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1、精选优质文档-倾情为你奉上 Lesion 3Summary世界卫生组织现已积极的参与到评价对转基因食品安全的原则和建议中。不同专家基于本国的技术水平而商讨的结果目前已被作为公认的权威标准。以“实质等同性”为基础的原则被证实为更适合于评估第一代的转基因作物。不过，这种实质等同的概念还存在很大的争议。同时，人们不得不重视这些争议，并致力于发展自然科学技术的调整和改进。第二代的转基因食品将作为以改善营养价值为主导，因此它跨越了功能食品和营养食品的界限。未来食品安全评价策略将不得不处理由转基因带来的更复杂的新陈代谢变化。考虑到发展国家和发展中国家的不同需求评估将越加考虑转基因食品在总营养状况方面的影响

2、。尽管与食品的安全性无关，在转基因食品上贴上标签，可以提高食品生产过程的透明度，利于追踪食品来源，间接地影响食品安全性。 1.Introduction在过去的二十年，利用DNA重组技术生产的食品原料已经从基础研究的范围发展到了商品化的地步。从最初，发展和利用遗传工程技术受到相当严格的规章控制；其涵盖了含转基因生物的利用、释放到环境中危害性，也包括现在市场上销售的含有或由转基成分组成的食品的安全问题。 到目前为止，人类消费转基因食品的危害还未见报道。但是，消费者也对转基因食品的发展的速度及其伦理问题担心有潜在的危害。 这种新技术的潜在的危害具有风险。大多数发展中国家，自愿接受这种风险（除草剂的耐

3、药性、昆虫害虫的抗药性及引起的作物产量的减少）没有明显的利益。 DNA重组技术在食品生产上的应用潜力超过了目前的应用报到。 然而，我们期望在下一代基因作物（如营养价值的提高功能性作物）得到好处的同时也会带来一些新的问题。（如复杂的代谢变化，对总营养状况的明显影响)因此会对食品安全评估带来新的挑战。 本文描述了世界卫生组在以下几个方面的作用：评估由DNA重组技术生产的食品安全性的发展原则，建议与指导方针，以及评估未来的挑战纲要。2. History of WHO activities2.1 Development of Concepts and Recommendations自从1990年起，W

4、HO已经参与到评估转基因食品安全性的发展策略上来。与FAO合作，召集一些专家，对该安全问题的基本原则和建议进行了详尽的论述。WHO和FAO是首批进行详述评估此食品安全性的一般原则的组织机构。由经济发展合作组织在1993构想出的“实质等同性”原则成为安全评价程序的一个关键性因素。该实质等同的概念被用于鉴定转基因食品和一般食品的相同和区别之处，指导此后评估的程序。WHO和FAO专家商讨会的目的是讨论应用此原则进行实践评估的指导方针和建议。此外，该会议还商讨对于某特定遗传工程所能带来的负面问题，例如，抗生素抗性标识基因或表达可引起过敏症等。 WHO和FAO专家商讨会的目的是讨论应用此原则进行实践评估

5、的指导方针和建议。指上面的“实质等同”2.3 Standard Setting via FAO/WHO Codex Alimentarius CommissionWHO食品规范委员会具有重要作用，即在各政府间建立该种食品的国际标准。据中期计划1998-2002，国际上对评估转基因食品安全的标准已经达成一致。核心就是必须对此标准进行科学和公正的诠释。2.4 Codex Committee on Food Labeling 在食品生产过程中，对利用遗传工程技术而生产的食品，其标签问题已称为公众主要关注的问题之一。应该标注“潜在安全问题”（如，存在成分实质区别，含有致敏蛋白），还是标注“正常消费信息

