Biotecnología en la indrustria agroalimentaria
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SEMINARIO Aplicación de la biotecnología en la industria agroalimentaria “La biotecnología no es una disciplina nueva sino que existe casi desde que existe el hombre” “Flavr Savr” BIOTECNOLOGIA “La aplicación de organismos, sistemas y procesos biológicos en las industrias manufactureras y de servicios” Areas de interés BIOTECNOLOGIA • CLASICA: Fermentaciones tradicionales (Pan, vino, cerveza, lácteos...) • MODERNA: Tecnología del ADN recombinante y clonación de genes ALIMENTOS OBTENIDOS POR NUEVAS TECNICAS BIOTECNOLOGICAS Levadura panadera Levadura cervecera Levadura vínica Tomate Maíz Patata Cerdos Salmón Trucha Quimosina Kits diagnóstico Biosensores Reducción tiempo fermentación Producción cervezas “light” Incremento aroma frutal del vino Mayor periodo de conservación Tolerancia al frío Mejora características nutricionales Menor contenido en azúcar Aumento peso, disminución grasa dorsal Resistencia al frío Aumento de tamaño Formación de cuajadas en quesería Detección de patógenos en alimentos Detección de compuesto en alimentos Microorganismos involucrados y exigencias • Bacterias • Mohos • Levaduras - Fácil manejo - Baratos de cultivar - No patógenos • Células animales y vegetales E. coli Bacillus subtillis Saccharomyces cerevisiae Ventajas • • • • • Facilidad de cultivo en masa Velocidad de crecimiento Bajo coste del medio de crecimiento (desechos agrícolas) Diversidad de rutas metabólicas (diversidad de productos finales) Manipulación genética Cultivos y mejora • Aislamiento selectivo de microorganismos y crecimiento en medios de laboratorio • Cultivos del-los microorganismo-s en caldos de cultivo – Puros – Mixto • Mejora – Programas de mutación y selección/rastreo ( Rtº -amilasa producida por B. subtilis) – Técnicas de clonación de genes CLONACION DE GENES FASES 1. 2. 3. Preparación del gen Inserción en el vector Transformación de la célula hospedadora 4. Detección de genes clonados 5. Optimización de la expresión de los genes clonados ALIMENTOS TRADICIONALES ELABORADOS EN LOS QUE SE UTILIZA LA BIOTECNOLOGIA Bebidas alcohólicas: vino, cerveza Queso Pan Vinagre Yoghurt Fruta y productos vegetales • Conservas (encurtidos en vinagre) • Salsa de soja • Chucrut (col fermentada) Derivados por fermentación • Enzimas • Sabores • Aditivos Suplementos dietéticos • Aminoácidos • Vitaminas FERMENTACION ALCOHOLICA 96% de la fermentación del etanol se realiza con cepas de: Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces uvarum GLUCOSA + 2ADP2 ETANOL + 2CO2 + 2ATP + 2H2O Rtº 1 g 0,51 g 0,49 g FERMENTACION ALCOHOLICA Substratos Azúcar proveniente de caña azúcar o remolacha Uva (vino) Cebada (cerveza) Trigo y en general cereales (pan) Almidones (patata, arroz,...) Subproductos industria alimentaria, suero de lechería (lactosa) y papelera. FERMENTACION ALCOHOLICA Cofactores y nutrientes requeridos • [O2] , [O2] > transformación • Tª fermentación muy variable, < 40ºC • Nutrientes de crecimiento: AA, Vits, Mn, K, Co, Cu, Zn, PO43-, S2-, etc. • pH 3-6 • Inhibición por [etanol] • 1-2% velocidad fermentación • > 10% • Especies tolerantes 18-20% DIAGRAMA DEL PROCESO DE VINIFICACION EN TINTO VINIFICACION Clásica Maceración carbónica Termovinificación FERMENTACION 3-10 días Tª 20-30ºC LEVADURAS TRANSGENICAS Aumento de trehalosa Ventaja ecológica (toxina killer) Mejora de la filtración Inhibición de bacterias alterantes Aumento o disminución de la acidez del vino Incremento del aroma Incremento del glicerol Aumento de resveratrol AROMA DEL VINO UVA PROCESO ALCOHOLES SUPERIORES ESTERES TERPENOS G A ENVEJECIMIENTO AROMA AFRUTADO Terpenos unidos (sin aroma) Terpenos libres (aroma) TERPENOS: Linalol, geraniol, nerol, citronelol, -terpineol y óxido de linalol MEZCLAS