转基因食品与安全性.ppt

Genetically Modified Food(GMF)and Its Safety第四章 转基因食品与安全性,你吃过转基因食品吗？不管您愿不愿意，您己经或正在把转基因食品吃进肚里,转基因食品已经走进我国百姓的生活。国内尚没有转基因作物的大规模生产近几年我国大量从美国、阿根廷等国进口大豆，其中大部分是转基因大豆。我国有一半以上的大豆色拉油含有转基因成分。,究竟什么是转基因食品？转基因食品是否安全？它是否存在长期的隐患？,主要内容,定义发展应用安全性评价标签管理,What is Genetically Modified？什么是转基因？,将不同来源的DNA分子进行重组，克服了天然物种生殖隔离的屏障，将具有某种特性的基因分离和克隆，再转接到另外的生物细胞内。从而可以按照人们的意愿创造出自然界中原来并不存在的新的生物功能和类型。,第一节 转基因食品定义,“转基因技术”（Genetically Modified Technology）,是指使用基因工程或分子生物学技术(不包括传统育种、细胞及原生质体融合、杂交、诱变、体外受精、体细胞变迁及多倍体诱导等技术)，将遗传物质导入活细胞或生物体中，产生基因重组现象，并使之表达并遗传的相关技术。,“转基因生物”（Genetically Modified Organisms）,是指遗传物质基因被改变的生物，其基因改变的方式是通过转基因技术，而不是以自然增殖或自然重组的方式产生。简称：GMOs,转基因生物的种类？,目前已经进入食品领域的三类转基因生物包括：转基因动物 转基因植物（最多，最重要）转基因微生物,现在国内都有哪些转基因食品？,第一批列入目录的农业转基因生物是：大豆：大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕玉米：玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉油菜：油菜种子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕棉花种子番茄：番茄种子、鲜番茄、番茄酱,“转基因食品”（Genetically Modified Foods),是指用转基因生物制造、生产的食品、食品原料及食品添加物等。简称：GMF,为什么会对转基因食品有恐惧心理,据专家分析，转基因食品在基因重组与改变过程中，可能产生某种毒性、过敏性，生成抗营养因子。引起营养成分改变，或者某种抗抗生素基因随食品转移到肠道，使抗生素对该机体从此失去疗效。就目前而言，还没有发现转基因食品对人类有害，但同时也缺乏证据证明它的无害性，因此产生了一些争论。,从本质上讲，转基因生物和常规育种的品种是一样的。两者都是在原有的基础上对某些性状进行修饰，或增加新性状、或消除原有不利性状。有意识的杂交育种已有100多年的历史。,为什么对转基因植物进行安全性分析?不要求对常规育种的品种作系统的安全性评价？,原因：常规有性杂交仅限于种内或近缘种间。转基因植物中的外源基因可来自植物、动物、微生物，人们对可能出现的新组合、新性状能否影响人类健康和生物环境还缺乏足够的知识和经验。按目前科学水平还不可能完全精确地预测一个外源基因在新的遗传背景中会产生什么样的互作作用。,从理论上讲，基因工程中所转的外源基因是已知的有明确功能的基因。它与远源有性杂交中的高度随机过程相比，其转基因后果应当可以更精确地预测，在应用上也更加安全。,转基因植物的安全性争论,支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。,美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有个案例说明它有问题。,反对派的观点,一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。,环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。,第二节 转基因食品的安全性,一、包含的问题1、食物安全性因素2、环境安全性因素,1、食物安全性因素,（1）转基因产物的直接影响：包括营养成分、毒性或增加食物过敏性物质的可能；（2）转基因间接影响：经遗传工程修饰的基因片段导入后，引发基因突变或改变代谢途径，致使其最终产物可能含有新的成分或改变现有成分的含量所造成的间接影响；,（3）植物里导入了具有抗除草剂或毒杀虫功能的基因后，它是否也象其他有害物质一样能通过食物链进入人体内；（4）转基因食品经由胃肠道的吸收而将基因转移至胃肠道微生物中，从而对人体健康造成影响。