کاربردهای مهندسی ژنتیک در صنایع غذایی

کاربردهای مهندسی ژنتیک در صنایع غذایی

امروزه در کشورهای صنعتی تولید مواد غذایی به سوی استفاده‌ از مواد افزودنی “طبیعی” و بکارگیری روش‌های فرآوری نزدیک به روش‌های طبیعی، جهت پیدا کرده است، در نتیجه روش‌های بیوتکنولوژی 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 بیوتکنولوژی 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 بیوتکنولوژی نوین در صنایع غذایی، از ژنتیک مولکولی و آنزیم‌شناسی کاربردی به همراه فناوری تخمیری، جهت بهبود خواص مواد افزودنی غذایی استفاده می‌گردد. تولید محصولات نهایی غذایی با استفاده از بیوتکنولوژی 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 ‌اکنون این محصولات در مقیاس صنعتی در سطح دنیا تولید می‌گردند. براساس گزارشات موجود، حدود یک سوم رژیم غذایی در اروپا از غذاهای تخمیر شده‌ تشکیل می‌شود، در حالیکه این رقم در سایر نقاط دنیا بین ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد. برخی از این محصولات از قبیل فرآورده‌های لبنی تخمیری، نان و قارچ خوراکی، 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 سیتریک، اسید گلوتامیک و نوکلئوتیدهای مورد استفاده برای بهبود طعم غذا به روش تخمیر تولید می‌شوند، استفاده از این روش، سابقه‌ای طولانی دارد. اما امروزه رویکرد به سمت جایگزینی اجزای طبیعی، فرصت‌هایی را جهت استفاده گسترده‌تر از محصولات تخمیری به عنوان طعم‌دهنده طبیعی فراهم کرده است. حدود بیست سال پیش، یک ترکیب به نام فورانون (Furanone) در آب گوشت شناسایی شد که این ترکیب، نقش خیلی مهمی در طعم گوشت بازی می‌کرد و تا مدتی پیش به ‌صورت شیمیایی از گزیلوز سنتز می‌شد. اما اخیراً توسط مهندسی ژنتیک، یک ماده پیش‌ساز طبیعی شناسایی شده که می‌توان آن‌را توسط تخمیر گلوکز تولید کرده و با یک تیمار حرارتی مخصوص به فورانون مورد نظر تبدیل کرد. از مثال‌های دیگر در زمینه تولید مواد افزودنی به روش بیوتکنولوژی می‌توان به تولید شیرین‌کننده‌های مغذی مثل شربت گلوکز، شربت با درصد بالای فروکتوز و شیرین‌کننده‌های رژیمی مثل آسپارتام (Aspartame) از ترکیب متیل استرال‌فنیل آلانین و ال‌اسید اسپارتیک، تاوماتین و گزایلیتول (از طریق تبدیل آنزیمی گزایلن پلیمرهای الیاف ذرت به گزایلوز و سپس تخمیر گزایلوز) و همچنین پلی‌ساکارید‌های میکروبی مانند صمغ گزانتان (به‌عنوان قوام‌دهنده و عامل ایجاد ژل) اشاره کرد.

یکی دیگر از کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی کاربردهای تشخیصی برای تایید ایمنی و سلامت محصولات غذایی است، مولکول‌های زیستی از دقت بسیار زیادی در شناسایی برخوردارند. در این فناوری‌ها از مولکول‌های مخصوص حس‌گر استفاده می‌گردد، به‌عنوان مثال در DNA کروموزمی و RNA باکتری‌ها، ترتیب‌های بازی مشخص کوتاهی وجود دارد که از آن‎ها می‌توان جهت شناسایی و ردیابی آن‎ها استفاده کرد. در حال حاضر، چنین حس‌گرهایی برای شناسایی میکروب‌های لیستریا، سالمونلا، کلستریدیوم، یرسینیا، کمپیلوباکتر ساخته شده‌است. از آنتی‌بادی‌های نوترکیب چنددودمانی و تک‌دودمانی جهت توسعه روش‌های سریع و ساده برای شناسایی میکروب‌های بیماری‌زا با منشاء غذایی مثل سالمونلا، لیستریا و سم‌های قارچی (مثل آفلاتوکسین و تریتوتثین)، آفت‌کش‌ها و سم‌های طبیعی (مثل گلیکوآلکالوئید سیب‌زمینی) استفاده شده است. سم‌های تولیدی برخی قارچ‌ها در انواع مواد غذایی به خصوص غلات و میوه‌های مغزدار که 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 یک روز مشخص می‌شود، در حالی که توسط روش‌های مرسوم میکروبیولوژی این شناسایی تا شش روز طول می‌کشد. روش‌های بیوتکنولوژی همچنین برای تایید غیرتقلبی ‌بودن یک محصول غذایی نیز به کار می‌روند. به‌عنوان مثال برای شناسایی پروتئین‌های شیر، آنتی‌بادی‌هایی وجود دارد که می‌توان از آن‎ها در ساخت کیت‌های ELISA استفاده کرد و این کیت‌ها قادر هستند، استفاده غیرمجاز از شیر گاو در تولید پنیرهایی که ادعا می‌گردد از شیر گوسفند تهیه شده است را تشخیص دهند.

امروزه امنیت غذایی از جمله مباحث جهانی است که بر مفهوم دسترسی به غذای کافی برای تمام مردم در تمام اوقات به منظور زندگی 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