轉基因食品是現代生物技術的產物。由於轉基因食品的研究已取得了重大的成果,可能在人類今後的食物構成中占有重要地位。因而對其安全性,即其可能危害人類健康、破壞生態平衡等問題進行科學研究,並采取必要的措施加以管理和控製,已成為世界性課題,已引起各國政府和國際組織的高度重視。
一、轉基因技術的基本內容
轉基因技術(transgenic techniques)是基因工程(gene engineering)的別稱,其操作對象是遺傳信息的載體DNA,所以也稱為DNA重組技術,是指在分子水平上,提取(或合成)不同生物的遺傳物質,在體外切割,再和一定的載體拚接重組,然後把重組的DNA分子引入細胞或生物體內,使這種外源DNA(基因)在受體細胞中進行複製與表達,按人們的需要繁殖擴增基因或生產不同的產物或定向地創造生物的新性狀,並能穩定地遺傳給下代的技術,最終目的就是把一個生物體中的遺傳信息轉入到另一個生物體中。它和遺傳工程、分子克隆和基因工程等有相似的含義。轉基因生物(genetically modified organisms, GMOs)是指遺傳物質經過轉基因技術改變,而不是以自然增殖或自然重組的方式產生的生物,包括轉基因植物、轉基因微生物和轉基因動物三大類。
轉基因食品(genetically modified food,GMF)又稱為基因改性食品,是指用轉基因生物製造或生產的食品、食品原料及食品添加劑等。它是通過一定的遺傳學技術將有利的基因轉移到另外的微生物、植物或動物細胞內而使它們獲得有利特性,如增強動植物的抗病蟲害能力、提高營養成分等,由此可增加食品的種類、提高產量、改進營養成分的構成、延長貨架期等。通俗地說,就是將植物、動物或微生物的基因從細胞中取出並插入到另外的生物細胞中去,以獲得某些有利特性的新生物,由這些生物製成的食品或食品添加劑就是轉基因食品。
目前批量商業化生產的轉基因食品中90%以上為轉基因植物及其衍生產品,因此,現階段所說的轉基因食品實際上主要是指轉基因植物性食品。轉基因植物性食品與傳統食品的主要差異在於前者含有來源於其他生物體的外源基因。轉基因食品按其原料可分為3類:
(1)轉基因微生物食品 直接用作食品的轉基因微生物市場上還未曾出現,但利用轉基因微生物發酵生產的產品卻並不鮮見,如葡萄酒、啤酒、醬油、食品用酶以及食品添加劑等。
(2)轉基因動物食品 此類研究與開發主要用於醫藥領域,而在食品方麵幾乎沒有。
(3)轉基因植物食品 主要有轉基因大豆、玉米、番茄、馬鈴薯、油菜及其產品,另外,全世界範圍內還有大量作為食品來源的轉基因植物等待批準進入市場。
轉基因技術研究中,由於目的不同,具體的轉基因方法也不完全相同。不過總體來說,與宏觀的工程一樣,基因工程的操作也需要經過“切”、“接”、“貼”和“檢查修複”等過程,隻是各種操作的“工具”不同,其被操作的對象是肉眼難以直接觀察的核酸分子。一個典型的轉基因技術實驗通常包括以下5個步驟:
第一步,提取供體生物的基因,用限製性內切酶切割,分離出特定的DNA基因片段,稱為外源基因(foreign gene),又叫目的基因(objective gene)或靶基因(target gene)。
第二步,製備載體DNA(質粒、病毒或噬菌體),再把獲得的目的基因與製備好的載體用DNA連接酶連接組成重組DNA分子,利用細菌繁殖擴增重組DNA。
第三步,將這個重組DNA分子轉入受體細胞,也叫宿主細胞,使之在受體細胞中複製保存,這個過程稱為轉化(transformation)。
第四步,對成功轉化了重組DNA的受體細胞進行篩選和鑒定。
第五步,對含有重組DNA的細胞進行大量培養,檢測外源基因是否表達。為了從分子水平鑒定目的基因是否已經整合到受體細胞中、是否轉錄、是否表達,經常用到基因探針雜交技術,即用已知基因片段(往往是目的基因片段)製作的探針,與待測樣品的基因片段進行核酸分子雜交,從而判斷二者的同源程度。到目前為止,這一技術日臻完善,已廣泛應用於食品生物技術的研究中。
二、轉基因食品的發展現狀
自古以來,人們就從不斷繁衍的動物、植物群體中有選擇地獲取自己所需要的食物。通過有性雜交、觀察和選擇具有優良性狀的動物、植物品種進行擴大繁殖、改良,以滿足人們攝取更高水平食物的需要。傳統的雜交育種工作耗費時間長,通常需要8~10年的時間。隨著世界可耕地麵積持續減少,而人口卻以每年0.8億~1.0億的速度增長,因此能夠提高食物的產量和品質、增加營養素含量的新技術越來越受到廣泛的關注。