转基因食品及其安全性

关于转基因食品及其安全性2024/3/26现代食品微生物学2转基因食品(GMFOOD，GeneticallyModifiedFood)

GMO－－GeneticallyModifiedOrganisms“到2020年，全球80亿人口若要保证现在的营养水平，全球粮食必须再增加现有量的50％。正如不能用40年代的种植方法来满足现今粮食的供应一样，要满足三四十年后的粮食供应，一定要有新的农业解决途径。无论是以动植物生产的形式还是变更生产方式，生物工程都已成为解决粮食保障问题的潜在的新途径”

英皇家学会副会长R.B.Heap，1997第2页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学3人们可以用来自极地寒冷地带鲜鱼的抗冻基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷；把某些细菌的抗昆虫物质的基因接入玉米、大豆的植株中，就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。以这些转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。第3页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学4转基因食品利用组织培养技术和基因重组技术培育成功的转基因作物，由这种作物加工成的食品称转基因食品或基因重组食品。转基因生物可界定为遗传物质（脱氧核糖核酸）已以非自然发生的方式改变的生物。该技术通常被称为“现代生物技术”或“基因技术”，有时候也称为“重组脱氧核糖核酸技术”或“遗传工程”。它可使选定的个体基因从一种生物转变为另一种生物，并且还可在不相关的物种之间转变。—这些方法用以产生转基因植物然后将它们用于培植转基因粮食作物。第4页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学5与传统育种方式之间的区别传统育种方式一般使用杂交方式，亲本之间往往具有一定的同源性。只有这样才有杂交成功的可能。每个亲本一般都具有食用上的安全性（经过人类历史的认证）。基因重组往往突破了基因的界限，人、动物、昆虫、植物、微生物等之间的基因可以任意交流。第5页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学6有机农业和有机食品有机农业又称生态农业，系指在种植业和养殖业的生产全过程中，遵循自然规律，重视生态平衡，严格杜绝各种化学合成肥料，农药、生长调节剂、添加剂的使用，不采用基因工程的生物及其产品。有机食品也称生态或生物食品，是指来自于有机农业生产体系，根据国际有机农业生产规范生产加工，并通过独立的有机食品机构认证的一切农副产品，包括粮食、食用油、蔬菜、水果、畜禽产品、水产品、奶制品、蜂产品、茶叶、酒类、饮料、调味料等第6页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学7有机产品生产的基本要求1生产基地在最近三年内未使用过农药、化肥等违禁物质；2种子或种苗来自于自然界，未经基因工程技术改造过；3生产基地应建立长期的土地培肥、植物保护、作物轮作和畜禽养殖计划；4生产基地无水土流失、风蚀及其他环境问题；5作物在收获、清洁、干燥、贮存和运输过程中应避免污染；6从常规生产系统向有机生产转换通常需要两年以上的时间，新开荒地、撂荒地需至少经12个月的转换期才有可能获得颁证；7在生产和流通过程中，必须有完善的质量控制和跟踪审查体系，并有完整的生产和销售记录档案第7页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学8有机和绿色食品的差别有机食品与国内其他优质食品（如：绿色食品）的最大差别是：前者强调有机农业生产方式，并在其生产和加工过程中，绝对禁止使用农药、化肥、激素（生长调节剂）、食品添加剂、防腐剂等人工合成的化学物质；后者则允许有限制地使用这些物质

第8页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学9有机、绿色、无公害农产品间的区别 有机农产品根据有机农业原则和有机农产品生产方式及标准生产、加工出来的，并通过有机食品认证机构认证的农产品。有机农业的原则是，在农业能量的封闭循环状态下生产，全部过程都利用农业资源，而不是利用农业以外的能源(化肥、农药、生产调节剂和添加剂等)影响和改变农业的能量循环。有机农业生产方式是利用动物、植物、微生物和土壤4种生产因素的有效循环，不打破生物循环链的生产方式。有机农产品是纯天然、无污染、安全营养的食品，也可称为“生态食品”。

