Gentechnik und Lebensmittel

R. Greiner und U. Konietzny, Karlsruhe

Die Gentechnologie kann als Weiterentwicklung der seit Jahrtausenden bestehenden Züchtungs- und Produktionsverfahren angesehen werden. Besonders im Bereich der Nutzpflanzen wird die Gentechnik klassische Züchtungsmethoden nicht ersetzen können, sondern ein zusätzliches Werkzeug zum Erreichen der züchterischen Ziele darstellen. Mittels gentechnischer Methoden ist es möglich, gezielt einzelne vorteilhafte Eigenschaften in einen Organismus einzubauen oder eine unerwünschte Eigenschaft daraus zu entfernen, indem definiertes und gut charakterisiertes Erbmaterial auf einen Empfängerorganismus übertragen wird. Dabei kann weder der Integrationsort des fremden Erbmaterials noch die integrierte Kopienzahl vorherbestimmt werden. Der Unterschied zur traditionellen Züchtung liegt darin, dass die Änderungen rascher und effizienter herbeigeführt werden können. Zudem können mit Hilfe dieser modernen Züchtungsmethoden Gene artübergreifend kombiniert werden. So ist es z. B. möglich, ein Gen aus einem Bakterium in eine Pflanze zu übertragen, so dass diese das entsprechende artfremde Protein in ihren Zellen produziert. Die genetische Information ist universell und wird von allen Organismen verstanden. Zur Ausprägung der gewünschten Eigenschaft muss das Gen jedoch dem Empfängerorganismus angepasst werden, indem es mit speziesspezifischen Regulationsequenzen, dem Promotor und dem Terminator, versehen wird.

Konkrete Einsatzgebiete

Die erklärten Ziele der Landwirtschaft und Lebensmitteltechnologie sind seit jeher die Bereitstellung ausreichender Mengen an Lebensmitteln, das Haltbarmachen von Lebensmitteln, die ernährungsphysiologische und sensorische Verbesserung von Lebensmitteln, die Optimierung der Lebensmittelproduktion und -zubereitung sowie die Gewährleistung der Sicherheit der Lebensmittel. Die Anbau- und Produktionstechniken haben sich jedoch über die Jahrtausende ständig verändert. Als modernes Verfahren der Biotechnologie wird die Gentechnologie heute mit unterschiedlichen Zielrichtungen in der Landwirtschaft und der Lebensmittelproduktion eingesetzt. So können Lebensmittel Zusatzstoffe aus gentechnisch veränderten Organismen (GVO) enthalten oder mit Enzymen und Verarbeitungshilfen aus gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt werden. Des Weiteren können Lebensmittel Zutaten aus gentechnisch veränderten Nutzpflanzen enthalten, wie beispielsweise Öl aus herbizidresistentem Raps oder Soja (Herbizidresistenz) sowie Zucker aus virusresistenten Zuckerrüben (Virusresistenz). Schließlich können Lebensmittel auch gentechnisch veränderte Organismen enthalten, wie beispielsweise Jogurt mit Lebendkulturen oder Edelschimmelkäse oder sogar selbst den gentechnisch veränderten Organismus darstellen, wie die Flavr-Savr-Tomate (Abb.).

