Genetically Modified Food (GMF)
and Its Safety
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
? 标签管理
? 安全性评价
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。
“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
现在市场上常见的小西红柿算是转基
因食品么?
? 小西红柿其实并不属于转基因食品,
它是通过常规育种方法培育的。
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。
转 基因食品的安全性
问题在哪里?
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。
对于普通公众来说又是怎样呢?
? 统计表明,基因工程研究约 8个月就会翻一番,
美国财政部部长拉里萨莫斯形象地将此比喻成
人类还戴着尿布就已迈人了青年时期 。
? 这种迅猛的发展速度的确超出了普通公众的理
解能力,加上各有所图的利益集团有目的的宣
传,同时,人们获得信息的渠道、科学的分辨
能力、对新知识的认知程度和理解方式又是千
差万别,都会使他们对转基因食品产生不同态
度,从而引发争论。
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。
? 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 2- 3年就可
以完成。
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 components
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 100亿美圆
? 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 characteristic of
genetic engineering
基 因 工 程 的 特 点
? The gene of the life-form could be
intercommunicated among human,animal,
plant and microorganism
生物 的基因可以在人类、动物、植物和微
生物四大系统间进行交流
? Variation could be directly
变异可以定向
? 改良和培育新产品,
? 促进快速生长,缩短育种年限
? 提高产量和质量,
? 增强抗逆性 (抗旱、寒、涝、热、病
毒和虫害等 ),
? 大大降低成本,
? 产出口味更佳的食物。
The application of genetic engineering
in food industry
基因工程在食品工业中的应用
The application of genetic engineering in plant
food industry
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 industry
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 microorganism
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
? α –amylase α -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
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,要做进一步的毒理学试验,
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

(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。
Safety assessment of the marker gene
标记基因的安全性评价
标记基因的用处?
? 转基因作物在实验室阶段经常要用抗生
素作为抗性标记进行筛选;
? 选择标记基因用于植物遗传转化中促进
转化细胞、组织和转基因植株的生长。
The normal marker gene:
常见标记基因,
(1)marker gene for kanamycin resistance
抗卡那霉素基因
(2)marker gene for new hygromycin
resistance
抗新潮霉素基因
(3)抗草甘膦基因
(4)GUS报告基因
公众为什么关心标记基因的安全性?
? 尽管国际社会认为大部分常用的标记基因是
安全的,但仍有一部分标记基因的安全性未
能确定;
? 所谓的安全使用的标记基因,仅指 基因本身,
并不包括启动子、终止子、基因多效性及其
它多种可能的次生效应,次生效应可因插入
位点不同而异,目前人类无法预测基因插入
位点和准确地做到基因的定位整合。
标记基因涉及的安全性问题:
? 标记基因及其编码蛋白的直接毒性;
? 蛋白代谢产物的毒理学安全性;
? 蛋白质的过敏性和基因水平转移的可能性
标记基因的评价内容
1,Whether the labeled gene is toxic to human
directly
标记基因有无直接毒性
? 任何 DNA都由 4种碱基组成
? DNA在小肠中仅有 200mg
? 标记基因 DNA在结肠中仅有 0.3-1pg,在消化
道中是微不足道的
? DNA在消化道中很快被降解
? WHO,FDA实验证明食物中的转基因 DNA本
身无安全性问题
2,The possibility of transferring horizontally
基因水平转移的可能性
? DNA被降解成小片段或核苷酸,在进入
肠道微生物存在的小肠下段,盲肠及结
肠前已被降解。
? 即使 DNA完整存在,DNA转移并整合需
要有感受态的细胞,其过程非常复杂,
同时小肠上皮细胞新陈代谢,半衰期很
短,不断被取代,不可能保存下来。
3,The unpredicted poly-effect of gene
未预料基因多效性
? 常规育种中筛除不利性状
? 进行实质等同性鉴定
4,The safety of labeled gene coding protein include
the direct toxicity,allergenicity and co-effect
标记基因编码蛋白的安全性包括直接毒性、过敏性、
因蛋白的催化功能而产生副作用
? The protein is hydrolyzed quickly in alimentary
tract 蛋白在消化道中很降解
? Not the same as toxic protein与毒性蛋白无同源性
? No special design,could not suffer from uttermost
environment 标记基因无特殊设计,不能忍受极
端环境,因此会很快被降解
About the toxic protein coded from anti-
disease gene
关于抗病虫基因编码的毒蛋白问题
? Existed a acceptor
人体内需要有该毒蛋白的受体
? Cumulated at a sufficient level in human body
毒蛋白需在人体内积累到足够的量
建议:
? 应寻找替代品,筛选新的标记基因,逐
步淘汰对抗生素标记的使用。
“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。
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。
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
(COM2001—1821)及关于转基因食品和饲料
的法规议案 (COM2001—425)。
? 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
产的食品标难 1,5,2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。
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
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,
简述 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
competitive 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!