基因工程技术在食品中的应用

基因工程技术在食品中的应用摘要：借助现代生物技术,能使食品获得或保持特有的色、香、味和营养,使其在激烈的市场竞争中占尽先机。文章对现代生物技术中的基因工程技术作了简介,重点阐述了基因工程技术在食品工业中的主要应用状况。利用基因工程技术改造植物和动物可以提高食品的产量与质量，给社会带来巨大的经济效益，但其安全性问题也不容忽视。本文综述了基因工程技术在食品工业中的应用，就转基因食品的发展、安全性和发展前景作了探讨。关键词：现代生物技术、基因工程技术；转基因食品；安全性；发展前景前言：目前，以基因重组和克隆技术为代表的生物技术正以日新月异的速度迅猛发展。作为生命科学的前沿，生物技术每向前迈出一步，都会给生命科学以及包括食品科学在内的相关学科带来革命性的影响。而且，无论是从影响的速度还是影响的广度来看，都是迄今为止所有的传统学科所不能达到的。因此，世界各国的学者一致认为，21世纪将是生物技术的世纪。食品科学是一个建立在化学、物理学、工程学、生物学领域基础上的交叉性学科。由于食品科学的终端产品是为人类提供各种适合生理需要的食品，因此，没有任何一门科学比食品科学对人类健康的影响更直接。作为食品科学基础理论体系的组成部分，生物技术必将通过食品科学的终端产品对人类的营养和健康产生深远而广泛的、正面或负面的影响。而且，生物技术近年来的快速发展加速催化了这种影响。1 基因工程技术与转基因食品基因工程技术是现代化生物技术的核心内容，自其20世纪70年代诞生以来，其产物转基因食品已在医药、农业、环保、食品工业等诸多领域占据了日益重要的地位，使这些行业发生了根本性的变革。在基因克隆技术建立之前，育种学家通过常规育种杂交等方法把某一植物中的优良性状的基因导入到所选用的作物品种中去，培养出许多优质高产的作物品种3。现在随着生物技术的发展，科学家能够获得许多能用于改良作物品质的基因，例如控制蛋白质含量、抗逆抗病基因，将其连接到一个载体上，然后用含有目的基因的载体将基因转到植物的细胞中去，再通过细胞培养等培育出转基因植株。含有目的基因植株所生产出来的食品就是转基因食品。2 转基因食品的发展目前国内转基因食品的范围很小，主要包括大豆、玉米等，我国现在从美国进口的大豆有相当一部分是转基因大豆。国内的转基因产品主要是一些非食品的产品，例如棉花等。就功效方面来说，目前转基因食品涉及的领域主要有改善粮油食品的产量、食用品质和加工功能特性，延长果蔬的贮藏期，提高农作物的抗病虫害性能，改善动物性食品的成分比例和食用品质，改善发酵食品的风味和品质、提高产量等。2.1 转基因植物性食品世界上第一种转基因植物食品是1993美国政府批准上市的Calgene公司研制的延熟保鲜转基因西红柿。2009年，转基因作物已经在美国、巴西、阿根廷、中国等25个国家种植，种植面积已达20亿亩，其中美国占全球种植面积的48左右，其次是巴西、阿根廷、印度、加拿大和中国。油菜、棉花、玉米和大豆是主要的转基因作物。目前美国4000多种食品包含转基因技术。转基因农业的新时代已经到来1。转基因生物技术可以加快农作物的生长速度、增加产量、增强抗病性、增强对环境的适应能力、增强耐储藏性能或抵抗除草剂和杀虫剂的能力，改良植物性食品的营养品质101。例如，20世纪80年代初，D N A重组技术和细胞融合技术相结合，培育出高产、抗虫、抗病、抗逆、生长快、高蛋白的基因改良植物。蛋白2010年第08期No.08，2010中国食物与营养Food and Nutrition in China酶抑制基因、淀粉酶抑制基因、外源凝集素基因、昆虫毒素基因均已被克隆和转入相应的植物。2.2 转基因动物性食品转基因动物的研究主要以培育生长速度快、抗病力强、肉质好的转基因动物为目标。主要是从目的供体物种体内获得带有特定优良遗传性状的D N A片段，即目的基因，直接或通过载体导入被改造物种即“受体物种”的胚胎内，培养出优良的新品种。经过十多年的发展，生长速率快、抗病力强、肉质好的转基因兔、鱼、猪、鸡已经成功问世，其它目的基因的转基因研究也在进行中。2.3 其它转基因食品主要为食品疫苗的研究，也就是用转基因植物或动物生产基因工程疫苗或抗体。如在血清中含人体抗体的转基因猪，含抗感染人体抗体的鸡蛋。3 转基因食品的安全性3.1 转基因食品的优缺点关于转基因食品及其安全性问题，是近年来的热门话题，但目前国际上没有统一说法，争论不一。