Kako se pojavila čokolada koja se ponosno reklamira kao GMO? Je li prirodna boja čokolade – roza?

Uzgoj kakaovca je pod ogromnim pritiskom klimatskih promjena, različitih bolesti i štetnika te se očekuje izumiranje ove biljke do 2050. godine. Klimatske promjene također neće imati pozitivan učinak na uzgoj kave, piše Tamara Čačev. No svijet se sa sličnim problemima susreo u uzgoju drugih korisnih biljaka i riješio ih. Kako?

• dr. sc. Tamara Čačev viša je znanstvena suradnica u Zavodu za molekularnu medicinu Instituta Ruđer Bošković. Čačev je također članica Savjeta Ideje.hr

Neki od vas su ovih dana možda već uživali u artisan sladoledu od čokolade i vanilije  uz cold brew kavu, po mogućnosti s pogledom na more. U sladoledu se u naziru zrnca orhideje s Madagaskara, čokolada je naravno belgijska, dok ste za cold brew odabrali neku od mješavina kave koja vam je baš po mjeri i osjećaj ugode je na vrhuncu.

No, bili vam sve ovo bilo tako drago da su kakaovac, kava ili vanilija rezultat uzgoja koji koristi genetičke modifikacije pa makar krajnji rezultat u okusu, mirisu i ostalim svojstvima bio istovjetan tradicionalno uzgojenim sirovinama? Možda bi vam jedan od presudnih kriterija za odabir mogle postati i cijene  proizvoda  temeljenih na tradicionalno (namjerno izbjegavam riječ prirodno) uzgojenim stastojcima koje su već duže vrijeme u usponu zbog različitih čimbenika koji utječu na njihovu proizvodnju?

U slučaju vanilije odavno postoji masovno prošireno jeftino rješenje koje se temelji na proizvodnji vanilina kemijskim putem, slično kao što smo nedavno saznali i za sveprisutnu aromu tartufa, no svi znamo da je to slaba supstitucija za „pravu“ stvar. Zašto je tome tako? Aroma i tekstura  vanilije nije rezultat jednog kemijskog spoja već je zapravo riječ o ekstraktu koji se opisuje u nekoliko desetaka specifičnih okusnih karakteristika kao što su npr. aroma dima, slatkoća, kremoznost, masnoća i slično, a one su ovisne o terroiru koji je za vaniliju limitiran na Madagaskar, Meksiko ili Tahiti.

Slučajnošću interesa jednog dječaka na otoku Réunion koji je shvatio kako je moguće potaknuti nastanak mahune vanilije potiskivanjem prašnika orhideje Vanilla planifolia prema tučku, pronađen je način kako se ovaj dragocijeni začin može sustavno proizvoditi

No krenimo redom, masovna potrošnja i relativna jeftinost kave, kakaovca i vanilije je recentna pojava jer je većinu vremena od njihova otkrića u zapadnom svijetu njihova dostupnost bila ograničena i predmet luksuza. Interesantna je priča o vaniliji koja je do sredine devetnaestog stoljeća bila kultivirana samo u Meksiku, u svom prirodnom staništu, budući da je jedino tamo bio prisutan njen prirodni oprašivač, pčela iz roda Melipona. Slučajnošću interesa jednog dječaka na otoku Réunion koji je shvatio kako je moguće potaknuti nastanak mahune vanilije potiskivanjem prašnika orhideje Vanilla planifolia prema tučku, pronađen je način kako se ovaj dragocijeni začin može sustavno proizvoditi. S Réuniona se proizvodnja proširila na Madagaskar gdje se danas nalazi glavnina svjetske proizvodnje, pa je tako sintagma madagaskarska vanilija postala sinonimom za ono najbolje od vanilije te je često možemo vidjeti na različitim proizvodima posebno istaknutu na ambalaži.

U trendu izbjegavanja direktne kemijske sinteze vanilina pribjeglo se procesu biokonverzije kojim se od nekog prekursora dobiva vanilin koji se onda na tržištima u pravnom smislu može deklarirati kao prirodan. Tehnologije koje uključuju genetičko modificiranje možda bi mogle učinkovitije odgovoriti na izazov.

