基因工程技术是指利用载体系统的重组DNA技术以及利用物理化学与生物等方法把重组DNA导入有机体的技术。即在体外条件下,利用基因工程工具酶将目的基因片段和载体DNA分子进行“剪切”后,重新“拼接”形成一个基因重组体。然后将其导入受体(宿主)生物的细胞内,使基因重组体得到无性繁殖(复制)。并可使目的基因在细胞内表达(转录、翻译),产生人类所需要的基因产物或改造、创造新的生物类型。
基因工程的核心技术是DNA的重组技术,也就是基因克隆技术。以重组DNA技术为代表的生物技术是21世纪最重要的高新技术之一。应用转基因技术构建的生物称为转基因生物,包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。因此,转基因食品(Transgenic Food or Geneti-cally Changed Food)是利用现代分子生物技术,将某些生物(动物、植物或微生物)的基因转移到其它物种中去,通过对生物基因的改造,改变生物的某些特性,使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变,这种以转基因生物为食物或为原料加工生产的食品就是转基因食品。通俗地讲,转基因食品就是用转基因生物生产和加工的食品。转基因食品根据来源,分为植物源转基因食品、动物源转基因食品和微生物源转基因食品。植物源转基因食品涉及的食品或食品原料包括大豆、玉米、番茄、马铃薯、油菜、番木瓜、甜椒、西葫芦等。在转基因食品中,发展最快的是转基因植物食品。虽然中国、美国和加拿大对快速生长的转基因鱼的研究已经取得了突破性进展,但是,迄今为止,全世界还没有转基因动物食品获准上市。在国外,将转基因细菌和真菌生产的酶用于食品生产和加工已经比较普遍,但是用于面包、啤酒、酸乳等食品和饮料的转基因酵母菌和其它微生物还没有获准进入市场应用。因此,目前市场上的转基因食品基本上只有转基因植物食品。经过自1980年以来30多年的努力,目前我国在以转基因植物为先导的现代生物技术的产业化发展领域已处于发展中国家的前列。我国政府已经批准番木瓜进行种植,抗病毒番茄、耐贮藏番茄、抗病毒甜椒3种转基因食品作物曾经在中国种植,现在已被淘汰;批准进口用作加工原料的转基因作物4种,分别为大豆、玉米、油菜和甜菜。但我国与美欧先进国家相比还有很大差距,尤其在对转基因技术及食品安全性的认识方面。
20世纪80年代初,美国最早对转基因生物进行研究。首例转基因生物(Genetically Modified Organism,GMO)于1983年问世,1986年转基因作物获准进行田间试验,1993年延熟保鲜番茄(Calgene公司生产)在美国获准上市,开创了转基因植物商业应用的先例。此后转基因食品发展极为迅速,经历了1996—2014年连续19年的快速增长,已成为现今世界上应用最为迅速的作物技术。2014年全世界有8个发达国家和20个发展中国家种植了转基因作物,种植面积高达1.815亿hm2,2015年种植面积为1.797亿hm2,较2014年减少了约1%,但这一波动主要是由于粮食低价格因素所导致的。20年来,全世界种植转基因作物面积累计达到20亿hm2,其中,转基因大豆、玉米、棉花和油菜排在前4位,种植面积分别达到10亿hm2、6亿hm2、3亿hm2、1亿hm2,美国、巴西、阿根廷、印度和加拿大排在前5位,2015年这5个国家转基因作物种植面积分别达到7090亿hm2、4420 亿hm2、2450亿hm2、1160亿hm2、1100万hm2。
