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FoodBiotechnology食品生物技術(shù)1
FoodBiotechnology食品生物技術(shù)1目錄第一章緒論第二章食品與基因工程第三章食品與蛋白質(zhì)工程第四章食品與酶工程第五章食品與發(fā)酵工程第六章食品與細(xì)胞工程第七章食品生物工程中的下游過(guò)程第八章食品生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)第九章生物技術(shù)與食品工業(yè)“三廢”治理2目錄第一章緒論2第八章食品生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)第一節(jié)概述第二節(jié)食源性微生物的毒害與檢測(cè)第三節(jié)食品中的農(nóng)藥殘留及其檢測(cè)第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)方法第五節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法第六節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全管理及相關(guān)法規(guī)3第八章食品生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)第一節(jié)概述3第一節(jié)概述食品安全是保護(hù)人類健康,提高人類生活質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前,食品安全已成為全球性的重大戰(zhàn)略性問(wèn)題,并越來(lái)越受到世界各國(guó)政府和消費(fèi)者的高度重視。世界衛(wèi)生組織提出了以食品法典委員會(huì)(CAC)制定的標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)則作為權(quán)威性指導(dǎo)原則,各國(guó)以此作為相關(guān)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。4第一節(jié)概述食品安全是保護(hù)人類健康,提高人類生活質(zhì)量的基礎(chǔ)2000年5月,第53屆世界衛(wèi)生大會(huì)首次通過(guò)了加強(qiáng)食品安全的決議。在這一決議中,不僅將食品安全列入世界衛(wèi)生組織的工作重點(diǎn),強(qiáng)化了相應(yīng)的檢測(cè)措施,并于2002年提出全球食品安全戰(zhàn)略規(guī)劃。發(fā)展到今天,美國(guó)的食品安全監(jiān)管工作出現(xiàn)了新的特點(diǎn),建立了現(xiàn)代化的HACCP體系。以預(yù)防為主,通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,協(xié)助廠家及時(shí)發(fā)現(xiàn)在食品生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),減少病毒侵入食品生產(chǎn)鏈的機(jī)會(huì)。52000年5月,第53屆世界衛(wèi)生大會(huì)首次通過(guò)了加強(qiáng)食品安全的
現(xiàn)代生物技術(shù)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已成為食品科技發(fā)展的重中之重。生物技術(shù)對(duì)食品安全的影響主要體現(xiàn)在食品的安全上,尤其是“抗性”轉(zhuǎn)基因食品的安全性。為了保證食品的標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì),開(kāi)展食品科學(xué)技術(shù)研究,尋找食品污染的根源,人們更需要對(duì)食品進(jìn)行各種有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和對(duì)人體有害、有毒物質(zhì)的檢驗(yàn)和分析。66第二節(jié)食源性微生物的毒害與檢測(cè)一、腸出血性大腸埃希菌出血性腸炎系由此種新發(fā)現(xiàn)的致病性大腸桿菌O157:H7引起,并將該菌命名為腸道出血性大腸桿菌。E.ColiO157:H7屬于腸桿菌科埃希菌屬,革蘭氏染色陰性,在pH2.5或3.0、溫度37℃時(shí)能存活5h,也能在冰箱內(nèi)長(zhǎng)期生存。但不耐熱,加熱到75℃以上即被殺死。除不發(fā)酵或遲緩發(fā)酵山梨醇外,其他常見(jiàn)生化特性與大腸桿菌相似。它的一個(gè)顯著特征是能產(chǎn)生大量的Vero毒素,毒性實(shí)驗(yàn)顯示Vero毒素是細(xì)菌產(chǎn)生的最強(qiáng)毒素之一,其毒性可與肉毒桿菌或破傷風(fēng)桿菌毒素相比。7第二節(jié)食源性微生物的毒害與檢測(cè)一、腸出血性大腸埃希菌出血二、金黃色葡萄球菌及其腸毒素金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus,)是重要的食源性致病菌,廣泛存在于自然界。金黃色葡萄球菌腸毒素是一個(gè)世界性的衛(wèi)生問(wèn)題。在美國(guó),由金黃色葡萄球菌腸毒素引起的食物中毒占整個(gè)細(xì)菌性食物中毒的33%,加拿大則更多,占45%,我國(guó)每年發(fā)生的此類中毒事件也不少。8二、金黃色葡萄球菌及其腸毒素金黃色葡萄球菌(Staphylo三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌(Clostridiumbotulinum)是一種革蘭氏染色陽(yáng)性的厭氧芽胞梭菌,其產(chǎn)生的肉毒毒素(Botulinumtoxin)能引起人和動(dòng)物的嚴(yán)重中毒癥狀,甚至導(dǎo)致死亡。肉毒梭菌具有厭氧、低溫生長(zhǎng)并產(chǎn)毒的特點(diǎn)。這一特點(diǎn)使得它在真空包裝、冷凍及罐裝食品中具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),從而成為這類食品中毒的主要原因之一。9三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌(Clostridiumbo四、幽門(mén)螺桿菌幽門(mén)螺桿菌(Helicchacterpylori,Hp)的發(fā)現(xiàn)被視為現(xiàn)代消化疾病研究領(lǐng)域劃時(shí)代的大事件。目前,已確認(rèn)Hp與4種上消化道疾病密切相關(guān):慢性胃炎、消化性潰瘍病、胃癌及胃粘膜相關(guān)性淋巴樣組織惡性淋巴瘤。世界衛(wèi)生組織和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院已正式將Hp定為胃癌的Ⅰ類致癌因子。10四、幽門(mén)螺桿菌幽門(mén)螺桿菌(Helicchacterpylo五、食源性微生物的檢測(cè)方法(一)自動(dòng)微生物檢測(cè)系統(tǒng)(AMS)自動(dòng)微生物檢測(cè)系統(tǒng)(AMS)是在傳統(tǒng)微生物及檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),運(yùn)用概率最大近似值模型法進(jìn)行微生物檢測(cè)的技術(shù)。(二)微生物快速檢測(cè)試劑盒一般試劑盒包括鑒定這些微生物生化反應(yīng)所必需的全部試劑。(三)免疫學(xué)方法檢測(cè)微生物檢測(cè)試劑盒中應(yīng)用的免疫反應(yīng)類型包括免疫擴(kuò)散反應(yīng)、凝聚反應(yīng)、免疫熒光反應(yīng)、酶免疫試驗(yàn)(ELA)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)。