转基因技术在食品中的应用 徐飞洋18300680140 技术原理: 转基因即将人工分离、修饰后的DNA、基因导入生物细胞基因组,在导入 基因表达的影响下,原有生物体的性状也会发生变化。转基因技术是指将一种 生物的优良基因利用基因重组原理整合到另一种生物的基因组里,从而使获得 优良基因的生物的基因得到改善并能进行表达和遗传,进而使生物获得优良性 状如抗虫性、抗逆性、抗倒伏、抗盐碱性等 Plant cell Insertion of gene into plasmid Oe告学 estriction cells in enzyme and culture DNA ligase 粘性末端 粘性末端 基本技术过程: 外延基因 (1)从生物有机体复杂 杂交质粒 限制性酶 重组质粒的基因组中,分离出带有目 改良1的的基因的DMA片段;或者 转移到 重组质粒农杆菌 T-DNA (2)在体外,将带有目 农杆菌 的基因的DNA片段连接到能 够自我复制并具有选择标记 的载体分子上,形成重组DNA 感染烟草 分子。 农杆菌 转基因的 (3)将重组DNA分子引 植物染色体D 外源基因整合T→DNA 入到受体细胞(亦称宿主细 胞或寄主细胞)。 (4)带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体 (5)从大量的细胞繁殖群体中,筛选出具有重组DNA分子的细胞克隆。 (6)将选出的细胞克隆的目的基因进一步研究分析,并设法使之实现功能 蛋白的表达 技术应用 1、改良食品加工的原料 乳牛是产奶的母牛,为了提高其产奶量,又不影响奶的质量,采用转基因 技术生产出牛的生长激素( Bovine Somatotropin,BST),并注射到母牛体内, 便可达到提高母牛产奶量的目的。为了提高猪的瘦肉含量或降低猪的脂肪含
转基因技术在食品中的应用 徐飞洋 18300680140 技术原理： 转基因即将人工分离、修饰后的 DNA、基因导入生物细胞基因组，在导入 基因表达的影响下，原有生物体的性状也会发生变化。转基因技术是指将一种 生物的优良基因利用基因重组原理整合到另一种生物的基因组里，从而使获得 优良基因的生物的基因得到改善并能进行表达和遗传，进而使生物获得优良性 状如抗虫性、抗逆性、抗倒伏、抗盐碱性等。 基本技术过程： （1）从生物有机体复杂 的基因组中，分离出带有目 的的基因的 DNA 片段；或者 人工合成目的基因。 （2）在体外，将带有目 的基因的 DNA 片段连接到能 够自我复制并具有选择标记 的载体分子上，形成重组 DNA 分子。 （3）将重组 DNA 分子引 入到受体细胞（亦称宿主细 胞或寄主细胞）。 （4）带有重组体的细胞扩增，获得大量的细胞繁殖体。 （5）从大量的细胞繁殖群体中，筛选出具有重组 DNA 分子的细胞克隆。 （6）将选出的细胞克隆的目的基因进一步研究分析，并设法使之实现功能 蛋白的表达。 技术应用： 1、改良食品加工的原料 乳牛是产奶的母牛，为了提高其产奶量，又不影响奶的质量，采用转基因 技术生产出牛的生长激素（Bovine Somatotropin,BST），并注射到母牛体内， 便可达到提高母牛产奶量的目的。为了提高猪的瘦肉含量或降低猪的脂肪含