6、之间”，这之间存在分歧。食品标签法规委员会目前建议，对转基因食品标注的一般标准是在出售前的包装上进行标注。3. Current Situation Regarding Safety Assessment of GM Foods“实质等同”的概念，关键在于能够证明可充分适用于评估第一代转基因作物。含有或由转基因生物的食品是需要进行最好的分析检验的。到目前为止，还没证明人类食用通过DNA重组技术获得的食品而受到负面作用。虽然已有发现巴西坚果的致敏原转移到马铃薯也导致人过敏的例证，但是在目前市场销售行情还能够令人确信此转基因方法的安全性。4. Medium and Long Term Develop

7、ments 4.1 Nutritionally Improved GM Crops转基因食品的下一代将不必受限制于植物的农学优势，例如抗虫或抗除草剂；只需注重改善作物营养成分。有种所谓的“黄金水稻”即是可合成维生素A的前体-胡萝卜素；这是期望今后发展的实例。这些具有“附加值”的转基因生物能在转基因食品和功能性食品或者所谓的nutraceuticals之间进行交叉生产。4.2 GM Microorganisms现有的安全评估和建议都主要集中在转基因植物及其产品中。仅仅有一小部分涉及转基因微生物。利用微生物发酵已在食品生产中得以应用，并且在功能食品中发挥着重要作用（例如，益生菌）；这些作用说明了转

8、基因微生物在食品工业中存在极大的潜能。4.3 GM Aniamals据现有报道，利用转基因动物生产的食品尚处于早期研究阶段。然而，基于长期考虑，必须提前遇见转基因动物发展过程相关的安全性挑战问题。4.4 Novel Technologies遗传工程将直接为多种新型技术打开了门路。除微生物之外，植物和动物可被视作 “生物反应器”，其能生产的食品可能含新特成分，也可使食品具有某附加功能或生产那些与食品相关的原料。转基因微生物将被用于生产的酶制剂，并且该酶可具有最优化特性，如活性、特异性和稳定性。5. Recommendations for WHO Food Safety Programme5.1

9、Development of Guidelines食品安全评估起源于生物工程；该公认的指导方针应该成为WHO的核心责任。开展专家研讨会是有效的行使责任的方式，以便来评估科学间的有效数据，并且将其转化成可接受的建议。一般认为，由转基因生物而来的食品的安全评估必须按照“个别案例个别处理”的原则实行。5.2 Development of RegulationsWHO的责任中心不应仅是着手发展规章制度的模式。各国间文化差异也要作为一种不同和方式参考。WHO的焦点应该是在于发展规章的原则，而不是确定调整规章的程序。为了传达该建议并有助于核心原则到规章制度的转化，通过立法的区域专题讨论会得以召开。5.3

10、Evaluation of special GM products然而，评估特定转基因产品的行为应该由主管当局的国家进行实施。 鉴于考虑到转基因微生物的潜能和转基因动物领域的预期发展方向, 这些转基因生物应该受到特殊的评估通常WHO不应涉及评估特定的转基因产品。一般认为，由转基因生物而来的食品的安全评估必须按照“个别案例个别处理”的原则实行。因此，WHO应该提供优化的原则和常规的指导方针。然而，评估特定转基因产品的行为应该由主管当局的国家进行实施。因此，WHO应该提供优化的原则和常规的指导方针。通常WHO不应涉及评估特定的转基因产品。 这些转基因生物应该受到特殊的评估。 鉴于考虑到转基因微生物

11、的潜能和转基因动物领域的预期发展方向，5.4 Labeling and Traceability大多数转基因食品的标签与安全性没关联，其宁可被当作是消费者的“信息知情权”。然而，与可追溯性策略相关的必要标签可被作为一种工具，来加大食品生产加工的通明度；这样，通常也可持续的间接评价食品的安全。5.5 Education 应用DNA重组技术的讨论会可积极的培训消费者了解食品生产中的传统程序。因为，利用遗传工程的优势生产出的食品过于理想化和不切实际，这很难令消费者相信这种转基因食品的安全性。对传统食品加工过程的透明度也和应用现代技术的食品加工一样能加大对食品安全的理解。Lesion 5很多未加工的原

