Обоснование необходимости разработки мероприятий по управлению рисками, связанными с использованием пищевой продукции, производимой при помощи микробного синтеза

Резюме

С целью повышения эффективности производства пищевой продукции применяются микроорганизмы, генетический материал которых изменен при помощи направленного мутагенеза или трансгенеза. Такая продукция относится к новому виду. Обязательным условием является подтверждение ее безопасности при использовании в пищу.

Цель исследования - обоснование необходимости совершенствования системы оценки безопасности пищевой продукции, полученной микробным синтезом.

Материал и методы. Проанализированы и обобщены современные научные данные, опубликованные в реферативных базах данных Scopus, Web of Science, PubMed, РИНЦ, а также положения отечественных и международных нормативных и законодательных документов.

Результаты и обсуждение. Анализ научных данных, законодательных и нормативных документов (международных, стран Европейского союза и других экономически развитых стран) показал, что обязательным элементом оценки возможности безопасного использования пищевой продукции, производимой при помощи микробного синтеза, является исследование последовательности нуклеотидов трансгенной вставки у штамма-продуцента с целью анализа наличия детерминант патогенности, антибиотикорезистентности, способности к продукции токсичных метаболитов. Полученные in vitro данные об отсутствии рисков использования в пищевой промышленности как штаммов-продуцентов, так и синтезируемых ими ферментных препаратов и другой пищевой продукции должны быть подтверждены в экспериментах in vivo. Необходимость соблюдения этих требований, а также основные критерии оценки рисков такой пищевой продукции в настоящее время, в основном, предусмотрена законодательными и нормативными актами РФ. Вместе с тем система санитарно-гигиенической оценки безопасности штаммов-продуцентов и продуцируемых ими пищевых ингредиентов нуждается в актуализации.

Ключевые слова:штамм-продуцент, мутантный штамм, генетически модифицированные микроорганизмы, ДНК, ферментные препараты, пищевые добавки, ароматизаторы, пищевые ингредиенты

Финансирование. Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания.

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие конфликта интересов.

Для цитирования: Багрянцева О.В. Обоснование необходимости разработки мероприятий по управлению рисками, связанными с использованием пищевой продукции, производимой при помощи микробного синтеза // Вопросы питания. 2020. Т 89, № 2. С 64-76. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10017

Метаболиты производственных штаммов микроорганизмов - биологически активные вещества (БАВ) -являются неотъемлемой частью их нормального обмена веществ. К первичным метаболитам микроорганизмов относятся нуклеотиды, аминокислоты, пептиды, белки, к вторичным - коферменты (например, витамины), органические кислоты, этанол, жирные кислоты [1-3]. Поскольку природные штаммы могут продуцировать целый комплекс БАВ, это затрудняет получение целевых субстанций, очищенных от посторонних примесей, в необходимых количествах. Для увеличения эффективности биотехнологических производств используют направленный мутагенез и генно-инженерные технологии [1, 4].

Использование методов генной инженерии и направленного мутагенеза приводит к изменению последовательности нуклеотидов ДНК и РНК [5-7]. Такие изменения могут привести к продукции различных изоформ белков, а следовательно, к изменению свойств БАВ, продуцируемых микробной клеткой, увеличению или уменьшению экспрессии белка. Возможно увеличение продукции токсичных метаболитов или детерминант антибиотикоустойчивости [8-10], что, несомненно, может отразиться на качестве и безопасности пищевой продукции, получаемой с использованием микробного синтеза.

В производстве пищевых ингредиентов чаще всего используют плесневые (60%) и дрожжеподобные грибы (4%), бактериальные культуры (24%) и стрептомицеты (2%). Высокая частота использования микроскопических грибов обусловлена тем, что они, являясь эукариотами, обеспечивают фолдинг (процесс укладки полипептидной цепи) белков таким же образом, каким он происходит во всех эукариотических организмах, в том числе в организме человека [8].

В соответствии с утвержденным Перечнем пищевой продукции, подлежащей исследованию на наличие генетически модифицированных (ГМ) микроорганизмов и микроорганизмов, имеющих генетически измененные аналоги [11-13], к 1-й группе относятся продовольственное сырье, пищевые продукты и пищевые компоненты, состоящие из жизнеспособной технологической микрофлоры или содержащие ее; ко 2-й группе - продукты, содержащие нежизнеспособные микроорганизмы технологической микрофлоры; к 3-й группе - пищевые компоненты и вещества, пищевые добавки и микронутриенты, произведенные с участием штаммов-продуцентов, но освобожденные от них в процессе технологической обработки. Более 90% пищевой продукции микробного синтеза производят с использованием мутантных и ГМ-микроорганизмов [1, 2, 14]. Согласно законодательству Евразийской экономической комиссии и РФ, такая продукция относится к новому виду и ее использование не исключает определенные риски здоровью населения. Вместе с тем существующая в Евразийском экономическом союзе (ЕАЭС) система оценки рисков и подтверждения соответствия установленным требованиям промышленных штаммов-продуцентов и пищевой продукции микробного синтеза нуждается в значительной доработке.

Цель исследования - обоснование необходимости совершенствования системы оценки безопасности пищевой продукции, полученной микробным синтезом.

Пищевая продукция, производимая с использованием микробного синтеза

Пищевая продукция, получаемая при помощи направленной эволюции, появилась на рынке уже в 1980-х гг., а значимые количества производят с 2000-х гг. [15]. На сегодняшний день около 15 отраслей пищевой промышленности используют ферментные препараты с измененными свойствами, такими как активность и стабильность при различных значениях рН и температуры [16], улучшенные или модифицированные селективные свойства [17], стабильность в органических растворителях [18], новая субстратная специфичность [19], повышенная биологическая активность [20-22].

80 пищевых добавок, разрешенных для использования в пищевой промышленности ЕАЭС в соответствии с ТР ТС 029/2012 "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов, технологических вспомогательных средств", могут быть произведены при помощи микробного синтеза (см. таблицу) [23-25].