量,则采用基因重组( Recombinant)的猪生长激素,并注射到猪体内,便可使 猪瘦肉型化,有利于改善肉食品质。转基因技术生产的动物生长激素( Porcine Somatotropin,PST)对加速动物的生长,改善饲养动物的效率及改变畜产动物 及鱼类的营养品质等方面都具有广阔的应用前景。植物性食品原料也可用转基 因技术改良。如转基因技术改造过的马铃薯比一般马铃薯含有较高的固形物含 量,大豆、芥花菜经转基因技术改造后其植物油组成中含较高比例的不饱和脂 肪酸,可提高食用油的品质。 2、改良微生物菌种性能 由于把具有优良性能的酶基因转移至该菌中,使该菌含有的麦芽糖透性酶 及麦芽糖酶的含量比普通面包酵母高,面包加工中产生CO2的量也较高,最终 制造出膨发性能良好、松软可口的面包产品。啤酒发酵生产时采用啤酒酵母, 但由于该微生物菌种不存在α一淀粉酶,需要利用麦芽产生的a一淀粉酶使谷 物淀粉液化成糊精。采用转基因技术,将大麦中α一淀粉酶基因转入啤酒酵母 中并实现髙速表达。这种酵母便可直接利用淀粉进行发酵,可缩短生产流程, 简化工序,带来啤酒生产的革新。转基因技术已可将霉菌的淀粉酶基因转入E coli,并将此基因进一步转入酵母单细胞中,使之直接利用淀粉生产酒精,省 掉了高压蒸煮工序,可节约60%的能源,缩短了生产周期 3、应用于醇制剂的生产 奶酪是一种常见的食品,在制作过程中需要用到发酵和凝乳两个过程。起 到凝乳作用的凝乳酶来源于没有断奶的小牛的胃的皱襞中。常规方法需要屠宰 小牛后,从胃中提取凝乳酶来生产奶酪。为了缓和小牛凝乳酶供应不足的紧张 状态,日、美、英等国纷纷开展了牛凝乳酶基因工程的硏究。 Nishimori等于 1981年首次采用DNA重组技术将凝乳酶原基因的DNA库存,并成功地在E-coli 酵母和丝状真菌中表达。现在利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产 生,避免了小牛的无辜死亡,也降低了生产成本。美国超过2/3的奶酪在生产 过程中使用了这种遗传工程的凝乳酶。 4、食品医疗 转基因食品中 的“疫苗食品”可 转基因紫番茄可抗癌 用来预防疾病。目 前越来越多的抗病 英国研究人员208年10月26日说,他们增商成种转基因紫播茄,基因正在被转入植 或许备抗击癌症和一些心血管疾病的功效 物,使人们在品尝 鲜果美味的同时, 达到防病的目的。 例如,我国正在研 制的能够预防乙肝 的西红柿。除了 “疫苗食品”以 外,我们利用转基因动植物作为生物反应器来生产的药用蛋白也属于这类特殊 的转基因食品。目前我们利用动物反应器可以生产人血红蛋白、胰蛋白酶抑制 因子、人乳蛋白等药物蛋白,对于疾病的治疗也发挥了巨大的功效
量，则采用基因重组（Recombinant）的猪生长激素，并注射到猪体内，便可使 猪瘦肉型化，有利于改善肉食品质。转基因技术生产的动物生长激素（Porcine Somatotropin，PST）对加速动物的生长，改善饲养动物的效率及改变畜产动物 及鱼类的营养品质等方面都具有广阔的应用前景。植物性食品原料也可用转基 因技术改良。如转基因技术改造过的马铃薯比一般马铃薯含有较高的固形物含 量，大豆、芥花菜经转基因技术改造后其植物油组成中含较高比例的不饱和脂 肪酸，可提高食用油的品质。 2、改良微生物菌种性能 由于把具有优良性能的酶基因转移至该菌中，使该菌含有的麦芽糖透性酶 及麦芽糖酶的含量比普通面包酵母高，面包加工中产生 CO2 的量也较高，最终 制造出膨发性能良好、松软可口的面包产品。啤酒发酵生产时采用啤酒酵母， 但由于该微生物菌种不存在α—淀粉酶，需要利用麦芽产生的α—淀粉酶使谷 物淀粉液化成糊精。采用转基因技术，将大麦中α—淀粉酶基因转入啤酒酵母 中并实现高速表达。这种酵母便可直接利用淀粉进行发酵，可缩短生产流程， 简化工序，带来啤酒生产的革新。转基因技术已可将霉菌的淀粉酶基因转入 Ecoli，并将此基因进一步转入酵母单细胞中，使之直接利用淀粉生产酒精，省 掉了高压蒸煮工序，可节约 60%的能源，缩短了生产周期。 3、应用于酶制剂的生产 奶酪是一种常见的食品，在制作过程中需要用到发酵和凝乳两个过程。