(四)分子生物學(xué)方法PCR(polymerasechainreaction)即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡(jiǎn)稱。以單鏈DNA為模塊,以人工設(shè)計(jì)與合成的寡核苷酸為引物,利用熱穩(wěn)定的DNA聚合酶5ˊ→3ˊ方向摻入單核苷酸來(lái)特異性地?cái)U(kuò)增DNA片斷的新技術(shù)。11五、食源性微生物的檢測(cè)方法(一)自動(dòng)微生物檢測(cè)系統(tǒng)(AMS)第三節(jié)食品中的農(nóng)藥殘留及其檢測(cè)一、食品中農(nóng)藥殘留狀況果蔬或農(nóng)作物噴施農(nóng)藥后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,絕大部分農(nóng)藥因日曬(特別是紫外線)、高溫、雨淋而揮發(fā)和流失,植物代謝作用也會(huì)使之分解,但由于使用不當(dāng)或過(guò)量施用,在收獲的產(chǎn)品中仍可能殘留著微量農(nóng)藥及其衍生物,被稱為“農(nóng)藥的殘留性”。12第三節(jié)食品中的農(nóng)藥殘留及其檢測(cè)一、食品中農(nóng)藥殘留狀況果蔬二、食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法近年來(lái),免疫生物傳感器技術(shù)、流注免疫分析技術(shù)(flowimmunoassay)的迅速發(fā)展,免疫親和萃取技術(shù)與色譜分析手段聯(lián)合使用,使免疫分析結(jié)果定量更加準(zhǔn)確、更加可靠;而免疫芯片技術(shù)的發(fā)展使得快速、高通量的農(nóng)藥殘留免疫檢測(cè)模式逐漸成為現(xiàn)實(shí)。13二、食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法近年來(lái),免疫生物傳感器技術(shù)、流注免(一)樣品的前處理1.固相萃?。⊿PE)技術(shù)2.固相微萃取技術(shù)3.免疫親和色譜技術(shù)免疫親和色譜(immunoaffinitychromatograph·IAC)利用抗原/抗體特異性可逆結(jié)合特性的SPE技術(shù),根據(jù)抗原抗體的高選擇性,從復(fù)雜的待測(cè)樣品中提取目標(biāo)化合物。14(一)樣品的前處理14(二)幾種主要的儀器分析方法1.毛細(xì)管氣相色譜(capillarygaschromatography·CGC)2.液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquidChromatographyMatter·LC-MS)3.超臨界流體色譜(superiticalFluidChromatography·SFC)4.毛細(xì)管電泳(capillaryelecrophoresis·CE)(三)免疫學(xué)方法1.酶聯(lián)免疫分析(enzymelinkedimmunoassay·ELISA)現(xiàn)已有幾十余種農(nóng)藥建立了酶聯(lián)免疫分析方法如表8-1所示。2.農(nóng)藥多殘留分析15(二)幾種主要的儀器分析方法15表8-1主要農(nóng)藥殘留的酶聯(lián)免疫分析方法研究進(jìn)展(統(tǒng)計(jì)截止2006)16表8-1主要農(nóng)藥殘留的酶聯(lián)免疫分析方法研究進(jìn)展(統(tǒng)計(jì)截止1717(四)免疫學(xué)方法與現(xiàn)代理化檢測(cè)手段結(jié)合的幾項(xiàng)新技術(shù)1.免疫傳感器(immunosensor)生物傳感器利用生物大分子作用后在傳感器上產(chǎn)生光、電、等離子共振等物理信號(hào)的變化獲得檢測(cè)結(jié)果,具有靈敏、快速、定量準(zhǔn)確的特點(diǎn)(見(jiàn)圖8-1)。18(四)免疫學(xué)方法與現(xiàn)代理化檢測(cè)手段結(jié)合的幾項(xiàng)新技術(shù)18轉(zhuǎn)換器敏感元件待測(cè)物生物傳感器的模型19敏感元件待測(cè)物生物傳感器的模型19圖8-1生物傳感器結(jié)構(gòu)示意圖20圖8-1生物傳感器結(jié)構(gòu)示意圖20在金屬薄片載體上以化學(xué)鍵連接酶、抗體、受體、核酸、微生物等物質(zhì),當(dāng)這些生物大分子與檢測(cè)物發(fā)生特異性結(jié)合,在傳感器上產(chǎn)生光、電、等離子共振等物理信號(hào)的變化獲得檢測(cè)結(jié)果。21在金屬薄片載體上以化學(xué)鍵連接酶、抗體、受體、核酸、微生物等物2.免疫流注分析技術(shù)(flowimmunoassay)
免疫分析方法以其靈敏、快速、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)藥樣品初步篩選中被廣泛認(rèn)可,為了適應(yīng)對(duì)連續(xù)、高通量樣品進(jìn)行在線檢測(cè),免疫流注分析技術(shù)(flowimmunoassay)應(yīng)運(yùn)而生。免疫流注分析技術(shù)工作原理如圖8-2所示。
222.免疫流注分析技術(shù)(flowimmunoassay)
免圖8-2免疫流注分析工作原理圖23圖8-2免疫流注分析工作原理圖233.蛋白質(zhì)芯片(proteinchips)技術(shù)蛋白質(zhì)芯片(proteinchips)也稱為抗體微陣列(antibodymicroarrays)如圖8-3所示。
243.蛋白質(zhì)芯片(proteinchips)技術(shù)24圖8-3蛋白質(zhì)芯片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備示意圖25圖8-3蛋白質(zhì)芯片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備示意圖25第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)方法一、轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)基因過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)都可能對(duì)食品的安全性產(chǎn)生影響,第一,轉(zhuǎn)移基因的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,第二,基因插入受體基因組的位置。第三,載體的選擇及使用具有抗生素耐藥性的選擇性標(biāo)識(shí)基因可能會(huì)對(duì)人產(chǎn)生影響。26第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)方法一、轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因食品可能產(chǎn)生的具體危害包括:(一)直接危害1、轉(zhuǎn)基因寄宿、受體或帶菌生物感染人類、動(dòng)物及植物。2、轉(zhuǎn)基因生物、組份或代謝物產(chǎn)生毒性或引起過(guò)敏反應(yīng)。3、因意外釋放轉(zhuǎn)基因生物而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。