Analiza, produkcja i zastosowanie

substancji oraz komponentów

pochodzenia roślinnego

Analiza, produkcja i zastosowanie

substancji oraz komponentów

pochodzenia roślinnego

Redakcja:

Monika Maciąg

Kamil Maciąg

Lublin 2018

Wydawnictwo Naukowe TYGIEL składa serdecznie podziękowania

dla zespołu Recenzentów za zaangażowanie w dokonane recenzje

oraz merytoryczne wskazówki dla Autorów.

Recenzentami niniejszej monografii byli:

prof. dr hab. Anna Płaza

dr hab. inż. Jacek Czerwiński, prof. PL

dr hab. Aleksandra Krystyna Królicka

dr hab. Grzegorz Janusz

dr hab. Monika Naumowicz

dr hab. Roman Prażak

dr Adam Kleofas Berbeć

dr n. farm. Anna Biernasiuk

dr Jolanta Bojarszczuk

dr Marcin Domaciuk

dr inż Anna Kiełtyka-Dadasiewicz

dr hab. Urszula Kosikowska

dr n. med. Małgorzata Kozioł

dr inż. Tomasz Łusiak

dr n. farm. Marta Olech

dr Joanna Orzeł

dr Aleksandra Seta-Koselska

dr n. farm. Anna Serefko

dr inż. Mariusz Tryznowski

Wszystkie opublikowane rozdziały otrzymały pozytywne recenzje.

Skład i łamanie:

Ilona Żuchowska

Projekt okładki:

Marcin Szklarczyk

© Copyright by Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o.o.

ISBN 978-83-65932-41-9

Wydawca:

Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o.o.

ul. Głowackiego 35/341, 20-060 Lublin

www.wydawnictwo-tygiel.pl

Spis treści

Iwona Wrześniewska-Wal Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe .................................................................. 7

Adriana Pacia, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka Przemysłowe zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego ..................................... 19

Adriana Szydłowska, Jerzy Hapanowicz Ocena skuteczności metod obliczania lepkości zawiesin cząstek roślinnych w cieczy

nieniutonowskiej ................................................................................................................ 27

Anna Sykuła, Paulina Błazińska, Elżbieta Łodyga-Chruścińska Modyfikacje struktury flawanonów i ich wpływ na aktywność biologiczną ..................... 40

Elżbieta Pieniążek, Jan Kalembkiewicz, Maciej Dranka Sulfonowe pochodne związków flawonoidowych – kompleksy żelaza(II) z solą sodową

kwasu moryno-5’-sulfonowego (NaMSA) ......................................................................... 52

Rafał Becker Charakterystyka gatunku Crataegus coccinea (Rosaceae) jako źródła roślinnych

związków triterpenoidowych ............................................................................................. 64

Rafał Becker Analiza jakościowa i ilościowa związków triterpenoidowych zawartych w woskach

kutykularnych owoców ...................................................................................................... 75

Agnieszka Trela, Renata Szymańska Analiza zawartości tokochromanoli w wybranych olejach roślinnych ............................. 88

Michał Markowski Aktywności biologiczne glikozydów kwasu oleanolowego występujących w nagietku

lekarskim Calendula officinalis L. ..................................................................................... 99

Natalia Dobros, Katarzyna Zawada, Agnieszka Zielińska Związki biologicznie czynne i właściwości antyoksydacyjne ekstraktów z kwiatów

lawendy wąskolistnej (Lavandula angustifolia Miller.) .................................................. 111

Marlena Witaszek, Paweł Pażontka-Lipiński, Halyna Tkachenko, Zbigniew Osadowski Markery oksydacyjnej modyfikacji białek w ocenie in vitro właściwości

antyoksydacyjnych wyciągów z liści wybranych gatunków storczyków z rodzaju

Coelogyne Lindl. .............................................................................................................. 124

Agnieszka Nikiel, Joanna Caputa, Paweł Ramos, Barbara Pilawa Badanie wpływu promieniowania UV na właściwości antyoksydacyjne ekstraktów

z ostropestu plamistego – badania z zastosowaniem spektroskopii EPR ....................... 145

Joanna Caputa, Agnieszka Nikiel, Paweł Ramos, Barbara Pilawa Zastosowanie spektroskopii EPR do badania właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów

z ostropestu plamistego .................................................................................................... 155

Marcelin Jan Pietryja, Paweł Ramos, Barbara Pilawa Zastosowanie spektroskopii EPR i UV-VIS do badania właściwości antyoksydacyjnych

wodnych ekstraktów z rumianku ...................................................................................... 164

Kamila Kucharska-Ambrożej, Lech Szczepaniak, Joann Karpińska Zastosowanie GC/MS oraz metod spektroskopowych do badania podobieństwa mięty

zielonej i mięty pieprzowej ............................................................................................... 176

Agnieszka Patyna, Małgorzata Płaczek, Stanisław Witczak Charakterystyka wybranych metod zagęszczania zawiesiny alg .................................... 189

Ali Hulail Noaema, Barbara Sawicka The effect of fertilizing potato with micronutrients foliar fertilizers ............................... 203

Zuzanna Orwat, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka Wpływ czynników biotycznych i abiotycznych na wzrost i rozwój Dionaea muscipula

oraz warunki prowadzenia hodowli................................................................................. 212

Monika Poniewozik, Marzena Parzymies Rozmnażanie traw w kulturach tkankowych za pośrednictwem organogenezy

bezpośredniej .................................................................................................................... 221

Tomasz Pikuliński Wpływ kadmu na żywotność komórek wierzchołka wzrostu korzeni

Arabidopsis thaliana ........................................................................................................ 231

Marta Wyzińska, Alicja Sułek Uprawa, znaczenie i wykorzystanie pszenicy twardej ..................................................... 240

Marta Wyzińska, Jerzy Grabiński Możliwości produkcyjne pszenicy jarej w warunkach siewu jesiennego ........................ 250

Magdalena Kmiotek, Katarzyna Dybka-Stępień, Dariusz Danielewicz Wpływ obróbki enzymatycznej na właściwości masy celulozowej sosnowej .................. 260

Katarzyna Dybka-Stępień, Magdalena Kmiotek, Dariusz Danielewicz Zastosowanie biotechnologii w przemyśle celulozowo-papierniczym ............................ 269

Indeks autorów ................................................................................................................. 283

7

Iwona Wrześniewska-Wal1

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

1. Wstęp

Ryzyko i niepewność oraz inne zagrożenia, które są nieodłącznym elementem

wykorzystania roślin GMO przez człowieka, stanowią wystarczający argument

przemawiający za wprowadzeniem szczególnego reżimu prawnego w tym zakresie.

Wprowadzone przepisami prawa UE ograniczenia powinny respektować wszystkie

prawa podstawowe, w tym prawo do ochrony zdrowia oraz prawnie chronione dobra

publiczne, takie jak ochrona środowiska, bezpieczeństwo obywateli oraz prawo do

informacji.

2. Modyfikacje genetyczne i ich wykorzystanie przez człowieka

Modyfikacje genetyczne od dawna wykorzystywane są przez człowieka w two-

rzeniu nowych odmian roślin uprawnych czy ras zwierząt. Większość gatunków,

które są obecnie używane przez człowieka, uległa dość istotnym zmianom [1]. Fakt

modyfikacji nie jest czymś nowym, ale nowy jest sposób jej przeprowadzenia. Dotąd

organizmy użytkowane przez człowieka były modyfikowane na drodze selekcji

i rozmnażania pojawiających się spontanicznie nowych form w potomstwie powstałym

w wyniku krzyżowania czy mutacji. Rola człowieka polegała na tworzeniu

warunków sprzyjających powstawaniu zmienności i wyborze odpowiednich form,

przy czym sam proces powstawania tej zmienności i mechanizmy przekazywania

informacji genetycznej pozostawały poza możliwościami ingerencji lub była ona

możliwa tylko w znikomym stopniu, np. izolowanie zarodków powstałych

z oddalonych krzyżówek i ich rozwój na sztucznych podłożach. Obecnie do nowych

technicznych możliwości tworzenia organizmów genetycznie modyfikowanych przez

człowieka przyczyniło się odkrycie praw rządzących przekazywaniem informacji

genetycznej z pokolenia na pokolenie. Przełomem było odkrycie, że materialnym

nośnikiem tej informacji w każdej żywej komórce jest DNA oraz rozszyfrowanie

kodu, co pozwoliło na opracowanie metod manipulowania bezpośrednio fragmentami

DNA. Dzięki nowym metodom biologii molekularnej można „konstruować”

organizmy, manipulując odpowiednimi fragmentami DNA z pominięciem procesów

i mechanizmów rozmnażania i wytworzonych w trakcie ewolucji barier w przeka-

zywaniu informacji genetycznej między gatunkami i rodzajami organizmów. Nowy

sposób modyfikacji gnetycznych polega na tym, że w warunkach laboratoryjnych

część DNA kodującego daną cechę z innego nawet nie spokrewnionego filoge-

netycznie organizmu zostaje wprowadzona do DNA drugiego organizmu, a następnie

przez tradycyjną hodowlę powstaje nowy organizm o zmienionych cechach [2]. Jeśli

w ten sposób powstanie nowy organizm to bakterie, rośliny i zwierzęta otrzymane

1 idrwal@yahoo.com, p.o. kierownik Zakładu Ekonomiki, Prawa i Zarządzania Szkoły Zdrowia Publicznego

w Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego w Warszawie.

Iwona Wrześniewska-Wal

8

w wyniku takiej „manipulacji” są nazywane organizmami modyfikowanymi

genetycznie (GMO – genetically modified organisms) lub transgenicznymi

(transgenic). Ta druga nazwa związana jest z tym, że przenoszenie fragmentów DNA

między organizmami nazywamy transgenezą. Transgeneza pozwala na wprowa-

dzanie cech praktycznie z każdego organizmu do roślin uprawnych poprzez geny

warunkujące ich nowe cechy [1]. Celem tych „manipulacji” jest utworzenia zupełnie

nowych odmian, najczęściej związanych z żywieniem ludzi czy zwierząt. Nowa

zmiana powinna doprowadzić do ulepszenia tylko jednej właściwości organizmu. Od

naukowców wprowadzających modyfikację oczekuje się dokonania analizy jej

wprowadzenia z punktu widzenia zdrowia człowieka, ekonomii i ekologii [3]. Ocena

ryzyka jest niezbędna, ponieważ zgodnie z definicją prawną organizm genetycznie

zmodyfikowanym to organizm inny niż ludzki, w którym materiał genetyczny został

zmieniony w sposób niezachodzący w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania

lub naturalnej rekombinacji, w szcze-gólności przy zastosowaniu różnych technik2

(art. 3 pkt.13 ustawy o organizmach genetycznie zmodyfikowanych) [4].

