Tài liệu Bài giảng Chương 5 - Công nghệ sinh học thực phẩm trong tương lai

CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM TRONG TƢƠNG LAI MỤC LỤC 1. Thực phẩm chức năng  2. Thực phẩm biến đổi gen  3. Vai trò của công nghệ sinh học trong sự phát triển ngành công nghệ thực phẩm  1. Thực phẩm chức năng Thực phẩm chức năng là thực phẩm dùng để hỗ trợ hoạt động của các bộ phận trong cơ thể, có tác dụng dinh dƣỡng, tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái và giảm bớt nguy cơ gây bệnh.  Thực phẩm chức năng, tuỳ theo công dụng, hàm lƣợng vi chất và hƣớng dẫn sử dụng, còn có các tên gọi khác là thực phẩm bổ sung vi chất dinh dƣỡng; thực phẩm bổ sung; thực phẩm bảo vệ sức khoẻ; sản phẩm dinh dƣỡng y học.  Thực phẩm chức năng là sản phẩm giao thoa giữa thực phẩm (nguồn gốc thiên nhiên) và dƣợc phẩm (thuốc- nguồn gốc hoá chất). Nhờ có chứa các hợp chất hoạt động sinh học mà ngoài giá trị dinh dƣỡng cơ bản, các thực phẩm chức năng còn có tác dụng giúp điều trị và phòng bệnh tốt. Thuật ngữ “Thực phẩm chức năng” đầu tiên đƣợc giới thiệu ở Nhật vào khoảng giữa những năm 1980.  Thực phẩm chức năng bắt nguồn từ thực vật, có thể kể các sản phẩm chế biến từ đậu, cà chua, tỏi, các loại trái cây, tỏi, trà, rƣợu vang. Có thể đƣa ra một ví dụ nhƣ đu đủ cũng là một thực phẩm chức năng.  Đu đủ là thực phẩm chứa nhiều carotenoid nhất, chiếm đến 7,2mg trong một quả trong khi mơ chỉ chứa 2,6mg. Carotenoid chính là nhóm chất chống oxy hóa rất mạnh, rất hữu ích trong việc phòng chống các bệnh tim mạch và ung thƣ. Trong số 19 chất carotenoid thì chủ yếu là các nhóm cryptoxanthin, beta-caroten, cryptoflavin. Ngoài ra đu đủ cũng rất giàu vitamin A, B, C. Trong 10g quả chứa 0,2 g protein, 14,5 g hydrat carbon, 1g lipid và 0,11 g khoáng chất. Trong y học cổ truyền Nam Mỹ, đu đủ đƣợc đánh giá có hiệu lực trị bệnh tiểu đƣờng, hen suyễn và chống ký sinh trùng đƣờng ruột và điều trị hiệu quả bệnh ho lao nếu dùng đều đặn trong thời gian dài. Đu đủ còn đƣợc đánh giá cao trên lĩnh vực thực phẩm chức năng nhờ các enzym nhƣ papain, có tác dụng giống nhƣ các enzym do dạ dày tiết ra nên rất cần thiết cho việc tiêu hóa thực phẩm. Tác dụng của papain trong đu đủ: Enzym papain từ đu đủ giống nhƣ bromelin từ dứa (thơm) là nguồn enzym thực vật có tác dụng giống pepsin của dạ dày hoặc trypsin của dịch tụy.  Enzym này tỏ ra hết sức hiệu quả trong việc phân hủy các hỗn hợp protein, nhất là trong các bệnh xơ hóa túi mật, tiêu hóa khó khăn và nóng rát dạ dày, thiểu năng tuyến tụy làm giảm hàm lƣợng enzym pancreatin tiết ra.   