1、1第八章現代生物技術與食品安全2n世界上第一種轉基因作物是1983年美國培育成功的一種含有抗生素抗體的煙草。1985年轉基因魚問世，從此揭開了轉基因食品研究和生產的序幕，1994年，FDA批準由Calgene公司研制的Flavr Savr番茄在美國上市。1996年，由這種番茄加工的番茄餅才得以允許在超市出售。此后，轉基因食品發展極為迅速，被科學界和產業界視為改善農業技術、提高農業經濟效益的先進技術，被稱為第二次綠色革命。3n近年來，轉基因食品的研發進展十分迅速，生產規模不斷擴大，生產品種日趨增多，轉基因食品在解決食品短缺、保障食物安全、促進人類健康、保護生態環境等方面無疑將產生越來越大的影響。

2、雖然全球范圍內對轉基因食品安全性的爭論仍持久不休，有些國際組織及國家對轉基因食品仍持觀望、懷疑乃至否定態度，但從發展的總體趨勢來看，越來越多的國家對轉基因食品的發展采取了積極扶持的態度，越來越多的消費者已逐步接受轉基因食品。4n因此，如何正確地對待轉基因食品不僅是一個科學問題，而且也是一個社會問題。5內容n一、轉基因生物食品的基本特點一、轉基因生物食品的基本特點n二、生物技術食品安全性評價的基本內容二、生物技術食品安全性評價的基本內容n三、轉基因食品的檢測技術三、轉基因食品的檢測技術n四、生物技術食品安全管理及相關法規四、生物技術食品安全管理及相關法規6轉基因食品研究和發展概述轉基因食品研究和

3、發展概述 通過植物育種、食品加工和保存等方法，可以有效改變用于食品生產的生物遺傳和生理特性，培育的作物新品種在許多方面與其祖輩有了明顯的差別，從而可以為人類提供安全而富有營養的食品。通過對植物、動物、食用細菌和真菌的選育，或者通過引入具有特定性狀的目的基因，改變生物的性狀已變得越來越容易。7一、轉基因生物食品的概況一、轉基因生物食品的概況n轉基因食品是指用轉基因生物制造、生產的食品、食品原料及食品添加物等，簡稱GMF (genetically modified food)。n轉基因食品不僅為解決人類的食物短缺提供了有效的辦法，還可以增加食品的種類、改進食品的營養成分、延長貨架期、增加作物的抗蟲

4、害能力、耐嚴寒、抗高溫、耐鹽堿、抗倒伏、抗除草劑的能力等等，具有潛在的巨大的經濟效益和社會效益。8轉基因食品的分類轉基因食品的分類根據基因來源分類：根據基因來源分類：n植物源性轉基因食品 即利用轉基因技術生產的植物性食品，主要有小麥、玉米、大豆、蔬菜、水稻、馬鈴薯、番茄及其加工制品等。n動物源性轉基因食品 主要產品有肉、蛋、乳、魚即其他水產品和蜂產品 。n微生物源性轉基因食品 用轉基因技術改造微生物，以生產食用酶及生物制劑，提高酶的產量和活力，產品主要有轉基因酵母、食品發酵用酶等。根據功能分類：根據功能分類：n增產與抗逆型n高營養型n控熟型n保健型n新品種型9轉基因食品的主要優勢轉基因食品的主

5、要優勢n改進水果和蔬菜的貨架期和感官質量n提高食品營養價值n提高蛋白質質量n增加碳水化合物含量n提高動物性食品的數量和質量n提高作物產量n研制可食疫苗及藥物n保護環境n治療人類疾病n生產工業原料10n大規模應用轉基因生物的歷史中，迄今還未出現因轉基因生物引起的危害事件。n目前還沒有充分的科學依據足以證明轉基因食品安全性毫無問題。n人們對目前轉基因食品的擔憂基本上可以歸為以下三類：轉基因食品里加入的新基因在無意中對消費者造成健康威脅；轉基因作物中的新基因給食物鏈其他環節造成無意的不良后果；人為強化轉基因作物的生存競爭性，對自然界生物多樣性的影響。11二、生物技術食品安全性評價的基本內容二、生物技