12、料都可用于生产酒精饮料，特别包括谷类、水果和糖类作物这些酒精饮料包括非蒸馏饮料，如啤酒、葡萄酒、苹果酒和米酒；还保括蒸馏饮料，如威士忌酒和朗姆酒；这两种分别是从谷类和糖浆发酵而来。而白兰地酒是从葡萄酒蒸馏生产的。其他的蒸馏酒饮料，如伏特加酒和杜松子酒，是从发酵的糖浆、谷类、土豆或乳清中提纯酒精而生产出的。多种加酒井的葡萄酒通过附加雪利酒、波特酒和马德拉酒而生产出的。Biology of yeast fermentation超过96%的酒精发酵是采用的菌种都是啤酒酵母或与其相关的酵母，尤其是啤酒酵母。EMP途径是产生酒精的代谢途径。在糖酵解过程中，丙酮酸盐被转化成乙醛和酒精。全部总反应见下面公式

13、。酒 精葡萄糖啤酒酵母奶酒酵母EMP途径是产生酒精的代谢途径。在糖酵解过程中，丙酮酸盐被转化成乙醛和酒精。全部总反应见下面公式。Glucose + 2ADP 2Ethanol + 2CO2 + 2ATP 理论上，1克葡萄糖可产生0.51克酒精和0.49克的二氧化碳。然而，实际生产中，近10%的葡萄糖被转化为生物量，产生的酒精和二氧化碳的量接近理论值的90%。形成的ATP用于满足其他细胞的能量需要。 酵母细胞的胞膜含一层质膜、周质空间和一个细胞壁；细胞壁主要由大部分多聚糖和小部分的肽组成。该细胞壁是一种半硬质，但可溶的有透过性的结构，能够赋予酵母相当的抗压和抗张强度。该壁中肽的羧基基团赋予细胞在

14、发酵过程中重要的絮凝特性，这促进了发酵后期物质的固-液分离。认为这种絮凝是由于钙离子和细胞壁羧基集团搭建的盐桥而形成的。发酵条件Fermentation conditions啤酒酵母利用糖进行发酵时，对蔗糖、果糖、麦芽糖和麦芽三糖有着独特的利用次序。首先在胞外周质空间水解蔗糖；糖类再由诱导型或组成型的透性酶被主动或被动的进行跨膜转运至胞内。麦芽糖和麦芽三糖在胞内被-葡萄糖苷酶水解。奶酒酵母（卡尔酵母）因为也可以利用蜜二糖酶，所以其在分类学上区别于啤酒酵母。脆壁克鲁维酵母和乳酸克鲁维酵母这两种克鲁维酵母不同于啤酒酵母，它们含有乳糖透性酶系统，可将乳糖转运至细胞内，从而能够将乳糖水解为葡萄糖和半乳

15、糖而进入糖酵解途径。酵母菌属中除了糖化酵母之外，其他的不能水解淀粉和胡精。而糖化酵母不适用于酿造。以淀粉为底物进行发酵需要额外添加酶，如麦芽中的-和 -淀粉酶或者微生物中的-淀粉酶，葡萄糖苷酶（葡萄糖化酶）和支链淀粉酶。葡萄果汁中主要的糖是葡萄糖；在葡萄酒发酵中被剩下的糖时果糖。相反，白葡萄酒酵母发酵时果糖却比葡萄糖快的多。从大麦芽产出的酿造麦芽汁，含有19种氨基酸和其他大量的营养成分。这些氨基酸在发酵过程中以不同的速度被利用. 常见的氨基酸透性酶可转运除脯氨酸之外的所有的基础型氨基酸和中间型氨基酸。至少其他11种特定氨基酸转运系统存在于酵母中。脯氨酸透性酶被其他氨基酸和氨抑制了活性。虽然酒精

