Biotecnología y producción de alimentos ASERCA - SAGARPA Junio 18, José Luis Solleiro Director Técnico AgroBIO México

Transcripción

1 Biotecnología y producción de alimentos ASERCA - SAGARPA Junio 18, 2003 José Luis Solleiro Director Técnico AgroBIO México

2 Biotecnología Un conjunto de técnicas para utilizar organismos vivos y sus partes para producir bienes y servicios útiles para la solución de problemas de la sociedad. Sus fuentes de conocimiento son diversas: la biología, bioquímica, biofísica, fisiología, microbiología, así como la ingeniería, informática, agronomía, zootecnia, manejo de procesos, gerencia de producto, legislación, etc.

3 Áreas de aplicación de la BT Salud humana y animal Diagnóstico de enfermedades Mejora de plantas: propiedades agronómicas y calidad Producción de alimentos Medio ambiente Generación de energía Productos especiales

4 Biotecnología alimentaria Durante miles de años, usando la biotecnología, avanzamos siempre con un común denominador: resolver problemas y generar beneficios para la sociedad. La búsqueda de la disponibilidad de alimentos ha sido un hilo conductor fundamental. Por eso la producción abundante, la conservación y la calidad siguen siendo palabras clave

5 Del empirismo a la base científica Explicación de procesos microbiológicos Identificación de las leyes de la herencia Los genes como unidades básicas de la herencia Estructura del ADN La ingeniería genética

6 Construyendo a un organismo nuevo A. Núcleo Enzima que corta La fracción desada del ADN Célula humana Extracción del ADN ADN de interés, el gen de la INSULINA B. Resistencia al antibiótico A. Bacteria Extracción del plásmido (ADN circular) Enzima que abre al plásmido

7 Resistencia al antibiótico A. Resistencia al antibiótico A. C. Plásmido abierto ADN de interés, el gen de la INSULINA Enzima que une ambos fragmentos del ADN Plásmido híbrido Resistencia al antibiótico A. D. Introducción a bacterias INCORPORACIÓN A PROCESOS DE PRODUCCIÓN Plásmido híbrido Bacterias productoras de INSULINA HUMANA

8 2.- El ADN es intruducido en las células de Agrobaterium. 1.- ADN que porta una característica deseable, por ejemplo, la resistencia a una plaga. 2.- El nuevo ADN se une a pequeñas partículas de metal. 3.- Agrobacterium transfiere al nuevo ADN dentro de la célula vegetal. 3.- Las partículas del nuevo ADN son bombardeadas dentro de la célula vegetal. 5.- Las células vegetales comienzan a dividirse con el nuevo ADN. 4.- El nuevo ADN es incorporado en los cromosomas de las plantas deseadas. 6.- La nueva planta presenta las características deseadas. Por ejemplo, la resistencia a una plaga.

9 + El Gran reto BIOTECNOLOGÍA Y AGRICULTURA En las condiciones actuales (necesidades crecientes de alimentos y presión por la contaminación), se necesitan variedades de cultivo con rendimientos potenciales mayores y mejores formas de manejo, con el propósito de lograr dos objetivos: aumentar la productividad y el sustentamiento de los cultivos

10 !La Primera ola BIOTECNOLOGÍA Y AGRICULTURA Plantas resistentes a virus, bacterias, hongos, insectos y herbicidas Plantas con características mejoradas. Bioreactores para producción de metabolitos secundarios. Agrobiológicos Inoculación microbiana Eficiencia fotosintética Reguladores de crecimiento Fijación biológica de nitrógeno

11 Qué ofrece actualmente la biotecnología? Mayores rendimientos y disminución de costos Reducción del uso de insumos químicos Mejor conservación de suelos Adaptación a condiciones adversas Reducción de uso de combustibles Mayor probabilidad de exportación Mayor calidad Nuevos productos

12 Creciente adopción de cultivos transgénicos Principales razones : 1) Mayor rendimiento debido a mejor control fitosanitario 2) Reducción en costos de producción 3) Reducción en uso de plaguicidas Millones de hectáreas sembradas Año Fuente : ISAAA Briefs 2003

13 Rendimiento de Maíz Bt en Argentina 2000 Alta incidencia de barrenador ( Diatraea saccharalis ) Rendimiento (ton/ha) % + 20% + 25% Convencional Maíz Bt Convencional Maíz Bt Convencional Maíz Bt Ganancia en rendimiento promedio con Maíz Bt: 1,200 Kg/Ha