Dùng đu đủ làm thực phẩm chức năng: - Góp phần hỗ trợ sự tiêu hóa sau những bữa ăn gây nặng bụng hoặc dùng làm nƣớc ép uống khi có rối loạn tiêu hóa nhƣ tiêu chảy, viêm ruột kể cả trẻ em trong thời kỳ mọc răng. - Tại Nhật có một sản phẩm rất đƣợc ƣa chuộng tên là “Immun’Age” từ đu đủ lên men chống lão hoá. - Tại các quốc gia nhiệt đới, ngƣời ta dùng nhựa từ đu đủ xanh hoặc hạt làm thuốc chống ký sinh trùng đƣờng ruột nhƣ tẩy giun kim, giun đũa, sán heo... dƣới dạng thuốc sắc. Nƣớc sắc này còn có tác dụng kích thích chức năng gan, mật hoạt động.  Thực phẩm chức năng có nguồn gốc từ động vật: Các loại cá, thịt, sản phẩm từ sữa…. Thực phẩm chức năng bao gồm nhiều nhóm nhƣ nhóm thực phẩm có chứa chất chống oxy hoá (quả gấc, cam, chanh, bƣỡi, giá…); nhóm thực phẩm có chứa polyphenol (trà); nhóm thực phẩm có chứa melanoidine và caramel (gạo rang); nhóm probiotics (sữa chua, dƣa chua…)  Trên thế giới, thực phẩm chức năngđã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nƣớc nhƣ Nhật Bản, Mỹ, Đức trong đó Nhật Bản là nƣớc đi đầu.  2. Thực phẩm biến đổi gen 2.1. Thực phẩm biến đổi gen, tính cấp thiết và các ảnh hƣởng liên quan.  Thực phẩm có gen đã bị biến đổi là thực phẩm có nguồn gốc từ sinh vật có gen đã bị biến đổi do sử dụng công nghệ gen. Trƣớc sự thúc ép gia tăng về dân số của hành tinh chúng ta, một mặt chúng ta phải bảo tồn tính đa dạng sinh học, mặt khác lại phải sản xuất ra nhiều của cải vật chất để nuôi sống con ngƣời và bảo tồn nòi giống bằng chính sự an toàn thực phẩm do con ngƣời làm ra. Thực hiện ƣớc muốn này, chúng ta sử dụng thành tựu của khoa học- công nghệ gen: Sinh vật chuyển gen và cây trồng chuyển gen đã tác động trực tiếp đến thực phẩm chuyển gen. Do đó, những đột biến gen trong lĩnh vực cây trồng, chăn nuôi và chế biến thực phẩm sẽ là một trong những giải pháp tích cực và hiệu quả nhất để đảm bảo an ninh lƣơng thực và sản phẩm thực phẩm đa dạng phục vụ cuộc sống của con ngƣời.  Công nghệ chuyển gen là một quá trình chuyển đổi cho phép chúng ta xoá bỏ đƣợc ranh giới giữa các giống, loài vƣợt qua đƣợc “hàng rào tự nhiên” để cải tiến, đột biến các chủng giống vi sinh vật, cây trồng, vật nuôi. Do tính thống nhất của mã di truyền mà một khi gen mã hoá theo tình trạng mong muốn đƣợc phân lập từ bất kỳ một sinh vật nào (dù từ vi sinh vật), ngƣời ta đều có thể chuyển gen đó vào một sinh vật khác hoặc giữa các loài không có quan hệ, mà sinh vật đó chúng ta đang cần cải tiến hoặc mong muốn đột biến. Đây là thành tựu to lớn của khoa học vì quyền năng này không thể thực hiện đƣợc khi chúng ta sử dụng các phƣơng pháp lai tạo giống cổ điển, tự nhiên. Nhƣ vậy, thành tựu của công nghệ chuyển gen giúp cho con ngƣời sử dụng một cách triệt để hơn tính đa dạng sinh học vào các mục đích cần thiết của con ngƣời.  