Пищевые добавки, которые могут быть произведены при помощи микробного синтеза

Food additives, which can be produced using microbial synthesis

Аминокислоты, нуклеотиды, пептиды, белки микробного происхождения широко используются в качестве сырья для изготовления специализированных пищевых продуктов, в том числе биологически активных добавок (БАД) к пище, пищевых продуктов для питания детей, спортсменов, диетического лечебного и диетического профилактического питания [26, 27]. С использованием микробного синтеза производят витамины С, D, K, каротиноиды (в том числе p-каротин, лютеин, зеаксантин, ликопин, кантаксантин и др.), минорные БАВ (например, ресвератрол и другие антиоксиданты, карнитин, коэнзим Q10, витаминоподобные вещества), фитостерины, фенольные соединения, терпеноиды, стеролы, свободные жирные кислоты, полисахариды и др. Перечень веществ, производимых с использованием микробного синтеза и содержащихся в ароматизаторах, включает аминокислоты и их производные, органические кислоты, короткоцепочные жирные кислоты, ванилин, а также вкусоароматические препараты (экстракты) из дрожжеподобных грибов и др. Фактически все антибиотики производятся при помощи микробного синтеза [25, 28-37].

Возможные риски здоровью населения, связанные с использованием пищевой продукции, получаемой при помощи микробного синтеза

Для использования в пищевой промышленности разрешается использовать штаммы микроорганизмов, безопасные для здоровья. Вместе с тем в процессе трансгенеза в генотип безопасного штамма-рецепиента могут быть включены гены микроорганизмов, полученных из патогенных или токсин-продуцирующих, устойчивых к антибиотикам микроорганизмов [1, 38, 39]. Мутации и трансгенез могут приводить к снижению общей метаболической активности штамма-продуцента, в том числе к экспрессии белка, наличию в пищевой продукции токсичных промежуточных и конечных продуктов метаболизма [22].

Таким образом, на основе двух одинаковых штаммов при помощи направленного мутагенеза или трансгенеза могут быть получены новые субкультуры (клоны) микроорганизмов, имеющие различия в структуре ДНК и РНК. Поскольку структура и биологические свойства продуцируемых микробной клеткой веществ в первую очередь зависят от последовательности нуклеотидов, патогенные и токсигенные свойства, вирулентность, способность к адгезии, антибиотикорезистентность и другие характеристики родительских штаммов в значительной степени могут усилиться у вновь полученного штамма-продуцента. Случайное попадание в организм человека таких микроорганизмов может привести к возникновению новых патогенов, формированию устойчивости микроорганизмов к антибиотикам, нарушениям иммунного статуса организма человека [38-42]. В этой связи в пищевой промышленности могут быть использованы только штаммы микроорганизмов, имеющих уникальные номера. Это требование позволяет соблюдать важнейший принцип их использования: один продукт - один штамм [12]. РНК и ДНК мутантных и ГМ-микроорганизмов в результате конъюгации или трансдукции способны передать свой генетический материал микроорганизмам кишечного микробиома.

Примером небезопасного использования продукции (триптофана), полученной посредством ГМ-микро-организмов, является тот факт, что в конце 1980-х гг. в США и в некоторых других странах отмечалось большое число случаев синдрома эозинофилии-миалгии. В результате этой вспышки заболели 60 тыс. человек, около 1500 случаев привели к инвалидизации и не менее 27 закончились летальным исходом. Отказ от использования такого триптофана привел к практически полному исчезновению случаев с данным заболеванием [43]. К настоящему времени накоплено большое количество свидетельств наличия вторичных метаболитов в продукции микробного синтеза. К таким продуктам относятся токсины микроорганизмов, детерминанты патогенности и антибиотикоустойчивости [44]. Анализ материалов Роспотребнадзора показал, что в 3% представленных на регистрацию образцов ферментных препаратов были обнаружены жизнеспособные клетки и/или ДНК штаммов-продуцентов, в том числе с сопутствующими маркерами антибиотикорезистентности [45].

Определенные риски здоровью представляют ферментные препараты, проявляющие остаточную ферментативную активность в готовых для употребления пищевых продуктах [7]. Так, вызывает серьезную обеспокоенность использование в пищевой промышленности ферментного препарата микробного происхождения трансглютаминазы. Целый ряд публикаций обосновывает технологическую необходимость применения этого ферментного препарата для формирования сгустка кисломолочных продуктов, увеличения зернистости творога, склеивания мелких кусочков мясного и рыбного сырья (как сырого, так и готового для употребления), улучшения структуры хлебобулочных изделий (http://elibrary.ru). Данный фермент привлекателен для производителей тем, что позволяет скрыть низкое качество используемого в производстве пищевого сырья. Транс-глютаминаза и продуцирующие его штаммы в настоящее время в соответствии с ТР ТС 029/2012 не входят в перечень ферментных препаратов, разрешенных для применения в пищевой промышленности. Кроме того, активность ферментных препаратов, используемых в качестве технологических вспомогательных средств, в готовой для употребления пищевой продукции не должна обнаруживаться. Однако в случае изготовления целого ряда пищевых продуктов соблюдение этого требования невозможно, так как остаточная активность трансглютаминазы отмечается даже после обработки при температуре до 70 °С.

Под влиянием трансглютаминазы могут образовываться нерастворимые белковые агрегаты, увеличиваться проницаемость слизистой кишки, нарушаться связь ДНК с гистонами, увеличиваться антигенная нагрузка на иммунную систему. Дополнительное поступление трансглютаминазы с пищевыми продуктами может быть одной из причин развития целиакии [46]. Имеются предположения, что трансглютаминаза может являться фактором нарушения адгезии белков при формировании синдрома Альцгеймера, канцерогенезе [47-51]. Микроорганизмы, используемые для производства трансглютаминазы, - ГМ-штаммы Streptomyces mobaraensis, наряду с трансглютаминазой могут продуцировать некоторые антибиотики (блеомицин, детоксин, пиерицидин А), а также детерминанты антибиотикоустойчивости, такие как пенициллин-ацилазу, р-лактамазу, что, по мнению Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), может служить развитию антибиотикоустойчивости у микроорганизмов, являющихся загрязнителями пищевой продукции [52].

