基因工程在食品中的應用這樣的香蕉你見過么？如此夢幻般的藍玫瑰呢？

Haveyouseen?但種子貯藏蛋白由于缺少某些必需的氨基酸而營養不夠完全，如玉米中相對缺乏賴氨酸，而大豆則缺乏蛋氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸。通過克隆對乙烯生物合成過程中的ACC合成酶基因并轉入植物來調節植物體內的乙烯合成，從而影響乙烯參與的多種生理過程。美國轉基因食品概況：二、標識制度，即在轉基因食品包裝上加貼標識。就連美國三縣全民公決禁種轉基因糧食。實例2：人乳化牛奶一、

利用基因工程改造食品微生物昆蟲對農作物的危害極大，全世界每年因此損失數千億美元。氨基酸：各種必需氨基酸；墨西哥禁止種植轉基因玉米、還可針對性地將富含某種特異性的氨基酸的蛋白基因轉入目的植物，以提高相應植物中的特定氨基酸的含量。4、改良植物食品的蛋白質品質斯里蘭卡政府不顧美國的強烈反對，明令禁止種植轉基因作物、天然應樂果蛋白是有兩條鏈通過弱的非共價鍵相互作用而形成的二聚體。74％的受體變異類型。不管你愿不愿意，你己經或者正在把轉基因食品吃進肚里！轉基因食品已經走進我國百姓的生活。我國已經成為世界上第四大轉基因食品的生產國家。Haveyoueatengeneticallymodifiedfoods?近幾年來，我國大量從美國、阿根廷等國進口大豆，其中大部分是轉基因大豆。我國有一半以上的大豆色拉油含有轉基因成分。2021年4月，中國最重要的水稻產地湖南、湖北的種子市場上發現正違法出售的轉基因水稻種子。

轉基因食品有哪些？

中國農業部已經批準種植的轉基因農作物有甜椒、西紅柿、土豆。進口的轉基因食品有大豆油、菜籽油、大豆等。目前只有花生油不是轉基因的。麥當勞、肯德基的食品基本全部是轉基因的。在我國，轉基因大米也在悄悄流入市場。轉基因甜椒轉基因西紅柿轉基因大豆轉基因甘薯轉基因番茄轉基因甜椒轉基因蘋果轉基因魚轉基因水稻轉基因土豆轉基因玉米問題的提出基因工程在食品中有哪些應用？究竟什么是轉基因食品？轉基因食品是否安全？它是否存在長期的隱患？相關概念定義：是指遺傳物質基因被改變的生物，其基因改變的方式是通過轉基因技術，而不是以自然增殖或自然重組的方式產生。簡稱：GMO種類：轉基因生物包括：轉基因動物轉基因植物轉基因微生物。其中最主要的是轉基因植物。1、轉基因生物（GeneticallyModifiedOrganisms）2、轉基因食品（GeneticallyModifiedFoods）是指用轉基因生物制造、生產的食品、食品原料及食品添加物等。簡稱：GMF基因工程在食品中有哪些應用？

一、

利用基因工程改造食品微生物

（一）

改良微生物菌種

實例1：面包酵母性狀的改良

最早成功應用的基因工程菌(采用基因工程改造的微生物)是面包酵母菌。將含有外源的麥芽糖代謝基因（maltosepermease與maltase基因）導入面包酵母細胞中，在相同的面團發酵時間轉基因面包酵母所產生的CO2氣體量較原面包酵母多11%～33%，用這種菌制造出的面包膨發性能良好、松軟可口，使面包結構和口感得到改善。1990年，英國已經批準使用這種酵母。實例2：啤酒酵母性狀的改良（1）提高啤酒酵母利用碳水化合物的范圍

英國BrewingResearchInternational公司研制出含有外源葡糖淀粉酶（glucoamylase）基因的轉基因啤酒酵母，可分解麥芽糖汁中的糊精，生產lowcarbohydratebeer,于1994年2月獲英國AgricultureandHealthMinisters批準，投入商業化使用。（2）改良啤酒口味—降低酵母中雙乙酰的含量

通常啤酒發酵過程產生的α－乙酰乳酸通過自發氧化作用會形成雙乙酰(一種具有餿飯味的物質)；采用含有α－乙酰乳酸脫羧酶基因的轉基因酵母細胞可以直接將α－乙酰乳酸轉化為無異味的丁二醇，使啤酒風味在較短時間內得到改善。構建具有優良嗜殺其他菌類活性的嗜殺啤酒酵母已成為實現純種發酵的重要措施。

利用基因工程技術還可將霉菌的淀粉酶基因轉入大腸桿菌，并將此基因進一步轉入單細胞酵母中，使之直接利用淀粉生產酒精。這樣，可以省掉酒精生產中的高壓蒸煮工序，可節約能源60％，并且生產周期大大縮短。

此外，食品生產中所應用的食品添加劑或加工助劑，如氨基酸、有機酸、維生素、增稠劑、乳化劑、表面活性劑、食用色素，食用香精及調味料等，也可以采用基因工程菌發酵生產而得到，基因工程對微生物菌種改良前景廣闊。