Die Gewinnung von Enzymen und Zusatzstoffen mit Hilfe gentechnisch veränderter Organismen erfolgt nach Darstellung im Fermenter über traditionelle Aufarbeitungsverfahren. Als Produktionsorganismen kommen Bakterien, Hefen und filamentöse Pilze in Frage, aber auch pflanzliche und tierische Zellen können eingesetzt werden. Enzyme werden in der Ernährungswirtschaft zur Herstellung von Rohstoffen oder Zutaten sowie zur Verbesserung von Produktionsabläufen eingesetzt. Sie erlauben eine milde und schonende und damit werterhaltende Verarbeitung der Rohstoffe und sind im Endprodukt nicht mehr oder nur in Spuren enthalten. Ihr Anwendungsspektrum erweitert sich ständig. Beispielsweise kann der Zusatz stärkespaltender Enzyme beim Bierbrauen zu einer Verkürzung der Bierherstellung führen. Zudem lassen sich auch billigere Stärkelieferanten als Gerste, etwa Mais oder Hirse, nutzen. Enzyme, die die Reste der pflanzlichen Zellwände abbauen, führen dazu, dass sich Bier, Wein und Fruchtsäfte einfacher und kostengünstiger filtrieren lassen. Enzymatische Hydrolyseprodukte von Maisstärke werden zum Süßen vieler Produkte wie zum Beispiel Süßigkeiten, Konfitüren, Obstkonserven und Erfrischungsgetränken zugesetzt. Bei der Herstellung von Brot werden während der Teigverarbeitung Enzyme zugesetzt, die die bereits im Mehl enthaltenen Enzyme unterstützen und sich auf Eigenschaften wie Krustenbildung, Laibvolumen, Krumenstruktur und Teigverarbeitung auswirken. Für die Käseherstellung sind Enzyme erforderlich, die das Milcheiweiß spalten und dadurch die Milch dicklegen. Traditionell dient hierfür die Protease Chymosin aus dem Labmagen junger Kälber. Chymosin aus gentechnisch veränderten Mikroorganismen erhielt 1990 zunächst in den USA die Zulassung und ersetzt seitdem weltweit mehr und mehr das Labferment.

Enzyme, Zusatzstoffe und Hormone aus mikrobieller Produktion

Der Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelsektor ist im Bereich der mikrobiellen Produktion von Enzymen am weitesten fortgeschritten. Einer der Gründe hierfür ist, dass Enzyme im Allgemeinen nur von einem Gen codiert und durch direkte Übersetzung der genetischen Information synthetisiert werden. So lässt sich ein Mikroorganismus leicht gentechnisch optimieren, damit dieser ein bestimmtes Enzym in ausreichenden Mengen herstellt. Die Produktion selbst ist wirtschaftlich und umweltverträglich. Die mehr als 40 weltweit kommerziell erhältlichen Enzyme aus gentechnisch veränderten Mikroorganismen sind mit den konventionell erzeugten identisch. Sie unterscheiden sich also von den traditionellen Enzymen nur in der Art und Weise der Herstellung. In Zukunft werden sich auch konventionell nicht rentabel herstellbare Enzyme in gentechnisch veränderten Mikroorganismen wirtschaftlich erzeugen lassen. Außerdem kann mittels protein engineering ein Strukturgen spezifisch und gezielt verändert werden, wodurch neue Enzyme verfügbar werden, die auf das umzusetzende Ausgangsmaterial und den Produktionsprozess optimal zugeschnitten sind.

Enzyme und weitere Proteine für die Tierzucht lassen sich ebenfalls in gentechnisch veränderten Mikroorganismen herstellen. Enzyme werden dem Tierfutter als Ergänzung der tiereigenen Verdauungsenzyme beigemischt, wodurch sich eine bessere Futterverwertung und eine Umweltentlastung in Gebieten intensiver Tierhaltung erzielen lässt. Wachstumshormone für die Tierzucht können ebenfalls in ausreichenden Mengen bereitgestellt werden. Das Rinderwachstumshormon BST (Somatotropin) dient beispielsweise zur Steigerung der Milchleistung von Kühen.

Ein weiterer wichtiger Markt innerhalb der Lebensmittelverarbeitung sind Zusatzstoffe. Diese werden als Geschmacksverstärker, Süßstoffe, Vitamine, Aminosäuren, Aromen, Farbstoffe, Konservierungsmittel, Emulgatoren und Verdickungsmittel eingesetzt. Auch ihre Herstellung ließe sich mit transgenen Mikroorganismen effektiver, rentabler und teilweise umweltschonender gestalten. Beispielsweise kann die chemische Synthese durch eine bakterielle Fermentation ersetzt werden. Die Arbeiten auf dem Gebiet der Produktion von Zusatzstoffen in gentechnisch veränderten Mikroorganismen beschränken sich bisher weitgehend auf Vitamine, beispielsweise die Vitamine C, B2, B12 und Biotin, und Aminosäuren, z. B. Glutamat als Geschmacksverstärker und Phenylalanin zur Synthese des Süßstoffes Aspartam, sowie Süßstoffen, beispielsweise Thaumatin und Monellin, Peptiden aus südafrikanischen Pflanzen mit bedeutend höherer Süßkraft als Rohrzucker. Die in gentechnisch veränderten Mikroorganismen erzeugten Zusatzstoffe sind identisch mit den entsprechenden konventionellen Substanzen.

