GMO: Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie – zastosowanie w mleczarstwie

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1830/2003 żywność genetycznie zmodyfikowana jest to żywność składająca się z GMO lub wyprodukowana z GMO. Co to oznacza? Żywnością genetycznie zmodyfikowaną jest ten produkt, który w całości lub częściowo jest wyprodukowany z organizmu zmodyfikowanego genetycznie, ale również żywnością GMO jest produkt, który został wyprodukowany z surowców pochodzących z organizmu zmodyfikowanego genetycznie (na przykład olej sojowy z soi zmodyfikowanej genetycznie). Należy zauważyć jednak, że według Rozporządzenia (WE) nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 września 2003 r. żywność, która zawiera mniej niż 0,9% składników genetycznie zmodyfikowanych nie jest klasyfikowana jako żywność zmodyfikowana genetycznie. W tym przypadku obowiązuje zasada, że składniki otrzymane z jednego gatunku (np. soi) stanowią jeden składnik, dlatego sumarycznie w finalnym produkcie nie może być więcej niż 0,9% soi zmodyfikowanej genetycznie, aby produkt nie miał statusu żywności zmodyfikowanej genetycznie. Zapis ten jest obostrzony jednak pewnym zastrzeżeniem, a mianowicie obecność składników GMO poniżej 0,9% musi być uzasadniony koniecznością technologiczną lub ewentualną przypadkowością, zaś obowiązek ewentualnego udowodnienia tych okoliczności leży po stronie producenta. Trzeba podkreślić, że żywnością genetycznie zmodyfikowaną nie jest produkt, który pochodzi z organizmu skarmianego paszą genetycznie zmodyfikowaną. Dla przykładu, zarówno mleko jak i mięso od krowy skarmianej paszą genetycznie zmodyfikowaną nie jest mlekiem ani mięsem zmodyfikowanym genetycznie. Aby mleko lub mięso można było nazwać produktem GMO musiałoby pochodzić od krowy, której organizm został zmodyfikowany genetycznie, co w obecnym prawie żywnościowym nie jest dopuszczone.

Jeśli chodzi o mikroorganizmy wykorzystywane w procesie produkcji lub przetwórstwa żywności, to w większości przypadków są one traktowane jako środki wspomagające. Dla przykładu, w procesie wyrobu mlecznych produktów fermentowanych czy chociażby dojrzewania serów podpuszczkowych mikroorganizmy są wykorzystywane do przeprowadzenia procesu fermentacji lub wspomagania procesu dojrzewania. I w tym znaczeniu, użycie mikroorganizmów transgenicznych, nie jest traktowane jako wytwarzanie żywności genetycznie zmodyfikowanej. Nie stanowią, bowiem o produkcie finalnym jako o żywności GMO, mimo że mogą być obecne w końcowym produkcie spożywczym. Należy jednak przypomnieć, że mimo wszystko ich obecność w żywności musi być uzasadniona technologicznie. Z teoretycznego punktu widzenia trzeba zastanowić się, czy istnieje taki produkt spożywczy (wykluczając suplementy diety), który może zawierać więcej niż 0,9% biomasy mikroflory technicznej lub funkcjonalnej. Raczej nie. Na tej podstawie rozważania dotyczące żywności GMO najczęściej omijają zagadnienia użycia mikroorganizmów zmodyfikowanych genetycznie i ich obecności w produkcie finalnym. Niezależnie od tego, czy są one praktycznie wykorzystywane w produkcji i przetwarzaniu żywności, czy nie. Dodatkowo należy podkreślić, że GMM nie budzą tyle kontrowersji, co GMO, czyli inne organizmy zmodyfikowane genetycznie. Wynika to z faktu, że hodowle mikroorganizmów są prowadzone w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Z drugiej strony nie oznacza to, że transgeniczne kultury, jeśli są wykorzystywane w przemyśle, to nie przedostaną się do środowiska naturalnego. Niezależnie od tego, jak bardzo kontrowersyjny mógłby być aspekt modyfikacji genetycznej mikroorganizmów i ich wykorzystania w produkcji żywności, to nie ulega wątpliwości, że w niektórych aspektach takie wykorzystanie modyfikacji genetycznych nie budzi sprzeciwu społecznego. Przykładem aprobaty genetycznej modyfikacji mikroorganizmów jest medycyna. Dla przykładu, zmodyfikowane genetycznie mikroorganizmy są wykorzystywane w produkcji insuliny, hormonu wzrostu, czynników krzepliwości, przeciwciał i szczepionek przeciwwirusowych (np. WZW B, przeciw boreliozie). Bez tych rozwiązań wielu chorych nie miałoby szans na normalne funkcjonowanie w społeczeństwie. Co ciekawe, farmaceutyki produkowane z kultur GMM nie muszą być znakowane, gdyż są metabolitami mikroorganizmów genetycznie zmodyfikowanych, natomiast biomasa genetycznie zmodyfikowanych drożdży lub bakterii dodawana do pasz już musi być właściwie oznakowana na opakowaniach takich pasz.