Oczekiwania wobec GMO są nieograniczone, jednak nie wszystkie z nich można

spełnić przy obecnym stanie wiedzy, a ponadto nie wszystkie rozwiązania znajdują

społeczną akceptację. Największą akceptacją społeczną cieszy się wykorzystanie GMO

w oczyszczaniu środowiska oraz w produkcji leków i szczepionek, najbardziej

sceptycznie odnosimy się do wykorzystanie GMO w rolnictwie, w tym w produkcji

żywności [5]. Do najbardziej pożądanych cech modyfikacji genetycznej roślin należą:

poprawienie składu chemicznego surowca roślinnego w celu uzyskania produktów o lepszych cechach w trakcie ich przetwarzania i przechowywania

np. złoty ryż o dużej zawartości karotenoidów i o podwyższonej zawartości

mikroelementów (np. żelaza) czy też pozbawionych (lub o obniżonej

zawartości) alergenów [2];

wprowadzenie cech, które mogą wpływać korzystnie na stan zdrowia człowieka, poprzez wyprodukowanie roślin uprawnych gromadzących

w znacznych ilościach substancje chemiczne, które są przydatne dla przemysłu

farmaceutycznego np. rzepak wytwarzający hirudynę czynnik obniżający krzepli-

wość krwi oraz inne roślin produkujące różne substancje chemiczne o charak-

terze leków czy poszczególnych białek osocza krwi – pod warunkiem identy-

fikacji i izolacji odpowiednich genów odpowiedzialnych za ich syntezę [1];

usuwanie z produktu substancji szkodliwych lub obniżających jego wartość np. przez zastosowanie probiotyków jest możliwość inhibicji rozwoju mikroflory

patogennej [6];

2 a) rekombinacji kwasów nukleinowych obejmujących formowanie nowych kombinacji materiału

genetycznego przez włączenie cząsteczek kwasu nukleinowego otrzymanego w dowolny sposób poza

organizmem do wirusa, plazmidu bakterii lub wektora oraz ich przenoszenie do biorcy, w którym nie

występują w warunkach naturalnych, ale w którym są zdolne do ciągłego powielania;

b) bezpośredniego włączenia materiału dziedzicznego przygotowanego poza organizmem, w tym

mikroiniekcji, makroiniekcji lub mikrokapsułkowania;

c) łączenia komórek, w tym fuzji protoplastów, lub technik hybrydyzacji, w wyniku których drogą fuzji

dwóch lub większej liczby komórek tworzy się żywe komórki o nowej kombinacji dziedzicznego materiału

genetycznego.

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

9

ułatwienia agrotechniczne w uprawie oraz podczas procesów zachodzących w trakcie przetwarzania żywności. Odmiany, w których poprawiono cechy

związane z ich wzrostem i plonowaniem, tzw. cechy rolnicze np. odporność na

szkodniki, herbicydy itp. [7].

3. Rośliny genetycznie modyfikowane

Genetycznie modyfikowane organizmy to niemal wyłącznie rośliny będące

surowcem do produkcji żywności. Pierwsze rośliny GMO uzyskano w latach 80-tych

XX wieku. Były to tytoń i petunia. Ważną datą był rok 1994, kiedy to na rynek USA

wprowadzono pomidory FlavrSavr charakteryzujące się wolniejszym dojrzewaniem

i mięknięciem owoców, przez co dłużej zachowywały świeżość oraz łatwiej można

było je transportować. Osiągnięto to poprzez zmniejszenie aktywności genu poligala-

ktouronazy, odpowiedzialnego za rozkładanie ściany komórkowej [8, 9]. Była to

pierwsza dopuszczona do sprzedaży żywność GMO, którą jednak po roku wycofano

z uprawy ze względów ekonomicznych. Okazało się, że do modyfikacji użyto mało

plenną starą odmianę pomidora.

Obecnie modyfikacji genetycznej poddano wiele gatunków roślin użytkowych

w prawie wszystkich grupach roślin dwuliściennych i niektórych jednoliściennych.

Światowe areały upraw GMO to w zasadzie cztery rośliny: soja, kukurydza, rzepak

i bawełna. Soja GMO w większości przeznaczana jest na cele paszowe, kukurydza

– głównie na pasze i biopaliwa, a rzepak – do produkcji olejów jadalnych i na

biopaliwa. Poddano również modyfikacji rośliny ozdobne (chryzantema, goździk,

lilia, róża, tulipan) oraz rośliny modelowe (Arabidopsis, Tradescantia) w celu

prowadzenia badań naukowych nad mechanizmami tego procesu [10].

Światowa powierzchnia uprawy roślin genetycznie zmodyfikowanych stale

wzrasta. Według organizacji ISAAA (International Service for the Acquisition of

Agri-biotech Applications – Międzynarodowej Organizacji ds. Zastosowań Biotech-

nologii w Rolnictwie) nastąpił bardzo szybki, nieomal logarytmiczny wzrost ich

uprawy z 1,7 mln ha w 1996 r. do 188,1 mln ha w 2016 r.. Nastąpił zatem ok. 110-

krotny wzrost upraw roślin GMO w ciągu 21 lat [11]. Największym producentem

kukurydzy GMO są Stany Zjednoczone 72,9 mln ha (wzrost o 3 proc. w porównaniu

z poprzednim rokiem). Oprócz Stanów Zjednoczonych większość upraw genetycznie

zmodyfikowanych roślin uprawnych znajduje się w Brazylia – 49,1 mln ha (wzrost

o 11 proc.), Argentyna – 23,8 mln ha (spadek o 3 proc.), Kanada – 11,6 mln ha (wzrost

5 proc.), Indie – 10,8 mln ha (spadek o 7 proc.) w porównaniu z 2015 r.. Wśród

transgenicznych upraw dominują odmiany soi i kukurydzy, a następnie ale w znacznie

mniejszym stopniu, rzepaku i bawełny. W Europie tylko 4 państwa uprawiają rośliny

GMO – Czechy, Słowacja, Hiszpania i Portugalia. W Polsce obowiązuje zakaz [12].

4. Ryzyko związane z wprowadzeniem GMO do środowiska

Produkty GMO pojawiły się w obrocie w ciągu ostatnich 20 lat. Oznacza to

w praktyce, że w tak krótkim czasie nie jest możliwe przeprowadzenie oceny

potencjalnych wpływów produktów transgenicznych na środowisko. Ekolodzy

i naukowcy uważają, że nie istnieją żadne metody oceny ryzyka, które można by

tutaj zastosować aby uniknąć powstanie ewentualnych szkód i dlatego też nikt nie

Iwona Wrześniewska-Wal

10

jest w stanie przewidzieć pełnych i długoterminowych konsekwencji uwolnienia

GMO do środowiska. Im więcej takich organizmów zostanie wprowadzonych do

środowiska, tym większe może to wywołać komplikacje spowodowane ich wzaje-

mnymi powiązaniami. W środowisku GMO stają się żywymi organizmami wprowa-

dzanymi de novo do przyrody, co przypomina również ryzykowne introdukcje do

naszych ekosystemów gatunków obcych pochodzących z innych kontynentów.

Zawarte w zmodyfikowanych roślinach uprawnych nowe transgeny od momentu

wprowadzenia uprawy do środowiska mogą przeniknąć z czasem także do roślin

dzikich, a nawet do roślin występujących w rezerwatach przyrody i parkach narodo-

wych. W przyszłości może to zmienić stan ekosystemów naturalnych, w nieznanym

stopniu inicjując nowe kierunki zmian mikroewolucyjnych [13].

Ekolodzy zwracają uwagę na kilka istotnych zagrożeń związanych w uwalnia-

niem do środowiska produktów GMO. Najważniejsze z nich to: niszczenie bioróżno-

rodności, powstawanie superchwastów oraz zagrożenia dla pszczół.

Niszczenie bioróżnorodności przez zastępowanie naturalnych gatunków roślinami

GMO jest kolejnym krokiem ku uniformizacji organizmów zmniejszającym różno-

rodność biologiczną. Tymczasem różnorodność biologiczna musi być postrzegana,

jako stale wzrastająca równowaga interakcji pomiędzy formami życia. Wprowadzanie

uprawnych rośliny GMO, gdzie opatentowana jest część genomu, aby uniemożliwić

innym wykorzystanie ich, jest bardzo niebezpieczna [14]. Uprawy staja się podatne

na wszelkie zmiany klimatu i szkodniki. Utrata różnorodności biologicznej może

gwałtownie zakłócić zdolność ekosystemu do bronienia się w przypadku suszy czy

ataku chorób [15].

Innym z dyskutowanych zagrożeń związanych z uprawami GMO jest powstanie

nowych chwastów i tzw. superchwastów. W Argentynie, Kanadzie i USA powstawało

ponad 20 gatunków superchwastów odpornych na herbicydy, wypierających inne

gatunki roślin. W naturze geny roślin uprawnych mogą być przenoszone przez pyłek

za pośrednictwem wiatru lub owadów na odległość kilku kilometrów na pokrewne

rośliny, czasami na chwasty. Pyłki roślin modyfikowanych genetycznie krzyżują się

z pyłkami roślin niezmodfikowanych. W ten sposób obce geny z genetycznie zmody-

fikowanych roślin uprawnych mających nowe cechy jak np. tolerancja na herbicydy,

mogą zostać przeniesione na chwasty, powodując, że staną się one jeszcze

trudniejsze do zwalczenia. Przykładem jest odporny na herbicydy szczep przymiotna

kanadyjskiego (Conyza canadensis), który osiągnął wysokość 3 m, a jedna roślina

ma ponad 200 tys. wiatrosiewnych nasion. Szczep przymiotna rozprzestrzenił się

w dzie-sięciu stanach USA i nie udaje się go zwalczyć mimo trzykrotnie bardziej

stężonych dawek herbicydów [16].

Naukowcy alarmują, że przyczyną ginięcia pszczół i trzmieli w Europie i Ame-

ryce Płn. jest zespół chorobowy CCD. Zespól ten potęguje się z powodu zjadania

przez te owady pyłku roślin GMO, których toksyny osłabiają układ trawienny

pszczół otwierając drogę pasożytom Nosema apis i N. Ceranae. Badania wykazały,

że toksyny Bt występujące w pyłku roślin transgenicznych już w dawce 5000 ppb

(5 tys. części na miliard) uszkadzają komórki mózgowe bo są neurotoksynami, przez

co zakłócają nawigację pszczół robotnic. Pszczoły mają trudności w znalezieniu

pożytków i z powrotem do uli [17]. Tymczasem polskie badania prowadzone przez

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

11

prof. T. Kołtowskiego nie potwierdzają negatywnego wpływu genetycznie modyfi-

kowanych roślin na pszczoły, pomimo że stwierdzono obecność β-toksyn w ich

przewodzie pokarmowym. Jednak nie miało to żadnego wpływu na ich zdrowie [18].

5. Wpływ na zdrowie zwierząt i człowieka

Największe obawy wzbudza oddziaływanie produktów GMO na zdrowie zwierząt

i człowieka. W literaturze medycznej podnoszone są kwestie związana z alergiami

i chorobami nowotworowymi. Ponad 90% uprawianych obecnie na świecie odmian

GMO zawiera jedynie dwa rodzaje modyfikacji, z których jedna powoduje oporność

na herbicyd, a druga zdolność syntezy naturalnego środka owadobójczego –

bakteryjnej toksyny Bt. Rośliny pierwszego typu są oznaczane jako HT (herbicide

tolerant). Najczęstszą marką handlową są odmiany Roudup Ready (RR), oporne na

herbicyd Roundup. Modyfikacja ta pozwala stosować opryski herbicydowe w czasie

sezonu wegetacyjnego – chwasty giną, a oporne rośliny uprawne GMO tolerują

herbicyd i mogą rosnąć [19]. Warto zauważyć, że najpopularniejszy środek chwasto-

bójczy glifosat występujący w Roundupie został sklasyfikowany przez WHO jako

potencjalnie rakotwórczy. To wskazuje, że potrzebne są dalsze badania nad bezpie-

czeństwem roślin GMO, które używane są do produkcji żywności [20].