Gentechnisch veränderte Mikroorganismen als Starterkulturen

Anwendungsgebiete für gentechnisch veränderte Mikroorganismen ergeben sich in der Lebensmittelherstellung nicht nur bei der Gewinnung von Hilfs- und Zusatzstoffen, sondern auch überall dort, wo Mikroorganismen direkt in Form von Starter- und Schutzkulturen eingesetzt werden. Hefen dienen seit Jahrtausenden zur Herstellung von Backwaren und alkoholischen Getränken und Milchsäurebakterien zur Gewinnung von allerlei Käsesorten, von Jogurt und Sauermilch oder zur Veredelung von Fleisch- und Wurstwaren. Ungefähr ein Viertel unserer Lebensmittel wird heute durch Fermentation erzeugt. Derzeit erkennbare Ziele der gentechnischen Modifikation von Starterkulturen liegen in der Optimierung der Produkteigenschaften, der ernährungsphysiologischen Aufwertung der Produkte, der Optimierung der Produktionstechnik und der Sicherung des hygienischen Status der Produkte. Entsprechend gentechnisch veränderte Hefen, Milchsäurebakterien und Schimmelpilze sind noch nicht im Einsatz, obwohl weltweit schon eine Vielzahl von Stämmen gentechnisch verändert wurden. Es muss sich noch zeigen, ob diese gentechnisch veränderten Mikroorganismen auch im großtechnischen Maßstab dem Vergleich mit traditionellen Kulturen Stand halten.

Die technologische Optimierung des Produktionsprozesses nimmt einen breiten Raum ein. Bei der Verarbeitung von Milch kommt es immer wieder vor, dass die Starterkulturen von Phagen (Viren, die Bakterien befallen) befallen werden, die sich bereits in der Milch befinden oder zufällig in den Prozess gelangen. Die Fermentation wird hierdurch gestört und unerwünschte Stoffwechselprodukte entstehen. Um solche Produktionsausfälle zu vermeiden, wird angestrebt, Gene in die Milchsäurebakterien einzuschleusen, die eine Toleranz gegenüber diesen unerwünschten Eindringlingen verleihen. Außerdem wurden gentechnisch veränderte Milchsäurebakterien zur Beschleunigung der Wurst- und Käsereifung entwickelt. Des Weiteren hilft eine in Großbritannien zugelassene Backhefe bei der Teigführung, indem sie kontinuierlich Kohlendioxid entwickelt und somit die Gehzeit bei der Teigführung verkürzt. Auch der Brauprozess kann mit Hilfe gentechnisch veränderter Brauhefen optimiert werden. Beispielsweise soll die Brauleistung solcher Hefen erhöht und die Hefen mit der Fähigkeit zur Nutzung billigerer Stärkelieferanten als Gerste, zur vollständigen Vergärung der Stärke in der Gerste und zur direkten Produktion von alkoholfreiem Bier ausgestattet werden. Zudem kann der Einsatz entsprechend gentechnisch veränderter Hefen die Entfernung von Trübstoffen vereinfachen und den Gärprozess verkürzen. Die gentechnisch optimierten Brauhefen würden wahrscheinlich auch dem deutschen Reinheitsgebot genügen, das den Zusatz von exogenen Enzymen beim Bierbrauen verbietet. Traditionelle Brauhefen sind jedoch für den Brauprozess so optimiert, dass gegenwärtig eine Umstellung nicht rentabel wäre. Brauereien werden deshalb in den nächsten fünf bis zehn Jahren wohl keine gentechnisch modifizierten Brauhefen verwenden.