Кроме того, продуцируемые мутантными и ГМ-штаммами ферменты могут различаться по своим технологическим свойствам. Примером таких различий являются липазы, которые в зависимости от модификации ДНК могут отличаться субстратной специфичностью, включая хемоспецифичность (расщепляют липиды с образованием три-, ди- и моноацилглицеридов, свободных жирных кислот), пространственную специфичность (существуют липазы, которые расщепляют триацилглицериды только в 1-й и 3-й позициях или во 2-й позиции); изоферментной специфичностью, температурным оптимумом, скоростью осуществляемой реакции и др. [53].

Система управления рисками, связанными с использованием пищевой продукции, производимой при помощи микробного синтеза

В соответствии с установленными Международным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам и загрязнителям (JECFA) и Европейским союзом (ЕС) принципами, пищевая продукция, получаемая с использованием микробного синтеза, должна пройти оценку безопасности для здоровья населения, которая включает характеристику генетической модификации, в том числе делеции или вставки последовательностей нуклеотидов ДНК и РНК, характеристику реципиентного и донорного микроорганизмов, вектора(-ов), используемого(-мых) при конструировании ГМ-штамма. При этом учитываются уровень потребления такой пищевой продукции, возможность вторичных эффектов, обусловленных экспрессией встроенного гена или мутацией микроорганизма, выражающихся в нарушении метаболизма, изменении состава пищевой продукции: содержания в ней макро- и микронутриентов, физиологически активных ингредиентов, а также антинутриентов, эндогенных токсинов, аллергенов; различия между пищевой продукцией, получаемой с использованием микробного синтеза, из растений или тканей животных [11, 54-58]. Кроме того, при оценке безопасности штаммов-продуцентов следует учитывать методы, используемые для генетической модификации, способность к трансгенезу генов из генотипа штамма-продуцента в генотип других микроорганизмов; генетическую стабильность, патогенный потенциал, характеристики экспрессии целевого белка модифицированной ДНК, влияние на микробиом кишечника и на иммунный статус организма [11, 54-63].

Сведения о токсичности пищевой продукции, получаемой с использованием микробного синтеза, не представляются в случае их получения при помощи микроорганизмов, имеющих статус "квалифицирован, предположительно, как безопасный - Qualified Presumption of Safety (QPS)". Тем не менее, если в процессе производства такой пищевой продукции обнаруживаются остаточные количества загрязнителей, для нее могут потребоваться дополнительные сведения об оценке рисков ее использования [11, 12, 64-68]. Перечень штаммов-продуцентов, рекомендованных в настоящее время EFSA для включения в перечень QPS, содержит только пробиотические микроорганизмы родов Bifidobacterium, Lactobacillus и Saccharomyces cerevisiae var. boulardii [55].

Каждому штамму, входящему в перечень микроорганизмов, разрешенных для использования в пищевой промышленности, присвоен индивидуальный код-номер ЕС. При присвоении номера штамму-продуценту во внимание принимаются сведения обо всех генетических изменениях при его получении. Характеристика возможных свойств таких ГМ-штаммов основывается на характеристике свойств штамма-реципиента, штамма-донора, векторной последовательности. При этом обязательно приводить результаты секвенирования вставки ДНК и векторных последовательностей и описание их источников (плазмиды, вирусы, транспозоны), данных анализа методом полимеразной цепной реакции ДНК штамма-продуцента в сравнении с генетически не измененными микроорганизмами, принадлежащими к этому виду. Результаты секвенирования ДНК модифицированного штамма, его фенотипические признаки следует вносить в базу данных вместе со сведениями о методах его выделения из объектов окружающей среды. Особые требования предъявляются к отсутствию способности у штаммов-продуцентов к внутри- или межвидовому переносу генетического материала и их возможному влиянию на кишечный микробиом. Такой подход позволяет выявлять штаммы-продуценты (клоны) микроорганизмов посредством скрининга их фенотипических свойств при помощи секвенирования и дальнейшего картирования ДНК с использованием баз данных о последовательностях нуклеотидов патогенных, условно-патогенных микроорганизмов, мутантных и ГМ-микроорганизмов [64-68]. Обязательными элементами оценки безопасности (рисков) готовой к употреблению пищевой продукции, производимой с использованием ГМ-микроорганизмов, являются исследование ее токсичности в эксперименте, подтверждение отсутствия живых клеток и ДНК штаммов-продуцентов, антимикробной активности, аллергенности и отсутствия в ее составе вторичных метаболитов микроорганизмов, оказывающих негативное воздействие на организм человека [61].

EFSA не сочло возможным присвоить статус QPS микроорганизмам, для которых в настоящее время не накоплено достаточно знаний об их таксономическом положении и/или их способности продуцировать БАВ, которые могут оказывать негативное воздействие на здоровье потребителей, животных или окружающую среду. К таким микроорганизмам относятся [68]: 1) плесневые грибы, характеризующиеся широким распространением генов, кодирующих продукцию вторичных метаболитов, обладающих различной биологической активностью, включая токсигенность (например, способность к продукции микотоксинов); 2) бактериофаги - в связи с трудностями их таксономического определения, что затрудняет оценку трансдукционного потенциала, которая должна проводиться на уровне отдельного типа фага; 3) бактерии вида Enterococcus faecium - в связи с наличием у них факторов патогенности и вирулентности; 4) бактерии вида Escherichia coli - из-за изменчивости признака вирулентности у представителей этого вида; 5) бактерии рода Streptomyces spp. - из-за способности к производству вторичных метаболитов и невозможностью их достаточно полной идентификации; 6) мицелиальные микроорганизмы Oomycetes - из-за недостаточных знаний об их токсигенном потенциале и активности большинства их вторичных метаболитов.

