과학자들이 ‘식품 미생물 군집’에서 수천 개의 미생물을 식별
과학 기자 Jacinta Bowler
ABC Science
주제: 식품 과학 및 기술
16시간 전
구균과 막대 모양 박테리아를 포함한 다양한 모양의 박테리아를 컴퓨터로 표현한 그림.
우리가 먹는 음식의 미생물은 우리 자신의 미생물 군집에 영향을 미칠 수 있습니다. (Getty Images: KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY)
간단히 말해서:
연구원들은 2,500개가 넘는 식품을 매핑하여 미생물 군집을 식별했습니다. 이는 이 분야에서 가장 큰 조사입니다.
그들은 식품과 성인 인간의 장에서 미생물이 3%, 신생아 장에서 56%가 중복된다는 것을 발견했습니다.
다음 단계:
팀은 식품 미생물 데이터베이스를 공개하여 다른 과학자와 산업이 연구를 더욱 발전시켜 더 건강한 식품을 생산할 수 있도록 했습니다.
점심을 먹으려고 앉아서 맛있는 샌드위치에 끼웁니다. 하지만 그 안에는 얼마나 많은 미생물이 있을까요?
유럽 연구원들은 2,500개가 넘는 다양한 식품의 미생물 군집을 분석하여 약 11,000종의 미생물 종을 발견했는데, 이 중 절반은 과학계에 새로운 것입니다.
하지만 이 미생물은 식품에만 중요한 것이 아닙니다. 연구팀은 성인 인간 장의 미생물 군집과 연구 대상 식품 사이에 3%의 중복이 있다는 것을 발견했습니다.
Cell에 게재된 “식품 미생물 군집”에 대한 대규모 조사는 이 종류 중 가장 큰 규모입니다.
통에 있는 응고된 치즈 커드를 기계로 자르는 모습.
이 연구의 식품 샘플 대부분은 치즈 제조 시설에서 수집했습니다. (Getty Images: Jesper Mattias)
아일랜드 농업 및 식품 개발청(Teagasc)의 미생물학자인 연구원 Paul Cotter에 따르면, 이 발견은 좋은 벌레와 나쁜 벌레를 더 잘 식별하여 미래의 식품 검사에 도움이 될 것입니다.
그는 “이러한 지식을 활용하여 기존 식품의 품질과 안전성을 개선할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
코터 박사는 그뿐만 아니라, 새롭게 발견된 미생물은 우리 장의 미생물 군집을 도울 수 있는 음식을 만드는 데 사용될 수도 있다고 말했습니다.
식품 미생물 군집
인간의 미생물 군집은 우리 몸(주로 장)에 있는 모든 박테리아로 구성되어 있는 반면, 식품 미생물 군집은 특정 식품 샘플에 있는 모든 미생물입니다.
장 내부의 전쟁
사진은 칼을 휘두르는 파란색 박테리아의 만화입니다. 칼을 휘두르는 파란색 박테리아의 만화
신체 깊숙한 곳에서는 1,000종 이상의 박테리아가 싸우고 있습니다. 하지만 그 박테리아의 구성은 우리의 건강에 대해 무엇을 말해줄까요? 프레야 피터슨은 자신의 대변을 검사함으로써 힘든 방법으로 이를 알게 되었습니다.
일부 식품에서 미생물의 중요성은 잘 알려져 있습니다. 예를 들어, 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 한 종류는 빵과 맥주를 만드는 데 사용됩니다. 우유의 설탕은 유산균이 요거트를 만드는 데 사용하는 반면, 페니실리움 속의 곰팡이는 브리와 카망베르에 크림 같은 내부와 흰색 외부를 제공합니다.
이러한 잘 알려진 사례에도 불구하고 많은 식품에는 분류되거나 이해되지 않은 미생물이 포함되어 있습니다.
