Danmark har en stærk udgangsposition, hvad angår bioteknologi både i forskningsmiljøerne og i industrien takket være en række fremsynede danske pionerer, som har givet Danmark et historisk vigtigt forspring i forhold til andre lande i den industrielle produktion af fermenterede fødevarer/drikkevarer (f.eks. brød, øl, gær, alkohol, ost, yoghurt), forskellige fødevareingredienser og hjælpestoffer (f.eks. stabilisatorer, fortykningsmidler, gær, starterkulturer, smagskulturer og enzymer).
Den naturvidenskabelige disciplin bioteknologi har de sidste 20 år undergået en stor udvikling. Imidlertid er en stor del af de bioteknologiske principper, der anvendes i fødevareproduktionen langt fra nye. Bioteknologiske redskaber har været brugt i fødevareproduktionen i årtusinder, og en række ”klassiske” fødevarer fremstilles således allerede ved hjælp af bioteknologi. Fortsættelsen af denne udvikling baserer sig på, og forudsætter dermed, anvendelsen af den nyeste biologiske viden, teknologi og metoder.
Danmark har gennem det sidste århundrede internationalt været foregangsland, hvad angår rendyrkning og brug af starterkulturer i fødevarer med det formål at sikre ensartet, høj produktkvalitet, opnå en øget sikkerhed overfor sygdomsfremkaldende organismer, øget holdbarhed og forbedrede smagsegenskaber. Specielt har mikroorganismers fermenteringsprodukter, som syre og alkohol, været anvendt som konserverende parametre.
I dagens Danmark er brug af mikroorganismer ved fremstilling af fødevarer såsom mejeri- og kødprodukter stadig en af de mest anvendte bioteknologiske platforme, og Danmark er en af verdens førende producenter og eksportører af sådanne produkter. Samtidig producerer vi mikroorganismer, der verden over anvendes til fremstilling af fødevarer som f.eks. brød, yoghurt, ost, spegepølser, vin og øl. Parallelt hermed anvendes produkter fremstillet ved mikrobiel fermentering såsom enzymer, bakteriociner, forskellige organiske syrer (konserveringsmidler) og ingredienser (stabilisatorer) i en lang række fødevarer til konservering eller forbedring af tekstur- og smagsoplevelse.
Mikroorganismer kan tillige anvendes som sygdomsforebyggelse hos både mennesker, husdyr, fisk og planter (probiotika og biokontrol). Dette er et felt under stærk udvikling, og en udnyttelse af mikroorganismer som sygdomskontrol giver både produktionsmæssige og produktmæssige fordele. Således kan brug af probiotika eller biokontrol under visse omstændigheder mindske behovet for f.eks. antibiotika.
Der arbejdes endvidere på udvikling af systemer indeholdende antimikrobielle mikroorganismer, enzymer eller peptider f.eks. bakteriociner til brug i forskellige typer forarbejdede fødevarer. Formålet med denne tilsætning er alene at hindre uønskede mikroorganismer i at vokse og kaldes dermed for biokonservering.
I levnedsmiddelindustrien anvendes enzymer med det formål at fremskynde specifikke processer af teknologisk signifikans i oparbejdningsprocesserne og/eller i selve produkterne.
For specielt at udnytte de muligheder, som moderne bioteknologi har banet vejen for i produktion af enzymer med nye egenskaber, kræves der en detaljeret forståelse på molekylært niveau af de ønskede omdannelsesprocesser, som enzymerne skal katalysere, samt studier af de enzymatiske reaktioners effekt og optimale virkemåde i autentiske fødevareprocesser. Begge dele kan ske ved nye avancerede analysemetoder og anvendte bioteknologiske metoder. Der sker samtidig en eksplosion i de enzymer samt de gensekvenser, der opdages i naturen. På nuværende tidspunkt er det kun en meget lille del af den totale mikrobielle diversitet og enzymdiversitet, der er undersøgt og klarlagt.
