轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)的研究進(jìn)展

齊云霞，趙 莉，李 娜

（山東標(biāo)準(zhǔn)檢測技術(shù)有限公司，山東濟(jì)南 250000）

轉(zhuǎn)基因食品是食品領(lǐng)域出現(xiàn)的新型食品，體現(xiàn)了基因工程與食品領(lǐng)域的結(jié)合發(fā)展，通過向生物體內(nèi)移植某段基因組，從而提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，使其有更高的產(chǎn)量和營養(yǎng)價值，作物在生長的過程中抵抗惡劣自然環(huán)境和病蟲害的能力也相應(yīng)提升[1]。轉(zhuǎn)基因食品雖有著無可替代的優(yōu)勢，但其安全性始終是消費(fèi)者和研究者廣泛關(guān)注的話題，為了對轉(zhuǎn)基因食品的安全性進(jìn)行評估和檢驗(yàn)，轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。為了推進(jìn)轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展進(jìn)程，保障轉(zhuǎn)基因食品的安全性，就需要對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)投入更多的重視，本文在對當(dāng)前檢測技術(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

1 轉(zhuǎn)基因食品概述

轉(zhuǎn)基因食品是基因技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，以基因工程在目標(biāo)生物體內(nèi)植入特定某段外來基因片段，從而使該生物擁有被植入的基因片段所包含的蛋白質(zhì)或多肽，將該生物培育繁殖后制作成的食品稱為轉(zhuǎn)基因食品[2]。在20 世紀(jì)80 年代，基因工程就被應(yīng)用在植物的培育中，第一例成功將外源基因片段移植到植物體內(nèi)的研究成果發(fā)表于1983 年，由此開啟了基因工程與食品領(lǐng)域結(jié)合的研究。1994 年，美國批準(zhǔn)了一種能夠更好保鮮的轉(zhuǎn)基因番茄上市，這也是轉(zhuǎn)基因食品第一次被批準(zhǔn)流入市場，并且以其無可替代的優(yōu)勢迅速擴(kuò)大了市場規(guī)模。轉(zhuǎn)基因食品投入食品市場已有20 余年，大部分消費(fèi)者對轉(zhuǎn)基因食品的安全性仍存在疑慮，并且研究界也對如何對轉(zhuǎn)基因食品的安全進(jìn)行評估和檢測而爭論不休。因此，對轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)進(jìn)行深入探索和研究有著重要的理論意義和實(shí)踐價值，是推動轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展、促進(jìn)基因工程和社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的關(guān)鍵所在。

2 轉(zhuǎn)基因食品分析檢測的作用

轉(zhuǎn)基因食品將基因工程應(yīng)用到動植物的培育中，從而提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和面對惡劣環(huán)境的能力，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義[3]。但轉(zhuǎn)基因食品是對動植物原有生物構(gòu)造的改變，因此存在某些無法預(yù)估的安全風(fēng)險，主要有以下幾點(diǎn)安全隱患。

（1）轉(zhuǎn)基因食品是人對動植物原生狀態(tài)的改變，將某組基因片段提煉出來并植入特定的生物體內(nèi)，在此過程中可能使生物的某些特征發(fā)生變異進(jìn)而產(chǎn)生毒性，某些無法被檢測出的微量毒性可能會影響人的身體健康。

（2）轉(zhuǎn)基因食品是將外源基因片段植入特定的生物體內(nèi)，因此該生物本身也帶有基因來源者的某些特性，因此引發(fā)過敏反應(yīng)的可能性更高。例如，一部分消費(fèi)者食用轉(zhuǎn)基因玉米后易出現(xiàn)過敏現(xiàn)象。

（3）轉(zhuǎn)基因食品也有可能對環(huán)境造成破壞。例如，轉(zhuǎn)基因大豆培育過程中將桿狀細(xì)菌中提取的基因片段植入大豆中，雖然可以起到減少病蟲害的作用，但對其他昆蟲以及土壤環(huán)境造成了危害，損害了生物多樣性和原本的生態(tài)環(huán)境。

轉(zhuǎn)基因食品無疑有著顯著的優(yōu)勢，如產(chǎn)量大、品質(zhì)高、生長迅速、耐病蟲害及市場價格低廉，但基因工程實(shí)質(zhì)上是對動植物原本生物結(jié)構(gòu)的破壞和改造，因此存在著極大的安全隱患[4]。分析檢測技術(shù)能有效檢測轉(zhuǎn)基因食品的安全性，盡可能避免轉(zhuǎn)基因食品對消費(fèi)者或自然環(huán)境造成的危害，對推進(jìn)轉(zhuǎn)基因食品的研究發(fā)展以及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。

