Lập bản đồ hệ vi sinh vật trong thực phẩm là cơ sở dữ liệu mới có thể nâng cao chất lượng và an toàn thực phẩm.
Các nhà nghiên cứu đã công bố một cơ sở dữ liệu mới lập bản đồ hệ vi sinh vật của hơn 2.500 loại thực phẩm, tiết lộ những hiểu biết quan trọng về an toàn thực phẩm, chất lượng và tác động tiềm ẩn đến sức khỏe.
Vi khuẩn đóng vai trò không thể thiếu trong thực phẩm chúng ta tiêu thụ, nhưng cho đến nay, hiểu biết của chúng ta về vai trò của chúng trong chế độ ăn uống và ảnh hưởng của chúng đối với hệ vi sinh vật đường ruột của con người vẫn còn hạn chế . Một nghiên cứu tiên phong đã lập bản đồ hệ vi sinh vật đường ruột của 2.533 loại thực phẩm khác nhau, phát hiện ra gần 11.000 vi khuẩn liên quan đến thực phẩm, một nửa trong số đó là các loài trước đây chưa được biết đến. Nghiên cứu sâu rộng này, được công bố trên tạp chí Cell vào ngày 29 tháng 8, đã tạo ra một cơ sở dữ liệu hiện có sẵn dưới dạng tài nguyên truy cập mở.
“Đây là cuộc khảo sát lớn nhất về vi khuẩn trong thực phẩm”, Nicola Segata, đồng tác giả cấp cao và nhà vi sinh học tính toán từ Đại học Trento và Viện Ung thư Châu Âu tại Milan giải thích. “Bây giờ chúng ta có thể bắt đầu sử dụng tài liệu tham khảo này để hiểu rõ hơn về chất lượng, bảo quản, an toàn và các đặc điểm khác của thực phẩm có liên quan đến vi khuẩn mà chúng chứa”.
Sử dụng công nghệ giải trình tự DNA
Theo truyền thống, vi sinh vật học thực phẩm dựa vào việc nuôi cấy vi khuẩn riêng lẻ trong phòng thí nghiệm, một phương pháp vừa chậm vừa hạn chế về phạm vi. Để khắc phục những thách thức này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng metagenomics, một kỹ thuật phân tử tiên tiến giải trình tự tất cả vật liệu di truyền trong một mẫu thực phẩm cùng một lúc.
Phương pháp này, thường được sử dụng để nghiên cứu hệ vi sinh vật đường ruột của con người và các mẫu môi trường, trước đây chưa từng được áp dụng vào thực phẩm trên quy mô lớn như vậy.
Paul Cotter, đồng tác giả cấp cao và nhà vi sinh vật học từ Teagasc, APC Microbiome Ireland và VistaMilk Ireland, lưu ý rằng, “Các nhà vi sinh vật học thực phẩm đã nghiên cứu thực phẩm và thử nghiệm an toàn thực phẩm trong hơn một trăm năm nay, nhưng chúng ta đã sử dụng chưa hết công nghệ giải trình tự DNA hiện đại. Đây là điểm khởi đầu cho một làn sóng nghiên cứu mới trong lĩnh vực này, nơi chúng ta tận dụng tối đa công nghệ phân tử có sẵn.”
Nghiên cứu bao gồm nhiều loại thực phẩm khác nhau từ 50 quốc gia, với 65 phần trăm metagenome đến từ các sản phẩm từ sữa, 17 phần trăm từ đồ uống lên men và năm phần trăm từ thịt lên men. Phân tích đã xác định được 10.899 vi khuẩn, bao gồm 1.036 loài vi khuẩn và 108 loài nấm. Đáng chú ý là các loại thực phẩm tương tự có xu hướng chứa các vi khuẩn tương tự, mặc dù các sản phẩm từ sữa cho thấy sự đa dạng vi khuẩn lớn hơn, có thể là do sự đa dạng của các mặt hàng từ sữa được nghiên cứu.
Điều thú vị là, mặc dù các nhà nghiên cứu không tìm thấy nhiều vi khuẩn gây bệnh, họ đã xác định được các vi khuẩn có thể ảnh hưởng đến hương vị hoặc cách bảo quản thực phẩm. Kiến thức này có thể vô cùng giá trị đối với các nhà sản xuất thực phẩm muốn tạo ra các sản phẩm đồng nhất và chất lượng cao.
“Một điều đáng chú ý là một số vi khuẩn hiện diện và thực hiện các chức năng tương tự ngay cả trong các loại thực phẩm khá khác nhau”, Segata bình luận. “Điều này quan trọng vì nó có thể cải thiện thêm ý tưởng về tính đặc thù và chất lượng của thực phẩm địa phương, và chúng tôi thậm chí có thể sử dụng metagenomics để xác thực thực phẩm đến từ một cơ sở hoặc địa điểm nhất định”.
Ý nghĩa đối với sức khỏe con người
Ngoài sản xuất thực phẩm, nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng đối với sức khỏe con người. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng vi khuẩn liên quan đến thực phẩm chiếm khoảng ba phần trăm hệ vi sinh đường ruột ở người lớn và 56 phần trăm hệ vi sinh đường ruột ở trẻ sơ sinh. Phát hiện này cho thấy chúng ta có thể trực tiếp tiếp nhận một số vi khuẩn đường ruột từ thực phẩm, có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta.
Segata cho biết: “Có vẻ như chỉ là một tỷ lệ nhỏ, nhưng ba phần trăm đó có thể cực kỳ liên quan đến chức năng của chúng trong cơ thể chúng ta. Với cơ sở dữ liệu này, chúng ta có thể bắt đầu khảo sát ở quy mô lớn về cách các đặc tính vi khuẩn của thực phẩm có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta”.
Nghiên cứu này là một phần của liên minh MASTER EU, một sáng kiến do EU tài trợ nhằm mục đích mô tả sự hiện diện và chức năng của vi khuẩn trong toàn bộ chuỗi thức ăn.
Như Cotter kết luận, “Trong tương lai, chúng tôi muốn khám phá sự đa dạng của các hệ vi sinh vật trong thực phẩm liên quan đến các loại thực phẩm, nền văn hóa, lối sống và dân số khác nhau”.
