基因改造的【粉紅鳳梨】,你會想嚐嚐嗎?基因改造的蔬菜與水果:安全、風險與公眾關注

基因工程(Genetic engineering)的發展使科學家能夠更快地做出特定的改變,「基因改造生物」(GMOs)就是其中之一。儘管大多數著名組織和研究表明基因改造食品是安全的,對健康不會造成影響,但仍有許多科學家聲稱基因改造作物未來會以意想不到方式損害身體健康並影響生態環境。

基因改造 玉米田
基因改造玉米田。GMOs代表「基因改造生物」(genetically modified organisms)。它通常指透過DNA重組技術或基因工程(genetic engineering,GE)改造生物體(通常是蔬菜和水果)。圖片來源:https://www.piedmont.org/living-real-change/genetically-modified-foods-helpful-or-harmful

皮尤研究中心(Pew Research Center)在2019年10月至2020年3月期間進行一項調查顯示,對基因改造食品的擔憂在全球普遍存在,全球20個公眾中約有一半的人表示這些食品不安全。

基因改造食物在市場上已超過20年,但仍然存在許多爭議。你是否仔細想過,身邊基因改造的蔬菜或水果是否安全?例如,擔心這些產品中的營養物質或可能產生的其它物質,會損害組織或無法有效代謝。這篇文章收集了科學家如何在實驗室裡製造基因改造生物、世界衛生組織(WHO)的說法以及GMO是否安全等公眾議題。

什麼是基因改造生物(GMOs)?

GMOs代表「基因改造生物」(genetically modified organism)。它通常指透過DNA重組技術或基因工程(genetic engineering,GE)改造生物體(通常是蔬菜和水果)。GMOs還有其它的替代名稱,例如,生物工程食品(Bioengineered foods)、基因工程食品(Genetically engineered foods)。

基因改造技術
基因改造生物的原理。基因改造生物不是天然的,是科學家從一種生物體中獲取特定需求的基因(DNA片段),並將其插入另一種生物體內的DNA序列。基因可以從動物轉移到植物,反之亦然。圖片來源:Image from Pixabay

簡單地說,GMOs是科學家從一種生物體中獲取特定需求的基因(DNA片段),並將其插入另一種生物體內的DNA序列。基因可以從動物轉移到植物,反之亦然。

基因改造生物不是天然的,是科學家在實驗室製造出來的。如果讓生物體自然生長,這種方式在自然界中永遠不會自然發生。這與傳統育種不同。

為什麼要開發基因改造食品?有什麼好處?

透過傳統選擇性育種或雜交育種等方法以產生更好的蔬果,需要很多世代、需要很長的時間才能實現,而產生的結果也不一定是當初設想的那麼精確,也不一定可以獲得想要的結果。

生物科技公司可能出於各種原因利用基因工程加速改造生物體,且獲得更精準的特質。例如,耐旱、抗蟲害等特性是製造基因改造作物的初衷,以期生產更多糧食,解決全世界糧食問題

  • 同一時期或同一地區可以種植更多作物
  • 可耐受肥料缺乏、較高鹽濃度、乾旱或霜凍條件的土地
  • 增強植物對疾病、病毒與除草劑的抵抗力,減少農作物損失
  • 當面臨大量的雜草,基因改造作物可以不需要施用那麼多農藥
  • 提高農作物的養分、更好的口味、更高的品質
  • 提高農作物的生長速度、成熟得更快,允許更多的農作物輪作
  • 提高農作物的產量,從而降低單位價格

但很多時候,理想與現實、遊說與目的是悖離的。

科學家如何在實驗室製造基因改造作物?

實驗室
基因改造作物(GMOs)是科學家從實驗室裡創造出來的。Image by AS Photograpy from Pixabay

假設,科學家要將「抗蟲害」這個特定功能的基因(DNA)插入玉米的基因庫中,為了獲得有新功能的玉米,需要執行以下步驟:

  • 1、將此「具有抗蟲害功能」的基因(DNA片段)轉移到玉米的細胞
  • 2、利用組織培養(tissue culture,cell culture)法培養這個有帶有新基因的細胞。
  • 3、在實驗室中讓此細胞發育成玉米幼苗。
  • 4、種植此幼苗,等待其成長、開花且產生新種子(已經帶有抗蟲害新基因的種子)。
  • 5、用此新種子所種植的玉米就是「基因改造玉米」
  • 6、此新種玉米可能具備抗害蟲的遺傳特徵。

最後,生技公司將這些帶有抗蟲害基因的種子賣給農民

目前基因改造的食物有哪些?有哪些爭議?