,2、环境安全性因素,（1）转基因生物对农业和生态环境的影响；（2）产生超级杂草的可能；（3）种植抗虫转基因作物后可能使害虫产生免疫并遗传、从而产生更加难以消灭的“超级害虫”；,（4）转基因向非目标生物漂移的可能性；（5）其他生物吃了转基因食物是否会产生畸变或灭绝；（6）转基因生物是否会破坏生物的多样性等。,转基因食品的安全性：仅仅是科学问题吗？,欧美转基因产品贸易争执的原因分析,1、从历史文化背景看，人类通过几千年自身实践所选择的食品已相对固定，而转基因食品从根本上动摇了这一基础。从自身健康考虑，欧洲人提出食品安全的问题也是很自然的。,2、以祟尚自然的“绿色和平组织”为代表的“环保主义势力”近年来在欧洲政坛倔起，在政府和议会的决策过程中施加着越来越大的影响。欧洲各国的生态意识日益强烈、媒体对可能危害环境和生态的问题往往穷追不舍，甚至进行夸张的报道，这在很大程度上左右着公众对诸如转基因问题的态度。,二恶英、疯牛病等事件沉重地打击了人们对于欧盟政府的信心。一项针对欧洲及美国民众的大规模调查结果显示，欧洲人对于管理转基因生物的相关政府职能机构的信任度比美国人低得多。,3、更重要、更深层次的原因，那就是经济利益之争。基因工程属于典型的高科技，美国和欧洲处于领先地位，其间的竞争以及对世界市场份额的争夺也异常激烈。,转基因技术具有一种独特的垄断性。在技术上、美国的一些公司如孟山都为了保护自己的知识产权和经济利益，对销售的转基因种子作了“绝育“处理，使农民必须每年都要向该公司购买种子；在法律上，消费者不得自行保留和再种植。,抵制转基因技术实际上也就是抑制美国在这一领域的垄断。以安全性为由，限制美国转基因农产品的进口，这样就极大地保护了欧盟各国农产品市场与本国农民的利益。,世界观察研究所的数据显示，美国出口欧盟的玉米在1997一1998年间下降了96，损失达2亿美元。到2000年，又从200万吨减少到139万吨。美国出口到欧盟的大豆从1998年的1100万吨下跌至2000年的600万吨。估计美国农产品出口损失已达10亿美元。到2000年，欧洲已经出现了大规模的传统农业的复兴。,我国的情况：,由于美国的基因技术发达，产品价格低廉（如大豆），性能好（大豆出油率21%，国产18%），国家有意识宣传，控制进口，保护国内市场。直接结果：2001年食用油价稍有上涨,The reasons of worried about the genetic modified food二、人们对转基因食品担心的理由The destroy to the immunity system 对人体免疫系统的破坏（标记基因的问题）The hazard to human 对人体的毒害The destroy to the environment and zoology 对环境及生态的破坏The harm of unknown factor to human 未知因素对人类的伤害,Reasons of no worry about it无需担心的理由,1、迄今为止，尚无一例转基因食品引起的不良反应得到了科学证实。2、美国十几年来有2亿多人吃过几千种转基因食品，至今也没有证据证明它对人体产生了不良影响。,Reasons of no worry about it无需担心的理由Set up wholesome code and law of safety food 3、建立健全食品安全法规和法律Carefully inspected before GM foods e into the market4、转基因食品上市前有很严格的检验,The anti-gene could never be adapted by human body 4、抗性基因不会也不可能为人体所接收It will be validated by experiments whether the toxicity is adapted by human body and accumulated in human body 5、毒性是否为人体接收和在人体积累能用实验验证,6、转基因食品存在的最大理由：转基因食品并不会比常规育种有更多的危险，恰恰相反，更大的危险是世界上60亿人口中还有12亿人仍在温饱线上挣扎。预计2050年将达到90亿，而发展中国家现有8.4亿人营养不良，13亿人陷于贫困。,7、转基因食品的由来？,过去主要通过杂交育种的方法来把某个基因转到目的植物体内，这个过程比较漫长，但它基本上是一个人为辅助的自然杂交过程。