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1、食品质量安全检测新技术讲课教师： 谢远红课程主要内容一.现阶段存在的食品质量安全问题二.食品质量安全问题中检测技术一. 现阶段存在的食品质量安全问题1. 转基因食品的安全性2. 食源微生物的安全性3. 生物毒素的安全性4. 食品原料中农药、兽药残留的安全性5. 抗生素、激素与有害物质残留转基因食品的安全性转基因食品的概念 “转基因” 是指利用分子生物学手段将外源 性基因转移到某种特定生物体中，使其生 物性状或机能发生部分改变。转基因食品（genetically modified foods, GM食品）：就是以转基因生物体直接作为 食品或以其为原料加工生产的食品 。 转基因食品的发展史n转基因
2、食品的发展历史实际上就是基因工程、转 基因技术等生物技术的发展史。 n1982年，将大鼠生长激素重组基因导入小鼠受精 原核内，获得了人类历史上第一个转基因动物 转基因“超级鼠”，比一般的小白鼠大一倍。 n1983年，世界上第一例转基因植物（一种含有抗生素药类抗体的烟草）在美国成功培植。n1994年，孟山都(Monsanto)公司下属Calgene公司研制的延熟保鲜转基因番茄在美国批准上市，这 是发达国家批准商业化的第一个转基因作物。 转基因棉花 中国的转基因羊 日本研发的转基因大豆 各种各样的转基因水果 浙江省种植的转基因油菜 自1996年，转基因农作物获得批准进入田间 试验以来，全球转基因作
3、物研发和产业迅猛发展 ，创造了巨大的经济、社会和生态效应。从此， 世界上陆续有国家批准转基因作物的种植，转基 因作物的种植面积、种类以及商业效应更是逐年 攀升，这就是转基因作物的商业化种植。自1996 年转基因作物首次商业化以来，转基因作物面积 累计达到近10亿公顷，增长了80倍。 n转基因农作物的种植是现代农业发展的重要手段和重要领 域。2010年国际农业生物技术应用组织服务（ISAAA） 在北京发表2009年度全球生物技术/转基因作物商业化发 展态势报告，认为全球第二轮生物技术发展浪潮已经开始 。ISAAA报告认为，去年全球生物技术发展一个最显著的 进步是中国一项里程式的决策转基因抗虫水稻
4、和植酸 玉米获得生物安全发展证书。水稻和玉米分别是世界上最 重要的粮食作物和饲料作物，因此，对二者的生物安全的 认证对未来转基因作物在中国、亚洲乃至全世界的推广有 巨大的影响。nISAAA报告显示，去年25个国家的1400 万农民种植了1.34亿公顷转基因作物，面 积较上一年增长了7%，其中90%来自发 展中国家的小型农户。性状面积或“实际面 积”达到1.8亿公顷，比2008年增长了 1400万公顷。n美国（6400万公顷）、巴西（2140万公 顷）、阿根廷（2130万公顷）分列转基因 作物种植面积的前三位，中国（370万公顷 ）列第六位。 n截止2008年底，我国已经批准22 种国外转基因
5、作物进口许可证，分别是转基因大豆GTS-40-3- 2，转基因玉米（Mon810，Bt11，Bt176， Mon863，NK603，GA21，T25， MON59122，TC1507，MON88017），转基 因油菜（Ms1Rf1、Ms1Rf2、Ms8Rf3、GT73 、T45、Oxy235、Tapos19/12）和转基因棉 花（Mon531、Mon1445、Mon15985、 Mon88913）。n20012008 年，中国进口转基因大豆累 计超过2 亿吨。在中国市场上70%的大豆 制品中含有转基因成分，像大豆油、色拉 油、磷脂、酱油、膨化食品等等，进入中 国消费者的生活转基因食品主要是使用
