Biotechnológia – využívanie živých organizmov pri príprave výrobkov, pri skvalitnení rastlín alebo živočíchov, prípadne pri vývoji mikroorganizmov na špecifické použitie – je schopná zvýšiť poľnohospodársku produkciu a umožniť udržateľnú produkciu potravín v 21. storočí. Jej cieľ, ktorým je skvalitnenie súčasných potravín, je rovnaký ako cieľ tradičných, dávno známych postupov šľachtenia plodín, chovu hospodárskych zvierat a fermentácie. Hlavným rozdielom je tu možnosť dosiahnutia rýchlejšieho výsledku a rozsiahlejšieho uplatnenia.
 
Podľa najobecnejšej definície, biotechnológia bola známa už pred mnoho tisíc rokmi, keď človek prvotnopospolnej spoločnosti prechádzal od lovu zveri a zbierania potravy k farmárčeniu. Zbieral divé rastliny, kultivoval ich a tie druhy, ktoré boli najchutnejšie a mali najväčšie plody, vyberal na zasiatie v ďalšom období. Zvieratá sa postupne domestifikovali a stali sa priebežnými zdrojmi mäsa a mlieka. Bol to revolučný krok v histórii ľudstva, ktorý znamenal začiatok kultúrneho vývoja.

Čoskoro biotechnológia pokročila ďalej na základe objavenia skutočnosti, že niekedy sa pri dozrievaní potraviny mení chuť alebo obsah, prípadne sa tak predĺži jej životnosť. Cesto nakysne a chlieb je chutnejší; hroznová šťava sfermentuje a vznikne víno; mlieko uskladnené vo vaku z ťavieho žalúdka sa mení na jednoduchú formu syra.

V priebehu tisícročí došlo k pokroku a dnes máme rozmanitú škálu plodín a potravín. Moderné odrody pšenice a kukurice majú iba málo spoločné s jednoduchými trávami, z ktorých pochádzajú. Sofistikovaná škála známych fermentovaných potravín – pivo, víno, chlieb, jogurt, olivy, kyslá kapusta, syr, saláma – sa vyvíjali veľmi dlho na základe toho, že sa človek začal venovať fermentácii.

Historické míľniky

K vývoju dochádzalo takmer výlučne metódou pokusu a omylu, bez znalostí základných princípov procesu. Potraviny sa často kazili, pretože človek nebol schopný riadiť prírodné procesy a limitovať ich. Tento náhodný prístup k výrobe potravín sa zmenil v 19. storočí vďaka trom významným vedcom:

Evolučná teória Charlesa Darwina ako prvá uviedla, že živé organizmy nie sú nemenné, ale sa priebežne vyvíjajú v súlade so zmenami prostredia. Darwinovu toriu potvrdili všetky biologické disciplíny; molekulárne techniky ukázali, že väčšina genetického materiálu človeka je príbuzná nielen s genetickým materiálom šimpanzov, ale ale primitívnych baktérií.

Zákony dedičnosti Gregora Mendela vychádzali zo známych experimentov rakúskych mníchov uskutočňovaných v kláštornej záhrade. Zakladateľ modernej vedy o genetike, Mendel, objavil zákony dedičnosti a ako prvý vyhlásil, že vlastnosti organizmu závisia na individuálnych jednotkách genetickej informácie, ktoré teraz poznáme pod názvom gény. Napríklad červené kvety môže tvoriť iba rastlina, ktorá obsahuje príslušný gén pre červenú farbu. Takto sa doplnila Darwinova evolučná teória vysvetlením, ako sa môžu organizmy populácie časom meniť: jednoduchou zmenou génov, ktoré určujú ich vlastnosti.

Louis Pasteur objavil, že fermentáciu potravín zapríčiňujú mikroskopické organizmy – baktérie, jednoduché plesne a kvasinky. Tieto mikroorganizmy sú schopné celého radu biochemických reakcií, pričom menia cukor na alkohol a mliečny cukor na kyselinu mliečnu, produkujú vitamíny a aromatické látky.
 
Začiatky fermentácie potravín

Naproti Darwinovi a Mendelovi, ktorých dnes označujeme za čistých vedcov, Pasteur uplatnil praktickejší prístup aplikovanej vedy. Jeho hlavným záujmom bola produkcia octu – proces, ktorého výsledok bol zvyčajne pochybný, pretože dochádzalo ku kontaminácii nevhodnými baktériami. Pasteur bol prvý, kto identifikoval potrebný typ baktérií a izoloval ich v čistej forme. Na základe toho bolo možné spoľahlivo pri regulovaných podmienkach začať vyrábať ocot vo veľkom, pričom výroba bola hospodárna a ocot mal vždy rovnakú vysokú kvalitu.

Dnes sa fermentácia mikroorganizmami používa na priemyselnú výrobu mnohých potravinárskych zložiek. Kyselina citrónová vzniká pomocou plesní. Aspergillus niger je v procese lacnejší a vhodnejší ako používanie citrónov. Glutaman sodný, ktorý sa používa ako zvýrazňovač chuti, sa vyrába pomocou baktérií Corynebacterium glutamicum; v celosvetovom meradle sa ho r. 1993 vyrobilo viac ako 300 000 ton. Fermentáciou sa produkujú kvasinkové extrakty používané na ochucovanie potravín; týmto postupom sa vyrába aj kyselina mliečna.
 
Zrod génovej technológie

V 20. storočí sa v potravinárskom priemysel priaznivo prejavili investície farmaceutického sektora do biotechnológie, pretože boli vyvinuté fermentačné postupy na výrobu antibiotík a prehĺbili sa vedomosti vedcov o genetike. Základy genetického inžinierstva položil James Watson a Francis Crick v 50. rokoch odhalením replikačného procesu DNA (deoxyribonukleovej kyseliny). V 70. rokoch to vyústilo do procesov, ktoré sa stali predvídateľnejšie a spoľahlivejšie ako dovtedy, a to vďaka možnosti lepšieho riadenia na molekulárnej úrovni.

Postupy genetického inžinierstva ovplyvnili aj šľachtenie rastlín. Tradične sa šľachtenie zameriava na kombináciu požadovaných vlastností dvoch rastlinných odrôd. Napríklad rajčiak odrody X môže mať vysoké výnosy, ale je náchylný na choroby, kým odroda Y je odolná voči chorobám, jej výnosy sú však nízke. Kombinácia vysokých výnosov s odolnosťou voči chorobám s cieľom vypestovania novej odrody môže trvať niekoľko rokov. Súčasná génová technológia umožňuje, aby sa gén odolnosti voči chorobám v odrode Y preniesol na odrodu Y bez časovo náročných programov šľachtenia.

Na urýchlenie programov šľachtenia a zvýšenie šancí na úspech umožňuje génová technológia aj kombinovať genetický materiál takým spôsobom, ktorý sa bežne v prírode nevyskytuje. Napríklad kópie živočíšnych génov sa dajú zaviesť do rastlín a kópie rastlinných génov do baktérií. Toto je ten potenciál, ktorý vyvoláva obavy z pohľadu etiky a bezpečnosti, o ktorom sa dnes diskutuje v celej Európe a ku ktorému chce potravinársky priemysel naplno a otvorene prispieť.