轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品營養(yǎng)學(xué)中的應(yīng)用

作為近年來廣受關(guān)注的新技術(shù)產(chǎn)物，轉(zhuǎn)基因食品的安全性與營養(yǎng)性受到了巨大爭議，尤以是否會(huì)產(chǎn)生抗藥菌株、引起食品過敏癥以及影響人體腸道的微生態(tài)環(huán)境等方面受到的質(zhì)疑為甚。本文介紹了轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)物質(zhì)，并圍繞蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)、礦物質(zhì)評(píng)價(jià)、脂類評(píng)價(jià)、抗?fàn)I養(yǎng)素評(píng)價(jià)、營養(yǎng)素的生物利用率等，就轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)展開探討，希望能為轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品營養(yǎng)學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展提供一些幫助。

一、轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)物質(zhì)

轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)成分主要是各種營養(yǎng)素，如蛋白質(zhì)、脂肪、纖維等。通過轉(zhuǎn)基因手段使食品中營養(yǎng)素的含量產(chǎn)生變化，是提高食品營養(yǎng)價(jià)值的重要手段，也是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品營養(yǎng)學(xué)中應(yīng)用的主要體現(xiàn)。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了不少以高營養(yǎng)價(jià)值為賣點(diǎn)的轉(zhuǎn)基因食品，如“超甜玉米”“營養(yǎng)玉米”、轉(zhuǎn)基因大豆等。

不過，食品中除了營養(yǎng)成分，還包含抗?fàn)I養(yǎng)因子。轉(zhuǎn)基因食品可能導(dǎo)致抗?fàn)I養(yǎng)因子含量大幅增加，甚至產(chǎn)生毒素，對(duì)食品的營養(yǎng)性與安全性造成不小的影響和威脅。

另外，食品在經(jīng)過加工烹調(diào)后，其營養(yǎng)成分可能會(huì)受到影響。通過轉(zhuǎn)基因手段增強(qiáng)食品加工烹調(diào)的穩(wěn)定性，也是保障其營養(yǎng)成分被人體有效攝取和吸收的關(guān)鍵。

二、轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)

營養(yǎng)素是指從外界攝取并用于維持機(jī)體一切生命活動(dòng)的物質(zhì)。人類需要從食物中獲取營養(yǎng)素，即通過食物獲取蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、膳食纖維、礦物質(zhì)、維生素、水等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品營養(yǎng)學(xué)中的應(yīng)用，在很大程度上而言就是對(duì)食品營養(yǎng)素進(jìn)行調(diào)整。需要注意的是，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用對(duì)碳水化合物、膳食纖維、維生素、水等營養(yǎng)素的影響并不大，故而在相應(yīng)的食品營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)中可以忽略這四大營養(yǎng)素，只需要重點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)、脂類和礦物質(zhì)這三大營養(yǎng)素展開評(píng)價(jià)即可。

從人體攝入的角度看，人類通過食品能夠攝取多少營養(yǎng)素才是關(guān)鍵，相應(yīng)的營養(yǎng)素生物利用率自然也成了研究的重點(diǎn)。食品營養(yǎng)素的生物利用率高低，通常被作為評(píng)價(jià)食品實(shí)際營養(yǎng)價(jià)值的重要依據(jù)。在食品營養(yǎng)學(xué)中應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，自然要以提高營養(yǎng)素的生物利用率為重點(diǎn)，這樣才能確保轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)價(jià)值能夠滿足群眾需要，為群眾的生命安全、身體健康提供支持。

通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠?qū)κ称分刑囟I養(yǎng)素的含量加以改變，但其被人體吸收后能否產(chǎn)生和原作物中天然營養(yǎng)素一樣的功效？事實(shí)上，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)被應(yīng)用于食品領(lǐng)域的過程中，已經(jīng)出現(xiàn)了大量安全性方面的案例。比如20世紀(jì)80年代，美國通過微生物基因工程生產(chǎn)出了純度不低于99.6%的色氨酸，并將其作為營養(yǎng)素補(bǔ)充劑應(yīng)用到食品生產(chǎn)之中，但這種和天然食品在化學(xué)成分上高度相似的轉(zhuǎn)基因食品在大量售賣后，造成了數(shù)千人得病、1500多人永久性傷殘、37人死亡的慘劇。在這些轉(zhuǎn)基因食品安全案例的影響下，人們對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)性產(chǎn)生懷疑也在所難免。

科學(xué)家通過動(dòng)物試驗(yàn)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品中營養(yǎng)素的生物功效進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品與天然食品在特定營養(yǎng)素含量不一致的情況下，營養(yǎng)素含量較高的轉(zhuǎn)基因食品有助于動(dòng)物發(fā)育，并且不存在異常或病理改變，故而判定轉(zhuǎn)基因食品營養(yǎng)素的生物功效并不會(huì)受到影響。這意味著通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高食品營養(yǎng)素的生物利用率，便能提高相應(yīng)的生物功效，即食品營養(yǎng)價(jià)值會(huì)有所增加。不過營養(yǎng)素含量的增加與生物利用率的提高以及生物功效的提升是否呈正相關(guān)，目前還難以確定。

