Биофортификация
Биофортификация – это идея селекции сельскохозяйственных культур с целью повышения их пищевой ценности . Это можно сделать либо с помощью традиционной селекции , либо с помощью генной инженерии . Биофортификация отличается от обычного обогащения, поскольку она направлена на то, чтобы сделать растительные продукты более питательными по мере их роста, а не на добавлении питательных веществ в продукты во время их обработки. Это важное улучшение по сравнению с обычной фортификацией, когда речь идет о обеспечении питательными веществами сельской бедноты, которая редко имеет доступ к коммерчески обогащенным продуктам питания. Таким образом, биофортификация рассматривается как будущая стратегия решения проблемы дефицита микроэлементов в странах с низким и средним уровнем дохода. В случае с железом , по оценкам ВОЗ , биофортификация может помочь вылечить 2 миллиарда человек, страдающих от анемии , вызванной дефицитом железа . [1]
Методология
[ редактировать ]Растения можно выводить путем селекции. В этом методе селекционеры ищут в банках семян или зародышевой плазмы существующие сорта сельскохозяйственных культур, которые естественным образом богаты питательными веществами. Затем они скрещивают эти сорта с высоким содержанием питательных веществ с высокоурожайными сортами сельскохозяйственных культур, чтобы получить семена с высокой урожайностью и повышенной питательной ценностью. [2] Культуры необходимо выращивать с достаточным количеством питательных веществ, чтобы оказывать измеримое положительное влияние на здоровье человека. По сути, они должны разрабатываться с участием диетологов, которые изучают, могут ли потребители улучшенных культур усваивать дополнительные питательные вещества, а также степень, в которой хранение, обработка и приготовление сельскохозяйственных культур влияют на доступные уровни питательных веществ. [3] Мягкая пшеница с высоким содержанием железа и цинка была выведена путем радиационной селекции. [4]
Этот метод распространен в настоящее время, поскольку он менее спорен, чем генно-инженерные культуры. HarvestPlus, крупная неправительственная организация , занимающаяся разработкой биофортифицированных культур, в основном использует традиционные методы селекции и еще не потратила более 15% своего исследовательского бюджета на генетически модифицированные культуры, когда традиционные методы не отвечают потребностям в питании. [5] [6]
Золотой рис является примером ГМ-культуры, разработанной с учетом ее пищевой ценности. Последняя версия золотого риса содержит гены общей почвенной бактерии Erwinia и кукурузы, а также повышенный уровень бета-каротина , который может превращаться организмом в витамин А. [7] Золотой рис разрабатывается как потенциально новый способ решения проблемы дефицита витамина А. [8]
Использование
[ редактировать ]Страны с низким и средним уровнем дохода
[ редактировать ]Дефицит различных микроэлементов, включая витамин А , цинк и железо, распространен в странах с низким и средним уровнем дохода и затрагивает миллиарды людей. Это может привести, помимо других симптомов, к более высокой частоте слепоты, ослаблению иммунной системы, задержке роста и нарушению когнитивного развития. [1] Бедняки, особенно сельские бедняки, как правило, питаются основными культурами, такими как рис , пшеница и кукуруза , которые содержат мало этих микроэлементов, и большинство из них не могут позволить себе или эффективно выращивать достаточное количество фруктов, овощей или мясных продуктов, необходимых для получить здоровый уровень этих питательных веществ. [9] [10] Таким образом, повышение уровня микроэлементов в основных сельскохозяйственных культурах может помочь предотвратить и уменьшить дефицит микроэлементов: в одном исследовании, проведенном в Мозамбике, употребление сладкого картофеля, биообогащенного бета-каротином, снизило частоту дефицита витамина А у детей на 24%. [11] В двух отдельных рандомизированных клинических исследованиях в Индии было обнаружено, что употребление в пищу жемчужного проса, обогащенного железом и цинком , улучшает уровень железа у детей школьного возраста. [12] Было обнаружено, что он улучшает концентрацию гемоглобина у детей младшего возраста мужского пола и у детей в возрасте 12–18 месяцев, у которых исходно наблюдался дефицит железа. [13]
Этот подход может иметь преимущества перед другими медицинскими мерами, такими как предоставление продуктов питания, обогащенных после обработки , или предоставление пищевых добавок . Хотя эти подходы доказали свою эффективность при работе с городской беднотой, они, как правило, требуют доступа к эффективным рынкам и системам здравоохранения, которые часто просто не существуют в сельской местности. [9] Биофортификация также довольно эффективна с точки зрения затрат после первоначальных крупных инвестиций в исследования – там, где семена могут распространяться, «затраты на реализацию [выращивания биообогащенных продуктов питания] равны нулю или незначительны». [14] в отличие от добавок, которые сравнительно дороги и требуют постоянного финансирования с течением времени, что может оказаться под угрозой из-за колебаний политических интересов.