6、转 基因大豆加工的食用油和豆制品。另外在 市场上发现转基因米粉、饼干、咖啡等， 中国正在接受更多的国外转基因食品。羞羞答答的转基因大豆油转基因植物的构建策略作物转入的外源基因的类型及方法n类型：转基因作物涉及的遗传改良性状主要包括：抗除草 剂基因占总面积的71%，抗虫基因占28%，抗病毒基因占1%。n方法：农杆菌介导法：农杆菌中有一种致瘤的环型DNA，称为Ti质粒。被农杆菌感染的植物之所以长瘤正是由于TDNA插入了植物染色体。从此，人们便利用这种天然的转化体系向植物转基因。基因枪：把所要转入的基因包被在金粉或钨粉上之后，利用基因枪将其打入培养细胞中来完成转基因过程。转基因大豆转基因大豆的研究主
7、要以耐除草剂和改善大豆品质为主：n耐除草剂：在美国有3个转基因大豆品种已应用，最多的是对除草剂草丁膦和草甘膦具有耐性的个品种。2002年种植面积占美国大豆的74%。可见，目前美国的大豆生产已经基本上普及了耐除草剂的转基因品种。 n改善大豆成分：Mazur等(1999) 获得了种子油酸相对含量高达85%的大豆新品系，而且农艺性状优良。转基因玉米转基因玉米的研究主要集中于提高抗虫性和耐除草剂方面。n在美国，转基因玉米的种植面积占玉米总种植面积的比例 在35%左右。n其中抗虫Bt玉米的种植面积发展最快，所占近比例最大，2002年约占玉米种植总面积的24；耐除草剂玉米占7 10之间；兼具抗虫和耐除草剂
8、特性的转基因玉米品种种植规模仍然不大，近年来仅占玉米种植总面积的1 -2。转基因水稻 转基因水稻的研究主要集中在以下三个方面：n提高光合效率：将C4作物玉米的PEPC基因导入水稻的基因组，从而改良了水稻的光合作用效率。n提高营养品质：Ye等（2000）成功地将来自其他物种的psy、cntl和lcy基因整合到水稻基因组中，解决了水稻胚乳不能合成维生素A的难题。n增加抗逆性：纽约康乃尔大学的加戈等将大肠杆菌中两种负责合成海藻糖的基因导入到籼稻中。转基因水稻在恶劣环境条件下的生存能力比普通水稻更强。n到底我国目前有多少转基因食品？已经超过2000万吨。n目前我国极少生产粮食、油料作物等转基因食品，只
9、有一些转基因抗虫棉，但并不进入人的食物链。我国的转基因食品基本上都是进口的。n排在前三位的是：大豆、玉米、油菜。我国去年进口大豆3500万吨。目前我国进口大豆主要用做加工原料，生产豆油、豆腐、豆奶等制品。转基因食品的主要功能1.改善食品品质和加工特性 2.提高农作物的抗病虫害性能 3.提高果蔬产品的耐储存性和保鲜期 4.改善发酵食品品质和风味 5.改良动物性食品品质转基因作物的利与弊 n转基因作物的带来的效益 ISAAA报告认为，转基因作物已经在以下几个重要方面做出 了贡献：（1）保证粮食安全，保证粮食价格的稳定，解决发展中国 家人民的饥饿问题。世界人口数量，特别在发展中国家， 还在持续增长，
10、它带来的粮食短缺问题，也就成为了一个 全世界关注的重要问题。因此，通过基因工程技术，特别 是转基因技术，以获得高产的优良农作物品种，可能将是 解决21世纪不断增加人口对粮食需求的重要途径之一。（2）创造了明显的可观的经济效益。转基因农作物的发展能够带来明显的经济效益，如加拿大，在1996年种植了1200万hm 耐除草剂油菜后，产量提高9 ，经济效益达600万美元；中国种植转基因抗虫棉花，从19972000年的4年，总的经济效益达337亿美元。在2000年世界转基因作物产品的价值为3O亿美元，预计2010年时价值可达800亿美元。由此可见，经济效益是十分明显的。转基因食品的安全性 1.未进行较长
11、时间的安全性试验：基因化食品改变了我们所食用食品的自然属性，它所使用的生物物质不是人类食品安全提供的部份，未进行长时间的安全试验，无法确定这类食品是否安全。英国一位科学家在著名医学杂志柳叶刀上发表论文，宣称实验用的大鼠在食用转基因马铃薯以后，肝脏受到损伤，免疫系统受到削弱，由此掀起了国际社会对转基因食品安全性广泛争论的序幕。对人类健康产生的安全性问题2 产生毒素：基因化食品能产生不可预见的生物突变，会在食品中产生较高水平和新的毒素。Losey,J.E.等（1999）报道，在一种植物马利筋叶片上撒有转基因Bt玉米花粉后，普累克西普斑蝶食用叶片就少，长得慢，4天的幼虫的死亡率44%。而对照组（饲喂
