کاربردهای مهندسی ژنتیک در صنایع غذایی

کاربردهای مهندسی ژنتیک در صنایع غذایی

امروزه در كشورهای صنعتی تولید مواد غذایی به سوی استفاده‌ از مواد افزودنی “طبیعی” و بكارگیری روش‌های فرآوری نزدیك به روش‌های طبیعی، جهت پیدا کرده است، در نتیجه روش‌های بیوتكنولوژی در صنایع غذایی گسترش پیدا کرده است. بیوتکنولوژی در صنایع غذایی شامل استفاده از سلول‎های زنده یا قسمتی از آن‎ها، به منظور تولید یا اصلاح محصولات غذایی یا مواد افزودنی در موادغذایی است. در بیوتكنولوژی سنتی در صنایع غذایی، از فناوری تخمیری جهت تغییر مواد خام غذایی به محصولات غذایی تخمیری شامل پنیر، ماست، خمیر نان و غیره استفاده می‌گردد. استفاده از آنزیم‎ها در این فرآیندها باعث ایجاد تغییرات در طعم، عطر و بافت مواد خام غذایی یا افزایش قابلیت نگهداری آن‎ها می‌گردد. اما در بیوتكنولوژی نوین در صنایع غذایی، از ژنتیك مولكولی و آنزیم‌شناسی كاربردی به همراه فناوری تخمیری، جهت بهبود خواص مواد افزودنی غذایی استفاده می‌گردد. تولید محصولات نهایی غذایی با استفاده از بیوتكنولوژی می‌تواند جهت تغییر مواد خام غذایی مانند شیر، گوشت، سبزیجات و غلات به محصولات با طعم و عطر مطلوب و قابلیت نگهداری بیشتر استفاده ‌شود. تولید این نوع محصولات در جهان، سابقه بسیار طولانی دارد و هم ‌اكنون این محصولات در مقیاس صنعتی در سطح دنیا تولید می‌گردند. براساس گزارشات موجود، حدود یك سوم رژیم غذایی در اروپا از غذاهای تخمیر شده‌ تشكیل می‌شود، در حالیكه این رقم در سایر نقاط دنیا بین ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد. برخی از این محصولات از قبیل فرآورده‌های لبنی تخمیری، نان و قارچ خوراكی، در ایران نیز در مقیاس صنعتی تولید می‌گردند. همچنین اخیراً در رابطه با تولید محصولات دیگر مثل زیتون تخمیر شده و سس سویا، پروژه‌های تحقیقاتی در ایران انجام گرفته است.

مواد افزودنی غذایی مانند اسید سیتریك، اسید گلوتامیك و نوكلئوتیدهای مورد استفاده برای بهبود طعم غذا به روش تخمیر تولید می‌شوند، استفاده از این روش، سابقه‌ای طولانی دارد. اما امروزه رویكرد به سمت جایگزینی اجزای طبیعی، فرصت‌هایی را جهت استفاده گسترده‌تر از محصولات تخمیری به عنوان طعم‌دهنده طبیعی فراهم كرده است. حدود بیست سال پیش، یك تركیب به نام فورانون (Furanone) در آب گوشت شناسایی شد كه این تركیب، نقش خیلی مهمی در طعم گوشت بازی می‌كرد و تا مدتی پیش به ‌صورت شیمیایی از گزیلوز سنتز می‌شد. اما اخیراً توسط مهندسی ژنتیک، یك ماده پیش‌ساز طبیعی شناسایی شده كه می‌توان آن‌را توسط تخمیر گلوكز تولید كرده و با یك تیمار حرارتی مخصوص به فورانون مورد نظر تبدیل كرد. از مثال‌های دیگر در زمینه تولید مواد افزودنی به روش بیوتكنولوژی می‌توان به تولید شیرین‌كننده‌های مغذی مثل شربت گلوكز، شربت با درصد بالای فروكتوز و شیرین‌كننده‌های رژیمی مثل آسپارتام (Aspartame) از تركیب متیل استرال‌فنیل آلانین و ال‌اسید اسپارتیك، تاوماتین و گزایلیتول (از طریق تبدیل آنزیمی گزایلن پلیمرهای الیاف ذرت به گزایلوز و سپس تخمیر گزایلوز) و همچنین پلی‌ساكارید‌های میكروبی مانند صمغ گزانتان (به‌عنوان قوام‌دهنده و عامل ایجاد ژل) اشاره كرد.

یکی دیگر از کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی كاربردهای تشخیصی برای تایید ایمنی و سلامت محصولات غذایی است، مولكول‌های زیستی از دقت بسیار زیادی در شناسایی برخوردارند. در این فناوری‌ها از مولكول‌های مخصوص حس‌گر استفاده می‌گردد، به‌عنوان مثال در DNA كروموزمی و RNA باكتری‌ها، ترتیب‌های بازی مشخص كوتاهی وجود دارد كه از آن‎ها می‌توان جهت شناسایی و ردیابی آن‎ها استفاده كرد. در حال حاضر، چنین حس‌گرهایی برای شناسایی میکروب‌های لیستریا، سالمونلا، كلستریدیوم، یرسینیا، كمپیلوباكتر ساخته شده‌است. از آنتی‌بادی‌های نوتركیب چنددودمانی و تك‌دودمانی جهت توسعه روش‌های سریع و ساده برای شناسایی میكروب‌های بیماری‌زا با منشاء غذایی مثل سالمونلا، لیستریا و سم‌های قارچی (مثل آفلاتوكسین و تریتوتثین)، آفت‌كش‌ها و سم‌های طبیعی (مثل گلیكوآلكالوئید سیب‌زمینی) استفاده شده است. سم‌های تولیدی برخی قارچ‌ها در انواع مواد غذایی به خصوص غلات و میوه‌های مغزدار كه در شرایط نامناسب نگهداری می‌شوند را می‌توان با استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیک جدید شناسایی و ایمنی و سلامت محصولات را تضمین نمود. به عنوان مثال، آزمون‌ ELISA برای شناسایی سالمونلا در مواد غذایی استفاده نمود و نتیجه آزمایش در عرض یك روز مشخص می‌شود، در حالی كه توسط روش‌های مرسوم میكروبیولوژی این شناسایی تا شش روز طول می‌كشد. روش‌های بیوتكنولوژی همچنین برای تایید غیرتقلبی ‌بودن یك محصول غذایی نیز به كار می‌روند. به‌عنوان مثال برای شناسایی پروتئین‌های شیر، آنتی‌بادی‌هایی وجود دارد كه می‌توان از آن‎ها در ساخت كیت‌های ELISA استفاده كرد و این كیت‌ها قادر هستند، استفاده غیرمجاز از شیر گاو در تولید پنیرهایی كه ادعا می‌گردد از شیر گوسفند تهیه شده است را تشخیص دهند.

امروزه امنيت غذايي از جمله مباحث جهاني است كه بر مفهوم دسترسي به غذاي كافي براي تمام مردم در تمام اوقات به منظور زندگي سالم و فعال است. در نتیجه با توجه به گسترش صنایع غذایی در کشور ما، به کارگیری کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی مفید و ضروری به نظر می‌رسد.

پونه پورامینی- کارشناس ارشد گیاهان دارویی

منبع: فود پرس