Enzymer er effektive katalysatorer, og brugen heraf resulterer typisk i hurtigere oparbejdningsprocesser, hvor modningstider accelereres. Dette er oftest økonomisk fordelagtigt. Samtidig er brug af enzymatiske processer generelt mere skånsomt i forhold til ønsket om bevarelse af visse af den oprindelige råvares kvalitetsegenskaber og næringsindhold. Sammenholdt med at enzymer kan virke under milde betingelser, f.eks. ved lav temperatur, betyder det, at der er grundlag for bedre produktkvalitet, idet flest mulige af de naturlige aromastoffer og flest mulige vitaminer og andre essentielle næringsstoffer kan bevares.
Den mere traditionelle bioteknologi har givet Danmark en førerposition inden for produktion af malt, pektin, stivelse, farvestoffer og oparbejdning af vegetabilske olier og protein. “Molecular farming” er et vækstområde med flere spin-off virksomheder, der sigter mod fremstilling af naturlige farvestoffer, enzymer, aromastoffer, sødemidler, konserveringsmidler, emulgatorer, stabilisatorer og teksturgivende ingredienser. Derudover er danske forædlingsvirksomheder blandt verdens største frøeksportører inden for græsfrø, kløver og grønsager.
Derudover er der en udvikling i gang, der bidrager til at producere sikre, sunde og mere miljøvenlige produkter. Hensigten er at fremstille produkter med bedre ensartet lagerstabilitet, hvor kvaliteten af de høstede vegetabilier bevares samt til at udvikle planter med ændrede smagsegenskaber, bedre indhold af mineraler og vitaminer og mindre indhold af anti-nutrients. Der arbejdes på at identificere, og på sigt inaktivere, gener, der er ansvarlige for dannelse af uønskede og skadelige planteindholdsstoffer såsom allergener og toksiske metabolitter. Udviklingen af disse nye sorter foretages bl.a. på danske planteforædlingsvirksomheder, der er med til at sikre, at danske landmænd i videst mulig omfang har mulighed for at dyrke afgrøder, der er forædlet med fokus på danske klima- og jordbrugsforhold. Dansk planteproduktion er derudover indrettet til at kunne producere foder til den meget omfattende danske husdyrproduktion.
Der er i dag en betydelig skepsis og usikkerhed i befolkningen vedrørende landbrugets brug af pesticider. Bioteknologien vil give en lang række nye muligheder for vurdering af pesticiders potentielle sundhedsskadende effekter på dyr og mennesker. Samtidig har bioteknologien givet os mulighed for at udvikle planter, der er mere modstandsdygtige overfor insekt- og sygdomsangreb. Dette medfører et mindsket brug af pesticider og et lavere indhold af svampe- og bakterietoxiner i vegetabilier. Tilsvarende kan planters egne naturlige sygdomsforsvar udnyttes til at forbedre resistens og produktegenskaber.
Kulturplanternes egenskaber er måske de vigtigste determinanter for vores fødevarers sundhedsrelaterede egenskaber og andre kvalitetsegenskaber inklusive smag. Disse egenskaber kan ofte mest hensigtsmæssigt modificeres i planten, da bioteknologisk modifikation under den videre forarbejdning kan være vanskelig eller ikke opnåelig.
Genetisk modifikation af planter giver således nogle muligheder for produktudvikling, der ikke vil kunne realiseres ved konventionelle teknikker. Ligeledes er genetisk modifikation et af de stærkeste værktøjer i forskningen til klarlæggelse af mekanismer og årsagssammenhænge i biologiske systemer.
Den europæiske tilbageholdenhed på GMO-området har betydet, at danske virksomheders produktmæssige stade er betragteligt bagefter firmaer som Syngenta og Monsanto. Det bør dog konstateres, at EU’s moratorium for markedsføring og dyrkning af genmodificerede planer er ophævet, og at den øvrige lovgivning om risikovurdering er blevet implementeret. Ligeledes har Danmark gennemført en lovgivning om sameksistens mellem genmodificerede, konventionelle og økologiske afgrøder.