이러한 미생물은 또한 음식의 맛과 질감을 결정하는 데 도움이 될 수 있으므로 연구팀이 발견한 미생물 종의 절반이 이전에 알려지지 않았기 때문에 과학자들이 아직 발견해야 할 것이 많습니다.
미생물을 식별하는 데 사용된 DNA 시퀀싱
이 연구의 데이터를 수집하기 위해 연구팀은 실험실에서 박테리아와 다른 미생물을 개별적으로 배양하지 않고 대신 DNA 시퀀싱을 사용하여 미생물 군집을 식별했습니다.
이러한 방식으로 제품에서 미생물의 모든 유전체를 생산하는 것을 “메타게놈학”이라고 합니다.
초리조를 포함한 염지육으로 덮인 나무 도마.
연구원들은 발효육을 포함한 다양한 식품 공급원의 유전체를 분석했습니다. (Pexels: Julia Filirovska)
이미 이용 가능한 583개의 식품 메타게놈을 통합하여, 이 팀은 전 세계의 다른 연구 기관에 연락하여 1,950개의 다른 식품의 미생물 군집을 매핑하여 호주를 포함한 50개국의 2,500개 이상의 식품에서 미생물 데이터베이스를 구축했습니다.
최종 데이터베이스에는 유제품, 육류, 과일 및 채소, 그리고 다양한 발효 제품을 포함하여 15개의 다른 “최상위 수준” 식품 범주가 포함되었습니다.
“우리는 생산의 일부로 미생물의 바람직한 활동이 필요한 많은 발효 식품을 포함했습니다.”라고 Cotter 박사는 말했습니다.
“이러한 이유로 이러한 식품은 일반적으로 높은 수준의 미생물을 함유하지만, 다른 발효되지 않은 식품은 낮은 수준이기는 하지만 종종 미생물을 함유할 수 있습니다.”
발효 식품은 새로운 미생물의 보고를 생산합니다.
발효 식품과 음료에는 요거트, 살라미, 알코올, 일부 피클, 올리브, 콤부차가 포함됩니다.
멜버른 대학교에서 식품 과학을 전문으로 하는 미생물군 연구원인 세나카 라나데라는 “[일반 대중은] 발효 식품과 이러한 제품을 생산하는 데 미생물이 미치는 영향에 대해 잘 알고 있지만 미생물의 다양성, 풍부함, 그리고 미생물을 찾을 수 있는 위치에 대해서는 잘 모릅니다.”라고 말했습니다.
새로운 연구에서 새로운 미생물 종은 거의 모든 식품 범주에 걸쳐 분포되었지만 40~유제품, 발효 음료 및 발효 씨앗에서 발견되는 종의 50%는 이 연구 이전에는 알려지지 않았습니다.
뮤즐리와 베리로 덮인 분홍색 딸기 요거트 한 그릇.
분석된 식품 관련 미생물의 3분의 2는 유제품에서 유래되었습니다. (Pexels: Polina Tankilevitch)
이는 발효 식품에서도 이전에 이해되었던 것보다 더 복잡한 제품을 만드는 배후에 많은 미생물이 있다는 것을 시사합니다.
발견된 벌레 중 일부는 살모넬라균과 대장균처럼 위험했지만, 대부분은 중립적이거나 긍정적인 방식으로 식품에 영향을 미쳤을 가능성이 큽니다.
연구에 참여하지 않은 Ranadheera 박사에 따르면, 이 연구는 잘 설계되었고 식품에 대한 대규모 데이터베이스를 제공했지만 빙산의 일각에 불과했습니다.
그는 “앞으로 이런 성격의 연구가 더 필요합니다.”라고 말했습니다.
연구원들은 식품 미생물군 데이터베이스를 공개했습니다.
그들은 이 데이터베이스가 더 좋고 건강한 음식을 만드는 데 사용되고 식품 산업의 건강과 안전을 증진하는 데 사용되기를 바랍니다.