Według światowych raportów epidemiologicznych odnotowuje się powszechny

wzrost zapadalności na choroby alergiczne, który przypisuje się żywności GMO.

Najczęściej są to alergie skóry i przewodu pokarmowego – 20% populacji oraz

choroby układu oddechowego – 10% populacji [21].

W Polsce prowadzone były badania prowadzone przez prof. Świątkiewicza

w 2013 r., które dotyczyły wpływu pasz GMO na produkcyjność i zdrowotność zwierząt.

Celem badań było określenie wpływu stosowania genetycznie zmodyfikowanych

pasz (poekstrakcyjnej śruty sojowej i śruty kukurydzianej) w żywieniu zwierząt

gospodarskich (drobiu, trzody chlewnej i bydła) na uzyskiwane wskaźniki produkcyjne,

status metaboliczny i zdrowotny organizmu, jakość uzyskiwanych produktów oraz

transfer transgenicznego DNA w organizmie, w tym możliwość jego obecności

w produktach spożywczych pochodzenia zwierzęcego. Uzyskane wyniki wskazują,

że badane materiały paszowe GM nie mają wpływu na obraz histopatologiczny narzą-

dów wewnętrznych kurcząt oraz oceniany przyżyciowo status zdrowotny kurcząt [22].

6. Legislacja

Wpływ roślin GMO na zdrowie człowieka powinien być zawsze oceniany jeszcze

przed wprowadzeniem ich do uprawy. Wykorzystuje się w tym celu długoterminowy

monitoring umożliwiający wczesne wykrycie wszystkich możliwych szkodliwych

skutków spożywania wyprodukowanej z tych roślin żywności. Specyfika produktów

GMO spowodowała konieczność poszukiwania regulacji prawnych, które są restry-

kcyjne i chronią interesy konsumentów zarówno ze względu na ich bezpieczeństwo,

czyli proces autoryzacji, jak i podejmowanie decyzji, czyli znakowanie, a także monito-

rowanie środowiska po wprowadzeniu roślin GMO do uprawy i wycofywanie

produktów, gdyby były niebezpieczne.

Dobrym przykładem jest wprowadzanie do obrotu żywności GMO na terenie UE,

a tym samym i w Polsce, które jest usankcjonowane wieloma przepisami prawnymi.

Iwona Wrześniewska-Wal

12

Są to zarówno dyrektywy – dyrektywa nr 2001/18 dotycząca zamierzonego uwolnienia

GMO do środowiska [23] – jak i rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady:

rozporządzenie (WE) nr 1829/2003 w sprawie żywności GMO [24], oraz rozporzą-

dzenie (WE) nr 1830/2003, które wprowadziło system umożliwiający prześledzenia

(traceability) przepływu produktów GMO w łańcuchu produkcji i dystrybucji [25].

Rozporządzenie (WE) nr 1829/2003 ustanawia procedurę „jeden klucz do jednych

drzwi”, dotyczącą naukowej oceny i zezwoleń dla modyfikowanej żywności. Składa

się tylko jeden wniosek na uzyskanie zezwolenia zarówno na uwolnienie GMO do

środowiska, jak i jednoczesne użycie tego GMO, jako żywności. Produkty, które

uzyskują zezwolenie powinny być wprowadzone do publicznego rejestru żywności

GMO.

Punktem wyjścia dla tych regulacji jest ograniczenie do minimum ryzyka związanego

z biotechnologią. Ich celem jest ochrona zdrowia i środowiska naturalnego, mają one

także istotny wpływ na ochronę swobodnego przepływu towarów. Z tego punktu

widzenia można mówić o prawnym modelu bezpieczeństwa wprowadzania na rynek

żywności GMO opartego zarówno na dyrektywach, jak i rozporządzeniach [26].

7. Zasady GMO: zasada case-by-case, przezorności oraz zasada ochrony konsumentów

Uwolnienie GMO do środowiska poprzez wykorzystanie roślin do produkcji

żywności i pasz powinno być przeprowadzone według trzech zasad [27]. Pierwsza

z nich to zasada stopniowego uwalniania – „step by step”, co oznacza to, że produkt

GMO przed wprowadzeniem do obrotu był poddany na etapie eksperymentalnym

i badawczym próbom polowym w tych ekosystemach, które mogą być narażone

w związku z jego przyszłym użytkowaniem. W myśl tej zasady skala zamknięcia

GMO jest stopniowo obniżana, zaś skala uwalniania jest stopniowo, krok po kroku,

podwyższana, ale tylko wtedy, gdy ocena przeprowadzona na etapach poprzednich,

dotycząca ochrony ludzkiego zdrowia i środowiska wskazuje, że można podjąć

następny krok. W celu ułatwienia wyciągnięcia wniosków odnośnie potencjalnego

wpływu GMO na środowisko w wyniku uwolnienia lub wprowadzenia go do obrotu

należy przeprowadzić szczegółowa ocenę zagrożenia zgodnie z Załącznikiem II

dyrektywy nr 2001/18, w którym bierze się pod uwagę naturę wprowadzonego

organizmu i skutki środowiskowe. Istotna jest zasada indywidualnego podejście do

każdego przypadku – „case-by-case” i każdorazowe przeprowadzenie oceny zagrożenia

w szczególności ze względu na ochronę życia i zdrowia ludzkiego oraz środowiska

naturalnego.

W praktyce ocena zagrożenia może być trudna do przeprowadzenia. Analiza

ryzyka to procedura dzięki której doradztwo naukowe szacuje ewentualne zagrożenie

zdrowia ludzkiego szczególnie ze strony produktów żywnościowych, metod produkcji,

warunków higieny itd. w celu ochrony zdrowia człowieka oraz minimalizowanie

występowania chorób [28].

Termin analiza ryzyka obejmuje proces składający się z trzech powiązanych

składowych: oceny ryzyka, zarządzania ryzykiem oraz komunikacji ryzyka, został

zdefiniowany w rozporządzeniu nr 178/2002 r. ustanawiającym ogólne zasady

i wymagania prawa żywnościowego, powołującym Europejski Urząd ds. Bezpieczeń-

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

13

stwa Żywności oraz ustanawiającego procedury w zakresie bezpieczeństwa żywności

[29]. Zgodnie z tymi przepisami te trzy powiązane ze sobą składniki analizy ryzyka

zapewniają systematyczną metodologię dla określenia efektywnych, współmiernych

i skierowanych we właściwym kierunku środków lub innych działań, mających na

celu ochronę zdrowia. Najważniejszymi składnikami takiej analizy są: charakterystyka

produktu (organizmu użytego do wytworzenia GMO jak i samego GMO); analiza

metod używanych do modyfikacji; analiza zagrożeń (oddzielnie dla ludzi i środo-

wiska); analiza częstości zagrożeń oraz na koniec wnioski i połączenie wszystkich

składników w zintegrowane ryzyko [30].

W takich sytuacjach obowiązuje zasada przezorności, która nakazuje stosowanie

środków zapobiegawczych tam, gdzie dane naukowe odnośnie do możliwości

wystąpienia zagrożeń są niewystarczające bądź niepewne, zaś wstępna ocena naukowa

wskazuje na możliwość wystąpienia zagrożeń. Zgodnie z zasadą przezorności

w szczególnych okolicznościach gdy, po dokonaniu oceny dostępnych informacji,

stwierdzono niebezpieczeństwo zaistnienia skutków szkodliwych dla zdrowia, ale

nadal brak jest pewności naukowej, w oczekiwaniu na dowody naukowe umożli-

wiające bardziej wszechstronną ocenę ryzyka mogą zostać przyjęte tymczasowe

środki zarządzania ryzykiem konieczne do zapewnienia wysokiego poziomu ochrony

zdrowia ludzi i zwierząt. Z tego względu prawo UE wprowadza przepisy dotyczące

znakowania żywności i produktów GMO. Regulacje te mają osiągnąć są dwa

równorzędne cele: chronić interesy konsumentów oraz zapewnić swobodny przepływ

towarów. Konsumenci oczekują żywności nie tylko bezpiecznej dla zdrowia ludzi,

ale również produkowanej z poszanowaniem środowiska naturalnego i praw zwierząt.

W związku z tym na etykiecie powinni otrzymywać pełne i zrozumiałe informacje.

Znakowanie żywności ma nie tylko zapewnić wolność wyboru, ale również ostrzec

o obecności GMO w nabywanej żywności [31].

8. Regulacje polskie

W ostatnim czasie w Polsce wprowadzono zmiany do obowiązującej do tej pory

ustawy o mikroorganizmach i organizmach genetycznie zmodyfikowanych, uchwaloną

22 marca b.r. ustawą o zmianie ustawy o mikroorganizmach i organizmach genetycznie

zmodyfikowanych oraz niektórych innych ustaw [32]. Nowa regulacja zwiększa

stopnień bezpieczeństwa dla zdrowia ludzi i dla środowiska przez ustanowienie

mechanizmów umożliwiających skuteczną kontrolę oraz ograniczanie upraw GMO,

które umożliwią pełne wdrożenie do polskiego porządku prawnego wszystkich

postanowień dyrektywy nr 2001/18, regulującej kwestie zamierzonego uwolnienia

organizmów genetycznie zmodyfikowanych do środowiska.

W celu określenia kręgu podmiotów, na które ustawodawca nakłada obowiązek

zgłaszania upraw GMO, konieczne stało się opracowanie i wprowadzenie do ustawy

definicji rośliny GMO oraz uprawy GMO. Zgodnie z art. 3 pkt 16a nowej ustawy

przez roślinę GMO rozumie się GMO będące rośliną charakteryzującą się

wyrównaną, powtarzalną i specyficzną cechą modyfikacji genetycznej, natomiast

uprawa GMO (art. 3 pkt 16b ww. ustawy) to uprawa rośliny GMO, o cyklu

rozwojowym mieszczącym się w jednym cyklu produkcyjnym, prowadzona w sposób

zamierzony, w siewie czystym lub w mieszaninie, powiązana z produkcyjną funkcją

Iwona Wrześniewska-Wal

14

gruntu, plonująca w wyniku zastosowania zabiegów agrotechnicznych. Jednak

w obowiązujących przepisach nie ma ustawowej definicji pojęcia „uprawa”. Jeszcze

na etapie legislacji, w uzasadnienie do projektu omawianej ustawy wskazano na

doktrynę i orzecznictwo (Sądu Najwyższego Izby Cywilnej z dnia 20 stycznia 2005

r., II CK 361/04). Według SN są to wszelkiego rodzaju uprawy prowadzone na

gruncie rolnym, stanowiące efekt działalności ludzkiej i powiązane ściśle z produk-

cyjną funkcją gruntu. W praktyce w Polsce nie ma upraw GMO. W naszym kraju

obowiązuje zakaz prowadzenia takich upraw ustanowiony na mocy dyrektywy

Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2015/412 [33], która zmieniała pierwotną

dyrektywę nr 2001/18 w zakresie umożliwienia państwom członkowskim ograniczania

lub zakazu uprawy organizmów zmodyfikowanych genetycznie na swoim terytorium.

