Mange forbrugere forventer, at spisekvaliteten af en fødevare er ens hver gang. Spisekvalitet omfatter både smag, udseende, farve, struktur og konsistens, ligesom underliggende kvalitetskriterier som produkternes næringsindhold og sikkerhed også skal være i orden.
I nyere tid er forhold såsom fødevarens oprindelse og tilblivelse også blevet vigtige kriterier for kvalitetsopfattelsen og dermed for forbrugeraccepten. Danske forbrugere ønsker således et stort og varieret udvalg af fødevarer, som er både billige, velsmagende og sunde, og som har et godt udseende og samtidig en god kvalitetsbevarelse i hele holdbarhedsperioden. For at imødekomme disse krav til fødevarernes spisekvalitet kræves der mere grundlæggende viden om de kemiske, fysiske og biologiske forhold, som er afgørende for fødevarers spisekvalitet og mere fokus på, hvordan denne viden udnyttes til at styre spisekvaliteten af fødevarer i en ønsket retning.
Genetisk forbedring af fødevareindustriens råvarer, herunder af planter og dyr, kan bruges til både at forbedre og styre spisekvaliteten, holdbarheden og sikkerheden af visse fødevarer. På planteområdet er der mulighed for både at anvende genetisk modifikation og markørbaseret forædling, der udnytter den naturlige genetiske variation. Inden for dyreforædling er der herunder opstået nye muligheder for at anvende kvantitativ genetik til markørbaseret forædling.
For fortsat at udvikle udbuddet af højkvalitetsfødevarer, herunder at forbedre og udvikle nye oparbejdningsmetoder og anvende nye ingredienser på en ansvarlig måde, kræves der derfor en ny tilgang til anvendelsen af moderne bioteknologi i fødevare- og ingrediensproduktion. En sådan ny tilgang skal fokusere på at tilvejebringe en detaljeret forståelse på molekylært og genetisk niveau af de ønskede kvalitetskriterier, relevante fysiologiske egenskaber, omdannelsesprocesser, interaktioner mv. i hele fødevarekæden og på at udnytte denne viden til at forbedre, forudsige og styre fødevarernes spisekvalitet.
Bioteknologiske principper har været anvendt til at forbedre spisekvaliteten af fødevarer gennem mange hundrede år. Gennem den første anvendelse af bioteknologi udnyttede man empirisk mikroorganismers og enzymsystemers evne til at forandre og konservere forskellige råvarer og samtidig forbedre spisekvaliteten af produkterne. Eksempler herpå inkluderer ost, fermenterede mælkeprodukter, brød, øl, vin, syltede grøntsager (surkål, syltede agurker, asier mm.), fermenterede pølser med forskellig smag og konsistens, samt fermenterede fiskeprodukter.
Gennem de seneste årtier har man målrettet anvendt og videreudviklet denne klassiske fødevarebioteknologi til at producere fødevarer med yderligere forbedret spisekvalitet, og en række danske virksomheder har været med i denne udvikling. Den øgede viden om især mælkesyrebakteriers (starterkulturers) genetik og metabolisme, samt om forskellige, udbredt anvendte, enzymsystemers mekanismer og egenskaber, har således allerede dannet grundlag for en lang række forbedringer og nyudviklinger inden for fødevarefremstilling og har samtidig ledt til nye basale erkendelser om eksempelvis smagsudvikling og om forskellige modningsprocesser under lagring.
En stor mængde af de innovative tiltag, som sker i dag inden for levnedsmiddel og –ingrediensproduktion, hviler således på udvikling og udnyttelse af mikroorganismer og enzymer til at promovere unikke omdannelser. I fremtiden skal denne type bioteknologi udvikles yderligere, så der kan opnås udvikling af nye produkter og processer samt endnu større præcision og styring af nye processer i levnedsmiddel- og ingrediensproduktion. For at bevare en konkurrencedygtig fødevareindustri i udvikling er det vigtigt at være med i forskningskapløbet om opdagelsen af nye udnyttelsesmuligheder af bioteknologien til løsning af procesteknologiske problemer, til at frembringe helt nye processer og/eller produkter, og herunder især til at producere fødevarer med høj spisekvalitet. Herunder anses fokus på mikroorganismer og enzymsystemer som vigtige områder.
Bioteknologiske teknikker bruges også til hurtige målemetoder, der meget præcist kan måle specifikke forbindelser, der indikerer kvalitetsudviklingen under forarbejdningsprocessen. Yderligere forskning og udvikling af denne del af fødevarebioteknologien vil kunne muliggøre bedre produktionsstyring af en fødevare til samme ensartede spisekvalitet hver gang.
