生物技术在食品工业中的应用及安全性_王仲礼

生物技术在食品工业中的
应用及安全性
王仲礼
(山东轻工业学院,山东济南　250100)
摘要:论述了生物技术在食品工业中的应用及其所引发的食品安全性问题,介绍了生物技术食品安全性的分析与评价方法。

关键词:生物技术;食品安全性;分析与评价
中图分类号:TS201.2　文献标识码:B　文章编号:1007-7561(2004)02-43-02
21世纪是生物工程的世纪,生物技术将得到飞速的发展,与此同时,生物技术在食品中的应用也越来越广泛而深入。

由此引起的食品安全性问题也越来越引起研究者的关注,从而也引起了生物技术与食品安全性问题的讨论。

1　生物技术在食品工业中的应用
1.1　利用生物技术开辟新的食品资源
食品工业可借助生物技术开发一些新的食品资源,如单细胞蛋白、淀粉酶、单细胞油脂等。

单细胞蛋白是从酵母或细菌等微生物菌体中获取的蛋白质。

微生物,特别是酵母体中的蛋白质含量占细胞干物质的44%～55%,其氨基酸的组成不亚于动物蛋白质,除蛋氨酸外,人体所需的其它7种氨基酸都具备。

除此以外,酵母菌体蛋白还富含碳水化合物、脂类、维生素、矿物质,因此其营养价值很高。

某些种类的酵母菌生产的单细胞蛋白,可直接为人食用。

淀粉酶的生产作为制糖工业的一大变革,其经济效益也是十分显著的。

油脂是维持生命的重要营养物质,也是工业生产的重要原料。

利用生物技术生产油脂是一条开发新油源的好途径,不仅可补充现有动植物油脂资源的不足,代替食用油脂和工业用油,而且还会获得经济价值较高、天然动植物中存在量少、甚至不存在的有较大生理功能和特殊利用价值的油脂和类脂质,例如十五烷酸、棕榈油酸、γ-亚麻酸等。

1.2　基因工程可使食用动植物发生变革
自从转基因西红柿被批准上市后,许多基因食品也相继问世。

科学家设法使动物和农作物具有更好的性状和贮藏性,如使小麦具有更适宜的烤面包
收稿日期:2003-10-20
作者简介:王仲礼(1938-),男,山东平原人,副研究员.性状,使玉米中蛋白质含量更高,使炸薯条更好吃、更有营养。

将防冻基因导入草莓培育抗霜草莓,把北极鱼的抗冻基因导入西红柿,使西红柿可被冷冻保存而解冻后不变软。

美国DNAP公司把合成的AFP基因导入面包酵母,使这种产生AFP的改良酵母经冰冻融化后的成活率比对照组增加2～4倍。

应用转基因技术将有特殊经济价值的基因引入动、植物体内,对家畜、家禽及农作物进行品种改良,从而获得高产、优质抗病害的转基因动、植物新品种,这样既可达到充分提高农业资源的利用效率、降低生产成本之目的,又可提高产量,改善质量,为广大消费者提供优质的食品。

1.3　利用生物技术提高食品品质和改善食品风味
食品添加剂主要包括酸味剂、甜味剂、鲜味剂、食用色素、防腐剂以及食品强化剂等。

生物技术在食品添加剂生产方面取得的成果不胜枚举。

国外采用基因工程和细胞融合技术,选育苏氨酸、色氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、异亮氨酸的优良生产菌,在提高产量和缩短发酵周期方面已取得显著成就。

更值得一提的是,在新型食品防腐剂———细菌素的生产中,国外研究人员已沿用基因重组技术把不同抑菌谱的细菌素调控基因整合到同一细菌中,使抑菌谱范围变宽,为食品的防腐开辟了新途径,从而提高了食品的质量。

工业化酶制剂的品质改良及新品种的开发是现代生物技术介入最多的一个领域,并已取得令人瞩目的成果。

目前国际上工业用酶超过50种,如蛋白酶、α-淀粉酶、葡萄糖异构酶等。

已经商品化的基因工程酶还有枯草杆菌蛋白酶、水解酶、脂酶、凝乳酶等。

生物技术在食品工业中的应用虽然为人们的生活提供了很大的便利,但是同时也引发了一系列的食品安全性问题。

粮油食品科技第12卷2004年第2期科技知识
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2　生物技术应用中的食品安全性问题
所谓现代生物技术食品的安全性问题包括食物过敏、毒性、致癌性、食品营养成分改变以及所存在的其它潜在毒性等等。

