Биофортификация - Biofortification

Дальняя чаша справа содержит Золотой рис, пример биофортификации с помощью генной инженерии. Золотистый цвет зерен обусловлен повышенным содержанием бета-каротин.

Биофортификация это идея разведение сельскохозяйственных культур, чтобы увеличить их Пищевая ценность. Это можно сделать либо через традиционное селекционное разведение, или через генная инженерия. Биофортификация отличается от обычное укрепление потому что он направлен на то, чтобы сделать растительную пищу более питательной по мере роста растений, а не на добавление питательных веществ в пищу во время ее обработки.[1] Это важное улучшение по сравнению с обычными обогащенными продуктами, когда дело доходит до обеспечения питательными веществами сельской бедноты, которая редко имеет доступ к коммерчески обогащенным продуктам.[2] Таким образом, биофортификация рассматривается как новая стратегия борьбы с дефицит микроэлементов в странах с низким и средним уровнем дохода. В случае железа, по оценкам ВОЗ, биофортификация может помочь вылечить 2 миллиарда человек, страдающих от анемии, вызванной дефицитом железа.[3]

Методология

Растения разводят одним из двух основных способов:

Селекция

С помощью этого метода селекционеры проводят поиск банки семян или зародышевой плазмы для существующих сортов сельскохозяйственных культур с высоким содержанием питательных веществ. Затем они скрестили эти богатые питательными веществами сорта с высокоурожайными сортами сельскохозяйственных культур, чтобы получить семена с высокими урожаями и повышенной питательной ценностью.[4] Культуры должны быть выращены с достаточным количеством питательных веществ, чтобы оказывать ощутимое положительное влияние на здоровье человека. Таким образом, они должны разрабатываться с привлечением диетологов, которые изучают, могут ли потребители улучшенного урожая усваивать дополнительные питательные вещества, и в какой степени хранение, обработка и приготовление урожая влияют на их доступные уровни питательных веществ.[5] Хлебная пшеница с высоким содержанием железа и цинка была получена путем радиационной селекции.[6]

Этот метод широко распространен в настоящее время, поскольку он менее спорен, чем генно-инженерные культуры. HarvestPlus, крупный НПО при разработке биообогащенных культур, в первую очередь, используют традиционные методы селекции и еще не потратили более 15% своего бюджета на исследования генетически модифицированные культуры когда обычные методы не удовлетворяют потребности в питании.[7][8]

Генетическая модификация

Золотой рис является примером ГМ-культуры, разработанной из-за ее питательной ценности. Последняя версия золотого риса содержит гены распространенной почвенной бактерии. Эрвиния и кукурузы, и содержит повышенный уровень бета-каротин который может быть преобразован организмом в витамин А.[9] Золотой рис разрабатывается как новый потенциальный способ решения дефицит витамина А.[10]

Заправка семян

Согласно одному отчету, можно «заправить» семена перед посевом, бомбардировав их оксид железа наночастица. Этот метод приведет к увеличению потребления железа растениями пшеницы и, таким образом, увеличит питательную ценность зерна.[11]

Использует

Страны с низким и средним уровнем дохода

Дефицит различных микроэлементов, в том числе витамин А, цинк, и утюг распространены в странах с низким и средним уровнем доходов и затрагивают миллиарды людей. Это может привести, помимо других симптомов, к более высокой частоте случаев слепоты, ослаблению иммунной системы, задержке роста и нарушению когнитивного развития.[2] Бедные, особенно сельские бедняки, как правило, питаются такими основными культурами, как рис, пшеница и кукуруза с низким содержанием этих микроэлементов, и большинство из них не может позволить себе или эффективно выращивать достаточное количество фруктов, овощей или мясных продуктов, необходимых для получения здоровых уровней этих питательных веществ.[12][13] Таким образом, повышение уровня питательных микроэлементов в основных культурах может помочь предотвратить и уменьшить дефицит питательных микроэлементов - в одном испытании в Мозамбике употребление пищи сладкий картофель биообогащенный бета-каротином снижал частоту дефицита витамина А у детей на 24%.[14]

Этот подход может иметь преимущества перед другими медицинскими вмешательствами, такими как обеспечение продуктами питания. укрепленный после обработки, или предоставляя добавки. Хотя эти подходы оказались успешными при работе с городской беднотой, они, как правило, требуют доступа к эффективным рынкам и системам здравоохранения, которых часто просто нет в сельской местности.[12] Биофортификация также является довольно рентабельной после начальных крупных инвестиций в исследования - там, где семена могут быть распределены, «затраты на внедрение [выращивания биообогащенных пищевых продуктов] равны нулю или незначительны»,[15] в отличие от добавок, которые сравнительно дороги и требуют постоянного финансирования с течением времени, что может быть поставлено под угрозу из-за колебания политических интересов.