Powyższa zmiana dyrektywy pozwoliła państwom członkowskim wprowadzać zakaz

uprawy roślin GMO bez uzasadniania swojego stanowiska jakimikolwiek dowodami

naukowymi. Polska skorzystała z tej możliwości i we wrześniu 2015 r. zgłosiła wyłą-

czenie swojego terytorium spod możliwości uprawy wszystkich rodzajów zmodyfiko-

wanej kukurydzy, które dopuszczone są obecnie do obrotu w celu uprawy w Unii

Europejskiej.

Tym nie mniej ustanowienie mechanizmów umożliwiających zgłaszanie upraw

roślin GMO oraz skuteczną ich kontrolę było spowodowane realizacją wyroku

Trybunał Sprawiedliwości UE. Poprzednio obowiązująca regulacja pozostawała

w sprzeczności z dyrektywą nr 2001/18, ponieważ Polska nie wypełniła obowiązku

wynikającego z art. 31 ust. 3 lit. b tej dyrektywy (kwestia zgłaszania, rejestracji

i informowania społeczeństwa o uprawach GMO). W związku z tym w dniu 2

października 2014 r. Trybunał Sprawiedliwości UE wydał wyrok, w którym orzekł,

że Rzeczypospolita Polska uchybiła zobowiązaniom ciążącym na niej na mocy tej

dyrektywy [34]. Z tego względu mimo, że w Polsce nie prowadzi się upraw GMO

w art. 49a ust. 2-18 znowelizowanej ustawy o mikroorganizmach i organizmach

genetycznie zmodyfikowanych, unormowano prowadzenie upraw GMO oraz kwestie

zgłaszania ich ministrowi środowiska, co spełnia wymagania art. 31 ust. 3 lit. b)

dyrektywy nr 2001/18 w zakresie powiadamiania organów państwa o uprawach

GMO a tym samym wykonuje wyrok Trybunału Sprawiedliwości UE w sprawie C–

478/13.

Prowadzenie uprawy GMO, będzie wymagało utworzenia specjalnej strefy jej

prowadzenia. Strefa będzie mogła być utworzona po uzyskaniu zezwolenia wydawa-

nego przez ministra środowiska, wydanego po zasięgnięciu opinii ministra właściwego

do spraw rolnictwa oraz opinii rady gminy, na terenie której jest planowana uprawa

GMO. Jednak podmiot planujący uprawę GMO musiałby przede wszystkim udowodnić

brak negatywnego wpływu uprawy danej rośliny GMO na bezpieczeństwo środo-

wiska. Stąd nowa regulacja wymagała zdefiniowania pojęcia „bezpieczeństwo

środowiska”. Zgodnie z art. 3 pkt 1a ww. ustawy pod pojęciem bezpieczeństwa

środowiska rozumie się brak wpływu na obniżenie występowania ilościowego

osobników gatunków pasożytniczych i drapieżnych, mogących przyczynić się do

regulacji występowania ilościowego organizmów szkodliwych dla produkcji roślinnej

i zwierzęcej w warunkach naturalnych, ze szczególnym uwzględnieniem gatunków

określonych w przepisach wydanych na podstawie ustawy o ochronie przyrody [35].

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

15

Istotne jest to, że w celu rejestracji uprawy GMO nowa ustawa o mikroorga-

nizmach i organizmach genetycznie zmodyfikowanych przewiduje konieczność

przedłożenia pisemnych oświadczeń właścicieli i użytkowników wieczystych nieru-

chomości a także pszczelarzy lub związków pszczelarzy, których nieruchomości lub

odpowiednio pasieki są położone w odległości do 30 km od granicy gruntu rolnego,

na którym ma być prowadzona uprawa GMO, że nie wyrażają oni sprzeciwu

w związku z zamiarem utworzenia takiej strefy.

Kontrola zgodności prowadzonych upraw z przepisami nowej ustawy jest

przeprowadzana przez wojewódzkiego inspektora ochrony roślin i nasiennictwa

właściwego ze względu na miejsce prowadzenia danej uprawy. Kontrola może być

prowadzona z urzędu – na podstawie programu kontroli oraz na wniosek ministra

środowiska. Ponadto w przypadku uzasadnionego podejrzenia prowadzenia uprawy

GMO bez wpisu do Rejestru Upraw GMO wniosek o przeprowadzenie kontroli może

złożyć osoba fizyczna, osoba prawna lub jednostka organizacyjna nieposiadająca

osobowości prawnej. W przypadku, gdy w wyniku kontroli zostanie stwierdzone, że

uprawa GMO jest prowadzona bez wpisu do Rejestru Upraw GMO lub niezgodnie

z warunkami lub sposobem prowadzenia danej uprawy GMO określonymi we wpisie

do Rejestru, wojewódzki inspektor ochrony roślin i nasiennictwa nakazuje, w drodze

decyzji administracyjnej, zniszczenie roślin lub produktów roślinnych pochodzących

z tej uprawy. Od tej decyzji, zgodnie z Kodeksem postepowania administracyjnego

przedsiębiorcy przysługuje odwołanie do Głównego Inspektora Ochrony Roślin

i Nasiennictwa, w terminie 14 dni od dnia otrzymania decyzji. Jednak wniesienie od-

wołania wstrzymuje wykonanie tej decyzji (art. 49j – 49m znowelizowanej ustawy).

Nowa regulacja wprowadza także surowe kary za prowadzenie uprawy GMO bez

zezwolenia lub niezgodnie z warunkami i sposobami określonymi w zezwoleniu na

utworzenie strefy uprawy GMO, podlega karze pozbawienia wolności do lat 3. Jeżeli

następstwem powyższego czynu jest zniszczenie środowiska w znacznych rozmiarach,

sprawca podlega grzywnie oraz karze pozbawienia wolności od 3 miesięcy do lat 5.

W przypadku zaś, gdy następstwem czynu jest śmierć człowieka lub ciężki uszczerbek

na zdrowiu wielu osób, sprawca podlega grzywnie oraz karze pozbawienia wolności

od lat 2 do 12 (art. 59a ww. ustawy).

9. Podsumowanie

Rośliny GMO z jednej strony budzą entuzjazm naukowców i duże nadzieje na

rozwiązanie wielu problemów z dziedziny: medycyny, rolnictwa, czy ochrony

środowiska. Z drugiej strony, istnieje wiele zastrzeżeń i obaw społeczeństwa, czy

GMO są bezpieczne, czy ich tworzenie nie stanowi zagrożenia dla zdrowia człowieka

i otaczającej nas przyrody. Do tej pory w badaniach naukowych nie udało się

stwierdzić negatywnego wpływu roślin GMO, w tym żywności na organizm ludzki,

ale również nie udało się udowodnić, że jest nieszkodliwa. Nadal nie znane są skutki,

jakie może wywołać długotrwałe wprowadzanie do środowiska roślin GMO.

W Polsce nie ma publicznej debaty na temat roślin GMO, co sprawia, że brak jest

rzeczowej informacji o korzyściach płynących z biotechnologii. Niewystarczająca

jest również popularyzacja wiedzy o ewentualnych zagrożeniach związanych z uży-

Iwona Wrześniewska-Wal

16

ciem organizmów genetycznie zmodyfikowanych oraz środkach bezpieczeństwa,

jakie są podejmowane przy wprowadzaniu do obrotu produktów GMO.

Konsekwencje ingerencji w mechanizmy genetyki są tak poważne, że nie mogą

pozostać jedynie problemem naukowców. Z tego względu na poziomie UE jak

i w poszczególnych państwach członkowskich wprowadzono regulacje prawne mające

na celu zminimalizowanie zagrożeń wynikających z wykorzystania przez człowieka

organizmów genetycznie zmodyfikowanych.

Literatura:

1. Anioł A., Transgeneza, jako metoda tworzenia materiałów wyjściowych do hodowli roślin, warsztaty: „Jak wyhodować, zarejestrować i uprawiać w Polsce transgeniczne

odmiany roślin”, Radzików, 26-27 październik 2004.

2. Schmidt M., Olejnik-Schmidt A., Żywność genetycznie modyfikowana [w:] Gawędzki J. [red.], Krejpcio Z. [red.], Bezpieczeństwo żywności żywienia, Poznań 2014, s. 111-112.

3. Malepszy S. (red.), Biotechnologia roślin, Warszawa 2001, s. 455-544. 4. Ustawa z dnia 22 czerwca 2001 o mikroorganizmach i organizmach genetycznie

zmodyfikowanych (t.j. Dz.U. z 2017 r. poz. 2134 z późn. zm.).

5. Priwieziencew E., Co społeczeństwo myśli o GMO, opinie konsumentów i pozarządowych organizacji ekologicznych, konferencja „Genetycznie zmodyfikowane

organizmy a środowisko przyrodnicze”, Warszawa 25 kwietnia 2008.

6. Krajewska-Kamińska E., Śmietana Z., Bohdziewicz K., Bakterie probiotyczne w produkcji żywności, Przemysł Spożywczy, 2007 61, 5, 36-41.

7. Twardowski T., Michalska A., KOD: korzyści, oczekiwania, dylematy biotechnologii, Poznań 2001, s. 23, 76-93.

8. Kosicki J., Kosicka-Gębska M., Rośliny GMO i żywność genetycznie zmodyfikowana – nowość wzbudzająca ciekawość, nadzieje i obawy, Acta Scientifica Academiae

Ostroviensis nr 1 (2012) s. 136 .

9. Jurkiewicz A., Genetyczne modyfikacje organizmów – biotechnologiczny eksperyment na organizmach żywych, Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu, 18 (3), (2012), s. 236-242.

10. Maleszy S., GMO postęp niechciany? wykład PAN, Warszawa 10 maj 2005, http://www.wszechnica.pan.pl/index.php/poprzednie-wyklady/23-rok-2005/137-rosliny-

gmo-postep-niechciany.

11. ISAAA Annual Report 2017. 12. https://www.isaaa.org/resources/publications/annualreport/2017/pdf/ISAAA-

Aannual_Report-2017.pdf.

13. ISAAA Brief 52-2016: Executive Summary http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/52/executivesummary/default.asp.

14. Tomiałojć L., Uprawy i pasze z kontrowersyjnych odmian GMO w Polsce: możliwe skutki ekologiczne i gospodarczo-społeczne, Biuletyn Komitetu Ochrony Przyrody PAN,

2011 nr 2, s. 87-104.

15. Gouyon P. H., Różnorodność biologiczna, ewolucja i GMO, konferencja: „Wpływ pestycydów i GMO na środowisko, zdrowie i ekonomię oraz uwarunkowania prawne”,

Warszawa 23 września 2017 r.

16. Zimny J., Koegzystencja upraw konwencjonalnych, ekologicznych i GMO, konferencja: „Mity i rzeczywistość XXI w. Rośliny GMO jako model doświadczalny i żywność”,

Warszawa 30 października 2014 r.

17. Skubała P., Dlaczego nie akceptuje żywności GMO? Spojrzenie ekologa, II Ogólnopolska Konferencja „GMO – szanse czy zagrożenia?” Warszawa 25-26 październik 2014 r.