由于在人类发展的历史上，物种驯化和通过杂交等技术进行的作物品种的选育一直伴随着人类的发展而存在，所以人们对常规遗传育种方式生产出来的食品没有异议。,转基因主要是通过生物技术的方法来加快传统育种的过程,例如过去要通过10年才能选育出一个品种，但通过转基因方法可能只需23年就可以完成。,Whether accept the GM foods?8、是否接受转基因食品？the risk on science concept 科学概念上的风险Understand the risk对风险的理解 understand of risk on public mentality公众心理上对风险的理解,9、转基因食品潜在的安全隐患与不足：1.可能会引起一部分人过敏。2.可能会含有一些对人体有害的物质。3.可能会改变原先食品的营养结构，降低营养价值。传统食品也有同样的问题。,第三节 基因工程的发展与在转基因食品中的应用,一、基因工程的发展,The countries applied genetic engineering利用基因工程技术较多的国家,America 40,000,000 hectare 美国 4000万公顷Canada 12,800,000 hectare 加拿大 1280 万公顷Argentina 7,500,000 hectare 阿根廷 750万公顷,Australia,Mexico,Spain,France,South Africa more than 100,000 hectare澳大利亚、墨西哥、西班牙、法国、南非合计达10万公顷以上,The situation of genetic engineering in America美国基因工程应用情况,43 gene products from animal and plant were authenticated 43种动、植物转基因产品通过FDA认证More than 60%processed food contained transferred gene ponents 超过60%的加工食品含有转基因成分,The sale of gene food was more than$10,000 million 转基因食品的销售额超过100亿美元More than 50%soy beans were transferred gene 超过50%的大豆为转基因大豆More than 40%corn and wheat were transferred gene 超过40%的玉米、小麦为转基因玉米和小麦,There are 7000 gene food,including infant food,chocolate,frozen,margarin,bread,sausage,meat and its replaement 与转基因有关的食品达七千种，包括：婴儿食品、巧克力、冷冻甜品、面包、人造奶油、香肠、肉类及代肉类产品,The development of genetic engineering in China我国基因工程发展情况,The development of biological technology was focused on the later 10 years in China,the level is far away from the developed countries,but is advanced among the developing countries.我国生物技术的发展主要是在近十多年，无论在研究水平和开发水平上与发达国家都有很大差距。但在发展中国家中居领先地位。,In the early 90s,there were large development in the anti-insect cotton 九十年代初基因工程抗虫棉研究取得重大突破1995年转基因抗病小麦有新的突破 抗黄矮病、白粉病、赤霉病，1995年获国家十大科技成果奖,农业重组微生物应用效果显著 开发出联合固氮菌，居国际领先水平，推广面积达400万亩以上。转抗菌肽基因马铃薯获得成功 抗青枯病，先后改造了7个主栽品种,转基因耐贮番茄获得成功转基因牛、羊、兔、鱼等获得成功 生长素基因、生长素释放因子基因,生物反应器研究有突破进展 获得乳腺特异表达外源基因的转基因羊，首批转基因羊乳汁中分泌生长素的含量达每升400毫克。获得乳汁分泌人凝血因子的转基因山羊。