12、不撒Bt玉米花粉的叶片）无一死亡。转基因作物产生的杀虫毒素可由根部渗入周围，但尚不清楚会产生何种影响，是否会对人类的健康产生影响同样未知。 3 过敏或变态反应：基因技术会在食品中产生不能预见的和未知的变态反应原。据报告，对巴西坚果产生过敏的主体也会对用该坚果基因工程化而得到的大豆产生过敏。科学家把巴西胡桃的特性移植到黄豆上去，结果却使一些对胡桃过敏的人在摄取黄豆时有过敏的可能。植物凝血素（Lectin）对有些害虫来说是有毒的，转基因食品不得含有此类有毒物质。 4 减少食品的营养价值或降解食品中重要的成份：基因化的目的是去除或灭活人们认为不需要的物质，这些物质可能是未知的。美国的研究资料表明，在
13、具有抗除草剂基因的大豆中，异黄酮类激素等防癌的成份减少了。具有芳香、有光泽的红色蕃茄能贮藏几周，但营养价值较低。消费者在购买水果或蔬菜时，仅依靠外观和质地，因此，不能准确判定该产品的真实质量。5 产生抗菌素耐药性细菌：基因技术采用耐抗菌素（如抗卡那霉素、氨苄青霉素、新霉素、链霉素等）基因来标识转基因化的农作物，这就意味着农作物带有耐抗菌素的基因。荷兰科学家发表在新科学家杂志的试验结果称，设计一人造胃，对人消化转基因食物的过程进行模拟，发现DNA滞留在肠内，同时一些转基因细菌能够把自己的抗生素抗性基因转移给人造胃的细菌。 6. 副作用能对人体产生危害：Mayeno,A.N.等（1994）报告，发
14、生一种新的，不明原因的病症，主要表现为嗜酸性肌痛。临床表现有麻痹、神经问题、痛性肿胀、皮肤发痒、心脏出现问题，记忆缺乏、头痛、光敏、消瘦（Brenneman,D.E.等，1993；Love,L.A.等，1993）。后查明系日本一公司生的基因化工程细菌产生的色氨酸所致。食用者在3个月后发病，导致37人死亡，1500人体部份麻痹，5000多人发生偶尔性无力。据测定，含量为0.1%便可杀死人体。 1 除草剂使用的增加：科学家估计，基因化的农作物对除草剂具有抵抗力，实际应药量高于正常的3倍。农民知道其作物对除草剂有抵抗力，会大量使用除草剂。2 杀虫剂使用的增加：农作物常使用自己特有的杀虫剂，基因化的农
15、作物对杀虫剂有抵抗力，这就意味着比以前有更多的杀虫剂进入我们的食品和田野。有报导，将优良的特定的基因（如抗杀虫剂）植入作物，可能会使周围野生植物一并获得改良，呈现出抗杀虫剂的特征。 对环境产生的安全性问题3 基因污染：转基因作物通过基因流可使野生近缘种变为杂草，成为“超级杂草”。有资料证明，把转基因油菜释放后，当大田的油菜附近有近缘杂草时，在萌发的后代种子中有93%被证实是种间杂草。4 对非目标生物有伤害，对生物多样性形成威胁：Birch,A.等（1996/7）的实验结果表明，用转基因马铃薯饲喂蚜虫，雌虫的产卵量减少1/3，用喂转基因马铃薯长大的雄蚜虫与对照组蚜虫交配，所得的未受精卵数量多4倍
16、，已受精卵在未孵化前比对照组死亡率高近3倍，以转基因马铃薯蚜虫为食物的雌飘虫的存活时间比对照组少一半，如果大规模的种植转基因作物，可能会减少有益昆虫的种群。转基因食品的检测技术转基因植物产品的安全性评估极为重要，但可能更为受到人们关注的是转基因产品的检测技术。目前要测试植物产品是否含有基因改造成分，或植物产品是否经过基因改造，主要有两种方法：1 检测是否有外来基因或DNA；2 检测是否有外源的蛋白质。制订了12项转基因产品检测行业标准和7项国家标准； 研制并生产了10种转基因产品检测试剂产品；建立了转基因 产品检测信息库和一个转基因产品信息网站。n大豆中转基因成份定性PCR检测方法n玉米中转基因成份定性PCR检测方法n油菜籽中转基因成份定性PCR检测方法n烟草中转基因成份定性PCR检测方法n植物性饲料中转基因成份定性PCR检测方法n马铃薯中转基因成份定性PCR检测方法n棉花中转基因成份定性PCR检测方法食源微生物的安全性时间 微生物名称
