转基因技术对食品安全性的影响

• 2、利用基因工程改善食品原料的品质
• 在肉的嫩化方面，可利用生物工程技术
对动物体内的肌肉生长发育基因进行调控， 通过基因工程获得嫩度好的肉。可以从两个 方面着手：
• ①活体调控钙激活酶系统
• 这是利用基因工程在动物的生长发育阶
段提高钙激活酶系统中钙激活酶抑制蛋白 的含量，从而降低肌肉中蛋白质的代谢速 度，增加肌肉中蛋白质的积存，提高瘦肉 的生产量；而在动物准备屠宰前则通过调 控提高钙激活酶和钙激活酶抑制蛋白的基 因克隆染色体定位，并正着手进行转基因 动物的研究。
• 2、基因工程的主要内容
• 与宏观的工程一样，基因工程的操作也需
要经过“切”、“接”、“贴”和“检查修 复”等过程，只是各种操作的“工具”不同， 被操作的对象是肉眼难以直接观察的核酸分 子。
• 基因工程的操作过程一般分4个步骤：
• 第一步，在供体细胞中用限制性内切酶切割
基因，以分离出含有特定的基因片段或人工 合成目的基因并制备运载体（质粒、病毒或 噬菌体）；
第三节 转基因食品安全性评价
• 一、转基因食品安全性评价的目的与原则 • 1、安全性评价的目的 • 转基因食品作为人类历史上的一类新型
第六章 转基因技术对食品安全性 的影响
第一节 转基因技术概述及在食品工业中的应用 一、转基因技术概述 1、基因工程的概念
基因工程是20世纪70年代初发展起来的一 门新兴科学，由此而引发了当今世界各国所瞩 目的生物技术。
• 基因工程是用人工的方法把不同生物的
遗传物质（基因）分离出来，在体外进行剪
切、拼接、重组，形成基因重组体，然后再
• 目前对转基因食品的担忧主要集中在
所转化的外源基因上，在转基因食品中， 外源基因主要包括两大类，即目的基因和 标记基因.
• 目的基因是人们期望宿主生物获得的
某一或某些性状的遗传信息载体。
• 标记基因是帮助在植物遗传转化强筛
选和鉴定转化的细胞、组织和再生植物的 一类外源基因，包括标记基因和报告基因。
• 二、转基因技术在食品生产和加工中的应用
• 随着人民生活水平的提高，人们对饮食
质量的要求也越来越高，这就要求科学家们 在关心食品产量和种类的同时，更要关心食 品的质量。将一些用传统育种方法无法培育 出的性状通过基因工程的手段引入微生物、 动物、植物等食品原料，通过基因工程改进 食品的生产工艺和流程、生产食品添加剂和 功能食品等。
对大麦醇溶蛋白含量有一定要求，如果醇溶蛋白 含量过高会影响发酵，使啤酒易产生混浊，也会 增加过滤的难度。采用基因工程技术，使另一蛋 白基因克隆至大麦中，便可相应地使大麦中降低 醇溶蛋白，以适应生产的要求。
• 4、利用基因工程生产食品添加剂及功能性食品
• 如应用于生产保健食品的有效成分，当今，
保健食品的发展有赖于基因工程这门新技术。现 在，可以采用转基因手段，在动植物或其细胞中 使目的基因得到表达而制造有益于人类健康的保 健成分或有效因子。
性均已得到相关审查。
• （3）外源基因编码蛋白的抗药性
• 目前转基因植物食品中常用的标记基因
是抗生素抗性基因，因此，食用含抗生素 抗性基因的转基因食品是否产生抗药性是 转基因食品安全性评价的一个方面。当酶 在消化道内有活性时有可能发生，因此， 应计算转基因植物材料的大量摄入总量和 食品中抗生素等抗性蛋白的摄入量。
2001年转基因作物种类
瑞士科学家培育出
滥用转基因技术
太空育种
• 太空育种的植物是将种子放到太空微重力、高
真空、宇宙射线辐射等环境下，诱使种子发生变 异，这种变异和自然界植物的自然变异一样，只 是速度和频率有所改变。这种突变只是一类基因 产生与原来不同的等位基因，如高秆变矮秆，早 熟变晚熟，从本质上看，它产生的染色体突变与 杂交育种一样，太空食品的基因组不多也不少， 原来是多少还是多少。所以专家们认为，不存在 安全性问题。
• （2）基因水平转移的可能性
• 人们食用转基因后其中绝大部分DNA
降解，并在胃肠中失活，剩下的极小部分 是否存在安全性问题现在存在争论，不过 从目前情况来看存在安全问题的可能性比 较小。
• 2、未预料的基因多效性
• 在转基因生物中，由于外来基因插入宿主原