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

17

18. Narkiewicz-Jodko J., GMO dużym zagrożeniem dla rolnictwa i bioróżnorodności i pszczół, konferencja: „Wpływ pestycydów i GMO na środowisko, zdrowie i ekonomię

oraz uwarunkowania prawne”, Warszawa 23 września 2017 r.

19. Kotłowski T., Wpływ roślin genetycznie modyfikowanych na pszczoły. Pożytek pszczeli z roślin genetycznie modyfikowanych – ocena ryzyka, konferencja: „Żywność

genetycznie zmodyfikowana”, Warszawa, 20-21 czerwca 2013 r.

20. Lisowska K., Chorąży M., Zboża genetycznie modyfikowane (GM) w rolnictwie: aspekty zdrowotne, środowiskowe i społeczne, Biuletyn Komitetu Ochrony Przyrody PAN,

Kraków 2011 nr 2, s. 5-23.

21. Lisowska K., GMO a zdrowie – co wiemy, a czego nie wiemy?, konferencja: „Wpływ pestycydów i GMO na środowisko, zdrowie i ekonomię oraz uwarunkowania prawne”,

Warszawa 23 września 2017 r.

22. Stępkowska I., Biochemiczne aspekty wpływu na środowisko i zdrowie człowieka żywności zmienionej genetycznie, Katedra i Zakład Biochemii i Biologii Molekularnej

Akademii Medycznej w Lublinie, materiały konferencyjne 2004 r.

23. Świątkiewicz S., Wpływ pasz GMO na produkcyjność i zdrowotność zwierząt, transfer transgenicznego DNA w przewodzie pokarmowym oraz jego retencję w tkankach

i produktach żywnościowych pochodzenia zwierzęcego, konferencja: „GMO w rolnictwie

i produkcji żywności – szanse czy zagrożenia genetycznej modyfikacji roślin i zwierząt”,

Warszawa 3 kwietnia 2012 r.

24. Dyrektywa nr 2001/18 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 12 marca 2001 r. w sprawie zamierzonego uwalniania do środowiska naturalnego organizmów

zmodyfikowanych genetycznie Dz. Urz. UE L 106 z 17 kwietnia 2001, s. 1.

25. Rozporządzenie nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 22 września 2003 r. w sprawie genetycznie zmodyfikowanej żywności i paszy Dz. Urz. WE L 268

z 18 października 2003 r.

26. Rozporządzenia nr 1830/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 22 września 2003 r. dotyczące możliwości śledzenia i etykietowania organizmów zmodyfikowanych

genetycznie oraz możliwości śledzenia żywności i produktów paszowych

wyprodukowanych z organizmów zmodyfikowanych genetycznie i zmieniających

dyrektywę 2001/18/WE Dz. Urz. WE L 268 z 18 października 2003 r.

27. Wrześniewska-Wal I, Żywność genetycznie zmodyfikowana. Aspekty prawne. Wyd. UW Warszawa 2008, s.59-60.

28. Zimny T., Zakazy stosowania GMO w świetle prawa europejskiego i krajowego, szkolenie, Warszawa 2014.

29. http://pw.ihar.edu.pl/assets/Uploads/SZkolenie-dla-COBORU.pdf [dostęp 10 czerwca 2018].

30. James P., Kemper F., Pascal G., Europejski Urząd ds. Żywności i Zdrowia Publicznego. Przyszłości doradztwa naukowego w Unii Europejskiej, tłumaczenie z j. angielskiego

Molski M. opublikowane w „Żywność, Żywienie, Prawo a Zdrowie”, Warszawa 2000,

suplement 1, s.22 i 23.

31. Rozporządzenie nr 178/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego, powołujące

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności oraz ustanawiające procedury w sprawie

bezpieczeństwa żywności Dz. Urz. WE L 31 z 1 lutego 2002, s. 1.

32. Anioł A., Ocena ryzyka i metody zapobiegania zagrożeniom związanym z wprowadzeniem GMO do środowiska, materiały konferencyjne Instytutu Hodowli

i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie, 27 maj 2000 r. www.ihar.edu.pl/gf1200/aniol

[dostęp 2 czerwca 2018].

Iwona Wrześniewska-Wal

18

33. Christofourou T., The regulation of genetically modified organisms in European Union: The interplay of science, law and politics, Common Market Law Review, vol. 41, Nr 3

(June 2004), s.661-666.

34. Ustawa z dnia 22 marca 2018 r. o zmianie ustawy o mikroorganizmach i organizmach genetycznie zmodyfikowanych oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2018 r. poz. 810).

35. http://orka.sejm.gov.pl/opinie8.nsf/nazwa/1424_u/$file/1424_u.pdf. 36. Dyrektywa nr 2015/412 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 11 marca 2015 r.

w sprawie zmiany dyrektywy 2001/18/WE w zakresie umożliwienia państwom

członkowskim ograniczenia lub zakazu uprawy organizmów zmodyfikowanych

genetycznie (GMO) na swoim terytorium Dz. U. L 68 z 13.3.2015, str. 1-8.

37. Wyroku Trybunału Sprawiedliwości Unii Europejskiej z dnia 2 października 2014 r. – Komisja Europejska przeciwko Rzeczypospolitej Polskiej, sprawa C-478/13 (Dz. Urz.

UE C 421 z 24 listopada 2014 r., s. 15).

38. Ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody (Dz. U. z 2016 r. poz. 2134, 2249 i 2260 oraz z 2017 r. poz. 60 i 132).

Rośliny GMO – ujęcie prawne i środowiskowe

W dyskusjach pomiędzy przeciwnikami i zwolennikami roślin GMO podnoszone są argumenty natury

politycznej, ekonomicznej, religijnej i etycznej. Bardzo ważne są również aspekty ekologiczne

uwolnienia GMO do środowiska. Wielu naukowców opowiada się za bardzo ostrożnym podejściem do

oceny ryzyka przy wprowadzaniu GMO do środowiska, ponieważ nie dysponują jeszcze dostatecznym

zasobem informacji, który pozwoliłby na ustalenie ogólnych zasad oceny ryzyka. Celem opracowania

jest pokazanie z jednaj strony możliwości jakie stoją prze roślinami GMO a z drugiej zwrócenie uwagi

na ryzyko związane z ich uwolnieniem do środowiska i wykorzystaniem jako produktów. W celu

ograniczenia potencjalnych niebezpieczeństw użycia roślin GMO UE wprowadziła dość restrykcyjne

regulacje oparte na trzech zasadach: case-by-case, przezorności oraz ochrony konsumentów. Obecnie

uprawy roślin GMO w Polsce są zakazane. Jednak w lutym 2018 r. zmieniono polską ustawę

o organizmach genetycznie zmodyfikowanych m.in. w celu zwiększenia bezpieczeństwa środowiska.

Nowe przepisy zakładają zachowanie zasad bezpieczeństwa, ponieważ potencjalne prowadzenie uprawy

GMO, będzie wymagało utworzenia specjalnej strefy jej prowadzenia. W celu uzyskania zezwolenia

podmiot planujący uprawę GMO musiałby przede wszystkim udowodnić brak negatywnego wpływu

uprawy danej rośliny GMO na bezpieczeństwo środowiska.

Słowa kluczowe: rośliny GMO, ryzyko, uwolnienie do środowiska, ochrona zdrowia, regulacje prawne.

GMO crops – legal and environmental approach

In discussions between opponents and proponents of GMO plants, political, economic, religious and

ethical arguments are raised. Environmental aspects of GMO release into the environment are also very

important. Many scientists are in favor of a very cautious approach to risk assessment when introducing

GMOs to the environment, because they do not yet have sufficient information that would allow to set

general principles for risk assessment. The aim of the study is to show from one side the possibilities

that stand behind GMO plants and, on the other, draw attention to the risks associated with their release

into the environment and use as products. In order to limit the potential dangers of using GMO plants,

the EU introduced quite restrictive regulations based on three principles: case-by-case, precaution and

consumer protection. Currently, the cultivation of GMO plants in Poland is prohibited. However, in

February 2018, the Polish law on genetically modified organisms was changed, including to increase the

safety of the environment. The new regulations provide for the preservation of safety rules, as the

potential cultivation of GMOs will require the creation of a special area for its cultivation. In order to

obtain the permit, the entity planning the cultivation of GMOs would first have to prove the lack of

negative impact of growing a given GMO plant on environmental safety.

Keywords: GMO plants, risk, release to the environment, health protection, legal regulations.

19

Adriana Pacia1, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka

2

Przemysłowe zastosowanie

pelargoniowego olejku eterycznego

1. Wprowadzenie

Ze względu na swoje liczne właściwości, olejki eteryczne od wieków używane

były w różnych gałęziach przemysłu. Biorąc pod uwagę walory terapeutyczne,

chętnie stosowano je w medycynie, farmacji, a także w produktach żywnościowych,

czy kosmetykach [1]. Historia pokazuje, że rośliny naturalne (i ich ekstrakty) są

wykorzystywane na całym świecie niezależnie od stopnia rozwoju społecznego

i przemysłowego. Mimo że pojawił się w przeszłości okres, kiedy uważano, że

syntetyczne leki są niezastąpione pod względem skuteczności działania, to kiedy

nowoczesny świat zetknął się z wieloma nowymi chorobami cywilizacyjnymi,

ponownie pochylono się w stronę naturalnych źródeł terapeutycznych [2].

Według polskiej normy ISO-PN-86497 z roku 1998 „Naturalne surowce

zapachowe i aromatyczne. Terminologia” olejek eteryczny to produkt otrzymany

z roślin lub ich części: przez destylację z wodą (hydrodestylacja); destylację wodno-

parową lub parą wodną, w procesie mechanicznym z naowocni (owocni) owoców

cytrusowych, zwanej skórką lub przez suchą destylację, oddzielany od warstwy

wodnej metodami fizycznymi [3].

Olejki eteryczne są lipofilowymi, lotnymi metabolitami wtórnymi, naturalnymi

mieszaninami związków, charakteryzowane intensywnymi zapachami, obecnymi

w roślinach aromatycznych. Składają się z mieszaniny od kilku do kilkuset

związków, głównie węglowodorów (terpeny i seskwiterpeny) oraz utlenionych

związków (aldehydy, ketony, alkohole, kwasy, fenole, estry i inne). Ze względu na

to, że terpenoidy (jak np. geraniol czy cytronelol) są lotne i termolabilne, z łatwością

ulegają procesom oksydacji i hydrolizy. Dlatego też skład chemiczny olejku jest

ściśle związany z warunkami, w jakich jest on przechowywany, a także

środowiskiem, w jakim składowany był materiał wyjściowy, zanim został poddany

destylacji [4]. Zawartość olejku eterycznego stanowi zaledwie niewielki procent

całkowitej masy rośliny. Olejki mogą znajdować się w tkance komórkowej roślin,

gruczołach czy kanałach zlokalizowanych w kilku jej częściach (liściach, korze,

korzeniach, kwiatach, owocach, nasionach). Obecność tej mieszaniny w żywej

tkance nie jest do końca wyjaśniona. Przypuszcza się, że ma związek z wabieniem

insektów mających doprowadzić do zapylenia rośliny lub też z odstraszaniem

potencjalnych szkodników. Mono- i seskwiterpeny służą jako ochrona przed

zwierzętami roślinożernymi, np. mrówkami nagryzającymi liście [5]. Rozważając

doustną aplikację olejków eterycznych, są one ogólnie uważane jako bezpieczne

1 a.pacia@o2.pl, Samodzielna Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej, Wydział Przyrodniczo-

Techniczny, Uniwersytet Opolski 2 agna@uni.opole.pl, Samodzielna Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej, Wydział Przyrodniczo-

Techniczny, Uniwersytet Opolski

Adriana Pacia, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka

20

(ang. GRAS – Generally Recognised As Safe) przez Amerykańską Agencję Żywności

i Leków (ang. FDA – Food and Drug Administration) [4].