당신은 당신이 먹는 것입니다
연구원들은 또한 인간의 장내 미생물 군집과 식품 미생물 군집의 중복을 조사했습니다.
그들은 연구된 2,500개의 다양한 식품 제품만으로 식품 관련 미생물의 3%가 성인의 장내 미생물 군집과 동일하다는 것을 발견했습니다.
당신의 음식과 기분의 연관성
사진은 여성과 어린 소녀가 테이블에서 함께 케이크를 먹는 모습입니다. 여성과 어린 소녀가 테이블에서 함께 케이크를 먹는 모습입니다.
당신은 당신이 먹는 것과 당신의 기분 사이에 연관성을 느꼈습니까? 당신이 우리에게 말한 내용은 다음과 같습니다.
“[음식과 인간] 모두에서 유사한 균주가 발견되는 경우 이러한 균주는 음식의 결과로 장에 존재하게 되었다는 것을 의미합니다.”라고 코터 박사는 말했습니다.
“이것은 음식이 우리의 장내 미생물 군집에 영향을 미칠 수 있다는 추가적인 증거를 제공합니다.”
가장 많이 겹치는 부분은 유산균인 Lactococcus와 Streptococcus였습니다. 이 교차를 더 잘 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
“전 세계에서 수집된 샘플이 충분하지 않아 식품과 장 샘플 간에 더 많은 겹침이 있을 수 있습니다.”라고 Cotter 박사는 말했습니다.
이 연구에서는 또한 식품 미생물의 56%가 신생아 장의 미생물과 일치한다는 사실을 발견했는데, 연구자들은 이를 식품을 직접 섭취한 것이 아니라 모체에서 전파된 것이라고 설명했습니다.
Ranadheera 박사에 따르면, 이 발견은 우리 자신의 장내 미생물군을 먹이기 위해 정기적으로 음식을 섭취해야 할 필요성을 강조합니다.
“대부분의 미생물은 우리 장에 오래 머물 수 없습니다. 기껏해야 몇 주 동안만 살아남을 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다.
“우리는 건강한 유형의 식품을 정기적으로 섭취해야 장내 미생물군을 강화할 수 있는 풍부한 건강한 프로바이오틱스를 공급받을 수 있습니다.”
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16시간 전 게시16시간 전
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과학자들이 ‘식품 미생물 군집’에서 수천 개의 미생물을 식별’
By science reporter Jacinta Bowler
16h ago16 hours ago
In short:
Researchers have mapped more than 2,500 foods to identify their microbiome, in the largest survey of its kind.
They discovered a 3 per cent overlap between the microbes in food and in the adult human gut and 56 per cent in the newborn gut.
Next steps:
The team have released the database of food microbes publicly so other scientists and industry can take the research further, potentially producing healthier foods.
abc.net.au/news/microbes-bacteria-fungi-food-microbiome/104279962
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Sitting down for lunch, you tuck it into a delicious sandwich. But, how many microbes are in that?
European researchers have analysed the microbiome of more than 2,500 different types of foods, uncovering almost 11,000 microbial species, half of which are new to science.
These microbes aren’t just important for food though, with the team finding a 3 per cent overlap between the microbiome of adult human gut and the food studied.
The massive survey of “food microbiomes”, published in Cell, is the largest of its kind.
The discovery will aid future food testing by providing better identification of both good and bad bugs, according to researcher Paul Cotter, a microbiologist at Ireland’s Agriculture and Food Development Authority (Teagasc).
“This knowledge can be harnessed to improve the quality and safety of existing foods,” he said.
Not only that, said Dr Cotter, but the newly identified microbes could also be used to make foods that can help the microbiome in our own gut.
The food microbiome
While a human microbiome is made up of all the bacteria inside of us (mainly in our gut), a food microbiome is all of the microbes inside a particular food sample. The war inside your gut
Photo shows A cartoon of a blue bacteria wielding a sword
There are more than 1,000 species of bacteria fighting deep inside your body. But what does the makeup of that bacteria tell us about our health? Freya Petersen finds out the hard way — by having her poo tested.
