Защо доматите от магазина имат вкус на "пластмаса"

Съвременните домати, които си купуваме от магазина, не са твърде вкусни. Купувачите ги наричат ​​„пластмасови“, може би не без основание.

Често може дори да се чуе мнението, че доматите имат такива вкусови качества заради генни модификации. Но това не е вярно. В момента не се продават генетично модифицирани домати и всички закупени от магазина безвкусни домати са си съвсем натурални, тоест получени чрез традиционните методи на селекция.

А доматите можеше да са поне малко по-вкусни, ако обществото не бе направило своя избор в полза на „пластмасата“.

Колкото и да е странно, основният проблем, който възниква при отглеждането на доматите, е зреенето им. Едновременно с узряването, зачервяването и образуването на ароматни вещества започват процеси, които водят до развалянето на продукта. Пулпът става мек, доматът се спуква, губейки търговски вид и създава благоприятна среда за размножаване на плесен и други микроорганизми. Това е естественият ход на нещата - невъзможно е да се разделят процесите на "узряване" и "разваляне" във времето. Затова днес в магазините виждаме едни и същи "недозрели" плодове, чийто вкус е жертва на търговския вид и срока на годност, а селекционерите, подбирайки растенията с по-трайни плодове, са принудени да унищожат вкуса им.

Защо се развалят доматите? Работата е там, че едновременно с узряването настъпва синтез на ензим, наречен полигалактикуназа. Този ензим унищожава пектина в клетъчните стени на домата, което води до омекване, нарушение на формата и всички други неприятни последици, но на самото растение това е нужно, за да разпръсне семената си.

Малко биохимия

По този начин, за да станат доматите вкусни и трайни, трябва да се намали концентрацията на полигалактикуназа в тях, без да се променят други свойства. На пръв поглед изглежда, че това е невъзможно. Но как работи механизмът на синтеза на протеини в клетката.

Първо, информацията за структурата на протеина се чете от ДНК във веригата на матричната РНК, съкратено мРНК (mRNA). Тогава тази информация в рибозомите се транскрибира (превежда) в готовия протеин, в нашия случай, в молекулата на полигалактонураза. Теоретично е възможно да се намали концентрацията на ензима в доматените клетки чрез намеса на всеки етап от процеса на синтез. Но не е толкова просто. В живата клетка много процеси протичат едновременно и за да не се наруши жизнената дейност на организма, всяка интервенция трябва да бъде много точна, прецизна и възможно най-избирателна. Не можем да си позволим да регулираме просто синтеза на протеина, трябва да регулираме синтеза на точно конкретен протеин.

И има такъв метод. За тази цел в ДНК се вмъква нов специален ген. РНК, прочетена от този ген, допълваща или комплементарна на оригиналната, от която се синтезира полигалактонураза. РНК от този тип често се нарича антисенс-РНК. Тя е способна избирателно да образува комплекс с първоначалната комплементарна на нея РНК, като намалява концентрацията му. В резултат на това скоростта на синтеза на ензима значително намалява. Манипулациите от този вид са избирателни и не нарушават хода на други процеси в клетката. Така че, те позволяват да се променят желаните характеристики на растението, без да се влияе на останалите.

^{Как протича синтезът на протеини в клетката. Информацията за структурата на протеина първо се чете от ДНК до матричната РНК (мРНК), след което тази информация в рибозомите се транскрибира (превежда) в готов протеин. Ако в ДНК се вмъкне „антисенс“ ген, прочетената от него РНК е комплементарна (допълваща) към първоначалната,  двете РНК „се сдвояват“, предотвратявайки синтеза на желания протеин. Този метод не засяга други процеси в клетката.}

ГМО домат

През 1988 г. група изследователи от Университета в Нотингам (Великобритания) използват този метод. Заедно с учените на британската компания Zeneca Seeds, те успяват да намалят значително концентрацията на полигалактикуназа в домата като вмъкват гореописания „антисенс“ ген и по този начин постигат удължаване на времевия интервал между момента на зреене и загубата на търговски вид. Малко по-късно, използвайки същия метод (с леки разлики), Calgene, базираната в Калифорния компания, получава подобен сорт домати, Flavr Savr (произнася се като flavor saver, "запазващ вкуса").