Praca ta miała postawione dwa cele: pierwszym było przedstawienie mnogości

zastosowań pelargoniowego olejku eterycznego, natomiast drugim było ustalenie

głównych substancji za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią

mas (GC-MS) pozyskanego pelargoniowego destylatu (z Pelargonium graveolens)

metodą destylacji z parą wodną w aparacie Clevengera. Wiedza ta pozwoliłaby na

ustalenie czy olejek z uprawianej rośliny byłby atrakcyjnym produktem do wykorzy-

stania na skalę przemysłową.

2. Pelargonium graveolens

Pelargonium graveolens należy do gatunku Pelargonium z rodziny Geraniaceae.

Rodzina ta obejmuje siedem rodzajów: Geranium, Pelargonium, Erodium, Monsonia,

Hypseocharis, Rhynchotheca oraz Sarcocaulon. Do rodzaju Pelargonium zalicza się

około 250-280 gatunków różniących się zarówno wyglądem, jak i cechami

morfologicznymi. Rozpoznawalne są ze względu na różnorodność zapachową, od

świeżej cytrusowo-miętowej nuty, przez kwiatową, owocową, aż do ostrej woni

kamforowej [6]. Najważniejszymi gatunkami pod względem produkcji związków

zapachowych są: P. capitatum, P. graveolens i P. radens [7]. P. graveolens jest

aromatycznym krzewem sięgającym około 1,3 metra wysokości i 1 metra szerokości.

Liście są jasnozielone, owłosione, miękkie w dotyku. Roślina ta jest odporna na

wysokie temperatury i brak wody, a po zbiorze plonu rośnie dalej, dlatego możliwy

jest on dwa razy w roku. Olejek pozyskiwany z omawianego gatunku stał się

istotnym produktem w pielęgnacji kosmetycznej ze względu na właściwości

otwierające pory i oczyszczające tłustą skórę [8]. P. graveolens wywodzi się

z południowych regionów Afryki, natomiast został przeniesiony przez żeglarzy do

innych zakątków świata, w wyniku czego obecnie można go znaleźć w środowisku

naturalnym w Australii, wschodniej Afryce, Nowej Zelandii czy na Madagaskarze

[9]. Natomiast największa produkcja pelargoniowego olejku eterycznego ma miejsce

w Chinach i Egipcie, a następnie w Hiszpanii, Maroku i Kenii. Ilość produkcji olejku

szacuje się na 30 ton rocznie. Ze względu na różane nuty zapachowe, jest on często

stosowany jako zamiennik drogiego olejku różanego. Ze względu na jego wielo-

kierunkowe zastosowanie, wiele gałęzi przemysłu inwestuje w jak najgłębsze

poznanie roślin z gatunku Pelargonium. Bada się nowe krzyżówki, modyfikuje

warunki wzrostu i zbioru materiału, a także określa się różnice substancji

występujących w gotowych olejkach. Składają się one w dużej mierze z mono-

i seskwiterpenów. Najważniejszymi związkami obecnymi w nich są cytronelol,

geraniol, mrówczan cytronelolu, mrówczan geraniolu, linalol i izomenton [6]. Składy

olejków różnią się w zależności od lokalizacji geograficznej rośliny, z których

destylowany był olejek, natężenia światła, temperatury, jakości podłoża, a także

wieku i części pelargonii, z której pobierany jest materiał [5, 10].

Przemysłowe zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego

21

2.1. Zastosowanie w medycynie

W ostatnich latach obserwuje się duże zainteresowanie naturalnymi źródłami

antybakteryjnych i antyoksydacyjnych substancji, które pomogłyby kontrolować

choroby, które dotykają zarówno ludzi, jak i rośliny [11]. Naukowcy poszukują

surowców, które wzmocniłyby działanie lub też zastąpiły komercyjne antybiotyki ze

względu na wzrastającą antybiotykooporność patogennych mikroorganizmów.

Pelargoniowy olejek eteryczny wykorzystywany jest między innymi w leczeniu

ran i stanów zapalnych skóry, bezsenności, hemoroidów, zapalenia nerek, astmy,

cukrzycy, wrzodów żołądka, a nawet nowotworów. Pomocny jest także przy

biegunkach, wymiotach, gorączce oraz uciążliwych bólach menstruacyjnych. Ma

ponadto właściwości rozluźniające mięśnie, co więcej, stymuluje układ nerwowy.

W chiń-skiej homeopatii wykorzystuje się go do usuwania z organizmu toksyn [8, 9].

Mimo iż wiele osób polega na tradycyjnej medycynie, komponenty olejków

eterycznych jako rozpuszczalne w tłuszczach zdolne są do przenikania bariery skóry

i wywoływania efektów terapeutycznych. Natomiast tak jak i inne biologicznie

aktywne składniki, trudno jest kontrolować ich uwalnianie po aplikacji. Dlatego od

kilku lat prowadzi się prace nad opracowaniem biodegradowalnego polimeru, który

umożliwiałby kontrolowanie uwalniania do środowiska komponentów olejku, co

wyeliminowałoby problem przedawkowania lub podania niewystarczającej ilości

aktywnej substancji. Cerempei i in. [1] przeprowadzili badania z użyciem bawełny

o różnych strukturach, do których wprowadzono kilka stężeń pelargoniowego olejku

eterycznego. Wyniki eksperymentu potwierdziły antybakteryjne działanie użytych

biomateriałów wobec mikrooganizmów zarówno Gram-dodatnich jak i Gram-

ujemnych. To z kolei pokazuje możliwość zastosowania w przyszłości na szerszą

skalę biomateriałów z zawartością olejków eterycznych, nie tylko ze względu na ich

działanie przeciwdrobnoustrojowe czy walory zapachowe, ale także w celu uzyskania

efektów terapeutycznych w kierunku antydepresyjnym, przeciwtrądzikowym, czy do

gojenia ran [1].

Sienkiewicz i in. [12] w swoich badaniach wykorzystywali olejek pelargoniowy

do leczenia ciężko gojących się ran, objętych zakażeniami bakteryjnymi

i grzybiczymi. Sprawdzona została jego aktywność zarówno wobec bakterii Gram-

dodatnich, takich jak: Staphylococcus aureus, Streptococcus (S. pyogenes,

S. agalactiae), jak i Gram-ujemnych: Escherichia coli, Enterobacter species,

Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa i Acinetobacter

baumannii. Są to patogeny, które najczęściej odpowiadają za na zakażenia ran.

W omawianym doświadczeniu badane Gram-ujemne mikroorganizmy okazały się

bardzo wrażliwe na olejek eteryczny, podczas gdy w wielu przypadkach były one

wysoce oporne na działanie sugerowanych w leczeniu antybiotyków. Minimalne

stężenie hamujące wzrost drobnoustrojów dla olejku pelargoniowego (MIC)

wynosiło od 3,0 µl/ml do 3,75 µl/ml.

Hamidpour i in. [9] zbadali efektywność pelargoniowego olejku mierząc strefy

zahamowaniu wzrostu następujących bakterii: Staphylococcus aureus,

Staphylococcus epidermidis, Bacillus subtilits, Escherichia coli, Citrobacter freundii,

Proteus vulgaris, Serratia marcescen, Salmonella typhimurium, Klebsiella pneumoniae,

Pseudomonas aeruginosa oraz Enterobacter aerogenes. S. aureus, B. subtilis, i E.

Adriana Pacia, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka

22

coli. W tym doświadczeniu, pomimo iż olejek działał zarówno na bakterie Gram-

dodatnie jak i Gram-ujemne (głównie E. coli, P. vulgaris i E. aerogenes), to większe

strefy zahamowania wzrostu zostały zaobserwowane w przypadku tych pierwszych.

Hsouna i in. [11] wytłumaczyli to faktem, że bakterie G-dodatnie nie posiadają

hydrofilowego łańcucha polisacharydowego, który w przypadku Gram-negatywnych

działa jako bariera zmniejszająca ich wrażliwość na pelargoniowy olejek eteryczny.

Udowodniono również silne właściwości przeciwgrzybicze, w tym w stosunku do

drożdżaków Candida lipolytica, C. tropicalis, C. sake, C. parapsilosis, C. krusei

i C.albicans. Wysoką aktywność olejek pelargoniowy wykazał także wobec

Malassezia species (M. furfur, M. globosa i M. obtusa), które wywołują wiele chorób

skórnych, w tym łupież pstry. Omawiany olejek okazał się być dwukrotnie bardziej

efektywny w inhibicji tego patogenu niż syntetyczny lek (ketokonazol) powszechnie

stosowany do jego zwalczania [9].

Ludzki organizm naturalnie funkcjonuje z udziałem zachodzących w nim

procesów oksydo-redukcyjnych. Niestety zbyt dużo reakcji oksydacyjnych prowadzi

do wytworzenia stresu oksydacyjnego, który jest w stanie wywołać wiele zaburzeń

w prawidłowej pracy organizmu, w tym prowadzić do poważnych chorób, takich jak

cukrzyca czy nowotwór. W medycynie konwencjonalnej leczenie cukrzycy typu I

jest prowadzone przez podawanie insuliny i innych syntetycznych środków

farmakologicznych. Niestety skutki uboczne ich stosowania (lekooporność,

hipoglikemia, czy wzrost masy ciała) wydają się przewyższać efekty terapeutyczne.

Właściwa dieta bogata w naturalne oksydanty jest kluczem do utrzymania

powyższych procesów na właściwym poziomie. Jedną z takich substancji jest

pelargoniowy olejek, ponieważ jak pokazują przeprowadzone badania, ma on wysoką

aktywność antyoksydacyjną [9].

Kolejnym zastosowaniem olejku może być użycie go w celu polepszenia jakości

ludzkiej spermy. Doniesienia literaturowe wskazują, że na coraz większe uwalnianie

do środowiska różnego rodzaju toksycznych związków chemicznych, nie pozostaje

obojętny męski układ rozrodczy, co skutkuje między innymi w obniżeniu jakości

plemników, a w konsekwencji upośledzeniem zdolności reprodukcyjnych. Badania

przeprowadzone przez Slima i in. [13] na myszach laboratoryjnych płci męskiej

wykazały, że omawiany olejek eteryczny, podawany doustnie, dzięki swoim

właściwościom antyoksydacyjnym był w stanie zapobiec uszkodzeniom oksyda-

cyjnym spowodowanym przez obecność chemikaliów i wpłynął pozytywnie zarówno

na ruchliwość, żywotność jak i morfologię plemników. Wyniki działania olejku

pelargoniowego okazały się podobne do tych wywoływanych przez jeden z najbardziej

cenionych antyoksydantów – witaminę E [13].

