转基因农产品是指利用基因工程技术改变基因组构成的植物、动物和微生物,以及由其生产、加工而成的粮食、食品、食品添加剂和饲料等。近年来,随着转基因生物技术的迅猛发展,转基因作物的种类和数量不断增多,转基因作物的种植面积逐年增加。据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)统计,2014 年全球 28 个国家 1 800 万农民选择种植转基因作物,转基因作物种植面积由 1996 年的 170万 hm2急剧增加到 1.81 亿 hm2,增长了 100 倍以上。
越来越多的转基因作物用于食品、食品添加剂或饲料的生产加工,其转基因成分也已直接或间接地进入了人们的食物链。转基因作物虽然在促进粮食增产、增加农民收入、减轻劳动强度、减轻贫困和饥饿、减少农业环境污染等几方面产生了巨大的效益,为保障粮食安全、可持续发展和气候变化作出了贡献,但是,由于普通民众对转基因技术的不了解,对转基因作物及其加工产品(食品、饲料等)的安全性产生了怀疑和担忧。
本文着重论述转基因农产品安全评价的必要性、食用安全性、加工安全性和饲用安全性评价的内容和研究进展。
1 转基因农产品的安全性及其评价必要性
自从转基因作物问世以来,人们对转基因农产品的安全性就一直存在担忧,主要有以下四个方面:
第一,转基因农产品的营养安全性。转基因动植物中引入的新基因,可能导致原已存在受体基因的失活或表达变化,改变现有营养成分或者产生新的成分,影响农产品的营养价值和人类的膳食平衡,例如,新鲜的转基因番茄可以储藏数周,但其营养价值较低[1].
第二,转基因农产品的毒性。转基因农产品中含有的杀虫蛋白、蛋白酶抑制剂等,以及由于外源基因引入使得某些沉默基因表达产生有毒物质,可能会对人畜健康造成毒性伤害。
第三,转基因农产品的潜在致敏性。转基因动植物中引入的新基因表达的蛋白质可能具有潜在致敏性,从而引起过敏人群的过敏反应[2,3].
第四,转基因农产品中外源基因的水平转移。转基因农产品中的外源基因可能会发生基因水平转移和重组 DNA,给人体健康带来危害。
由于转基因农产品存在上述潜在危害,所以在转基因动植物新品种的研发和政府审批过程中,必须对转基因农产品进行严格的安全性评价。我国政府高度重视转基因农产品安全,早在 2001 年,我国就颁布实施了《农业转基因生物安全管理条例》,要求在我国境内种植和销售的转基因农产品都要开展安全评价,并制定了相应的转基因农产品安全评价指南,安全评价的内容和指标均等于或高于国际法规。转基因农产品安全性评价一般应遵循个案分析原则和实质等同性原则[4].
2 转基因农产品食用安全性评价
目前,转基因农产品食用安全性评价的内容主要包括 :关键成分分析和营养学评价、新表达蛋白和全食品的毒理学评价、致敏性评价和免疫安全性评价,并结合期望效应和非期望效应进行综合性评价。
2.1 转基因农产品的关键成分分析和营养学评价
人们对食物的需求就在于它为人类提供生存必须的能量和各类营养物质,因此对转基因农产品营养成分的分析是转基因农产品食用安全性评价的重要组成部分。评价的营养成分主要包括蛋白质、淀粉、纤维素、脂肪、脂肪酸、氨基酸、矿物质、维生素等营养素,棉酚、硫代葡萄糖、芥酸等天然毒素及有害物质,大豆胰蛋白酶抑制剂、大豆凝集素、大豆寡糖、玉米植酸、油菜籽单宁等抗营养因子,以及其他固有成分和非预期成分。转基因农产品的关键成分分析和营养安全性评价主要依据实质等同性原则。目前,国内外许多研究者已经研究了转基因大豆、玉米、水稻等转基因农产品的营养组成、含量及其营养价值,结果发现这些转基因作物与其亲本的主要营养成分无明显差异,均具有实质等同性[5-7].国际上批准生产的转基因农产品和我国颁发安全证书的转Bt基因水稻和转植酸酶玉米都经过了系统的营养学评价,试验数据都证明了与非转基因农产品具有等同的营养功效。
2.2 转基因农产品的毒理学评价
转基因农产品的毒理学评价主要包括两个方面:一是外源基因表达产物和外源基因导入可能产生的毒素[8]毒理学评价 ;二是转基因农产品的全食品毒理学评价。外源基因表达产物的评价一般按照传统化学物质的安全性评价方法,对外源基因表达蛋白的安全评价一般有 3 项指标 :一是通过与国际权威大型公共数据库中已知毒蛋白质和抗营养因子(如蛋白酶抑制剂、植物凝集素等)氨基酸序列同源性比较,分析是否具有潜在毒性 ;二是加热条件下检测分析外源基因表达蛋白质的稳定性,通过体外模拟胃液实验分析蛋白质消化稳定性 ;三是外源基因表达蛋白的急性经口毒性实验。
转基因农产品的全食品毒理学评价,主要是进行大鼠 90 d 喂养实验,根据个案分析原则,必要时进行大鼠慢性毒性、生殖毒性及其他动物喂养实验。Sakamoto 等[9]用转基因大豆饲喂大鼠 104 周,观察大鼠生长、血清指标,发现长期饲喂转基因大豆并未对大鼠产生明显的不良影响。Zhou 等[10]用转基因大米喂养大鼠 90 d,大鼠未出现不良反应,证明其与传统大米同样安全营养。
国际和国内批准生产和颁发安全证书的转基因农产品经外源基因表达产物和转基因全食品毒理学评价,证明食用转基因大豆、玉米、大米等与非转基因对照同样不具有毒理学意义上的安全风险。