转基因食品和辐照食品

主要内容辐照食品的毒理学及安全性辐射的基本知识辐照食品辐照食品的安全性辐射残留物理、化学变化–营养物质的变化；有毒有害物质的产生微生物变异转基因食品的毒理学及安全性转基因食品的基本知识毒理学及安全性第一节–辐照食品日本地震福岛第一核电站1号、2号和3号机组的核泄漏等级为5级，4号机组的核泄漏等级为3级4级，则表示放射性物质小量释放，公众遭受相当于规定限值的辐射影响，同时，核反应堆堆芯和辐射屏障出现显著损坏，并可能出现工作人员遭受致命辐射的情况。5级属于具有场外风险的事故，放射性物质有限释放，此时核反应堆堆芯和辐射屏障出现严重损坏。切尔诺贝利–特大事故（7级）石棺新安全封闭辐射污染农产品核辐射污染食品核子或辐射紧急事故发生后，辐射物质会污染食物。蔬果等食材或动物饲料的表面，会受到来自空气或雨水的辐射物沉淀污染而具有放射性。随着时间累进，辐射会渗入食物内部，因为放射性核种(radionuclide)会透过土壤转移到农作物和动物内，或渗入河川、湖泊和海洋中，导致鱼贝类吸收放射性核种。碘盐抢购风波碘化钾使甲状腺发生饱和，防止对放射性碘的吸收。想靠吃碘盐预防放射性碘，一天要吃上2～5公斤盐才能达到所需的剂量。辐照在农业及食品行业中的应用应用范围主要有：①进出口水果及农畜产品的辐照检疫处理。②低质酒类辐照改性。③干果、脱水蔬菜和肉类辐照杀虫。④调味品的辐照灭菌。食品辐照保藏是指利用放射线同位素60Co或137Cs的产生的γ射线，以及加速器产生的电子束等辐照食品，使之抑制发芽、推迟成熟、杀虫杀菌、防止霉变，从而达到保鲜或贮存的目的。辐照食品会不会造成放射性污染？1984年11月，经国家卫生部的批准有7项辐照食品（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、谷物、蘑菇、香肠）允许食用消费，后来又有蔬菜、水果、粮食、酒类等20多种食品通过了不同级别的技术鉴定。中国辐射食品占世界总量的1/3。安全性剂量小？辐射源不同？放射性同位素与辐射有些同位素，其质子数和中子数差异较大，其原子核是不稳定的，它们按照一定的规律（指数规律）衰变。自然界存在着一些天然的不稳定同位素，也有一些不稳定同位素是利用原子反应堆或粒子加速器等人工制造的。不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射线产生，这些不稳定同位素称为放射性同位素。辐射线的种类α衰变-α粒子：在此过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少４，核电荷数减少２的新原子核。β衰变-β粒子：在此过程中，一个原子核释放一个β粒子（电子或者正电子），分为β+衰变（释放正电子）和β-衰变（释放电子）。γ射线通常伴随其他形式的辐射产生，例如α射线，β射线。当一个原子核发生α衰变或者β衰变时，生成的新原子核有时会处于激发态，这时，新原子核会向低能级发生跃迁，同时释放γ粒子。这就是γ辐射。食品辐照辐射源辐射源-放射性同位素60Co辐射源-60Co经β-衰变后放出两个能量不同的γ-光子最后变为60Ni。137Cs辐射源-137Cs经β-衰变后放出γ-光子最后变为137Ba。制备方法：将自然界中存在的稳定同位素59Co金属制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量59Co原子吸收一个中子后即生成60Co辐射源。目前在商业上采用60Co作为γ-射线源。辐射源-电子加速器电子射线-射程短，密度大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射。如对易腐食品辐射时，选定适当的“加速能”，就可使射线不穿透食品内部，只进行表面杀菌。X射线-X射线具有高穿透能力，可以用于食品辐射加工。但是由于电子加速器作X射线源效率低，而且能量中包含大量低能部分，难以均匀照射大块样品，故没有得到广泛的应用。辐射-定义1.放射性强度-度量放射性强弱的物理量放射性强度:又称放射性活度，是指放射性元素或同位素每秒衰变的原子数。