ENZIMATICAS COMERCIALES CARACTERISTICAS ENZIMAS • • • • • • • • • Faltas de especificidad Actividades contaminantes Poco repetitivas lote a lote Poco activas en vinificación Ramnosidasas -L-Arabinofuranosidasas -Glucosidasas Xilanasas -Xilosidasas Legislación vigente: sólo pectinasas para el proceso de clarificación CONSTRUCCION DE LEVADURAS VINICAS TRANSGENICAS Aspergillus niger ABF Candida molischiana BGL G A Terpenos unidos G G + + A Terpenos libres DIAGRAMA DEL PROCESO DE PANIFICACION INGREDIENTES • • • • • • HARINA (trigo) AGUA LEVADURA SAL SACAROSA GRASAS FERMENTACION Tª 25-35ºC 4h PRINCIPALES FASES DE LA FERMENTACION PANARIA Azúcares simples Azúcares complejos Almidón Amilasas alfa Fructosa-glucosa Zimasa CO2+ ALCOHOL Sacarosa Maltosa Invertasa Maltasa Fructosa Glucosa Zimasa CO2+ ALCOHOL Dextrina beta Maltosa Maltasa Glucosa Zimasa CO2+ ALCOHOL MEJORA DE CEPAS PANADERAS INSERCION DEL ENZIMA -AMILASA PRODUCCION DE LEVADURAS PANADERAS VIABILIDAD DE LEVADURAS PANIFICACION: SUPERPRODUCTORES DE AMINOACIDOS PRODUCCION DE LEVADURAS PANADERAS 104-105 células MEJORA: •RENDIMIENTO •PRODUCTIVIDAD 10 L 100 L 200000 L MELAZAS Composición de melazas de remolacha (% sólidos totales) RAFINOSA Azúcares Sacarosa Rafinosa Otros 66,5% 63,5% 1,5% 1,5% -Fructosidasa (invertasa) Galactosa-(1-6)-glucosa-(1-2)-fructosa -Galactosidasa (Melibiasa) D.O. 660 nm CRECIMIENTO EN MEDIO MINIMO CON 0.1% DE RAFINOSA DE LAS CEPAS PANADERAS CT Y CT-MEL 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 CT-Mel CT 0 10 30 50 70 Tiempo (horas) (Codón et al., 2001) 104-105 células MEJORA: •VIABILIDAD (mutante DOG-21) 10 L 100 L 200000 L MELAZAS FILTRADO DESECADA FRESCA CONGELADA VIABILIDAD DE LA CEPA PANADERA V1 Y EL MUTANTE DOG-21 A –20ºC Viabilidad en masa seca 9 UFC/g 8 7 DOG-21 V1 6 5 4 Inicio 1ª Ferm. 0d Cong 1d Cong 3d Cong 5d Cong (Codón et al., 2001) VIABILIDAD DE LA CEPA PANADERA V1 Y EL MUTANTE DOG-21 A –20ºC Viabilidad en masa dulce 9 UFC/g 8 7 DOG-21 V1 6 5 4 Inicio 1ª Ferm. 0d Cong 1d Cong 3d Cong 5d Cong (Codón et al., 2001) MEJORA DE CEPAS PANADERAS PANIFICACION MUTANTES SUPERPRODUCTORES DE AMINOACIDOS Ruta de degradación de los aminoácidos aromáticos L-Ile L-Thr L-Leu L-Val 2-Cetobutírico Pirúvico 2-ceto-3-metil-valérico Acetil-CoA 2-Ceto-isocaproico 2-Acetoláctico 2-Metil-butanol 1-Propanol 2,3-Butanodiol 2-Metil-propanol 3-Metil-butanol Isoamil-acetato CONTENIDO EN AMINOACIDOS DEL PAN Lys Met Thr Ile Lys Met Thr Ile AA en proteínas AA libres AA totales 425 75 250 275 0,9 0,4 2,5 13,8 426,9 75,4 252,4 288,8 425 75 250 275 7,1 8,2 14,5 20,5 432,1 83,2 264,5 295,5 Incremento 1,2 % 9,3 % 4,5% 2% Masa fermentada con 3,5% de levadura panadera Masa fermentada con 3,5% de levadura panadera + 0,5% de superproductores de aminoácidos (Codón et al., 2001) ORDEN DE PREFERENCIAS Sabor/olor V1+Thr V1 C+Met C+Thr C+Lys V1+Met V1+Lys Comercial © Puntuación 7.94 7.01 6.60 6.55 6.40 6.24 5.92 5.28 Textura Comercial © V1 V1+Thr C+Met C+Thr C+Lys V1+Met V1+Lys Puntuación 8.06 7.25 6.90 6.38 6.15 5.98 5.90 5.88 Puntuación obtenida por masas fermentadas con 3.5 % de la levadura panadera © o V1, o con un 3% de éstas suplementada con 0.5% de los mutantes superproductores de AA (Codón et al., 2001) CERVEZA. DESCRIPCION DEL PROCESO Fermentación • Principal •Baja (4-8ºC10ºC 4-5ºC; 8-20 días) •Alta (13-15ºC en 3-4 días) • Secundaria o de “atenuación” •Baja (2-3ºC, 6-10 semanas) •Alta (8-15ºC, 1-2 semanas) PRODUCCION DE CERVEZA Introducción de un gen que codifica la -glucanasa (Producción de cerveza libre de -glucanos) Introducción de un gen que codifica la -glucoamilasa (Disminución del contenido calórico de la cerveza) Introducción de un gen que codifica una descarboxilasa (Disminución del sabor dulce de la cerveza) Inactivación del gen MET incrementado la producción de sulfitos (Incremento y estabilidad de los sabores y aromas de la cerveza durante el almacenamiento) HIDROLISIS DEL ALMIDON Almidón Amilasas alfa beta Dextrina Maltosa -amilasa Maltasa Glucosa Zimasa -amilasa CO2+ ALCOHOL CERVEZA DE USO CIENTIFICO Glucoamilasa S. cerevesiae Saccharomyces diastaticus S. cerevesiae transformado • Incremento del rendimiento de alcohol • Cerveza de alta graduación (fuerte) • Cerveza dietética con bajo contenido en carbohidratos • No se necesita añadir enzimas durante el proceso Cerveza light “Nutfield Lyte” Brewing Research Foundation International (UK). 