2.1　食物过敏性
食物过敏反应是人体免疫系统对食品中特异性物质发生的反应,产生抗原特异性的免疫球蛋白E (IgE)的反应。

理论上任何食物都有过敏反应,但大多数反应只由少数食物引起。

1995年FAO关于食物过敏的咨询报告中指出,世界上由IgE-介导引起过敏反应的常见食物是:鱼类、花生、大豆、牛奶、蛋、甲壳纲、小麦和核果类,约占过敏反应的90%。

迄今为止,传统育种对改进主要食物的过敏性作用极小,相反,改变膳食结构则有重要作用。

由于现代生物技术的应用,若引入食物的基因来源物不知是否含有过敏源,则食物就有潜在过敏性。

2.2　抗生素毒性
人们最为担心的问题是遗传工程体中引入的外源基因是否有可能转移到胃肠道的微生物中,并成功地结合和表述,从而影响人或动物的安全。

1993年,WHO为探讨抗生素抗性基因的可能转移问题召开了“转基因植物中基因与健康问题”专题讨论会,会议结论为:尚无基因从植物转移到肠道微生物的证据。

但在1996年FAO/WHO联合召开的“生物技术和食品安全性的专家咨询会议”和WHO专题讨论会同样认为,转基因植物中的基因,转移到胃肠道微生物的可能性较小,但不是完全不可能。

2.3　食品营养品质改变
外源性基因可能对食品的营养价值产生无法预期的改变,其中有些营养降低而另一些营养增加。

由于外源性基因的转入,可能导致脂肪和油类的成分或结构改变,如饱和脂肪酸转变成不饱和脂肪酸,可能导致明显的营养变化或显著改变其消化性。

3　生物技术食品安全性的分析与评价方法世界上开展对食品安全性的评价较早,但是它也存在着不足之处,评价技术并不完善,还需制定相应的法规,以便在促进生物技术发展的同时,保护人们的身体健康。

3.1　食品安全性分析
经济发展合作和组织(OECD)1993年提出了食品安全性分析的原则———实质等同性原则,即生物技术产生的食品及食品成分是否与目前市场上销售的食品具有实质等同性。

实质等同性分析本身不应看作危险分析,而是对新食物与传统市售食物作相对的安全性比较,是一种动态过程。

另外,安全性分析应集中在基因的产物即蛋白的结构、功能及专一性,以及由基因表达产物而产生的其它物质,如脂肪、碳水化合物或小分子化合物(内源成分的改变或产生新的化合物)。

据报道,目前食用的蛋白质功能上与已知安全食用的蛋白质相似的蛋白不会有安全性问题,功能上不同的蛋白质则应作毒性和过敏性分析。

3.2　食品安全性评价方法
一些国际组织已制定了新食品、转基因植物、转基因微生物的安全性评价方法,其共同特点是:安全评估应从整体到部分逐步地进行。

一些专家研制了“判断树”,以帮助解决特殊范例中的试验进行到什么程度的问题,在判断制定正确的评估方案时,这种方法非常有用。

如果出于食品本身的性质,所得到的数据不足以充分支持安全评估,就需进行动物试验,尤其是没有食用过的食品,因基因修饰而改变代谢方式的食品。

另外,对长期食用的转基因食品安全评估时应作毒理学研究。

由于现代生物技术在食品中的应用,尤其是重组DNA技术的引入,可出现非目的作用(即增加或失去一些特性),对非目的作用进行安全性评估的方法部分是依靠特殊化学成分的检测(靶方法);为提高检测能力,一种概括性的检测技术方法也是十分重要的(非靶方法)即概括性检测,它可用于不同水平,即基因水平、蛋白质水平和代谢水平,因此非靶方法具有较广范围的检测特性。

经现代生物技术加工的食品通常含有新蛋白质,其安全性应包括新蛋白质的致敏性评估。

“判断树”方法需调查大量的食品致敏源参数。

新蛋白表述的水平和位点是评估致敏性潜在性“判断树”的一个重要部分。

2000年5月的FAO/WHO联合专家委员会召开的会议讨论了用动物模型评估转基因食品致敏性的可能性,可惜目前还没有可靠有效的评估致敏性的动物模型。

4　结语
生物技术在食品中的应用越来越广泛,该文介绍的只是其中的一部分,在生物技术应用中引起的食品安全性问题日益受到研究者的关注。

目前已有的评价方法还存在着不足之处,需要改进。

但是就生物技术发展的总趋势来说,生物技术是21世纪经济和科技发展的关键技术,它可最大限度地提高资源产出率,劳动生产率和产品商品化,实现产业的社会、经济和生态效益的三合一,所以大力发展生物技术是当前的主要任务之一。

科技知识粮油食品科技第12卷2004年第2期οψ　。