Требования Комиссии Кодекс Алиментариус (ККА) к информации, представляемой к характеристике пищевой продукции, производимой с использованием ГМ-штаммов, приведены в соответствующем Руководстве [11]. Аналогичные требования к безопасности ГМ-микроорганизмов, предназначенных для биотехнологических производств, приведены в Директиве ЕС № 2009/41/EC [56]. Процедура оценки рисков ГМ-микроорганизмов, критерии безопасности пищевой продукции, получаемой с использованием микробного синтеза приводятся в Руководстве EFSA [12] с учетом ряда законодательных требований ЕС [57, 69-72]. Аналогичные требования к продукции микробного синтеза предъявляются Федеральным управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) [73], министерством здравоохранения Канады (https://www.canada.ca/en/health-canada), Франции, Дании и др.

Особое внимание в ЕС в отношении безопасного использования пищевой продукции, получаемой при помощи микробного синтеза, занимают ферментные препараты. Для принятия решения о возможности их использования в пищевой промышленности должны быть представлены данные об их классификации, источнике получения, описание аминокислотной последовательности и, в случае ГМ-микроорганизмов, нуклеотидной последовательности трансгенной вставки, данные об отсутствии клеток штаммов-продуцентов и их токсических метаболитов, антибиотической активности, необходимые для проявления активности ферментного препарата условия (оптимум рН и температуры, возможные ингибиторы или активаторы реакции и кофакторы), характеристика второстепенной активности (при наличии), описание технологической функции, области применения, дозировки; сведения о способе производства; данные об отсутствии токсичности; отсутствии остаточной активности фермента в пищевом продукте и описание метода определения активности ферментного препарата [55].

В 2012 г. ККА был опубликован перечень ферментных препаратов, используемых в качестве технологических вспомогательных средств [74]. Данный документ носит информационный характер и включает перечень штаммов-продуцентов, прошедших и не прошедших оценку безопасности в JECFA. Отсутствие такой проверки, а также индивидуального кода-номера у штаммов, прошедших оценку JECFA, не исключает возможных негативных последствий использования данной продукции для здоровья человека [75]. В ряде стран мира в настоящее время также установлены перечни ферментных препаратов и их штаммов-продуцентов, разрешенных для использования в пищевой промышленности. В Канаде данный перечень включает список пищевой продукции, при изготовлении которой разрешается использовать тот или иной ферментный препарат, и устанавливает максимально допустимые уровни их применения [https://www.canada.ca/en/health-canada.html]. EFSA разработан перечень ферментных препаратов с указанием штаммов-продуцентов и области их применения [76].

В ТР ТС 029/2012 установлено, что при оценке (подтверждении) соответствия пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств предоставляются сведения об использовании в их составе генетически модифицированных организмов (ГМО) и компонентов, полученных из ГМО. При оценке (подтверждении) соответствия ферментных препаратов дополнительно предоставляются сведения об источнике их происхождения и характеристика штаммов микроорганизмов - продуцентов ферментов, включающие:

а) таксономическое положение (родовое и видовое название штамма, номер и оригинальное название; сведения о депонировании в коллекции культур и о модификациях);

б) сведения о токсигенности и патогенности (для штаммов - представителей родов, среди которых встречаются условно-патогенные микроорганизмы);

в) сведения об использовании в производстве ферментных препаратов штаммов ГМ-микроорганизмов.

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 23.09.2013 № 839 "О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы, включая указанную продукцию, ввозимую на территорию Российской Федерации" (с изменениями на 2017 г.), производитель обязан представить информацию о ГМО: наименование модифицированного организма и сведения о трансформационном событии, виды целевого использования ГМО, сведения о специальных условиях использования.

Согласно ТР ТС 021/2011, пищевая продукция, производимая из ГМО или с использованием ГМО, с новой или преднамеренно измененной первичной молекулярной структурой, состоящая или выделенная из микроорганизмов, микроскопических грибов, относится к продукции нового вида, подтверждение установленным требованиям качества и безопасности которой проводится в форме государственной регистрации. Сведения о регистрации пищевой продукции нового вида вносятся в единый реестр пищевой продукции нового вида. Исходя из этого производитель при подтверждении соответствия пищевой продукции, получаемой с использованием ГМ-микроорганизмов или микроорганизмов, имеющих ГМ-аналоги, должен предоставить сведения о безопасности такой пищевой продукции и штамме-продуценте. Данные сведения необходимы для обеспечения контроля этого вида продукции при ее размещении на рынке [77].

Пути совершенствования контроля безопасности пищевой продукции, получаемой с использованием микробного синтеза, в Российской Федерации и странах Евразийского экономического союза

В Российской Федерации в превентивном порядке разработаны нормативные документы, содержащие требования к продукции микробного синтеза [13, 78-86], разработан и применяется ряд межгосударственных и национальных стандартов, устанавливающих требования к ферментным препаратам, получаемым различными способами, и методам определения их активности. Вместе с тем в последнее десятилетие накоплен достаточно большой международный опыт регулирования безопасного использования данного вида пищевой продукции, который необходимо учитывать в практике работы санитарно-эпидемиологического надзора РФ и ЕАЭС.

В этой связи в рамках подготовки предложений для внесения изменений № 2 в ТР ТС 029/2012 были обоснованы дополнительные требования, предъявляемые к ферментным препаратам и другим технологическим вспомогательным средствам, пищевым добавкам и ароматизаторам, полученным при помощи микробного синтеза. В данном проекте предложено внести следующие дополнительные требования к такой продукции:

1) в пищевых добавках, ароматизаторах (вкусоароматических веществах, вкусоароматических препаратах, предшественниках ароматизаторов) микробного (продуцируемых бактериями и микроскопическими грибами) происхождения не допускается содержание ДНК штамма-продуцента, наличие антибиотической активности (для ферментов, производимых с использованием бактериальных культур) и микотоксинов (для ферментов, производимых с использованием плесневых грибов). Ранее это требование распространялось только на ферментные препараты;

2) актуализированы требования, предъявляемые при оценке соответствия ферментных препаратов, включающие необходимость представления производителем следующих данных: наименование, синонимы и классификационная принадлежность фермента в соответствии с международной классификацией; данные о стабильности в течение срока годности; информация об активности фермента; условия, необходимые для ее проявления (оптимум рН, температуры и др.); условия инактивации ферментного препарата; данные об отсутствии антибиотической активности; характеристика второстепенной активности (при наличии); общие сведения о способе производства; описание метода определения активности фермента в ферментном препарате; сведения о технологической функции, области применения, дозировках;

