王竹 楊月欣 王國棟 楊曉莉 門(mén)建華 沈湘 石磊等 中國預防醫學(xué)科學(xué)院 營(yíng)養與食品衛生研究所， 100050
轉基因食品向市場(chǎng)化的邁進(jìn)，引起了世界各國的廣泛關(guān)注，并對營(yíng)養學(xué)工作者提出了新的挑戰。目前在聯(lián)合國糧農組織（FAO）、世界衛生組織WHO等的倡議下，美國等發(fā)達國家在評價(jià)食品安全性問(wèn)題時(shí)均采用“實(shí)質(zhì)等同性”的概念和原則，其中營(yíng)養成分評價(jià)是必不可少的環(huán)節之一，也是轉基因食品營(yíng)養學(xué)、衛生學(xué)評價(jià)的重點(diǎn)觀(guān)測指標。本文將兩種轉基因大米與其原型作物進(jìn)行了物理性狀和營(yíng)養成分的初步比較，以便為進(jìn)一步探討它們的營(yíng)養學(xué)評價(jià)做準備。
1 材料與方法
1.1 樣品：
來(lái)自于中國農業(yè)科學(xué)院。原型作物：普通雜交稻（81）和恢復系雜交稻（TA81）；轉基因作物GM-S81和GM-TAS81，二者在原型作物中插入了豌豆抗蟲(chóng)SCK基因。
1.2 方法：
1.2.1 物理性狀： 包括形狀、色澤、氣味、均勻度、千粒重（一千粒米粒的重量，g）等。
1.2.2 營(yíng)養成分分析：將樣品用打碎機粉碎后，混勻，按下述方法測定營(yíng)養成分。蛋白質(zhì)，凱氏定氮法；氨基酸，氨基酸自動(dòng)分析儀；脂肪，索泰抽提法；碳水化合物，差減法；淀粉，酶水解法；膳食纖維，酶重量法；維生素A、E，HPLC法；維生素B1、B2，熒光法；維生素B6、葉酸、生物素、尼克酸，微生物法；礦物質(zhì)，原子吸收分光光度法。
2 結果
2.1 轉基因大米物理性狀的比較
表1 列出了轉基因大米的物理性狀。兩種轉基因大米雖然插入了相同序列，但是表現的感官性狀變化不一致。和原型作物相比，GM-S81米粒飽滿(mǎn)程度及千粒重降低，色澤較暗；GM-TAS81則飽滿(mǎn)均勻。提示SCK基因可能影響食物的物理性質(zhì)，但是表現結果受其它因素影響。
表1 轉基因大米與原型作物物理性狀的比較
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物理性狀 |
81 |
GM-S81 |
TA81 |
GM-TAS81 |
|
形狀 |
長(cháng)形，飽滿(mǎn) |
細長(cháng) |
細長(cháng) |
細長(cháng)，飽滿(mǎn) |
|
色澤 |
白、亮、有光澤 |
發(fā)黃，色較暗 |
略白 |
灰黃 |
|
均勻度 |
不均勻 |
粒碎，大小不一 |
不均勻 |
均勻 |
|
氣味 |
無(wú)異味 |
無(wú)異味 |
無(wú)異味 |
無(wú)異味 |
|
千粒重， g/ 千粒 |
17.198 |
15.071 |
17.411 |
20.312 |
2.2 營(yíng)養成分的比較
按相同的方法處理樣品，TA81與GM-TAS81的營(yíng)養成分基本一致。但是GM-S81大米大部分營(yíng)養成分略高于原型作物81大米，考慮可能與水分含量低有關(guān)；排除水分因素后，發(fā)現蛋白質(zhì)、脂肪、維生素B2、B6、葉酸、尼克酸、銅、鎂、鋅、鎂、鉀、磷等成分的含量仍略有增高。I型抗性淀粉(RS1)多存在于完整的谷粒，因為包含完整的淀粉顆粒而不被?-淀粉酶水解。取完整的米粒測定RS1，發(fā)現TA81與GM-TAS81含量接近，而GM-S81低于其原型作物81。
表2 轉基因大米的營(yíng)養成分
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檢測項目 |
81 |
GM-S81 |
TA81 |
GM-TAS81 |
|
|
|
|
