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转基因食品安全评价与检测
农学院08级草业科学系冯志丽200830040104
摘 要：
随着转基因技术的不断成熟和发展，转基因食品的新品种也以惊人的速度在增长。
正是在食用这些转基因食品的过程中，人们逐渐对其安全性产生了疑问。
由于目前的科学技术水平还不可能准确地预测一个外源基因在新的生物体中会产生什么样的作用，因而含有外源基因的转基因食品的安全性问题受到社会的普遍关注。
为此，论转基因食品安全性评价及检测就显得十分重要。
本文对转基因食品安全性如何评价与检验做了总结。
关键词：
转基因食品；安全性；安全评价；检验
一、转基因食品的发展现状及进行安全评价的必要性
迄今，美国已批准50种转基因植物产品商业化，美国市场上已有近4000种食品来自转基因生物。
据国际有关方面的预测，到2010年，全世界的转基因食物的种植面积将增至6000万hm2，市场总收入将达到3万亿美元，其中种子收入将达到1200亿美元。
随着GMO的发展，近来在全球范围内引起一场转基因生物、转基因食品安全性的争论。
支持和反对两派针锋相对。
1998年8月，英国阿伯丁的罗威特研究所教授普兹泰发现老鼠食用转基因土豆之后免疫系统受到破坏，普兹泰进一步推论，很多消费者也像被用于试验的老鼠一样食用没有经过严格鉴定的转基因食品。
该消息的发布，使世界各国如日中天的转基因热潮蒙上了一层阴影。
这样，转基因食品安全性问题的研究就成为转基因技术研究的一个重点。
通过生物遗传信息的人为操作进行转移，使植物、动物和微生物的生物特性发生改变，利用基因工程技术可以打破生物种属间的自然隔离屏障，新的遗传工程体正源源不断问世。
这一新的发展势态，一方面展示出先进科学技术在生产上的巨大的应用前景，另一方面也预示着可能带来对人体健康和生态环境引发不利影响问题。
基于这种目的，在生物技术迅速发展中，相应地加强基因工程工作的安全性管理，做出安全性评价与检验，既是十分必要的，又是非常紧迫的。
二、转基因的潜在危害[2]
一些专家认为，转基因食品对人类的直接影响有如下几方面：
转基因没有经过长期的安全性研究，可能减少食物的营养价值或降低食物中重要成分，引起人类过敏反应，或者产生对人类不利的毒素副产品，产生抗菌素耐药性细菌
三、转基因食品安全评价原则与方法
加强对转基因食品安全管理的核心和基础是安全性评价。
目前国际上对转基因食品安全评价遵循以科学为基础、个案分析、实质等同性和逐步完善的原则。
经济发展合作组织（OECD）1993年提出了食品安全性分析的原则——实质等同性（Substantialequivalence）原则，即生物技术产生的食品及食品成分是否与目前市场上销售的食品具有实质等同性。
评价的内容包括天然有毒物质、营养成分和抗营养因子、过敏原、工艺性状等。
WHO（1995）将此分为三类，一是与市售传统商品有“实质等同性”；二是除某些特定的差异外，与市售传统商品有“实质等同性”；三是与传统食品没有“实质等同性”。
考虑到转基因生物的多样性，应采取个案分析原则，即不能说转基因食品是安全和不是安全的。
实质等同性概念是安全性评价过程中的关键步骤。
但实质等同本身并不是安全性评价，而是构建新食品相对于其传统对应物的安全性评价这一框架的起点。
这一概念被用来鉴别新食品和其传统认为是重组DNA植物食品安全性评价的最适当策略。
通过这种方式进行安全性评价并不意味着新产品的绝对安全，它更注重针对于任何确定的差异方面的安全性进行评价，因此新食品相对于传统对应物的安全性就可得到考虑
毒理学评价[4]：
某一新型食品或原料不足以证明它与相似传统食品实际等同时，就需要进一步的毒理学资料。