Durch Synthese neuartiger Inhaltsstoffe wie beispielsweise Vitamine oder Aminosäuren in Starterkulturen lassen sich fermentierte Erzeugnisse auch ernährungsphysiologisch aufwerten. Auch Aroma- und Süßstoffe könnten nach Übertragung der entsprechenden Gene direkt von den Starterkulturen selbst produziert und müssten somit nicht mehr separat gewonnen und den fertigen Produkten zugesetzt werden.

Gentechnisch veränderte Mikroorganismen als Schutzkuluren

Die Sicherung des hygienischen Status der Produkte, insbesondere die Bekämpfung von pathogenen Keimen in den Lebensmitteln, ist eine wichtige Aufgabe für die Lebensmittelindustrie. Der Verzicht auf klassische Konservierungsmittel ist aus mancherlei Gründen wünschenswert und die biologische Lebensmittelkonservierung (Haltbarmachungsverfahren) durch Einsatz gentechnisch veränderter Schutzkulturen stellt eine Alternative dar oder kann in Kombination mit chemischen und physikalischen Methoden eingesetzt werden.

Gentechnisch veränderte Nutzpflanzen

Nahezu alle Nutzpflanzen werden heutzutage in einer Kombination von Gentechnik und klassischer Züchtung fortentwickelt (sog. grüne Gentechnik). Neben den wichtigsten wie Mais, Reis, Weizen, Roggen, Sojabohnen, Süßkartoffeln, Kartoffeln und Tomaten betrifft dies mittlerweile mehr als 90 weitere Arten. Bis Juni 2001 haben weltweit 79 transgene Pflanzen die Zulassung erhalten und zahlreiche weitere sind in der Erprobung. Erfahrungen mit Freilandversuchen transgener Pflanzen liegen vor allem in den USA und in Kanada, in geringerem Umfang auch in einigen westeuropäischen Staaten, vor. International wurden bisher mehr als 10.000 solcher Freilandversuche durchgeführt, wobei bei keiner Freisetzung Anhaltspunkte dafür gefunden wurden, dass mit besonderen Gefahren oder nicht beherrschbaren Ereignissen zu rechnen ist. Weltweit wurden 1999 allein 36 transgene Sorten auf 38 Mio. Hektar Fläche kommerziell angebaut. Im Jahr 2000 stieg die Aufbaufläche auf 44.2 Mio. Hektar.

Optimierung der Inhaltsstoffe und des Anbauverhaltens

Wenn bei der Pflanzenzucht die Gentechnik angewendet wird, ging es bisher vor allen Dingen darum, die ackerbaulichen Eigenschaften der Nutzpflanzen zu verbessern. Auf diese Weise sollen Ernteverluste vermieden und der Einsatz von Chemikalien reduziert werden. Etwa 60 % der gentechnischen Veränderungen an Pflanzen betreffen Toleranzen gegenüber Herbiziden sowie Resistenzen gegen Pilz- und Viruserkrankungen oder Insektenbefall. Weitere Ziele betreffen die Anpassung an technische Prozesse sowie die Verbesserung der Qualität der Lebensmittel, z. B. bezüglich Geschmack, Haltbarkeit und Nährwert. Beispielsweise dürfte eine Erhöhung des Gehaltes an ungesättigten Fettsäuren in Ölsaaten, die zur Herstellung pflanzlicher Öle Verwendung finden, bei der Allgemeinbevölkerung zu einem gewissen Schutz vor cardiovaskulären Erkrankungen führen; eine Erhöhung des Gehaltes an gesättigten Fettsäuren dagegen könnte zu einer Reduktion des durch katalytische Hydrierung gehärteten Pflanzenfetts beitragen und damit den Anteil von trans-Fettsäuren, die mit einer Erhöhung des Cholesterinspiegels in Zusammenhang gebracht werden, in unserer Nahrung vermindern. Des Weiteren lassen sich transgene Pflanzen zur Gewinnung spezieller Mikronährstoffe, wie z. B. langkettiger Fettsäuren für die Säuglingsernährung nutzen. Der Nährwert von Getreidesorten kann erhöht werden, indem die Aminosäurezusammensetzung eines ihrer Proteine so verändert wird, dass der Gehalt an den essenziellen, für den Menschen unentbehrlichen Aminosäuren Lysin und Threonin erhöht wird. Bei Menschen, die sich fast ausschließlich von Getreideprodukten ernähren, könnten dadurch aminosäurebedingte Mangelerscheinungen reduziert werden. Transgene Kartoffeln, die durch Erhöhung des Verzweigungsgrades der Stärke mit einem komplexen Kohlenhydrat ausgestattet wurden, sind ernährungsphysiologisch wertvoller als konventionelle, da dieses Kohlenhydrat Ballaststoffen ähnelt und präventiv auf die Entstehung von Dickdarmkrebs wirken könnte. Des Weiteren werden Möglichkeiten eröffnet, Allergene aus Lebensmitteln zu entfernen.