目前,全球被批准商业化种植或食用的转基因产品共24种,其中,水稻、小麦和玉米是主要的转基因粮食作物;转基因蔬菜作物主要有番茄、西葫芦、马铃薯、甜椒等;经济作物主要包括棉花、烟草、亚麻、甜菜;水果作物主要包括李子、甜瓜和番木瓜等。随着转基因生物的发展,近来在全球范围内引起一场转基因生物和转基因食品安全性的争论,支持和反对两派针锋相对。
支持方认为,转基因农作物的安全性主要体现在以下几个方面。①转基因遗传工程与传统育种方式没有过多的差别,同样都是基因的组合与延伸。除此之外,转基因工程能够更加准确直接的将有用的基因移植到农作物之中,从而快速增强其生物性能。②在安全性问题上,支持者认为转基因食品对人体是否具有危害现在尚未明确,但值得注意的是,世界上还没有出现因使用转基因食品而造成疾病的案例。由此至少可以推论转基因食品对人体是没有过大影响的。除此之外,对于食品安全性问题,支持者从“多数食品都存在安全隐患”(譬如未成熟的马铃薯、未加工熟的豆角含毒)这一角度阐明了“没有百分之百安全的食品”的观点。③在食品安全性问题上,支持者也列举了我国获批的转基因水稻在历时十余年的安全性评价中均完全符合食品安全标准,且某些转基因农作物的食品安全评价指标甚至高于国际标准,这即可说明转基因食品是相对安全的。
反对方认为,转基因育种手法虽然和传统育种极为相似但是也有所差异,其最为突出的差异即是转基因技术能够实现跨物种的基因组合,这违背了自然遗传进化规律,其危害性是不可估量的。此外,转基因农作物的反对者还支持,大量的转基因农作物的出现会造成严重的基因污染,破坏自然生态的和谐性,从对人类后续的发展造成巨大影响,如美国就出现过转基因玉米污染普通玉米而造成食品安全性问题的案例。
自20世纪80年代我国对转基因产品进行研究以来,转基因技术的研发及转基因产品的商业化推广也在逐步开展,我国政府非常重视转基因技术的研发与应用。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》表明,发展新的转基因作物品种被认为是一个很重要的农业发展项目(中华人民共和国国务院,2006)。2007年,中央一号文件中第一次出现了“转基因”一词,到2015年这9年间“转基因”一词在中央一号文件中共出现了6次。2017年的中央一号文件,不仅提出要加强对农业转基因生物技术的管理和研究,更强调了转基因技术及产品的科学普及工作(中华人民共和国农业部,2017)。近年来,我国加强了对农业转基因生物的安全监管,并采取、制定了一系列配套措施:一是由国务院牵头,颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,对转基因生物进行法制管理;二是组建了农业转基因生物安全委员会,该委员会由64位各技术领域的专家构成,加强并支撑了转基因生物的安全性评价;三是建立农业转基因生物安全管理部级联席会议制度,涉及12个相关部门,初步建立了转基因生物安全监管体系;四是《农业转基因生物标签的标识》的发布,强化了我国转基因生物的强制标识管理政策(中华人民共和国农业部,2016)。
(一)提高农作物产量,减少环境污染
盐碱、干旱、病虫害是造成农作物绝收、减产的主要原因之一,利用DNA重组技术、细胞融合技术等基因工程技术将多种抗病毒、抗虫害、抗干旱、耐盐碱的基因导入农作物体内,获得具有优良性状的转基因新品系,大大降低了生产成本,提高了产量。同时,转基因技术的应用,可以减少或避免使用农药、化肥,极大地减少了农药、化肥所造成的环境污染、人畜伤亡等事故。
(二)延长果蔬产品的保鲜期
蔬菜、水果传统的保鲜技术如冷藏、涂膜、气调保鲜等,在贮藏费用、期限、保鲜效果等方面均存在严重不足,常常导致软化、过熟、腐烂变质,造成巨大损失。通过转基因工程技术可直接生产耐贮果蔬。