以基因改造生物最大宗的美國說明。美國基因改造農作物在美國非常普遍,至少90%以上的大豆、玉米、甜菜、油菜和棉花是透過基因技術種植的,這意味著我們目前所吃的許多食物、甚至這些農作物所生產的加工食品可能來自基因改造植物或蔬果。

大多數基因改造植物用於製造原料,然後用於其它食品,例如,玉米澱粉可以用基因改造玉米製成,糖可以用基因改造甜菜製成。

1、玉米(Corn)

基因改造玉米
基因改造玉米,減少了噴灑殺蟲劑的需要,同時仍能防止昆蟲損害。圖片來源:https://www.teachkyag.org/lessons/biotechnology-dna-amp-gmo-resources

  • 玉米是美國最常見的農作物,大部分是基因改造作物。
  • 大多數基因改造玉米都是為了抵抗害蟲或對除草劑的耐受性而製造的。
  • 例如,基因改造的Bt玉米減少了噴灑殺蟲劑的需要,同時仍能防止昆蟲損害。
  • 大量基因改造玉米被用於加工食品和飲料,但其中大部分用於餵養牲畜(例如,牛)和家禽(例如,雞)

2、大豆(Soybean)

  • 美國種植的大豆大多是基改大豆。
  • 大多數基因改造的大豆用於餵食動物(主要是家禽和牲畜)。
  • 也用於製造大豆油。
  • 也用作加工食品的成分(卵磷脂、乳化劑、蛋白質)。

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3、馬鈴薯(Potato)

  • 部分基因改造馬鈴薯是為了抵抗蟲害和疾病而開發的。
  • 部分基因改造馬鈴薯品種,可以抵抗包裝、儲存、運輸可能發生的瘀傷褐變、甚至在廚房切馬鈴薯時可能發生的褐變。
  • 褐變不會改變馬鈴薯的品質,但它常常導致食物被丟棄,因為人們認為褐變的食物已經變質。

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4、櫛瓜(夏南瓜,Summer Squash)

  • 櫛瓜是南瓜的變形栽培種。
  • 基因改造櫛瓜對某些植物病毒有抵抗力。

5、蘋果(Apple)

  • 部分基因改造蘋果品種可以防止切割後褐變。
  • 有助於減少食物浪費,因為許多消費者認為棕色蘋果已經變質、壞掉。

6、木瓜(Papaya)

  • 1990年代,輪點病毒病(ringspot virus)幾乎消滅夏威夷的木瓜作物,幾乎摧毀夏威夷的木瓜產業。
  • 一種名為彩虹木瓜的基因改造木瓜被創造出來以抵抗輪點病毒病。
  • 這種基因改造的木瓜拯救了夏威夷群島的木瓜種植業。

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7、粉紅菠蘿(粉紅鳳梨,Pink Pineapple,Pinkglow™)

粉紅鳳梨
基因改造的粉紅鳳梨(Pinkglow™),可以製造番茄紅素,因此呈現粉紅色。圖片來源:https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=18398

  • 透過轉殖基因,基因改造的粉紅鳳梨(Pinkglow™)可以製造茄紅素,使果肉呈現粉紅色。
  • 番茄紅素天然存在於粉紅鳳梨中。番茄紅素也讓番茄和西瓜呈現紅色。

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8、糖用甜菜(Sugar Beet)

  • 糖用甜菜主要用於製造砂糖。
  • 貨店貨架上包裝的砂糖有一半以上是由基因改造甜菜製成。
  • 基因改造甜菜對除草劑具有抗性,種植基因改造甜菜可以幫助農民控制田地裡的雜草。

9、棉花(Cotton)

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基因改造棉花的誕生是為了抵抗棉鈴蟲(bollworms)。Image by ISAAA KC from Pixabay