3) актуализированы требования, представляемые при регистрации пищевой продукции, произведенной с использованием мутантных и ГМ-микроорганизмов. В соответствии с рассматриваемыми предложениями является обязательным приведение сведений о свойствах штамма-продуцента, указание его индивидуального кода-номера, подтверждение отсутствия у него патогенных, вирулентных свойств, отсутствия плазмид устойчивости к антибиотикам, приведение данных о последовательности ДНК-вставки из штамма-донора и вектора, способности к трансгенезу, данных токсикологических исследований, сведений о соответствии пищевых добавок, ароматизаторов и ферментных препаратов установленным критериям качества и безопасности;

4) актуализирован перечень ферментных препаратов и их штаммов-продуцентов, разрешенных для использования в пищевой промышленности. При этом предусмотрено регламентирование ферментных препаратов, полученных при помощи штаммов микроорганизмов природного происхождения, мутантных или ГМ-штаммов. Впервые регламентированы области применения каждого ферментного препарата. В данный перечень вошли в основном штаммы-продуценты ферментных препаратов (в том числе мутантные и ГМ-штаммы), прошедшие оценку рисков согласно установленным требованиям ЕС.

Необходимость выполнения последнего пункта обусловлена тем, что требования ТР ТС 029/2012 к ферментным препаратам были составлены в соответствии с Inventory of Processing Aids [75], опубликованном ККА в 1989 г., а также в соответствии с Руководством ККА, устанавливающим требования к технологическим вспомогательным средствам [87], и не претерпели каких-либо значимых изменений по сравнению с СанПиН 2.3.2.1293-03 "Гигиенические требования по применению пищевых добавок". Включение разработанных предложений в ТР ТС 029/2012 позволит в значительной степени повысить безопасность и качество пищевой продукции, получаемой с использованием микробного синтеза.

Вместе с тем необходимо разработать дополнительные требования к оценке рисков и управлению рисками для пищевых ингредиентов, получаемых биотехнологическими методами, используемых при производстве БАД к пище и других специализированных и обогащенных пищевых продуктов, в том числе пищевых продуктов для питания детей: разработать порядок проведения исследований пищевой продукции (пищевых ингредиентов), получаемой при помощи микробного синтеза; актуализировать и разработать новые, более информативные методы контроля такой пищевой продукции на наличие трансгенной или синтетической ДНК; актуализировать и разработать новые селективные и прецизионные методы выявления остаточной активности ферментных препаратов в готовых для употребления пищевых продуктах; усилить меры прослеживаемости пищевой продукции на рынках ЕАЭС, включающие обязательное соблюдение требований к оформлению сопроводительной документации и маркировки пищевой продукции, производимой с использованием мутантных и ГМ-микроорганизмов, организацию банка технологических культур микроорганизмов, ведение реестра разрешенных для использования в пищевой промышленности штаммов-продуцентов с указанием продуцируемых ими пищевых веществ и области применения; предусмотреть меры ответственности производителей и приобретателей за непредставление данных о способе производства такой продукции. Внедрение этих мероприятий в практику работы надзорных служб РФ и стран - членов ЕАЭС даст возможность предотвратить несанкционированное размещение на рынках пищевой продукции, производимой с использованием микробного синтеза.

Литература

1. Adrio J.-L., Arnold L. Demain Recombinant organisms for production of industrial products // Bioeng. Bugs. 2010. Vol. 1, N 2. P. 116-131. DOI: 10.4161/bbug.1.2.10484.

2. Coughlan L.M., Cotter P.D., Hill C., Alvarez-Ordóñez A. Biotechnological applications of functional metagenomics in the food and pharmaceutical industries // Front. Microbiol. 2015. Vol. 6. Article ID 00672. 22 p. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00672.

3. Sanchez S., Demain A.L. Metabolic regulation and overproduction of primary metabolites // Microb. Biotechnol. 2008. Vol. 1, N 4. P. 283-319. DOI: 10.1111/j.1751-7915.2007.00015.x.

4. Evans G.M., Furlong J.C. Environmental biotechnology. Theory and application. Hoboken, NJ : John Wiley and Sons Inc., 2003. 302 р.

5. Hackel B.J., Kapila A., Wittrup K.D. Picomolar affinity fibronectin domain engineering utilizing loop length diversity, recursive mutagenesis, and loop shuffling // J. Mol. Biol. 2008. Vol. 381. P. 1238-1252. DOI: 10.1016/j.jmb.2008.06.051.

6. Livnat A. Interaction-based evolution: how natural selection and nonrandom mutation work together // Biol. Direct. 2013. Vol. 8. Article ID 24. 53 p. URL: http://www.biologydirect.com/content/8/1/24.

7. Maraia R.J., Iben J.R. Different types of secondary information in the genetic code // RNA. 2014. Vol. 20, N 7. P. 977-984. DOI: 10.1261/rna.044115.113.

8. Vitorino L.C., Bessa L.A. Technological microbiology: development and applications // Front. Microbiol. 2017. Vol. 8. Article ID 00827. 23 p. DOI: 10.3389/fmicb.2017.00827.

9. Moe-Behrens G.H.G., Davis R., Haynes K.A. Preparing synthetic biology for the world // Front. Microbiol. 2013. Vol. 4. Article ID 00005. 10 р. DOI: 10.3389/fmicb.2013.00005.

10. Bawa A. S., Anilakumar K. R. Genetically modified foods: safety, risks and public concerns - a review // J. Food Sci. Technol. 2013. Vol. 50, N 6. P. 1035-1046. DOI 10.1007/s13197-012-0899-1.

11. Guideline for the conduct of food safety assessment of foods produced using recombinant-DNA microorganisms CAC/GL 46-2003. 13 p. URL: http://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/en/

12. Guidance on the risk assessment of genetically modified microorganisms and their products intended for food and feed use // EFSA J. 2011. Vol. 9, N 6. P. 2193. URL: http://www.efsa.europa.eu/.№№ 12 и 13 отличаются только выходными данными - исправлено № 11

13. Методические указания МУ 2.3.2.1935-04. Порядок и организация контроля за пищевой продукцией, полученной из/или с использованием генетически модифицированных микроорганизмов и микроорганизмов, имеющих генетически модифицированные аналоги. (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 1 октября 2004 г.). Москва, 2004. 45 c.