(三)改善食品的口味和品质
传统的食品通过添加剂来改变口味,加入防腐剂延长食品的保质期,然而添加剂和防腐剂中都含有有害成分,转基因技术可以较好地解决上述不足。通过转变或转移某些能表达某种特性的基因,从而改变食品的风味、营养成分和防腐功能。如利用外源基因导入或基因替换技术可以改善牛乳的成分,生产适合特定人群的牛乳。
(四)垄断性
转基因食品的生产技术具有独特的垄断性,能够享受比较优势,带来巨大的经济利益。
(五)提高生产效率
转基因食品的生产技术还能提高生产效率,增加食品供应,并带动相关产业发展。
随着越来越多的转基因食品进入我们的生活和商品化生产,转基因食品的安全性成为人们关注的热点。大多数人对转基因食品了解甚少,虽然人们普遍预期转基因食品在营养价值、提高安全性及降低成本方面都有优势。但也有一些消费者认为食用转基因食品会对人类健康产生危害,如可能对身体产生副作用,或食品可能产生潜在的过敏反应,以及在是否危害农业生产、是否破坏生态平衡等方面心存疑虑。此外,国内的一些知名品牌产品对转基因产品拉起了“红色警报”,引发了公众对转基因食品的恐慌。绿色协会及其它环境组织也不断地警示关于转基因食品的潜在风险。因此有必要加强对转基因食品安全性的评估和管理,并制定相应对策,规范检测手段,正确引导转基因产品的开发和利用,确保转基因食品的食用安全和生态环境的安全。
转基因技术是一门新兴的技术,因为使用了特殊的现代分子生物学技术,从而产生了转入遗传物质的食品是否安全的问题。就在转基因食品的研究和应用深入发展的同时,关于转基因食品有无毒性、过敏性及抗生素抗性等安全性问题成为人们关注的焦点。目前对转基因食品的安全性讨论主要集中在两个方面:一是食用安全性,二是环境安全性。
(一)转基因食品的食用安全性
目前转基因技术可以准确地将DNA分子切断和拼接,进行基因重组,但是由于新插入的基因是随机的,插入基因后产生的产物也许是迄今为止人类没有充分认识到的新的产物,如致癌物、激素、过敏原等。转基因食品的食用安全性包括以下几个方面。(www.xing528.com)
1. 是否产生毒素和增加食品毒素含量
导入的基因并非原来亲本动植物所有,有些甚至来自不同类、种或属的其它生物,包括各种细菌、病毒和生物体。一些研究学者认为,转基因食品里转入一些含有病毒、毒素、细菌的基因,在达到人们想达到的某些效果的同时,也可能增加其中原有的微量毒素的含量。
2. 营养成分是否改变
有人认为由于外源基因的来源、导入位点的不同,以及具有的随机性,极有可能产生基因缺失、错码等突变,使所表达的蛋白质产物的性状、数量及部位与期望值不符。这将导致营养成分构成的改变和产生不利营养因素。
英国伦理和毒性中心的试验报告表明,在耐除草剂的转基因大豆中,具有防癌功能的异黄酮含量减少了,与普通大豆相比,两种转基因大豆中的异黄酮含量分别减少了12%和14%;而且一味地提高转基因食品的营养成分,也可能打破整个食物的营养平衡。
3. 是否会引起人体过敏反应
导入基因的来源及序列或其表达的蛋白质的氨基酸序列与已知的致敏原有没有同源性?甚至有没有产生出新的致敏原?从科学的角度看,转基因食品一般不会比传统食品含有更多的过敏物质。这主要是因为科学家一般会尽量避免将已知的过敏物质的基因转入到目标食品中。但是,不能排除转入的新的物质在目标生物体中产生新的过敏物质的可能性,从而引起某些消费者的过敏反应。