（二）

改良乳酸菌遺傳特性

實例1、抗藥基因

目前，利用乳酸菌發酵得到的產品很多，如酸奶、干酪、酸奶油、酸乳酒等，已應用的乳酸菌基本上為野生菌株。

有的野生菌株本身就抗多種抗生素，因而在其使用過程中，抗藥基因將有可能以結合、轉導和轉化等形式在微生物菌群之間相互傳遞而發生擴散。

利用基因工程技術可選育無耐藥基因的菌株，當然也可去除生產中已應用菌株中含有的耐藥質粒，從而保證食品用乳酸菌和活菌制劑中菌株的安全性。

實例2、風味物質基因

乳酸菌發酵產物中與風味有關的物質主要有乳酸、乙醛、丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮等。可以通過基因工程選育風味物質產量高的乳酸菌菌株。

實例3、產酶基因

乳酸菌不僅具有一般微生物所產生的酶系，而且還可以產生一些特殊的酶系，如產生有機酸的酶系、合成多糖的酶系、降低膽固醇的酶系、控制內毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各種維生素的酶系和分解膽酸的酶系等，從而賦予乳酸菌特殊的生理功能。

若通過基因工程克隆這些酶系，然后導入到生產干酪、酸奶等發酵乳制品生產用乳酸菌菌株中，將會促進和加速這些產品的成熟。另外，把膽固醇氧化酶基因轉到乳酸桿菌中，可降低乳中膽固醇含量。

實例4、耐氧相關基因

乳酸菌大多數屬于厭氧菌，這給實驗和生產帶來諸多不便。從遺傳學和生化角度看，厭氧菌或兼性厭氧菌幾乎沒有超氧化物歧化酶基因和過氧化氫酶基因或者說其活性很小。若通過生物工程改變超氧化物歧化酶的調控基因則有可能提高其耐氧活性。當然將外源SOD基因和過氧化氫酶基因轉入厭氧菌中，也可以起到提高厭氧菌和兼性厭氧菌對氧的抵抗能力。

實例5、產細菌素基因

乳酸菌代謝不僅可以產生有機酸等產物，還可以產生多種細菌素，然而并不是所有的乳酸菌都產生細菌素，若通過生物工程技術將細菌素的結構基因克隆到生產用菌株中，不僅可以使不產細菌素的菌株獲得產產細菌素的能力，而且為人工合成大量的細菌素提供了可能。

（三）

酶制劑的生產在食品工業領域，酶制劑占有非常重要的地位。食品的制造、食品添加劑的生產都離不開酶制劑。利用基因工程技術不但可以成倍地提高酶的活力，而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中，構建基因工程菌來生產酶。微生物比較容易培育，因而是轉基因最常用的轉化材料。據1995年統計，已有50％的工業用酶是用轉基因微生物生產的。轉基因微生物生產酶的優點：產量高、品質均一、穩定性好、價格低等。

實例1：生產奶酪的凝乳酶凝乳酶是第一個應用基因工程技術把小牛胃中的凝乳酶基因轉移至細菌或真核微生物生產的一種酶。1990年美國FDA已批準在干酪生產中使用。以往只能從殺死的小牛的胃中才能提取出來，現在利用DNA重組技術，將小牛凝乳酶克隆出來，轉入微生物中進行發酵生產，獲得大量凝乳酶產品，解決了奶酪工業的一大難題---避免了小牛的無辜死亡，也降低了生產成本。重組DNA技術生產小牛凝乳酶，首先從小牛胃中分離出對凝乳酶原專一的mRNA(內含子已被切除)，然后借助反轉錄酶、DNA聚合酶和St核苷酸酶的作用獲得編碼該酶原的雙鏈DNA。再以質粒或噬菌體為運載體導入大腸桿菌。

在食品加工過程中，通過添加一些酶類，可以改善產品的色澤、風味和質構。

例如，蛋白酶可以改善蛋白質的溶解性；轉谷氨酰胺酶可以使蛋白質分子間發生交聯，可用于增加大豆蛋白的膠凝性能，使肉制品等添加大豆蛋白后具有更好的品質；用葡萄糖氧化酶可以去除蛋液中的葡萄糖，改善蛋制品的色澤；用脂酶和蛋白酶可加速奶酪的成熟；葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的增香；木瓜蛋白酶可分解膠原蛋白，用于肉的嫩化。對于含有難消化成分的食品，可以通過添加一些酶類，改善這些食品的營養和消化利用性能。

近20年來用基因工程菌發酵生產的食品酶制劑主要有：

凝乳酶

應用于奶酪的生產

α-淀粉酶

應用于糖類的生產溶菌酶

應用于食品防腐保鮮

半乳糖苷酶（乳糖酶）制乳酪或酸奶，處理牛奶,制成預消化奶此外，還有葡萄糖氧化酶、葡萄糖異構酶、轉化酶、普魯多糖酶（茁霉多糖酶）、脂肪酶、α－半乳糖苷酶、β－半乳糖苷酶、α－乙酰乳酸脫羧酶、溶菌酶、堿性蛋白酶等。二、利用基因工程改善食品原料的品質

（一）改良動物食品性狀

轉基因動物可作為生物反應器，可以生產過去只能從稀有動物乃至其他生物體物體才能夠獲得、或者收獲量甚微的一些具有商業價值的物質，如細胞素，激素，單克隆抗體，營養蛋白、疫苗、酶、各種生長因子、植物次生代謝物及其他一些藥物使用的原料。轉基因動物首先在小鼠獲得成功。現在轉基因動物技術已用于牛、羊，使得從牛/羊奶中可以生產蛋白質藥物。實例1：轉基因牛：吃的是草