2.2. Zastosowanie w przemyśle spożywczym

Obecnie duży nacisk kładzie się w przemyśle spożywczym na utrzymanie

najwyższej jakości produktów, a zwłaszcza na zachowanie ich czystości mikrobiolo-

gicznej. Jedzenie musi być produkowane w warunkach sanitarnych, które będą

zapewniały bezpieczeństwo produktów pod względem fizycznym, chemicznym oraz

biologicznym, a przez to będą pozytywnie wpływały na zdrowie konsumentów.

Poszukuje się coraz to nowszych sposobów na kontrolę mikroorganizmów

Przemysłowe zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego

23

w jedzeniu, które to namnażając się wytwarzają toksyny powodujące zatrucia

u ludzi. Jedną z alternatyw dla agresywnych syntetycznych dodatków do żywności

wydają się być olejki eteryczne, w tym olejek pelargoniowy, które miałyby za

zadanie zachować czystość produktów na możliwie najwyższym poziomie, bez

używania szkodliwych konserwantów [14].

Składniki olejków eterycznych są naturalnie występującymi antyoksydantami,

które wykorzystane w przemyśle spożywczym mogą zatrzymywać procesy

oksydacyjne niszczące żywność, a także zapobiegać ich zakażeniom mikrobiolo-

gicznym czy procesom starzenia [11]. Jak udowodniły liczne badania, pelargoniowy

olejek eteryczny daje obiecujące wyniki w walce z patogenami odpowiedzialnymi za

psucie się produktów spożywczych, dlatego rozważane jest użycie go jako substancji

konserwującej w żywności [9].

Główny składnik olejku, jakim jest cytronelol, jest od wielu lat z powodzeniem

powszechnie używany jako substancja nadająca smak w produktach takich jak, np.

jogurty, napoje, dżemy czy gumy do żucia [6].

Sugeruje się również użycie pelargoniowego olejku do materiałów tworzących

opakowania produktów żywnościowych [4].

Olejki eteryczne są wykorzystywane także w rolnictwie i w ochronie roślin

przeciwko bakteriom, wirusom, szkodnikom i grzybom [9].

3. Eksperyment własny

3.1. Materiały i metody

Zakupiony komercyjny pelargoniowy (P. graveolens) olejek eteryczny firmy Etja

został poddany analizie jakościowej i półilościowej (udział procentowy poszczególnych

składników w ekstrakcie) za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze

spektrometrią mas (GC/MS).

W tym samym czasie, z uprawy własnej Pelargonium graveolens pobrany został

materiał do destylacji, a otrzymany produkt został poddany analizie jakościowej

i półilościowej. Do doświadczenia zebrane zostały jedynie liście tej rośliny,

ponieważ jak pokazały wcześniejsze badania, właśnie one spośród innych części

pelargonii zawierały najwyższą ilość olejku eterycznego. Zebrany 100 g świeży

surowiec został rozdrobniony i przeniesiony do aparatu Clevengera, gdzie poddany

został 3-godzinnej hydrodestylacji. Świeżo pozyskany olejek charakteryzował się

jasnozielonym kolorem i intensywnym zapachem, który odbiegał od zapachu

komercyjnego olejku czy woni unoszącej się wokół samej rośliny. Uzyskany destylat

następnie został poddany analizie chromatograficznej (GC/MS).

Chromatografia gazowa jest powszechnie używaną techniką do analizy olejków

eterycznych i innych związków aromatycznych. Służy do oddzielenia poszcze-

gólnych składników za pomocą odpowiedniego ciśnienia. Jest to osiągane w czasie

kilku minut i wymaga użycia bardzo małej ilości badanej próby. Istnieje kilka

modyfikacji chromatografii gazowych (np. wysokosprawna chromatografia cieczowa –

HPLC), używanych w zależności od zamierzonych efektów [5].

Adriana Pacia, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka

24

3.2. Wyniki

Wyniki badań wykazały obecność 73 składników w pozyskanym z własnej

uprawy olejku eterycznym oraz 97 składników w olejku komercyjnym. W obydwu

próbach stwierdzono największą zawartość cytronelolu (olejek z uprawy własnej

26,6%, olejek komercyjny 22,3%), a na drugim miejscu geraniolu (23% oraz 15,5%).

Sprawdzona została również obecność innych istotnych komponentów: mrówczanu

cytronelolu, mrówczanu geraniolu, linalolu i izomentonu (tab. 1). Należy zwrócić

tutaj uwagę, że ze względu na przynależność składników olejków eterycznych do tej

samej grupy strukturalnej, mogą one z łatwością ulegać procesom np.: oksydacji,

izomeracji czy cyklizacji, które powodują przekształcanie się związków chemicznych,

dlatego w trakcie przechowywania badanych substancji, skład może ulec modyfikacji.

Tabela 1.Obecność głównych związków chemicznych w pelargoniowym olejku eterycznym pozyskanym

z własnej uprawy i olejku komercyjnym

Związek chemiczny/olejek Olejek pozyskany

z własnej uprawy

P. graveolens

Komercyjny olejek

P. graveolens

Cytronelol 26,6% 22,3%

Geraniol 23,0% 15,5%

Mrówczan cytronelolu Tr. 1,7%

Mrówczan geraniolu - 0,6%

Linalol 6,37% 5,59%

Izomenton 3,4% -

Tr. – ilości śladowe; (-) – związku nie wykryto

Źródło: Opracowanie własne

Przeliczony został również stosunek zawartości cytronelolu do geraniolu (C:G),

ponieważ jak wskazuje literatura [14], stosunek tych związków równy 1:1 znajduje się

w pelargoniowych olejkach, które są najbardziej cenione przez przemysł perfumeryjny.

4. Podsumowanie

Zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego jest wielokierunkowe, ma duże

znaczenie w przemyśle kosmetycznym, perfumeryjnym, farmaceutycznym, spożyw-

czym, a także aromaterapii [6]. Liście P. graveolens popularnie wykorzystywane są

jako substancja nadająca smak potrawom, środek wspomagający leczenie infekcji

gardła, problemów żołądkowo-jelitowych, a także jako środek repelentny (odstra-

szający owady) [11]. Z powodzeniem stosowany jest w również w weterynarii [4].

Zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego jest więc bardzo szerokie. Repre-

zentuje „zieloną” alternatywę na polach składników odżywczych czy farmaceutyków.

Przemysłowe zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego

25

Literatura

1. Cerempei A., Muresan E. I., Cimpoesu N., Biomaterials with controlled release of geranium essential oil, Journal of Essential Oil Research, 26, (2014), s.267-273.

2. Iancu C., Cioanca O., Hancianu M., Mircea C., Dried extracts and essential oils of some Pelargonium species: chemical and biological assessment, Indian Journal of

Pharmaceutical Education and Research, 51, (2017), s.421-424.

3. http://pollenaaroma.com.pl/wp-content/uploads/2015/09/Pollena_Aroma_2015_2_spk.pdf.

4. Turek C., Stintzing F.C., Stability of essential oils: a review, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 12, (2013).

5. Maurya S., Kushwaha A.K., Singh G., Biological significance of spicy essential oils, Advances in Natural Science, 6, (2013),s.84-95.

6. Blerot B., Baudino S., Prunier C., Demarne F., Toulemonde B., Caissard J. C., Botany, agronomy and biotechnology of Pelargonium used for essential oil production,

Phytochemistry Reviews, 15, (2016), s.935-960.

7. Lalli J. Y. Y., Viljoen A. M., Hüsnü K., Baser C., Demirci B., Özek T., The essential oil composition and chemotaxonomical, appraisal of South African Pelargoniums

(Geraniaceae), Journal of Essential Oil Research, 18, (2006), s.89-105.

8. Sharopov F. S., Zhang H., Setzer W. N., Composition of geranium (Pelargonium graveolens) essential oil from Tajikistan, American Journal of Essential Oils and Natural

Products, 2, (2014), s.13-16.

9. Hamidpour R., Hamidpour S., Hamidpour M., Marshall V., Hamidpour R., Pelargonium graveolens (Rose Geranium) – a novel therapeutic agent for antibacterial, antioxidant,

antifungal and diabetics, Archives in Cancer Research, 5, (2017), s.1-5.

10. Rajeswara Rao B. R., Kaul P. N., Mallavarapus G. R., Ramesh S., Effect of seasonal climatic changes on biomass yield and terpenoid composition of rose-scented Geranium

(Pelargonium species), Biochemical Systematics and Ecology, 24, (1996), s.627-635.

11. Hsouna A. B., Hamdi N., Phytochemical composition and antimicrobial activities of the essential oils and organic extracts from Pelargonium graveolens growing in Tunisia,

Lipids in Health and Disease,11, (2012), s.167.

12. Sienkiewicz M., Poznańska-Kurowska K., Kaszuba A., Kowalczyk E., The antibacterial activity of geranium oil against Gram-negative bacteria isolated from difficult-to-heal

wounds, Burns, 40, (2014).

13. Slima A. B., Ali M. B., Barkallah M., TraoreA. I., Boudawara T., Allouche N., Gdoura R., Antioxidant properties of Pelargonium graveolens L’Her essential oil on the

reproductive damage induced by deltamethrin in mice as compared to alpha-tocopherol,

Lipids in Health and Disease, 12, (2013).

14. Andrade M. A., Cardos M. G.,. Batista L. R, Freire J. M., Nelson D. L., Antimicrobial activity and chemical composition of essential oil of Pelargonium odoratissimum,

Revista Brasileira de Farmacognosia, 21, (2011), s.47-52.

15. Nejad A. R., Ismaili A., Changes in growth, essential oil yield and composition of geranium (Pelargonium graveolens L.) as affected by growing media, Journal of the

Science of Food and Agriculture, 94, (2013), s.905-910.

Adriana Pacia, Agnieszka Dołhańczuk-Śródka

26

Przemysłowe zastosowanie pelargoniowego olejku eterycznego

Od wielu lat ekstrakty roślinne, w tym olejki eteryczne wykorzystywane były nie tylko ze względu na

ich walory zapachowe, ale także lecznicze. Mogą być one pozyskiwane z różnych części roślin, co

wpływa na skład jakościowy pozyskanego olejku i wydajność wyjściowego materiału. Badania zawarte

w tej pracy skupiają się na roślinach z rodzaju Pelargonium, obejmujący około 250 gatunków, a który

jest bardzo ceniony ze względu na zawartość olejku eterycznego, wykorzystywanego w wielu gałęziach

przemysłu, m.in. perfumerii, przemyśle kosmetycznym (m.in. mydła czy kremy) spożywczym czy

farmaceutycznym.

Pierwszym celem pracy było przedstawienie mnogości zastosowań pelargoniowego olejku, a także jego

dalsze potencjalne użycie. Drugim celem było ustalenie głównych substancji za pomocą chromatografii

gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS) pozyskanego pelargoniowego olejku eterycznego

(z Pelargonium graveolens) metodą destylacji z parą wodną w aparacie Clevengera. Wiedza ta

pozwoliłaby na ustalenie czy olejek z uprawianej rośliny byłby atrakcyjnym produktem do

wykorzystania na skalę przemysłową.