^{Кредит: Tales of scientific journeys: December 2017}

Този сорт е разработен във Великобритания, където има ограничения за отглеждането на генетично модифицирани растения, така че тяхното производство се премества в САЩ. Но в крайна сметка се връщат в Обединеното кралство, но вече под формата на вносно доматено пюре (създателите на сорта не успяват да получат разрешение за продажба на непреработени домати по това време).

Доматеното пюре под брендовете на супермаркетите Safeway и Sainsbury се появява по рафтовете в началото на 1996 година. Не може да се каже, че това предизвиква сензация. Но е успех. Загубите по време на прибиране и обработка намаляват, а новият продукт е по-евтин от традиционното доматено пюре. Пулпата от новия сорт беше по-богата на сухо вещество и пектин от традиционните сортове, така че доматеното пюре е с 80% по-плътно. И, разбира се, много по-вкусно. Продажбите са много добри, в много магазини изпреварва представянето на „натуралния“ конкурент. И най-невероятното бе, че на всеки буркан на най-видно място има надпис: „Произведен от генетично модифицирани домати”, въпреки че според законите на онова време това изобщо не е било необходимо. И никой от купувачите не се плаши от този надпис, а точно обратното.

Фокус на дискусията

До тук всичко бе наред. Производителите на новото доматено пюре все още не знаят, че известният генетичен учен проф. Арпад Пущай (Árpád Pusztai) през 1995 г. започва работа по оценка на безопасността на един сорт ГМ картофи, в който е вмъкнат генът, отговорен за синтеза на отровен лектин в кокичетата. И тогава никой не можеше да предвиди, че това проучване, или по-скоро обществената реакция около него, ще блокира пътя към много добри начинания за дълго време.

^{На 5 февруари 1996 г. се появява в магазините на две британски вериги супермаркети доматено пюре, на което е написано с големи букви: „Произведено от генетично модифицирани домати“. Този надпис не само не плаши купувачите, но, напротив, привлича ги: пюрето е по-евтино и по-вкусно. Продуктът бе свален от продажби през юли 1999 г. след скандал около работата на Арпад Пущай.}

Тестването за безопасност е стандартна процедура за всяко ГМ растение. Ако по някаква причина новото ГМО се окаже вредно,  това е защита срещу пускането му на пазара и гаранция за степента на безопасност, с която никой селектиран сорт не може да се похвали.

Дори да не вземем предвид противоречивостта на изводите от работата на Пущай нищо изключително, всъщност не се случва. Той в продължение на две седмици храни с ГМ картофи с отровен лектин плъхове, които обикновено се хранят със зърно, картофът не е включен в обичайната им диета и Пущай не си вади извода, че картофите са вредни за плъховете, или лектинът, или дори специфичната разновидност на ГМ картофите за бозайниците, а за вредата на ГМО изобщо.

По-точно, нямаше да се случи, ако фокусът на обсъждане на тази работа не бе изместен, както често се случва, от науката към обществото (независимо дали този картоф всъщност е вреден).

А обществото далеч не винаги е способно да се ръководи от факти, а не от емоции, когато взема решения. За съжаление, в ролята на защитници на потребителите най-често не са най-интелигентните представители на човечеството, а почти винаги хора, които не разбират дори основните принципи на това, с което се борят.

Черен PR

Началото на 1999 г. бе отбелязано във Великобритания (и не само) с ежедневни телевизионни предавания и медийни публикации за опасностите от ГМО. Според проучванията през 1999 г. спокойно разумното отношение на европейците към ГМО е заменено с негативно, дори непримиримо. Именно тогава, само три години след такъв многообещаващ дебют, вместо да се разпространи навсякъде в Европа и евентуално да стигне до нас, първото пюре от ГМ домати изчезва от рафтовете на Великобритания. Изчезва, за да не се появи никога повече. Заедно с доматеното пюре изчезват вкусните и трайни домати. И няма да се върнат. Цената на процедурата за проверка на сигурността, отчитайки създадения негативен имидж на ГМО, прави производството на такъв продукт нерентабилно.