SI单位为贝可勒尔（Becquerel，简称贝可Bq）。1Bq=1s-1即每秒一次衰变。一克镭放射性活度为3.7×1010Bq。居里（Curie简写Ci）1Ci=3.7×1010Bq，1Ci=3.7×1010Bq。克镭当量-放射γ射线的放射性同位素（即γ辐射源）和1克镭（密封在0.5mm厚铂滤片内）在同样条件下所起的电离作用相等时，其放射性强度就称为1克镭当量。辐射-定义2.放射性比度-单位质量或单位体积的放射性物质的放射性活度称为放射性比度一个放射性同位素常附有不同质量数的同一元素的稳定同位素，此稳定同位素称为载体，因此将一个化合物或元素中的放射性同位素的浓度称为“放射性比度”，也用以表示单位数量的物质的放射性强度。3.照射量（Exposure）是用来度量X射线或Y射线在空气中电离能力的物理量，以往使用的单位为伦琴（Roentgen，简写R），现改为Si单位库仑/千克（C·kg-1），1伦琴=2.58X10C·kg-1。辐射-定义4.单位被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量。吸收剂量的SI单位是焦耳·千克-1,SI单位专名是戈瑞（Gray，简称Gy）。辐射的杀菌作用电离作用：γ-射线的频率高、能量大，可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用（冷杀菌）。辐射会引起食品及食品中的微生物、昆虫等发生一系列物理、化学反应，使有生命物质的新陈代谢、生长发育受到抑制或破坏，达到杀菌、灭虫，改进食品质量，延长保藏期的目的。DNA链断裂辐射杀菌的种类辐射阿氏杀菌此杀菌也称商业性杀菌，所使用的辐射剂量可以使食品中的微生物数量减少到零或有限个数。在这种辐射处理以后，食品可在任何条件下贮藏，但要防止再污染。剂量范围为10-50kGy。辐射巴氏杀菌此杀菌只杀灭无芽孢病原细菌（除病毒外）。所使用的辐射剂量使在食品检测时不出现无芽孢病原菌（如沙门氏菌）。剂量范围为5-10kGy。辐射耐贮杀菌这种辐射处理能提高食品的贮藏性，降低腐败菌的原发菌数，并延长新鲜食品的后熟期及保藏期。所用剂量在5kGy以下。辐射的安全问题？1.辐射残留？2.物理、化学反应？营养物质的破坏？有毒有害物质的产生？3.微生物是否会变异？食品辐照会不会造成放射性污染？1．放射性的污染和放射性物质的诱发食品辐照是外照射，食品同辐射源不接触，不会产生污染。要使组成食品的基本元素变成放射性同位素需10Mev以上的高能射线进行照射；控制好射线能量，就能做到不引起感生放射性。食品辐射的化学效应–对营养物质的破坏低质酒类辐照改性食品及其他生物有机体的主要化学组成是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等，这些化合物分子在射线的辐射下会发生一系列的化学变化。水大多数食品均含有丰富的水分，水也是构成微生物、昆虫等生物体的重要成分，食品经辐射引起的水分变化十分复杂。水辐射的化学效应可概括为：H2O→2.7OH·+0.55H·+2.7e-水化+0.45H2+0.71H2O2+2.7H3O·蛋白质和脂类蛋白质辐射交联、辐射降解。蛋白质辐照时交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易觉察。脂类脂肪和脂肪酸被射线照射时，饱和脂肪比较稳定，而不饱和脂肪容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。有氧存在时，由于会发生自动氧化作用，饱和脂肪也会被氧化。辐射促进自动氧化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使抗氧化剂遭到破坏。维生素食品中维生素在辐射中的稳定性和食品的性质及成分有密切的关系，其损失率随着辐射剂量的增大而增大。大多数研究结果表明，低剂量辐照，食品的营养损失是微不足道的。食品辐射的化学效应–毒性物质的生成毒性物质的生成照射会不会使食品产生有毒物质是一个很复杂的问题。迄今为止，研究结果还未确证会产生有毒、致癌和致畸物质。