Исследования этого подхода проводятся на международном уровне, при этом основные усилия предпринимаются в Бразилии и Китае. [15] и Индия. [16]
Страны с высоким уровнем дохода
[ редактировать ]Исследователи из Университета Уорика искали способы повысить низкий уровень селена в британских зернах и работали над разработкой зерна, которое можно было бы использовать в производстве хлеба, биообогащенного селеном. [17]
Проблемы
[ редактировать ]Некоторые люди, хотя и не против самой биофортификации, критически относятся к генетически модифицированным продуктам , включая биообогащенные, такие как золотой рис.
Иногда могут возникнуть трудности с принятием биообогащенных продуктов, если они имеют характеристики, отличные от их необогащенных аналогов. Например, продукты с повышенным содержанием витамина А часто имеют темно-желтый или оранжевый цвет – например, это проблематично для многих жителей Африки, где люди едят белую кукурузу, а желтая кукуруза отрицательно ассоциируется с кормами для животных или продовольственной помощью. [14] [18] или где сладкий картофель с белой мякотью предпочтительнее его более влажного аналога с оранжевой мякотью. [5] Некоторые качества можно относительно легко смягчить или вывести из биообогащенных культур в соответствии с потребительским спросом, например, влажность сладкого картофеля, тогда как другие невозможно.
В этом случае необходимо позаботиться о том, чтобы убедить местных фермеров и потребителей в том, что данная культура достойна выращивания и потребления. Этого можно добиться за счет улучшения сельскохозяйственных качеств растения, например, заставив оранжевый сладкий картофель созревать раньше, чем его родственник с белой мякотью, чтобы его можно было раньше выпустить на рынок. Этого также можно добиться посредством санитарного просвещения, сделав потребителям очевидными преимущества употребления в пищу биообогащенных продуктов. Испытания показывают, что сельская беднота «будет потреблять биообогащенные версии основных продуктов питания, даже если цвет еды был изменен… если они осведомлены о пользе». [19] Хотя другие микроэлементы, такие как цинк или железо, можно добавлять в сельскохозяйственные культуры без заметного изменения их вкуса или внешнего вида. [5] некоторые исследователи подчеркивают важность обеспечения того, чтобы потребители не думали, что их продукты питания были изменены без их разрешения или ведома. [14]
Некоторые критиковали программы биофортификации, поскольку они могут способствовать «дальнейшему упрощению человеческого рациона и продовольственных систем». [20] потому что «[биофортификация — 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 углеводов». [21] Это может показаться безответственным, поскольку отсутствие доступа к разнообразному и сбалансированному питанию является основной причиной недоедания. В результате эти критики призывают к осторожности и использованию биофортификации как части более широкой стратегии, включающей диверсификацию продуктов питания в странах с низким и средним уровнем дохода. [22] Сторонники биофортификации принимают это как долгосрочную стратегию, но заявляют, что существенное увеличение разнообразия рациона потребует «многих десятилетий и неисчислимых миллиардов долларов». [23] и что биофортификация может стать эффективной стратегией, помогающей уменьшить дефицит микроэлементов.
См. также
[ редактировать ]- Золотой рис
- Дефицит микроэлементов («Скрытый голод»)
- Недоедание
- КГМСХИ
- Фонд Билла и Мелинды Гейтс
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Гарг, Моника; Шарма, Наташа; Шарма, Салони; Капур, Паял; Кумар, Аман; Чундури, Венкатеш; Арора, Прия (2018). «Биофортифицированные культуры, полученные с помощью селекции, агрономии и трансгенных подходов, улучшают жизнь миллионов людей во всем мире» . Границы в питании . 5 : 12. дои : 10.3389/fnut.2018.00012 . ПМК 5817065 . ПМИД 29492405 .
- ^ Часто задаваемые вопросы о HarvestPlus. Архивировано 5 июля 2008 г. на Wayback Machine , раздел 5, проверено 22 июля 2008 г.
- ^ Вольфганг Х. Пфайффер и Бонни Макклафферти, «Биофортификация: селекция культур с высоким содержанием питательных микроэлементов», в Манджит С. Канг и П. М. Приядаршан (ред.), « Селекция основных продуктов питания» , Blackwell Publishing, (2007), стр. 63-64.
- ^ Верма, Шайлендер Кумар; Кумар, Сатиш; Шейх Имран; Малик, Сачин; Матпал, Приянка; Чу, Вишал; Кумар, Сундип; Прасад, Рамасаре; Даливал, Харчаран Сингх (3 марта 2016 г.). «Перенос полезной изменчивости с высоким содержанием железа и цинка в зерне от Aegilops kotschyi в пшеницу посредством облучения семян». Международный журнал радиационной биологии . 92 (3): 132–139. дои : 10.3109/09553002.2016.1135263 . ISSN 0955-3002 . ПМИД 26883304 . S2CID 10873152 .