,The application of genetic engineering in food industry二、基因工程在食品工业中的应用,The application of genetic engineering in plant food industryA、基因工程在植物性食品工业中的应用,1.Modified the edible quality of plant food改良植物食品的食用品质Modified the oil plant 改变油料作物Modified the constitute and content of starch 改变淀粉组成及含量Increase amino acid content in potato 增加土豆中氨基酸含量Increase lysine content in cereal food 提高谷物食品的赖氨酸含量,1.Modified the edible quality of plant food改良植物食品的食用品质Increase tryptophan content in corn and wheat 提高玉米、小麦中的色氨酸含量Improve the baking quality of wheat 提高小麦烘焙性能Modified the protein,and amino acid,remove the beany flavor in soybeans 改变大豆中的蛋白质、氨基酸、脱除豆腥味,2.Improvement in fruit and vegetable shelf-life and organoleptic quality 增加果蔬贮藏、保鲜性能(1)Gene transfer in plants 植物间基因转移Gene Modified tomato 转基因番茄Gene modified banana,Chinese goosebeery 转基因香蕉、猕猴桃Gene modified lichee 转基因荔枝,(2)Gene transfer between animals and plants 动植物间基因转移转鱼抗冻蛋白基因的转基因番茄转细菌脱氨酶的转基因番茄,3.Manufacture of edible vaccines 生产特殊食品食品疫苗不耐热肠毒素狂犬病抗原乙肝表面抗原链球菌表面抗原流感表面抗原 将以上基因转移到马铃薯、香蕉、番茄等十多种作物上，生产食用疫苗。,The application of genetic engineering in animal food industryB、基因工程在动物性食品工业中的应用,1.Bioreactor 生 物 反 应 器Drugs produced by bioreactor 利用生物反应器生产的药物类人胰岛素（IGF）Interferon 干扰素血栓溶解剂（TPA）尿激酶白细胞介素生长激素（GH）,The application of clone technology in bioreactor 克隆技术在生物反应器中的应用克隆羊(1997)克隆牛(1999),2.Gene modified milk 基因工程牛奶Increase the lactoferrin content in milk 增加奶中乳铁蛋白Increase in milk 增加奶中的溶菌酶,Increase the protein which is beneficial to adsorb calcium in milk 增加奶中有利于吸收钙的蛋白Decrease the oil and fat content in milk 降低奶中的脂肪Increase the anti-illness factor content in milk 增加奶中的抗病 因子,3.The application of genetically modified technology in animal 转基因技术在动物上的应用生长素基因GH生长激素释放因子GRF 增重、增速、增加饲料转化率、增瘦肉率 猪、牛、羊、鱼类、禽,4.Improve the quality of animal 提高动物食品的品质降低结缔组织的胶联度改善肉质（嫩化肉质）提高饲料转化率,The application of genetic engineering in microorganismC、基因工程在微生物中的应用,1.Inspection microorganism existed in food 用于食品微生物的检验Inspect the bacteria and pathogens in food quickly and sensitively 快速灵敏地检测食品中的细菌或致病菌Classify and