чужеродных генов в растительные клетки. После того как участок чужеродной ДНК встраивается в геном растения-реципиента, проводят анализ ДНК трансгенных растений. Затем оценивают их урожайность, лежкость, устойчивость к заболеваниям и другие свойства. Биотехнология используется и при получении пищевых продуктов из животных. Основной целью введения в практику животноводства трансгенных животных является выведение более продуктивных пород.
Проблемы применения генетически модифицированных продуктов. На сегодняшний день нет уверенности в том, что находящаяся и продуктах измененная ДНК не способна войти в состав генома кишечном микрофлоры. В этом случае могут появиться новые формы бактерий, например устойчивые к антибиотикам. Встроенные чужеродные гены могут кодировать синтез ферментов, включаясь в обмен веществ на одном из его этапов. При этом могут накапливаться промежуточные продукты распада, не характерные для данного организма. Кроме того, при переносе в растительные культуры чужеродных генов могут активизироваться «молчащие» гены, в том числе те, которые кодируют синтез токсичных веществ.
Оценка новых продуктов питания. Применение новых технологий может привести к появлению продуктов, отличающихся от традиционных содержанием веществ. Поэтому продукты, полученные из генетически модифицированных растений, требуют проверки на содержание токсических веществ, основных и измененных питательных веществ, их биодоступности, аллергенные свойства.
Новые гены стимулируют образование специфических белков – факторов роста, которые, с одной стороны, могут воздействовать на рецепторы и ткани, а с другой – приводить к нарушению функций желёз внутренней секреции. В пищевых продуктах, полученных из трансгенных животных, может содержаться новый трансгенный материал. Сама по себе любая молекула ДНК не является опасной, так как в пищеварительном тракте человека она расщепляется ферментами нуклеазами, но некоторые генетические конструкции могут приобретать характер инфекционных, то есть способность размножаться в окружающей среде или передаваться через пищу в восприимчивые клетки желудочно-кишечного тракта. Новые гены могут приводить к появлению различных форм пищевой непереносимости.
Любой новый продукт, полученный с помощью биотехнологий, должен иметь полную химическую и биологическую характеристику и оценку на патогенный, токсигенный и инфекционный потенциал.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Что такое генетически модифицированные продукты питания?
Назовите технологии, позволяющие получать такие продукты.
Почему новые продукты питания нужно тщательно исследовать?
Практическая работа
Тема: «О чем рассказала упаковка».
Цель: научиться анализировать информацию на упаковке продуктов питания.
Оборудование: упаковки от молочных продуктов, этикетки крупяных и кондитерских изделий, консервов.
Ход работы
Определить срок изготовления и срок годности продуктов.
Определить их состав.
Выяснить энергетическую ценность пищевого продукта (ккал на 100 г).
Перечислить основные питательные вещества, входящие в состав продукта питания.
Входят ли в состав данных продуктов вещества, полученные из генетически модифицированных организмов?
Объяснить, каким образом необходимо включать рассматриваемые продукты в рацион питания?
Предложить свой вариант этикетки для домашнего варенья, соленых огурцов или других заготовок.
ЛЮБИМЫЕ НАПИТКИ.
Чай. Чай настолько прочно вошел в нашу жизнь, что мы не представляем, как без него можно обойтись. Более того, чай стал фактически национальным напитком на всей территории России. За рубежом даже существует выражение «чай по-русски», имеющее значение «чайный напиток с добавлением лимона».
В естественной среде чайный куст встречается в лесах Юго-Восточной Азии. Ученые-историки полагают, что напиток из чайного листа впервые научились готовить в Китае около пяти тысяч лет назад. Там, так же как в Японии, чай настолько высоко ценился, что сложилась церемония его употребления.
Дикорастущие чайные деревья до сих пор встречаются на острове Шри-Ланка, известном также как Цейлон. Из культурных сортов мировая слава принадлежит китайскому, индийскому и цейлонскому чаю.
Чай в России появился впервые в 1638 г. В России чайные кусты выращивают в Краснодарском крае. До включения чая в рацион питания его место занимали отвары и настои из листьев, цветов или плодом разных растений (мяты, шиповника, земляники, малины).
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Предложите свои рекомендации по включению чая в рацион питании людей, живущих в разных климатических условиях.
Какие способы приготовления напитка из чая вам известны?