Исследования этого подхода проводятся на международном уровне, при этом основные усилия продолжаются в Бразилии, Китае.[16] и Индия.[17]

Страны с высоким уровнем дохода

Исследователи из Уорикский университет искали способы повысить низкий уровень селена в британских зерновых и работали над тем, чтобы помочь разработать зерно, которое будет использоваться при изготовлении биообогащенного селеном хлеба.[18]

Проблемы

Некоторые люди, хотя и не против самого биофортификации, критикует генетически модифицированные продукты, в том числе биообогащенные, такие как золотой рис.

Иногда могут возникнуть трудности с принятием биообогащенных пищевых продуктов, если они имеют характеристики, отличные от их не обогащенных аналогов. Например, продукты, обогащенные витамином А, часто имеют темно-желтый или оранжевый цвет - например, это проблематично для многих в Африке, где белую кукурузу едят люди, а желтая кукуруза отрицательно ассоциируется с кормом для животных или продовольственной помощью,[15][19] или где сладкий картофель с белой мякотью предпочтительнее его более влажного аналога с апельсиновой мякотью.[7] Некоторые качества могут быть относительно простыми для смягчения или разведения биообогащенных культур в соответствии с потребительским спросом, например, влажностью сладкого картофеля, в то время как другие - нет.

В этом случае необходимо позаботиться о том, чтобы убедить местных фермеров и потребителей в том, что данная культура стоит выращивания и потребления. Это может быть достигнуто за счет улучшения качества выращивания растения, например, за счет того, что апельсиновый сладкий картофель созреет раньше, чем его родственник с белой мякотью, чтобы его можно было раньше вывести на рынок. Этого также можно добиться с помощью просвещения в области общественного здравоохранения, сделав очевидной пользу употребления биообогащенных продуктов для потребителей. Испытания показывают, что сельская беднота «будет потреблять биообогащенные варианты основных продуктов питания, даже если цвет пищи был изменен… если они будут осведомлены о пользе».[20] В то время как другие микроэлементы, такие как цинк или железо, можно добавлять в сельскохозяйственные культуры без заметного изменения их вкуса или внешнего вида,[7] некоторые исследователи подчеркивают важность обеспечения того, чтобы потребители не думали, что их еда была изменена без их разрешения или ведома.[15]