Dla przemysłu mleczarskiego genetyczna modyfikacja mikroorganizmów sprowadza się przede wszystkim do udoskonalania bakterii fermentacji mlekowej (LAB, z ang. lactic acid bacteria). Celem jest otrzymywanie kultur starterowych LAB o lepszych cechach użytkowych. Konkretnie, aby produkcja żywności fermentowanej była tania, szybka i powtarzalna, a jednocześnie, aby otrzymane produkty finalne miały korzystne cechy organoleptyczne, oczekiwaną wartość odżywczą i gwarantowały bezpieczeństwo zdrowotne. Jedną z najważniejszych cech udoskonalanych u LAB jest zdolność do wykorzystania różnych cukrów, jako źródła węgla. Dla przykładu, otrzymano mutanta Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, który ma ograniczony metabolizm laktozy, co pozwala na prowadzenie kontrolowanego procesu fermentacji, a w efekcie uzyskanie produktu finalnego (na przykład jogurtu) bez ryzyka przekwaszenia. Podobnie, na drodze inżynierii genetycznej uzyskano mutanta szczepu L. lactis subsp. cremoris NZ9000 rozkładającego laktozę, ale niewykorzystującego uwolnionej glukozy. W efekcie glukoza nie ulega dalszemu metabolizmowi i pozostaje w środowisku, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie produktu naturalnie słodzonego glukozą i o obniżonej zawartości laktozy. Dzięki inżynierii genetycznej otrzymano także szczepy LAB posiadające zdolność do wykorzystania pirogronianów w biosyntezie alaniny, a tym samym poprawy smaku mlecznych produktów fermentowanych (α-alanina może służyć jako substancja słodząca i wzmacniająca smak). Możliwa jest także modyfikacja komórek LAB w kierunku nadprodukcji egzopolisacharydów (EPS) jako substancji strukturotwórczych o charakterze stabilizatora, zagęstnika i emulgatora. Na przykład, u S. thermophilus w efekcie dezaktywacji genu fosfoglukomutazy uzyskano efektywniejszą biosyntezę polimerów poprawiających lepkość mlecznych produktów fermentowanych. W innych badaniach otrzymano mutanta mezofilnego szczepu Lb. plantarum 301102S, który zachował zdolność do produkcji EPS nawet po 300 pasażowaniach i inkubacji w temperaturze 370C/24 godz. Zdolność do syntezy tych polimerów jest cechą niestabilną wśród bakterii mlekowych, gdyż mogą ją utracić na skutek wielokrotnego pasażowania, inkubacji w temperaturze wyższej niż optymalna, a także zbyt długiego przechowywania. Na drodze inżynierii genetycznej można również zmodyfikować LAB w kierunku oporności na wirulentne bakteriofagi, infekujące komórki bakteryjne, stanowiące istotny problem w produkcji żywności fermentowanej, gdyż powodujące zaburzenie lub zahamowanie procesu fermentacji mlekowej, do śmierci komórek LAB włącznie. Eliminacja bakteriofagów z wykorzystaniem czynników fizycznych oraz chemicznych jest skuteczna, aczkolwiek jedynie na niewielką skalę. Nowoczesnym rozwiązaniem okazuje się stosowanie szczepów odpowiednio zmodyfikowanych. Warto w tym miejscu podkreślić, że w praktyce biotechnologicznej większość modyfikacji genetycznych stosowanych w celu udoskonalania komórek LAB bazuje na technikach naturalnych, tzn. tych, które nie klasyfikują w konsekwencji żywności jako GMO. Ponadto, każde użycie LAB w przetwórstwie mleka ma aspekt wspomagania przetwarzania żywności, co zwalnia producentów z obowiązku etykietowania użycia bakterii GMO.

Na podstawie powyższego można stwierdzić, że obecnie życie bez organizmów zmodyfikowanych genetycznie jest niemożliwe. Rozwój genetyki i biotechnologii pozwala na opracowywanie nowych metod zapewniających bezpieczeństwo i odpowiednią jakość żywności. Pozwala również na wnikliwą analizę komórek mikroorganizmów, co umożliwia otrzymywanie szczepów o oczekiwanych i dokładnie określonych właściwościach technologicznych i funkcjonalnych. Zanim jednak dojdzie do praktycznego ich aplikowania w przetwórstwie żywności, naukowcy i producenci muszą zmierzyć się z wymaganiami prawnymi oraz, i przede wszystkim, z opinią społeczeństwa. Z drugiej strony trudno przewidzieć skutki powszechnego stosowania organizmów genetycznie zmodyfikowanych, dlatego istotne są regulacje prawne zmniejszające ryzyko niekontrolowanego rozpowszechnienia genów, pomyłek i nadużyć, które mogłyby nieść konsekwencje dla całego środowiska. Szczególnie ważnego znaczenia nabiera konieczność rzetelnego uświadamiania społeczeństwa w taki sposób, aby każdy konsument miał prawo świadomego wyboru. Takie samo prawo wyboru powinien mieć producent.