绿色农产品遵循可持续发展原则、按照特定生产方式生产、经专门机构认定、许可使用绿色食品标志的无污染的农产品。可持续发展原则的要求是，生产的投入量和产出量保持平衡，即要满足当代人的需要，又要满足后代人同等发展的需要。绿色农产品在生产方式上对农业以外的能源采取适当的限制，以更多地发挥生态功能的作用。

无公害农产品产地环境、生产过程和产品质量均符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格获得认证证书并允许使用无公害农产品标志的未经加工或者初加工的农产品。第9页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学10有机食品加工的基本要求原料必须是自己获得有机颁证的产品或野生无污染的天然产品；

已获得有机认证的原料在终产品中所占的比例不得少于95%；

只使用天然的调料、色素和香料等辅助原料，不用人工合成的添加剂；

有机食品在生产、加工、贮存和运输过程中应避免化学物质的污染；

加工过程必须有完整的档案记录，包括相应的票据。

有机食品主要国内外颁证机构是：中国的OFDC，美国的OCIA（全称"国际有机作物改良协会"），德国的ECOCERT、BCS和GFRS，荷兰的SKAL，法国的IFOAM等。第10页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学11转基因食品的发展领域植物性食品：成熟控制、耐极端环境、抗虫害、抗病毒、提高生存能力，提高营养物质含量和种类等，主要品种：小麦、大豆、玉米、水稻、土豆、番茄等动物性食品：提高生长速度、提高饲料转化率、改善营养组成等，主要有鱼、猪、牛、鸡等微生物：改造有益微生物，提高食用酶制剂产量和活力等第11页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学12转基因食品的发展历程1953年，DNA的双螺旋结构被证实1983年，第一株基因植物试验成功－对抗生素产生抗体的烟草1990年，转基因棉花试验成功1994年，一种可以抵御番茄环斑病病毒的番茄被FDA批准上市1996年，美国批准了大豆、玉米、油菜、土豆等一系列农作物进入商业化运作。国际上的三大公司：美国的杜邦、孟山都、陶氏第12页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学13全球转基因植物发展现状（1998）种植国家：8个

5个工业国家：美国、加拿大、澳大利亚、西班牙、法国。

3个发展中国家：阿根廷、墨西哥、南非。

种植面积：2780万公顷。美国最多，占74%；中国占<1%。

转基因植物：大豆、玉米、棉花、油菜、马铃薯（按面积多少排序）。

转基因性状：抗除草剂（77%）、抗虫（22%），其它（1%）。第13页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学14中国转基因食品植物的发展现状