|
|
|
水分， % |
11.1 |
8.3 |
11.8 |
12.3 |
|
灰分， % |
0.63 |
0.74 |
0.56 |
0.57 |
|
蛋白質(zhì) , % |
10.3 |
11.9 |
10.6 |
10.9 |
|
脂肪， % |
0.51 |
0.89 |
0.76 |
0.83 |
|
碳水化合物， % |
77.17 |
78.06 |
75.94 |
74.93 |
|
抗性淀粉 * ， % |
42.8 |
33.1 |
48.7 |
52.1 |
|
膳食纖維（不可溶性）， % |
0.8 |
1.0 |
1.1 |
1.3 |
|
維生素 |
|
|
|
|
|
維生素 E ， mg/ 100g |
… |
… |
0.24 |
… |
|
維生素 B 1 ， mg/ 100g |
0.13 |
0.11 |
0.13 |
0.18 |
|
維生素 B 2 ， mg/ 100g |
0.028 |
0.048 |
0.044 |
0.039 |
|
維生素 B 6 ， mg/ 100g |
0.10 |
0.23 |
0.17 |
0.16 |
|
葉酸， m g/ 100g |
33.7 |
45.4 |
29.6 |
28.4 |
|
生物素， m g/ 100g |
2.75 |
3.35 |
2.46 |
2.24 |
|
尼克酸， mg/ 100g |
1.76 |
2.76 |
2.09 |
2.15 |
|
微量元素， mg/ 100g |
|
|
|
|
|
鐵 |
0.46 |
0.49 |
0.48 |
0.45 |
|
銅 |
0.31 |
0.50 |
0.46 |
0.28 |
|
錳 |
0.96 |
1.23 |
0.95 |
0.84 |
|
鋅 |
2.09 |
2.59 |
2.09 |
1.77 |
|
鈣 |
2.10 |
1.90 |
1.70 |
1.40 |
|
鎂 |
32.00 |
45.00 |
40.00 |
36.00 |
|
鉀 |
54.00 |
73.00 |
55.00 |
49.00 |
|
鈉 |
3.50 |
3.40 |
3.00 |
3.60 |
|
磷 |
36.00 |
61.00 |
44.00 |
28.00 |
食物蛋白質(zhì)中18種氨基酸的含量見(jiàn)表3。可以看出，與原型大米TA81相比，GM-TAS81的氨基酸含量基本一致，提示豌豆抗蟲(chóng)SCK基因不影響大米氨基酸與蛋白質(zhì)的表達。而GM-S81的氨基酸與普通雜交稻S81相比，大米第一限制性氨基酸——賴(lài)氨酸，及谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸、脯氨酸等均有所增高。GM-TAS81大米蛋白質(zhì)中天門(mén)冬氨酸、谷氨酸比例及EAA/PRO降低；GM-S81大米蛋白質(zhì)中谷氨酸、脯氨酸和EAA比例升高。此結果尚需進(jìn)一步確證。但必需氨基酸占蛋白質(zhì)百分比分別為普通雜交稻81，35.44%；GM-S81，36.30%；TA81，37.26%；GM-TAS81，34.50%。
表3 轉基因大米與原型作物氨基酸的比較
|
檢測項目 |
含量， g/ 100g |
AA/PRO # ， % |
|
|
81 |
GM-S81 |
TA81 |
GM-TAS81 |
81 |
GM-S81 |
TA81 |
GM-TAS81 |
|
天門(mén)冬氨酸 ASP |
0.94 |
1.16 |
1.07 |
1.00 |
9.13 |
9.75 |
10.09 |
9.17 |
|
蘇氨酸 THR |
0.34 |
0.43 |
0.40 |
0.37 |
3.30 |
3.61 |
3.77 |
3.39 |
|
絲氨酸 SER |
0.51 |
0.64 |
0.59 |
0.55 |
4.95 |
5.38 |
5.57 |
