Plačiai naudojamas maisto priedas veikia žmogaus žarnyno mikrobiotą

Ar esate girdėję apie maisto priedą E415? Jis taip pat žinomas kaip ksantano derva. Greičiausiai ją valgote kelis kartus per savaitę. Ksantano derva naudojama kasdieniuose maisto produktuose, pavyzdžiui, kepiniuose, leduose ir salotų padažuose. Šis priedas taip pat plačiai naudojamas kaip glitimo pakaitalas maisto produktuose be glitimo.

Nauji tyrimai rodo, kad ksantano derva veikia mūsų žarnyno mikrobiotą.

Tyrimą neseniai žurnale "Nature Microbiology" paskelbė NMBU mokslininkų komanda, bendradarbiaudama su Mičigano universitetu ir keliais kitais tarptautiniais partneriais.

"Mus nustebino, kaip stipriai žmogaus žarnyno bakterijos prisitaikė prie šio priedo nuo tada, kai jis buvo pradėtas naudoti šiuolaikinėje mityboje vos prieš penkiasdešimt metų, - sako NMBU mokslininkė Sabina Leanti La Rosa.

Kai ji buvo pradėta naudoti, buvo manoma, kad ksantano derva mūsų neveikia, nes žmogaus organizmas jos nesuvirškina. Tačiau naujasis tyrimas rodo, kad šis priedas vis dėlto veikia mūsų žarnyne gyvenančias bakterijas. O šios bakterijos yra svarbios mūsų sveikatai ir gerovei.

"Mūsų tirtos žarnyno bakterijos pasižymi genetiniais pokyčiais ir greitu prisitaikymu, kad galėtų virškinti šį konkretų priedą", - aiškina profesorius Philas Pope'as (Phil Pope).

Jis vadovauja NMBU Mikrobų ekologijos ir metamokslų grupei, kurioje dirba naująjį tyrimą atlikę mokslininkai.

Nauja maisto grandinė žarnyne

Tyrimas rodo, kad gebėjimas virškinti ksantano dervą yra stebėtinai paplitęs pramoninio pasaulio žmonių žarnyno mikrobiotoje ir, atrodo, priklauso nuo vienos bakterijos, priklausančios Ruminococcaceae šeimai, veiklos.

Kartu su Mičigano universiteto doktorantu Matthew Ostrowski ir profesoriumi Eric C. Martens (Eric C. Martens), NMBU mokslininkai naudojo kelis skirtingus metodus, kuriais analizuojami žarnyno bakterijų gaminami genai, transkriptai, baltymai ir fermentai, kad atskleistų, kaip ši vienintelė bakterijų rūšis virškina ksantano dervą. Darbas apima daugelio žmonių donorų išmatų mėginių laboratorinius tyrimus, eksperimentus su pelėmis ir duomenis iš didelių tarptautinių mikrobų genų duomenų bazių.

"Bakterija, galinti virškinti ksantano dervą, buvo rasta tarp stebėtinai daug žmonių iš pramoninių šalių žarnyno mikrobiotos", - sako La Rosa.

Kai kuriuose mėginiuose rasta ir kitos rūšies mikrobų, kurie sąveikavo su ksantano derva, tai Bacteroides intestinalis rūšies mikrobas. Ši bakterija galėjo pagrobti ir toliau skaidyti mažus ksantano dervos gabalėlius, susidariusius Ruminococcaceae bakterijai virškinant didesnes ksantano molekules. Bacteroides bakterija turėjo savo specialių fermentų, kurie leido jai suvalgyti šiuos mažus ksantano dervos fragmentus.

Tyrimas rodo, kad egzistuoja potenciali ksantano dervos varoma maisto grandinė, kurioje dalyvauja bent dviejų rūšių žarnyno bakterijos. Jis suteikia pradinį pagrindą suprasti, kokią įtaką žmogaus žarnyno mikrobiotai daro plačiai paplitęs neseniai pradėto vartoti maisto priedo vartojimas.

"Novatoriškiausi mūsų tyrimo elementai yra pažangūs metodai, kuriuos derinome siekdami nustatyti neapibūdintus metabolinius kelius mikroorganizmuose, kurie yra sudėtingos mikrobų bendruomenės dalis, neišskiriant kiekvieno atskiro mikroorganizmo monokultūroje. Tada išsamiai apibūdinome ksantano dervos skaidymo fermentų sistemas, kad patvirtintume savo bioinformatikos pagrindu parengtas prognozes. Šis daugiadisciplininis metodas yra žmogaus žarnyno mikrobiotos medžiagų apykaitos supratimo planas ir gali būti taikomas bet kuriai sudėtingai žarnyno ekosistemai", - aiškina La Rosa.

"Šiame tyrime naudojamos metodikos neabejotinai praplečia ribas ir leidžia mums iš tiesų dekonstruoti mikrobiomus, kad galėtume atsakyti į svarbius biologinius klausimus, turinčius visuomeninę reikšmę. Šių metodų taikymas tapo įmanomas dėl plačios NMBU mikrobiomų tyrimų kompetencijos, įskaitant multiomiką (Mikrobų ekologijos ir metamikos grupėje) ir enzimologiją (Baltymų inžinerijos ir proteomikos grupėje)", - sako Pope.

Be glitimo ir mažai angliavandenių

Norvegijoje leidžiama naudoti apie 300 maisto priedų. Ksantano derva, arba E415, yra vienas iš jų. Šis priedas yra fermentacijos produktas, kuris gaunamas fermentuojant cukrų naudojant bakteriją Xanthomonas campestris. Gamybos proceso metu susidaro želė pavidalo skystis, kuris išdžiovinamas ir paverčiamas milteliais.