(二)間接危害1、產(chǎn)生具有傳染性或抗藥性的微生物2、將有害的基因(例如致癌物質(zhì))傳給人類3、轉(zhuǎn)基因植物中有關(guān)基因物質(zhì)轉(zhuǎn)移到雜草類的相關(guān)植物中,使之增加抵抗力而變得具生長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性27轉(zhuǎn)基因食品可能產(chǎn)生的具體危害包括:27二、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)(一)安全性評(píng)價(jià)必要性(二)安全性評(píng)價(jià)原則1993年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment·OECD)提出了“現(xiàn)代生物技術(shù)食品安全性評(píng)價(jià):概念和原則”的報(bào)告,提出了“實(shí)質(zhì)等同性”(Substantialequivalence)的概念。28二、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)(一)安全性評(píng)價(jià)必要性28(三)實(shí)質(zhì)性等同概念根據(jù)比較的三種結(jié)果確定其后的評(píng)價(jià)程序。根據(jù)基因修飾食品的表型性狀、分子特征、主要營(yíng)養(yǎng)成分、毒性物質(zhì)及過(guò)敏原等特性,實(shí)質(zhì)等同性可分為以下三類:(1)與傳統(tǒng)食品及食品成分具有實(shí)質(zhì)等同性,可認(rèn)為其與市售食品一樣安全,無(wú)需作進(jìn)一步的安全性分析。(2)除某些特定差異外,與傳統(tǒng)食品及食品成分有實(shí)質(zhì)等同性,需要對(duì)基因的產(chǎn)物作集中性安全性分析。(3)與傳統(tǒng)食品及其成分無(wú)實(shí)質(zhì)等同性,應(yīng)全面分析新食品的營(yíng)養(yǎng)性和安全性。29(三)實(shí)質(zhì)性等同概念29(四)安全性評(píng)價(jià)的框架安全性評(píng)價(jià)包括:所表達(dá)的物質(zhì)(非核酸物質(zhì))、重要組分的組成分析、代謝評(píng)價(jià)、食品加工、營(yíng)養(yǎng)的改變和其它。(五)安全性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容轉(zhuǎn)基因食品的安全評(píng)估,一般按以下內(nèi)容進(jìn)行:1、過(guò)敏性2、毒性反應(yīng)3、水平基因轉(zhuǎn)移4、與生物技術(shù)改良的有關(guān)食品變化產(chǎn)生的任何非預(yù)期影響30(四)安全性評(píng)價(jià)的框架30(六)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的初步評(píng)價(jià)1、因?yàn)樗猩锏腄NA都是由相同的4種堿基組成,標(biāo)記基因在胃腸中與生物食品中含有的DNA一樣被降解,所以WHO認(rèn)為食品中的轉(zhuǎn)基因DNA本身并沒(méi)有安全性問(wèn)題。2、關(guān)于“基因多效性”。目前既無(wú)基因隨機(jī)插入而激活毒性代謝的報(bào)道,也無(wú)標(biāo)記基因插入的不同而引起特殊次生效應(yīng)或多效應(yīng)的證據(jù)。3、關(guān)于標(biāo)記基因編碼蛋白的安全性。目前尚無(wú)轉(zhuǎn)基因作物中標(biāo)記基因編碼的蛋白有直接毒性的證據(jù),經(jīng)過(guò)序列分析也未得出標(biāo)記基因編碼蛋白的氨基酸與毒性蛋白氨基酸有同源性。4、標(biāo)記基因及其產(chǎn)物對(duì)人、畜等動(dòng)物的安全性。5、轉(zhuǎn)基因作物中通常含有標(biāo)記基因和目標(biāo)基因。31(六)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的初步評(píng)價(jià)31第五節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法一、除草劑活性的生物分析法除草劑活性的生物分析法是檢測(cè)未加工材料的某種特定特征的存在或缺失(如抗除草或耐除草性)的方法。該方法對(duì)可發(fā)芽的種子和谷粒的特征識(shí)別非常準(zhǔn)確,是種子公司的一種精確、廉價(jià)、實(shí)用的初步預(yù)防性檢測(cè)方法。32第五節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法一、除草劑活性的生物分析法除草二、免疫學(xué)分析技術(shù)(一)蛋白質(zhì)印跡法蛋白質(zhì)印跡法將電泳的較高的分離能力、抗體的特異性和顯色酶反應(yīng)的靈敏性結(jié)合起來(lái),是檢測(cè)復(fù)雜混合物中特異蛋白質(zhì)的最有力的工具之一。33二、免疫學(xué)分析技術(shù)(一)蛋白質(zhì)印跡法33(二)酶聯(lián)免疫吸附法ELISA檢測(cè)是將抗原和抗體反應(yīng)的特異性與酶對(duì)底物的高效催化作用結(jié)合起來(lái),根據(jù)酶作用于底物后的顯色反應(yīng),當(dāng)抗原與抗體結(jié)合時(shí),借助于比色或熒光反應(yīng)鑒定轉(zhuǎn)基因食品。(三)試紙條法試紙條法(lateralflowstrip)主要將特異性抗體交聯(lián)到試紙條上,當(dāng)紙上抗體與特異抗原(待測(cè)抗原)結(jié)合后,再與帶有標(biāo)記物的特異抗體進(jìn)行反應(yīng)。34(二)酶聯(lián)免疫吸附法34三、DNA檢測(cè)法(一)PCR技術(shù)(polymerasechainreaction·PCR)PCR技術(shù)即“聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)”,是指模擬體內(nèi)DNA復(fù)制方式在體外選擇性擴(kuò)增DNA某個(gè)特殊區(qū)域的技術(shù)1、定性PCR技術(shù)2、定量PCR技術(shù)目前轉(zhuǎn)基因成分的定量檢測(cè)方法有半定量PCR(semiquantitativePCR)、定量競(jìng)爭(zhēng)PCR(quantitativecompetitivePCR)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR(realtimefluorescencequantitativePCR)。
35三、DNA檢測(cè)法(一)PCR技術(shù)(polymerasec(二)PCR-ELISA這是一種將PCR的高效性、高靈敏度與ELISA的高準(zhǔn)確度相結(jié)合的方法。(三)巢式定性PCR(nested-PCR)(四)復(fù)合擴(kuò)增PCR(multiplexPCR)復(fù)合擴(kuò)增PCR是一種高效的針對(duì)多個(gè)靶位點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)的技術(shù)。(五)電化學(xué)發(fā)光PCR(electrochemiluminescence-PCR·ECL-PCR)36(二)PCR-ELISA36四、基因芯片基因芯片(genechip),又稱DNA微陣列,是指將許多特定的寡核苷酸片段或基因片段作為探針,有規(guī)律的排列固定于支持物上形成的DNA分子陣列。目前,基因芯片技術(shù)已被應(yīng)用于對(duì)大豆、棉花、馬鈴薯、番茄等轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)。它具有PCR的優(yōu)點(diǎn),可以精確地進(jìn)行GMO的定性檢測(cè)。轉(zhuǎn)基因生物(geneticallymodifiedorganism)
37四、基因芯片基因芯片(genechip),又稱DNA微陣列基因芯片技術(shù)的主要應(yīng)用