对转基因食品安全性的诸多试验都是以老鼠为试验对象开展的,还有少量试验以哺乳动物中的猪、牛等为试验对象。研究对象包括转基因马铃薯、玉米、大豆、水稻、番茄、甜椒、黄瓜、豌豆等。绝大多数研究结果显示,与用传统非转基因食物喂养相比,用转基因作物、蔬菜、水果等饲喂老鼠等实验动物对其体重的增加、食物的摄入、身体发育等均无显著影响;对血液学、血清生物化学、免疫学及病理学等方面也没有明显的副效应。但也有一些不同的报道:2007年,法国基因工程信息与研究独立委员会指出,孟山都公司的MON863转基因玉米可能会对实验鼠的代谢系统造成危害;用转入甜蛋白基因的转基因黄瓜饲喂老鼠后发现,老鼠对蛋白质及粗纤维等营养成分的消化能力受到影响。很少有检测转基因食品毒性方面的研究,偶有研究也只是进行急性口服毒性试验。华中农业大学农业微生物学国家重点开放实验室用经济发展合作组织(Organization for Economic Cooperation and Development,OECD)推荐的最大花粉量饲喂老鼠,没有检测到急性及亚急性毒性反应。目前还没有转基因食品致癌性、致畸性、致突变性的报道,但是这种潜在的风险通过目前所采用的短期试验(一般为13个星期,最长至104个星期)是无法确认的。
4. 人体是否会对某些药物产生抗药性
目前在基因工程中选用的载体多数为抗生素抗性标记,抗生素抗性通过转移或遗留转入食物而进入食物链,是否可能产生耐药性的细菌或病毒?在转基因的过程中,常使用具有抵抗临床治疗用抗生素的基因作为标记基因。一般来讲,转基因植物中的标记基因在肠道中水平转移的可能性较小。但是,当人体的体质很弱或抵抗力下降时,标记基因在肠道中水平转移的可能性会增大,从而使人体产生抗药性,影响抗生素治疗的效果。这种风险是否存在,其可能性到底有多大,也是人们关心的一个重要问题。2002年,英国《自然》和美国《科学》杂志陆续报道:纽卡斯尔的研究人员发现转基因食品中的DNA片段可以进入人体肠道中的细菌体内,并可能使肠道的菌群对抗生素产生抗性。
5. 转基因食品中外源DNA的降解
转基因食品中外源DNA的降解与代谢以及转基因食品经加工、烹调和消化道作用后DNA能否完整保存,维持的时间如何,有无生物学活性值得关注。大量研究发现,食品加工过程中的热、压力和酸碱等物理或化学因素都能使DNA产生一定的降解,不同加工方式对DNA的降解程度不同。一般认为外源大分子物质,如核酸和蛋白质,在进入人类小肠后将被完全降解。但研究发现,大部分DNA在动物胃肠道中被消化降解,有一些DNA片段可能在胃肠道、血液及其它组织和器官存留比较长的时间。随着微量DNA提取、检测技术的发展,人们对转基因作物被加工成食品后,其中的DNA最终能降解到什么程度将会有更深入的认识。世界卫生组织(WHO)及其它一些国际组织认为现有转基因食品直接产生毒性或通过基因转移、DNA的功能重组等产生副作用的可能性很小。
(二)转基因食品的环境安全性
转基因作物到田间后,是否将转基因移到野生植物中,是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡。在许多基因改良品种中含有从杆菌提取出来的细菌基因。这种基因会产生一种对昆虫和害虫有毒的蛋白质。那些不在改良范围之内的其它物种有可能成为改良物种的受害者。转基因食品的环境安全性包括:①转基因作物演变成农田杂草的可能性;②是否会破坏生物多样性;③目标生物体是否会对药物产生抗性;④转移基因是否可以通过重组产生新的病毒。