- ^ Jump up to: а б с Бонни МакКлафферти и Ясир Ислам, «Борьба со скрытым голодом», в TCE (февраль 2008 г.), стр. 27.
- ^ Джоселин К. Цукерман, «Человек миссии», в Gourmet , (ноябрь 2007 г.), стр. 197.
- ^ Международный научно-исследовательский институт риса: О золотом рисе. Архивировано 2 ноября 2012 г., в Wayback Machine.
- ^ Международный научно-исследовательский институт риса: Золотой рис в IRRI
- ^ Jump up to: а б Бонни Макклафферти и Ясир Ислам, «Борьба со скрытым голодом», в TCE (февраль 2008 г.), стр. 26.
- ^ «Новое лицо голода» , в The Economist (17 апреля 2008 г.).
- ^ Карл Прей, Роберт Паарлберг и Лауриан Унневер, «Модели политической реакции на биофортифицированные сорта сельскохозяйственных культур, выращенные с использованием различных методов селекции и агрономических особенностей». Архивировано 12 июля 2020 г. в Wayback Machine , в AgBioForum , том. 10, нет. 3, (2007), с. 137.
- ^ Финкельштейн, Дж; Мехта, С; Удипи, С; Гугре, П.С.; Луна, СВ; Венгер, МЮ; Мюррей-Колб, Ю.Л.; Пшибышевский, Э; Хаас, Дж. (июль 2015 г.). «Рандомизированное исследование жемчужного проса, обогащенного железом, у школьников в Индии» . Дж Нутр . 145 (7): 1576–1581. дои : 10.3945/jn.114.208009 . ПМИД 25948782 .
- ^ Мехта, С; Хьюи, СЛ; Гугре, П.С.; Потдар, РД; Венкатраманан, С; Кришер; Рут; Чопра; Торат; Таккер; Джонсон; Поуис; Равендран; Хаас; Финкельштейн (апрель 2022 г.). «Рандомизированное исследование дополнительного питания на основе перлового проса, обогащенного железом и цинком, у детей в возрасте от 12 до 18 месяцев, живущих в городских трущобах» . Клин Нутр . 41 (4): 937–947. дои : 10.1016/j.clnu.2022.02.014 . ПМИД 35299084 . S2CID 247116529 .
- ^ Jump up to: а б с Пенелопа Нестель, Ховарт Э. Буис, Дж. В. Минакши и Вольфганг Пфайффер, «Биофортификация основных пищевых культур» , в «Журнале питания» , том. 136, нет. 4, (2006), с. 1066.
- ↑ Веб-сайт HarvestPlus China. Архивировано 20 августа 2008 г., в Wayback Machine.
- ^ «Помощь HarvestPlus для повышения уровня питания» , в The Hindu Business Line , дата обращения 22 июля 2008 г.
- ↑ Исследователь, фермер и пекарь , дата обращения 22 июля 2008 г.
- ^ Джоселин К. Цукерман, «Человек миссии», в Gourmet , (ноябрь 2007 г.), стр. 104.
- ^ Карл Прей, Роберт Паарлберг и Лауриан Унневер, «Модели политической реакции на биофортифицированные сорта сельскохозяйственных культур, выращенные с использованием различных методов селекции и агрономических особенностей». Архивировано 12 июля 2020 г. в Wayback Machine , в AgBioForum , vol. 10, нет. 3, (2007), с. 138.
- ^ Тимоти Джонс и Пабло Б. Эйзагирре, «Биофортификация, биоразнообразие и диета: поиск дополнительных приложений против бедности и недоедания» [ мертвая ссылка ] , в Food Policy , vol. 32, выпуск 1 (февраль 2007 г.), с. 11.
- ^ Тимоти Джонс и Пабло Б. Эйзагирре, «Биофортификация, биоразнообразие и диета: поиск дополнительных приложений против бедности и недоедания» [ мертвая ссылка ] , в Food Policy , vol. 32, выпуск 1 (февраль 2007 г.), с. 3.
- ^ Тимоти Джонс и Пабло Б. Эйзагирре, «Биофортификация, биоразнообразие и диета: поиск дополнительных приложений против бедности и недоедания» [ мертвая ссылка ] , в Food Policy , vol. 32, выпуск 1 (февраль 2007 г.), стр. 2–3.
- ^ Биофортификация: использование сельскохозяйственных технологий для улучшения здоровья бедных , брошюра IFPRI и CIAT (2002).