商品化的转基因植物（1997-1999）☆转基因植物申请单位检验地点耐贮藏番茄华中农业大学

☆转基因酮合成酶矮牵牛北京大学广东汕头☆抗黄瓜花叶病甜椒PK-SP01北京大学北京、厦门、云南☆抗黄瓜花叶病甜椒双丰R

辽宁☆抗黄瓜花叶病毒番茄PK-TMB805R北京大学北京、厦门、云南抗黄瓜花叶病毒番茄8805R北京大学辽宁抗虫棉中国农业科院生物技术中心河北、河南、江苏新疆等省保铃棉孟山都公司河北第14页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学15转基因作物的现状据统计，目前全世界转基因作物已达120多种，种植面积超过4400万公顷，较过去4年增长了25倍之多。在美国，转基因食品高达4000多种，已成为人们日常生活的普通商品。我国转基因农作物和林木有22种，转基因棉花已进入大规模商业化生产，但截止目前尚无转基因食品批准上市。有关研究报告显示，我国近年来进口的转基因作物以及初级加工品数量猛增，从1996年的8万吨上升到1999年的283万吨，增长了35倍。我国已成为世界转基因农作物田间实验和商品化生产面积的第四大国。第15页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学16转基因作物的现状2002年全球转基因作物的种植面积创下了历史新高。全球种植转基因作物的面积达1.45亿英亩(约5867万公顷)。目前，全球已有16个国家的600万农民以种植转基因作物为生，其中美国仍是头号转基因作物大国，其种植面积占全球转基因作物种植总面积的66%，据估计有6成加工食品为转基因食品。阿根廷和加拿大也是转基因作物生产大国。据人民日报报道，我国转基因作物种植面积超过100万亩，有6种转基因植物已被批准商品化，进入市场的转基因食品有柿子椒和西红柿。但我国最主要的转基因作物是棉花，除了偶尔用棉籽榨油，一般并不作为食品。2002年，中国转基因棉花达到150万公顷，已经占到棉花产量的1／3。自1996年美国大面积种植转基因作物以后，转基因食品以惊人的速度向全球扩散。转基因革新与技术在保证农业的稳产高产方面具有十分巨大的潜力。这对于一些面临食品严重短缺的发展中国家来说意义非同一般。第16页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学17我国发展转基因食品最重要的原因是出于国家粮食安全考虑。转基因作物具有抗旱、抗杂草、抗虫、抗病毒、高产等特性。国家863计划农业生物技术项目，包括了水稻、棉花、转基因植物、农业微生物、动物生物技术等领域，转基因技术对农业生产品质改良都有重大意义第17页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学18孟山都保铃棉，河北深州1997年的7.1万亩示范大田均未喷洒农药防治棉铃虫，皮棉平均亩产达80.4千克，比喷了10至20遍农药的常规棉产量高36%。保铃棉的经济效益也很显著。据测算，每亩可节省开支300元左右。

第18页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学19植物分子生物学家早已知道多数植物有专门的耐寒基因,温度降低时这些基因就会被激活。这些基因用密码控制某些蛋白质去构筑稳定的细胞膜,从而植物细胞保持完整的结构。通过这些基因的转移，可以培育出耐寒的新品种，扩大传统意义上的种植带，有利于增加产量和植物保护。第19页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学20同样地,也可将能够降低胆固醇的节食型物质培育进玉米,受胆固醇轻微偏高之苦的人将从中得益,仅在美国就有1亿这样的人。基什沃克说,他们不用服用昂贵的处方药,只需每日吃点甜玉米或喝一碗麦片粥就行。胆固醇高的人甚至也能受益,只要在处方药外再配合点节食物质就行。

第20页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学21大量应用转基因生物会不会破坏生物多样性，甚至可能对人类健康造成伤害。最近几年，有关转基因食品安全的科学争议一直没有停止。最开始是1999年的转基因马铃薯事件，英国的一位研究人员公布的实验结果说：用含有转基因的马铃薯饲养大鼠，引起了大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。这一实验结果立即引起轰动，导致了世界范围的对转基因食品安全性的怀疑。随后争议事件接踵而至：1999年美国斑蝶事件，1999年加拿大转基因油菜事件，2001年墨西哥玉米基因污染事件，2002年转基因食品的DNA在人体内残留的试验……

第21页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学22转基因食品对人类的威胁转基因食品对人类的威胁的确存在可能外源基因的插入随机性，其插入位置的准确性影响其性状的表达外源基因中是否有或夹带未被理解或隐含的编码，一旦表达就可能带来灾难性的后果。抗生素耐药性的选择性标识基因是否会流传非传统食物资源的基因是否会产生对人体的毒素基因的交流范围扩大，是否会不受人的控制。生态的破坏。。。。。。目前对这些潜在风险——未知数我们都有理由来担心！第22页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学23GMO风波－－

Pusztai事件：1998年秋，A·Pusztai用转基因土豆喂大鼠出现异常1999年2月，绿色和平组织在唐宁街10号门前抛堆转基因土豆和3块试验地被毁1999年5月，英皇家学会组织评审，Pusztai试验有6条严重缺陷