来的遗传信息被打乱，有可能发生一些意外的效 应。
• 二、GMO的食品安全性
• 转基因食品作为一种新型的食品种类，
自从它出现的那一天起，就备受世人关注， 其安全性一直是消费者、科学界、政界等 关注的焦点，虽然转基因食品的安全性是 人们最关心最重要的问题，但其结果往往 又有不确定性，目前还没有确定的证据证 明转基因食品到底是有害的还是无害的， 由于基因与人类疾病和健康的关系十分密 切，人们这方面的知识还知道得比较少。
• ②调控脂肪在畜体内沉积顺序以达到改善肉
质的目的。
• 均匀分布于肌肉中的脂肪使肌肉呈大理
石状，嫩度好，而皮下脂肪对肉的品质则没 有任何益处，在肉品加工中也很难利用。因 此，改变或淡化畜体的脂肪沉积顺序，减少 皮下脂肪的产量具有相当的经济意义。
• 基因工程改造过的马铃薯可以提高固型
物含量；经基因工程改造后的大豆、芥花 菜，其植物油组成中不饱和脂肪酸的比例 较高，可提高食用油的品质；谷物蛋白质 中的氨基酸比例也可以采用基因工程方法 改变，弥补赖氨酸等氨基酸含量较少的缺 陷，使其具有完全蛋白质的来源，提高营 养价值。
因生物体的抗逆性，将在农业生态系统中比其他作 物具有更强的竞争力，由此将影响其他作物的生长 和生存。
• 3、性状对目标生物的影响问题
•
转基因植物的抗虫、抗病和除草剂等新性状
不仅对目标生物的种群大小和进化速度产生影响， 而且也对非目标生物，特别是有益微生物和濒临绝 种的物种造成直接或间接的影响。
• 4、抗病毒转基因问题
把重组体引入宿主细胞或个体中以得到高效 表达，最终获得人们所需要的基因产物。
•
基因工程的基本过程就是利用重组DNA
技术在体外通过人工“剪切”和“拼接”等
方法，对生物的基因进行改造和重新组合，
然后导入受体细胞内进行增殖，并使重组基 因在受体内表达，产生出人类需要的基因产
物。
食品基因工程是指利用基因工程的技术 和手段，在分子水平上定向重组遗传物质， 以改良食品的品质和性状，提高食品的营养 价值、贮藏加工性状以及感官性状的技术。
• 例如，将一种有助于心脏病患者血液凝结溶
血作用的酶基因克隆至牛或羊中，便可以在牛乳 或羊乳中产生这种酶。又如，把人的血红素基因 克隆至猪中，那么，猪的血可以用做人类血液的 代用品。这些都是转基因动物生产特殊成分的例 子。
第二节 转基因技术对食品安全性的影响
• 一、GMO (Genetically Modified Technique)
• 从种植的转基因作物种类来看,2001年
全球占主导地位的转基因作物是GM大豆, 其播种面积占全部转基因作物播种面积的 63%,达3330万公顷,且均为抗除草剂大豆; 位列第二的是玉米,980万公顷,占全部转 基因作物播种面积的l9%转基因棉花以 680万公顷列第三位,占全部转基因作物种 植面积的l3%;油菜为270万公顷,占5%。
些增加有些减少。
• （4）潜在毒性
• 遗传基因在打开目的基因的同时，可能
无意中提高天然植物的毒性，某些天然毒 素的基因如土豆茄碱、豆类蛋白酶抑制剂、 木薯和马铃薯的氰化物等有可能被打开。
• 3、转基因食品中外源基因编码蛋白的食用
性
• （1）有无直接毒性
• 可以从两个方面来评价，一是根据外
源基因编码蛋白的化学组成判断其毒性， 常用的方法是将外源基因编码蛋白与已知 的毒性蛋白进行同源性比较，二是采用动 物实验或模拟实验的方法评价外源基因编 码蛋白的毒性。目前经过严格审查并获准 生产的转基因食品中的外源泉基因编码蛋 白对人体无直接毒性。
• 第二步，把获得的目的基因与制备好的运载
体用DNA连接酶连接组成重组体；
• 第三步，把重组体引入宿主细胞；
• 第四步，筛选、鉴定出含有外源目的基因的
菌体或个体。
• 基因工程是改变生物体遗传特性的一个
强有力的手段，采用工程设计的原理进行实 验设计和实验操作，最终使受体生物获得新 的、可预见的遗传特性。借助这一手段，人 们可以打破物种间遗传物质交换的屏障，将 来自不同种属、不同门类，甚至不同界的生 物遗传物质转移到受体生物的细胞中。
• （1）位置效应
• 在外来基因插入的位置，宿主的某些基因可