需要补充哪些毒理学试验项目要根据新型食品的来源、组成、可能摄食量以及食用人群。
对第二类新型食品或原料的毒理学评价重点在于它与相似传统食品的不同之处。
有些情况下只需对个别的成分进行毒理学试验，但对结果的解释要谨慎，因为有的混合物没有毒性而单一成分呈现毒性。
对第三类新型食品或原料通常要进行比2类更深入的毒理学试验，但也取决于对它的关切水平（concernlevel）。
关切水平是美国FDA确定某个食品添加剂需要做毒理试验的程度时的用词。
除“实质等同性”法外，目前还有Fagan改良法和树形决策法
Fagan法：
该方法是Fagan提出的，比“实质等同性”原则下的动态比较法更为严谨科学。
树状决策法：
该方法是1998年国际食物生物技术委员会和国际生命科学学会提出来的，通常用于转基因食品潜在过敏性评价，进一步完善了转基因食品的安全性评价方法。
四、转基因食品品安全性评价内容
转基因食品的安全性评估主要包括：
有无毒性，有无过敏性，以及抗生素抗性等标记基因的安全性。
安全评价的主要内容包括毒性、过敏性、营养成分、抗营养因子、标记基因转移和非期望效应等。
[3]
另外，安全性评价应考虑到任何物质的潜在蓄积，如毒性代谢物、污染物或可能由于基因修饰而产生的害虫控制剂等。
安全性评估时应考率新食品的消费者类型、人们对潜在危害的暴露程度以及与新食品加工有关的潜在危害影响。
五、转基因食品的检测
对转基因食品的检测方法，目前主要有对外源基因的检测和对外源蛋白质的检测两大类。
可采用以下检测方法[2]：
①检测转基因成分所独有的DNA序列。
采用人工检测或仪器检测对碱基对进行测定，可精确确定转基因成分。
②采用PCR技术进行检测。
《国门时报》曾报道，检验检疫科学院采用“亲合吸附-PCEHyb-ELISA”检测方法，能特异的检测35S启动子和Nos终止子核酸系列，这2种核酸系列存在目前已知的绝大部分转基因成分中。
③基因ID法进行检测。
由JohnB.Fugan于2000年提出的新方法，或采用异酸胍盐抽提法以避免DNA的降解和污染。
④农作物身份识别系统。
美国ADM公司称他们建立了一套农作物身份识别系统，可以保证向国外供应农产品时，不含转基因作物。
现在对ELISA法和PCR法尽行详细的介绍。
l酶联免疫吸附（ELISA）法
原理：
ELISA检测是将抗原与抗体反应的特异性与酶对底物的高效催化作用结合起来，根据酶作用于底物后的显色反应，当抗原与抗体结合时，借助于比色或荧光反应鉴定转基因成分，酶与底物反应的颜色与样品中抗原的含量成正比。
应用：
其具体操作步骤与常规ELISA无区别，但需要针对转基因食品中特定蛋白质的酶标抗体。
ELISA检测可以定性，也可以定量，目前已有商品化的转基因食品ELISA检测试剂盒，但只能检测少数几种转基因食品，且一种试剂盒只针对一特定转基因产物，无法高通量、快速地检测具有多种混合成分的食品样品，蛋白质芯片技术将是未来快速筛选食品中多种转基因成分的最佳方法。
l聚合酶链式反应（PCR）法
原理：
PCR是模拟体内DNA复制方式在体外选择性扩增DNA某一个特殊区段的技术,需要DNA模板、引物、原料（dNTP）、酶（DNA聚合酶）等合成条件，通过变性－退火－延伸三个反应的循环，只需极微量的DNA模板即可以扩增出大量的目的基因片段，具有快速、简便、灵敏等特点。
应用：
食品成分复杂，同时含有盐、糖、油、香料或酸，加工过程的煎、炸、煮、烤等工艺又使原料的DNA受到不同程度的破坏，DNA提取成为难题，而提纯DNA是整个实验的关键，其效率高低直接决定着后续PCR成功与否。
转基因食品的外源基因一般包括三个重要组成部分:
