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两种转基因大米的营养成分的比较

The comparison of nutrition components between GM rice and counterpart1

王竹杨月欣王国栋杨晓莉门建华沈湘石磊等中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所， 100050
　　转基因食品向市场化的迈进，引起了世界各国的广泛关注，并对营养学工作者提出了新的挑战。目前在联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织WHO等的倡议下，美国等发达国家在评价食品安全性问题时均采用“实质等同性”的概念和原则，其中营养成分评价是必不可少的环节之一，也是转基因食品营养学、卫生学评价的重点观测指标。本文将两种转基因大米与其原型作物进行了物理性状和营养成分的初步比较，以便为进一步探讨它们的营养学评价做准备。

1 材料与方法
1.1 样品：
　　来自于中国农业科学院。原型作物：普通杂交稻（81）和恢复系杂交稻（TA81）；转基因作物GM-S81和GM-TAS81，二者在原型作物中插入了豌豆抗虫SCK基因。
1.2 方法：
　　1.2.1 物理性状：包括形状、色泽、气味、均匀度、千粒重（一千粒米粒的重量，g）等。
　　1.2.2 营养成分分析：将样品用打碎机粉碎后，混匀，按下述方法测定营养成分。蛋白质，凯氏定氮法；氨基酸，氨基酸自动分析仪；脂肪，索泰抽提法；碳水化合物，差减法；淀粉，酶水解法；膳食纤维，酶重量法；维生素A、E，HPLC法；维生素B1、B2，荧光法；维生素B6、叶酸、生物素、尼克酸，微生物法；矿物质，原子吸收分光光度法。

2 结果
2.1 转基因大米物理性状的比较
　　表1 列出了转基因大米的物理性状。两种转基因大米虽然插入了相同序列，但是表现的感官性状变化不一致。和原型作物相比，GM-S81米粒饱满程度及千粒重降低，色泽较暗；GM-TAS81则饱满均匀。提示SCK基因可能影响食物的物理性质，但是表现结果受其它因素影响。
　　表1 转基因大米与原型作物物理性状的比较

物理性状	81	GM-S81	TA81	GM-TAS81
形状	长形，饱满	细长	细长	细长，饱满
色泽	白、亮、有光泽	发黄，色较暗	略白	灰黄
均匀度	不均匀	粒碎，大小不一	不均匀	均匀
气味	无异味	无异味	无异味	无异味
千粒重， g/ 千粒	17.198	15.071	17.411	20.312

2.2 营养成分的比较
　　按相同的方法处理样品，TA81与GM-TAS81的营养成分基本一致。但是GM-S81大米大部分营养成分略高于原型作物81大米，考虑可能与水分含量低有关；排除水分因素后，发现蛋白质、脂肪、维生素B2、B6、叶酸、尼克酸、铜、镁、锌、镁、钾、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，因为包含完整的淀粉颗粒而不被?-淀粉酶水解。取完整的米粒测定RS1，发现TA81与GM-TAS81含量接近，而GM-S81低于其原型作物81。
表2 转基因大米的营养成分

检测项目	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
蛋白质 , %	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
膳食纤维（不可溶性）， %	0.8	1.0	1.1	1.3
维生素
维生素 E ， mg/ 100g	…	…	0.24	…
维生素 B 1 ， mg/ 100g	0.13	0.11	0.13	0.18
维生素 B 2 ， mg/ 100g	0.028	0.048	0.044	0.039
维生素 B 6 ， mg/ 100g	0.10	0.23	0.17	0.16
叶酸， 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
铁	0.46	0.49	0.48	0.45
铜	0.31	0.50	0.46	0.28
锰	0.96	1.23	0.95	0.84
锌	2.09	2.59	2.09	1.77
钙	2.10	1.90	1.70	1.40
镁	32.00	45.00	40.00	36.00
钾	54.00	73.00	55.00	49.00
钠	3.50	3.40	3.00	3.60
磷	36.00	61.00	44.00	28.00

　　食物蛋白质中18种氨基酸的含量见表3。可以看出，与原型大米TA81相比，GM-TAS81的氨基酸含量基本一致，提示豌豆抗虫SCK基因不影响大米氨基酸与蛋白质的表达。而GM-S81的氨基酸与普通杂交稻S81相比，大米第一限制性氨基酸——赖氨酸，及谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸、脯氨酸等均有所增高。GM-TAS81大米蛋白质中天门冬氨酸、谷氨酸比例及EAA/PRO降低；GM-S81大米蛋白质中谷氨酸、脯氨酸和EAA比例升高。此结果尚需进一步确证。但必需氨基酸占蛋白质百分比分别为普通杂交稻81，35.44%；GM-S81，36.30%；TA81，37.26%；GM-TAS81，34.50%。

　　表3 转基因大米与原型作物氨基酸的比较

检测项目	含量， g/ 100g				AA/PRO # ， %
	81	GM-S81	TA81	GM-TAS81	81	GM-S81	TA81	GM-TAS81
天门冬氨酸 ASP	0.94	1.16	1.07	1.00	9.13	9.75	10.09	9.17
苏氨酸 THR	0.34	0.43	0.40	0.37	3.30	3.61	3.77	3.39
丝氨酸 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
缬氨酸 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
异亮氨酸 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
赖氨酸 LYS	0.36	0.40	0.40	0.38	3.50	3.36	3.77	3.49
组氨酸 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 讨论
　　经过比较发现，两种转基因大米在感官性状和营养成分上的变化不太相同，豌豆抗虫SCK基因对营养成分的影响可能受到多种因素的作用，值得仔细探讨。
　　营养成分分析，是进一步全面观察营养学、毒理学、免疫学的基础。但是，面对新的转基因食品，采用传统的营养成分分析是否存在局限性，比如转基因食品影响较大的可能是蛋白质的表达，包括蛋白质的氨基酸序列、功能作用；以及对新产生成分和其他成分，如碳水化合物、脂肪的影响等，尚需要深入研究。所以可能需要发展和引用新的方法对蛋白质进行鉴别和功能评价。在转基因大米营养成分分析基础上，有关它们对生长发育、对营养素利用等营养学方面的问题需要进一步研究和探讨。