1998年底,美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)將基因芯片技術(shù)列為1998年度自然科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展之一。一些科學(xué)家把基因芯片稱為“可以隨身攜帶的微型實(shí)驗(yàn)室”。
DNA芯片可用于大規(guī)模篩查基因突變所引起的疾病;
分析基因組及發(fā)現(xiàn)新基因等具有很大的優(yōu)勢(shì); DNA芯片技術(shù)用于基因組分析時(shí),具有樣品用量小、信息量大、分析方法簡(jiǎn)易快速、自動(dòng)化程度高等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),特別適合于尋找新基因、基因表達(dá)檢測(cè)、突變檢測(cè)、基因組多態(tài)性分析和基因文庫(kù)作圖以及雜交測(cè)序等方面。醫(yī)學(xué)、化學(xué)、新藥開(kāi)發(fā)、司法鑒定、農(nóng)業(yè)技術(shù)和食品技術(shù)領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用;38基因芯片技術(shù)的主要應(yīng)用1998年底生物芯片之所以成為全世界科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)的原因——▲一個(gè)指甲大的地方就能建個(gè)實(shí)驗(yàn)室,醫(yī)生可以一次同時(shí)測(cè)出多種病原微生物,在極短的時(shí)間內(nèi)知道病人被哪種微生物感染,迅速醫(yī)治;想知道胎兒是否患有遺傳病,只要取少量羊水或幾滴父母血液,同時(shí)鑒別的遺傳病達(dá)數(shù)十種甚至數(shù)千種!▲這個(gè)縮微實(shí)驗(yàn)室名叫“生物芯片”。39生物芯片之所以成為全世界科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)的原因生物芯片大規(guī)模、高通量檢測(cè),使個(gè)人擁有自己的基因卡成為可能,這對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)極為重要。也許不久的將來(lái),上醫(yī)院看病,不僅要帶病歷卡,還要帶芯片病歷卡。盈盈方寸間,將記錄你的個(gè)人遺傳信息,對(duì)什么藥物最敏感,醫(yī)生將據(jù)此為每個(gè)人設(shè)計(jì)預(yù)防方案,通過(guò)生活方式的改變,躲開(kāi)許多致命的遺傳疾病的侵襲。
40生物芯片大規(guī)模、高通量檢測(cè),使個(gè)人擁有自己的基因卡成為可能,最近兩年內(nèi),基因?qū)W專家有望按照對(duì)藥物的不同反應(yīng),將人分成若干類型,屆時(shí)便能夠準(zhǔn)確地判定出誰(shuí)適合服用哪種藥。這就如同發(fā)給每人一張“基因身份證”?;蛏矸葑C中包含著比人的指紋更為復(fù)雜、更有價(jià)值的東西。所有愿意獲取這一身份證的人都會(huì)得到如下的信息:適合于什么藥物,不適合于什么藥物;自身容易感染何種疾病,而罹患某些疾病的機(jī)會(huì)則微乎其微。嬰兒在呱呱墜地時(shí)候便可以得到自己的“基因身份證”。美國(guó)已有人植入人體基因芯片(“隨身攜帶”—的身份證)。41最近兩年內(nèi),基因?qū)W專家有望按照對(duì)藥物的不同反應(yīng),將人分成若干
面對(duì)生物芯片的巨大產(chǎn)業(yè),我國(guó)的科學(xué)家們也積極行動(dòng),研制開(kāi)發(fā)出我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物芯片,在醫(yī)用生物芯片研究和工程技術(shù)的某些方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2000年10月,清華大學(xué)生物芯片研究開(kāi)發(fā)中心程京教授在國(guó)際生物芯片技術(shù)大會(huì)上宣布,他們已經(jīng)研制出世界上第一個(gè)1平方厘米大小的多力生物芯片平臺(tái)系統(tǒng)。利用它可以在指甲大小的芯片上建立縮微實(shí)驗(yàn)室,用于醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究、疾病診斷、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督、航天、環(huán)保等領(lǐng)域的分析檢測(cè)。上述成果表明,雖然中國(guó)在生物芯片領(lǐng)域起步較晚,與美國(guó)、歐洲、日本相比在實(shí)際制作實(shí)物的能力方面,還有相當(dāng)差距,但在某些想法和構(gòu)思方面走到了國(guó)際前沿。42面對(duì)生物芯片的巨大產(chǎn)業(yè),我國(guó)的科學(xué)家們也積極行第六節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全管理及相關(guān)法規(guī)一、國(guó)外對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全的管理現(xiàn)狀(一)國(guó)際組織,2003年7月1日,國(guó)際食品法典委員會(huì)通過(guò)了三項(xiàng)有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品安全問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)。要求轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品應(yīng)該“與其相應(yīng)的常規(guī)產(chǎn)品一樣安全”;同時(shí)還規(guī)定了玉米、大豆等轉(zhuǎn)基因食用植物及用于生產(chǎn)啤酒和奶酪的轉(zhuǎn)基因微生物的安全評(píng)估準(zhǔn)則;規(guī)定了轉(zhuǎn)基因食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)變化的檢測(cè)程序;指出在轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品投放市場(chǎng)前應(yīng)首先進(jìn)行安全評(píng)估。
43第六節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全管理及相關(guān)法規(guī)一、國(guó)外對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安(二)美國(guó)美國(guó)是對(duì)轉(zhuǎn)基因食品政策最寬松的國(guó)家,采用以產(chǎn)品為基礎(chǔ)的管理模式,2000年1月7日美國(guó)政府對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米的種植頒布了限令,以防止害蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米中毒素形成抗藥性。2001年1月美國(guó)出臺(tái)了“轉(zhuǎn)基因食品管理草案”。(三)歐盟歐盟于1990年4月規(guī)定了轉(zhuǎn)基因生物的批準(zhǔn)程序。歐盟議會(huì)于2003年7月2日通過(guò)了有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品和動(dòng)物飼料的新法規(guī)。(四)英國(guó)英國(guó)在1999年3月進(jìn)一步規(guī)定,餐館和咖啡廳等出售的食品中如果含有轉(zhuǎn)基因成分,必須在菜單上注明。