1994. (No se comercializa. De uso científico) FERMENTACION LACTICA “Transformación más importante que sufre la lactosa y otros azúcares en ácido láctico” Fermentación homoláctica LACTOSA GLUCOSA + GALACTOSA 4 AC. LACTICO Fermentación heteroláctica: ác. láctico, CO2, diacetilo, acetoína, etanol, etanal, ác. propiónico, ... FERMENTACION LACTICA GENEROS: bacterias mesófilas y/o termófilas Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Micrococcus SUBSTRATOS Leche, suero, vegetales, carne PROCESOS INDUSTRIALES Queso Leches fermentadas (yogurt, kefir, ...) Nata y mantequilla maduradas Encurtidos Productos cárnicos fermentados QUESO Fermentación tipo sólida Etapas de fabricación Tratamiento leche (pasterización) + FERMENTOS Coagulación (ácida o enzimática) Corte y desuerado del gel Moldeado Maduración (7-15ºC, 80-100% HR) Géneros Lactococcus lactis subp lactis, L. lactis subp cremoris, L. lactis subp diacetilactis Leuconostoc Propionobacterium (tipo suizo) Penicillium roqueforti (azul), P. Camemberti (camerbert) YOGURT Etapas de fabricación Leche pasterizada + leche en polvo desnatada ( ES) Inóculo fermentos (3%) Streptococcus salivarius subp thermophilus Lactobacillus delbrueckii subp bulgaricus Tª fermentación : 43ºC (termófilos), 2.5 h Transformación de lactosa en ác. láctico ( pH hasta pHi) Fermentación en tanque y posterior agitación: BATIDO Fermentación en envase: FIRME, GELIFICADO o “SET” FACTORES DE INTERES EN PRODUCTOS LACTEOS • Cepa microbiana • Calidad leche (animal, alimentacion, manejo,...) • Tecnología ¿Qué podemos variar de la cepa? Producción de ác. láctico a partir de lactosa Proteolisis y lipolisis (madurado acelerado) Resistencia a bacteriófagos, substancias inorgánicas, UV,... Producción de metabolitos Inhibición microbiana (Alimentos seguros, Vida útil, ..) Efectos terapéuticos (reducción colesterol, actividad anticarcinogénica) Aromas Producción enzimática Textura Propiedades nutricionales (Vits, ...) Metabolitos inhibidores producidos por las bacterias ácido lácticas (LAB) PRODUCTO PRINCIPALES MICROORGANISMOS DIANA Acidos orgánicos Ac. láctico Ac. acético Bacterias putrefacción Gram -, algunos hongos Bacterias putrefacción, clostridios, algunos mohos Peróxido de hidrógeno Microorganismos patógenos y de deterioro Enzimas Sistema lactoperoxidasa/H2O2 (Microorganismos patógenos y de deterioro en leche y productos lácteos) Lisozima Bacterias Gram + no deseables Metabolitos de bajo peso molecular Reuterina Diacetilo Ac. Grasos Amplio espectro de bacterias y mohos Bacterias Gram – Bacterias diferentes Bacteriocinas Nisina Algunas LAB y Gram +, formadores de esporas AMBITOS DE APLICACION INDUSTRIAL DEL ACIDO LACTICO FERMENTACION LACTICA/ ACIDO LACTICO/SALES LACTICAS Utilizaciones en la Industria química Utilizaciones en la alimentación Alimentación humana Obtención polímeros Solubilizante y dte Industria farmacéutica y cosmética Acidulante Conservante Agente coagulante Dvdos. lácteos Preparados cereales Pastelería, panadería Bebidas Alimentación animal Conservante piensos Acondicionador piensos Fuente NNP MATERIAS PRIMAS Y ESTRATEGIAS UTILIZABLES PARA LA PRODUCCION INDUSTRIAL DEL ACIDO LACTICO COMBUSTIBLES FOSILES INDUSTRIAS ALIMENTARIAS PRODUCTOS AGRARIOS Extractivas Petróleo Gas Natural