擠出的是藥！有一種牛奶能治療糖尿病，這個說法可不是天方夜譚。阿根廷科學家2007年已成功繁育出能夠生產人體胰島素的轉基因牛。

科學家已將參與人體胰島素分泌的基因植入了這些奶牛的基因組中，這樣，奶牛變成一個生化反應器，能分泌出含人類胰島素的牛奶，在產出的牛奶中可提取人體胰島素，用于治療糖尿病。這也許將有助降低治療糖尿病的成本。

知識點：

胰島素依賴型糖尿病，也稱為I型糖尿病，是一種自身免疫性疾病，患者身體的免疫系統攻擊并破壞胰島素及胰腺中產生胰島素的β—細胞。胰島素是一種激素，人體需要它才能將糖、淀粉及其它食物轉換成能量。從營養成分來看，牛奶缺乏一些重要的蛋白質，如可以提高人體免疫力的人乳鐵蛋白和人乳清白蛋白等。將人乳中的部分基因轉移到克隆奶牛體內能產生“人乳化”牛奶，可以作為缺乏母乳的母親哺乳嬰兒的替代品。人乳化牛奶，其目的是讓牛奶的主要成分和人乳相同，目前我國研究的人乳化牛奶中有效成分的表達水平已經達到產業化要求。但要實現真正的產業化，還必須由國家進行長時間的安全性評估。

實例2：人乳化牛奶實例3：提高牛的產奶量

利用大腸桿菌轉基因技術大量生產牛生長激素，再將此牛生長激素基因轉入奶牛體內，可以顯著提高牛的產奶量。實例4：提高牛奶中κ-酪蛋白的含量奶酪的產率與牛奶中κ-酪蛋白的含量成正比，應用基因工程將k－酪蛋白基因在奶牛乳腺中表達，提高牛奶中κ-酪蛋白的含量。實例5：生產無乳糖牛奶：乳糖是乳制品中的主要碳水化合物，但是世界上約有70%的人因乳糖酶缺乏和乳糖不耐受癥而影響乳制品的攝入,尤以亞洲人發生乳糖不耐受的機率為最高。

將乳糖酶基因在牛乳腺細胞中表達就能產生無乳糖牛奶。知識點：乳糖不耐癥：是指人體不能分解并代謝乳糖（常見于牛奶及其他奶制品中），這是由于腸道內缺乏所需的乳糖酶，或者是由于乳糖酶的活性減弱而造成的。在缺乏乳糖酶的情況下，乳制品中的乳糖未被分解便直接進入了結腸。被腸道內的細菌利用并在體內發酵并產生大量氣體，會引起一些腹部不適癥狀，包括胃痙攣、胃氣脹和腹瀉等癥狀。Genemodifiedmilk基因工程牛奶（改善牛奶品質）Increasethelactoferrincontentinmilk

增加奶中乳鐵蛋白Increaseinmilk

增加奶中的溶菌酶Increasetheproteinwhichisbeneficialtoadsorbcalciuminmilk增加奶中有利于吸收鈣的蛋白Decreasetheoilandfatcontentinmilk

降低奶中的脂肪Increasetheanti-illnessfactorcontentinmilk

增加奶中的抗病因子（二）

改造植物性食品原料

1、提高植物性食品氨基酸含量

例如，可以對賴氨酸代謝途徑中的各種酶進行修飾或加工，從而使細胞積累更大量的Lys。在植物細胞中，Lys是由Asp衍生而來的，在這個過程中有兩個起重要作用的酶，天冬氨酸激酶(AK)和二氫吡啶二羧酸合成酶(DHDPS)。這兩個酶都受到它們所催化的反應的終產物-Lys抑制。因此只要能夠解除Lys對AK和DHDPS的抑制，就可以在細胞內積累較高含量的Lys。現在已經從玉米等植物中克隆到了對Lys的抑制作用不敏感的DHDPS的基因，并正在對轉入此基因的植物進行檢測。

還可針對性地將富含某種特異性的氨基酸的蛋白基因轉入目的植物，以提高相應植物中的特定氨基酸的含量。例如通過分析發現，玉米β-phaseolin富含Met，將此蛋白基因轉入豆科植物，就可以大大提高豆科植物種子貯存蛋白的Met含量，而Met正是豆科植物種子貯存蛋白所缺少的成分。

實例：轉基因玉米例如：將蠶豆中一種富含賴氨酸和甲硫氨酸的蛋白基因轉入玉米中進行表達，顯著提高了玉米的這兩種人體必需氨基酸的含量，提高了玉米的營養價值。知識點：種子中的蛋白質稱為種子貯藏蛋白。禾谷類植物種子中蛋白質含量一般占種子干重的7％-14％，大豆則高達15％-40％。但種子貯藏蛋白由于缺少某些必需的氨基酸而營養不夠完全，如玉米中相對缺乏賴氨酸，而大豆則缺乏蛋氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸。2、增加食品的甜味

非洲有一種植物叫應樂果，研究人員在其果實中發現了一種叫做應樂果蛋白的蛋白質，咀嚼時比蔗糖大約甜1.0萬倍，而它所含的蛋白質卻又不會在新陳代謝中具有與蔗糖相同的作用，它的這種特性使之成為蔗糖的理想替代品。

