Вы слышали о пищевой добавке Е415? Он также известен как ксантановая камедь. Скорее всего, вы едите его несколько раз в неделю. Ксантановая камедь используется в повседневных продуктах, таких как выпечка, мороженое и заправки для салатов. Добавка также широко используется в качестве заменителя глютена в безглютеновых продуктах.

Новые исследования показывают, что ксантановая камедь влияет на микробиоту нашего кишечника.

Исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Microbiology группой ученых из NMBU в сотрудничестве с Мичиганским университетом и несколькими другими международными партнерами.

«Мы были удивлены тем, насколько кишечные бактерии человека адаптировались к этой добавке с тех пор, как она была введена в современный рацион всего пятьдесят лет назад», — говорит исследователь NMBU Сабина Леанти Ла Роса.

Когда ксантановая камедь была впервые представлена, считалось, что она не влияет на нас, поскольку она не переваривается человеческим организмом. Однако новое исследование показывает, что добавка все же воздействует на бактерии, обитающие в нашем кишечнике. И эти бактерии важны для нашего здоровья и благополучия.

« Кишечные бактерии , которые мы исследовали, демонстрируют генетические изменения и быструю адаптацию, позволяющую им переваривать эту конкретную добавку», — объясняет профессор Фил Поуп.

Он возглавляет группу микробной экологии и мета-омики в NMBU, где работают исследователи, проводившие новое исследование.

Новая пищевая цепочка в кишечнике

Исследование показывает, что способность переваривать ксантановую камедь удивительно распространена в микробиоте кишечника человека в промышленно развитых странах и, по-видимому, зависит от активности одной бактерии, которая является членом семейства Ruminococcaceae.

Вместе с постдоком Мэтью Островски и профессором Эриком С. Мартенсом из Мичиганского университета ученые NMBU использовали несколько различных методов анализа генов, транскриптов, белков и ферментов, вырабатываемых кишечными бактериями, чтобы выяснить, как этот единственный вид бактерий переваривает ксантановую камедь. Работа включает в себя лабораторное тестирование образцов стула многих доноров, эксперименты на мышах и данные из крупных международных баз данных микробных генов.

«Бактерия, способная переваривать ксантановую камедь, была обнаружена среди микробиоты кишечника на удивление многих людей из промышленно развитых стран», — говорит Ла Роса.

В некоторых образцах также был обнаружен другой тип микробов, взаимодействовавших с ксантановой камедью, на этот раз в составе вида Bacteroides enteralis. Эта бактерия может захватить и дополнительно разрушить небольшие кусочки ксантановой камеди, образовавшиеся во время переваривания более крупных молекул ксантана бактерией Ruminococcaceae. Бактерия Bacteroides была оснащена собственными особыми ферментами, которые позволяли ей поедать эти маленькие фрагменты ксантановой камеди.

Исследование демонстрирует существование потенциальной пищевой цепи , управляемой ксантановой камедью, включающей как минимум два типа кишечных бактерий. Он обеспечивает начальную основу для понимания того, как широкое потребление недавно введенной пищевой добавки влияет на микробиоту кишечника человека.

«Наиболее инновационными элементами нашего исследования являются передовые подходы, которые мы объединили для выявления нехарактерных метаболических путей у микроорганизмов, которые являются частью сложного микробного сообщества, без необходимости выделения каждого отдельного микроба в монокультуре. Затем мы подробно охарактеризовали ферментные системы для разложения ксантановой камеди, чтобы подтвердить наши прогнозы, основанные на биоинформатике. Этот междисциплинарный подход обеспечивает основу для понимания метаболизма в микробиоте кишечника человека и может быть применен к любой сложной кишечной экосистеме», — объясняет Ла Роса.

«Методологии, используемые в этом исследовании, безусловно, раздвигают границы и позволяют нам действительно деконструировать микробиомы, чтобы ответить на важные биологические вопросы, имеющие общественное значение. Эти подходы стали возможными благодаря обширным компетенциям в исследованиях микробиомов в NMBU, включая мультиомики (в микробной экологии и метаомики) и энзимологии (в группе белковой инженерии и протеомики)», — говорит Поуп.

Без глютена и с низким содержанием углеводов

В Норвегии около 300 добавок одобрены для использования в пищевых продуктах. Ксантановая камедь, или Е415, является одним из них. Добавка представляет собой продукт ферментации, получаемый путем ферментации сахара с помощью бактерии Xanthomonas campestris. В процессе производства создается желеобразная жидкость, которая высушивается и превращается в порошок.