3 轉(zhuǎn)基因食品的分析檢測技術(shù)

3.1 組學(xué)分析檢測技術(shù)

組學(xué)分析檢測技術(shù)被應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因食品的安全性檢測中，主要包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析檢測技術(shù)和蛋白質(zhì)組學(xué)分析檢測技術(shù)，二者在食品安全性檢測方面有不同的應(yīng)用。轉(zhuǎn)錄組學(xué)檢測技術(shù)一般用于對轉(zhuǎn)基因食品植入的外源基因片段進(jìn)行檢測，分析該基因片段的特征在被檢測的生物中的表現(xiàn)狀況。以轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析技術(shù)對轉(zhuǎn)基因食品的生物來源進(jìn)行檢測，是對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行非期望效應(yīng)測定和評估的依據(jù)。蛋白質(zhì)組學(xué)分析評測技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因食品的安全性檢測中，能夠了解在特定時期或者特定的生存環(huán)境下生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)構(gòu)造和表達(dá)狀態(tài)，在對轉(zhuǎn)基因食品的定性或定量的檢測及分析中起著重要作用。此外，通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)還能掌握轉(zhuǎn)基因生物在生理狀態(tài)以及病理狀態(tài)中一些可能的蛋白構(gòu)造，從而更好地對轉(zhuǎn)基因生物的生命特征進(jìn)行把握[5]。

3.2 蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)

蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因食品安全性的檢測中，主要是依靠聚丙烯酰胺凝膠電泳將轉(zhuǎn)基因生物體內(nèi)被植入的外源基因片段的蛋白質(zhì)提取出來，并且在提取的蛋白質(zhì)中加入起顯色作用的酶，以結(jié)合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)完全分離，從而對其性質(zhì)進(jìn)行檢測和評估。如果所檢測的轉(zhuǎn)基因食品中含有不可溶蛋白質(zhì)，使用蛋白質(zhì)印跡技術(shù)能夠?qū)κ称分械牡鞍踪|(zhì)含量進(jìn)行檢測，將檢測的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而對轉(zhuǎn)基因食品的品質(zhì)以及安全性進(jìn)行評估。相比于其他檢測技術(shù)，蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)在準(zhǔn)確性上有著天然的優(yōu)勢，但該技術(shù)對于檢測環(huán)境有著極高的要求，并且受到多種因素的影響，極大增加了該檢測技術(shù)的應(yīng)用難度，并且檢測效率較低，因此通常應(yīng)用較少。此外，蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)的檢測成本高于其他檢測技術(shù)，因此將其應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品檢測時往往不會進(jìn)行大批量的檢測，只會挑選少量樣品用此技術(shù)進(jìn)行分析和評估。

3.3 光譜分析檢測技術(shù)

將光譜分析檢測技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因食品安全性檢測中，其技術(shù)原理是應(yīng)用紅外線穿透對食品的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測和獲取。目前的技術(shù)水平還無法對該技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因食品的安全性提供準(zhǔn)確性方面的保障，但該技術(shù)也有著自身的優(yōu)勢，即操作簡單，分析和檢測的效率高，可以避免檢測過程造成的損耗，在對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行非期望效應(yīng)的評估方面有著重要的作用。將光譜分析檢測技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因食品的安全性評估中，以該技術(shù)進(jìn)行檢測食品光譜圖的繪制，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，將轉(zhuǎn)基因食品以及非轉(zhuǎn)基因食品的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非期望效應(yīng)的評估。在目前對轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)測評估工作中，光譜分析檢測技術(shù)已在檢測轉(zhuǎn)基因玉米和番茄等作物中發(fā)揮了重要的作用，光譜分析檢測技術(shù)以極高的檢測效率、被檢測作物的零損耗、不會造成污染等特性得到了轉(zhuǎn)基因食品檢測研究領(lǐng)域的青睞，并且該技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。

3.4 免疫試紙條檢測技術(shù)