Die Gentechnik kann auch einen Beitrag zur Entwicklung funktioneller Lebensmittel leisten. Beispielsweise ist es vorstellbar, die Synthese von gesundheitsfördernden sekundären Pflanzenstoffen in bestimmten Pflanzenarten beziehungsweise Pflanzenteilen zu erhöhen. Vielen sekundären Pflanzenstoffen wird eine bedeutende Rolle bei der Gesunderhaltung des Menschen zugesprochen. Außerdem werden Veränderungen an Mais und anderen Getreidearten unternommen, um die Synthese von Oligosacchariden mit probiotischer Wirkung zu ermöglichen und zu erhöhen.

Bei Pflanzen wird auch an der Reduzierung des Gehaltes an natürlich vorkommenden antinutritiven oder toxischen Inhaltsstoffen durch den gentechnischen Eingriff gearbeitet. Hierdurch ließen sich beispielsweise die Proteinverdaulichkeit beziehungsweise die Bioverfügbarkeit von Mineralstoffen- und Spurenelementen verbessern und sauer eingelegte Bohnen sowie unreife, grüne Tomaten bzw. Cassava wären für die Konsumenten sicherer. Auch an der Reduktion des Coffeingehaltes in Kaffeebohnen durch einen gentechnischen Eingriff wird gearbeitet.

Zur Steigerung der sensorischen Qualität pflanzlicher Lebensmittel sollen Pflanzen durch den gentechnischen Eingriff zur Synthese bestimmter Aroma-, Farb- und Süßstoffe befähigt werden. Außerdem wird in den Reifungsprozess von Früchten eingegriffen. Durch die Verzögerung des Reifungprozesses können Geschmackstoffe in den Früchten angereichert werden, wodurch ein besserer Geschmack erreicht wird. Das bekannteste Beispiel stellt die Flavr-Savr-Tomate dar, die außerdem den vollen Gehalt an wertgebenden Inhaltsstoffen durch Reifung am Tomatenstock erhalten kann. Auch an Broccoli, Bananen und Himbeeren wurden entsprechende Versuche durchgeführt. Gentechnische Methoden werden auch genutzt, um die Lagerung von Tomaten und anderen Früchten bei Gefriertemperaturen zu ermöglichen, ohne dass sie an Konsistenz verlieren oder ihr Aroma verändern.

Die Erfolge, mit Hilfe der Gentechnik Pflanzen an klimaungünstige Gebiete oder an salzhaltige Böden anzupassen, stehen ebenso wie die Konstruktion selbstdüngender Pflanzen, durch Übertragung der Gene für die Stickstoff-Fixierung aus Rhizobien, noch in weiter Ferne. Die genannten Eigenschaften sind von mehreren Genen abhängig, die in definierter Menge und Reihenfolge exprimiert werden müssen. Dies ist zur Zeit technisch noch nicht möglich.