No, danas velika većina proizvoda sadrži kemijski sintetizirani vanilin, dok je prirodna vanilija prisutna u svega 1% ukupne arome vanilije koja se koristi u proizvodnji. Jasno je da je tome tako jer tradicionalna proizvodnja nije dovoljna da zadovolji potrebe tržišta koje su u porastu, ovisna je također o okolišnim faktorima te stoga nije predvidiva, što za sobom povlači i rast cijene pa tako danas mahuna vanilije u dućanu stoji oko 40 kuna. No, sve je više potrošača kojima surogatni okus vanilina nije dovoljno dobar, dok je nekima neprihvatljiva činjenica da se radi o sintetskom proizvodu a ne o prirodnoj supstanci. Iz ovih razloga sve je jači interes prehrambene industrije da se pokuša nekim suvremenijim metodama uzgoja postići masovnija proizvodnja prirodne vanilije s potencijalno većim prinosima. Klasična agronomija i prehrambena biotehnologija u tome su uspjele tek djelomično budući da se u trendu izbjegavanja direktne kemijske sinteze vanilina pribjeglo procesu biokonverzije kojim se od nekog prekursora, npr. ferulične kiseline ili eugenola ekstrahirane iz riže ili klinčića pomoću fermentacije posebnim sojem kvasaca ili bakterija dobiva vanilin koji se onda na tržištima u pravnom smislu može deklarirati kao prirodan.

Moderne tehnologije koje uključuju genetičko modificiranje možda bi mogle učinkovitije odgovoriti na ovaj izazov. Jedna od mogućih ideja bila bi da se gen/i koji kodiraju za lanac sinteze prirodne vanilije pokušaju rekreirati u nekom drugom organizmu, možda nekoj srodnoj orhideji koja je pogodnija za masovniju proizvodnju ili moža u kvascima ili bakterijama koje bi se onda uzgajale u velikim reaktorima te bi se potom iz njih ekstrahirao prirodni spoj ili neki njegov prekursor. Kako se sve više istražuje biološka osnova ovih procesa na molekularnoj razini sve se više zna o prirodnim mehanizmima sinteze vanilina. Tako je primjerice u prestižnom časopisu Nature Communications prije nekoliko godina publicirana znanstvena studija u kojoj je karakteriziran specifični enzim, vanilin sintaza koji konvertira feruličnu kiselinu u vanilin-glukozid. Ovaj je gen zatim prenesen u stanice kvasca i modificiranog duhana gdje je uspješno konvertirao vanilin-glukozid u vanilin. To otvara put stvaranju transgeničnih organizama i biljaka koje se mogu uzgajati u puno masovnijem obliku s većim prinosom vanilina. U nekim slučajevima ovakvih modifikacija, uz sam vanilin koji je tek jedan od komponenti onoga što doživljavamo kao aroma vanilije, bilo je moguće u ekstraktu izdvojiti i neke druge spojeve koji su u kombinaciji s vanilinom davali kompleksniji okus puno sličniji prirodnoj vaniliji.

Takvih pokušaja je već bilo, no samo na eksperimentalnoj razini, te se postavlja pitanje kako bi tržište reagiralo na vanilin koji je produkt sintetičke biologije i zapravo napravljen u genetički modificiranom organizmu. Uistinu, što možemo očekivati od potencijalnih potrošača ovih proizvoda, pogotovo u svjetlu svih dosadašnjih anti-GMO kampanji koje su se interesantno uvijek odvijale na polju prehrambene industrije, dok recimo nisam upoznata s nekim primjerom kada je dijabetičar odbio sintetski inzulin jer je dobiven iz GMO organizma.