44(二)美國(guó)44(五)日本日本對(duì)轉(zhuǎn)基因食品也采用限制進(jìn)口的措施。所有轉(zhuǎn)基因食品必須通過(guò)農(nóng)林水產(chǎn)省的安全評(píng)價(jià)后才準(zhǔn)許進(jìn)口。2000年4月實(shí)施的《轉(zhuǎn)基因食品的標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)容及實(shí)施辦法》,對(duì)28種含有可檢測(cè)量轉(zhuǎn)基因配料的食品(包括大豆、玉米和馬鈴薯)進(jìn)行強(qiáng)制性標(biāo)記。(六)澳大利亞、新西蘭新西蘭雖然目前暫時(shí)禁止轉(zhuǎn)基因技術(shù)的商業(yè)化運(yùn)作,但不禁止從別國(guó)進(jìn)口含轉(zhuǎn)基因成分的食品出售或原料進(jìn)行再加工。澳大利亞1999年5月起實(shí)施《轉(zhuǎn)基因工程生產(chǎn)的食品標(biāo)準(zhǔn)》,澳大利亞還于2000年制定了《基因法》。45(五)日本45(七)俄羅斯俄羅斯從1999年7月起,對(duì)轉(zhuǎn)基因食品及其原料建立州政府登記制度。(八)瑞士瑞士政府規(guī)定,如果食品中轉(zhuǎn)基因成分不超過(guò)1%的,不需在標(biāo)簽上標(biāo)明。(九)加拿大在加拿大轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品和食品被歸為“新型食品”類。(十)韓國(guó)2001年7月開(kāi)始實(shí)行轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)識(shí)制。對(duì)所有進(jìn)口的大豆、玉米以及含有這些成分的食品要求加貼“轉(zhuǎn)基因”標(biāo)識(shí)。46(七)俄羅斯46二、我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的管理及相關(guān)法規(guī)2001年6月6日,國(guó)務(wù)院公布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》規(guī)定。2001年9月5日,國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布并實(shí)施了《進(jìn)出境轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢驗(yàn)檢疫管理辦法》。2002年1月5日,農(nóng)業(yè)部簽發(fā)了三個(gè)農(nóng)業(yè)法令《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理方法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理辦法》和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理辦法》三個(gè)配套細(xì)則。2002年4月8日,國(guó)家衛(wèi)生部頒布了《轉(zhuǎn)基因食品衛(wèi)生管理辦法》。47二、我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的管理及相關(guān)法規(guī)2001年6月6日,國(guó)務(wù)三、轉(zhuǎn)基因食品安全管理的對(duì)策(一)合理應(yīng)用生物技術(shù)(二)加強(qiáng)檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(三)完善轉(zhuǎn)基因食品的標(biāo)識(shí)制度(四)加大生物技術(shù)的研究力度(五)對(duì)公眾進(jìn)行廣泛的宣傳教育48三、轉(zhuǎn)基因食品安全管理的對(duì)策(一)合理應(yīng)用生物技術(shù)48思考題1.生物技術(shù)食品安全性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是什么?2.生物技術(shù)食品安全性評(píng)價(jià)的原則是什么?3.PCR檢測(cè)技術(shù)在食品安全檢測(cè)應(yīng)用前景如何?49思考題1.生物技術(shù)食品安全性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是什么?49
FoodBiotechnology食品生物技術(shù)50
FoodBiotechnology食品生物技術(shù)1目錄第一章緒論第二章食品與基因工程第三章食品與蛋白質(zhì)工程第四章食品與酶工程第五章食品與發(fā)酵工程第六章食品與細(xì)胞工程第七章食品生物工程中的下游過(guò)程第八章食品生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)第九章生物技術(shù)與食品工業(yè)“三廢”治理51目錄第一章緒論2第八章食品生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)第一節(jié)概述第二節(jié)食源性微生物的毒害與檢測(cè)第三節(jié)食品中的農(nóng)藥殘留及其檢測(cè)第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)方法第五節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法第六節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全管理及相關(guān)法規(guī)52第八章食品生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)第一節(jié)概述3第一節(jié)概述食品安全是保護(hù)人類健康,提高人類生活質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前,食品安全已成為全球性的重大戰(zhàn)略性問(wèn)題,并越來(lái)越受到世界各國(guó)政府和消費(fèi)者的高度重視。世界衛(wèi)生組織提出了以食品法典委員會(huì)(CAC)制定的標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)則作為權(quán)威性指導(dǎo)原則,各國(guó)以此作為相關(guān)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。53第一節(jié)概述食品安全是保護(hù)人類健康,提高人類生活質(zhì)量的基礎(chǔ)2000年5月,第53屆世界衛(wèi)生大會(huì)首次通過(guò)了加強(qiáng)食品安全的決議。在這一決議中,不僅將食品安全列入世界衛(wèi)生組織的工作重點(diǎn),強(qiáng)化了相應(yīng)的檢測(cè)措施,并于2002年提出全球食品安全戰(zhàn)略規(guī)劃。發(fā)展到今天,美國(guó)的食品安全監(jiān)管工作出現(xiàn)了新的特點(diǎn),建立了現(xiàn)代化的HACCP體系。以預(yù)防為主,通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,協(xié)助廠家及時(shí)發(fā)現(xiàn)在食品生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),減少病毒侵入食品生產(chǎn)鏈的機(jī)會(huì)。542000年5月,第53屆世界衛(wèi)生大會(huì)首次通過(guò)了加強(qiáng)食品安全的