Norvegijos maisto saugos tarnybos duomenimis, ksantano derva naudojama kaip tirštiklis arba stabilizatorius ir šiuo metu ją leidžiama naudoti daugelyje maisto produktų, įskaitant ledus, saldumynus, šokoladinį pieną, kepinius, paruoštus padažus ir padažus. Ksantano derva taip pat naudojama kaip glitimo pakaitalas maisto produktuose be glitimo ir parduodama kaip atskiras maisto papildas keto ir (arba) mažai angliavandenių turinčioms dietoms.

Šis priedas buvo sukurtas Kalifornijoje septintajame dešimtmetyje, o 1968 m. JAV maisto saugos tarnyba patvirtino, kad jį saugu naudoti maisto produktuose. Šiandien jis naudojamas didžiojoje pramoninio pasaulio dalyje.

"Iki šiol ksantano derva laikoma keto draugišku produktu. Taip yra todėl, kad manoma, jog ksantano organizmas nesuvirškina, todėl jis neįskaičiuojamas į paros kalorijų ar makroelementų kiekį", - sako La Rosa.

Tačiau, aiškina ji, naujasis tyrimas rodo, kad žarnyno bakterijos suskaido ksantano dervą iki ją sudarančių monosacharidų, kurie vėliau fermentuojami ir iš jų susidaro trumpos grandinės riebalų rūgštys, kurias žmogaus organizmas gali įsisavinti. Yra žinoma, kad trumposios grandinės riebalų rūgštys žmogui suteikia iki 10 proc. kalorijų.

Tai leidžia manyti, kad ksantano derva iš tikrųjų gali padidinti žmogaus suvartojamų kalorijų kiekį.

Pradedamas pastebėti ilgalaikis poveikis

Kai ksantano derva buvo pradėta naudoti pirmą kartą, buvo manoma, kad šis priedas patenka tiesiai į organizmą ir nedaro poveikio jį valgančiam žmogui.

Ksantano derva yra kitokio tipo angliavandenis nei tie, kuriuos žmogaus organizmas yra įpratęs vartoti, pavyzdžiui, augalinio maisto krakmolas. Ji turi kitokią cheminę struktūrą. Ksantano derva yra sudėtingų angliavandenių rūšis, nepanaši į jokias augalines skaidulas, kurias paprastai valgome.

"Dabar pradedame pastebėti ilgalaikį ksantano dervos poveikį, kurio nebuvo pastebėta, kai ji pirmą kartą buvo įtraukta į žmonių mitybą", - sako La Rosa.

"Šiuos žarnyno bakterijų pokyčius pastebime tik tų žmonių, kurie maitinasi "vakarietiška dieta", kai perdirbti maisto produktai ir priedai sudaro didelę dalį suvartojamo maisto. Pavyzdžiui, tokių pačių pokyčių nepastebime tarp vietinių žmonių iš įvairių pasaulio dalių, kurie valgo ribotą perdirbto maisto kiekį."

Ką tai reiškia mūsų sveikatai?

"Remdamiesi šiuo tyrimu, negalime daryti išvados, ar ksantano derva turi įtakos mūsų sveikatai ir kaip. Tačiau galime pasakyti, kad šis priedas veikia žmonių, kurie jį vartoja su maistu, žarnyno mikrobiotą", - sako La Rosa.

"Mūsų dar laukia ilgas kelias, todėl labai įdomu prisidėti prie tolesnių šios srities tyrimų ir atskleisti paslėptą vyraujančių maisto priedų poveikį žarnyno mikrobiotos veiklai ir žmogaus žarnyno sveikatai. Toks yra mūsų tikslas", - sako La Rosa.

Norėdama gilintis į šį klausimą, NMBU komanda, kuriai vadovauja La Rosa, neseniai pateikė paraišką Norvegijos mokslinių tyrimų tarybai dėl finansavimo.

Turėtų būti atlikti nauji priedų vertinimai

Ksantano derva didelėje pasaulio dalyje yra patvirtinta kaip saugi naudoti maisto produktuose, remiantis prieš penkiasdešimt metų atliktais vertinimais.

Tai, kad didelė dalis pramoninio pasaulio gyventojų ksantano dervą vartoja nedaug, bet nuolat, o tam tikri pogrupiai, pavyzdžiui, glitimo netoleruojantys asmenys, vartoja daugiau, rodo, kad reikia geriau suprasti šio maisto priedo poveikį žmogaus žarnyno mikrobiotos ekologijai ir bendrai šeimininko sveikatai.

Todėl La Rosa mano, kad valdžios institucijoms atėjo laikas pakoreguoti įprastų priedų, naudojamų mūsų kasdieniniame maiste, vertinimą:

"Tai turėtų pakeisti mūsų požiūrį į priedus apskritai. Kai jie pirmą kartą buvo pradėti naudoti, nebuvo manoma, kad jie sąveikauja su mūsų mikrobiota. Šie priedai buvo pradėti naudoti XX a. šeštajame dešimtmetyje, kai dar neturėjome priemonių įvertinti, kokią didelę įtaką mūsų sveikatai ir mitybai daro žarnyno mikrobiota. Pasiekus pažangą mikrobiomos moksle, dabar matome poveikį, kurio pradžioje nematėme. Valdžios institucijos galbūt turėtų atsižvelgti į šias naujas žinias vertindamos dažniausiai naudojamus maisto priedus, ypač dabar, kai matome, kad jie iš tiesų daro poveikį mūsų mikrobiotai."

Norvegijos gyvybės mokslų universitetas (NMBU)