Carbón COSECHAS Y PRODUCTOS FORESTALES Maíz Patata Azúcares/melazas Lácteas Sueros Biomasa lignocelulósica Almidón Acetaldehído Pretratamiento Hidrólisis Vía química Glucosa Vía fermentativa ACIDO LACTICO Microorganismos, fuentes de carbono y tipos de medios en la producción de ácido láctico Microorganismo Fuente de carbono Medio Lactobacillus delbrueckii Glucosa Sacarosa Lactosa Hidrolizados de almidón Melazas Sueros lácteos Lactobacillus casei Glucosa Hidrolizados de almidón Lactobacillus helveticus Lactosa Sueros lácteos Lactococcus lactis Glucosa Lactosa Sintético Sintético Lactobacillus lactis Glucosa Sacarosa Hidrolizados de almidón Melazas FERMENTACION ACETICA “Alteración que sufre un jugo de frutas a temperatura ambiente que se inicia con la fermentación alcohólica por levaduras, seguida de la oxidación del etanol que se transforma en ácido acético por la acción de las bacterias acéticas” ETANOL ACETALDEHIDO Alcohol DH SUBSTRATOS Etanol purificado diluído Zumos de uva, manzana, cebada y arroz FERMENTOS Acetobacter, Gluconobacter, Bacterium AC.ACETICO Acetaldehído DH PRODUCCION DE ENZIMAS Distribución de los enzimas industriales Proteasas 59% Carbohidrasas 28% -Amilasas 13% 12% 10% Isomerasas -Amilasas 6% 5% Alcalinas 6% Pectinasas 3% Celulasas Lactasa 0.5% 0.5% Alcalinas 28% Lipasas 3% Otros 10% Analíticas (detergentes) Neutras Acidas (cuajos) (otras) Tripsinas 3% Acidas 3% (otras) Farmacéuticas Desarrollo PRODUCCION DE ENZIMAS 1. FUENTES 1. Animales (tripsina, lipasas, cuajos) 2. Vegetales (papaína, bromelaína, ficina, amilasas, lipooxigenas soja, enzimas cítricos) 3. Microbianas (resto) 2. VENTAJAS ENZIMAS MICROBIANOS 1. Económicas (producción a gran escala) 2. Técnicas 1. 2. 3. 4. Gran variedad de vías metabólica Crecen en un ámplio intervalo de condiciones ambientales Gran flexibilidad genética y facilidad de manipulación Corto tiempo de generación PRODUCCION DE ENZIMAS 3. EXTRACCION ENZIMAS 1. 2. 4. Intracelular o extracelular o ligado a membrana Métodos mecánicos, choque osmótico, álcalis detergentes, lisozima, EDTA, dtes orgánicos o sonicación PURIFICACION 1. 2. 3. 4. 5. Eliminación de ácidos nucleicos Eliminación de partículas sólidas Purificación por métodos cromatográficos, electroforéticos, ultrafiltración, ... Concentración Envasado PRODUCCION DE ENZIMAS 5. UTILIZACION DEL ENZIMA 1. 2. Soluble Inmovilizado 1. 2. 3. 4. 5. 6. Ligamiento covalente Ligamiento iónico Co-polimerización Atrapamiento en polímero Encapsulación Liposomas PRODUCCION DE ENZIMAS Preparaciones enzimáticas procedentes de microorganismos modificados genéticamente aprobados en la UE Enzima Fuente Uso -Amilasa Bacillus subtilis conteniendo el gen de B. stearothermophilus Licua el almidón y lo convierte en dextrina antes de la adición de amiloglucosidasas en la producción de jarabes; cervecería, favorece la retención de humedad en productos de bollería Quimosina B Kluyveromyces lactis conteniendo el gen del ternero Coagulación enzimática. Producción de queso Pectinesterasa Aspergillus oryzae conteniendo el gen de A. aculeatus Facilita clarificación y filtración de zumos de frutas y vinos Glucosa oxidasa Catalasa A. niger conteniendo el gen de Aspergillus spp Lipasa A. oryzae conteniendo el gen de Rhizomucor Elimina azúcares de los huevos evitando pardeamiento no enzimático y aparición de aromas anormales durante y tras la deshidratación Hidrólisis de lípidos (ej. concentrados de aceite de pescado) Glucosa isomerasa Streptomyces lividens conteniendo el gen de Actinoplanes Obtención a partir de la glucosa de jarabes ricos en fructosa PRODUCCION DE ENZIMAS QUIMOSINA GMOs BIOTECNOLOGIA VEGETAL “Explotación biotecnológica de las plantas superiores que se centra en las técnicas de cultivo de tejidos vegetales para la producción de metabolitos secundarios a partir de