14 Rendimiento de algodón Bt en México 2000 Rendimiento (Kg/ha de fibra) % % +2.30% +21.4% % % Sinaloa Sonora Sur Sonora Norte Algodón Bt Chihuahua Laguna Tamaulipas Convencional Beneficios del algodón Bt Incremento en rendimiento Disminuye el uso de plaguicidas (50% para complejo bellotero) Disminuye el costo de control de plagas (hasta en 57%) Manejo de resistencia y prácticas de manejo integrado de plagas son empleadas para preservar la tecnología Ganancia en rendimiento promedio con algodón Bt: Kg/ha de fibra

15 Reducción del uso y aplicaciones de insecticidas en algodones transgénicos (bollgard) en La Región Laguna, Mexico. (Dr. Urbano Nava, 2000). Antes de la introducción de algodones bollgard en la Comarca Lagunera se aplicaban 18 Kg i.a./ha contra el complejo de lepidópteros. Actualmente, se siembra el 85% de algodones transgénicos (bollgard) con una reducción de 16 Kg i.a./ha de insecticidas. (2 kg i.a./ha para el complejo de chupadores).

16 Comparación de Bellotas Convencionales y Transgénicos Convencional Bollgard

17 Papaya Virus Susceptible Resistente a Virus Impacto: + 53 millones Lbs./año de producción

18 Soya Convencional Tolerante a herbicidas Impacto: mil millones de dólares de ahorro en costos de herbicida

19 Características de calidad Productos mejorados en aceites y fibras Mayor contenido de vitaminas y minerales Mayor contenido de proteína Substitución de aditivos en alimentos Mejoras para procesamiento de granos Maduración controlada de frutas/hort.

20 Mejor calidad de aceites: Canola, maíz & soya Beneficios Margarinas y Aceites con menor contenido de ácidos grasos saturados Incremento en vit E (disminución cáncer y problemas cardiovasculares)

21 Productos de Calidad Mayor almidón = menor absorción de aceite y menor tiempo de cocción Mayor contenido de fitoestrógenos Eliminación de alergenos Mayor contenido de licopenos (reducción cáncer próstata y gastrointestinal)

22 Industria de alimentos Mejores insumos, tecnología limpia, conservación y mayor rendimiento Uso de levaduras más eficientes Enzimas más estables y activas: glucosa, detergentes, quesos y frutas. Nuevos edulcorantes: jarabes fructosados, aspartame, taumatina, miraculina. Aditivos: microorganismos y enzimas para elaborar vitaminas, colorantes, saborizantes, espesantes, acidulantes, aromas y nutracéuticos

23 Algunos productos... Cereales: maíz, aceite de soya Refrescos: jarabe de maíz Catsup: tomate, jarabe Bebidas de fruta: jarabe y dextrosa de maíz Pan: almidón, harina/ aceite de soya, levadura Aspirina: almidón Papas fritas: papa y aceite Queso: quimosina Cerveza ligera Vinos: levadura (sabor /diacetilo, cuerpo /+glicerol compuesto, menor urea) Aspartame (fenilalanina) Ácidos orgánicos Fermentos lácticos: yoghurt, mantequilla

24 Sector pecuario Alimentación animal Salud: vacunas, probióticos, diagnóstico y animales transgénicos Rasgos productivos Cría y reproducción Bioreactores

25 Regulación en alimentos? El modelo americano de las tres instituciones: USDA, EPA, FDA Son nueve filtros para llegar al mercado El concepto de equivalencia sustancial Los acuerdos internacionales: Protocolo de Cartagena CODEX Alimentarius OCDE

26 Equivalencia sustancial Base de las directrices del Codex, en el sentido de que este concepto es un punto de partida y no el fin de la evaluación. Sirve para identificar analogías y diferencias respecto del homólogo convencional. A partir de esto se describe un proceso paso por paso que incluye la consideración de toxicidad potencial, alergenicidad y consideraciones nutricionales.

27 México Ley Federal de Sanidad Vegetal y Ley sobre Producción, Certificación y Comercio de Semillas Ley General de Salud NOM-FITO-056 y FITO ECOL Código Penal Protocolo de Cartagena

28 José Luis Solleiro Director Técnico ,