6、術食品安全性評價的基本內容n2.1 2.1 生物技術食品安全性問題的由來生物技術食品安全性問題的由來n2.2 2.2 轉基因食品的安全性轉基因食品的安全性n2.3 2.3 轉基因食品的安全評估轉基因食品的安全評估122.1 2.1 生物技術食品安全性問題的由來生物技術食品安全性問題的由來n1973年美國的Gordon會議：建立成為專門的委員會來管理重組DNA的研究，并制定指導性法規。n1975年美國的Asilomar會議：首次正式提出轉基因生物安全性問題。n1990年第一屆聯合國糧農組織(FAO)/世界衛生組織(WHO)專家咨詢會議：在安全性評價方面邁出了第一步n1993年經合組織召開轉基因食

7、品安全會議，提出了現代生物技術食品安全性評價：概念與原則的報告，報告中的“實質等同性原則”得到了世界各國的認同。n2000年1月28日通過生物安全議定書132.2 2.2 轉基因食品的安全性轉基因食品的安全性n轉基因食品給人類帶來了巨大的社會和經濟效益，然而轉基因技術與任何一項新技術一樣，在實際應用中有利有弊，其中以轉基因食品的安全性問題尤為突出，目前。人們所關注的轉基因技術和轉基因食品安全問題主要涉及兩個方面： 一、轉基因生物的安全性； 二、轉基因食品對人類健康的安全性。14轉基因生物的安全性轉基因生物的安全性n“安全性”一般指某一事件在一定的條件下所造成的危害程度和公眾對風險的接受程度。正

8、確評價轉基因生物及其產品的安全性，首先應權衡利弊，研究它們對人類和環境的利與害，如果有害，則應清楚發生危害的可能性有多大，危害的程度是否在可接受水平之內。15轉基因食品的安全性轉基因食品的安全性n轉基因食品與相應的傳統食品相比，至少存在兩個不同點。其一，轉基因食品中含有導入的外源基因；其二，由于轉基因技術是一種新的生物工程技術，轉基因食品自身或其因轉基因技術的不完善，確實可能對人類健康造成威脅。16n潛在毒性n潛在過敏性n抗生素抗性n食品營養成分的改變n其他潛在危害17一、潛在毒性n轉基因食品中導入的外源基因本身或外源基因所表達的蛋白若具有毒性，則可引起人體急性或慢性中毒；導入的外源基因可能導

9、致原有基因中的其他基因突變或促成一些有害基因的表達，可能會近期人體致癌、致畸等反應。一些植物的天然毒素基因，如豆類中的蛋白抑制劑、木薯中的氰苷、香蕉中的胺類物質會通過轉基因表達而使其毒素水平增加，從而對消費者造成危害。18n現在，很多人認為轉入Bt基因的作物也有毒性。但已有實驗證明， Bt毒蛋白對人畜是安全的，并且一種轉Bt基因馬鈴薯與其對應的非轉基因品種間具有實質等同性。19二、 潛在過敏性n轉基因技術會不可逆的增加天然植物毒素。在轉基因操作中可能將供體過敏原的特性轉移到受體動植物體內。另外，許多轉基因植物以微生物未基因供體，這些供體是否具有過敏性尚不清楚；而且轉基因食品中含有的一些過敏原（

10、如花生、小麥、雞蛋、牛奶、豆類等所含的蛋白質），均會激發一些易感消費者出現過敏反應。20三、抗生素抗性n轉基因技術中常用抗生素抗性基因作為標記基因，致使抗生素抗藥性引入到常見的作物中，可能會對環境和食用了這種作物產品的動物和人產生意想不到的作用。21四、食品營養成分的改變n外源基因可能以難以預料的方式改變食物的營養價值和不同營養素的含量，因此可能引起抗營養因子的改變，這將會導致轉基因食品與傳統食品的相應部分有所區別，使營養結構失衡，造成體內營養素平衡紊亂。22五、其他潛在危害n轉基因食品的外源基因通過食物鏈其他環節可能會造成不良后果。此外，由于微生物之間可能通過傳導、轉化、接合進行基因轉移，轉

11、基因作物及轉基因食品中的“有害”基因是否會逃逸到人或動物體內、環境中。增加抗藥性，仍有待深入研究。23 安全性評價的目的安全性評價的目的提供科學決策的依據保障人類健康和環境安全回答公眾疑問促進國際貿易，維護國家權益促進生物技術可持續發展242.32.3轉基因食品的安全評估轉基因食品的安全評估n安全分析的內容：安全分析的內容：基因供體：來源、分類、學名、與其他物種的關系；作為食品食用的歷史，有無有毒史、過敏性、傳染性（微生物）、是否存在抗營養因子和生理活性物質，該供體的關鍵營養成分等。基因修飾及插入DNA：介導物或基因構成；DNA成分描述，包括來源、轉移方法；助催化劑活性。受體：與供體相比的表型