authenticate the microorganism in food(PCR technology)食品微生物的分类和鉴定（PCR技术）,2.Improve the quality and flavor of fermentation 改善发酵食品的品质与风味酱油风味啤酒风味发酵面食的风味,3.Enzyme production from genetic engineering 利用基因工程生产食品用酶Rennase 凝乳酶-amylase-淀粉酶Glucoseoxidase 葡萄糖氧化酶glucose isomerase 葡萄糖异构酶Lysozyme 溶菌酶Galactosidase 半乳糖苷酶,第四节 转基因食品的安全性评价,The aim of the safety assessment 安全性评价的目的,为科学决策提供依据保障人类健康及生态环境安全回答公众疑问促进国际贸易，维护国家权益促进生物技术可持续发展,The content of safety assessment安全性评价的主要内容,划分受体生物的安全等级划分基因操作对受体生物的影响类型划分转基因生物体的安全等级转基因产品的安全等级安全性的综合评价和建议,Five principles of inspection the GM foods转基因食品安全的检验的五项原则 根据转基因食品及同类传统食品两者的特性表现及成分进行分析比较：Substantial equivalence实质等同性原则,Substantial equivalence实质等同性原则,即生物技术产生的食品及食品成分，如果与一种现有的食物或食物成分在实质上是相当的，则可以认为是安全的。,实质等同原则,强调了转基因食品安全性的目的，不是要了解该食品的绝对安全性，而是评价它与非转基因食品的同类食品比较的相对安全性。在评价时注重“个案分析”，即对转基因食品的安全性不一概而论、而是采用“实质等同”一对一地进行个案分析它们的安全性至少不低于相应的参照食品或不会增加来自食品的风险。,五项原则,(1)如果两者本质是相同的，用传统的安全性评价程序对转基因食品评价。(2)如果在一定范围内有差别，用集中于对产生差别的因子进行评价。,(3)如果氨基酸序列与已知蛋白毒素的氨基酸序列是同系物，则要进行毒理学实验。(4)如有蛋白质产生了抗营养作用，或营养成分发生改变，则要进行营养学评价。(5)如果两者完全不同或没有可比的传统食品，则要特别设计动物模型试验证明其无毒后，还须进行人体营养学试验。,转基因食品不能证明与对应的参照食品实质等同时，要做进一步毒理学试验。试验主要包括：,(1)毒物动力学试验，了解它的吸收、分布、代谢及排泄等情况(2)遗传毒性试验，包括体外试验和体内致突变试验(3)潜在致敏性试验,(4)基因传递与稳定性试验。检查是否导入的基因向人畜胃肠道中存在的微生物中转移和表达(5)微生物定植和微生物致病性试验。对本身是活菌或含有活菌的新型食品要评价这两项指标,(6)啮齿类90天喂养试验。其中注意遗传毒性、神经毒性、免疫毒性及生殖毒性(7)验证对人类的安全性；一定时期后，对转基因食品安全性的再评价。包括耐受量、肠道群菌谱及数量等。,“转基因食品，要不要贴标签?”,若转基因产品与目前市售的产品具有实质等同性，则不需再加特殊的标签；若转基因产品中含有对一部分人群有过敏性反应的蛋白，则需加标签，以使购买者作出选择。,第五节 转基因食品的标签管理,联合国：2000年制定的GMO贸易协定-卡塔赫纳生物安全协定书已由62个国家签署通过卡塔赫纳生物安全协定书规定，任何含有GMO的产品都必须粘贴“可能含有GMO”的标签，并且出口商必须事先告知进口商，他们的产品是否含有GMO（转基因生物）。,欧洲,欧洲委员会于2001年7月25日通过了两个关于转基因生物的法规议案，即关于对农业生物技术产品实施跟踪与标识的法规议案(20011821)及关于转基因食品和饲料的法规议案(2001425)。这两个议案建立了转基因生物的跟踪系统，制定了转基因饲料的标签规则，完善了现行的转基因食品标签制度，规定了合理化的转基因食物及饲料审批程序。,日本,日本农林水产省于1999年修订的农林物资规格化和质量表示标准法规(JAS)要求：从2001年4月1日起，豆腐、毛豆、玉米淀粉等30项基因改良食品必须予以明确标识，凡制造、加工、进口的食品都要执行新的商品明确标识制度。,韩国,韩国食品医药品安全厅宣布，自2001年7月13日起，对用经过转基因(GMO)处理的大豆和玉米、豆芽莱等作为主耍原料生产的27种转基因食品实施食品标识制度。