Uden decideret brug af genetisk modificerede fødevarer kan man således gennem anvendelse af avancerede bioteknologiske metoder fremstille fødevarer med høj spisekvalitet, som lever op til forbrugernes etiske krav til fødevarer.
Selvom der allerede i dag i vid udstrækning gøres brug af bioteknologi ved fremstilling af fødevarer, er perspektiverne for fremtiden store. Det forventes, at det indenfor en ikke alt for fjern fremtid bliver muligt målrettet at udvikle ønskede smagsvarianter og produkter med bedre udseende og konsistens, ligesom de sundhedsmæssige egenskaber også vil kunne forbedres.
Arbejdet vil tage udgangspunkt i, at man nu kender genomet for en række mikroorganismer, planter og dyr. Denne genombaserede viden kan dog kun komme til anvendelse i fødevareproduktionen, hvis der ydes en omfattende forskningsindsats, der kan fastlægge, hvilke gener der koder for hvad, og hvordan disse gener reguleres. For at sikre en fremadrettet udvikling af nye processer og ingredienser og dermed af fødevarer af høj kvalitet, skal det molekylære grundlag for kvalitet tillige tilvejebringes i hele fødevarekæden.
En væsentlig del af udviklingen forventes at vedrøre erstatning af kemiske tilsætninger med biologiske processer. For at denne udvikling kan finde sted, fordres en detaljeret forståelse af de ønskede kvalitetskriterier og af de involverede omdannelsesprocesser. Nogle af de nødvendige teknologier for dette arbejde eksisterer i dag, men de skal videreudvikles og sammenkøres. Udnyttelse af den genombaserede viden må endvidere kobles til mere klassiske discipliner inden for fødevarevidenskab som sensorisk analyse, aroma-analyse, samt avancerede analyser af forskellige molekyler og omdannelser mv. Når de teknologiske platforme er samlet, vil det være muligt at designe fødevarer med en ønsket spisekvalitet og kvalitetsbevarelse.
En ny biologisk/bioteknologisk indfaldsvinkel i fødevareproduktion er således nødvendig. Herunder anses især en styrkelse af anvendelsesorienteret forskning inden for anvendelse og regulering af enzymer og mikroorganismer ved fødevarefremstilling samt introduktion af nye, højteknologiske metoder såsom functional genomics, proteomics koblet med en ny molekylær biologisk tilgang til fødevareteknologi og -oparbejdning som vigtige prioriteringsområder. Hertil hører udnyttelse af ny viden om proteiner og genstrukturer, samt bioinformatik til design af specifikke molekyler. Det vurderes også, at der er stort potentiale i proteomanalyse og functional genomics både inden for udvikling og forbedring af mikroorganismer og råvarer og inden for analyse af proceskarakteristika.
Mikroorganismer er i stand til at kommunikere med hinanden. Dette kaldes quorum sensing (QS), og forskningen på dette område er kun i sin begyndelse. Hvis det imidlertid bliver muligt at forstå og påvirke denne kommunikation, kan der opnås helt nye perspektiver omkring bevarelse af fødevarers spisekvalitet og i forhold til at opnå en bedre smag.
Det er velkendt, at visse mikroorganismer spiller en vigtig rolle som uønskede kontaminanter, som dels kan forårsage fordærv og nedbrydning af fødevarerne, og dels kan være decideret sygdomsfremkaldende. Som omtalt tidligere er tilsætning af visse (ikke-sygdomsfremkaldende) mikroorganismer til fødevarer imidlertid en forudsætning for fremstilling af en lang række produkter. Mikroorganismer har derfor på adskillige måder stor betydning for både fødevarers spisekvalitet, holdbarhed og sikkerhed.
Fremstilling af oste og fermenterede pølser er komplekse bioteknologiske processer, hvor der anvendes mikroorganismer til at opnå de ønskede produktkarakteristika, men hvor der mangler grundlæggende viden om de mekanismer, der leder frem til den helt rigtige aroma og konsistens. Der er derfor behov for viden om, hvordan genetiske forhold i starterkulturerne påvirker dannelsen af aroma og konsistens i samspil med råvaren og procesparametrene.
Sydøstasien, herunder Kina, som udgør et stadigt stigende marked for danske produkter, har lang tradition for fremstilling af fermenterede fiskeprodukter. Oftest fremstilles de ved spontant fermentering, og der er et stort marked for starterkulturer, såfremt disses identitet og egenskaber bliver klarlagt.
Der er også behov for udvikling af mere skånsomme løsninger til at sikre optimal bevarelse af smagsstoffer, farve, og udligning af variationer i råvarekvaliteten, hvor der allerede indgår brug af mikroorganismer og/eller enzymer for at optimere udbyttet og sikre smagskvaliteten.