現(xiàn)代生物技術(shù)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已成為食品科技發(fā)展的重中之重。生物技術(shù)對(duì)食品安全的影響主要體現(xiàn)在食品的安全上,尤其是“抗性”轉(zhuǎn)基因食品的安全性。為了保證食品的標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì),開(kāi)展食品科學(xué)技術(shù)研究,尋找食品污染的根源,人們更需要對(duì)食品進(jìn)行各種有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和對(duì)人體有害、有毒物質(zhì)的檢驗(yàn)和分析。556第二節(jié)食源性微生物的毒害與檢測(cè)一、腸出血性大腸埃希菌出血性腸炎系由此種新發(fā)現(xiàn)的致病性大腸桿菌O157:H7引起,并將該菌命名為腸道出血性大腸桿菌。E.ColiO157:H7屬于腸桿菌科埃希菌屬,革蘭氏染色陰性,在pH2.5或3.0、溫度37℃時(shí)能存活5h,也能在冰箱內(nèi)長(zhǎng)期生存。但不耐熱,加熱到75℃以上即被殺死。除不發(fā)酵或遲緩發(fā)酵山梨醇外,其他常見(jiàn)生化特性與大腸桿菌相似。它的一個(gè)顯著特征是能產(chǎn)生大量的Vero毒素,毒性實(shí)驗(yàn)顯示Vero毒素是細(xì)菌產(chǎn)生的最強(qiáng)毒素之一,其毒性可與肉毒桿菌或破傷風(fēng)桿菌毒素相比。56第二節(jié)食源性微生物的毒害與檢測(cè)一、腸出血性大腸埃希菌出血二、金黃色葡萄球菌及其腸毒素金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus,)是重要的食源性致病菌,廣泛存在于自然界。金黃色葡萄球菌腸毒素是一個(gè)世界性的衛(wèi)生問(wèn)題。在美國(guó),由金黃色葡萄球菌腸毒素引起的食物中毒占整個(gè)細(xì)菌性食物中毒的33%,加拿大則更多,占45%,我國(guó)每年發(fā)生的此類中毒事件也不少。57二、金黃色葡萄球菌及其腸毒素金黃色葡萄球菌(Staphylo三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌(Clostridiumbotulinum)是一種革蘭氏染色陽(yáng)性的厭氧芽胞梭菌,其產(chǎn)生的肉毒毒素(Botulinumtoxin)能引起人和動(dòng)物的嚴(yán)重中毒癥狀,甚至導(dǎo)致死亡。肉毒梭菌具有厭氧、低溫生長(zhǎng)并產(chǎn)毒的特點(diǎn)。這一特點(diǎn)使得它在真空包裝、冷凍及罐裝食品中具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),從而成為這類食品中毒的主要原因之一。58三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌(Clostridiumbo四、幽門(mén)螺桿菌幽門(mén)螺桿菌(Helicchacterpylori,Hp)的發(fā)現(xiàn)被視為現(xiàn)代消化疾病研究領(lǐng)域劃時(shí)代的大事件。目前,已確認(rèn)Hp與4種上消化道疾病密切相關(guān):慢性胃炎、消化性潰瘍病、胃癌及胃粘膜相關(guān)性淋巴樣組織惡性淋巴瘤。世界衛(wèi)生組織和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院已正式將Hp定為胃癌的Ⅰ類致癌因子。59四、幽門(mén)螺桿菌幽門(mén)螺桿菌(Helicchacterpylo五、食源性微生物的檢測(cè)方法(一)自動(dòng)微生物檢測(cè)系統(tǒng)(AMS)自動(dòng)微生物檢測(cè)系統(tǒng)(AMS)是在傳統(tǒng)微生物及檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),運(yùn)用概率最大近似值模型法進(jìn)行微生物檢測(cè)的技術(shù)。(二)微生物快速檢測(cè)試劑盒一般試劑盒包括鑒定這些微生物生化反應(yīng)所必需的全部試劑。(三)免疫學(xué)方法檢測(cè)微生物檢測(cè)試劑盒中應(yīng)用的免疫反應(yīng)類型包括免疫擴(kuò)散反應(yīng)、凝聚反應(yīng)、免疫熒光反應(yīng)、酶免疫試驗(yàn)(ELA)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)。(四)分子生物學(xué)方法PCR(polymerasechainreaction)即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡(jiǎn)稱。以單鏈DNA為模塊,以人工設(shè)計(jì)與合成的寡核苷酸為引物,利用熱穩(wěn)定的DNA聚合酶5ˊ→3ˊ方向摻入單核苷酸來(lái)特異性地?cái)U(kuò)增DNA片斷的新技術(shù)。60五、食源性微生物的檢測(cè)方法(一)自動(dòng)微生物檢測(cè)系統(tǒng)(AMS)第三節(jié)食品中的農(nóng)藥殘留及其檢測(cè)一、食品中農(nóng)藥殘留狀況果蔬或農(nóng)作物噴施農(nóng)藥后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,絕大部分農(nóng)藥因日曬(特別是紫外線)、高溫、雨淋而揮發(fā)和流失,植物代謝作用也會(huì)使之分解,但由于使用不當(dāng)或過(guò)量施用,在收獲的產(chǎn)品中仍可能殘留著微量農(nóng)藥及其衍生物,被稱為“農(nóng)藥的殘留性”。61第三節(jié)食品中的農(nóng)藥殘留及其檢測(cè)一、食品中農(nóng)藥殘留狀況果蔬二、食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法近年來(lái),免疫生物傳感器技術(shù)、流注免疫分析技術(shù)(flowimmunoassay)的迅速發(fā)展,免疫親和萃取技術(shù)與色譜分析手段聯(lián)合使用,使免疫分析結(jié)果定量更加準(zhǔn)確、更加可靠;而免疫芯片技術(shù)的發(fā)展使得快速、高通量的農(nóng)藥殘留免疫檢測(cè)模式逐漸成為現(xiàn)實(shí)。62二、食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法近年來(lái),免疫生物傳感器技術(shù)、流注免(一)樣品的前處理1.固相萃?。⊿PE)技術(shù)2.固相微萃取技術(shù)3.免疫親和色譜技術(shù)免疫親和色譜(immunoaffinitychromatograph·IAC)利用抗原/抗體特異性可逆結(jié)合特性的SPE技術(shù),根據(jù)抗原抗體的高選擇性,從復(fù)雜的待測(cè)樣品中提取目標(biāo)化合物。63(一)樣品的前處理14(二)幾種主要的儀器分析方法1.毛細(xì)管氣相色譜(capillarygaschromatography·CGC)2.液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquidChromatographyMatter·LC-MS)3.超臨界流體色譜(superiticalFluidChromatography·SFC)4.毛細(xì)管電泳(capillaryelecrophoresis·CE)(三)免疫學(xué)方法1.酶聯(lián)免疫分析(enzymelinkedimmunoassay·ELISA)現(xiàn)已有幾十余種農(nóng)藥建立了酶聯(lián)免疫分析方法如表8-1所示。2.