  • 基因改造棉花的誕生是為了抵抗棉鈴蟲(bollworms),並幫助恢復阿拉巴馬州的棉花產業。
  • 基因改造棉花不僅為紡織工業提供了可靠的棉花來源,還用於製造棉籽油。
  • 棉籽油用於包裝食品和許多餐廳煎炸用的油脂。
  • 基因改造的棉籽粕與棉殼也可作為飼養動物的食物。

10、芥花籽(油菜籽,Canola)

  • 基因改造芥花籽主要用於製造食用油與人造奶油。
  • 芥花籽粕也可作為動物的食物。
  • 芥花籽油用於許多包裝食品,以提高食品的黏稠度。
  • 大多數基因改造芥花籽對除草劑具有抗性,可以幫助農民能更輕鬆地控制田野間的雜草。

11、苜蓿(Alfalfa)

  • 基因改造苜蓿主要是在曬乾後用於餵養牛隻(主要是乳牛)。
  • 雜草會減少苜蓿的產量並降低乾草的營養品質。
  • 大多數基因改造苜蓿對除草劑具有抗性,讓農民噴灑農作物以保護它們免受破壞性雜草的侵害。

12、黃金米(Golden Rice)

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基因改造黃金米(Golden Rice)的β-胡蘿蔔素含量是原始黃金米的23倍。圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Golden_rice

  • 黃金米(沒有在市場上銷售)是一種有助於預防維生素A缺乏症的米,
  • 透過基因工程生產的一種米(Oryza sativa),在米的可食用部分生物合成β-胡蘿蔔素(維生素 A的前驅物質)。
  • 基因改造黃金米的β-胡蘿蔔素含量是原始黃金米的23倍。
  • 黃金米遭到了環境和反全球化活動人士的強烈反對,認為這種米尚未經過充分的測試,他們認為黃金米會對生物多樣性、不可預見的健康與社會經濟問題等造成影響。
  • 反對者認為,人們可以透過更簡單、安全、健康的方式從食物中獲得β-胡蘿蔔素
  • 反對者也認為黃金米根本不是解決飢餓和貧困的唯一方案。
  • 2016年,107位諾貝爾獎得主向綠色和平組織及其支持者寫了一封公開信,要求他們不要反對基改農作物,特別是「黃金米運動」。
  • 2024年,菲律賓上訴法院發布了禁止在該國種植黃金米的命令,理由是它對健康與環境影響缺乏科學的確定性

台灣法律規定不准種植任何基因改造農作物,但只要通過我國基因改造食品原料查驗登記許可仍可進口原料。目前取得我國基因改造食品原料查驗登記許可的,有基改黃豆、玉米、棉花、油菜與甜菜

由基改作物所製成的10種最受歡迎加工食品

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市售的豆漿,很可能是由基因改造的大豆製成。Image by bigfatcat from Pixabay

在日常生活中,有許多基改農作物的加工食品,例如,玉米澱粉與糖,也存在於各種加工食品中。下面列出10種最受歡迎的含有基因改造生物的食品:

  • 植物油,芥花籽油(油菜籽油)、大豆油、玉米油、葵花油、紅花油。
  • 大豆油、玉米油與芥花籽油用於休閒食品、麵包、沙拉醬與蛋黃醬中。
  • 牛奶,以基因改造大豆產品飼餵的乳牛所生產的牛奶。
  • 肉類與雞蛋,用含有基因改造的豆製品飼養農場動物,例如,知名的美國牛肉
  • 豆腐、豆漿,由基因改造的大豆製成。
  • 穀物,玉米與大豆製品。
  • 來自甜菜的糖與由基改玉米所製成的高果糖玉米糖漿作為甜味劑,用於許多食品和飲料中,例如,甜果汁、碳酸飲料。
  • 玉米澱粉用於罐裝湯品、調味料與醬汁(作為增稠劑)。
  • 由基因改造玉米、甜菜和大豆所製成的嬰兒配方奶粉
  • 冷凍食品,添加由基因改造玉米的澱粉、基因改造植物的油脂。

基因改造生物進入我們的食品供應鏈已超過20年。大多數關於基因改造產品的研究都沒有顯示出任何危害的證據。然而,科學界承認,現有的研究結果既沒有一致性、也不是結論性的結果。許多科學家繼續對基因改造產品的使用提出擔憂,因為大多數研究都沒有評估其長期風險或益處

基因改造食品安全嗎?