调控基因、标记基因和目的基因。
其中调控基因包括启动子和终止子等，大约75％的转基因植物中使用花椰菜花叶病毒的CaMV35S启动子，常用的终止子是胭脂碱合成酶的NOS终止子，选择标记基因常用的有Kmr（卡那霉素抗性基因）,Neor（新霉素抗性基因）等，目的基因（靶基因）如抗虫、抗除草剂基因等。
可以通过对其中一种或多种基因的检测实现对转基因食品的检测。
由于PCR灵敏度高，很容易出现假阳性结果，因此在实验中必须设计多组对照:
一组为阴性对照，是非转基因的同种作物的DNA，PCR反应结果应无任何产物。
一组为阳性对照，可选购转基因食品标准品。
一组为空白对照，即不加任何DNA。
另外，由于食品中可能同时含有几种转基因原料，为了确证食品中的组成成分还需要设定一个内源特异参照基因的检测，如玉米内在基因常检测玉米醇溶蛋白（Zein）基因，而大豆中常检测凝集素（Lectin）基因。
PCR既可以定性也可以定量，现在已有专门的定性检测试剂盒出售，定量检测主要有半定量PCR法、定量竞争PCR法、实时定量PCR法，现在已成功应用实时定量PCR法检测玉米、大豆种子、调味剂、人造奶油、坚果、干果等混合制成的食品，及巧克力、制饼干用的水果填料、番茄酱、小甜饼、饮料等。
PCR扩增后一般采用琼脂糖凝胶电泳进行检测，由于PCR容易出现假阳性，可进一步采用限制性内切酶酶切、Southern杂交、DNA测序等方法进行确证。
lELISA法与PCR法的比较 由于蛋白质对热敏感,在加热过程中容易变性，因此采用ELISA法可能无法检出由转基因原料加工食品中的GMO，另外蛋白质表达具有组织特异性，也限制了ELISA法的应用。
PCR检测依据是DNA，而核酸存在于生物体的各个器官和组织的细胞中，因此，PCR检测不受材料的限制，而且核酸对热比较稳定，有可能应用于豆腐和油炸豆腐等食品的检测。
此外，ELISA检测比PCR检测灵敏度低100倍，而且耗时耗力。
因此，目前转基因食品的检测更多的是应用PCR法。
六、检测和评价过程包括四个步骤:
第一步：
了解每个转基因植株的遗传背景，选择用以比较的植物。
需要了解的遗传背景主要是：
①受体植物的有关信息，包括系统分类、科学名称、与其它生物的关系、作为食品来源的使用历史、毒素产生的历史、过敏反应、种内或相关种内有无抗营养因子、生理活性物质的存在和重要的营养物质；②基因构建的有关信息，包括基因来源、基因载体的构建、启动子活性和转导方法；③转基因植株的有关信息，包括阳性植株的选择方法、改造性状的表型、导入基因的表达水平和稳定性、基因的转移性、目的基因的功能和插入位点。
第二步:
进行实质性比较。
对已经确定比较的植物进行表型特征和构成成分比较。
表型特征的比较主要有形态、生育期、产量、病虫害抗性和其它性状;组成成分比较，一般情况下只分析重要的营养成分、毒素和过敏原。
需要分析的营养成分有脂肪、蛋白质、碳水化合物、微量元素和维他命等，这些营养成分可能因导入蛋白的影响而发生变化。
毒素和过敏原的检测比较一般根据对照所含成分分析，如果根据遗传背景信息怀疑转基因食品中有其它意想不到的危害，则需要考察其它更多的成分。
第三步:
得出比较结果及进一步处理。
通过比较可以得出三种结果:
①新的转基因植物食品与某个现有食品完全等同，则认为这种转基因食品是和现有食品一样安全的。
这样的转基因植物食品可以进入市场，并不需要在标签上说明是转基因食品。
②新的转基因植物食品与某个现有食品之间大部分都是等同的，只有一点明确的差异。
这些差异主要是因为被导入基因（包括选择标记基因）的产物改变了植物体的内源成分。
对这些差异必须进行进一步的安全检测，主要集中在导入基因的产物、功能以及由于它的作用而产生的一些物质，如蛋白质、脂肪、碳水化合物和新的小分子物质等。