斑蝶事件：1999年5月，美报道斑蝶食用Bt玉米44％死亡100多位反对者举行“生物毁坏”会议和游行两大婴儿食品公司被迫宣布不采用转基因作物作原料加拿大Sierra俱乐部、绿色和平组织发起反转基因食品的秋季运动第23页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学24超级杂草加拿大有一种转基因作物，是耐除草剂的油菜。这种油菜才种植几年，当地就发现了无人种植的抗多种除草剂的油菜，有人称之为“超级杂草”，要杀死它们比较困难。这个事实说明，在转基因作物上，基因飘移经常发生，特别是在同一物种、不同品种之间。第24页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学25墨西哥玉米问题玉米起源于墨西哥。为了避免转基因污染影响整个玉米的遗传多样性，墨西哥政府曾经规定，不种转基因玉米。但是，后来由于种种原因，美国转基因玉米到了墨西哥，数量还不少（有些是作为救济物资进入的）。玉米的基因污染在该国两个州之间的一些地区终于发生了。美国科学家在《自然》杂志上发表了基因污染的分子证据，此后，在该杂志上，科学家之间展开了激烈的争论。2002年，墨西哥环境部门公布了一份报告，确认了基因污染的事实，其中，有些地区玉米的基因污染比例达到了35％。第25页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学26水葫芦对上海生态的影响水葫芦是上个世纪初引进的，上个世纪末大家才认识到它的危害。有专门研究水葫芦的教授告诉我，中国每年打捞水葫芦花费最少1亿元，甚至多达5亿元。现在，水葫芦已经让有关城市和部门非常挠头。基因农作物可以看做人造的外来物种，进入自然以后，就有可能对环境产生影响。应该注意，转基因植物的种植，才不过十几年时间。而外来物种入侵的生态效应，不是短期内可以看到的，有的要到40年以后才能发现。那时候，再想消灭它，几乎不可能。第26页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学27然而,对转基因食品的更大担忧还在于其可能对环境造成的影响。在人与自然长期的斗争中,抗虫害的植物往往会促成危害性更大的害虫产生。作物抗虫害、抗杀虫剂的基因也可能进入野生植物体内,使超级害草得以诞生。

第27页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学28有些人是坚定地相信"人不应该扮演上帝的角色";有些人是存有一种恐惧心理,认为生物技术会创造出、释放出危险的生物。"我们眼下进行的正是我们无怯控制的,它对环境可能会造成无怯挽救的损害,"格雷尔说,危险的新物种"会被创造出来,然后释放到环境中去。一旦放虎出笼,就甭想把它收回来"。第28页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学29国内也有科学家对转基因食品的安全性表示乐观。他们认为，10多年来，转基因产品在一些国家，特别是在美洲一些国家一直公开销售，至今尚未发现这些产品对人体造成任何不良影响。批准上市的转基因食品基本上已经过了十分严格的安全性审查，可以认为安全。第29页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学30公众接受程度企业利益极端主义者贸易壁垒问题不那么简单！科学性第30页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学31各方态度分析中国－立即性需要欧洲－没有立即性需要美加－既得利益的损失科学工作者－中立环保人士－无止境的反对宗教人士－反对第31页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学32争论归争论，谁也没放松！法国GM的R&D，2000年2.15，2001年2.5(亿法郎)，建10个GM产业孵化器2001年5月，欧盟与美国做GM交易2002年1月，日本提出“到2010年GM产品市场规模达25万亿日元，新建生物技术产业1000家”的目标和确定5大战略重点第32页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学33我国的大豆问题中国作为世界最大的大豆进口国，2001年进口了世界1／3的转基因大豆。但我们没考虑怎样去影响世界价格。我们不是价格的引导者，反而是成为价格的哄抬者。现在，我们进口的大豆价格，世界最高。美国大豆保护价是10吨183美元，我们现在炒到250多美元了。这是什么概念？中国进口1吨大豆，相当于补贴美国农民67美元第33页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学34中国的大豆对策应该推动非转基因大豆的发展，确保东北大豆产区成为“非转基因净土”，抢夺高价位的非转基因大豆市场；推动消费者选购非转基因食品，引导食品生产商及原料供货商增加对非转基因大豆的需求（目前主要是日本大量需求）但要防止基因污染时间的发生吉林省政府：吃了未标注的转基因食品，可以投诉或举报——合理保护本省资源第34页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学35转基因食品存在的必然虽然对于转基因食品还存在这样那样的争论，但它的优势还是表现得越来越显著。在美国得到普遍种植的转基因玉米中色氨酸含量提高了20％。色氨酸是人体必需的氨基酸，无法自己合成，只能从外界摄取，一般植物性食品中色氨酸含量很低甚至没有，只有靠动物性食物中获取，转基因玉米的出现，对于素食主义者而言，无疑是个喜讯。转基因油菜，不饱和脂肪酸的含量大增，对心血管有利。转基因工程牛奶，增加了乳铁蛋白、抗病因子的含量，降低了脂肪含量……第35页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学36《生物安全议定书》正是由于转基因食品的安全性尚无定论，国际上普遍采取了谨慎对待的态度。2001年由113个国家和地区签署的联合国《生物安全议定书》明确规定，必须对转基因产品进行安全评价，在转基因产品越境转移时，应当征求进口国的同意，并进行标识。欧洲是最早为转基因食品采取标识制度的地区。2001年11月28日，欧盟15国制定出了新的转基因食品法规。根据新法规，凡含有0.9%以上转基因DNA或蛋白质的农作物或食品，在市场销售时，必须带贴“GMO”(转基因)字样的标签。第36页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学37中国科学院的《科学新闻》最近发表的一篇文章，将转基因食物“可能”对人类健康的危害总结为3点：某些毒素可引起人类急、慢性中毒，某些转基因作物可引起人的过敏反应，转基因产品营养成分变化，使人的营养结构失衡。第37页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学38转基因食品的检测检测的必要性：保护消费者国际贸易商业需求第38页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学39检测方法的基础以核酸为基础：PCR、DNA探针以蛋白质为基础：ELISA以检测酶活性为基础第39页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学40PCR检测原理转基因的三个基本条件：启动子（promotor)、目的基因（tansgene）、终止子(terminator）目的基因一般属于商业机密，都保密启动子和终止子已经商品化，CaMV35s和Nos，国内外都有试剂盒出售因此可以根据外源基因两端所用的启动子和终止子序列设计引物对转基因食品进行检测。第40页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学41PCR检测方法正常生物体内DNA较少，常规方法无法检测，利用PCR扩增特异的DNA链，达到检测要求的数量。PCR的基本条件：模板，引物，碱基、耐热DNA聚合酶，缓冲液提取待测DNA－设计引物进行PCR扩增－电泳分析PCR产物－是否存在启动子和终止子－阳性个体的确定第41页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学42转基因食品的安全评价①转基因食品的检测技术外来基因或DNA