14. Singh R., Kumar M., Mittal A., Mehta P.K. Microbial enzymes: industrial progress in 21st century // Biotech. 2016. Vol. 6. P. 174. DOI: 10.1007/ s13205-016-0485-8.

15. Raveendran S., Parameswaran B., Ummalyma S.B. et al. Applications of microbial enzymes in food industry // Food Technol. Biotechnol. 2018. Vol. 56, N 1. P. 16-30. DOI: 10.17113/ftb.56.01.18.5491.

16. Ness J.E., Welch M., Giver L. et al. DNA shuffling of subgenomic sequences of subtilisin // Nat. Biotechnol. 1999. Vol. 17. P. 893-896. URL: https://doi.org/10.1038/12884

17. Jaeger K.E., Reetz M.T. Directed evolution of enantioselective enzymes for organic chemistry // Curr. Opin. Chem. Biol. 2000. Vol. 4. P. 68-73. PMID: 10679373.

18. Song J.K., Rhee J.S. Enhancement of stability and activity of phospholipase A(1) in organic solvents by directed evolution // Biochim. Biophys. Acta. 2001. Vol. 1547. P. 370-378. DOI: 10.1016/s0167-4838(01)00204-7.

19. Raillard S., Krebber A., Chen Y. et al. Novel enzyme activities and functional plasticity revealed by recombining highly homologous enzymes // Chem. Biol. 2001. Vol. 8. P. 891-898. PMID: 11564557.

20. Nagamune T. Biomolecular engineering for nanobio/bionanotechnology // Nano Converg. 2017. Vol. 4, N 1. P. 56. DOI: 10.1186/s40580-017-0103-4.

21. Калунянц К.А., Смирнова Т.А., Карликанова Н.Р. Интенсификация производства на основе применения протеолитических ферментных препаратов микробного происхождения в молочной промышленности. Обзорная информация "Молочная промышленность". Москва : АгроНИИТЭИ ММП, 1987.

22. Kaushik M., Sinha P., Jaiswal P., Mahendru S., Roy K., Kukreti S. Protein engineering and de novo designing of a biocatalyst // J. Mol. Recognit. 2016. Vol. 29, N 10. P. 499-503. DOI: 10.1002/jmr.2546.

23. Kallscheuer N. Engineered microorganisms for the production of food additives approved by the European Union - a systematic analysis. Front Microbiol. 2018. Vol. 9. Article ID 01746. DOI: 10.3389/fmicb.2018.01746.№№ 15 и 23 повтор

24. Sen T., Barrow C.J., Deshmukh S.K. Microbial pigments in the food industry - challenges and the way forward. Front Nutr. 2019. Vol.6. 00007. DOI: 10.3389/fnut.2019.00007.

25. Gmoser R., Ferreira J.A., Lennartsson P.R., Taherzadeh M.J. Filamentous ascomycetes fungi as a source of natural pigments. Fungal Biol Biotechnol. 2017. Vol. 4, N 4. P. 25. DOI: 10.1186/s40694-017-0033-2.

26. Singh R., Kumar M., Mittal A., Mehta P.K. Microbial metabolites in nutrition, healthcare and agriculture // Biotech. 2017. Vol. 7. P. 15. DOI: 10.1007/s13205-016-0586-4.

27. Torregrosa-Crespo J., Montero Z., Fuentes J.L. et al. Exploring the valuable carotenoids for the large-scale production by marine microorganisms // Marine Drugs 2018. Vol. 16. P. 16060203. 25 p. DOI: 10.3390/md16060203.

28. Revuelta J.L., Buey R.M., Ledesma-Amaro R., Vandamme E.J. Microbial biotechnology for the synthesis of (pro) vitamins, biopigments and antioxidants: challenges and opportunities // Microb. Biotechnol. Food Suppl. 2016. Vol. 9, N 5. P. 564-567. DOI: 10.1111/1751-7915.12379.

29. Li M., Schneider K., Kristensen M. et al. Engineering yeast for high- level production of stilbenoid antioxidants // Sci. Rep. 2016. Vol. 6. Article ID 36827. 8 p. DOI: 10.1038/srep36827.

30. Thakur K., Tomar S.K., De S. Lactic acid bacteria as a cell factory for riboflavin production // Microb. Biotechnol. 2016. Vol. 9. P. 441-451. URL: https://doi.org/10.1111/1751-7915.12335.

31. Brown L., Pingitore E.V., Mozzi F. et al. Lactic acid bacteria as cell factories for the generation of bioactive peptides // Protein Pept. Lett. 2017. Vol. 24. P. 146-155. URL: https://doi.org/10.2174/0929866524666161123111333.

32. Tee T.W. Metabolic engineering of microorganisms for the overproduction of fatty acids: Diss, 2013: 223 p. URL: https://lib.dr.iastate.edu/etd/13516/

33. Arense P., Bernal V., Charlier D. et al. Metabolic engineering for high yielding L(-)-carnitine production in Escherichia coli // Microbial Cell Factories. 2013. Vol. 12. P. 56. http://www.microbialcellfactories.com/content/12/1/56

34. Celinska E., Bonikowski R., Białas W. et al. Pichia cactophila and Kluyveromyces lactis are highly efficient microbial cell factories of natural amino acid-derived aroma compounds // Molecules. 2018. Vol. 23. Article ID 23010097. 16 p. DOI: 10.3390/molecules23010097.

35. Baumann I., Westermann P. Microbial production of short chain fatty acids from lignocellulosic biomass: current processes and market // Biomed. Res. Int. 2016. Vol. 2016. Article ID 8469357. 15 p. URL: http://dx.doi.org/10.1155/2016/8469357/

36. Ni J., Tao F., Du H., Xu P. Mimicking a natural pathway for de novo biosynthesis: natural vanillin production from accessible carbon sources // Sci. Rep. 2015. Vol. 2015. Article ID 13670. 12 р. DOI: 10.1038/srep13670.

