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1、转基因食品的质量控制第一节第一节 转基因食品概况转基因食品概况 一、转基因食品概念一、转基因食品概念 转基因食品是转基因生物的产品或者加工品，美国食品药品管理局(FDA)使用“生物工程食品”(bioengineeredfood)一词、欧洲使用“新型食品”(Novel foods)一词，把转基因食品包括在内。在欧盟新型食品条例中将转基因食品定义为：“一种由经基因修饰的生物体生产的或该物质本身的食品”包括经修饰的基因物质和蛋白质。转基因食品可以是活体的，能够遗传或者复制遗传材料，例如转基因的油菜籽、番茄、大豆等。转基因食品也可以是非活体的，例如大豆油、豆腐等。转基因食品的质量控制 二、转基因食品的
2、种类二、转基因食品的种类 1.按照来源分类 转基因食品按照来源不同可分成三类。（1）转基因植物食品 在转基因食品中数量最多，是由转基因农作物生产、加工而成。（2）转基因动物食品 由转基因动物生产的肉、蛋、奶等及其加工产品。（3）转基因微生物食品 利用转基因微生物作为生物反应器，生产的食品或食品添加剂。转基因食品的质量控制 2.按照转入基因的性状分类 转基因生物实际是利用现代生物技术进行育种的产物，可以按照人们的需要选择具有特定性状的基因在现有农作物中进行表达，因此转基因食品都具有某些利于生产或消费的优良性状。目前转基因食品中所转入的基因主要有以下类型。（1）抗除草剂 农作物转入耐除草剂的基因以
3、后，使用草甘膦除草剂的时候，所有其他杂草都死亡，就该种作物存活。这样可以降低劳动成本，提高生产效益。目前具有抗除草剂的转基因作物主要有大豆。转基因食品的质量控制 （2）抗病、虫基因 把一种抗病毒或抗虫的基因转到农作物中，农作物就能够表达毒性蛋白质，对病毒和虫害具有抵抗力。目前具有该种性状的转基因农作物主要有棉花、小麦、番茄、辣椒等，有的已投入商业化生产，大大减少了农药使用所造成的环境污染和人畜伤亡等事故。（3）耐贮藏 对番茄、香蕉、草莓、荔枝等果蔬进行品质改造，使之不易过熟、腐烂，延长贮藏期。目前国内外都已有商品化的转基因耐贮番茄。转基因食品的质量控制 （4）改进农产品品质 采用基因改造的方法
4、，可以改善动物性食品的成分比例，改善发酵食品的风味和品质，增加食品的营养价值，增加附加价值等。例如可通过转基因技术改良小麦中的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的组成比例以改善其面团的流变性，进而提高焙烤特性。其他已研究培育出抗干旱、耐盐碱、抗重金属、抵御瘟病以及营养价值高等系列特性品种。目前中国已获成功的转基因植物至少有35科120种，其性状大都表现为抗虫、抗病毒、抗细菌和真菌、抗除草剂、抗逆境、品质改良、生长发育调控和产量潜力。转基因食品的质量控制 三、发展转基因食品的意义三、发展转基因食品的意义 1.提高农业生产率，有效解决粮食安全问题 目前世界人口总数接近60亿，并且每年以1.5%的速度增长，其中发
5、展中国家人口占46亿，每年以10%的速度增长，而粮食的产量则远未能满足人口增长的需求。全世界特别是发展中国家，都面临粮食增产的课题。传统的方法增加粮食产量，不可避免地要牺牲大片青山、绿水、森林、草地，而过度开发土地，则使自然界不堪重负，生态平衡遭到严重破坏。通过对粮食品种基因的改变和控制，例如增强其抗逆境、抗病虫害的能力、控制作物成熟期和品质改良等能有效利用土地资源、降低生产成本、提高农作物产量、减少浪费，对于满足人类对粮食日益增长的需要具有重要意义。转基因食品的质量控制 2.减少农药的使用量、保护生态环境 据统计，中国目前每年要将20万吨以上农药洒向农田，其中三分之一为高毒农药，过多的农药严