外来的蛋白质

②对宿主、载体、插入基因、重组DNA、基因表达产物的分析

③食品营养成分的分析第42页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学43转基因食品的营养学评价GM食品的营养成分和非营养物质营养物质抗营养因子和非期望效应GM食品表型性状物质GM食品营养素的生物利用率第43页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学44转基因食品的安全性分析实质等同性原则：1993年经济合作发展组织提出。

1．若某一转基因食品与传统食品具的实质等同性，则认为是安全的。如转病毒外壳蛋白基因的抗病毒植物及其产品，因为传统食品中本身就含有病毒，人类长期食用未见不良反应，故这类转基因食品可不做更进一步的安全性评估。

2．若某转基因食品与传统食品除引入的新性状外具有实质等同性，则需时行严格的安全性状价。

（1）转基因产物的结构、功能、专一性如何；

（2）由转基因产物催化产生的其他物质（脂肪、碳水化合物或小分子化合物）的安全性如何。

如转Bt基因的抗虫植物，应集中对Bt蛋白本身安全性进行评价。

3．若某一转基因食品与传统食品不具有实质等同性，则应从营养性和安全性角度进行全面分析。第44页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学45实质等同的比较内容成分比较：营养素、抗营养因子、毒素、过敏原对植物来说：形态、生长情况、产量、抗病性及其它农艺性状微生物：分类学特征、定殖能力或侵染性、寄生范围、有无质粒、抗生素抗性和毒性动物：形态、生长生理特性、繁殖、健康特征、产量第45页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学46安全性评价流程图第46页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/26现代食品微生物学47有关转基因食品安全性的争议1.防护问题生物防护物理防护第47页,共54页，2024年2月25日，星期天2024/3/2