颜色独特的基因改造食物及其迎合消费者需求的特征

白米或糙米、黄色果肉的菠萝和红色的番茄,都并非新兴的食物,我们每天都可以在市面上看到。不过,大家又有没有听说过金黄色的大米、粉红色果肉的菠萝和紫色的番茄?近年,科研人员透过基因改造技术研发出一些颜色与别不同的农作物。这些农作物具有独特的色香味或其他迎合消费者需求的特征。下文重点介绍一些有趣的例子。

黄金米

黄金米的谷粒含有β-胡萝卜素,因而呈橙黄色或金黄色(见图1)。β-胡萝卜素是一种橙色的植物色素,在人体内可按需要转化成维他命A。在孟加拉、印尼和菲律宾等发展中国家,人们患上维他命A缺乏症的风险偏高。由于这些国家的人以大米为主食,科研人员便研发出黄金米;让人们可以黄金米作主食,并配合其他现有的方法,例如进食维他命A或β-胡萝卜素天然含量高的食物,以及服用维他命A补充剂等,从而应对维他命A缺乏症的问题。

图1:黄金米经基因改造,谷粒能制造β-胡萝卜素,因而呈橙黄色或金黄色。

维他命A是人类视觉系统、生长和发展所必需的营养素,对于维持免疫系统健康也是不可或缺。维他命A对孕妇和幼儿来说尤其重要。如果从膳食中摄取的维他命A不足够,可导致维他命A缺乏症,令免疫系统受损,削弱身体抵抗感染的能力。维他命A缺乏症亦可影响视力,导致夜盲症,如没有妥善治疗,患者甚至会永久失明。

虽然一般大米中可进行光合作用的绿色组织也能制造β-胡萝卜素,但经碾磨的谷粒却不含β-胡萝卜素。为使谷粒制造β-胡萝卜素,科研人员透过基因改造技术,把两种酶(即来自粟米的八氢番茄红素合成酶,和来自一种细菌的胡萝卜素脱氢酶)的基因植入大米。由于这两种酶是胡萝卜素生物合成途径的组成部分,上述的基因改造过程有助于谷粒中构建完整的合成途径,使谷粒中原有的胡萝卜素生物合成前体得以转化成β-胡萝卜素。

大米是孟加拉和菲律宾等国家的人民几乎每餐的主食。在这些地方,富含β-胡萝卜素的黄金米所提供的维他命A,据称可达估计平均需要量的三成至五成。

过去几年,黄金米的食用安全经过澳洲新西兰食品标准管理局、加拿大卫生部、美国食品及药物管理局和菲律宾农业部植物产业局评估,并普遍认为黄金米与以传统品种大米制成的食品同样可供人类安全食用。除β-胡萝卜素含量较高外,黄金米的营养价值与目前供人食用的其他传统品种大米无异。

粉红菠萝

这品种的菠萝经过基因改造,可于果肉中积聚番茄红素,故呈独特的粉红色(见图2)。番茄红素是一种天然存在的胡萝卜素,这种色素使番茄、西瓜和粉红西柚等水果呈红色或粉红色。粉红菠萝的基因改造过程涉及表达一个来自柑桔的酶的基因,这种酶于番茄红素生物合成时作用;基因改造过程也涉及抑制菠萝中两个使番茄红素转化成其他胡萝卜素的基因的表达,以免菠萝变黄。粉红菠萝除颜色独特外,据称还比传统菠萝鲜甜多汁、酸味较少,而且味道独特。

图2:粉红色果肉的菠萝经过基因改造,使番茄红素这种天然存在的红色色素积聚于菠萝内。

近年,粉红菠萝的食用安全经过美国食品及药物管理局和加拿大卫生部评估,并普遍认为在食物中使用粉红菠萝不会引起食物安全方面的疑虑,而且这种菠萝与现时市场上的菠萝品种所制成的食品同样安全和有营养。

紫色番茄

紫色番茄呈独特的深紫色,是由于番茄所制造的花青素含量增加所致(见图3)。花青素是红色、紫色和蓝色的色素,使多种水果、花卉和一些蔬菜(例如浆果、葡萄、紫玉米和红椰菜)有其颜色。从膳食中摄取花青素,据称可减低患上心血管疾病、肥胖症和某些癌症的风险。

图3:紫色番茄的果实呈深紫色,是因为透过基因改造使番茄所制造的花青素含量增加。

虽然驯化的番茄也有制造花青素的基因,但这些基因并不“活跃”。科研人员把金鱼草的两个基因,透过基因改造技术植入番茄内。这两个基因可制造诱发花青素生物合成的转录因子,令番茄制造花青素。这使番茄所制造的两种主要花青素增加,导致果实呈深紫色。紫色番茄拟供直接食用、加进沙律或制成番茄汁、番茄糊、番茄泥、番茄酱和调味汁等加工食品。

美国食品及药物管理局在今年评估了紫色番茄的食用安全。目前,该局对以紫色番茄制成的食品的安全和营养没有疑问,认为以紫色番茄制成的食品与市场上其他番茄品种制成的食品相若,并同样可安全食用。