非洲灌木錫蘭莓(應樂果)

天然應樂果蛋白是有兩條鏈通過弱的非共價鍵相互作用而形成的二聚體。A鏈由45個氨基酸殘基組成，B鏈由50個氨基酸殘基組成。但由于是由兩條分離多肽鏈組成，烹調過程中遇到的加熱、遇酸(例如醋酸、檸檬酸)等情況很容易使之解離，失去甜味。局限了它作為甜味劑的用途。

人們采用化學方法合成出應樂果蛋白基因，它可以編碼同時包括A、B兩條鏈的單鏈肽段。此融合蛋白在轉基因番茄和萵苣中進行了表達。

還可用基因工程的方法獲得新的糖類。例如環化糊精(CD)就是一種新的糖類物質。這種物質有可能作為一種新型甜味劑用于食品工業，研究表明，環化糊精除了具有甜味外還有分解食物中的咖啡因和膽固醇等有害物質的功能。將環化糊精糖基轉移酶(CGT)的基因轉入植物，可以在轉基因植物中獲得環化糊精。3、改造油料作物

最易用基因工程方法進行改造的油料作物是油菜，迄今為止，在世界范圍內種植的良種油菜有31％是轉基因品種。

用基因工程技術可以提高油脂中抗氧化劑的含量。

已成功地從擬南芥中克隆甲基轉移酶基因并轉導到了大豆中，甲基轉移酶是γ—生育酚形成生育酚的關鍵酶。轉這種酶基因的大豆能在不降低總生育酚的前提下，使α—生育酚的含量提高80％以上。

實例1：減少飽和脂肪酸的含量：和動物脂肪相比，植物油中飽和脂肪酸的含量較低(比動物脂肪少40％一50％)，這有利于降低人體中膽固醇的含量。然而，多數植物油中仍含有10％一20％的飽和脂肪酸，因此，降低植物油中飽和脂肪酸的含量也是人們所希望的。通過常規育種，人們曾獲得飽和脂肪酸含量低的油料作物，但是它們通常都不高產。利用基因工程，可以在高產的前提下降低植物油中飽和脂肪酸的含量。實例2：用轉基因技術合成ω-３脂肪酸

ω-３脂肪酸是人體必需的不飽和脂肪酸，ω-3脂肪酸是一種脂肪酸，是深海魚油的重要成分之一。醫學研究表明，這種脂肪酸可降低膽固醇和血壓，有助于預防人類的心血管疾病。但這種物質只能從食物中攝取。據報道，英國赫特福德郡洛桑研究所科學家2007年從一種名為海鏈藻的單細胞海藻中分離出關鍵基因，并將其植入亞麻和油菜中。實驗證實，這些農作物可以合成出通常只在深海魚類中存在的ω-３脂肪酸。知識點：ω-3脂肪酸是一條由碳、氫原子相互連結而成的長鏈（18個碳原子以上），其中間有3-6個不飽和鍵（即雙鍵）。因其第一個不飽和鍵位于甲基一端的第3個碳原子上，故名ω-3。4、改良植物食品的蛋白質品質

如秘魯“國際馬鈴薯培育中心”培育出一種蛋白質含量與肉類相當的薯類；轉移扁豆蛋白基因可獲得具有較高貯存蛋白質的轉基因向日葵。我國在此方面也培育出了一批作物新品種，有的已經在生產上推廣應用。如山東農業大學將小牛胸腺DNA導入小麥系814527，在第二代出現了蛋白質含量高達16.51％的小麥變異株；中國農業科學院作物研究所將大米草DNA引入水稻品種早豐，出現了籽粒蛋白質含量高達12.74％的受體變異類型。

基因工程在改善農作物種子蛋白質質量方面發揮著重要作用。如小麥、玉米等谷物種子缺乏賴氨酸，豆類作物種子缺乏蛋氨酸，將富含賴氨酸和蛋氨酸的種子基因進行分離鑒定，并轉入相應的作物中，可得到營養品質較為完全的蛋白質。如將巴西堅果或豌豆蛋白基因轉入大豆中，獲得含有較高含硫氨基酸的轉基因大豆。5、改善園藝產品的采后品質目前，水果蔬菜品質改良是育種的主要目標之一。將一些有價值的外源基因導入果蔬中，對改良其菜品質是大有作為的。人類第一個用于商業化生產的轉基因植物品種就是1994年美國Calgene公司推出的轉基因耐貯番茄FlavrSavr，1996年我國相繼批準了轉基因耐貯藏“華番l號”番茄、轉基因抗黃瓜花葉病毒番茄“8805R”和甜椒“雙豐R”進入產業化生產。近年來，隨著生物技術的飛速發展，果實成熟衰老有關的基因工程也取得了令人矚目的進展，在調控細胞壁代謝如PG、乙烯生物合成等領域，取得了可喜的研究成果，有的已經進入了商業化生產。

PG在果實成熟過程中合成。利用轉基因技術得到的反義PG番茄，果實采后的貯藏期可延長1倍，可以減少因過熟和腐爛所造成的損失；果實抗裂、抗機械損傷、便于運輸；抗真菌感染；由于果膠水解受到抑制，用其加工果醬可提高出品率。

