Kasvipohjaisten proteiinirikkaiden elintarvikkeiden vaikutukset ihmisen suolistomikrobiomiin in vitro: Metagenomiikka-analyysi

Abstract

Tämänhetkisen ruokajärjestelmän tulisi muuttua vastaamaan nykypäivän ja tulevaisuuden tarpeita. Aiemman tutkimustiedon perusteella kasvipohjaiset tuotteet voivat tarjota kestävämmän ratkaisun ympäristön ja ihmisten hyvinvoinnille. Vaikka kasvipohjaiset proteiinirikkaat elintarvikkeet ovat kasvattaneet suosiotaan kuluttajien keskuudessa, tarvitaan enemmän tietoa niiden ravitsemuksellisesta laadusta sekä vaikutuksista ihmisen suoliston toimintaan. Prosessoinnilla voidaan vaikuttaa kasvipohjaisten elintarvikkeiden ravintoarvoihin, sulamiseen suolistossa ja aistittaviin ominaisuuksiin, mutta prosessointi tuotteiden välillä kuitenkin vaihtelee suuresti. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli ymmärtää, kuinka prosessointi ja raaka-aine kasvipohjaisissa proteiinirikkaissa elintarvikkeissa vaikuttavat ihmisen suolistomikrobistoon in vitro. Tutkimuksessa mallinnettiin kasvipohjaisten elintarvikkeiden fermentointia paksusuolessa in vitro -suolimallilla. Paksusuolta edeltävää ruoansulatusta simuloitiin INFOGEST-menetelmällä ja näytteinä käytettiin kymmentä kasvipohjaista proteiinirikasta elintarviketta, jotka esiintyvät pohjoismaisessa ruokavaliossa. Tuotteet jaoteltiin raaka-aineen ja prosessoinnin perusteella eri ryhmiin. Fermentoinnin aikana bioreaktorista kerättiin näytteet 0 h, 6 h ja 24 h kohdalla NGS-sekvensointia (eng. next generation sequencing) varten, josta saatua dataa hyödynnettiin metagenomiikka-analyyseissä. Metagenomiikka-analyysissä sekvenssien taksonominen tulkinta suoritettiin Metaphlan4-ohjelmistolla ja tilastolliset analyysit tehtiin R:llä hyödyntäen mia-pakettia. Yhteyksiä metaboliittien ja mikrobitaksojen välillä kartoitettiin biklusteroinnilla. Alfadiversiteetti, eli näytteen monimuotoisuus, väheni fermentoinnin aikana 0 ja 24 tunnin näytteiden välillä. Kaikkia näytteitä analysoitaessa fermentoinnin kesto ja raaka-aine olivat suurimmat mikrobiyhteisön taksonomiseen koostumukseen vaikuttavat tekijät. Prosessoinnin vaikutukset näkyivät ainoastaan tarkastellessa näytteitä tuotekohtaisesti. Prosessointiasteeseen yhdistettävät muutokset olivat tilastollisesti merkitseviä prosessoimattoman ja prosessoitujen kauratuotteiden sekä edamame-papujen ja niistä valmistetun tofun välillä. Härkäpapu- ja hernetuotteiden kohdalla prosessoinnin vaikutukset mikrobiyhteisöön eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Raaka-aine ja fermentoinnin kesto olivat selkeimmät mikrobiyhteisön muutoksiin yhdistetyt tekijät. Prosessoinnin vaikutukset olivat merkitseviä tuotekohtaisesti, minkä takia yleistysten tekeminen prosessoinnin terveysvaikutuksista ja muutoksista suolistomikrobistoon on haastavaa. Jatkossa prosessoinnin vaikutusta tulisi tutkia enemmän raaka-aine ja tuotekohtaisesti. Tutkimuksen perusteella voidaan kuitenkin todeta, ettei prosessoinnin vaikutus suolistomikrobiston toimintaan in vitro ole aina terveyttä heikentävä.