5.05 |
|
谷氨酸 GLU |
1.79 |
2.30 |
2.07 |
1.91 |
17.38 |
19.33 |
19.53 |
17.52 |
|
甘氨酸 GLY |
0.46 |
0.56 |
0.51 |
0.48 |
4.47 |
4.71 |
4.81 |
4.40 |
|
丙氨酸 ALA |
0.55 |
0.69 |
0.61 |
0.59 |
5.34 |
5.80 |
5.75 |
5.41 |
|
纈氨酸 VAL |
0.53 |
0.66 |
0.60 |
0.57 |
5.15 |
5.55 |
5.66 |
5.23 |
|
蛋氨酸 MET |
0.22 |
0.35 |
0.30 |
0.28 |
2.14 |
2.94 |
2.83 |
2.57 |
|
異亮氨酸 ILE |
0.44 |
0.50 |
0.46 |
0.47 |
4.27 |
4.20 |
4.34 |
4.31 |
|
亮氨酸 LEU |
0.86 |
1.05 |
0.92 |
0.89 |
8.35 |
8.82 |
8.68 |
8.17 |
|
酪氨酸 TYR |
0.51 |
0.46 |
0.44 |
0.43 |
4.95 |
3.87 |
4.15 |
3.94 |
|
苯丙氨酸 PHE |
0.75 |
0.79 |
0.71 |
0.66 |
7.28 |
6.64 |
6.70 |
6.06 |
|
賴(lài)氨酸 LYS |
0.36 |
0.40 |
0.40 |
0.38 |
3.50 |
3.36 |
3.77 |
3.49 |
|
組氨酸 HIS |
0.24 |
0.30 |
0.26 |
0.24 |
2.33 |
2.52 |
2.45 |
2.20 |
|
精氨酸 ARG |
0.85 |
1.03 |
0.86 |
0.88 |
8.25 |
8.66 |
8.11 |
8.07 |
|
脯氨酸 PRO |
0.29 |
0.57 |
0.45 |
0.50 |
2.82 |
4.79 |
4.25 |
4.59 |
|
色氨酸 TRP |
0.15 |
0.14 |
0.16 |
0.14 |
1.46 |
1.18 |
1.51 |
1.28 |
|
胱氨酸 CYS |
0.22 |
0.31 |
0.25 |
0.22 |
2.14 |
2.61 |
2.36 |
2.02 |
|
氨 NH 3 |
0.32 |
0.33 |
0.40 |
0.54 |
3.11 |
2.77 |
3.77 |
4.95 |
|
必需氨基酸 EAA |
3.65 |
4.32 |
3.95 |
3.76 |
|
|
|
|
|
EAA/PRO* |
|
|
|
|
35.44 |
36.30 |
37.26 |
34.50 |
3 討論
經(jīng)過(guò)比較發(fā)現，兩種轉基因大米在感官性狀和營(yíng)養成分上的變化不太相同，豌豆抗蟲(chóng)SCK基因對營(yíng)養成分的影響可能受到多種因素的作用，值得仔細探討。
營(yíng)養成分分析，是進(jìn)一步全面觀(guān)察營(yíng)養學(xué)、毒理學(xué)、免疫學(xué)的基礎。但是，面對新的轉基因食品，采用傳統的營(yíng)養成分分析是否存在局限性，比如轉基因食品影響較大的可能是蛋白質(zhì)的表達，包括蛋白質(zhì)的氨基酸序列、功能作用；以及對新產(chǎn)生成分和其他成分，如碳水化合物、脂肪的影響等，尚需要深入研究。所以可能需要發(fā)展和引用新的方法對蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒別和功能評價(jià)。在轉基因大米營(yíng)養成分分析基礎上，有關(guān)它們對生長(cháng)發(fā)育、對營(yíng)養素利用等營(yíng)養學(xué)方面的問(wèn)題需要進(jìn)一步研究和探討。