16、发酵一般都是在厌氧的环境中，但还是需要一些氧气来使酵母合成固醇和不饱和脂肪酸，组成膜的成分。酿造的麦芽汁通常是包含的固醇和不饱和脂肪酸的量不充足，但在培养基中添加油酸或油酸衍生物，则发酵过程就不需要任何氧气。多数啤酒酵母菌株都可使酒精发酵浓度达到12-14%。考虑到降低蒸馏成本和增加产量，在高比例酿造过程和酒精蒸馏中，人们对耐酒精能力强的酵母的利用产生越来越强的兴趣。发酵中虽久久浓度增加，发酵速度一般降低的极快，但人们还是希望选择出可产生18-20%酒精的菌株。含高糖的葡萄汁仅仅可被耐高渗酵母发酵，例如鲁氏酵母菌和baili酵母菌；这两株菌可高效的发酵果糖。质膜中的磷脂对于细胞耐受酒精具有重要

17、作用。当膜不饱和脂肪酸含量增加时，细胞耐受酒精的能力也增加。培养基中补充不饱和脂肪酸，维生素和蛋白质，可以增强细胞的耐受酒精的能力。生理学上的那些方法，如添加底物，胞内酒精积累，改变渗透压和温度，都能使酵母耐受酒精的能力增加。酵母中分解糖的酶，己糖激酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和丙酮酸脱羧酶，都对酒精浓度敏感。对于酵母来说，pH值在3-6之间，对生长和发酵活性是最适宜的。在此范围内，pH高，发酵活性高；但在3-4间没有明显变化。除乙酸和乳酸细菌外，大多数细菌都更适宜中性pH值环境，从而使葡萄汁对细菌污染的敏感性大大降低。 对酵母的发酵、呼吸和发酵来说，都有不同的适宜的温度。在15-35范围内，发

18、酵速度一般随温度增加；甘油、丙酮、2-3-丁烷二醇、乙缩醛乙二醇、丙酮酸盐和戊酮二磷酸盐的含量也增加。高级醇形成也依赖高温。对白葡萄酒来说，发家温度低，产生的酒更新鲜和果味更浓；也增加了细菌污染的机会，导致挥发性酸量降低。22-30范围的发酵高温情况下，通过表面发酵，生产的红葡萄酒，导致就颜色增加且富有香气。Lesion 6 氨基酸的生产有很多途径，包括直接发酵法、用细胞或酶合成前提的方法、蛋白水解物抽提法和化学合成法。在食品和饲料工业中，氨基酸具有诸如作为营养素和提高风味的多种用途。表1指在食品工业中，生产氨基酸的每年的产量、方法和应用目的。重要的非食品用氨基酸包含L-精氨酸、L-谷氨酰胺、

19、 L-组氨酸、 L-亮氨酸、 L-苯丙氨酸、 L-酪氨酸和L-缬氨酸。 发酵或生物合成的生产过程中，现已经可以生产除甘氨酸、L-半胱氨酸和胱氨酸之外所有的氨基酸了，但并不是所有的生产方法都可进行商业生产。L-天冬酰胺、L-亮氨酸、L-酪氨酸、L-半胱氨酸和L-胱氨酸的生产是对蛋白水解物的提纯方法。化学合成方法更适宜生产不旋光的外消旋混合物D-和L-异构体，如D、L-蛋氨酸，D、L-色氨酸和甘氨酸。在上述生产中，可以使用氨基转移酶来解决消除外消旋混合物的产生。 人们已经认识到，发酵生产氨基酸中重要的菌株来源于棒状杆菌和短杆菌属。自然界分离的这些野生菌株就能够分泌大量的谷氨酸。由于细胞有代谢调节机

20、制，特别是终产物的抑制作用，野生的种群很少分泌大量水平的氨基酸。商业上生产氨基酸的产量就决定于能否成功应用可分泌大量氨基酸的菌株突变体。有两种重要的方法可获得营养缺陷体和调控突变株，或者两者同时缺陷的突变体。营养缺陷突变体就是缺少某种酶，可调控代谢受体的形成（一般是终产物）；积累或分泌需要的代谢中产物可作为消除该酶抑制反应。例如，赖氨酸缺陷体，缺少赖氨酸合成途径中的一个酶，必需添加赖氨酸或者其代谢前提才能转化成赖氨酸来满足生长需求。没有支路得生物合成途径生产的氨基酸终产物的抑制作用也许可以通过调控突变体的发展而避免，该调控突变体具有对反馈抑制不敏感的关键酶，从而可以积累某些特殊的氨基酸。终产物