Hiện nay, không phải tất cả các loại thực phẩm có trên thị trường đều là thực phẩm biến đổi gen, nhưng sản phẩm chuyển gen có được phải là thành tựu của công nghệ sinh vật chuyển gen và cây trồng chuyển gen. Thực phẩm chuyển gen có một số ưu điểm cho cả người sản xuất và người tiêu dùng, nghĩa là con người đã dùng kỹ thuật gen để tạo ra sản phẩm thực phẩm có giá trị thấp hơn thành sản phẩm có giá trị cao hơn, có lợi ích lớn hơn hoặc khía cạnh này, hoặc khía cạnh kia, hoặc cho cả hai khi xét về giá trị dinh dưỡng và thời gian bảo quản thực phẩm.  Tuy vậy, còn nhiều ý kiến và các câu hỏi vẫn luôn thường trực đối với người tiêu dùng khi nhắc tới thực phẩm chuyển gen, vì mọi người đều cho rằng sử dụng thực phẩm truyền thống là cách an toàn nhất, nhưng chúng ta lại quên rằng, một số đặc tính hiện có của thực phẩm tự nhiên có thể bị thay đổi hoặc theo cách tích cực hoặc tiêu cực. 2.2. An toàn sinh học đối với thực phẩm biến đổi gen. An toaøn sinh hoïc ñöôïc hieåu laø söï baûo veä con ngöôøi, xaõ hoäi vaø moâi tröôøng khoûi caùc taùc ñoäng coù haïi hoaëc nguy hieåm ñoái vôùi söùc khoûe con ngöôøi cuûa theá heä hoâm nay vaø mai sau do caùc ñoäc toá hay caùc saûn phaåm cuûa coâng ngheä gen. Noù ñoøi hoûi phaûi ñaùnh giaù möùc ñoä an toaøn cuûa taát caû caùc bieän phaùp söû duïng nhö caùc taùc nhaân chaån ñoaùn vaø trò lieäu ; dò gheùp cô quan; caùc taùc nhaân baûo veä caây troàng vaät nuoâi,… Ngay töø luùcï khôûi ñaàu vaøo naêm 1973, nhieàu nghi ngôø ñaõ ñöôïc ñöa ra veà tính an toaøn cuûa coâng ngheä DNA taùi toå hôïp. Nhöõng moái lo ngaïi naøy ñaõ thuùc ñaåy caùc nhaø khoa hoïc chaáp nhaän caùc nguyeân taéc chæ ñaïo quaûn lí chính thöùc ñöôïc ñöa ra, nhaèm ñaûm baûo caùc vi sinh vaät taùi toå hôïp khoâng coù khaû naêng phaùt trieån beân ngoaøi caùc phoøng thí nghieäm, vaø caùc nhaân vieân phoøng thí nghieäm phaûi ñöôïc baûo veä ñeå khoâng bò baát kì moät ruûi ro naøo. Noäi dung cuûa caùc ñieàu luaät naøy ñöôïc tieán haønh vaøo naêm 1974 vaø 1975 trong caùc phieân hoïp môû döôùi söï giaùm saùt cuûa baùo chí. Vì vaäy, coâng chuùng ñaõ bieát ñeán caùc khaû naêng coù theå xaûy ra mang tính tieâu cöïc cuõng nhö tích cöïc cuûa caùc vi sinh vaät ñaõ ñöôïc bieán ñoåi di truyeàn. Vaøo naêm 1998, moät chieán dòch aàm ó vaø ñaày tranh caõi ñaõ choáng laïi vieäc troàng caùc caây GMO vaø caùc saûn phaåm mua baùn töø nhöõng loaïi caây troàng naøy. Ba öùng duïng thöû nghieäm GMO ñöôïc thöøa nhaän vaøo naêm 1982. Hai thöû nghieäm veà thöïc vaät bieán ñoåi gen laø baép vaø caây thuoác laù. Ñeà xuaát thöù ba lieân quan ñeán vieäc kieåm tra doøng vi sinh vaät Pseudomonas syringae bieán ñoåi gen ñeå xaùc nhaän lieäu noù coù theå giôùi haïn khaû naêng laøm cheát coùng caây. Söï ñeä trình ñaëc bieät naøy trôû thaønh söï kieän böôùc ngoaët cho vieäc caûi tieán caùc thuû tuïc quaûn lí vieäc phoùng thích caùc GMO vaøo moâi tröôøng.