Det anføres ofte som et faktum, at den europæiske befolkning har en særdeles negativ holdning overfor GM-produkter. Denne konklusion, der er baseret på forbrugerinterviews og fokusgrupper, støttes imidlertid ikke af en række nyere undersøgelser, hvor forbrugerne skal tage stilling i en faktuel indkøbssituation. Her er der en langt mere positiv holdning til GM-produkterne såfremt disse er billigere end de konventionelle og økologiske alternativer.
På trods af tilbageholdenheden på GMO-området har Danmark særdeles stærke forskningsmiljøer på området og vil kunne genskabe en kommerciel basis, hvis der investeres passende midler og satses aktiv på områder, hvor der er findes forskningskompetencer. Tilbageholdenheden på GMO-området har betydet, at forskere og forædlere alternativt har opbygget en omfattende viden om markørbaseret planteforædling, der målrettet udnytter den naturligt forekommende genetiske variation.
Det er essentielt at sikre en lønsom dansk planteproduktion, der foregår under miljømæssigt acceptable vilkår for på denne måde at kunne sikre fødevareproduktionen acceptable og billige højkvalitetsprodukter. Det er for nærværende vanskeligt at vurdere i hvilket omfang, at genetisk modificerede planter vil indgå i fødevareproduktionen. Danmark har imidlertid gode forudsætninger for på planteområdet at genskabe en kommerciel basis på GMO-området og/eller etablere førerpositioner på andre bioteknologiske områder.
Inden for de animalske produkter, som kød, fjerkræ, fiske- og mejeriprodukter, har der hidtil været fokuseret på bioteknologiske teknikker, der kan forbedre produkternes sensoriske kvalitet, holdbarhed og sikkerhed.
Sikkerheden af en række animalske produkter kan øges gennem anvendelse af fermentering. Den forbedrede sikkerhed kan både skyldes dannelse af syre og dermed et pH-fald eller, at der ved fermenteringen produceres forskellige antimikrobielle forbindelser, som hæmmer de uønskede mikroorganismer.
Der er endvidere et stort potentiale i at forbedre spisekvaliteten af animalske produkter ved at anvende mikroorganismer eller kombinationer af enzymer og mikroorganismer til at ændre smagsindtryk og konsistens. Eksempelvis kan man fremstille bacon eller ost i industriel skala med en smag som i gamle dage. Denne udvikling kan være med til at reducere anvendelsen af aromastoffer i fødevarer, ligesom anvendelsen af hjælpestoffer kan reduceres, idet man enzymatisk kan forbedre produkternes tekstur.
Mejeribruget har mangeårig erfaring i håndtering af mikrobiologiske og enzymatiske metoder til fremstilling af især syrnede oste- og yoghurtprodukter, hvis sikkerhed og kvalitet afhænger af et komplekst samspil mellem råvare, mikrobiologi og forarbejdningsmetode.
Genetisk avlsarbejde i primærproduktionen har resulteret i forståelse mellem genotype hos malkekvæg, mælkekvalitet og dennes egnethed til videre forarbejdning. På forarbejdningssiden har mejerisektoren de sidste 10-15 år i stigende grad inddraget ny bioteknologisk og procesteknologisk viden i udvikling og fremstilling af specialprodukter, for eksempel inden for lavfedtholdige konsumprodukter såsom mælk, ost og yoghurt med forbedret spisekvalitet, men især mælke- og vallepulverprodukter med specielle funktionelle og ernæringsmæssige egenskaber til ingredienssektoren.
Inden for den animalske produktion har bioteknologiske metoder været anvendt i avlsarbejdet i mange år til for eksempel at forbedre svinekødets spisekvalitet gennem bortselektion af uønskede gener. Bioteknologiske metoder er også anvendt til at opnå en øget viden om produktionsdyrernes modstandsdygtighed over for forskellige sygdomme blandt andet inden for kvægbruget, og der er udviklet effektive vacciner, der kan medføre et reduceret brug af antibiotika. En lignende udvikling er i gang inden for fiskeopdrætssektoren. I et samarbejde mellem Danmark og Kina er svinegenomet blevet kortlagt. En fortsættelse af dette projekt forventes at kunne give den danske svinebranche en række fordele med hensyn til dyresundhed, spisekvalitet og produktionsøkonomi.