从2001年9月1日起对所有进的大豆、玉米以及含有这些成分的食品要求加贴“转基因”标识，并出具转基因检测证明。有义务标注转基因标识的包括：食品制造及加工商、现货销售制造及加工商、食品添加物制造商、食品分销商、流动专销商、食品进口销售商等。,澳大利亚、新西兰,澳新两国在食品法典里的关于利用转基因技术生产的食品标准152中，规定了转基因食品的强制性标识要求。从2001年12月7日起，在澳、新出售的所有食品，无论是含有转基因成分或使用了转基因食品添加剂或者加工助剂，只要最终食品中含有转基因的，必须在食品上用标签标明是转基因食品，并标明含量，让消费者能够非常容易地进行识别和自己决定是否购买。,美国,美国政府要求源于生物技术的食品要符合食品标签法，此项法规要求在包装的标答上标识该种食品的成分、营养物质含量、含过敏源及可能引起的后果等，但不要求标明食品的生产方法(如利用生物技术生产：等),我国,2001年6月6日，国务院公布的农业转基因生物安全管理条例规定，不得销售未标识的农业转基因生物，其标识应注明产品中含有转基因成分的主要原料名称；有特殊销售范围的还应注明并在指定范围内销售。,第六节 转基因食品检测方法,1、鉴定食品中有无转基因成分的方法2、鉴定食品中转基因成分性质的方法3、测定食品中转基因成分含量的方法,1、鉴定食品中有无转基因成分的方法,（1）利用转入目的基因所表达的特殊性状鉴定转基因食品-最简便的方法，如富含葫罗卜素的转基因“金色水稻“，低糖高甜玉米等。（2）针对目前的蛋白质的鉴定方法，包括ELISA、层析、双向电泳及免疫印迹方法等,（3）针对转基因食品特的共有DNA成分的检测方法；植物细胞转入的基因成分一般包括启动子(Promotor)、报告基因（Reporter gene)、目的基因(target gene)、终止子(terminator)，其中启动子和终止子为表达目的基因所必需。,2、鉴定食品中转基因成分性质的方法,对于某一特定食品原料或未深加工的食品：（1）通过一系列的ELISA，检测已知的转基因蛋白质产物，以确定其中含何种转基因成分。（2）多重PCR技术-能同时检测多个已知目的基因 PCR：聚合酶链式反应,为了明确转基因成分源于食品中何种配料：（1）在商品化GMF较少的情况下，可通过查询比对上述手段所明确目的基因与商品化GMF清单中目的基因序列，初步确定食品中所含转基因配料。（2）更严格的还应设立一系列内参照PCR反应，扩增亲本作物的保守基因序列。,3、测定食品中转基因成分含量的方法,（1）ELISA方法：可对其中的转基因蛋白产物进行半定量,方法：通过测定一系列梯度含量GMF标准品的酶反应OD值，绘制标准曲线后，即可通过测定食品样品中的转基因蛋白产物酶反应OD值进行定量。目前已有商业化的GMF ELISA检测试剂特点：ELISA的灵敏度有限，只能达到微克级；有可能造成假阴性结果。,（2）PCR技术：目前GMF的定量仍基于此法,聚合酶链式反应(Po1ymerase Chain Reaction，简称PCR)技术测定基础：食品加工过程中核酸变性程度不及蛋白质,其主要步骤为：,1、运用化学手段对DNA提取；2、设计并合成引物；3、进行PCR扩增；4、克隆并筛选鉴定PCR产物；5、DNA序列分析。,分类：,1、半定量PCR法(semi-quantitative PCR)；2、定量竞争PCR法(quantitative petitive PCR)；3、实时定量PCR法(real time quantitative PCR）,特点：此类方法在实验室阶段基本成熟；只是要对不同物种、品种的不同性状基因研究具体的条件；但它对设备及技术要求较高；费时；准确性也需进一步确定。,（3）“DNA芯片”技术,方法：通过微加工和生物化学技术，使成千上万的基因集成在lcm2的芯片上，将样品制备、化学反应到检测的整个过程集成化以获得所谓的微型全分析系统(micro total analytical system)。,此方法于80年代提出设想，90年代进行实质性科研现在进行的商业化生产芯片主要在医学上应用，且品种极少。特点：可以预见，它在转基因作物上的应用普及将极大地提高分析的自动化和速度，并降低成本和污染等。,检测趋势1：,随着转基因食品商品化进程加速，越来越多的目的基因将被转入种类更加繁多的食品作物中，使用的启动子、终止子也将不再局限于目前的几种。因此，常规PCR检测将可能造成越来越多的假阴性，能同时检测多个启动子、终止子、目的基因、内参照基因的基因芯片将成为必需。,检测趋势2：,建立快速可靠的GMF检测手段，也成为卫生监管部门面临的刻不容缓、必须解决的问题,The End!,