6、重污染环境，损害人体健康。当害虫和病原微生物逐渐产生耐药性后，只能加大农药用量，形成恶性循环。利用转基因技术，可以方便快速地培育出抗病虫害的品种，大大降低农药的使用量。转基因食品的质量控制 3.开发特殊功能食品，提高生活水平 利用转基因技术，除了能改善粮油食品的加工特性、改善发酵食品的风味和品质、改善动物食品的质地和品质外，还可能培育出具有特殊功能的食品。例如将含有铁的基因转移到某一品种大米、含维生素 A的基因转移到某种蔬菜、含维生素E的基因转移到某一品种玉米，于是人们在吃饭时可以按照自己需要，选择含铁的大米饭以治疗贫血、选择含维生素A丰富的蔬菜以防治眼干燥症、选择含维生素E丰富的玉米以防治心
7、血管病等。转基因食品的质量控制 四、转基因食品商业化生产概况四、转基因食品商业化生产概况 1983年世界上第一例转基因植物构建成功，1985年第一尾转基因鱼问世，从此揭开了转基因食品生产的序幕，1986年转基因生物批准田间实验。1992到1994年，美国孟山都公司实验出了产生杀虫蛋白的马铃薯，该种马铃薯能抵御马铃薯甲虫危害。l994年，孟山都公司利用基因工程技术生产的具有长时间保存而不软化、不腐烂，且保持鲜艳红色特点的西红柿，是第一个由FDA批准上市销售的基因工程食品。1998年，转基因作物已经在8个国家种植，全球种植面积从1997年的1100万公顷增加到2780万公顷，l999年增至3990
8、万公顷，其市场价格高达30亿美元，预计2005年其销售额可达80亿美元，20l0年为200-250亿美元。转基因食品的质量控制 全球进行商业化种植的转基因作物包括大豆、玉米、棉花、油菜、土豆、烟草、番茄、南瓜和木瓜等，其中主要是前四种作物。以2002年为例，全球大豆、玉米、棉花和油菜转基因作物的种植面积分别为3650万公顷、1240万公顷、680万公顷和300万公顷，各占转基因作物总面积的62.2、21.1、11.6和5.1。2006年，全球转基因作物种植面积达到1亿公顷，占全球总种植面积的10%。其中，耐除草剂大豆继续成为最广泛采用的品种，占全球大豆总种植面积的60%。目前进行商业化种植的主
9、要作物、特性以及产地见下表。转基因食品的质量控制表 7.1 主要转基因食品商业化种植情况 作物特性批准的地区/国家玉米抗虫害阿根廷，加拿大，南非，美国，欧盟耐受除草剂阿根廷，加拿大，美国，欧盟大豆耐受除草剂阿根廷，加拿大，南非，美国，欧盟（仅适用于加工）甘兰型油菜耐受除草剂加拿大，美国菊苣耐受除草剂欧盟（仅适用于育种目的）南瓜属植物抗病毒加拿大，美国土豆抗虫害/耐受除草剂加拿大，美国转基因食品的质量控制 中国的转基因研究取得了较大发展，并且在基因药物、转基因作物、农作物基因图与新品种等方面具有相对优势。但真正进入商业化生产的则较少，已批准商品化的转基因作物有4种：棉花、西红柿、甜椒和矮牵牛花。
10、其中，商业化种植的食品只有西红柿和甜椒两种，甜椒由于缺乏优良品种实际并未大面积播种，只有转基因西红柿已达数万亩。中国是世界上第二个有转基因抗虫棉花自主知识产权的国家，国内已有12个抗虫棉品种通过审定，2002年种植面积占棉花总种植面积的40%,累计推广面积达2000万亩，减少农药用量30%，增加皮棉1亿公斤，创造经济效益50亿元人民币。转基因食品的质量控制第二节第二节 转基因生物及食品的安全管理转基因生物及食品的安全管理 一、转基因生物及食品的安全性问题一、转基因生物及食品的安全性问题 1.食品安全潜在风险 （1）致毒 基因被破坏或其不稳定性可能会带来新的毒素。另外许多食品本身含有大量的毒性物
11、质和抗营养因子，如蛋白酶抑制剂、神经毒素等用以抵抗病原菌的侵害。转基因食品由于基因的导入可能使得毒素蛋白发生过量表达，产生各种毒素。转基因食品的质量控制 （2）致敏 外来基因产生的新的蛋白质可能会带来过敏性。由于导入基因的来源及序列或表达的蛋白质的氨基酸序列可能与已知致敏原存在同源性，导致过敏发生或产生新的致敏原。（3）营养代谢紊乱 新的蛋白质可能会打乱原来机体的代谢途径。转基因食品的质量控制 2.环境安全潜在风险 (1)转基因植物可能产生杂草化问题。一方面，一些转基因抗虫、抗病、抗除草剂或抗环境胁迫的转基因植物本身具有杂草的某些特征，由于外源基因的引入，使其在环境中的适合度发生了变化，从而导