Често чуваме, че корпорациите в сговор с държавата не дават избор на потребителите, те ни хранят с ГМО и пестициди. Но всъщност именно тези, които се оплакват от корпорациите и конспирациите, са направили така, че да няма вкусни домати в магазините. Кой знае от колко още вкусни храни се лишаваме благодарение на техните усилия днес?

Как да поправим счупеното

Мнозина вероятно забелязват, че „бабините домати“, с характерни зелени „несъвършенства“ около дръжката, се оказват по-вкусни от равномерно червените плодове в магазина. Но ГМО нямат нищо общо. Просто „бабините“ домати се развалят твърде бързо и затова те не се продават в магазина. Вече знаете как учените успяха да направят доматите трайни. Но „безвкусието“ на съвременните домати от магазините се дължи на напълно различни причини.

Работата е там, че два гена регулират фотосинтезата в доматите - GLK1 и GLK2. Функциите им се припокриват и разграждането на който и да е от тях не води до сериозни нарушения във физиологията на растението. И двата гена работят в листата. При узряване на плодовете работи само GLK2. Активността му в областта близо до дръжката е по-висока, което води до неравномерно узряване, когато половината плод вече е червен, а върхът все още е зелен.

Но през последните 70 години усилията на селекционерите са насочени към отглеждането на „красиви“ сортове домати, плодовете на които са оцветени равномерно: търговският вид, еднаквата „зрялост“ са важни за масовото производство. И изведнъж в течение на селекцията генът GLK2 „се счупва“. Такива растения са жизнеспособни. Плодовете на доматите с неработещ ген започват да се оцветяват равномерно, а красивите сортове с тази характеристика бързо превземат рафтовете и градините. Но в същото време фотосинтезата прекъсва в плодовете, в тях има по-малко захари и ароматни вещества - доматите губят истинския си вкус.

Наскоро международна група учени „вграждат“ в доматения геном работеща версия на някога повредения ген GLK2 и го „задействат“. Но не само в областта на дръжката, а равномерно по целия плод. Резултатите надминават всички очаквания: новите домати се оказват по-вкусни, но равномерността на цвета остава. Все пак трябва да се отбележи, че не може  да сме сигурни, че доматите наистина са по-вкусни, тъй като изводите за вкуса не са получени в резултат на дегустация, а само чрез химичен анализ. Причината за това са строгите правила - не може да се дегустират прототипи, докато не се провери тяхната безопасност. 

Но е много показателно, че генното инженерство е в състояние да поправи (и подобри) това, което селекцията някога е съсипала. Може би, когато създадените от нас необоснованите страхове около генетичните технологии се разсеят, купувачите ще могат да видят наистина вкусни плодове в магазините, а не само на страниците на научните периодични издания.

Справка: 

A Chemical Genetic Roadmap to Improved Tomato Flavor
Denise Tieman  et al., Science. 2017 Jan 27; DOI: 10.1126/science.aal1556

Increasing tomato fruit quality by enhancing fruit chloroplast function. A double-edged sword?
Maria Florencia Cocaliadis, Rafael Fernández-Muñoz, Clara Pons, Diego Orzaez, Antonio Granell
Journal of Experimental Botany, Volume 65, Issue 16, August 2014, Pages 4589–4598, https://doi.org/10.1093/jxb/eru165

Tomato Fruit Development and Metabolism
Muriel Quinet et al., Front. Plant Sci., 29 November 2019 | https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01554

Източник:

Почему у магазинных помидоров «картонный» привкус, Троицкий вариант — наука

Още по темата

13/04/2017

Животът

Отгледаха ГМО домати без семки и без нужда от опрашване (видео)

28/01/2017

Животът

Генетична корекция може да направи доматите отново вкусни (видео)

19/10/2016

Животът

Защо доматите в хладилника стават безвкусни