基因改造生物是危險的還是安全的?對人類健康有害、對生態系統有害嗎?

基因改造食物有多普遍
基因改造作物很普遍,種類包括:玉米、黃豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、蘋果、茄子、亞麻、木瓜、鳳梨、馬鈴薯、水稻、南瓜、甘蔗及小麥等。圖片來源:https://geneticliteracyproject.org/2018/04/06/25-years-of-gmo-crops-economic-environmental-and-human-health-benefits/

目前全球核准的基因改造作物種類包括:玉米、黃豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、蘋果、茄子、亞麻、木瓜、鳳梨、馬鈴薯、水稻、南瓜、甘蔗及小麥等。

基因改造作物即使有很多好處,但很多國家仍然禁止種植基因改造作物,因為他們擔心以基因改造作物製成的食品可能危害人類健康或危害環境

世界衛生組織(WHO)的說法

基因改造生物為人類的健康帶來了3個主要問題:致敏性、基因轉移與異型雜交。

1、過敏性(Allergenicity)

  • WHO不鼓勵將基因從常見過敏性生物體轉移到非過敏性生物體,除非能夠證明轉移基因的蛋白質產物不具有過敏性。
  • 世界衛生組織稱,目前市面上的基因改造食品尚未發現與過敏反應有關

2、基因轉移(Gene transfer)

  • 是指基因改造食品將基因轉移到胃腸道的細菌或身體細胞,可能對人類健康產生負面影響。
  • 儘管世界衛生組織表示,轉移的可能性很低,但如果在創建基因改造生物時用作標記的「抗生素抗性基因」(antibiotic resistance genes)被轉移,這一點最令人擔憂。
  • 這就是為什麼不鼓勵在改造蔬果時留下「抗生素抗性基因」。

3、異型雜交(Out-crossing)

  • 基因改造植物的基因轉移到傳統作物或野生物種(或反之亦然)時就會發生
  • 若真的發生,可能會對食品安全和糧食安全產生間接影響。
  • 一些國家已採取政策盡量減少這種潛在的混合,例如,將種植基改作物和傳統作物的田地分開。

根據國家、安全單位與科學研究

基因改造生物是否安全,要視情況而定:

  • 不同的生物體使用不同的方法轉移不同的基因,這就是為什麼基因改造食品的安全性應該逐一個別進行評估。
  • 美國食品藥物管理局(FDA)與歐洲食品安全局等多個負責監督食品安全監管機構,都認為目前的基因改造產品是安全的
  • 儘管大多數研究也表明基因改造產品是安全的:無毒、不會引起過敏、或不會引起癌症,但目前尚未達成廣泛的科學共識,因為很少有研究關注這些產品的長期影響,因此,基因改造食品的安全性尚不能100%保證。

應該避免基因改造食物嗎?

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由於基改作物的優缺點仍存在爭議,目前全球有64個國家針對基改食品採「標示」制度,是否應該避免部分或全部基因改造產品,端視自己的看法。Image by Pete Linforth from Pixabay

前面的說明,讀者可能想知道是否應該避免部分或全部基因改造產品。然而,這很難做到。

由於基改作物的優缺點仍存在爭議,目前全球有64個國家針對基改食品採「標示」制度,台灣也是其一。

重點在,包含我國在內,很多國家都從北美(美國、加拿大)、南美進口大量的玉米、黃豆等原物料,也進口許多由這些原物料加工製成的產品,有些會標示是否來自基因改造,但也有部分沒有標示,再加上國際旅遊盛行,很容易吃到基改食品。

在國內,雖然已經有政府為我們把關,但消費者自己是否認為基改食品是健康的?如果認為不健康,那就必須自己決定願意接受多少風險:

  • 考慮基因改造食物的便利性與節省成本的重要性是否超過任何所謂的風險。
  • 是否有時間和意願積極並主動地避免基因改造產品。

對於基因改造食物,我個人的觀點

曾讀過一篇文章的內容提到,基因改造生物之所以會引起厭惡,可能是因為人們將基因改造視為一種「污染」 (轉移的基因汙染了其它物種的基因),尤其是被植入的基因(DNA)是來自令人厭惡的物種(例如,蜘蛛、蠍子、蜈蚣)時,這種厭惡的感覺就會增強。