21、类似物也能对抑制敏感的关键酶产生抑制作用；这时可以选择抗类似物的或可调节类似物作用的突变体，来屏蔽此种抑制作用。从营养缺陷突变体（显然缺失关键调节酶）中筛选回复子，其可意产生一种能更好解除抑制的酶。Lesion 7 酸奶是一种众所周知的发酵乳制品，世界上很多地方已经成为人类食物重要的一部分。仅在美国1979年，酸奶消费数据表明已经大大超过了565百万磅。根据生产工艺和产品凝固的特性，酸奶分为凝固型和搅拌型。乳糖发酵细菌，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌被用来作制作酸奶的发酵剂。并且，两种菌等量使用可以得到最佳的风味产品。乳杆菌先生长，释放甘氨酸和组氨酸，并能够刺激链球菌的生长。发酵的时间也和开始发酵

22、时蔗糖含量一样都决定了前述发酵的产品风味特征。 市售商品化的酸奶有多种形式，包括有全部或部分的脱脂牛奶，炼乳脱脂奶，奶酪和脱脂奶粉发酵而成的。奶脂肪含量一般范围在1.0%-3.25%之间。只有产品脂肪含量在3.25%以上才可标明是酸奶。那些脂肪含量在0.5-2.0%之间或者低于0.5%的，只能分别被标识是低脂和脱脂酸奶。除了乳脂肪外，酸奶里还含有其它乳成分；包括酪蛋白、酪酸钙和钠、乳清和乳清蛋白。几种添加剂允许在商品化的酸奶中使用，例如碳水化合物营养甜味剂、色素、稳定剂（使组织结构光滑细腻及延长货架寿命）， 以及增加酸奶风味的水果。调入水果的目的，特别是为了满足市场上不同人群的口味需求。大多数

23、市售类型包括圣代风格（水果分层加在容器底）和瑞士风格（水果被充分的混合在酸奶中）。 产品制备有两种方式，其一是通过降低全脂或脱脂乳四分之一的水分含量（可在真空锅内灭菌）；其二是通过增加至约5%的牛奶固形物（用冷凝法处理使水分降低）。炼乳然后被加热到82-93，保持30-60分钟，然后冷却到约45。现今酸奶发酵剂使用量约为容器的2%，在45 下培养3-5小时，然后冷却至5 。好的发酵终产品的滴定酸度约0.85-0.9%；如果酸度达到0.65-0.7%时，发酵产物应被立即在45终止。发酵好的酸奶很好的保持杆菌，因为3小时后，那两种菌的数量约相等。延长发酵时间可以增加酸度，诸如能达到4%，此时在杆菌

24、的作用下，其数量将超过球菌。球菌在pH值4.2-4.4范围内被抑制，而乳酸杆菌则可以耐受到pH3.5-3.8的范围。 酸奶和其他发酵奶制品都具有极好的高蛋白和B组维生素与矿物质。酸奶除营养价值外，它也被发现具有保持肠内微生态平衡的功能。Lesion 8 大多数工业用酶类是由微生物生产的，最多的是光解酶，从细菌中来的有59%，其次是糖酶，占20%。动物性酶（来源于动物的酶）包括胃和胰腺的蛋白酶与脂酶（来源于胃的用于奶酪的制作）；蛋白酶主要用在皮革制品中。所有植物性酶中 ，木瓜蛋白酶产量是最大的。工业类用酶通常是不同酶的混合物；商业产品是稀释后的标准制品。真菌和细菌酶类具有广泛的工业应用价值，包括