12、特征；引入基因表現水平和穩定性；新基因拷貝量；引入基因移動的可能性；引入基因的功能；插入片段的特征。25轉基因食品安全性評價原則轉基因食品安全性評價原則n實質等同原則nFAO/WHO專家聯合評議會原則nIFBC的原則nUNEP技術準則n國際生命科學會的等同與相似原則n國際食品法典委員會評估標準26實質等同性實質等同性 1993年經濟合作與發展組織（OECD）發表了現代生物技術生產的食品安全性評價概念與原則（Safety Evaluation of Foods Derived by Modern Biotechnology-Concepts and Principles）的報告，提出“實質等同”

13、是評價食品安全最有效的途徑。 概念：如果某種新食品或食品成分與已經存在的某一食品或成分在實質上相同，那么在安全性方面，前者可以與后者等同處理（即新食品與傳統食品同樣安全）。27n根據實質等同性概念可將基因工程食品歸為以下三類： 與現有食品及食品成分具有完全實質等同性 與現有食品及成分具有實質等同性，但存在某些特定差異 與現有食品及成分無實質等同性的食品28等同性原則在轉基因食品安全性評價中的應用等同性原則在轉基因食品安全性評價中的應用 轉基因作物 非轉基因作物 對分子特性、基因型、表型和成分進行分析 比較轉基因與非轉基因作物之間的異同 （等同性分析） 插入的基因 表達的基因 代謝產物 全食品

14、表達的基因 降解分析 毒性分析 毒性分析 毒性分析 致敏性分析 292.3 2.3 轉基因食品安全性評價的幾個主要問題轉基因食品安全性評價的幾個主要問題農業轉基因生物及其產品的食用安全性問題概括起來主要有以下幾點：n過敏原n毒性物質n抗生素抗性標記基因n重組微生物的基因轉移和致病性分析n轉基因動物食品 n功能性食品及食品添加劑302.3.1 2.3.1 過敏原過敏原n食物過敏是免疫系統對外來物質（過敏原）的過分反應，是免疫系統與周圍環境不協調的結果。n通常，食物過敏原具有如下共同的特點：過敏原為具有酸性等電點的蛋白質或糖蛋白，相對分子量在10000-80000；通常能耐受食品加工、加熱和烹調操

15、作；可以抵抗腸道消化酶的作用。31n一般在下列情況下轉基因食品可能產生過敏性：n所轉基因編碼已知的過敏蛋白；（如表達巴西堅果2S清蛋白的大豆有過敏性，這是迄今已知轉基因植物未被批準商業化的唯一例子）n基因含過敏蛋白n轉入蛋白與已知過敏原的氨基酸序列在免疫學上有明顯的同源性n轉入蛋白屬某類蛋白的成員，而這類蛋白家族的某些成員是過敏原。322.3.2 2.3.2 毒性物質毒性物質n許多食品生物本身就能產生大量的毒性物質和抗營養因子，如蛋白酶抑制劑、溶血劑等以抵抗病原菌和害蟲的入侵。n評價的原則應該是：轉基因食品不應含比其他同種可食物更高的毒素含量。目前可考慮使用的毒性物質的檢測方法包括mRNA分析

16、、基因毒性和細胞毒性分析。可采用動物飼喂試驗或其他毒性測試。332.3.32.3.3抗生素抗性標記基因抗生素抗性標記基因 對轉基因食品來說，抗生素標記基因是否會在腸道水平轉移到微生物，從而影響抗生素的治療效果，是考慮其安全性的一個極為重要的方面。在評價其安全性時應考慮下列因素：1表達產物（大多數是酶）的功效和特異性2表達蛋白的消化能力3表達蛋白的表達量4胃腸道任何必需協作因子的可利用性5人類或動物的抗生素試驗342.3.42.3.4重組微生物的基因轉移和致病性分析重組微生物的基因轉移和致病性分析 如果轉入基因能夠加強受體微生物的生，則必須對該基因進行安全性評價，此外還應考慮重組微生物的致病性。