In some foods, the importance of microbes is well established. For example, a type of yeast (Saccharomyces cerevisiae) is used to make bread and beer. The sugars in milk are used by lactic acid bacteria to form yoghurt, while moulds in the Penicillium genus give brie and camembert their creamy interior and white exterior.
Despite these well-known examples, many foods contain microbes that are not categorised or understood.
These microbes may also help determine the taste and texture of the food, so with half of the microbial species found by the team being previously unknown, there are plenty of discoveries for scientists yet to make.
DNA sequencing used to identify microbes
To collect the data for this study, the team didn’t individually grow the bacteria and other microbes in a lab, instead turning to DNA sequencing to identify the microbiomes.
Producing all of the genomes of microbes from a product in this way is known as “metagenomics”.
Incorporating 583 food metagenomes that were already available, the team reached out to other research institutions around the world to map the microbiomes of another 1,950 foods, ending up with a database of microbes from more than 2,500 foods across 50 countries, including Australia.
The final database included 15 different “top level” food categories, including dairy, meats, fruit and vegetables, and a number of different fermented products.
“We included a lot of fermented foods, which require the desirable activity of microbes as part of their production,” Dr Cotter said.
“For this reason, these foods generally contain high level of microbes but other, unfermented foods, can often contain microbes, albeit at lower levels.”
Fermented foods yield a bonanza of new microbes
Fermented foods and drinks include yoghurt, salami, alcohol, some pickles, olives and kombucha.
“[The general public] are quite aware of fermented food and the influence of microorganisms in producing these goods, but not so much on microorganisms’ diversity, abundance, and where you can find them,” Senaka Ranadheera, a microbiome researcher specialising in food science at the University of Melbourne, said.
In the new research, new microbe species were spread across almost all the food categories, but between 40 and 50 per cent of the species found in dairy, fermented beverages and fermented seeds were unknown before this study.
This suggests that even in fermented foods there are many microbes behind the scenes creating a more complex product than previously understood.
Although some of the bugs found were dangerous, like Salmonella and E. coli, the vast majority were likely affecting the food in either neutral or positive ways.
According to Dr Ranadheera, who was not involved in the research, the study was well designed and provided a large database of foods, but it was only the tip of the iceberg.
“We really need more research of this nature in the future,” he said.
The researchers have made their database of food microbiomes publicly available.
They hope the database will be used to create better and healthier foods, as well as increase heath and safety in the food industry.
You are what you eat
The researchers also investigated the overlap between the human gut microbiome and the food microbiome.
They found that with just the 2,500 different food products studied, 3 per cent of the food-associated microbes were the same as those in the adult gut microbiome.Your food-mood connection
Photo shows A woman and a young girl eat cake together at a table
Have you noticed a connection between what you eat and how you feel? Here’s what you told us.
“Where similar strains are found in both [food and humans], the implication is that these strains came to be in the gut as a consequence of the foods,” Dr Cotter said.
“It provides further evidence … that foods can influence our gut microbiome.”
The highest overlap was with lactic acid bacteria Lactococcus and Streptococcus. More research will need to be done to further understand this cross over.
“There may be more overlap between food and gut samples that haven’t been identified by virtue of not having enough samples collected from across the globe,” Dr Cotter said.
The study also found 56 per cent of food microbes matched those in the newborn gut, which the researchers attributed to maternal transmission rather than direct consumption of food.
According to Dr Ranadheera, the findings highlight the need to regularly eat foods to feed our own gut microbiomes.
“Most of the microorganisms cannot stay in our gut for a long time. They can survive for a few weeks at most,” he said.
“We need to regularly consume these healthy type of food products so we have an abundant supply of healthy probiotics which can enhance our gut microbiome.”
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Posted 16h ago16 hours ago