目前已經從桃、獼猴桃、蘋果、西洋梨、砂梨、鱷梨、番茄、黃瓜、甜瓜、馬鈴薯、玉米、水稻、大豆、煙草、甜菜、油菜、擬南芥等植物中克隆得到PG的編碼基因。

（1）多聚半乳糖醛酸酶（PG）(2)乙烯合成相關酶基因：采用基因工程手段可控制乙烯生成，如導入反義ACC（1-氨基環丙烷-1-羧酸）合成酶基因；導入反義ACC氧化酶基因。ACC合成酶(簡稱ACS)基因：ACC合成酶是乙烯生物合成的關鍵酶，由一個多基因家族所編碼。目前，已經從番茄、蘋果、康乃馨、綠豆、夏南瓜、筍瓜等植物中得到了ACC合成酶基因。1995年中國農大羅云波等培育出轉反義ACS的轉基因的番茄，在室溫下可貯存3個月。ACC氧化酶基因：又叫乙烯形成酶(EFE)，也是乙烯生物合成途徑中的關鍵酶。在細胞中的含量比ACC合成酶還少，也是由一個多基因家族編碼。目前已經從番茄、甜瓜、蘋果、鱷梨、獼猴桃以及衰老的麝香石竹花、豌豆、甜瓜等分離出ACC氧化酶基因。

利用基因工程方法延緩蔬果成熟衰老、控制果實軟化，提高抗病蟲和抗冷害能力等方面均有廣闊的應用前景。

實例1：番茄延熟是基因工程研究較多而且比較成功的例子。

番茄是營養豐富、經濟價值較高的果蔬，但它不耐貯藏。為了解決番茄這類果實的貯藏問題，研究者發現，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是導致植物衰老的重要基因，如果能夠利用基因工程的方法抑制這個基因的表達，那么衰老激素乙烯的生物合成就會得到控制，番茄也就不會容易變軟和腐爛了。美國、中國等國家的多位科學家經過努力，已培育出了這樣的番茄新品種。這種番茄抗衰老，抗軟化，耐貯藏，能長途運輸，可減少加工生產及運輸中的浪費。見下圖：知識點：乙烯控制著植物的許多生理和發育過程，如果實成熟、脫落、和衰老等。通過克隆對乙烯生物合成過程中的ACC合成酶基因并轉入植物來調節植物體內的乙烯合成，從而影響乙烯參與的多種生理過程。如控制果實的成熟時間，達到延遲成熟，延長保鮮期，提高耐貯藏性。

實例2：轉耐冷基因蔬菜（抗凍蔬菜）：利用較多的是來自北極深海魚類的抗凍基因(AFPS)。將鰈魚科的抗凍基因轉入番茄中（Genetransferbetweenanimalsandplants），發現其具有抑制冰塊重新結晶的能力，從而使蔬菜免遭凍害。將美洲擬鰈抗凍蛋白基因AFP直接轉入番茄，得到的轉基因植株在平均氣溫低于4.4℃的情況下，生長好于對照，并且果實成熟提前。致死溫度也降低了l℃～2℃。各種各樣的轉基因水果

抗性農作物植物性狀改良---抗除草劑、抗蟲害等。實例1：抗蟲轉基因植物昆蟲對農作物的危害極大，全世界每年因此損失數千億美元。目前對付昆蟲的主要武器仍是化學殺蟲劑，它不但嚴重污染環境，而且還誘使害蟲產生相應的抗性。將抗蟲基因導入農作物，能避免化學殺蟲劑所造成的許多負面影響。目前，抗蟲作物已占全球轉基因作物的22％。用于構建抗蟲害轉基因植物常見的外源基因有蘇云金芽孢桿菌的毒晶蛋白基因、凝集素基因等40多個，其中廣泛應用的一種植物抗蟲基因是從蘇云金芽孢桿菌（Bacillusthuringiensis，簡稱Bt）中分離出來的一種毒蛋白基因—Bt基因。Bt基因通常以原毒素形式存在，當昆蟲取原毒素后，在昆蟲消化道內的堿性條件和特定蛋白酶的作用下，原毒素變成有活性的毒性蛋白。它可以與敏感昆蟲的腸道上皮細胞表面的特異受體相互作用，誘導細胞膜產生非特異性小孔，擾亂細胞的滲透平衡，并引起細胞腫脹甚至裂解，從而導致昆蟲幼蟲停止進食而最終死亡。2）抗除草劑轉基因大豆草甘膦是一種施用于葉片的廣譜、非選擇性的有機磷類除草劑。傳統大豆不抗除草劑草甘膦，孟山都公司將從土壤細菌分離出的抗草甘膦基因（從農桿菌CP4中分離出的EPSPS基因），用基因工程技術轉入大豆，獲得抗草甘膦大豆。自從1996年孟山都公司正式推廣抗草甘膦大豆以來，其種植面積迅速增長，成為大豆生產上廣泛應用的惟一的轉基因產品，也是目前世界上種植面積最大的轉基因作物。目前我國只發放了一種轉基因大豆的安全證書，即孟山都公司的抗除草劑轉基因大豆40-3-2。三、