Продукты, полученные из трансгенных организмов
Первое поколение трансгенных растений, от которых получают генетически модифицированные продукты, уже существуют. Как правило, это растения, устойчивые к вирусам, бактериям, действию некоторых химических веществ. Противники генетически модифицированных организмов обращают внимание на необходимость изучения их воздействия на организм человека и биосферу. Сторонники создания новых продуктов утверждают, что искусственно полученные культуры не только устойчивы к болезням, но и могут обладать заданными потребительскими свойствами. Сейчас ведутся работы по созданию ряда организмов: помидоров, стойких к гниению; кур, устойчивых к заболеванию сальмонеллезом; коров, дающих молоко с повышенным содержанием полезных веществ; пшеницы, устойчивой к гербицидам; сои с уменьшенным содержанием насыщенных жирных кислот.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
К каким способам борьбы с вредителями можно отнести создание генетически модифицированных организмов? Почему?
Определите свою позицию по отношению к созданию и использованию генетически модифицированных продуктов питания.
Примеси, загрязняющие пищу.
Из большой группы чужеродных непищевых компонентов, загрязняющих продукты питания, известны механизмы неблагоприятного влияния на организм лишь для некоторых веществ.
Нитраты. Азотные удобрения повышают урожай, увеличивают содержание в сельскохозяйственных культурах белка и витаминов. Однако избыточное применение азотных удобрений приводит к возрастанию уровня нитратов в почве и продовольственных культурах – овощах, фруктах, злаках. Особенно много нитратов может накапливаться в красной свекле, черной редьке, редисе, листьях щавеля, петрушки, ревеня, укропа, сельдерея. Нитраты не обладают выраженной токсической активностью, но угнетают ферментные системы, участвующие в тканевом дыхании.
Нитриты могут поступать в организм из окружающей среды и образовываться из нитратов под действием микрофлоры кишечника и тканевых ферментов. Нитраты и нитриты легко всасываются из желудочно-кишечного тракта в кровь. В крови нитриты взаимодействуют с гемоглобином, при этом развивается гипоксия (кислородная недостаточность). В тканях нитриты образуют сильно действующие канцерогены, вызывающие злокачественные опухоли.
Источники нитратов и нитритов. Основными источниками поступления нитратов и нитритов в организм являются продукты растениеводства и вода. Но в мясных продуктах нитратов и нитритов может быть значительно больше, чем в растениях, что связано с особенностями их приготовления (например, добавление нитрита натрия при консервировании или изготовлении колбасы, копчение дымом, содержащим оксиды азота, и др.).
Пестициды. В продукты питания могут попадать остаточные количества пестицидов (от лат. pestis – зараза, caedo – убиваю) например ДДТ, гексахлоран и др. Пестициды – большая группа химических веществ, применяемых для уничтожения вредителей сельского хозяйства. Они оказывают общее токсическое действие на организм, а также вызывают мутации.
Металлы в продуктах питания. Безопасность пищевых продуктом зависит и от содержания в них металлов. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения в продуктах питания необходимо контролировать содержание восьми металлов: ртути, кадмия, свинца, мышьяка, стронция, меди, цинка и железа. В Российской Федерации подлежат контролю еще шесть элементов: сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод. Особой токсичностью отличаются ртуть, кадмий, свинец и мышьяк.
Ртуть и ее соединения ядовиты. В Японии в 1956 г. было зарегистрировано массовое отравление людей рыбой, содержащей соединения ртути, выловленной в заливе Минамата. При этом отмечались головные боли, быстрая утомляемость, ослабление памяти, чувство беспокойства, снижение иммунитета, ухудшение аппетита, апатия.
Свинец – опасный токсикант глобального значения. В пахотном (слое почвы вблизи автомагистралей и некоторых предприятий уровень свинца значительно возрастает. Растения, выросшие на таких почвах, не рекомендуется использовать в пищу. В экономически развитых странах основным источником поступления свинца являются жестяные консервные банки (свинцовый припой в швах). Нередки отравления свинцом через продукты, хранившиеся в глазурованной посуде кустарного производства. За рубежом обнаруживаются значительные примеси свинца в красителях, применяемых для окраски бумажных и полиэтиленовых пакетов и оберток конфет. Поэтому конфеты и другие изделия должны быть изолированы от упаковок и оберток фольгой или бумажной подверткой.
Кадмий – тяжелый металл, значительно токсичнее свинца. Существует четкая зависимость между содержанием кадмия в почве и его концентрацией в растительных продуктах. При поступлении в организм кадмий накапливается преимущественно в почках и печени. Жители городов примерно 80% кадмия получают с пищей, а 20% – из загрязненной атмосферы и при курении. У курящих, по сравнению с некурящими, уровень кадмии в крови выше в 1,5 раза.