Auch spezielle Diäten lassen sich mit Hilfe der Gentechnik herstellen. Beispielsweise können Patienten mit Phenylketonurie die Aminosäure Phenylalanin nicht verstoffwechseln und müssen daher eine Diät zu sich nehmen, die einen sehr geringen Gehalt an Phenylalanin aufweist. Mit Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen oder Pflanzen besteht die Möglichkeit zur Herstellung eines phenylalaninarmen Proteingemisches. Dazu wurde versucht ein synthetisches Gen, das für ein phenylalaninfreies Protein codiert, in der von Natur aus schon recht phenylalaninarmen Kartoffel zu exprimieren. Außerdem laufen Forschungsarbeiten zur Entwicklung von glutenfreiem Weizen, um das Angebot an Backwaren für Zöliakie-Patienten zu erweitern.

Gentechnik und Nutztiere

Bei landwirtschaftlichen Nutztieren spielt die Gentechnik derzeit nur eine indirekte Rolle. So werden das Erntegut und die Verarbeitungsprodukte transgener Pflanzen auch als Tierfutter verwendet. Darüber hinaus findet die Gentechnik Anwendung im veterinärmedizinischen Bereich, zur Herstellung von Tierimpfstoffen sowie zur Unterstützung der Zuchtauslese mittels markergestützter Selektion. Entwicklungsziele bei transgenen Tieren (transgene Organismen) sind schnelleres Wachstum und stärkere Gewichtszunahme, Resistenzen gegen typische Erreger oder bessere tierische Produkte wie etwa cholesterinarme Hühnereier, fettärmeres Schweinefleisch oder lactosefreie Kuhmilch. In den kommenden 20 Jahren dürften aber entsprechend veränderte Landtiere kaum Bedeutung erlangen, denn Größe und Organisation des jeweiligen Erbguts erschweren eine Veränderung. Transgene Fische hingegen können bereits in den nächsten drei bis fünf Jahren in den Handel kommen. So verkürzt die genetische Information für ein Wachstumshormon aus der Forelle mittlerweile bei Karpfen die Zeit bis zur Schlachtreife, und dank eines schützenden Proteins aus der Flunder fressen und wachsen transgene Lachse bei niederen Wassertemperaturen noch gut.

Risikobetrachtung

An der Veränderung der Zusammensetzung unserer Lebensmittel wird weltweit mit Nachdruck gearbeitet. Die Nahrung großer Teile der Bevölkerung in Entwicklungsländer besteht hauptsächlich aus wenigen Grundnahrungsmitteln wie Cassava, Mais oder Reis, die arm an einigen Makro- und essenziellen Mikronährstoffen sind. Dies führt zu Unterernährung und Krankheiten. Zur Verbesserung der Ernährungssituation in Mangelgebieten kann die Gentechnik durch Erhöhung der Nährstoffdichte sowie durch Ersatz der fehlenden beziehungsweise Modifikation vorhandener Bestandteile beitragen. Außerdem lassen sich Qualitätsverluste während der Lagerung von Lebensmitteln verringern, indem Schritte ergriffen werden, um Nachernteverluste durch Verderb und Schädlingsbefall zu verringern. Des Weiteren könnten Ertragssteigerungen durch Entwicklung schädlingsresistenter Pflanzen oder durch Einbeziehung bisher ungünstiger Standorte erzielt werden.

Natürlich beinhaltet die Anwendung der Gentechnik, wie der Einsatz jeder anderen Technik, gewisse Risiken. Für den Einsatz in der Lebensmittelbranche kommen als Spender beziehungsweise Empfänger genetischen Materials nur solche Organismen in Frage, die sich bereits seit langem bewährt und als sicher erwiesen haben. Eine Gefährdung durch einen Eingriff in das Erbgut geht deshalb im Allgemeinen nicht von der gewünschten Veränderung, sondern von unerwarteten Effekten beispielsweise Anhäufung von Toxinen oder antinutritiven Faktoren sowie Verminderung wertgebender Inhaltsstoffe oder veränderte Bioverfügbarkeit von Mikro-, Makronährstoffen und Toxinen, aus. Diese Folgen sind freilich nicht auf gentechnische Verfahren beschränkt, sondern können auch bei der klassischen Züchtung auftreten.