Przeprowadzona analiza pozwoliła na ustalenie, że w składzie badanego olejku, w wysokich ilościach

znajdują się m.in.: cytronelol, geraniol, linalol, co więcej, stosunek cytronelolu do geraniolu jest bliski

temu, który znajduje się w najbardziej cenionych przez przemysł perfumeryjny pelargoniowych

olejkach. To pozwala stwierdzić, że ekstrakty z uprawianej rośliny zawierają bardzo cenny skład i dają

możliwość wykorzystania go w szerokim zakresie.

Słowa kluczowe: pelargoniowy olejek eteryczny, Pelargonium graveolens

Industrial application of pelargonium essential oil

For many years now plant extracts, especially essential oils, have been used not only for its fragrance,

but also for its medical purpose. Floral extracts can be obtain from different parts of the plant which

affect a quantity and quality of the product. This research is focused on one specific species in

Pelargonium family – Pelargonium graveolens. The family contain around 250 different species and is

very valued for its content of essential oil used in many different industries, such as perfume, cosmetic,

food and pharmaceutical industries.

The first aim of this study was to present the multiplicity of the use of pelargonium graveolens as well

as its further potential applications. The second purpose was to establish main compounds of the

pelargonium essential oil obtained in hydrodistillation process in the Clevenger-type apparatus, with the

use of Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC/MS). The outcome would indicate if the essential

oil derived from our indoor cultivation was valuable extract for the use on an industrial scale. The

analysis showed that the component of pelargonium oil that was present in the greatest amount were:

citronellol, geraniol and linalool. What is more, a citronellol to geraniol ratio (C:G) was close to the one

that is the most valuable for the perfume industry. That is why it can be said that essential oil from this

Pelargonium graveolens indoor cultivation is a valuable product which can be used on a industrial scale.

Keywords: pelargonium essential oil, Pelargonium graveolens

27

Adriana Szydłowska1, Jerzy Hapanowicz

2

Ocena skuteczności metod obliczania lepkości

zawiesin cząstek roślinnych w cieczy nieniutonowskiej

1. Wprowadzenie

Zawieszone w cieczy cząstki ciała stałego, w szczególności pochodzenia

roślinnego, występują powszechnie w naturze, ale także są stosowane i przetwarzane

w wielu sektorach przemysłu, m. in. spożywczym, chemicznym, farmaceutycznym,

budowlanym, w przemyśle tworzyw sztucznych, a nawet podczas oczyszczania

ścieków. Procesy technologiczne przetwarzania płynów dwufazowych ciecz-ciało

stałe bazują głównie na ich przepływie (transport rurociągowy, mieszanie, wytła-

czanie), a czasem też związane są z wymianą ciepła (suszenie, ogrzewanie/chłodzenie).

Prawidłowy projekt procesów technologicznych oraz stosownej aparatury procesowej

wymaga znajomości właściwości przetwarzanych substancji, a w szczególności ich

lepkości, ponieważ to właśnie ten parametr w dużej mierze determinuje opory

przepływu, a także ma znaczny wpływ na konwekcyjny ruch ciepła.

Z punktu widzenia reologii zawiesiny stanowią szczególną grupą płynów. Ich

lepkość jest zależna od wielu czynników, wśród których można wymienić lepkość

fazy ciągłej, udział fazy stałej, kształt i rozmiar cząstek ciała stałego, rozkład ich

rozmiarów, oddziaływania międzycząsteczkowe oraz szybkość, a czasem nawet

historię, ścinania [1]. Ponadto, jak wykazano w pracy [2], nie bez znaczenia pozostaje

również struktura wewnętrzna cząstek fazy stałej.

Wśród zawiesin można wyróżnić jeszcze bardziej złożoną pod względem

właściwości fizycznych i reologicznych grupę płynów. Stanowią ją zawiesiny

cząstek roślinnych. Cząstki te charakteryzują się nieregularnym, często włóknistym

kształtem. Ponadto nierzadko są odkształcalne. Cechują się również relatywnie niską

gęstością, co jest spowodowane ich porowatą strukturą wewnętrzną, a w dodatku

odznaczają się skłonnością do pęcznienia w wyniku kontaktu z wodą [2].

2. Metody obliczania lepkości zawiesin

Do obliczania lepkości zawiesin literatura przedmiotu proponuje różne równania.

Mają one postać wielomianową, logarytmiczną, wykładniczą lub są kombinacją

funkcji różnego typu. Parametrami tych równań są głównie: lepkość względna wzgl,

która jest stosunkiem lepkości zawiesiny z do lepkości fazy ciekłej c oraz udział

objętości fazy stałej w zawiesinie [1]. Einstein, w początkach XX wieku, jako pierwszy zaproponował matematyczną

zależność lepkości zawiesiny od lepkości fazy ciekłej i udziału objętości fazy stałej.

Równanie to jest funkcją wielomianową zapisywaną w postaci

1 a.szydlowska@doktorant.po.edu.pl, Katedra Inżynierii Procesowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika

Opolska 2 j.hapanowicz@po.opole.pl, Katedra Inżynierii Procesowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska

Adriana Szydłowska, Jerzy Hapanowicz

28

1 2,5wzgl . (1)

Równanie (1) zostało opracowane w oparciu o założenia, że:

cząstki ciała stałego zawieszone w fazie ciekłej są kuliste, sztywne i nie oddziałują wzajemnie na siebie,

układ ciecz-ciało stałe jest bardzo rozcieńczony, a stężenie fazy stałej < 0,04. Takie założenia znacznie ograniczają stosowalność równania (1), ponieważ

„rzeczywiste” cząstki ciała stałego mają zróżnicowany kształt, najczęściej inny niż

kulisty, nierzadko są elastyczne i odkształcalne, a ich stężenie zwykle przekracza 5%

obj. Równanie (1) stanowiło jednak podstawę do rozważań dla innych badaczy,

którzy modyfikowali je na różny sposób. Między innymi autorzy prac [1, 3÷6]

przytaczają wiele metod obliczania lepkości zawiesin oraz proponują własne,

bardziej skuteczne w odniesieniu do wyników własnych eksperymentów metody

obliczeniowe.

Wśród najczęściej cytowanych [1, 3÷6] metod obliczania lepkości zawiesin

można wymienić:

równania o postaci

4

1 0,5

1wzgl

, (2)

21 2,5 10,05wzgl , (3)

2 31 2,5 7,17 16,2wzgl , (4)

które, co prawda, są niewiele „młodsze” od równania (1), natomiast mają

obowiązywać dla zawiesin o wyższych stężeniach ciała stałego [6]. Równanie (2)

powinno być słuszne dla mieszanin o koncentracji fazy rozproszonej do 50% obj.

Z kolei górną granicą stosowalności równania (3) pod względem stężenia zawiesiny

jest udział fazy stałej w wysokości 30% obj. Natomiast równanie (4) jest polecane do

obliczania lepkości zawiesin o udziale fazy stałej nieprzekraczającym 35% obj. [1].

Modele w tej grupie mają postać wielomianu, przy czym równanie (2) stanowi

dodatkowo funkcję wymierną. W równaniach (2)-(4) lepkość zawiesiny jest uzależniona

jedynie od lepkości jej fazy ciągłej oraz udziału fazy stałej. Zatem korzystanie z nich

do obliczeń jest bezproblemowe, gdyż parametry te są podstawowymi cechami

zawiesiny.

równania o postaci

, (5) max

2,5exp

1wzgl

Ocena skuteczności metod obliczania lepkości zawiesin cząstek roślinnych w cieczy nieniutonowskiej

29

max2,5

max

1wzgl

, (6)

2

max

1wzgl

, (7)

w których występuje dodatkowy parametr max, oznaczający maksymalny udział objętości fazy stałej. Po jego przekroczeniu zawiesina traci zdolność do płynięcia [3,

6]. Parametr ten jest cechą fizyczną każdej zawiesiny i zależy od rozmiaru cząstek

fazy stałej, rozkładu ich rozmiarów oraz kształtu [4]. Stosowalność równań (5), (6)

i (7) ma obejmować cały zakres udziału objętości ciała stałego, przy którym

zawiesina jest zdolna do płynięcia; czyli do max. Postać matematyczna tej grupy równań jest bardziej złożona w stosunku do wcześniej omawianego zestawu równań.

Forma równania (5) odpowiada funkcji ekspotencjalnej. Zależność w równaniu (7)

jest kombinacją funkcji wymiernej i potęgowej, natomiast równanie (6) jest

połączeniem funkcji wymiernej, potęgowej i wykładniczej,

W literaturze przedmiotu dostępne są także bardziej złożone metody do obliczania

lepkości zawiesin. Zawierają one dodatkowe parametry, których wyznaczenie

wymaga jednak dodatkowego eksperymentu, jak na przykład model opracowany

przez autorów pracy [4], który jest przeznaczony do obliczania zawiesin cząstek

ceramicznych, zapisywany w postaci zależności

2

max

1 2,5wzgl K

, (8)

gdzie K jest parametrem wyznaczanym eksperymentalnie, podobnie, jak

w przypadku parametru max, dla każdej zawiesiny indywidualnie. Przedstawione metody obliczania lepkości dotyczą zawiesin niutonowskich.

Tymczasem zdecydowana większość układów dwufazowych ciecz-ciało stałe jest

zaliczana do grupy płynów nieniutonowskich. Ponieważ lepkość tej grupy płynów

jest zależna od szybkości ścinania, toteż do jej obliczania stosowane są modele

reologiczne stanowiące korelację pomiędzy naprężeniem ścinającym a szybkością

ścinania. Modele te przyjmują różną postać w zależności od charakteru reologicznego

danego płynu. Dysponując matematycznym opisem zmian naprężenia ścinającego

w funkcji szybkości ścinania możliwe jest obliczenie lepkości danej substancji

nieniutonowskiej przy dowolnej wartości szybkości ścinania.

Pomimo, że w równaniach (2)-(8) nie uwzględniono wpływu szybkości ścinania

na lepkość zawiesin, mogą być one stosowane do obliczania lepkości zawiesin

niespełniających prawa Newtona. Wówczas obliczona wartość lepkości zawiesiny

nieniutonowskiej będzie stanowić jeden punkt na krzywej płynięcia odpowiadający

takim warunkom ścinania, jakim odpowiada zastosowana do obliczeń wartość

lepkości fazy ciągłej. Dlatego, w tym celu konieczne jest dysponowanie danymi

odnośnie właściwości reologicznych czystej fazy ciekłej. W celu ewentualnego

wykreślenia krzywej płynięcia należy wykonać obliczenia lepkości danej zawiesiny

Adriana Szydłowska, Jerzy Hapanowicz

30

dla różnych wartości szybkości ścinania (która jest determinowana poprzez wartość

lepkości fazy ciągłej) w zakresie jej zmian, odpowiadającym danemu procesowi

rzeczywistemu.

Należy zaznaczyć, iż przytoczone zależności wyrażające lepkość zawiesin są

funkcjami empirycznymi. W związku z tym opracowano je na podstawie ekspery-

mentów dotyczących zawiesin o konkretnych cechach fazy stałej, a głównie odnośnie

nieodkształcalnych cząstek kulistych. Natomiast cząstki roślinne są odkształcalne,

a proporcje ich rozmiarów znacznie odbiegają od modelu cząstki kulistej. W związku

z tym uzn