農(nóng)藥多殘留分析64(二)幾種主要的儀器分析方法15表8-1主要農(nóng)藥殘留的酶聯(lián)免疫分析方法研究進(jìn)展(統(tǒng)計(jì)截止2006)65表8-1主要農(nóng)藥殘留的酶聯(lián)免疫分析方法研究進(jìn)展(統(tǒng)計(jì)截止6617(四)免疫學(xué)方法與現(xiàn)代理化檢測(cè)手段結(jié)合的幾項(xiàng)新技術(shù)1.免疫傳感器(immunosensor)生物傳感器利用生物大分子作用后在傳感器上產(chǎn)生光、電、等離子共振等物理信號(hào)的變化獲得檢測(cè)結(jié)果,具有靈敏、快速、定量準(zhǔn)確的特點(diǎn)(見(jiàn)圖8-1)。67(四)免疫學(xué)方法與現(xiàn)代理化檢測(cè)手段結(jié)合的幾項(xiàng)新技術(shù)18轉(zhuǎn)換器敏感元件待測(cè)物生物傳感器的模型68敏感元件待測(cè)物生物傳感器的模型19圖8-1生物傳感器結(jié)構(gòu)示意圖69圖8-1生物傳感器結(jié)構(gòu)示意圖20在金屬薄片載體上以化學(xué)鍵連接酶、抗體、受體、核酸、微生物等物質(zhì),當(dāng)這些生物大分子與檢測(cè)物發(fā)生特異性結(jié)合,在傳感器上產(chǎn)生光、電、等離子共振等物理信號(hào)的變化獲得檢測(cè)結(jié)果。70在金屬薄片載體上以化學(xué)鍵連接酶、抗體、受體、核酸、微生物等物2.免疫流注分析技術(shù)(flowimmunoassay)
免疫分析方法以其靈敏、快速、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)藥樣品初步篩選中被廣泛認(rèn)可,為了適應(yīng)對(duì)連續(xù)、高通量樣品進(jìn)行在線檢測(cè),免疫流注分析技術(shù)(flowimmunoassay)應(yīng)運(yùn)而生。免疫流注分析技術(shù)工作原理如圖8-2所示。
712.免疫流注分析技術(shù)(flowimmunoassay)
免圖8-2免疫流注分析工作原理圖72圖8-2免疫流注分析工作原理圖233.蛋白質(zhì)芯片(proteinchips)技術(shù)蛋白質(zhì)芯片(proteinchips)也稱為抗體微陣列(antibodymicroarrays)如圖8-3所示。
733.蛋白質(zhì)芯片(proteinchips)技術(shù)24圖8-3蛋白質(zhì)芯片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備示意圖74圖8-3蛋白質(zhì)芯片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備示意圖25第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)方法一、轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)基因過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)都可能對(duì)食品的安全性產(chǎn)生影響,第一,轉(zhuǎn)移基因的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,第二,基因插入受體基因組的位置。第三,載體的選擇及使用具有抗生素耐藥性的選擇性標(biāo)識(shí)基因可能會(huì)對(duì)人產(chǎn)生影響。75第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)方法一、轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因食品可能產(chǎn)生的具體危害包括:(一)直接危害1、轉(zhuǎn)基因寄宿、受體或帶菌生物感染人類、動(dòng)物及植物。2、轉(zhuǎn)基因生物、組份或代謝物產(chǎn)生毒性或引起過(guò)敏反應(yīng)。3、因意外釋放轉(zhuǎn)基因生物而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。(二)間接危害1、產(chǎn)生具有傳染性或抗藥性的微生物2、將有害的基因(例如致癌物質(zhì))傳給人類3、轉(zhuǎn)基因植物中有關(guān)基因物質(zhì)轉(zhuǎn)移到雜草類的相關(guān)植物中,使之增加抵抗力而變得具生長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性76轉(zhuǎn)基因食品可能產(chǎn)生的具體危害包括:27二、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)(一)安全性評(píng)價(jià)必要性(二)安全性評(píng)價(jià)原則1993年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment·OECD)提出了“現(xiàn)代生物技術(shù)食品安全性評(píng)價(jià):概念和原則”的報(bào)告,提出了“實(shí)質(zhì)等同性”(Substantialequivalence)的概念。77二、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)(一)安全性評(píng)價(jià)必要性28(三)實(shí)質(zhì)性等同概念根據(jù)比較的三種結(jié)果確定其后的評(píng)價(jià)程序。根據(jù)基因修飾食品的表型性狀、分子特征、主要營(yíng)養(yǎng)成分、毒性物質(zhì)及過(guò)敏原等特性,實(shí)質(zhì)等同性可分為以下三類:(1)與傳統(tǒng)食品及食品成分具有實(shí)質(zhì)等同性,可認(rèn)為其與市售食品一樣安全,無(wú)需作進(jìn)一步的安全性分析。(2)除某些特定差異外,與傳統(tǒng)食品及食品成分有實(shí)質(zhì)等同性,需要對(duì)基因的產(chǎn)物作集中性安全性分析。(3)與傳統(tǒng)食品及其成分無(wú)實(shí)質(zhì)等同性,應(yīng)全面分析新食品的營(yíng)養(yǎng)性和安全性。78(三)實(shí)質(zhì)性等同概念29(四)安全性評(píng)價(jià)的框架安全性評(píng)價(jià)包括:所表達(dá)的物質(zhì)(非核酸物質(zhì))、重要組分的組成分析、代謝評(píng)價(jià)、食品加工、營(yíng)養(yǎng)的改變和其它。(五)安全性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容轉(zhuǎn)基因食品的安全評(píng)估,一般按以下內(nèi)容進(jìn)行:1、過(guò)敏性2、毒性反應(yīng)3、水平基因轉(zhuǎn)移4、與生物技術(shù)改良的有關(guān)食品變化產(chǎn)生的任何非預(yù)期影響79(四)安全性評(píng)價(jià)的框架30(六)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的初步評(píng)價(jià)1、因?yàn)樗猩锏腄NA都是由相同的4種堿基組成,標(biāo)記基因在胃腸中與生物食品中含有的DNA一樣被降解,所以WHO認(rèn)為食品中的轉(zhuǎn)基因DNA本身并沒(méi)有安全性問(wèn)題。2、關(guān)于“基因多效性”。目前既無(wú)基因隨機(jī)插入而激活毒性代謝的報(bào)道,也無(wú)標(biāo)記基因插入的不同而引起特殊次生效應(yīng)或多效應(yīng)的證據(jù)。3、關(guān)于標(biāo)記基因編碼蛋白的安全性。目前尚無(wú)轉(zhuǎn)基因作物中標(biāo)記基因編碼的蛋白有直接毒性的證據(jù),經(jīng)過(guò)序列分析也未得出標(biāo)記基因編碼蛋白的氨基酸與毒性蛋白氨基酸有同源性。