Im Zusammenhang mit dem Einsatz der Gentechnik in der Lebensmittelproduktion wird immer auf ein erhöhtes Allergierisiko hingewiesen. Fast alle Lebensmittelallergien werden durch Proteine ausgelöst. Das allergene Potenzial von Proteinen lässt sich jedoch nur schwer vorhersagen. Die Übertragung eines Gens in einen anderen Organismus ändert aber nichts am allergenen Potenzial des entsprechenden Proteins, solange es in identischer Form hergestellt wird. War das Protein bekanntermaßen harmlos, bleibt es das auch nach dem Gentransfer, stammt es aber aus einem kritischen Lebensmittel, ist es genauer zu prüfen. Umgekehrt ist nicht auszuschließen, dass bislang nicht in unserer Nahrung vorkommende Proteine allergische Reaktionen hervorrufen, allerdings unabhängig davon, ob ein konventionell gezüchteter oder gentechnisch veränderter Organismus es liefert.

Neuartige Lebensmittel werden viel umfassender auf ihre Sicherheit und Unbedenklichkeit untersucht als herkömmliche. Insbesondere für jegliche mittels Gentechnik hergestellte Lebensmittel und Lebensmittelzutaten haben nationale und internationale Gremien und Organisationen Konzepte zur Prüfung der gesundheitlichen Unbedenklichkeit erarbeitet. In die Beurteilung fließt zunächst die gentechnische Modifikation selbst ein. Hierzu gehören die Charakterisierung des Spender-, des Empfänger- und des gentechnisch veränderten Organismus sowie der gesamten übertragenen DNA; außerdem die Bewertung der Transformationsmethode (Transformation), der Stabilität der Modifikation und der Genexpression. Mittels chemischer Analyse von Leitsubstanzen, beispielsweise Nährstoffen, antinutritiven Faktoren sowie Toxinen wird der transgene mit dem konventionell gezüchteten Organismus verglichen. Lässt sich ein neuartiges Erzeugnis als im Wesentlichen gleichwertig zu einem vergleichbaren konventionellen einstufen und differieren auch Gebrauchs- bzw. Verzehrsweisen kaum, so sind gesundheitliche Gefährdungen unwahrscheinlich. Ergibt eine Analyse hingegen keine Gleichwertigkeit, sind weitere toxikologische und ernährungsphysiologische Untersuchungen notwendig. Die abschließende Bewertung muss von Fall zu Fall für jedes Lebensmittel individuell erfolgen. Von Zusatzstoffen und Enzymen aus gentechnisch veränderten Organismen sowie von Zutaten aus gentechnisch veränderten Nutzpflanzen geht nur ein geringes Risiko aus. Gemeinsam ist all diesen Produkten, dass sie keine lebenden gentechnisch veränderten Organismen mehr enthalten. Die Bewertung von Lebensmitteln, die mit gentechnisch veränderten Starterkulturen fermentiert wurden, muss ebenfalls differenziert erfolgen. Falls diese nach dem Fermentationsprozess entfernt oder inaktiviert werden, so sind die entsprechenden Lebensmittel ähnlich zu beurteilen wie Lebensmittel mit Hilfs- oder Zusatzstoffen aus gentechnisch veränderten Organismen. Verbleibt der vermehrungsfähige gentechnisch veränderte Organismus im verzehrsfertigen Lebensmittel oder stellt er sogar selbst das Lebensmittel dar, so sind auch ökologische und spezielle gesundheitliche Risiken zu evaluieren. Diskutiert wird u. a., inwieweit ein mit der Nahrung aufgenommener gentechnisch veränderter Mikroorganismus den Magen unverdaut passiert und dann den menschlichen Darm besiedelt. Eine intakte Darmflora unterdrückt normalerweise eine derartige Besiedelung. Als weiteres Risiko wird der Transfer von DNA auf die Mikroorganismen der menschlichen Darmflora diskutiert. Sowohl während der Lebensmittelverarbeitung als auch während der Verdauung wird die DNA abgebaut, so dass eine Übertragung von funktionsfähigen Genen auf Mikroorganismen der Darmflora nicht sehr wahrscheinlich ist. Die Gefahr des Einbringens zusätzlicher Antibiotikaresistenzgene in unsere Lebensmittel wird in Zukunft nicht mehr gegeben sein, da andere Markergene zum Auffinden der gentechnisch veränderten Organismen entwickelt wurden und eingesetzt werden beziehungsweise solche Markergene auch wieder herausgezüchtet werden können.