辐照食品的致癌、致畸、致突变研究FAO、IAEA、WHO得出“剂量低于10kGy，辐照任何食品不存在毒理学的危害，因此不需要进行食品毒理学试验。”3．微生物类发生变异的危险至今尚没有人证明辐照微生物能增加其致病性，或者被辐照的细菌增加了毒素的形成力或诱发了抗菌力。因此可以这样说，食品辐照不会增加细菌、酵母菌和病毒的致病性。第二节：转基因食品第一节–转基因产品的基本知识主要内容第一部分：什么是转基因产品？转基因产品是如何开发的？-以植物产品为例，转基因产品的研发现状第二部分：转基因产品的安全性是如何评估的？美国、欧盟和中国在转基因产品安全评估方法上的差别。第三节：转基因产品的安全争论什么是转基因产品？GMO-GeneticallyModifiedOrganismGeneticallymodifiedorganisms(GMOs)canbedefinedasorganismsinwhichthegeneticmaterial(DNA)hasbeenalteredinawaythatdoesnotoccurnaturally.Thetechnologyisoftencalled“modernbiotechnology”or“genetechnology”,sometimesalso“recombinantDNAtechnology”or“geneticengineering”.Itallowsselectedindividualgenestobetransferredfromoneorganismintoanother,alsobetweennon-relatedspecies.（FAO）转基因产品是指科学家在实验室中,把动植物的基因加以改变,再制造出具备新特征的品种.（CNKI）什么是基因？有一些教材中把基因定义为“有遗传效应的DNA片段”。基因的定义是“含特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传信息的最小功能单位”。存在很多争论，但一般是指当DNA是遗传物质时，基因是有遗传效应的DNA片段。当RNA是遗传物质时，基因是有遗传效应的RNA片段。为什么要发展转基因的产品？获得有益的性状植物保护抗虫–BT（Bacillusthuringiensis）抗虫棉抗病毒抗除草剂–孟山都公司的Roundup，抗草胺磷抗逆性–耐寒，耐旱品质、营养或其它功能性1993年转基因延熟番茄(FlavrSavrtomato)美农业部批准商业化种植，Calgene公司1999年4月，金米开始结实，因为米粒颜色呈金黄色，富含β-胡萝卜素（维生素A原）新型转基因产品不断推出第一代转基因产品：抗除草剂、抗病虫性、抗逆第二代转基因产品：以改良品质和增加营养为主，如富含维生素A前体的“金色大米”等第三代转基因产品：功能性食品、生物反应器、植物工厂以及高效生物能源等，不断向医药、化工、环境以及能源领域拓展如何进行？传统育种植物顺化基因植物Cisgenicplant转基因植物Transgenicplant植物基因组导入植物自身基因，而不含其他物种基因有性杂交或者是自然界的突变转入外源基因基因导入方法-农杆菌介导法转化就是将目的基因连于某一载体DNA上，然后通过寄主感染受体植物等途径将个源基因转入植物细胞的技术。其它转化方法基因或DNA的直接转移：DNA的直接转移是指利用植物细胞生物学特性，通过物理、化学和生物学方法将外源基因转入植物细胞的技术。基因枪法：基因枪法又称粒子轰击技术。这一方法是用粒子枪把表面吸附有外源DNA的金属微粒高速地射进植物细胞或组织。Electroporation：电击穿孔法通过高压电脉冲的电激穿孔作用把外源DNA引人植物原生质体的方法就称为电击转化法。超声波法(sonoporation)：声空化细胞穿孔。微注射法研发过程品质、性质基因鉴定基因优化传化到作物体内2007年全球种植转基因作物总面积：1.143亿公顷,23个国家种植4种作物：大豆(51%)、玉米(31%)棉花(13%)、油菜(3%)2类基因和性状：抗虫(Bt)耐除草剂(CP4-EPSPS)2007年种植转基因作物主要国家美国：5770，玉