能被破坏，插入基因及其产物还可能诱发沉默基 因的表达。
• （2）干扰代谢的作用
• 插入基因的产物可能与宿主代谢途径中的一
些酶相互作用，干扰代谢途径，使某些代谢产物 在宿主积累或消失。
• （3）食品营养品质改变
• 外源基因可能对食品营养产生改变，有
• 1、转基因食品外源基因的食用安全性
• （1）有无直接毒性
• 任何DNA都是由四种碱基构成的，所
有生物食品都会有大量的DNA，食品中的 DNA及其降解产物对人体无毒害作用，目 前转基因食品中所用的外源基因，其组成 与普通DNA并无差异，此外，食品中外源 基因的含量很小，相比之下，通过转基因 食品摄入的外源基因是微不足道的。
的环境安全性
• 1、基因转移问题 • 通过传粉植物可将基因转移给同一物种
的其他植物，也可能转移给环境中的野生亲 缘种。植物间通过传粉而转移基因的可能由 偶然性的特殊事件而决定。
• 转移基因的条件： • （1）受体植物同转移基因植物具有性的亲
和能力，并生长在风媒和虫媒的距离范围内。
• （2）受体植物须在转基因植物花粉期内形
• 3、利用基因工程改进食品生产工艺
• 通常以谷物为原料生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ乙醇和果糖时，要使
用淀粉酶等分解原料中的糖类物质。这些酶造价 高，而且只能使用一次，对这些酶进行改进，可 大大降低果糖和乙醇的生产成本。如利用微生物 培养技术，大量生产所需的酶。这比直接从组织 中提取成本更低。
• 还可以改良啤酒大麦的加工工艺，啤酒制造
• 大田作物中的转基因病毒序列有可能与侵染
该植物的其他病毒进行重组，从而提高新病毒产 生的可能性，由于转基因作物的病毒基因随时随 都生活在寄主植物的细胞内，因此随着释放规模 的增加，将有可能提高相关病毒的重组风险。
• 5、毒性和过敏问题
• 大多数作物的转基因或生物体可作为人类食
物和动物饲料，如果转入的外源基因增加了受体 植物的毒性，则会对人体和其他动物健康造成威 胁。此外，自然界有许多物质是人类的过敏原， 如果外源基因转入受体后，其产物是人类的过敏 原，那么将增加受体作物引起过敏的可能性。
• 1、利用基因工程改造食品微生物
• 如啤酒生产中要使用啤酒酵母，但由
于普通啤酒酵母菌种中不含а淀粉酶，所以 需要利用大麦芽产生的а淀粉酶使谷物淀粉 液化成糊精，生产过程比较复杂。现在人 们已经采用基因工程技术，将大麦中 а淀 粉酶基因转入啤酒酵母中并实现高速表达。 这种酵母便可直接利用淀粉进行发酵，无 需麦芽生产淀粉酶的过程，可缩短生产流 程，简化工序，推动啤酒生产的技术革新。
• 从食品安全保障的观点来看，持肯定
观点的人们认为转基因生物正如自然界物 种进化过程中变异体的出现，它对食品安 全性的评价需要在风险和收益的比较分析 研究的基础上进行，对转基因食品安全性 的评价可用现在普遍采用的实质等同性原 则进行评价，持否定观点的人认为，转基 因食品超出了传统育种的范围，已经不能 认为是杂交育种的延伸，所使用的一些基 因来自病毒和细菌，可引发致命的疾病， 有些影响需要经过很长时间才能表现出来。
• （2）外源基因编码蛋白的过敏性
• 转基因食品中，外源蛋白是否产生过敏性，
可通过以下三方面进行判断：
•
一是外源基因是否编码已知的过敏蛋白；
•
二是外源基因编码蛋白与已知过敏蛋白氨基
酸序列在免疫学上是否有明显的内源性。
•
三是外源基因编码蛋白属某类蛋白质成员，
此类蛋白质家庭中有些成员是过敏蛋白。
• 已批准的转基因食品中，外源编码蛋白过敏
成可授粉的花。
• （3）受体植物可育，并且能产生有生活力
的种子，且种子能存活，萌发和生长。
• （4）由该杂种种子产生的植物及其后代都
可通过自花或异花授粉产生种子或能营养生 存。
• 2、杂草化问题
• 植物通过传粉进行基因转移，可能将一些抗虫、
抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移
给野生亲缘种或杂草，产生超级杂草，具有种子多、 传播能力强和适应性强等特点，杂草一旦获得转基