По данным Норвежского управления по безопасности пищевых продуктов, ксантановая камедь используется в качестве загустителя или стабилизатора и в настоящее время разрешена для использования во многих пищевых продуктах, включая мороженое, сладости, шоколадное молоко, выпечку, готовые соусы и заправки. Ксантановая камедь также используется в качестве заменителя глютена в безглютеновых продуктах и ​​продается как отдельная пищевая добавка для кето/низкоуглеводных диет.

Добавка была разработана в Калифорнии в шестидесятых годах и была одобрена Управлением по безопасности пищевых продуктов США как безопасная для пищевых продуктов в 1968 году. Сегодня она используется во многих промышленно развитых странах.

«Пока что ксантановая камедь считается кето-дружественным продуктом. Это связано с тем, что считается, что ксантан не усваивается организмом и, следовательно, не учитывается в ежедневном потреблении калорий или макроэлементов», — говорит Ла Роса.

Тем не менее, объясняет она, новое исследование показывает, что кишечные бактерии расщепляют ксантановую камедь на составляющие ее моносахариды, которые впоследствии ферментируются с образованием жирных кислот с короткой цепью, которые могут усваиваться человеческим организмом. Известно, что жирные кислоты с короткой цепью обеспечивают человека до 10 процентов калорий.

Это говорит о том, что ксантановая камедь может увеличить потребление калорий человеком.

Начало видеть долгосрочные эффекты

Когда впервые была представлена ​​ксантановая камедь, считалось, что добавка проникает прямо в организм, не затрагивая человека, который ее съел.

Ксантановая камедь — это тип углеводов, отличный от тех, которые человеческий организм привык потреблять, таких как крахмал из растительной пищи. Он имеет другую химическую структуру. Ксантановая камедь — это тип сложного углевода, который не похож ни на одно из растительных волокон, которые мы обычно едим.

«Теперь мы начинаем видеть долгосрочные эффекты ксантановой камеди, которых не было, когда она впервые была введена в рацион человека», — говорит Ла Роса.

«Мы видим эти изменения в кишечных бактериях только у людей, придерживающихся «западной диеты», где обработанные продукты и добавки составляют значительную часть потребляемой пищи. Например, мы не видим одинаковых изменений у коренных жителей из разных частей страны. земного шара, которые едят ограниченное количество обработанных пищевых продуктов».

Что это значит для нашего здоровья?

«Основываясь на этом исследовании, мы не можем сделать вывод о том, влияет ли и как ксантановая камедь на наше здоровье. Но мы можем сказать, что добавка влияет на микробиоту в кишечнике людей, которые потребляют ее с пищей», — говорит Ла Роса.

«Нам еще предстоит пройти долгий путь, и очень интересно внести свой вклад в дополнительные исследования в этой области и раскрыть скрытые эффекты преобладающих пищевых добавок на функцию кишечной микробиоты и здоровье кишечника человека. Это наша цель», — говорит Ла Роза.

Чтобы глубже разобраться в этом вопросе, команда NMBU недавно подала заявку на финансирование от Исследовательского совета Норвегии, во главе которой стоит Ла Роса.

Следует сделать новые оценки присадок

Ксантановая камедь одобрена как безопасная для использования в пищевых продуктах во многих частях мира на основании оценок, сделанных пятьдесят лет назад.

Низкое, но постоянное потребление ксантановой камеди значительной частью населения в промышленно развитых странах, а также ее более высокое потребление определенными подгруппами, такими как люди с непереносимостью глютена, подчеркивают необходимость лучшего понимания воздействия этой пищевой добавки на экологию. микробиоты кишечника человека и общего состояния здоровья хозяина.

Поэтому La Rosa считает, что властям пора скорректировать оценки обычных добавок, используемых в нашей повседневной пище:

«Это должно изменить наш взгляд на добавки в целом. Когда они были впервые представлены, считалось, что они не взаимодействуют с нашей микробиотой, кишечная микробиота влияет на наше здоровье и питание. Благодаря достижениям в области науки о микробиоме мы теперь видим эффекты, которых не видели в начале. Властям, возможно, следует принять во внимание эти новые знания при оценке часто используемых пищевых добавок, особенно теперь, когда мы видим, что они действительно влияют на нашу микробиоту».