37. Peebo K., Neubauer P. Application of continuous culture methods to recombinant protein production in microorganisms // Microorganisms. 2018. Vol. 6. Article ID 6030056. 12 p. DOI: 10.3390/microorganisms6030056.

38. Wynand A. Microbial bioinformatics for food safety and production // Brief. Bioinform. 2016. Vol. 17, N 2. P. 283-292. DOI: 10.1093/bib/bbv034.

39. Машенцева Н.Г., Шевелева С.А., Синеокий С.П. Антибиотикоустойчивость промышленных микроорганизмов как современная проблема безопасности // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 59. С. 56-63.

40. Cohen S.N. DNA cloning: a personal view after 40 years // PNAS. 2013. Vol. 110, N 39. P. 15 521-15 529. URL: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1313397110

41. Budowle B., Connell N.D., Bielecka-Oder A. et al. Validation of high throughput sequencing and microbial forensics applications // Investig. Genet. 2014. Vol. 5. Article ID 9. 18 p. URL: http://www.investigativegenetics.com/content/5/1/9

42. Benner S.A., Jenny T.F., Cohen M.G., Gonnet A.H. Predicting the conformation of proteins from sequences: progress and future progress // Adv. Enzyme Regul. 1994. Vol. 34. P. 269. URL: https://doi.org/10.1016/0065-2571(94)90021-3

43. Allen J.A., Peterson A., Sufit R. et al. Post-epidemic eosinophilia myalgia syndrome associated with L-tryptophan // Arthritis Rheum. 2011. Vol. 63, N 11. P. 3633-3639. DOI: 10.1002/art.30514.

44. Gallo A., Ferrara M., Perrone G. Phylogenetic study of polyketide synthases and nonribosomal peptide synthetases involved in the biosynthesis of Mycotoxins // Toxins. 2013. Vol. 5. P. 717-742. DOI: 10.3390/toxins5040717.

45. Ховаев А.А. Разработка системы гигиенического контроля за оборотом пищевой продукции, полученной с использованием генно-инженерно-модифицированных микроорганизмов : автореф. дис. - канд. мед. наук. Москва, 2011. 29 с.

46. Lerner A., Matthias T. Possible association between celiac disease and bacterial transglutaminase in food processing: a hypothesis // Nutr. Rev. 2015. Vol. 73, N 8. P. 544-552. DOI: 10.1093/nutrit/nuv011.

47. Transglutaminases: Family of enzymes with diverse functions / eds K. Mehta, R. Eckert. Basel, etc., 2005. 265 p.

48. Li Y., Kan Z., You Y. et al. Exogenous transglutaminase improves multiple-stress tolerance in Lactococcus lactis and other lactic acid bacteria with glutamine and lysine in the cell wall // Biotechnol. Lett. 2015. Vol. 37, N 12. P. 2467-2474. DOI: 10.1007/s10529-015-1942-x.

49. Lerner A., Matthias T. Changes in intestinal tight junction permeability associated with industrial food additives explain the rising incidence of autoimmune disease // Autoimmun. Rev. 2015. Vol. 14, N 6. P. 479-489. DOI: 10.1016/j.autrev.2015.01.009.

50. Стройкова М.В., Демихов В.Г., Борисова С.К. и др. Значение определения концентрации антител класса IGA к тканевой трансглутаминазе для диагностики целиакии // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2006. Т. 5, № 1. С. 32-35.

51. Zhang J., Wang S., Huang W. et al. Transglutaminase and its product isopeptide are increased in Alzheimer’s Ddsease and APPswe/PS1dE9 double transgenic mice brains // Mol. Neurobiol. 2016. Vol. 53, N 8. P. 5066-5078. DOI: 10.1007/s12035-015-9413-x.

52. Ricci A., Allende A., Bolton D. et al. Update of the list of QPS-recommended biological agents intentionally added to food or feed as notified to EFSA 6: suitability of taxonomic units notified to EFSA until March 2017 // EFSA J. 2017. Vol. 15, N 7. Article ID 4884. DOI: 10.2903/j.efsa.2017.4884.

53. Borrell G.M., Trono D. Recombinant lipases and phospholipases and their use as biocatalysts for industrial applications // Int. J. Mol. Sci. 2015. Vol. 16. P. 20 774-20 840. DOI: 10.3390/ijms160920774.

54. Safety assessment of foods derived from genetically modified microorganisms // Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Foods Derived from Biotechnology. Geneva : WHO, 2001. 29 р.

55. Administrative Guidance to applicants on the suitability check of applications for authorization of food enzymes submitted under Regulation (EC) No 1332/2008. EFSA supporting publication, 2014.

56. Directive 2009/41/EC of the European Parliament and of the Council of 6 May 2009 on the contained use of genetically modified micro-organisms // Official Journal of the European Union. 2009. L. 125. P. 75-97.

57. Commission Regulation (EU) No. 234/2011 of 10 March 2011 implementing Regulation (EC) No. 1331/2008 of the European Parliament and of the Council establishing a common authorization procedure for food additives, food enzymes and food flavourings // Official Journal of the European Union. 2011. L. 64. P. 15-24.

58. Commission Implementing Regulation (EU) No. 562/2012 of 27 June 2012 amending Commission Regulation (EU) No. 234/2011 with regard to specific data required for risk assessment of food enzymes // Official Journal of the European Union. 2012. L. 168. P. 21-23.

59. Regulations (EC) No. 1331/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 establishing a common authorization procedure for food additives, food enzymes and food flavourings // Official Journal of the European Union. 2008. L. 354. P. 1-6.

60. Regulation (Ec) No. 1332/2008 Of The European Parliament And Of The Council of 16 December 2008 on food enzymes and amending Council Directive 83/417/EEC, Council Regulation (EC) No. 1493/1999, Directive 2000/13/EC, Council Directive 2001/112/EC and Regulation (EC) No. 258/97 // Official Journal of the European Union. 2008. L 354. P. 7-15.