4、標(biāo)記基因及其產(chǎn)物對(duì)人、畜等動(dòng)物的安全性。5、轉(zhuǎn)基因作物中通常含有標(biāo)記基因和目標(biāo)基因。80(六)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的初步評(píng)價(jià)31第五節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法一、除草劑活性的生物分析法除草劑活性的生物分析法是檢測(cè)未加工材料的某種特定特征的存在或缺失(如抗除草或耐除草性)的方法。該方法對(duì)可發(fā)芽的種子和谷粒的特征識(shí)別非常準(zhǔn)確,是種子公司的一種精確、廉價(jià)、實(shí)用的初步預(yù)防性檢測(cè)方法。81第五節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法一、除草劑活性的生物分析法除草二、免疫學(xué)分析技術(shù)(一)蛋白質(zhì)印跡法蛋白質(zhì)印跡法將電泳的較高的分離能力、抗體的特異性和顯色酶反應(yīng)的靈敏性結(jié)合起來(lái),是檢測(cè)復(fù)雜混合物中特異蛋白質(zhì)的最有力的工具之一。82二、免疫學(xué)分析技術(shù)(一)蛋白質(zhì)印跡法33(二)酶聯(lián)免疫吸附法ELISA檢測(cè)是將抗原和抗體反應(yīng)的特異性與酶對(duì)底物的高效催化作用結(jié)合起來(lái),根據(jù)酶作用于底物后的顯色反應(yīng),當(dāng)抗原與抗體結(jié)合時(shí),借助于比色或熒光反應(yīng)鑒定轉(zhuǎn)基因食品。(三)試紙條法試紙條法(lateralflowstrip)主要將特異性抗體交聯(lián)到試紙條上,當(dāng)紙上抗體與特異抗原(待測(cè)抗原)結(jié)合后,再與帶有標(biāo)記物的特異抗體進(jìn)行反應(yīng)。83(二)酶聯(lián)免疫吸附法34三、DNA檢測(cè)法(一)PCR技術(shù)(polymerasechainreaction·PCR)PCR技術(shù)即“聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)”,是指模擬體內(nèi)DNA復(fù)制方式在體外選擇性擴(kuò)增DNA某個(gè)特殊區(qū)域的技術(shù)1、定性PCR技術(shù)2、定量PCR技術(shù)目前轉(zhuǎn)基因成分的定量檢測(cè)方法有半定量PCR(semiquantitativePCR)、定量競(jìng)爭(zhēng)PCR(quantitativecompetitivePCR)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR(realtimefluorescencequantitativePCR)。
84三、DNA檢測(cè)法(一)PCR技術(shù)(polymerasec(二)PCR-ELISA這是一種將PCR的高效性、高靈敏度與ELISA的高準(zhǔn)確度相結(jié)合的方法。(三)巢式定性PCR(nested-PCR)(四)復(fù)合擴(kuò)增PCR(multiplexPCR)復(fù)合擴(kuò)增PCR是一種高效的針對(duì)多個(gè)靶位點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)的技術(shù)。(五)電化學(xué)發(fā)光PCR(electrochemiluminescence-PCR·ECL-PCR)85(二)PCR-ELISA36四、基因芯片基因芯片(genechip),又稱DNA微陣列,是指將許多特定的寡核苷酸片段或基因片段作為探針,有規(guī)律的排列固定于支持物上形成的DNA分子陣列。目前,基因芯片技術(shù)已被應(yīng)用于對(duì)大豆、棉花、馬鈴薯、番茄等轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)。它具有PCR的優(yōu)點(diǎn),可以精確地進(jìn)行GMO的定性檢測(cè)。轉(zhuǎn)基因生物(geneticallymodifiedorganism)
86四、基因芯片基因芯片(genechip),又稱DNA微陣列基因芯片技術(shù)的主要應(yīng)用
1998年底,美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)將基因芯片技術(shù)列為1998年度自然科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展之一。一些科學(xué)家把基因芯片稱為“可以隨身攜帶的微型實(shí)驗(yàn)室”。
DNA芯片可用于大規(guī)模篩查基因突變所引起的疾??;
分析基因組及發(fā)現(xiàn)新基因等具有很大的優(yōu)勢(shì); DNA芯片技術(shù)用于基因組分析時(shí),具有樣品用量小、信息量大、分析方法簡(jiǎn)易快速、自動(dòng)化程度高等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),特別適合于尋找新基因、基因表達(dá)檢測(cè)、突變檢測(cè)、基因組多態(tài)性分析和基因文庫(kù)作圖以及雜交測(cè)序等方面。醫(yī)學(xué)、化學(xué)、新藥開(kāi)發(fā)、司法鑒定、農(nóng)業(yè)技術(shù)和食品技術(shù)領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用;87基因芯片技術(shù)的主要應(yīng)用1998年底生物芯片之所以成為全世界科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)的原因——▲一個(gè)指甲大的地方就能建個(gè)實(shí)驗(yàn)室,醫(yī)生可以一次同時(shí)測(cè)出多種病原微生物,在極短的時(shí)間內(nèi)知道病人被哪種微生物感染,迅速醫(yī)治;想知道胎兒是否患有遺傳病,只要取少量羊水或幾滴父母血液,同時(shí)鑒別的遺傳病達(dá)數(shù)十種甚至數(shù)千種!▲這個(gè)縮微實(shí)驗(yàn)室名叫“生物芯片”。88生物芯片之所以成為全世界科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)的原因生物芯片大規(guī)模、高通量檢測(cè),使個(gè)人擁有自己的基因卡成為可能,這對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)極為重要。也許不久的將來(lái),上醫(yī)院看病,不僅要帶病歷卡,還要帶芯片病歷卡。盈盈方寸間,將記錄你的個(gè)人遺傳信息,對(duì)什么藥物最敏感,醫(yī)生將據(jù)此為每個(gè)人設(shè)計(jì)預(yù)防方案,通過(guò)生活方式的改變,躲開(kāi)許多致命的遺傳疾病的侵襲。
89生物芯片大規(guī)模、高通量檢測(cè),使個(gè)人擁有自己的基因卡成為可能,最近兩年內(nèi),基因?qū)W專家有望按照對(duì)藥物的不同反應(yīng),將人分成若干類型,屆時(shí)便能夠準(zhǔn)確地判定出誰(shuí)適合服用哪種藥。這就如同發(fā)給每人一張“基因身份證”?;蛏矸葑C中包含著比人的指紋更為復(fù)雜、更有價(jià)值的東西。所有愿意獲取這一身份證的人都會(huì)得到如下的信息:適合于什么藥物,不適合于什么藥物;自身容易感染何種疾病,而罹患某些疾病的機(jī)會(huì)則微乎其微。嬰兒在呱呱墜地時(shí)候便可以得到自己的“基因身份證
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