起 到凝乳作用的凝乳酶来源于没有断奶的小牛的胃的皱襞中。常规方法需要屠宰 小牛后，从胃中提取凝乳酶来生产奶酪。为了缓和小牛凝乳酶供应不足的紧张 状态，日、美、英等国纷纷开展了牛凝乳酶基因工程的研究。Nishimori 等于 1981 年首次采用 DNA 重组技术将凝乳酶原基因的 DNA 库存，并成功地在 E-coli 酵母和丝状真菌中表达。现在利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产 生，避免了小牛的无辜死亡，也降低了生产成本。美国超过 2/3 的奶酪在生产 过程中使用了这种遗传工程的凝乳酶。 4、食品医疗 转基因食品中 的“疫苗食品”可 用来预防疾病。目 前越来越多的抗病 基因正在被转入植 物，使人们在品尝 鲜果美味的同时， 达到防病的目的。 例如，我国正在研 制的能够预防乙肝 的西红柿。除了 “疫苗食品”以 外，我们利用转基因动植物作为生物反应器来生产的药用蛋白也属于这类特殊 的转基因食品。目前我们利用动物反应器可以生产人血红蛋白、胰蛋白酶抑制 因子、人乳蛋白等药物蛋白，对于疾病的治疗也发挥了巨大的功效
技术优点: 1、提升食品的质量和营养 西红怖 价值 转基因西红柿 转基因技术在食品生 颜色有红的有黄的,形状椭 产过程之中的应用可以提 圆和园形,果实较硬,不易 升食品生产的质量,转基 因处理可以提升食品在发 育过程之中某种物质的分 非转基因西红柿 泌量或是某种元素的含 形状比较大,不耐储存。 量,以便于提高其使用价 值。比如,铁元素作为世 界范围内食品中难以进行 摄取的一种营养元素,为 了提高铁元素在稻米之中的含量,当前的研究之中科学家通过基因处理技术将 菜豆之中生产铁蛋表的基因导入了水稻体内,使得稻米之中的铁元素的含量提 髙,改善了人们铁元素吸收难的问题。除此之外,在食品生产过程之中,由于 人们对于口感、糖分含量等的要求,在研究过程之中,转基因人员在果树的育 种过程之中使用了外种基因对于果树的遗传物质进行了改善,满足了人们对于 水果等的多种要求,提高了市场上转基因水果的受欢迎度 2、市场价格低 转基因食品由于是使用生物技术对其遗传性状进行改变,因此,不需要进 行长时间的育种处理,降低了生产成本。转基因食品的价格一般低于同类的非 转基因食品,转基因作物在生产过程之中的成本降低,且转基因处理还提升了 食品的生产数量,进一步降低了在市场销售中的成本,降低了在销售过程之中 的价格。市场调查显示,转基因食品的成本是传统食品生产过程的40%到 60%,产量增加最大可以达到20%,有效降低了生产成本和市场价格。 3、抗不良环境的特性 转基因技术的实践过程之中除了会对食品的性质和产量等进行优化之外 另一种用途是提升作物在恶劣环境之下的生存性能。在实际的生产过程之中, 技术人员可以利用转基因技术将具备抗干旱、抗虫害、抗疾病的基因导入需要 进行改造的农作物之中,使得这些作物在生长过程之中具备抗恶劣环境的特 性。在当前的生产过程之中使用较多的一种基因是在农作物之中导入抗虫害的 基因,通过农作物自身分泌抗虫害物质来达到减少病虫害的目的,减少了农药 等有毒物质的使用。降低了农药对环境的污染和对于作物质量的影响,减少了 在农业生产运输过程之中的支出。农药使用量的减少还避免了农药影响益虫的 生存,对于生态系统的完整性有较好的保护作用。 4、保险性能增强 在食物的生产和销售过程之中支出较多的一个项目是食品保险,要保证食 品的新鲜和质量,在销售之中保险处理是不可缺少的。在实际的处理过程之 中,技术人员可以将抵抗低温的基因导入容易受到周边环境影响的作物之中 在低温环境中保存的过程之中避免质量受到影响。 技术缺点:
技术优点： 1、提升食品的质量和营养 价值 转基因技术在食品生 产过程之中的应用可以提 升食品生产的质量，转基 因处理可以提升食品在发 育过程之中某种物质的分 泌量或是某种元素的含 量，以便于提高其使用价 值。比如，铁元素作为世 界范围内食品中难以进行 摄取的一种营养元素，为 了提高铁元素在稻米之中的含量，当前的研究之中科学家通过基因处理技术将 菜豆之中生产铁蛋表的基因导入了水稻体内，使得稻米之中的铁元素的含量提 高，改善了人们铁元素吸收难的问题。除此之外，在食品生产过程之中，由于 人们对于口感、糖分含量等的要求，在研究过程之中，转基因人员在果树的育 种过程之中使用了外种基因对于果树的遗传物质进行了改善，满足了人们对于 水果等的多种要求，提高了市场上转基因水果的受欢迎度。 2、市场价格低 转基因食品由于是使用生物技术对其遗传性状进行改变，因此，不需要进 行长时间的育种处理，降低了生产成本。转基因食品的价格一般低于同类的非 转基因食品，转基因作物在生产过程之中的成本降低，且转基因处理还提升了 食品的生产数量，进一步降低了在市场销售中的成本，降低了在销售过程之中 的价格。市场调查显示，转基因食品的成本是传统食品生产过程的 40%到 60%，产量增加最大可以达到 20%，有效降低了生产成本和市场价格。 3、抗不良环境的特性 转基因技术的实践过程之中除了会对食品的性质和产量等进行优化之外， 另一种用途是提升作物在恶劣环境之下的生存性能。在实际的生产过程之中， 技术人员可以利用转基因技术将具备抗干旱、抗虫害、抗疾病的基因导入需要 进行改造的农作物之中，使得这些作物在生长过程之中具备抗恶劣环境的特 性。在当前的生产过程之中使用较多的一种基因是在农作物之中导入抗虫害的 基因，通过农作物自身分泌抗虫害物质来达到减少病虫害的目的，减少了农药 等有毒物质的使用。降低了农药对环境的污染和对于作物质量的影响，减少了 在农业生产运输过程之中的支出。农药使用量的减少还避免了农药影响益虫的 生存，对于生态系统的完整性有较好的保护作用。 4、保险性能增强 在食物的生产和销售过程之中支出较多的一个项目是食品保险，要保证食 品的新鲜和质量，在销售之中保险处理是不可缺少的。在实际的处理过程之 中，技术人员可以将抵抗低温的基因导入容易受到周边环境影响的作物之中， 在低温环境中保存的过程之中避免质量受到影响。 技术缺点：
1、转基因食品可能破坏原本食物中的营养成分 每种食品和植物都具有其特有的营养成分,其生长 和营养物质的生长有一定的规律性。转基因食品的生产 过程主要是将一种异种生物基因人为转移到了目标食品 之中,当前在国际研究之中,人们对于这种处理是否会 影响食品原本的代谢过程有较大的争论,是否转基因技 术的处理会影响食物的营养价值,使其营养结构失去平 衡。在进行转基因处理之后,食品食用之后是否会被人 体进行有效的吸收,甚至影响人体的营养平衡也是当前 争论的重点。当前由于无法进行长时间的安全实验,并 没有针对这一点作出有效的结论 2、转基因食品可能含有毒素 由于转基因食品的研究和食用时间不长,转基因技转基因 术的发展也存在不足指出,因此,在国际研究之中部分 食品 技术人员认为在进行目标基因的人工提炼和导入的过程 之中是否可以达到设计的结果,在实现食品蛋白质或是 抗干旱物质表达的同时是否会造成食品之中未知毒素的积累,产生的毒素对于 人体是否有害,是否具备潜伏期都是当前在研究之中争论的重点。由于食用时 间不长,长时间的观察实验难以进行。当前研究之中还没有具备较强说福利的 研究,因此对于转基因食品中的毒素并没有准确的结论 3、转基因食品可能导致人体过敏反应 转基因技术处理食品的主要目的是为食品增加某种优秀性状,一般是蛋白 质、糖类等物质的分泌增加或是部分抗恶劣环境蛋白的表达,但是,这些物质 在人体食用过程之中是否会引起人体的过敏反应是存在的问题质疑。