Ligeledes vil der inden for fiskeopdræt kunne udvikles produkter af højere kvalitet ved at koble viden om dyrets genetiske sammensætning med ønskede egenskaber som f.eks. fedtsyresammensætning, smag og holdbarhed.
Der er gennem de sidste 10-15 år i stadig større grad gjort brug af forskellige bioteknologiske metoder inden for den animalske produktion og det skønnes at udviklingen vil accelerere betydeligt, hvis der afsættes midler til postgenomiske forskningsaktiviteter inden for området.
Trods landets ringe størrelse har Danmark en forholdsvis stærk position inden for oparbejdning og produktion af forskellige fødevareingredienser og naturlige tilsætningsstoffer såsom fortykningsmidler (pektin og andre hydrokolloider samt visse gums), emulgatorer, visse naturlige farvestoffer og vitamin-ingredienser mm. Denne ingrediensproduktion hviler hovedsageligt på brug af forskellige biprodukter fra levnedsmiddelproduktion, hvor de ønskede ingredienser udtrækkes fra det pågældende materiale ved hjælp af forskellige fysisk-kemisk baserede isolationsmetoder.
Undersøgelse af forskellige biologisk baserede metoders anvendelighed er imidlertid i gang for bl.a. at designe helt unikke modifikationer og/eller mere målrettet at udtrække udvalgte fraktioner fra råmaterialet. Forskellige bioteknologiske metoder kan bruges til at udnytte alternative bioressourcer til produktion af eksisterende og nye ingredienser, og deciderede bioteknologiske produktionsmetoder er også undervejs. Denne udvikling betyder større uafhængighed af specifikke råvarer, og indebærer i flere tilfælde mulighed for mere miljøvenlige og mindre energibelastende processer.
Enkelte danske virksomheder har globale førerpositioner inden for udvalgte fødevareanalytiske nicheområder. Nye biosensorer og andre bioteknologisk baserede analyseprincipper vurderes at have et stort potentiale inden for hurtige analyser til forudsigelse og kontrol af fødevareprocesser.
Som nævnt baseres en væsentlig del af dansk producerede fødevarer sig på klassiske bioteknologiske principper. Inden for en række områder har danske produkter førende positioner på verdensmarkedet. Desuden er der opbygget en omfattende kompetence i det bioteknologiske forskningsområde inden for produktion og brug af mikroorganismer, enzymer og fødevareingredienser.
Danske virksomheder er således med i hele spændet inden for planter, animalsk produktion og fødevarer både i den primære sektor, i forarbejdningsleddet og på ingredienssiden. Der er for virksomhederne tale om en unik international rolle på markedet for fødevarer, fødevareingredienser, starterkulturer og enzymer, som er baseret på og afhængig af bioteknologi. Planteforædlingsvirksomheder, der står for en betydeligt dansk eksport, er ligeledes afhængige af moderne bioteknologiske metoder for at være konkurrencedygtige og udvikle nye markeder.
Samlet anses den lange tradition inden for bioteknologien for en styrke, som betyder, at der som "spin-off" i Danmark er opbygget ledende forskningskompetencer på en række bioteknologiske områder, herunder også på en række molekylærbiologiske felter, som knytter sig til fødevarer og agroindustriel produktion.
Samtidig betyder denne situation, at der fortsat stilles særligt høje krav til den bioteknologiske forskning og udvikling i Danmark for netop fortsat at sikre udviklingen og herunder sikre danske virksomheders internationale konkurrencedygtighed og internationale førerpositioner på disse områder.
På den internationale scene investeres der i disse år meget store beløb i den bioteknologiske forskning og udvikling på fødevareområdet i alle led fra primærproduktion til højt forarbejdede produkter. En lang række lande har omfattende nationale programmer, der udover at styrke den nationale produktion også sikrer deltagelse i internationale samarbejder og dermed adgang til den nyeste viden og teknologi.