cultivos en masa y la utilización de técnicas de ADN recombinante para modificación genética de plantas, en particular en cultivos agrícolas” BIOTECNOLOGIA VEGETAL Industria Producto Planta Uso industrial Alimentos y Bebidas Quinina (alcaloide) Taumatina Cinchona ledgeriana Thaumatococcus danielli Agente amargante Edulcorante no nutritivo Agroquímica Piretrina Crysanthemum cineraviaefolium Insecticida Farmacéutica Codeína (alcaloide) Quinina (alcaloide) Digoxina (glicósido cardíaco) Papaver somniferum Cinchona ledgeriana Digitalis lanata Analgésico Antimalárico Cardiotónico Cosmética Jazmín Jasminium sp. Perfume BIOTECNOLOGIA VEGETAL ¿Cómo se modifica genéticamente un vegetal? • • • • • Microinyección de ADN Bombardeo o Cañón de genes Protoplastos Agrobacterium Otros BIOTECNOLOGIA VEGETAL Hibridación somática BIOTECNOLOGIA VEGETAL Resistencia de las plantas a plagas y enfermedades Resistencia de las plantas a los herbicidas (soja tolerante al herbicida glifosato “Roundup Ready”) Desarrollo de plantas que soporten condiciones más extremas (sequía, heladas y salinidad) Desarrollo de alimentos de mayor calidad Incremento de productividad (mayor eficiencia fotosintética, fijación de nitrógeno) BIOTECNOLOGIA VEGETAL Producto/Alimento Acción/Aplicación Manzanas Plátanos Brécol Resitencia a los insectos Control integrado contra plagas de virus, hongos y nematodos Maduración más lenta para que se conserven frescos más tiempo Retención de sus consistencia crujiente Mejor sabor, mayores producciones y menos cafeína Resitencia a los insectos. Bajo contenido en saturados Nuevas variedades sin semillas Menor tamaño y resistencia a los insectos. Baja NO2Resistencia a varias enfermedades. Alto almidón Resistencia a las heladas. Agente natural anticancerígeno Contenido menor de ácidos grasos saturados Mejora sabor y color. Retardamiento del reblandecimiento Resistencia a los herbicidas Apio/Zanahoria Café Maíz Uva Lechuga Patata Fresas Girasol Tomates Trigo BIOTECNOLOGIA VEGETAL Incremento en el área cultivada de cultivos GMO en América del Norte Area (mill. Ha) 70 66 60 50 37,5 40 30 20 10 12,5 1,6 0 1996 1997 2000 2005 Tomates GMO (“Flavr Savr”) Calgene Mayo 1994 FDA para USA ADN ARNm POLIGALACTURONASA Ablandamiento Senescencia “GEN ANTISENTIDO” ADNoriginal ADNantisentido complementario ARNm ARNm PECTINA Tomates con < 1% poligalacturonasa EL 5 FEBRERO DE 1996 LOS SUPERMERCADOS “SAFEWAY” Y “SAINSBURY’S” COMERCIALIZAN EN UK PURE DE TOMATE GMO SOJA Y MAIZ TRANSGÉNICOS Soja resistente al herbicida GLIFOSATO Soja que contiene un gen bacteriano que codifica el enzima 5-enolpiruvil-shikimato-3-fosfato sintetasa El enzima participa en la síntesis de los aminoácidos aromáticos, y el nativo vegetal es inhibido por el glifosato, no así el bacteriano SOJA “Roundup Ready” Maíz resistente al ataque de insectos (taladro) Contiene un gen que codifica una proteína de Bacillus thuringiensis con acción insecticida al ser capaz de unirse a receptores específicos del tubo digestivo de determinados insectos interfiriendo en el proceso de alimentación y causando la muerte La toxina no tiene efecto sobre los humanos BIOTECNOLOGIA ANIMAL Posibilidades 1. Cultivo de células animales (vacunas) 2. Síntesis de productos específicos como los anticuerpos monoclonales 3. Animales transgénicos Introducción de ADN exógeno en ovocitos • Microinyección de ADN • Retrovirus • Ovulo + Esperma + ADN BIOTECNOLOGIA ANIMAL ANIMALES TRANSGENICOS Animales con múltiples copias de la hormona de crecimiento (cerdos, salmón, carpas,...) Cerdos con baja grasa dorsal y alta eficacia de transformación de alimentos Aves resistentes a diferentes bacterias y virus Rumiantes (vaca, oveja, cabra) con composición de leche alterada BIOTECNOLOGIA ANIMAL Propuestas de modificación de los constituyentes de la leche Incrementar s- y -CN Incremento fosforilación CN Introducción puntos de corte en CN Incremento -CN Eliminación -Lg Adición de lactoferrina humana Expresión genes Igs Reemplazar los genes de las proteínas lácteas con los equivalentes humanos Mejora de la dureza de la cuajada en la fabricación del queso, estabilidad térmica y contenido en calcio Incremento del contenido en calcio y de las propiedades de emulsión Madurado acelerado del queso Mejora estabilidad de los agregados de CN, tamaño menor de micela de caseína, y mejora de los tiempos de gelación y coagulación Mejora de digestibilidad, descenso de la respuesta alergénica Mejora de la absorción de Fe y protección hacia infecciones diversas Protección hacia patógenos como Salmonella y Listeria Leche maternizada LEGISLACION USA APHIS (Animal and Plant Health Inspection Service): Controla movimientos entre estados, importaciones y ensayos de cultivo de GMOs vegetales. FDA (Food and Drug Administration): Control de aditivos y nuevos productos alimentarios. Control etiquetado (no obligatorio para GMOs). EPA (Environmental Protection Agency): Controla el impacto medio ambiental de los GMOs. LEGISLACION http://www.tecnociencia.es/especiales/transgenicos/9.htm#92 ESPAÑA Ley 9/2003, de 25 de abril, por la que se establece el régimen jurídico de la utilización confinada, liberación voluntaria y comercialización de organismos modificados genéticamente. Jefatura del Estado (BOE:100-2003). 26-04-2003 Regulación UE El Reglamento 49/2000 establece el 1% transgénico como límite por encima del cual se debe etiquear, y por debajo del cual, la presencia del GMO en alimentos puede ser considerada como contaminación accidental y no necesita, por tanto, ser etiquetado. LEGISLACION Posición común (CE) nº 21/2003, de 17 de marzo de 2003, aprobada por el Consejo de conformidad con el procedimiento establecido en el artículo 251 del Tratado constitutivo de la Comunidad Europea, con vistas a la adopción de un Reglamento del Parlamento Europeo y del Consejo relativo a la trazabilidad y al etiquetado de organismos modificados genéticamente ya la trazabilidad de los alimentos y piensos producidos a partir de éstos, y por el que se modifica la Directiva 2001/18/CE. Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 13-05-2003 Posición común (CE) nº 22/2003, de 17 de marzo de 2003, aprobada por el Consejo de conformidad con el procedimiento establecido en el artículo 251del Tratado constitutivo de la Comunidad Europea, con vistas a la adopción de un Reglamento del Parlamento Europeo y del Consejo sobre alimentos y piensos modificados genéticamente. Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 13-05-2003 LEGISLACION Posición común (CE) nº 17/2003, de 4 de marzo de 2003, aprobada por el Consejo de conformidad con el procedimiento establecido en el artículo 251 del Tratado constitutivo de la Comunidad Europea, con vistas a la adopción de un Reglamento del Parlamento Europeo y del Consejo relativo al movimiento transfronterizo de organismos modificados genéticamente. Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 06-05-2003 Decisión del Consejo, de 3 de octubre de 2002, por la que se establecen unas notas de orientación complementarias al anexo VII de la Directiva 2001/18/CE del Parlamento Europeo y del Consejo sobre la liberación ntencional en el medio ambiente de organismos modificados genéticamente y por la que se deroga la Directiva 90/220/CEE del Consejo. Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 18-10-2002 Decisión del Consejo, de 3 de octubre de 2002, por la que se establece, de conformidad con la Directiva 2001/18/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, el modelo de resumen de la notificación de la puesta en el mercado de organismos modificados genéticamente como producto o componente de productos. Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 18-10-2002 LEGISLACION Dictamen del Comité Económico y Social sobre la "Propuesta de Reglamento del Parlamento Europeo y del Consejo sobre alimentos y piensos modificados genéticamente". Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 17-09-2002 Decisión de la Comisión, de 24 de julio de 2002, por la que se establecen unas notas de orientación complementarias al anexo II de la Directiva 2001/18/CE del Parlamento Europeo y del Consejo sobre la liberación intencional en el medio ambiente de organismos modificados genéticamente y por la que se deroga la Directiva 90/220/CEE del Consejo [notificada con el número C(2002) 2715]. Diario Oficial de las comunidades Europeas (DOCE). 30-07-2002 Corrección de errores de la Directiva 98/95/CE del Consejo, de 14 de diciembre de 1998, que modifica, respecto de la consolidación del mercado interior, las variedades de plantas modificadas genéticamente y los recursos fitogenéticos, las Directivas 66/400/CEE, 66/401/CEE, 66/402/CEE, 66/403/CEE, 69/208/CEE, 70/457/CEE y 70/458/CEE sobre la comercialización de las semillas de remolacha, de las semillas de plantas forrajeras, de las semillas de cereales, de las patatas de siembra, de las semillas de plantas oleaginosas y textiles, de las semillas de plantas hortícolas y sobre el Catálogo común de las variedades de las especies de plantas agrícolas (DO L 25 de 1.2.1999). Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 26-03-2002 LEGISLACION Reglamento (CE) nº 49/2000 de la Comisión de 10 de enero de 2000 por el que se modifica el Reglamento (CE) nº 1139/98 del Consejo relativo a la indicación obligatoria, en el etiquetado de determinados productos alimenticios fabricados a partir de organismos modificados genéticamente, de información distinta de la prevista en la Directiva 79/112/CEE. Diario oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 11-01-2000 Reglamento (CE) nº 50/2000 de la Comisión de 10 de enero de 2000 relativo al etiquetado de los productos alimenticios e ingredientes alimentarios que contienen aditivos y aromas modificados genéticamente o producidos a partir de organismos modificados genéticamente. Diario Oficial de las Comunidades Europeas (DOCE). 11-01-2000 VALORACION DE LA INOCUIDAD DE UN ALIMENTO GMOs FAO (Food and Agriculture Organization) WHO (World Health Organization) OECD (Organization of Economic Cooperation and Development) FDA (Food and Drug Administration) Principios SAFEST (Safety Assessment of Food by Equivalence and Similarity Targeting) “Idea de usar alimentos tradicionales, aceptados como seguros en su uso, para la comparación en los ensayos de seguridad de nuevos alimentos, dentro del concepto de equivalencia sustancial” VALORACION DE LA INOCUIDAD DE UN ALIMENTO GMOs Principio de equivalencia sustancial (factores a considerar); Características y composición del alimento convencional con el nuevo a comparar Conocimiento de las partes componentes del nuevo producto u organismo (genes introducidos, método usado para introducir el material genético, cómo el nuevo material genético es expresado) Las características y composición del nuevo producto u organismo comparado con el producto u organismo existente VALORACION DE LA INOCUIDAD DE UN ALIMENTO GMOs Clase SAFEST Categoría UE Sustancialmente equivalente a la levadura convencional Similar suficientemente a la levadura convencional Similar suficientemente al tomate convencional Similar suficientemente 1 A 2 A 2 A 1 B No similares suficientemente a su homónimo tradicional No similares suficientemente a su homónimo tradicional No similares suficientemente a su homónimo tradicional 3 C 3 D 3 E Tipo de alimento Equivalencia Levadura de pan modificada genéticamente Levadura de cerveza modificada genéticamente Tomate modificado genéticamente