利用基因工程改進食品生產工藝（一）利用DNA重組技術改進果糖和乙醇生產方法

1、利用微生物培養技術，大量生產所需的酶

2、利用α-淀粉酶的高溫突變體進行“高溫”生產這種突變體可在80～90℃時起作用，在這種高溫下進行液化淀粉，加速淀粉的水解，同時節約正常淀粉酶水解的冷卻降溫所消耗的能量。

3、改變編碼α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶的基因使它們具有同樣的最適溫度和最適pH值，使液化、糖化在同一條件下進行，減少生產步驟，降低生產成本。

4、利用DNA重組技術獲得能夠直接分解粗淀粉的酶可降低能量消耗，提高效率，降低成本。

5、尋找或人工“創造”一種分泌葡萄糖淀粉酶發酵微生物葡萄糖淀粉酶能將淀粉全部水解成葡萄糖。在發酵過程中可不再添加淀粉酶，直接生產果糖或乙醇。

（二）改良啤酒大麥的加工工藝

啤酒制造對大麥醇溶蛋白含量有一定要求，如果醇溶蛋白含量過高會影響發酵，使啤酒易產生混濁，也會增加過濾的難度。采用基因工程技術，使另一蛋白基因克隆至大麥中，便可相應地降低大麥中的醇溶蛋白含量，以適應生產的要求。

（三）

改良小麥種子貯藏蛋白的烘烤特性

小麥種子貯藏蛋白對面包烘烤質量有很大影響，特別是高分子谷蛋白5(x)和10(y)的亞基有助于面包質量的改善，同時谷蛋白的N端和C端含有Cys殘基，可形成分子間的二硫鍵，產生高分子量的聚合物，從而使面團具有較好的彈性。利用基因工程技術，通過增加谷物蛋白的5(x)和10(y)的亞基的拷貝數、引入Cys殘基以及改變交聯特性等手段，可使小麥具有更理想的加工特性。

（四）

改善牛乳加工特性

在牛乳加工中如何提高其熱穩定性是關鍵問題。牛乳中的酪蛋白分子含有絲氨酸磷酸，它能結合鈣離子而使酪蛋白沉淀。采用基因操作，使酪蛋白分子中Ala-53被Ser所置換，但可提高其磷酸化，使酪蛋白分子間斥力增加，以提高牛奶的熱穩定性，這對防止消毒奶沉淀和煉乳凝結起重要作用。

由于從植物中提取食品添加劑，來源有限、成本昂貴；化學合成雖成本較低，但常可能危害人體健康。因此，生物技術，特別是發酵工程技術已成為食品添加劑生產的首選方法。

四、

利用基因工程生產食品添加劑及功能性食品（一）生產氨基酸

氨基酸是我國新型的發酵工業產品之一，目前，國外已有5種氨基酸用重組菌實現了工業化生產，達到較高水平（如蘇氨酸、組氨酸、脯氨酸、絲氨酸和苯丙氨酸）。生產色氨酸，在正常的色氨酸生物合成途徑中，其關鍵酶是鄰氨基苯甲酸合成酶。把編碼這種酶的基因，轉化到生產色氨酸的菌株中使之正確高效表達，就會達到增加色氨酸的產量的目的。

（二）生產黃原膠黃原膠是一種高分子的多糖，其物理化學性質非常穩定，常被作為穩定劑、乳化劑、加濃劑、懸浮劑使用，在食品加工中用途廣泛。

在奶酪的制作過程中，會產生一種叫做乳清的副產品。這種副產品乳糖含量高達3.5％～4％，還有少量的蛋白質、礦物質和小分子有機物，但牛奶場卻很難處理這種乳清。研究發現，大腸桿菌的1acZ操縱子包含了半乳糖苷酶和乳糖滲透酶的基因，這兩個基因置于X．campetris啟動子的驅動下，轉入宿主的質粒載體中，導入大腸桿菌，然后通過三親交配轉入X．campetris。本來，野生型的X．campestris不能利用乳糖，只能在以葡萄糖為碳源的環境中生產黃原膠，而用這兩個基因轉化后，X．campestris菌就可以利用乳清高水平地生產黃原膠了。

（三）

超氧化物歧化酶(SOD)的基因工程

采用基因工程手段改良產酶菌株，近年來應用于超氧化物歧化酶(SOD)。Hallewell等報道了人的SOD的cDNA的核苷酸序列、分子克隆和用Tacl啟動子在大腸桿菌中的高效表達。利用酵母甘油醛磷酸脫氫酶啟動子指導人的SOD基因在酵母菌中高效表達，產生的人的SOD是可溶的，酶比活正常。酵母產生的人的SOD在其N末端乙酰化，它與人紅細胞的SOD物化特性相同。可見，用酵母表達生產人的SOD，具有廣泛的應用前景。

（四）

應用于生產保健食品的有效成分

當今，保健食品的發展有賴于基因工程這門新技術。現在，可以采用轉基因手段，在動植物或其細胞中使目的基因得到表達而制造有益于人類健康的保健成分或有效因子。例如，將一種有助于心臟病患者血液凝結溶血作用的酶基因克隆至牛或羊，便可以在牛乳或羊乳中產生這種酶。這些都是轉基因動物生產特殊成分的例子。