Roza, prirodna boja čokolade

Nekih naznaka o mogućim reakcijama već ima. Nedavno se na tržištu pojavila tzv. „ruby“ čokolada ružičaste boje što je izazvalo pomutnju u redovima ljubitelja čokolade jer je boja bila pripisana genetičkoj modifikaciji kakaovca.¹ No, kako se ispostavilo, radilo se o prirodnoj boji koja nastaje specifičnim postupkom obrade kakaovca s područja Obale Slonovače, Ekvadora i Brazila. Premijeru je imala na kineskom tržištu koje nije tradicionalno opsjednuto čokoladom, no zanimljivo, također nije opterećeno niti interesom je li nešto genetički modificirano ili nije. Ipak, ovakav razvoj događaja na zapadnom tržištu već kod same mogućnosti da se radi o proizvodu koji je genetički modificiran ukazuje da zapadnjaci preplašeni GMO baukom (koji već pomalo počinje nalikovati na priču o Yetiju – u kojoj svi znaju da GMO postoji  ali ga zapravo nitko vidio nije, odnosno bolje reći probao neki proizvod koji sadrži GMO, pogotovo na europskom tržištu) pušu i na hladno.

Stoga gotovo nevjerojatno zvuči vijest da je ove godine po prvi puta na tržište stigla čokolada koja se upravo ponosno reklamira kao GMO  te na svojem omotu prezentira priču o nekom od uspješnih GMO projekata u prehrambenoj industriji.² Uzgoj kakaovca je pod ogromnim pritiskom klimatskih promjena, različitih bolesti i štetnika te se prema nekim procjenama očekuje izumiranje ove biljke do 2050. godine. Stoga, ukoliko se ne pronađe rješenje njegovog održivog uzgoja, prijeti opasnost da ostanemo bez ove omiljene slastice. Stručni krugovi smatraju kako je jedino rješenje primjena genetičkih modifikacija kakaovca te su proizvođači ove prve pro-GMO čokolade svojom afirmativnom kampanjom odlučili razbiti predrasude o ovoj tehnologiji nasuprot onima koji na svoje proizvode stavljaju famoznu non-GMO etiketu.

A što je s kavom? Danas u svijetu oko 70% proizvodnje čini Coffea arabica koja je superiornija oskusom u odnosu na Coffea canephora, poznatije kao  robusta koja čini ostatak proizvodnje i iako je kiselija te se pretežno koristi za proizvodnju instant kava, činjenica da je robusnija, kako joj i samo ime govori, te daje veći prinos omogućuje njenu poziciju na tržištu. Kao i sa svim prije navedenim biljkama, uzgoj arabike u prirodnim staništima je izazovan zbog specifičnih klimatskih uvjeta te štetnika koji opterećuju i uništavaju urod u ogromnim razmjerima.²

Kako bi se spasila proizvodnja arabike već su pokušana križanja s otpornijim varijetetima u cilju dobivanja otpornijih hibrida, no kako se radi o sporom i neizvjesnom postupku, sve više postaje izvjesno da će se ukoliko tradicionalne metode ne urode plodom, morati posegnuti za genetičkim inženjerstvom kako bi se razvila arabika otporna na izazove okoliša

Kako smo došli u ovakvu situaciju? Da bi se došlo do uzroka treba znati kako se plantažni uzgoj arabike temelji na kultivarima koji se u svojoj genetskoj podlozi razlikuju manje od 2%, dakle biodiverzitet im je smanjen pa takva populacija biljaka ima manju mogućnost adaptacije na promjene u okolišu i  podložna je infekciji gljivicom Hemileia vastatrix. Klimatske promjene također neće imati pozitivan učinak na uzgoj kave te je u korak s povećanom potražnjom za očekivati sve veće probleme u njenoj proizvodnji. U odnosu na vaniliju i čokoladu, ovisnost o kavi je možda jača pa bi tržište možda lakše prešlo preko mogućnosti da se za potrebe masovne proizvodnje koriste metode genetičke modifikacije. Uostalom, i današnje sorte biljaka su rezultat zadiranja čovjeka u njihov uzgoj kroz metode križanja i selekcije. Ove neprecizne metode pokušaja i pogreške kroz niz godina dovele su do biljaka i životinja koje nas danas okružuju, stoga je meni kao biologu nejasno kako ciljano i precizno modificiranje genoma, za razliku od nasumičnog gađanja križanjem, izaziva takvu paniku kod ljudi. Kako bi se spasila proizvodnja arabike već su pokušana križanja s otpornijim varijetetima u cilju dobivanja otpornijih hibrida, no kako se radi o sporom i neizvjesnom postupku, sve više postaje izvjesno da će se ukoliko tradicionalne metode ne urode plodom, morati posegnuti za genetičkim inženjerstvom kako bi se razvila arabika otporna na izazove okoliša.