1996年巴 西就发生了部分人民对于转基因大豆的过敏事件。转基因处理是否会造成新性 状的表达失控有待于未来的研究考证 参考文献: [1]岳燕霞,朱海霞.人类健康与转基因食品技术的发展[J].科学技术创新, 2017,63 [2]关于转基因技术在食品方面的应用及发展现状的综述 https://wenku.baiducom/view/757bf60d7cd184254b35356a.htmi [3]转基因技术原理 https://baike.baiducom/item/%e8%bd%ac%e5%9f%ba%e5%9b%a0%e6%68a%680%e6% 9C%AF/564577?fr=aladdin# [4]转基因技术基本步骤:htps://w,docin.com/p=1469687257html [5]转基因食品: https://baike.baiducom/item/%e8%bd%ac%e5%9f%ba%e5%9b%a0%e9%a3%9F%e5% 93%81/15184?fr=aladdin
1、转基因食品可能破坏原本食物中的营养成分 每种食品和植物都具有其特有的营养成分，其生长 和营养物质的生长有一定的规律性。转基因食品的生产 过程主要是将一种异种生物基因人为转移到了目标食品 之中，当前在国际研究之中，人们对于这种处理是否会 影响食品原本的代谢过程有较大的争论，是否转基因技 术的处理会影响食物的营养价值，使其营养结构失去平 衡。在进行转基因处理之后，食品食用之后是否会被人 体进行有效的吸收，甚至影响人体的营养平衡也是当前 争论的重点。当前由于无法进行长时间的安全实验，并 没有针对这一点作出有效的结论。 2、转基因食品可能含有毒素 由于转基因食品的研究和食用时间不长，转基因技 术的发展也存在不足指出，因此，在国际研究之中部分 技术人员认为在进行目标基因的人工提炼和导入的过程 之中是否可以达到设计的结果，在实现食品蛋白质或是 抗干旱物质表达的同时是否会造成食品之中未知毒素的积累，产生的毒素对于 人体是否有害，是否具备潜伏期都是当前在研究之中争论的重点。由于食用时 间不长，长时间的观察实验难以进行。当前研究之中还没有具备较强说福利的 研究，因此对于转基因食品中的毒素并没有准确的结论。 3、转基因食品可能导致人体过敏反应 转基因技术处理食品的主要目的是为食品增加某种优秀性状，一般是蛋白 质、糖类等物质的分泌增加或是部分抗恶劣环境蛋白的表达，但是，这些物质 在人体食用过程之中是否会引起人体的过敏反应是存在的问题质疑。1996 年巴 西就发生了部分人民对于转基因大豆的过敏事件。转基因处理是否会造成新性 状的表达失控有待于未来的研究考证。 参考文献： [1] 岳燕霞，朱海霞.人类健康与转基因食品技术的发展[J].科学技术创新， 2017，63 [2]关于转基因技术在食品方面的应用及发展现状的综述： https://wenku.baidu.com/view/757bf60d7cd184254b35356a.html [3]转基因技术原理： https://baike.baidu.com/item/%E8%BD%AC%E5%9F%BA%E5%9B%A0%E6%8A%80%E6% 9C%AF/564577?fr=aladdin#2 [4]转基因技术基本步骤：https://www.docin.com/p-1469687257.html [5]转基因食品： https://baike.baidu.com/item/%E8%BD%AC%E5%9F%BA%E5%9B%A0%E9%A3%9F%E5% 93%81/15184?fr=aladdin