Aceite procedente de colza modificado genéticamente Carbohidrato poliésteres Micoproteínas Kiwi VALORACION DE LA INOCUIDAD DE UN ALIMENTO GMOs Toxicocinética Genotoxicidad Potencial alergénico Potencial para la colonización Estudios subcrónicos Otros estudios de toxicidad Confirmación de la seguridad en humanos Requerida en entidades químicas específicas encontradas en nuevos alimentos y nuevos ingredientes Deben cubrir los procesos de absorción, distribución, metabolismo y excreción Debe estudiarse el peso molecular, estabilidad al calor, al procesado, efectos de pH, digestión gastrointestinal, homología de la secuencia de aminoácidos, y la prevalencia en el alimento En aquellos nuevos alimentos y nuevos ingredientes que son o contienen microorganismos vivos (incluyendo microorganismos modificados genéticamente) Se debe diferencia entre componentes minoritarios y mayoritarios Incluyendo estudios de toxicidad en una segunda especie, estudios de reproducción y estudios de carcinogenicidad Incluyendo tolerancia, examen de los efectos en el espectro de la microbiota intestinal y los efectos en los biomarcadores IMPACTO MEDIO AMBIENTAL DE LOS GMOs RIESGOS 1. 2. 3. 4. La dispersión incontrolada de la descendencia de la planta transgénica La transferencia de los genes introducidos de una especie a otra La inducción de resistencia a los productos transgénicos por parte de patógenos y de las plagas que se quieren controlar con dichos productos Merma en la biodiversidad IMPACTO MEDIO AMBIENTAL DE LOS GMOs ENSAYOS EVALUACION RIESGOS 1. 2. 3. Estudios de toxicología ambiental: toxicidad por vía oral en aves de la proteína bacteriana introducida en los vegetales, el ensayo de la toxicidad del polen transgénico para dáfnidos, y de distintos tejidos del vegetal para invertebrados del suelo, tales como lombrices, además de la comprobación de la inocuidad de la proteína para insectos que no sean plagas del cultivo Justificación especial de que la planta transgénica es inocua para especies de insectos amenazadas de extinción Comprobación de que no hay riesgos de la supervivencia del producto transgénico por sí mismo o de la transferencia de sus genes a especies silvestres DETECCION DE LOS GMOs POSIBILIDADES • Proteína • ADN VENTAJAS ADN SOBRE PROTEINA • Procesado de alimentos. Mucho más termoestables • Mucha mayor sensibilidad (método PCR 100 veces más sensible que test ELISA) • Técnicas ADN menos laboriosas y más rápidas que ELISA • Detecta ingredientes GMO presentes a muy baja concentración • Detección posible en todas las partes del producto DETECCION DE LOS GMOs CONSTRUCCION GENETICA DE GMOs MARCADOR PROMOTOR 35S (virus del mosaico de la coliflor) TRANSGEN TERMINADOR NOS (Agrobacterium) METODOS ANALISIS 1. Detección del transgen específico (análisis muy específico, fiable con sensibilidad del 0.01%). Detección de la RR-soja (Roundup Ready soja) y de maíces resistentes al taladro. 2. Detección de un GMO en muestra, sin necesidad de especificar de cuál se trata. Hacer “Screening” amplificando y detectando el Promotor 35S o el Terminador NOS. Sensibilidad 0.1%. DETECCION DE LOS GMOs TÉCNICA DE LA PCR DETECCION DE LOS GMOs Amplificación de las moléculas de ADN (amplicones) y electroforesis de ADN Amplificar significa copiar del orden de 240 Análisis puede ser qualitativo (+/-) o quantitativo (%GMOs) por PCR a tiempo real PERCEPCION PUBLICA DE LA BIOTECNOLOGIA BIOTECNOLOGIA ACTIVA Cuestionada PASIVA Aceptada PERCEPCION PUBLICA DE LA BIOTECNOLOGIA Hormona/más carne Hormona/más leche Hormona/menos grasa Producción/mejor sabor Plantas/resistencia pesticidas Producción a menor coste Hormonas como la insulina Drogas para curar humanos 0% 20% 40% 60% 80% 100% Lo apruevan fuertemente Lo apruevan medianamente Lo desapruevan medianamente Lo desapruevan fuertemente No sabe