17、用作食品或食品加工過程中所用的微生物必須是已知的或經過嚴格動物試驗，證明其實無致病性的。同時還應該考慮這些重組微生物的生物學特性，如在腸道中得存活、生長和定殖，通過轉化、傳導或接合等交換質粒的能力。352.3.52.3.5 轉基因動物食品轉基因動物食品 哺乳動物本身的生長、發育和繁殖是安性評價的重要內容，因為引入的遺傳物質產生的不良后果一般都會反映在生長發育和繁殖上。一般來說，來自健康動物和禽類新品種的食品同它們的原品種一樣安全。但是，對轉基因動物在飼養過程中所采用的藥物、飼料添加劑等地安全應作認真評價。362.3.62.3.6功能性食品及食品添加劑功能性食品及食品添加劑 用轉基因生物來生產功

18、能性食品或食品添加劑具有廣闊的應用前景。有些食品除某些差異外，與現有食品具有實質等同性。一些與傳統食品完全等同，而一些則與傳統食品完全不同。37三、轉基因食品的檢測技術三、轉基因食品的檢測技術n轉基因食品檢測工作中所涉及的檢測目標包括三種類型：DNA、RNA和蛋白質。對于蛋白質的檢測主要用血清學方法，對于DNA和RNA的檢測主要采用PCR及核酸雜交的方法。38血清學檢測方法血清學檢測方法n基本原理是利用抗原抗體的特異反應來實現的。血清學反應具有高度的專一性。在檢測中，是利用制備的抗體檢測相應的抗原。n在實際工作中應用最多的有酶聯免疫法(ELISA)，此法則通過酶反應將抗原抗體反應信號放大，從而

19、提高了檢測靈敏度而且還能通過產生有顏色的底物用儀器或肉眼識別；另一種叫做試紙條法，此法主要將特異的抗體交聯到試紙條上和有顏色的物質上，當紙上抗體和特異抗原結合后，再和帶有顏色的特異抗體進行反應時，就有顏色反應，并且固在試紙條上，如果沒有抗原，則沒有顏色。39四、生物技術食品安全管理及相關法規四、生物技術食品安全管理及相關法規n4.1 4.1 生物技術食品安全管理的內容生物技術食品安全管理的內容n4.2 4.2 國外生物技術食品安全管理及相關法規國外生物技術食品安全管理及相關法規404.1 4.1 生物技術食品安全管理的內容生物技術食品安全管理的內容生物技術安全管理的法規體系建設主要包括：n建立

20、健全生物安全管理體制的法規體系，明確規定將生物技術的實驗研究、中間試驗、環境釋放、商品化生產、銷售、使用等方面的管理體制納入法制軌道。n建立健全生物技術的安全性評價、檢測、監測的技術體系，制定能夠準確評價的科學技術手段。41n建立、完善和促進生物技術健康發展的政策體系和管理機制，保證在確保國家安全的同時，大力發展生物技術，進一步發揮生物技術創新在促進經濟發展，改善人類生活水平和保護生態環境等方面的積極作用。n建立生物技術產品進出口管理機制，管理國內外基因工程產品的越境轉移，有效地防止國外生物技術產品越境轉移給國內人體健康和生態環境帶來的危害。n提高生物技術產品的國家管理能力，建立生物安全管理機

21、制和機構設置，加強生物安全的監測設施建設，構建生物安全管理信息系統，增強生物安全的監督實力，培訓生物安全科學技術的人力資源。424.2 4.2 國外生物技術食品安全管理及相關法規國外生物技術食品安全管理及相關法規n美國轉基因食品的管理：由美國農業部（USDA）、環境保護局（EPA）、食品與藥品管理局（FDA）等幾個部門協調管理。各部門的管理范圍由GMO產品最終用途而定。 n表1 部門的管轄范圍及相應的法規部門管理范圍法規農業部植物有害生物、植物、牲畜聯邦植物有害生物法GMO及其產品的申請內容與過程的簡化GMO及其產品：受控生物體的報告程序及解除控制的申請環保局微生物、植物農藥，農藥的新用途，新微生物聯邦食品、藥品與化妝品法聯邦殺蟲劑、殺真菌劑、殺嚙齒動物藥物法毒物控制法微生物殺蟲劑：試驗許可與報告食品與藥品管理局食品、飼料、食品添加劑、獸藥、醫藥及醫療設備聯邦食品、藥品與化妝品法政策聲明：從新植物品種而來的食品43新性狀或生物體管理部