Упаковка и хранение продуктов питания. Чужеродные химические вещества могут мигрировать в продукты питания из посуды, тары, упаковочных материалов. Существует потенциальная опасность загрязнения пищи солями тяжелых металлов (медь, цинк, свинец), мигрирующими из кухонной посуды и инвентаря, сделанных без соблюдения гигиенических требований. Медная кухонная посуда должна подвергаться лужению оловом. Оцинкованная посуда может применяться только для кратковременного хранения воды и в качестве инвентаря для уборки квартиры.
Естественный радиоактивный фон. В качестве чужеродных веществ в продуктах питания могут содержаться радиоактивные изотопы. Естественные радионуклиды, находящиеся в земной коре, космосе, поступают в организм человека в очень небольших количествах. Значительно более существенными являются загрязнения окружающей среды в результате деятельности человека.
Радиоактивное загрязнение. В последние десятилетия резко возросло радиоактивное загрязнение поверхности земного шара. Огромное количество радионуклидов поступает в атмосферу и Мировой океан. Из окружающей среды радиоактивные вещества попадают в растения, организмы животных, а следовательно, в продукты питания человека. Высокий уровень радиоактивного загрязнения регистрируется у рыбы и других обитателей моря, особенно у имеющих панцирь: омаров, крабов, креветок.
Многократное поступление радиоактивных веществ в организм человека с пищей является одним из основных источников облучения.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Охарактеризуйте негативное воздействие на организм человека примесей, содержащихся в продуктах питания.
Опираясь на материал параграфа, заполните таблицу «Примеси, загрязняющие пищу».
Лабораторная работа
Тема: «Действие солей тяжелых металлов на белки».
Цель: изучить свойство белков связывать тяжелые металлы.
Оборудование: штатив с пробирками, белок сырого куриного яйца, ацетат свинца, сульфат меди, нитрат серебра.
Ход работы
В пробирку № 1 поместить яичный белок и добавить сульфат меди.
В пробирку № 2 поместить яичный белок и добавить ацетат свинца.
В пробирку № 3 поместить яичный белок и добавить нитрат серебра.
Результаты работы оформить в виде таблицы
Что делали Что наблюдали
Объяснение
СЛАДКОЕЖКА.
Шоколад. Слово «шоколад» встречается в языках почти всех народов мира. А произошло оно от индейского «чоколатль». Именно так ацтеки называли напиток из плодов чудесного дерева «какаулатль». Какао, или шоколадное дерево, ботаники относят к роду растений теоброма, что в переводе с латыни означает «пища богов». И действительно, в преданиях древних племен рассказывается, что напиток из плодов какао ценился так высоко, что пили его только правители страны из золотых чаш. Но в отличие от современного шоколада вместо сахара в него добавляли перец и ваниль.
Родиной шоколадных деревьев считают леса Центральной и Южной Америки. В настоящее время растения какао культивируются но многих странах с тропическим климатом.
Наибольшую ценность для человека представляют семена растения, из которых и получают какао-порошок. Сначала европейцы научились варить горячий шоколад; конфеты и твердые плитки, более привычные для нас, появились гораздо позже. Продукты, содержащий какао, обладают тонизирующим действием, то есть повышают жизненный силы организма. Известно, что со времен Второй мировой войны летчикам для быстрого восстановления сил в полете давали плитки шоколада.
К другим тонизирующим напиткам относят кофе, который оказывает более сильное воздействие на организм человека. Кофейное дерево — это вечнозеленый кустарник. До сих пор в Африке встречаются его дикорастущие виды. Сейчас ради семян, из которых готовят известный всему миру напиток, кофейные деревья возделывают на разных континентах.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Существуют ли ограничения по употреблению шоколада? Почему?
Предложите свои рекомендации по включению в рацион питания детей и подростков кондитерских изделий из шоколада.
3. Внимательно изучите информацию на упаковке от каких-либо шоколадных конфет. Проанализируйте состав пищевых веществ и калорийность продукта.
Химический анализ кофейных зерен
В зернах кофе содержатся вода, жиры, белки, масла, минеральные соли. При обжаривании происходят сложные химические превращения: часть соединений распадается, образуя новые химические вещества. Одно из таких веществ – кафеоль, придающий напитку душистый запах. Кафеоль летуч и быстро окисляется атмосферным кислородом, поэтому обжаренный кофе не стоит долго хранить. Темный цвет зернам придают пигменты, образующиеся из аминокислот. Несмотря на наличие белков в зернах кофе, энергетическая ценность напитка без добавления сахар чрезвычайно мала и составляет всего 9 калорий на 100 г. Особые стимулирующие свойства кофе обусловлены содержанием кофеина и танина.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
Почему подросткам и детям не рекомендуется пить крепкий кофе?
Объясните, зачем в кофейный напиток для детей добавляют сахар и молоко?
Сформулируйте правила хранения зерен кофе.
