Benutzer:Gerhart Ryffel/ad Qualitätsverbesserung von Oelen
Qualitätsverbesserung von Ölen
Erhöhter Gehalt an Vitamin E
Vitamin E (Tocopherol) ist ein Sammelbegriff für eine Gruppe von acht fettlöslichen Substanzen, von denen α-Tocopherol die höchste biologische Aktivität besitzt. Wichtige Vitamin E-Lieferanten für den Menschen sind Keimöle und kaltgepresste Speiseöle, ferner Milch, Eier, aber auch einige Gemüsesorten. Viele medizinische Studien weisen darauf hin, dass α-Tocopherol Herz-Kreislauferkrankungen, Entzündungsreaktionen und Krebs vorbeugen oder den Verlauf dieser Krankheiten günstig beeinflussen kann. Allerdings ist die tägliche Aufnahme therapeutisch wirksamer Vitamin E-Mengen ohne den Verzehr großer Mengen mit dem Vitamin angereicherter Lebensmittel schwierig. Seit einigen Jahren versucht man deshalb, die pflanzliche Tocopherolsynthese zu optimieren und Pflanzen mit hohem α-Tocopherolgehalt zu züchten. Vor allem Ölpflanzen wie Raps und Soja kommen dafür in Betracht, da diese die bedeutendsten Vitamin E-Lieferanten sind. Da α-Tocopherol das Endprodukt der Tocopherolsynthese bildet und die übrigen Tocopherole Zwischenprodukte der α-Tocopherolsynthese sind, kann die Überexpression von Enzymen, die die Zwischenschritte der Tocopherolsynthese katalysieren, die biologisch weniger wirksamen β-, γ- und δ-Tocopherole in α-Tocopherol umzuwandeln. Bisherige Versuche, die α-Tocopherolsynthese zu optimieren, beruhen auf diesem Prinzip.[1] So führt beispielsweise die Überexpression des γ-Tocopherol-Methyltransferase-Gens von Perilla frutescens, einer in Ostasien heimischen Ölpflanze, zu Sojapflanzen, deren Samen gegenüber dem Wildtyp den zehnfachen Gehalt an α-Tocopherol und den 15-fachen an β-Tocopherol haben, was einer ca. fünffachen Steigerung der Vitamin-E-Aktivität entspricht.[2] Keine der bisherigen transgenen Pflanzen mit erhöhtem Vitamin E-Gehalt sind für den kommerziellen Anbau zugelassen.
Erhöhte Hitzebeständigkeit
Mehrere Firmen haben transgene Sojabohnen entwickelt, deren Fetteigenschaften gesundheitliche Vorteile bringen sollen. So hat das Öl der transgenen Sojabohne PlenishTM[3], in der von Pioneer Hi-Bred durch RNA-Interferenz ein Gen des Fettsäurestoffwechsels gehemmt wurde, weniger Linolsäure und Linolensäure, aber mehr Ölsäure. Dies führt zu einer längeren Haltbarkeit und erhöhten Hitzebeständigkeit des Öls, was beim Braten oder Frittieren den Anteil an als ungesund eingestuften trans-Fettsäuren reduziert.[4] Eine vergleichbare Sojabohne ist Vistive GoldTM [5] von Monsanto. Beide Sojasorten sind zum Anbau zugelassen, aber bisher von keinem kommerziellen Interesse.
Erhöhter Gehalt an essentiellen Fettsäuren
Essentielle Fettsäuren wie Arachidonsäure, Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure können vom menschlichen Körper nicht synthetisiert und müssen deshalb mit der Nahrung aufgenommen werden. Die ausreichende Versorgung mit essentiellen Fettsäuren ist eine wichtige Voraussetzung zur Verhinderung permanenter prä- und neonataler Entwicklungsstörungen, da sich nur so die an molekularen Membranen reichen Gewebe des Gehirns, Nerven- und Gefäßsystems normal entwickeln können. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren mit mehr als 19 Kohlenstoff-Atomen findet man vor allem in tierischen Fetten, insbesondere in Fisch. Die Produktion essentieller Fettsäuren in Pflanzen würde der Lebensmittelindustrie eine neue und kostengünstige Quelle dieser ernährungsphysiologisch wichtigen Nahrungsbestandteile erschließen.[6] Durch gezielte Veränderungen des Stoffwechsels in transgenen Ölpflanzen, wie Soja, Raps, Brauner Senf und Leindotter, konnte eine Vielzahl von essentiellen Fettsäuren in Pflanzen hergestellt werden.[7] In einer Pionierarbeit wurde der Braune Senf (Brassica juncea), eine mit dem Raps eng verwandte asiatische Ölpflanze, gentechnisch so verändert, dass Linolsäure und Linolensäure in drei konsekutiven Schritten in Arachidonsäure und Eicosapentaensäure umgewandelt werden. Einzelne transgene Linien enthalten im Samenöl bis zu 25 % Arachidonsäure, 15 % Eicosapentaensäure und 0,2 % Docosahexaensäure. Diese Pflanzen tragen drei bis neun an der Biosynthese langkettiger Fettsäuren beteiligte Enzymgene, die aus verschiedenen Organismen stammen. Sie sind blockweise in einem einzigen Transformationsschritt übertragen worden. Dies bedeutet eine wesentliche Verringerung des Transformationsaufwands. Wenn auch die Ausbeuten teilweise noch gering sind, so zeigen diese Experimente doch, dass es prinzipiell möglich ist, den pflanzlichen Lipidstoffwechsel so umzubauen, dass sich essentielle Fettsäuren in Ölpflanzen wirtschaftlich produzieren lassen.[8]
- ↑ Fritsche, S., et al. (2017). "Recent Advances in our Understanding of Tocopherol Biosynthesis in Plants: An Overview of Key Genes, Functions, and Breeding of Vitamin E Improved Crops." Antioxidants (Basel) 6(4).doi:10.3390/antiox6040099
- ↑ Tavva, V.S., et al. (2007). Increased alpha-tocopherol content in soybean seed overexpressing the Perilla frutescens gamma-tocopherol methyltransferase gene. Plant Cell Rep 26, 61-70.doi:10.1007/s00299-006-0218-2
- ↑ ISAAA GM Approval Data Base: Event Name: DP305423. Abgerufen am 24. Januar 2018.
- ↑ Waltz, E. (2010). Food firms test fry Pioneer's trans fat-free soybean oil. Nat Biotechnol 28, 769-770.doi:10.1038/nbt0810-769a
- ↑ ISAA GM Approval Database: Event Name: MON87705. Abgerufen am 24. Januar 2018.
- ↑ Zhu, C., Naqvi, S., Gomez-Galera, S., Pelacho, A.M., Capell, T., and Christou, P. (2007). Transgenic strategies for the nutritional enhancement of plants. Trends Plant Sci 12, 548-555.doi:10.1016/j.tplants.2007.09.007
- ↑ Haslam, R.P., Ruiz-Lopez, N., Eastmond, P., Moloney, M., Sayanova, O., and Napier, J.A. (2013). The modification of plant oil composition via metabolic engineering--better nutrition by design. Plant Biotechnol J 11, 157-168.doi:10.1111/pbi.12012
- ↑ Wu, G., Truksa, M., Datla, N., Vrinten, P., Bauer, J., Zank, T., Cirpus, P., Heinz, E., and Qiu, X. (2005). Stepwise engineering to produce high yields of very long-chain polyunsaturated fatty acids in plants. Nat Biotechnol 23, 1013-1017.doi:10.1038/nbt1107