Im Zusammenhang mit dem Anbau und der Züchtung gentechnisch veränderter Pflanzen werden auch ökologische Risiken diskutiert. Der Einsatz der Gentechnik zur Entwicklung von leistungsfähigeren Pflanzen würde zu einem Rückgang der Artenvielfalt führen und der Anbau großflächiger Monokulturen begünstige die Bodenerosion. Außerdem wird eine Störung des Ökosystems zum Beispiel durch fehlende Anpassung befürchtet.

Rechtlicher Rahmen

In Deutschland unterliegen mit Hilfe der Gentechnik produzierte Lebensmittel, wie konventionell hergestellte auch, dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz. Es schreibt vor, dass kein Lebensmittel hergestellt oder in Verkehr gebracht werden darf, das die menschliche Gesundheit schädigt oder den Verbraucher täuscht. Das Inverkehrbringen von Lebensmitteln geschieht in Eigenverantwortung des Herstellers und bedarf keiner Zulassung. Bei Zusatzstoffen herrscht jedoch das Verbotsprinzip, das heißt sie dürfen erst nach entsprechender Genehmigung verwendet werden. Für Lebensmittel, die gentechnisch veränderte Organismen enthalten oder aus solchen bestehen, gelten neben den allgemeinen Bestimmungen des Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes auch die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes. Die Vorschriften für die Freisetzung und das Inverkehrbringen von gentechnisch veränderten Organismen sind durch die Freisetzungsrichtlinie (Freisetzung) in der Europäischen Union harmonisiert worden.

Am 15. Mai 1997 trat die Novel-Food-Verordnung in Kraft. Sie regelt sowohl das Inverkehrbringen von neuartigen Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten als auch ihre Kennzeichnung in der Europäischen Union einheitlich. Neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten dürfen nur mit Genehmigung der Europäischen Kommission in Verkehr gebracht werden, wobei zwischen Anmelde- und Zulassungsverfahren unterschieden wird. Nach der Novel-Food-Verordnung müssen alle Lebensmittel und Lebensmittelzutaten gekennzeichnet werden, die gentechnisch veränderte Organismen darstellen oder enthalten. Eine Kennzeichnung ist auch unumgänglich, wenn das neuartige Produkt im Vergleich zum traditionellen Lebensmittel Stoffe enthält, die die Gesundheit bestimmter Bevölkerungsgruppen beeinflussen können beziehungsweise gegen die ethische oder religiöse Bedenken oder aufgrund bestimmter Ernährungsformen Vorbehalte bestehen. Ebenso müssen Erzeugnisse gekennzeichnet werden, die sich von vergleichbaren traditionellen Lebensmitteln unterscheiden. Allerdings müssen die Unterschiede analytisch nachweisbar sein. Zum Nachweis der gentechnischen Veränderungen in Lebensmitteln kann eine sich daraus ergebene Veränderung der stofflichen Zusammensetzung sowie die modifizierte DNA beziehungsweise das dadurch hergestellte Protein herangezogen werden. Je stärker ein Lebensmittel bearbeitet wurde, desto schwieriger gestaltet sich allerdings der Nachweis. Die meisten Nachweisverfahren für Lebensmittel, die mit Hilfe der Gentechnik hergestellt wurden, suchen zurzeit mittels Polymerase-Kettenreaktion die modifizierte DNA selbst aufzuspüren.


Gentechnik und Lebensmittel: Schematischer Ablauf der Erzeugung gentechnisch veränderter Nutzpflanzen. [Fotos von mpb Collogne GmbH, Köln, m. frdl. Genehm.] Gentechnik und Lebensmittel