生產特殊食品----食品疫苗傳統疫苗是將滅活或減毒的病原微生物(病毒、細菌等)或者病原微生物的抗原成分直接注射入體內，誘導機體產生對特定微生物免疫力，不再感染由該病原微生物所致的疾病。疫苗的應用已有200多年歷史。由于傳統疫苗價格非常昂貴，且需要冷藏，所以開發出價格低廉而又服用方便的疫苗是科學家的奮斗目標。為此，研究者正致力于一種創新性的解決方案，利用某種特定病毒的蛋白，這種蛋白能夠激發免疫反應，但不會造成患病危險。將其嵌入傳統的可食性植物基因系統中，經過種植，便擁有了被植入的水果或蔬菜的基因信息，人服用后便產生免疫效果。當人們在享受美味佳肴的同時，就可輕松完成接種疫苗的工作，無需打針吃藥了，這就是口服的食用疫苗。

將狂犬病抗原、乙肝表面抗原、鏈球菌表面抗原、流感表面抗原等基因轉移到馬鈴薯、香蕉、番茄等10多種作物上，可生產出各種食用疫苗。利用基因工程技術，可將普通的蔬菜、水果、糧食等農作物，變成能預防疾病的神奇“疫苗食品”。科學家最初培育出了一種能預防霍亂的苜蓿植物。用這種苜蓿來喂小白鼠，能使小白鼠的抗病能力大大增強。而且這種霍亂抗原，能經受胃酸的作用而不被破壞，并能激發人體對霍亂的免疫能力。于是，越來越多的抗病基因正在被轉入植物，使人們在品嘗美味的同時，達到防病的目的。實例1：美國科學家自1989年起采用轉基因技術，在煙草、馬鈴薯等植物上成功地制造出了預防急性病毒性腹瀉病毒的疫苗及大腸桿菌疫苗、另外，一個科研小組正進行將乙肝疫苗轉入香蕉的實驗。據了解，與每劑價值100-200美元的傳統乙肝疫苗相比，此種新型食用疫苗每劑只需幾美分。實例2：香港中文大學生物系的研究人員將乙肝疫苗的抗原植入大豆中，食用時，先將大豆磨碎，稍作提取，然后混在可直接食用的食品中，便能吃下疫苗，令體內產生抗體，達到預防乙肝的效果。實例3：日本大阪大學和日本協同乳業的研究人員發現，幽門螺桿菌是引發胃癌和胃潰瘍的病因之一。在食用幽門螺桿菌的雞的卵黃中，含有抑制幽門螺桿菌的特異抗體，并證明對人體有效。協同乳業正探討利用抗體卵黃加工食品的商品化問題。通過開發抗體雞蛋食品疫苗來預防胃癌、胃潰瘍病意義十分重大。目前醫學界擔憂的是食品疫苗的服用劑量問題。實例4：富含胰島素的轉基因番茄目前，國內外重點研究開發的食品添加劑有：甜味劑：木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇、甜味多肽等；酸味劑：L－蘋果酸、L－琥珀酸等；氨基酸：各種必需氨基酸；增稠劑：黃原膠、普魯蘭、茁霉多糖、熱凝性多糖等；風味劑：多種核苷酸、琥珀酸鈉、香茅醇、雙乙酰等；芳香劑：脂肪酸酯、異丁醇等；色素：類胡蘿卜素、紅曲霉色素、蝦青素、番茄紅素等；維生素：維生素C、維生素B12、核黃素、肉堿等；生物活性劑：活性多肽等；天然食品防腐劑：如乳鏈菌肽、殺菌肽、瓜蟾抗菌肽、防御素等。

第四節國內外轉基因食品發展現狀近十余年來，轉基因技術的發展在農業上顯示出強大的潛力，并逐步發展成為能夠產生巨大社會效益和經濟利益的產業。1953年，DNA雙螺旋結構被鑒定出來；1983年，世界上第一株基因植物，一種對抗生素產生抗體的煙草出現；1990年，第一例轉基因棉花種植成功；1994年，一種可以抵御番茄環斑病病毒的西紅柿獲準在美國上市；1996年，美國又率先將部分轉基因食品（大豆、玉米、油菜、西紅柿、土豆）推上商業化進程。1996年，全球共種植170萬公頃。2000年，達4220公頃（超過1億畝），相當于英國國土面積的2倍。種植的國家1996年為6個，98年為9個，99年為12個，2000年為13個（5個發展中國家）。最新資料表明，現在有21個國家種植轉基因農作物，達到21億畝。2000年，種植排名前4位的國家是：美國：68%阿根廷：23%加拿大：7%中國：1%其余的只有南非和澳大利亞超過10萬公頃美國轉基因食品概況：43種動、植物轉基因產品通過FDA認證；超過60%的加工食品含有轉基因成分；轉基因食品的銷售額超過100億美元；超過50%的大豆為轉基因大豆；超過40%的玉米、小麥為轉基因玉米和小麥。與轉基因有關的食品達7000種，包括：嬰兒食品、巧克力、冷凍甜品、面包、人造奶油、香腸、肉類及代肉類產品美國的轉基因食品的研究開發主要是三大化學杜邦、孟山都和陶氏。