25、酒精饮料、食品、清洁剂和医药品的工业生产方面。表格8-1 这些酶列表，包括其微生物来源和用途。EnzymeMicroorganismUses淀粉酶 米曲霉 粘合剂，焙烤食品，酿造AmylaseAspergillus oryzaeAdhesives; baking; brewing脂酶 地衣芽孢杆菌 皮革生产LipaseBacillus licheniformisLeather manufacturing胶质酶 金黄曲霉 澄清类果汁和酒PectinaseAspergillus arueusClarifying fruit juices and wines蛋白酶 米曲霉 焙烤食品，酿造，（啤酒）冷

26、却检验 Protease芽孢杆菌属 啤酒，精炼蚕丝品，皮革制造业，嫩肉精 Aspergillus oryzae Bacillus spp.干酪催熟剂Baking and brewing, chillproofing Beer, degum silk goods, leather manufacturing, meat tenderizer; cheese ripener链道酶 溶血链球菌 清洁伤口 StreptodornaseStreptococcus hemolyticusWound cleaning在酒精饮料生产中，微生物淀粉酶可用于代替来自于大麦芽中的麦芽酶来进行谷物发酵准备。蛋白酶也可

27、以通过降解那些饮料冷藏中引起浑浊的蛋白质来防止啤酒冷却浑浊。 淀粉酶与-淀粉酶都存在于麦芽中。然而，工业用的该酶却是从胰腺和微生物中生产出来的。-淀粉酶有很多种，每种各不同，不仅在转移性，而且在优化的pH范围和热稳定方面也不同。 从细菌中来的-淀粉酶不论是液体还是粉末状的都是有价值的。这些制备产品含有酶的单位不同，诸如蛋白酶和-葡聚糖酶。市场上粉末状的用氯化钠或淀粉标准化的浓缩酶单位活性在20 000 to 30 000 SKB/g。含有2000到1200SKB/g的液体制剂添加了NaCl和甘油使其稳定。分解淀粉芽孢杆菌得到的-淀粉酶活性为每克蛋白质SKB。 根据热稳定性，细菌-淀粉酶分为标准

28、淀粉酶和热稳定淀粉酶两类。标准淀粉酶由枯草芽孢杆菌或分解淀粉芽孢杆菌制备而来，其需要在70-85度时能保持最高活性。地衣芽孢杆菌的热稳定-淀粉酶，最适温度条件是90-105度。但是，其最佳条件取决于pH值，钙离子浓度和底物浓度。典型的最佳反应条件：30%淀粉悬液，pH7.0，用70mg/l的钙103-105度保持7-11分钟。在低于pH3.5-4.5时和温度80-90时，5-30分钟内酶失去活性。 细菌-淀粉酶一般情况对钙离子稳定，氯化钠也使有些类型具有活性。实际上，用过电渗析或络合物存在是，使淀粉酶没有钙离子，其活性也就失去了。重金属，例如铜、铁或汞也抑制酶活性。淀粉断裂可产生糊精。例如，用

29、标准的细菌-淀粉酶来水解土豆淀粉得到糊精谱，分为下列：G1 (葡萄糖) 5%， G2 (麦芽糖) 7%， G3 (麦芽三糖)， (maltohexaose) 22% G4 (麦芽四糖) 4%， G5 (麦芽五糖) 16%，G6 (麦芽六糖) 22%，更高糊精33%。 黑曲霉或米曲霉中可以获得-淀粉酶。其与细菌淀粉酶相比，对热更敏感，在糊化前就失活了。这在面包和饼干的制作中很重要，下面的糊精谱是典型的由真菌-淀粉酶作用的结果：G1 (葡萄糖) 8%， G3 (麦芽三糖)， (maltohexaose) 32% G4 (麦芽四糖) 18%， G5 (麦芽五糖) 9%，G6 (麦芽六糖) 4%，更高糊精17%。 谷物、大豆和红薯种的-淀粉酶可以水解直链淀粉，从非还原端