Genové inženýrství je nová vědecká oblast, která analyzuje a porovnává kompletní genomy (genetický materiál organismu). Jestliže se ve sdělovacích prostředcích objeví zprávy o úspěchu projektu lidského genomu, většina očekává, že genové inženýrství se projeví úspěchy v lékařství. V současné době počíná genové inženýrství ovlivňovat i oblast výroby a zpracování potravin. Mikroorganismy hrají důležitou roli v našich potravinách. Genové inženýrství mikroorganismů objasňuje jejich funkci způsobem, který dříve nebyl možný a pomáhá porozumět způsobům, jak mohou být manipulovány pro zlepšení jejich požadovaných vlastností. Dosažené výsledky v budoucnosti umožní, aby potraviny byly vyráběny méně nákladnými postupy v lepší kvalitě a s prodlouženou trvanlivostí.

V poslední době vzrůstá poptávka po čerstvých potravinách, které se snadno připravují - např. chlazené vícesložkové výrobky připravené k okamžité spotřebě. Proto vzrůstají i požadavky na vývoj a používání šetrných konzervačních metod s vyloučením tepelného zpracování.

Jedním z hlavních omezení v klasické potravinářské mikrobiologie je skutečnost, že účinek konzervačních postupů na mikroorganismy vyvolávající kažení potravin, může být určen až po několika dnech, a to vždy na základě stanovení pro jednotlivé mikroorganismy. Tyto klasické postupy potřebují mnoho času, neboť je při nich nezbytné počítat kolonie mikroorganismů, které přežily konzervační zákrok, nebo stanovit produkci toxinů.

Je proto důležité na základě hlubších znalostí vyvinout metody, které umožňují rychlou a spolehlivou předpověď pro nejlepší zpracovatelské metody a jejich účinnost.

Genové inženýrství mikroorganismů ve výrobě a zpracování potravin

Genové technologie nabízejí novou alternativu ke klasickým přístupům. Umožňují rychlou identifikaci mikroorganismů přítomných v surovinách a výrobcích a přímé zhodnocení účinků užitých konzervačních metod na mikroorganismy působících kažení. Tyto nové postupy genového inženýrství umožňují zkrátit čas potřebný pro získání potřebných údajů, až na jeden den. Pro tyto účely se používají čipy obsahující informace o tisících genech mikroorganismů, které se účastní kažený potravin. Výsledky vyhodnocení umožňují upravit konzervační postup s cílem podstatných úspor vynakládané energie a snížení ztrát výrobků.

Příklad

Campylobacter jejuni

Celá řada druhů Campylobacter, které tvoří skupinu označovanou jako thermofilní campylobactery, jsou tak zvané "hrozivé" pathogeny. Z této skupiny je Campylobacter jejuni jedním z nejvíce rozšířeným a odhaduje se, že je původcem více než dvojnásobného případu alimentárních otrav než Salmonela. Až do nedávna byly k dispozici pouze velmi omezené znalosti o tom, proč je tato bakterie tak virulentní, v současné době však ve Spojeném království byly zahájeny práce na objasnění těchto příčin.

Předpokládá se, že C. jejuni má 1.700 genů. Metody genového inženýrství umožňují zkoumat aktivitu jednotlivých genů i vlastnosti bílkovin, které organismus produkuje, jestliže je vystaven různým vlivům prostředí. Přizpůsobivost C. jejuni spočívá v přítomnosti skupiny velmi účinných genů, které umožňují rychlou změnu metabolismu v závislosti na prostředí, např. jestliže kontaminuje syrovou drůbež, nebo je přítomen v lidském střevu. Pomocí mikrobiálního genového inženýrství lze snadno testovat vzorky potravin na přítomnost těchto genů, které indikují kontaminaci C. jejuni. Tento test je mnohem rychlejší, než běžně užívané techniky, a umožňuje použít mírnější sterilační techniky, které méně poškozují potravinářský výrobek.

Další aplikace

Využití mikrobiálního genového inženýrství není omezeno jen na konzervační technologie, ale principiálně může být využito ve všech případech, které se týkají živých mikroorganismů.

Pomocí genového inženýrství mikrobů lze získat cenné poznatky, které je možné využít při ovlivňování jejich metabolismu a vývoji nových konzervačních metod. Rovněž se uplatňuje při studiu pre- a probiotických vlastností, studiu v oblasti mikrobiální ekologie a vývoji nových postupů pro stanovení rizika. Tyto metody lze rovněž využít pro sledování kvality potravinářských surovin a výrobků v řetězci z farmy až na stůl spotřebitele.

Další informace:

1. Genomics and Food Production: /gb/food/pag/food11/food114.htm    
2. A Genomics Approach to Study Samonella: http://www.rikilt.dlo.nl/Project/Various/A%20genomics,%20approach
3. Genomics in General: http://www.functionalgenomics.org.uk
4. EUFIC Review Nutrition and the Genome /article/en/page/RARCHIVE/expid/review-nutrition-genome/

POTRAVINY DNES (FOOD TODAY) 04/2005