另外，抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)作為限制人體從食品中攝取營養(yǎng)素的物質(zhì)，其含量過高也會(huì)影響食品中營養(yǎng)素的生物利用率，故而通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)減少其含量也能在一定程度上增加食品的營養(yǎng)價(jià)值。植酸便是典型的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)食物中植酸含量過高時(shí)，人體對(duì)食物中微量元素的攝取、吸收與利用會(huì)受到不少影響。合理利用轉(zhuǎn)基因手段，對(duì)植物中植酸的表達(dá)進(jìn)行適當(dāng)抑制，能夠有效提高人體對(duì)植物食品特定營養(yǎng)素的生物利用率。

1.蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)。蛋白質(zhì)作為重要的營養(yǎng)元素，自然是轉(zhuǎn)基因食品營養(yǎng)評(píng)價(jià)中極為基礎(chǔ)的部分。一般來說，轉(zhuǎn)基因食品的蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)是以機(jī)體使用食品后的脂肪代謝、蛋白質(zhì)代謝、生長發(fā)育情況等作為評(píng)價(jià)方式，從而對(duì)食品的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行分析與判斷。目前以提高蛋白質(zhì)含量為主要賣點(diǎn)的轉(zhuǎn)基因食品包括甜馬鈴薯、大豆等，通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)，能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)的利用率進(jìn)行較為客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。以白老鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別給試驗(yàn)組和對(duì)照組的白老鼠喂食轉(zhuǎn)基因馬鈴薯和普通馬鈴薯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者的蛋白質(zhì)利用率明顯高于后者，說明轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠有效提高蛋白質(zhì)利用率。

2.礦物質(zhì)評(píng)價(jià)。礦物質(zhì)類營養(yǎng)素即無機(jī)鹽類營養(yǎng)素，包括鈣、磷、鉀等常量元素，也包含鐵、銅、鋅等微量元素。人體需要持續(xù)從食物中攝取和吸收礦物質(zhì)類營養(yǎng)素，以維持生長發(fā)育以及正常的生命活動(dòng)，比如鈣、磷、鎂等既是骨骼、牙齒的重要組成成分，也會(huì)參與許多重要的生理過程。通過分組實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的礦物質(zhì)類營養(yǎng)素含量以及相應(yīng)的生物利用率進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠較為直觀地評(píng)價(jià)食品的營養(yǎng)價(jià)值。例如將轉(zhuǎn)基因馬鈴薯、普通馬鈴薯、轉(zhuǎn)基因馬鈴薯粉混合大豆粉、普通馬鈴薯粉作為實(shí)驗(yàn)變量，分別喂食白老鼠，并通過檢測白老鼠腿骨鈣離子濃度與血漿中鈣離子濃度的方式，對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的鈣類營養(yǎng)素利用率進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，白老鼠血漿中鈣離子濃度基本不存在差異，不過腿骨中鈣離子濃度則有著明顯差異，其中喂食轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的白老鼠濃度最高。由此可見，轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠有效增加食品中的礦物質(zhì)類營養(yǎng)素含量。

3.脂類評(píng)價(jià)。脂類營養(yǎng)素是人體能量來源之一，也是人體的天然保護(hù)屏障，不過人體內(nèi)脂肪含量過高也會(huì)影響健康。因此在食品營養(yǎng)學(xué)中應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，應(yīng)當(dāng)以適當(dāng)提高食品脂類營養(yǎng)素含量為目標(biāo)，在提高脂類利用率的同時(shí)以免人體攝取過多脂類營養(yǎng)素而影響健康。目前市面上常見的以增加脂類營養(yǎng)素含量為主的轉(zhuǎn)基因食品為蛋白棉籽，其脂類含量明顯高于普通蛋白棉籽。

4.抗?fàn)I養(yǎng)素評(píng)價(jià)?？?fàn)I養(yǎng)素是對(duì)抗人體吸收營養(yǎng)元素的成分，其作用方式主要包括減少有效成分吸收、降低營養(yǎng)成分質(zhì)量、排泄過度營養(yǎng)元素、轉(zhuǎn)化營養(yǎng)成分為有害物質(zhì)、抑制營養(yǎng)成分發(fā)揮作用等。毫無疑問，食品中抗?fàn)I養(yǎng)素含量過高時(shí)，必然會(huì)影響食物的營養(yǎng)價(jià)值。而通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造的食品可能出現(xiàn)抗?fàn)I養(yǎng)素含量增加而影響人體營養(yǎng)攝取與吸收的情況，甚至可能導(dǎo)致食品具有毒素。

綜上可知，現(xiàn)代食品營養(yǎng)學(xué)對(duì)各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛和深入，能夠有效提高食品的營養(yǎng)價(jià)值，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)正是其中廣受關(guān)注的重要技術(shù)。目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成熟程度依舊不高，還有著巨大的研究和發(fā)展前景，其對(duì)于食品安全性與營養(yǎng)性的影響也有待進(jìn)一步驗(yàn)證?？梢灶A(yù)見的是，轉(zhuǎn)基因技術(shù)所帶來的挑戰(zhàn)，必將是營養(yǎng)學(xué)界必須面臨的重要挑戰(zhàn)。

作者簡介：許懿（2000-），女，漢族，河北石家莊人，大學(xué)本科，研究方向?yàn)檫z傳學(xué)。