12、致自身变为杂草；另一方面，在自然环境中转基因作物与其近缘杂草进行杂交，使杂草获得了某些优势性状，变为更加难除的超级杂草。例如，加拿大在种植转基因油菜后，由于自然杂交的结果，已在农田中发现了拥有耐三种除草剂的油菜自生苗。转基因食品的质量控制 (2)转基因植物的外源毒蛋白对非目标生物可能产生毒害作用。许多转基因抗虫植物，在杀死目标害虫的同时，其体内的外源毒蛋白也可能对环境中的许多有益生物产生直接或间接的不利影响，甚至可能导致一些有益生物的死亡。例如，1999年5月，美国康奈尔大学John E.Losey博士等人发现，转Bt基因玉米花粉对君主斑蝶幼虫具有毒杀作用，这种影响至少可以发生在离Bt玉米田1
13、0m范围内。(3)增加目标害虫的抗性，加速其种群进化速度。转基因抗虫植物的大规模商业化种植对目标害虫产生了强大的选择压力，从而导致目标害虫抗性增加，进化速度加快。已有研究表明：转基因抗虫棉对第一、二代棉铃虫有很好的毒杀效果，但是第三、四代棉铃虫已对转基因抗虫棉产生了抗性。转基因食品的质量控制 (4)转基因植物与其野生亲缘种杂交，污染传统地方作物品基因库。例如，2001年11月，美国加州大学柏克莱分校的Ignacio H.Chapela博士等人在自然上发表了题为“墨西哥，奥克斯喀，转基因DNA基因渗入传统玉米地方种”的科学论文。此文表明，转基因Bt玉米污染了地方玉米品种。(5)产生新病毒。抗病毒
14、转基因植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，从而提高了产生新病毒的可能性。例如，在乌干达木薯中已发现非洲木薯花叶病毒(ACMV)和东非木薯花叶病毒(EACMV)在植物体内发生重组，形成新的杂种病毒。这种杂种病毒正在毁灭整个乌干达木薯。转基因食品的质量控制表7.2 转基因植物释放到环境后潜在的风险 对环境有害的影响造成影响的过程农田生态系统增加杀虫剂的使用抗性的选择和转运到可相容的其他植物中产生新的农田杂草基因流和杂交转基因植物自身变为杂草插入性状的竞争产生新的病毒不同病毒基因组和转基因作物的病毒外壳蛋白的重组产生新的作物害虫病原体-植物相互作用食草动物-植物相互作用对非目
15、标生物的伤害食草动物的误食转基因食品的质量控制自然生态系统侵入到新的栖息地花粉和种子的传播干扰竞争丧失物种的遗传多样性基因流和杂交竞争对非目标物种的伤害改变了互惠共生关系生物多样性的丧失竞争环境的胁迫增加的影响(基因、种群、物种)营养循环和地球化学过程的改变与非生物环境的相互作用(如转基因植物与N2固定系统)初级生产力的改变 改变了物种的组成增加了土壤流失增加的影响(与环境、物种组成的相互作用)转基因食品的质量控制 二、转基因生物安全国际立法二、转基因生物安全国际立法 转基因生物安全管理，是指要对转基因生物技术的开发和应用活动本身及其产品可能对人类和生态环境的不利影响及其不确定性和风险性进行评
16、估，并采取必要的措施加以管理和控制，使之降低到可接受的程度。对转基因生物安全的管理从一开始就受到世界各国的重视。1992年，美国联邦食品和药物管理局（FDA）首次颁布政策，规定生物技术食品若对人类健康产生危害，则不准上市出售。1992年召开的联合国环境与发展大会签署的两个纲领性文件21世纪议程和生物多样性公约均专门提到了生物技术安全问题。其中生物多样性公约对有关术语，保护和利用生物多样性的基本措施，遗传资源的取得，生物技术的取得和转让，生物技术的处理及其收益的分配等作了规定，其核心是生物技术的取得和转让。转基因食品的质量控制 公约规定每一缔约国应承诺向其他缔约国转让有关生物多样性保护而不对环境造成重大损害的技术；“缔约国应考虑是否需要一项议定书，规定适当程序，特别包括事先知情协议，适用于可能对生物多样性的保护和持久使用产生不良影响的由生物技术改变的任何生物体的安全转让，处理和使用”。另外还作出了关于对引进由生物技术改变的活生物体国家提供有关情报的规定。目前，虽然由于转基因生物对人体健康、生态环境和动植物、微生物安全的影响在国际上尚无定论，出于经济贸易的考虑，世界上各个国家对转基因食品的