中國的情況：我國目前種植的品種主要有：大豆、棉花、煙草、番茄、水稻、玉米。1999年3月中國水稻研究所研制的屬世界首創的“轉基因雜交水稻”研究成果通過鑒定1998年6月，我國批準6個可以商業化的品種，其中涉及食品的有3項，分別是陳章良教授的抗病番茄、抗病甜椒和華中農業大學研制的耐貯存番茄。現在大部分轉基因產品仍處于中間試驗階段。我國有13億人口，占世界總人口的22%，這意味著中國將以占世界可耕地面積的7%養活世界22%的人口。城市化發展使農業耕地不斷減少，而人口又持續增加，對工農業生產有更高的需求，對環境將產生更大的壓力。為此，從20世紀80年代初，中國已將現代生物技術納入其科技發展計劃。近年來，我國現代生物技術的研究開發已經取得了很多成果。但是，與歐美等發達國家相比，我國現代生物技術發展的總體水平還較低，有待迎頭趕上。轉基因食品是新的科技產物，目前還存在這樣或那樣的問題，但隨著科技的發展，它會愈來愈完善。帶著美好的愿望展望未來，也許再也不會擔心農藥的危害，吃的食品都是新鮮的，食品不會短缺……也許糖尿病人只需每天喝一杯特殊的牛奶就可以補充胰島素；也許能見到多種水果擺在藥店里出售，補鈣的、補鐵的、治感冒的、抗病毒的……

也許轉基因食品有可能會讓人們的生活變得更加豐富精彩。也許……

各國對轉基因食品的反應目前，針對轉基因和轉基因食品可能對人類帶來的嚴重后果。瑞士、奧地利的消費團體反對進口銷售轉基因食品、在日本，以玉米為原料的大型食品加工企業從2000年開始，決定全部用非轉基因玉米原料，也用非轉基因原料生產牛肉和牛奶、斯里蘭卡政府不顧美國的強烈反對，明令禁止種植轉基因作物、非洲一些貧窮國家則表示寧愿餓死也不接受美國的轉基因玉米援助、墨西哥禁止種植轉基因玉米、歐盟暫緩進口轉基因食品、澳大利亞、新西蘭等國家都要求在轉基因食品上明確貼上標簽，說明轉基因成分的含量、就連美國三縣全民公決禁種轉基因糧食。中國成為世界上第一個批準主糧可進行轉基因種植的國家2021年10月27日，農業部批準了兩種轉基因水稻、一種轉基因玉米的安全證書，這也讓我國成為世界上第一個批準主糧可進行轉基因種植的國家。迄今為止，世界所有國家傳來的有關轉基因食品的負面消息，全都是小白鼠食用后的不良反映而中國不僅沒有對轉基因食品制定管理制度，反而成了世界上第一個批準主糧可進行轉基因種植的國家。第五節

轉基因食品的安全性

轉基因食品是利用新技術創造的產品，也是一種新生事物，人們自然對食用轉基因食品的安全性存有疑問。迄今為止，轉基因食品在推出市場前都沒有經過長遠的安全評估，人類長期食用是否安全仍然成疑，而科學界對這些食品是否安全也沒有共識。

世界糧農組織、世界衛生組織及國際經濟合作組織這些權威機構都表示，人工移植外來基因可能令生物產生“非預期后果”。即是說，到現在為止還沒有足夠的科學手段去評估轉基因生物及食品的風險。

轉基因食品安全嗎？國際消費者聯會（成員包括全球115個國家的250個消費者組織）表示：“現時沒有一個政府或聯合國組織會聲稱轉基因食品是完全安全的”。為什么人們會對轉基因食品有恐懼心理？由于轉基因食品在基因重組與改變過程中，有可能產生某種毒性、過敏性，生成抗營養因子，引起營養成分改變，或者某種抗抗生素基因有可能隨食品轉移到腸道，使抗生素對該機體從此失去療效。就目前而言，還沒有發現轉基因食品對人類有害，但同時也缺乏證據證明它的無害性，因此產生了一些爭論。

轉基因食品的安全性問題在哪里？

1、食物安全性因素

2、環境安全性因素1、食物安全性因素轉基因食品攜帶的抗生素基因有可能使動物與人的腸道病原微生物產生耐藥性，這是人們最關心的問題。抗蟲農作物體內的蛋白酶抑制劑和殘留的抗蟲內毒素，可能對人體健康有害。有人認為，抗蟲農作物體內的蛋白酶抑制劑和抗蟲內毒素，既然能使咬食其葉片的昆蟲的消化系統功能收到損害，那么誰又能擔保其葉片、果實、種子不會對人畜產生類似的傷害呢？

隨著基因改造的抗除草劑農作物的推廣，可能導致除草劑的用量增加，從而導致除草劑在食品種殘留量加大。轉基因作物中病毒基因有可能與浸染該植物的其他病毒進行重組，產生新病毒或超級病毒。轉基因生物作為食品進入人體，可能使人出現某些毒理作用和過敏反應，國外已有兒童飲用轉基因大豆豆漿產生過敏反應的報道。2、環境安全性因素如果轉基因作物轉入的抗性基因逃逸到其他作物上，也會使這些作物的野生近緣種并成雜草；如果轉基因高產作物一旦通過花粉導入方式將高產基因傳給周圍雜草，會引發超級雜草出現，對天然森林造成基因污染和對這些地區的其他作物帶來不可預見的后果。

知識點：所謂基因漂移（又稱基因漂流，基因逃逸）：指的是一種生物的目標基因向附近野生近緣