用转基因作物和转基因动物作为食品或以它们为原料加工成食品,不能排除食品成分的非预期改变对食用者的健康产生的危害。抗病毒的转基因作物中含有病毒外壳蛋白基因是否会对人体造成危害;抗虫的转基因作物是否含有残留的抗昆虫毒素;抗除草剂的转基因作物中是否残留除草剂等化学成分;转基因作物中是否含有过敏原;转基因动物中的特殊基因是否引起跨物种感染;一味地提高某种营养成分是否打破人的营养平衡等,这些情况都需验证。而且,转基因食品可能引起跨物种感染,跨物种感染的一个重要问题是动物身上的病毒或细菌感染人,使人患上疾病。转基因食品为基因的跨物种感染提供了通道,这不排除人食用了转基因食品而引起跨物种感染的可能性。现在,许多转基因作物和转基因食品含有动物的基因。例如,番茄里含有鱼的基因,小米里含有蝎子的基因,烟草里含有萤火虫的基因。转基因食品的安全性关系到人的健康以及人的生命,它对人类健康的潜在风险引起了公众的广泛关注和深深忧虑。如果控制不当,转基因食品对生态环境的威胁是巨大的。我们应该采取积极主动的态度,严格控制转基因食品的来源基因,减少转基因食品的风险源。
对于转基因这个敏感话题,政府给予了极大的关注。同时,我国转基因食品检测取得重大突破,已完成数百项深加工食品原料转基因检测方法的研究,填补了国内空白。目前,我国可以准确地从大豆、玉米、番茄、马铃薯、小麦等食物原料中检测出转基因成分,可以准确地从豆制品类、乳粉类、营养早餐类、爆玉米花类、马铃薯制品类、膨化食品类、速食面类、番茄制品类、速冻食品类、罐头食品类、食用油类、雪糕类、苹果与菠萝等水果派类、蔬菜比萨派类等一大批深加工食品中检测出转基因成分。我国的相关实验室在技术方面已居领先地位。应该说,从技术发展的角度讲,未来的转基因食品可能比常规食品更安全。
为了防范风险,除了积极探讨转基因食品的负面影响并努力消除外,有关部门还从技术和行政监督执法上进行安全把关。国家于2011年修订了GB 7718—2011《食品安全国家标准 预包装食品标签通则》,其第4.1.11.2条规定:“转基因食品的标示应符合相关法律、法规的规定。”这些规定是指:国务院令第588号(2017年10月23日)公布的《农业转基因生物安全管理条例》、原中华人民共和国农业部发布的《农业转基因生物标识管理办法》(2017年11月30日修订)和原中华人民共和国卫生部令第56号发布的《新资源食品管理办法》。
其中涉及转基因食品标识的有:《农业转基因生物安全管理条例》第二十七条,在中华人民共和国境内销售列入农业转基因生物目录的农业转基因生物,应当有明显的标识;列入农业转基因生物目录的农业转基因生物,由生产、分装单位和个人负责标识,未标识的,不得销售;经营单位和个人在进货时,应当对货物和标识进行核对;经营单位和个人拆开原包装进行销售的,应当重新标识。第二十八条,农业转基因生物标识应当载明产品中含有转基因成分的主要原料名称;有特殊销售范围要求的,还应当载明销售范围,并在指定范围内销售。
此外,《农业转基因生物标识管理办法》第六条,规定了标识的标注方法:①转基因动植物(含种子、种畜禽、水产苗种)和微生物,转基因动植物、微生物产品,含有转基因动植物、微生物或者其产品成分的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品,直接标注“转基因××”;②转基因农产品的直接加工品,标注为“转基因××加工品(制成品)”或者“加工原料为转基因××”;③用农业转基因生物或用含有农业转基因生物成分的产品加工制成的产品,但最终销售产品中已不再含有或检测不出转基因成分的产品,标注为“本产品为转基因××加工制成,但本产品中已不再含有转基因成分”或者标注为“本产品加工原料中有转基因××,但本产品已不再含有转基因成分”。第七条,规定农业转基因生物标识应当醒目,并和产品的包装、标签同时设计和印制:难以在原有包装、标签上标注农业转基因生物标识的,可采用在原有包装、标签的基础上附加转基因生物标识的办法进行标注,但附加标识应当牢固、持久。
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