For bedre at udnytte de store muligheder, som moderne bioteknologi har banet vejen for i produktion af specifikke enzymer med nye egenskaber, kræves der en detaljeret forståelse af de ønskede omdannelsesprocesser, som enzymerne skal katalysere. For eksempel at udnytte enzymer til en mere skånsom oparbejdning af forskellige frugter og vegetabilier, herunder til bevarelse af forskellige potentielt sundhedsfremmende stoffer, smags- og farvestoffer. Ud fra denne viden vil der kunne produceres produkter med en forbedret spisekvalitet.
En af de helt store muligheder inden for produktionen af kød og opdrætsfisk bliver at kunne forudsige, hvilke kvalitetsegenskaber det enkelte individ (eller den enkelte gruppe af dyr) har som råvare enten til fersk konsum eller til en given videreforarbejdning. De bioteknologiske redskaber vil give viden om, hvordan de enkelte trin i produktionen og samspillet mellem disse påvirker kvalitetsegenskaberne hos det enkelte dyr afhængig af dets biologi. Hvis disse muligheder udnyttes, vil det kunne sikre diversitet, og at bestemte typer af råvarer anvendes til præcis de produkttyper, som de er mest velegnet til. Det bliver derved muligt at udnytte de 30-35 pct. af variationen i råvarekvaliteten, der ligger i genotyperne, samt at gennemføre optimal kvalitetsstyring og kontrol. Samtidig vil viden om den kvalitetsbestemmende virkning af interaktion mellem genotype og miljøpåvirkning (produktionsbetingelser) medføre, at man kan styre fremstilling af animalske produkter mod de bedste råvarekvalitetsegenskaber. Det vil således være muligt via bioteknologiske metoder at forbedre kødets pH, farver, smag og dryptab.
Der er også perspektiver i at kunne forbedre kvalitetsbevarelsen af forarbejdede animalske produkter ved at tilsætte oxygenforbrugende enzymer, der minimerer oxidation og dermed harskning af produkterne. Enzymer vil også kunne bruges til at undgå, at færdigretter får en genopvarmet smag.
I mejeriindustrien er der især inden for osteproduktionen behov for mere grundlæggende viden om de mekanismer, der leder frem til den ønskede aroma og tekstur. Der er således både behov for viden om, hvordan aromakomponenter og tekstur påvirker forbrugernes oplevelse af ostens kvalitet samt en forståelse af, hvilke genetiske forhold i starter- og modningskulturerne, der i samspil med råvare og proces kan bibringe forbrugerne positive smagsoplevelser på basis af en konkurrencedygtig produktionsteknologi.
Endvidere vil man specielt på fiskeområdet have mulighed for at trække på en enorm mængde genetisk variation fra de vilde bestande og herfra "hente" egenskaber, der giver ønskede produktegenskaber i det færdige fiskeprodukt.
Spisekvaliteten af vegetabilske produkter, herunder både grøntsager, frugter, korn, og forarbejdede produkter heraf, vil også kunne forbedres gennem anvendelse af bioteknologi. Her er perspektiverne især udvikling af produkter med flottere udseende og mere smag, bedre ernæringssammensætning, samt produkter med en længere kvalitetsbevarelse, idet nedbrydningen af vitaminer og andre indholdsstoffer er udsat eller, hvor planten er gjort resistent overfor kvalitetsødelæggende mikroorganismer.
Større inddragelse af mere basale bioteknologiske forskningsdiscipliner og -erkendelser, herunder f.eks. den voksende viden om gen-ekspression og proteinproduktion (genomics og proteomics), vurderes som en forudsætning for at opnå et bedre molekylært grundlag for at forstå planteråvarernes egenskaber, herunder spisekvalitet. Tilvejebringelse af sådan ny viden vil danne et helt nyt grundlag for udvikling af råvarer, der er mere egnet til videreforarbejdning f.eks. korn, som har en bedre spirings- og enzymproduktionskapacitet (ølbrygning) eller korn, hvor melet har en bedre bagekvalitet.
Det forventes også, at der med mere basal viden om gen- og proteinekspression kan udvikles vegetabilske råvarer og produkter, der eksempelvis sikrer flottere udseende, en mere optimal struktur (eksempelvis sprødhed) og/eller smag af forskellige vegetabilske produkter. Samtidig kan og skal bioteknologiske metoder udnyttes mere til at undersøge de omdannelser og forandringer, der sker under industriel oparbejdning af frugter, grøntsager og kornprodukter.