Genom kave objavljen je 2017. godine

Genetičko inženjerstvo je naprosto brže, preciznije i učinkovitije i u vrlo kratkom vremenu izdvajanjem gena relevantnih za rezistenciju na bolesti ili gena koji daju otpornost na sušu iz nekog od divljih srodnika, uzgojni oblici kave mogu se adaptirati na probleme u staništima u kojima se nalaze. Genom kave objavljen je 2017. godine što je svakako jedan od preduvjeta za daljnji razvoj ovih strategija. Prema nekim izračunima, unosom nekoliko gena za različite puteve rezistencije mogli bismo uzgojiti oblike koji bi u proizvodnji mogli opstati i stotinjak godina prije no što gljivice uspiju kroz svoju evoluciju savladati ove barijere. Kako ovakav pristup nije znanstvena fantastika pokazuje i pionirska priča s Havaja iz 90-tih kada je po prvi put u okoliš uvedena genetički modificirana papaja u koju je integriran gen koji daje otpornost na virus koji je prethodnih godina opustošio proizvodnju ovog voća.³ U nekoliko idućih godina proizvodnja se oporavila, a GMO papaja je prisutna na tržištu i danas. Alternativa je naravno i razvoj novih pesticida kojima će se tretirati nasadi, kao što se to uostalom radi i danas, no je li to bolje rješenje od genetički modificiranih biljaka je upitno. Osim same rezistencije na klimatske nepogode i štetnike, proizvođačima je naravno interesantno povećati prinose, topivost i udio kofeina, te neka druga organoleptička svojstva na što bi se ovakvim pristupima također moglo utjecati.⁴

Danas zaboravljene sorte banana nije probao nitko mlađi od 70 godina jer se sredinom prošlog stoljeća zbog epidemije koja je uništila većinu plantaža prešlo na današnje sorte koje su navodno inferiornije okusom ali otpornije na izazove iz okoliša

I za kraj evo jedne interesantne povijesne crtice na koju sam naišla u pripremama za ovaj članak: Englezi su postali ljubitelji čaja upravo zbog epidemije hrđe koja je krajem 19. stoljeća uništila plantaže kave na Šri Lanki koja je dotada bila glavni dobavljač ovog napitka te su lokalni zemljoradnici prešli na uzgoj čaja. Slična priča je i sa danas zaboravljenim sortama banana koje nije probao nitko mlađi od 70 godina jer se sredinom prošlog stoljeća zbog velike epidemije koja je uništila većinu plantaža prešlo na današnje sorte koje su navodno inferiornije okusom u odnosu na ondašnje ali zato otpornije na izazove iz okoliša. Hoće li nas neka nova epidemija ili klimatske promjene primorati da mijenjamo svoje preferencije ili ćemo pribjeći novim tehnologijama kako bismo održali današnje varijetete ostaje za vidjeti. Za razliku od prošlih vremena, danas imamo mogućnosti za intervenciju, no hoćemo li ih iskoristiti to ostaje na nama.

Literatura:

• https://www.theguardian.com/lifeandstyle/2017/sep/06/ruby-chocolate-barry-callebaut-instagram-foodies
• https://ethos-chocolate.com
• https://cen.acs.org/articles/96/i7/end-worlds-popular-coffee-nigh.html
• http://www.hawaiireporter.com/hawaii-gmo-success-story/
• https://dailycoffeenews.com/2017/01/16/arabica-genome-sequenced-in-pursuit-of-quality-and-adaptation/