61. Practical guidance for applicants on the submission of applications on food additives, food enzymes and food flavourings. Version 12. Updated on 7 March 2018. 21 p. URL: http://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/foodenzymes.htm

62. Rondon M.R., August P.R., Bettermann A.D. et al Cloning the soil metagenome: a strategy for accessing the genetic and functional diversity of uncultured microorganisms // Appl. Environ. Microbiol. 2000. Vol. 66, N 6. P. 2541-2547. DOI: 10.1128/aem.66.6.2541-2547.2000.

63. Brodmann T., Endo A., Gueimonde M., Vinderola G. et al. Safety of novel microbes for human consumption: practical examples of assessment in the European Union // Front. Microbiol. 2017. Vol. 8. Article ID 01725. 15 p. DOI: 10.3389/fmicb.2017.01725.

64. Herman L., Chemaly M., Cocconcelli P.S. et al. The qualified presumption of safety assessment and its role in EFSA risk evaluations: 15 years past // FEMS Microbiol. Lett. 2019. Vol. 366. Article ID fny260. DOI: 10.1093/femsle/fny260.

65. EFSA BIOHAZ Panel (EFSA Panel on Biological Hazards); Ricci A., Allende A. et al. Statement on the update of the list of QPS-recommended biological agents intentionally added to food or feed as notified to EFSA 8: Suitability of taxonomic units notified to EFSA until March 2018 // EFSA J. 2018b. Vol. 16. P. 48. URL: https://DOI:10.2903/j.efsa.2018.5315

66. EFSA FEEDAP Panel (EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed); Rychen G., Aquilina G. et al. Guidance on the characterisation of microorganisms used as feed additives or as production organisms // EFSA J. 2018. Vol. 16. P. 24. URL: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5206

67. EFSA BIOHAZ Panel (EFSA Panel on Biological Hazards); Ricci A., Allende A. et al. Scientific Opinion on the update of the list of QPS-recommended biological agents intentionally added to food or feed as notified to EFSA // EFSA J. 2017. Vol. 15. P. 178. DOI: 10.2903/j.efsa.2017.4664.

68. EFSA BIOHAZ Panel (EFSA Panel on Biological Hazards); Allende A., Bolton D. et al. Statement on the update of the list of QPS-recommended biological agents intentionally added to food or feed as notified to EFSA 7: suitability of taxonomic units notified to EFSA until September 2017 // EFSA J. 2018a. Vol. 16. P. 43. URL: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5131

69. Regulation (EC) No. 258/97 of the European Parliament and of the Council of 27 January 1997 concerning novel foods and novel food ingredients // Official Journal of the European Communities. 1997. L 43. 9 p.

70. Regulation (EU) No. 528/2012 of the European Parliament and of the Council of 22 May 2012 concerning the making available on the market and use of biocidal products // Official Journal of the European Union. 2012. L 167/1. 123 p.

71. Commission Recommendation 97/618/EC of 29 July 1997 concerning the scientific aspects and the presentation of information necessary to support applications for the placing on the market of novel foods and novel food ingredients and the preparation of initial assessment reports under Regulation (EC) No. 258/97 of the European Parliament and of the Council // Official Journal of the European Communities. 1997. L 253/1. 36 p.

72. Guidance on safety evaluation of sources of nutrients and bioavailability of nutrient from the sources // EFSA J. 2018. Vol. 16, N 6. Article ID 5294. 35 р. DOI: 10.2903/j.efsa.2018.5294.

73. Guidance for Industry Enzyme Preparations: Recommendations for Submission of Chemical and Technological Data for Food Additive Petitions and GRAS Notices / U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Food Safety and Applied Nutrition. January 1993. Revised July 2010. 12 p. URL: http://www.fda.gov/FoodGuidances

74. Inventory of substances used as processing aids (IPA). Updated list (information document), FA/44/ INF/03, 2012. URL: //http://www.codexalimentarius.org/

75. Analysis of JECFA’s draft guideline on "Evaluation of enzyme preparations used in the manufacture of foods" // EFSA Supporting Publication. 2020. Article ID EN-1795. DOI: 10.2903/sp.efsa.2020.EN-1795.

76. Food enzyme applications submitted to the Commission within the legal deadline (from 11 September 2011 to 11 March 2015). Version 4. Updated on 25 July 2016. 35 р.

77. Silano V., Baviera J.M.B., Bolognesi C. Characterisation of microorganisms used for the production of food enzymes // EFSA J. 2019. Vol. 17, N 6. Article ID 5741. DOI: 10.2903/j.efsa.2019.5741.

78. Федеральный закон от 5 июля 1996 г. № 86-ФЗ "О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности".

79. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 31 декабря 2004 г. № 13 "Об усилении надзора за пищевыми продуктами, полученными из ГМИ".

80. Общероссийский классификатор трансформационных событий ОК 035-2015 (ОКТС). Утв. приказом Минобрнауки России от 12 мая 2015 г. 487. Введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 сентября 2015 г. 1340-ст.

81. О порядке гигиенической оценки и регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников см. постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 6 апреля 1999 г. № 7.

82. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации № 149 от 16.09.2003 г. "О проведении микробиологической и молекулярно-генетической экспертизы генетически модифицированных микроорганизмов, используемых в производстве пищевых продуктов".

83. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 6 ноября 2001 г).

84. Методические указания МУК 4.2.2305-07. Определение генно-инженерно-модифицированных микроорганизмов и микроорганизмов, имеющих генно-инженерно-модифицированные аналоги, в пищевых продуктах методами полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени и ПЦР с электрофоретической детекцией.

85. Методические указания. МУК 2.3.2. 1830-04. Микробиологическая и молекулярно-генетическая оценка пищевой продукции, полученной с использованием генетически модифицированных микроорганизмов.

86. Методические указания МУК 4.2. 3143-13. Метод определения антибиотической активности ферментных препаратов микробного (бактериального и грибного) происхождения, предназначенных для использования в пищевой промышленности.

87. Guidelines on substances used as processing aids. CAC/GL 75-2010. 1 p. URL: www.fao.org/fao-who-codexalimentarius


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»