如果新物质经实验证明是无害的，那么这种转基因食品再经其它的评价后上市的可能性很大。
③与现有的食品完全不等同的转基因植物食品。
现在和未来几年内出现这种转基因食品的可能性比较小，但是我们不能认为这种食品就是不安全的。
对于这种食品必须经过严格检测。
首选应该了解这种转基因植物的所有信息，包括:
受体植物、供体生物、遗传修饰和目的基因的性质；转基因植物的表型特征，以及化学和营养组成；目的基因的插入位点。
初步的鉴定结果和这种食品在人们膳食中的地位将决定是否需要进一步的安全性鉴定，例如进行动物喂食试验和人类试验。
第四步:
加标签后上市。
转基因食品经过检测但可能在部分人群中产生过敏反应，或者经过一定加工后可以消除有害影响，那么都必须在标签上加以说明。
如果经检测不存在任何危害，则不需要加上标签，这样转基因植物食品就可以作为食品上市。
当然有的可能存在其它方面的安全性问题，比如环境和生态方面的安全性等，在使用时还要进行监管。
转基因食品评价结果
（1）与传统食品及其成分具有实质等同性，则认为该新食品与传统食品一样安全，不需作进一步安全性分析。
（2）除某些特定差异（指引入的新性状）外，与传统食品及其成分具有实质等同性，仅评价转基因产物及其催化产生的其他物质，如引入基因编码的蛋白质或产生的其他物质，是否改变内源成分或在宿主体内产生新的化合物，引入基因的稳定性，即是否发生基因转移等为安全性分析的重点。
（3）与传统食品及其成分无实质等同性，应全面分析新食品的营养性和安全性。
首先应分析宿主生物、载体插入基因、重组DNA及其基因表达产物的分子、生物学、化学特征和营养成分等，根据分析结果，再结合该新食品在人类膳食中的作用，确定是否进行进一步的体内外毒理学、营养学评价。
有文献指出，已进入市场的转基因食品安全性评价方法是充分的，但由于转基因技术产品的复杂性，其远期影响包括营养学、毒理学还需深入监测。
应该看到，实质等同性并不是安全评估的全部工作，在某种意义上，它是安全评估的框架或者说是原则。
从整体上来看，目前还没有比实质等同性更好的评估体系。
其他的方法（如生物学、毒理学、免疫学实验等）可作为实质等同性原则的重要补充，以提供更有说服力的数据和结论。
七、展望
21世纪是生物技术蓬勃发展的时代，转基因食品的兴起是生物技术革命的必然结果。
尽管转基因食品的安全性众说纷纭，但其给人带来的好处是显而易见的。
随着生物技术的不断发展，转基因食品的安全性能得到保证，让人们吃到安全、丰富、营养的食品。
到2020年，地球上将增加20亿人口。
转基因植物诞生以来，人们把它看成是解决粮食短缺问题的希望。
毫无疑问，基因工程在不久的将来会有更辉煌的发展，转基因食品的安全性也会更加受到人们的关注。
全性检测与评价体系的研究和确立需要投入更多的力量。
总之，转基因食品安全性研究既不能抱着为基因工程保驾护航的态度去高唱赞歌，也不能不加研究，全盘否定，使基因工程滞步不前。
这个研究领域更需要严谨、科学的态度和方法，以便更多的人安全、健康地享受高科技产品的优越性。
参考文献
[1]张丽娜，陈一资基因工程技术及转基因食品安全性评价
[2]蒋灿.转基因食品安全性研究.科技进步与对策，2002.
[3]邓平建.转基因食品食用安全性和营养质量评价及验证.北京：
人民卫生出版社，
[4].陈光宇.转基因生物的安全性评估分析.江西农业学报
[5]周建嫦，杨杏芬，凌文华.转基因食品检测方法[J].中国卫生检验杂志,2002
[6]转基因食品的危害和检测及评价.中国农产品加工网.
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