Некоторые критиковали программы биофортификации за то, что они могут способствовать «дальнейшему упрощению рациона человека и пищевых систем»,[21] потому что «[биообогащение - это] стратегия, направленная на концентрацию большего количества питательных веществ в небольшом количестве основных продуктов питания, [что] может способствовать дальнейшему упрощению диет, уже чрезмерно зависящих от нескольких основных продуктов питания».[22] Это может показаться безответственным, поскольку отсутствие доступа к разнообразному и сбалансированному питанию является основной причиной недоедания. В результате эти критики призывают к осторожности и к использованию биофортификации как части более широкой стратегии, включающей диверсификацию продуктов питания в странах с низким и средним уровнем доходов.[23] Сторонники биофортификации принимают это как долгосрочную стратегию, но предупреждают, что для существенного увеличения разнообразия рациона потребуются «многие десятилетия и неисчислимые миллиарды долларов»,[24] и что биофортификация могла бы стать эффективной стратегией, помогающей уменьшить недостаточность питательных микроэлементов.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Ребекка Бейли, «Биообогащение» одного из основных пищевых продуктов в мире В архиве 2008-07-25 на Wayback Machine, Проверено 22 июля, 2008 г.
  2. ^ а б Ясир Ислам, «Растущее добро» В архиве 28 августа 2008 г. Wayback Machine в События, выпуск 38, (2007), стр.36-37.
  3. ^ Де Бенуа, Маклин; Эгли, Когсуэлл (2008). Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг. (PDF). Данные каталога публикаций библиотеки ВОЗ. ISBN  978-92-4-159665-7.
  4. ^ HarvestPlus: часто задаваемые вопросы В архиве 5 июля 2008 г. Wayback Machine, Раздел 5, проверено 22 июля 2008 г.
  5. ^ Вольфганг Х. Пфайфер и Бонни МакКлафферти, «Биофортификация: селекция культур, богатых микроэлементами», в Manjit S. Kang & P.M. Приядаршан (ред.), Разведение основных продуктов питания, Blackwell Publishing, (2007), стр. 63-64.
  6. ^ Верма, Шайлендер Кумар; Кумар, Сатиш; Шейх, Имран; Малик, Сачин; Матпал, Приянка; Чу, Вишал; Кумар, Сандип; Прасад, Рамасаре; Даливал, Харчаран Сингх (3 марта 2016 г.). «Перенос полезной изменчивости высокозернового железа и цинка из Aegilops kotschyi в пшеницу посредством облучения семян». Международный журнал радиационной биологии. 92 (3): 132–139. Дои:10.3109/09553002.2016.1135263. ISSN  0955-3002. PMID  26883304.
  7. ^ а б c Бонни МакКлафферти и Яссир Ислам, «Борьба со скрытым голодом», в ТВК, (Февраль 2008 г.), стр. 27.
  8. ^ Джоселин С. Цукерман, «Человек миссии», в Гурман(Ноябрь 2007 г.), стр. 197.
  9. ^ Международный научно-исследовательский институт риса: О Золотом Рисе В архиве 2 ноября 2012 г. Wayback Machine
  10. ^ Международный научно-исследовательский институт риса: Золотой рис в ИРРИ
  11. ^ Сундария, Навин; Сингх, Манодж; Упрети, Пратик; П. Чаухан, Равендра; П. Джайсвал, Дж; Кумар, Анил (2019). «Обработка семян наночастицами оксида железа запускает усвоение железа и биофортификацию в зернах пшеницы (Triticum aestivum L.)». Журнал регулирования роста растений. 38: 122–131. Дои:10.1007 / s00344-018-9818-7. ISSN  0721-7595.
  12. ^ а б Бонни МакКлафферти и Яссир Ислам, «Борьба со скрытым голодом», в ТВК, (Февраль 2008 г.), стр. 26.
  13. ^ «Новое лицо голода», в Экономист, (17 апреля 2008 г.).
  14. ^ Карл Прей, Роберт Паарлберг и Лориан Унневер, «Модели политической реакции на биообогащенные сорта сельскохозяйственных культур, выращенных с использованием различных методов селекции и агрономических признаков», в AgBioForum, т. 10, вып. 3, (2007), стр. 137.
  15. ^ а б c Пенелопа Нестель, Ховарт Э. Буис, Дж. В. Минакши и Вольфганг Пфайффер, «Биообогащение основных пищевых культур», в Журнал питания, т. 136, нет. 4, (2006), стр. 1066.
  16. ^ Сайт HarvestPlus в Китае В архиве 20 августа 2008 г. Wayback Machine
  17. ^ «Помощь HarvestPlus для повышения уровня питания», в Индусское направление бизнеса, Проверено 22 июля, 2008 г.
  18. ^ Исследователь, фермер и пекарь, Проверено 22 июля, 2008 г.
  19. ^ Джоселин С. Цукерман, «Человек миссии», в Гурман(Ноябрь 2007 г.), стр. 104.
  20. ^ Карл Прей, Роберт Паарлберг и Лориан Унневер, «Модели политической реакции на биообогащенные сорта сельскохозяйственных культур, выращенных с использованием различных методов селекции и агрономических признаков», в AgBioForum, т. 10, вып. 3, (2007), стр. 138.
  21. ^ Тимоти Джонс и Пабло Б. Эйсагирре, «Биофортификация, биоразнообразие и диета: поиск дополнительных приложений против бедности и недоедания»[мертвая ссылка ], в Продовольственная политика, т. 32, выпуск 1, (февраль 2007 г.), стр. 11.
  22. ^ Тимоти Джонс и Пабло Б. Эйсагирре, «Биофортификация, биоразнообразие и диета: поиск дополнительных приложений против бедности и недоедания»[мертвая ссылка ], в Продовольственная политика, т. 32, выпуск 1, (февраль 2007 г.), стр. 3.
  23. ^ Тимоти Джонс и Пабло Б. Эйсагирре, «Биофортификация, биоразнообразие и диета: поиск дополнительных приложений против бедности и недоедания»[мертвая ссылка ], в Продовольственная политика, т. 32, выпуск 1, (февраль 2007 г.), стр. 2-3.
  24. ^ Биофортификация: использование сельскохозяйственных технологий для улучшения здоровья бедных, Брошюра IFPRI и CIAT, (2002).

внешняя ссылка