事實上,我也這麼想的,相信很多人跟我一樣,只是單純地不願意吃「被汙染」的食物,而不是基於基因改造食物會對健康造成多大的影響。

但對於基因改造作物,我還有其它的看法:

1、基改作物牽涉到基因轉移,對於基因,我是「敬、畏的」。自然界,基因突變會自然發生,基因也可能會轉移,更何況是被強行插入的基因會讓被插入的植物DNA更不穩定。至於不穩定的DNA會如何變化,任誰都無法預測。

2、生技公司擔心傳統農作方式無法餵飽不斷增長的世界人口,為了解決飢餓問題,必須借助基改技術增加農作物產量,這是原始初衷。但事實上,很大部分的大豆、玉米被拿去做生質燃料、玉米糖漿、牲畜飼料、…,而不是拿來餵飽飢餓的人類。不是說好要解救飢荒嗎?

3、這些基因改造的農作物是會開花的,基改作物隨處飄落的花粉(已經帶有新的基因)是不是早已汙染了原生種或野生種作物

4、雖說被基因改造的蔬果有抵抗殺蟲劑的能力,但那些原本應該被除去的雜草是否也會出現「抗藥性」?以至於未來需要噴灑更多的農藥、或研發更毒的農藥才能殺死這些雜草?這除了可能影響人類健康,更可能會對生態系造成不可抹滅的影響,尤其是以雜草維生的昆蟲、以昆蟲維生的鳥類、以及附近其它的野生動物。想一想「殺蟲劑DDT」對人類與生態的長遠影響

5、我相信很多「有正面結果的科學實驗」是支持基因改造的學家所做的;我也相信支持「基因改造生物有危險」的科學研究可能是來自反對基因改造生物的組織與科學家。關於「基因改造生物」安全與否的信仰,是不是如同宗教與政治一樣,神聖不可侵犯?非黑即白?可以來一些客觀、公正的研究嗎?

6、為何這麼多的國家(包含我國)依然禁止種植基因改造作物?政府在擔心什麼?只是不願意種子被生技公司壟斷?還是擔心生態浩劫?

現階段,對於擔心基因改造食品是否健康的消費者來說,還沒有確切的答案,儘管目前沒有證據顯示基因改造生物對人類的健康會構成直接的威脅,但研究人員尚未調查每種基因改造產品的所有可能問題,包含環境生態,特別是潛在的長期影響。就讓我們且吃且等待研究結果吧!

文章最後更新於2025/03/22

References

1、臺灣禁止種植基因改造作物,檢測普及化確保食品安全
2、基因改造食品專區–衛生福利部食品藥物管理署
3、我國流通之基因改造食品項目–衛生福利部食品藥物管理署
4、禁止轉基因生物的國家
5、Understanding New Plant Varieties
6、Genetically modified organisms – GMOs
7、Golden rice
8、Are GMOs Safe? Breaking Down the Science of Science-ified Foods
9、Genetically modified food: What are the pros and cons?
10、GMOs: Pros and Cons, Backed by Evidence
11、Genetically modified foods: Helpful or harmful?
12、Is it safe to eat GM crops?
13、Are GMO crops safe?
14、Genetically modified food: What are the pros and cons?
15、GMO Facts
16、Safety assessments of GM foods
17、What are GMOs? The truth about genetically-modified organisms and if they’re safe to eat
18、Many publics around world doubt safety of genetically modified foods
19、Could eating GM food have an effect on my genes?
20、What about unforeseen consequences of GM?
21、GM crops have only been around for 20 years, might there still be unexpected and untoward side effects?
22、Genetically modified foods: safety, risks and public concerns—a review
23、Use of Genetically Modified Organism (GMO)-Containing Food Products in Children
24、Antibiotic-resistant genes
25、Common questions about diet, activity, and cancer risk.
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27、Guidance for industry: Voluntary labeling indicating whether foods have or have not been derived from genetically engineered plants.
28、How GMOs are regulated in the United States. (2023)
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50、10 Myths About GMOs