免疫試紙條檢測技術(shù)與蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)在技術(shù)原理上基本一致，但與后者的區(qū)別在于對固相載體的選取。蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)以聚乙烯反應(yīng)板作為對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行分析和檢測的固相載體，而免疫試紙條檢測技術(shù)選取的固相載體是硝化纖維，相比于蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)，免疫試紙條檢測技術(shù)的檢測效率更高，在10 ～15 min 就能得到檢測結(jié)果。但免疫試紙條檢測技術(shù)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與蛋白質(zhì)印跡檢測技術(shù)相差較遠(yuǎn)，因此該技術(shù)只在時間較為緊迫的轉(zhuǎn)基因食品檢測中應(yīng)用，但并不受研究界的鼓勵。

4 轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 定性與定量檢測技術(shù)

定性與定量檢測技術(shù)的研究是轉(zhuǎn)基因食品分析檢測未來發(fā)展的重要研究領(lǐng)域。以轉(zhuǎn)基因黃豆在食用油生產(chǎn)中的應(yīng)用為例，轉(zhuǎn)基因黃豆經(jīng)過各種加工程序后，其內(nèi)部的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到了極大的破壞，因此對其進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品的分析與檢測時易出現(xiàn)誤差，無法保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)定性與定量檢測技術(shù)的原理，轉(zhuǎn)基因黃豆的蛋白質(zhì)成分可溶于水溶液中，因此在對轉(zhuǎn)基因食用油進(jìn)行檢測時可加入一定的TE 溶液，將其中用于檢測的DNA 有效提取出來，保障檢測結(jié)果的合理性。轉(zhuǎn)基因食品分析和檢測中對PCR 檢測技術(shù)的應(yīng)用也體現(xiàn)了定性與定量檢測的理念。由此可以看出定性與定量檢測技術(shù)是轉(zhuǎn)基因食品分析和檢測的發(fā)展前景所在，對推進(jìn)轉(zhuǎn)基因食品分析檢測的進(jìn)展有著重要的意義。

4.2 精準(zhǔn)檢測技術(shù)

轉(zhuǎn)基因食品憑借著自身獨(dú)特的優(yōu)勢在食品市場上占據(jù)的比例越來越大，并且有著更加廣闊的發(fā)展前景，已逐漸成為人們生活的一部分，甚至作為主要食物出現(xiàn)在餐桌上。對轉(zhuǎn)基因食品的研究有著重要的民生意義，世界上仍有約兩億人口飽受維生素A 缺乏導(dǎo)致的一系列疾病的折磨，而轉(zhuǎn)基因黃金大米的出現(xiàn)對此問題的解決有著重要意義。研究人員向大米中移植土壤細(xì)菌以及水仙花的基因片段，從而使該大米含有豐富的維生素A。雖然目前消費(fèi)者和研究界對轉(zhuǎn)基因食品仍存在多種疑慮，但毫無疑問，轉(zhuǎn)基因食品對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用，因此為了推進(jìn)轉(zhuǎn)基因食品的進(jìn)一步發(fā)展，就需要為轉(zhuǎn)基因食品的分析和評估配備精準(zhǔn)檢測技術(shù)。轉(zhuǎn)基因食品的分析檢測技術(shù)不僅關(guān)系著其發(fā)展前景，同樣也與消費(fèi)者的安全與健康息息相關(guān)，雖然現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)已取得了較好的效果，但其檢測的精準(zhǔn)度仍無法保證，因此轉(zhuǎn)基因食品分析檢測在未來的發(fā)展中要更加重視對精準(zhǔn)檢測技術(shù)的研究。

5 結(jié)語

轉(zhuǎn)基因食品在食品領(lǐng)域占據(jù)著越來越重要的地位，對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了居民生活水平的提高，人們對轉(zhuǎn)基因食品也有著越來越多的關(guān)注，對轉(zhuǎn)基因食品安全性的評定與檢測也受到了消費(fèi)者與研究界的更多重視。目前在轉(zhuǎn)基因食品分析和檢測領(lǐng)域已經(jīng)取得了眾多研究成果，研究人員也提出了多種行之有效的檢測方式，各檢測方式都存在一定的優(yōu)勢及不足，需根據(jù)轉(zhuǎn)基因食品檢測的具體情況進(jìn)行合理選擇，從而使檢測結(jié)果具有更高的精準(zhǔn)度，促進(jìn)轉(zhuǎn)基因食品行業(yè)規(guī)范有序發(fā)展。在今后對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)進(jìn)行研究時，應(yīng)秉持“高靈敏性、高特異性、高準(zhǔn)確性、高通量化、自動化、低成本、操作便捷”的研究準(zhǔn)則，使轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)為轉(zhuǎn)基因食品安全提供強(qiáng)有力的保障。