Mléčné výrobky jsou jedním ze základů lidského stravování. Jenže jejich produkce je značně náročná – na energie, vodu i zemědělskou půdu. Věda tak hledá alternativu. A vypadá to, že by ji mohly nabídnout mikroorganismy.
Bakterie mohou změnit budoucnost mléčných výrobků – k jejich přípravě už totiž nebude třeba klasické mléko. Vědcům z Dánské technické univerzity se podařilo upravit bakterii E. coli, která tak produkuje klíčové mléčné bílkoviny nezbytné pro výrobu sýrů a jogurtů, aniž by používala jakékoli složky živočišného původu. Podle autorů nového objevu to otevírá cestu k rostlinným alternativám mléčných výrobků, které na molekulární úrovni napodobují tradiční produkty z mléka, ale vznikají bez nutnosti reálně chovat živá zvířata.
Klíčovým je v tomto výzkumu kasein. Tato mléčná bílkovina je hlavním proteinem v mléce savců. Konkrétně v tom kravském obvykle tvoří až 80 procent všech mléčných bílkovin. Zjednodušeně řečeno tak pijeme kasein. Ten je ale zásadní i v celém mlékárenském průmyslu, protože na jeho srážení „stojí“ celá řada běžně konzumovaných mléčných výrobků.
Buněčné továrny na mléko
Kasein je pro lidský organismus zásadní; je snadno stravitelný, kvalitní a poskytuje několik esenciálních aminokyselin, které tělo potřebuje. Vědci teď popsali rovnou dvě metody, jak ho získat „uměle“.
Potravinářský a farmaceutický průmysl už delší dobu využívá mikroorganismy jako jakési „buněčné továrny“ pro velkovýrobu biomolekul, doplňků stravy a enzymů. Jednoduše tím, že „vycvičí“ bakterie, aby produkovaly látky, jaké lidé chtějí: vlastně podobně, jako si lidstvo „ochočilo“ například kvasinky k výrobě piva. Vědci se teď rozhodli ověřit, jestli se dá stejný přístup použít i pro rekombinantní kaseinové proteiny vyráběné pomocí genového inženýrství v mikrobiálních buněčných továrnách. Tyto laboratorní techniky zatím bohužel nedokázaly zajistit klíčový faktor, který kaseinu propůjčuje jeho jedinečné vlastnosti – fosforylaci, biologický proces, při němž se do bílkoviny přidává fosfátová skupina.
Fosforylace je rozhodující pro schopnost kaseinu vázat vápník, díky čemuž je mléko stabilní a má pozitivní výživné vlastnosti. Vědci to pro teď dokázali vyřešit kombinací dvou strategií – pomocí genetického inženýrství upravili bakterie, aby produkovaly látku od pravého kaseinu nerozeznatelnou. To potvrdily i testy, které ukázaly, že trávení tohoto umělého kaseinu je podobné tomu přírodnímu a srovnatelná je i jeho schopnost vázat vápník.
Zatím to podle autorů není úplně dostačující k tomu, aby látka mohla přirozený kasein nahradit, nebo aby se dal proces začít využívat v průmyslových objemech, pokládají to ale za dostatečný úspěch pro další výzkum, který by měl právě k těmto dvěma cílům směřovat.