其主要优点：增加食物供应，解决粮食短缺；减少农药使用，避免环境污染；降低生产成本，降低食物售价；增加食物营养，提高附加价值；增加食物种类，提升食物品质；提高生产效率，带动相关产业发展。其主要缺点：可能对蝴蝶等昆虫造成伤害；可能影响周边植物的生长；可能使昆虫或病菌在演化中增加抵抗力或产生新的物种，因此有可能会伤害作物2。3.2 转基因食品的安全性和可接受性随着转基因技术的发展，转基因食品的安全性越来越受到人们的关注。转基因食品与传统食品相比，区别在于：首先它含有利用转基因技术导入的外源基因；其次可能存在外源基因在受体内的表达产物6。由于这两种成分的不确定性以及由此引起的次级效应，对人类健康可能有潜在的危害。目前人们对转基因食品生物的担忧基本上可以归纳为3类11：(1)转基因食品里加入的新基因无意中对消费者造成的健康危害；(2)转基因作物中的新基因对食物链其他环节无意中造成的不良后果；(3)人为强化转基因作物的生存竞争性，对自然界生物多样性的影响。其中人们最为担心的是转基因食品对人体健康是否安全,转基因食品与常规食品比较有无不安全的成分。这就需要对其主要营养成分、微量营养成分、抗营养因子的变化、有无毒性物质、有无过敏性蛋白以及转入基因的稳定性和插入突变进行检测。另外是人们对“基因逃逸”的担心。所谓“基因逃逸”，就是指微生物之间可以通过转导、转化、接合进行基因转移。人们主要是担心转基因作物及基因食品的有害基因是否会逃逸到人体或环境中，加快抗药性问题。如野生植物种通过受粉可能会完成抗除草剂的基因改良，会变成“超级杂草”，由此形成的具有非自然抗逆性的植物对那些以其为生的动物们来说，可能会导致生物链的断裂3。4 转基因食品的发展前景转基因食品在人类发展史上，是人类对自然的认识和改造的结果，必将对人类的生存带来重大影响。随着人们对遗传本质认识的深化和生物技术水平的不断提高，大量的转基因食品不断涌现。通过转基因技术来改良作物的品质是一个不可阻挡的趋势，因为现在有许多问题是无法通过常规育种来解决的，特别是耐旱、耐贫瘠等作物品种的培育。例如非洲的沙漠地区，如果按照现在的育种手段，它的粮食产量根本不可能满足基本生活保证，人们现在寄希望于通过转基因技术生产一些比较耐旱、耐贫瘠的作物，以解决因为土地可耕面积的减少而给人类带来的压力。另外，转基因技术可以改良作物的营养成分，现在非常知名的一个例子就是瑞士联邦技术研究所成功开发的金色大米，它是通过将胡萝卜素合成途径的关键基因转到水稻中去，生产出的大米是金黄色的，这种水稻含有V A的合成原料，在解决吃饭问题的同时有助于治疗因缺乏V A而导致的眼睛失明等疾病，这对于发展中国家非常重要。因此转基因技术具有广阔的发展前景7。但是，在大力发展转基因食品的同时，应建立完善的转基因产品评价和监控体系。1993年，世界经济合作与开发组织发表了“现代生物技术食品的安全评价概念和原则”，提出了“质量等同性概念”，其含义是“当某个由转基因技术生产的新食品的各项主要特征(分子学特征、遗传形状、主要营养成分等)与现有食品大致相同，则认为该新食品的安全性也与现有食品大体等同。”我国政府也于1993年、1996年和2001年分别颁布了有关条例和规定，要求对转基因食品的试验、生产、应用等实行生产许可证和经营许可证制度，同时对违规试验、生产、应用、进出口转基因食品的机构和人员，规定了严厉的处罚措施9。但如何维护消费者的知情权，对转基因食品实行标志制，如何加强对进口转基因食品的检验监管，保证我国的食品卫生安全等尚需进一步完善，加强研究。总结：基因工程技术作为一项新兴的生物技术，其发展趋势不可阻挡。但科学技术是把双刃剑的理论同样适合转基因食品。为此，我们应该适当借鉴国外经验，建立一套既符合中国国情，又与国际接轨，且科学合理的基因安全评价和监控体系，为保护国人的健康，也为日后我国转基因食品走向世界奠定基础。参考文献：1王岁楼食品生物技术北京：海洋出版社，19982转基因食品的优缺点保鲜与加工，2002，43曹泽虹浅论转基因食品的安全性彭城职业大学学报，2002，2：90-934李书国，陈辉，庄玉亭基因工程在食品工业中的应用粮油与油脂，2001，25张晓燕转基因食品及其安全性食品科学，2001，36周彦良，许喜林，朱玲转基因植物食品