食物決定了我們的健康，而我們攝入的每一種食物都帶有它們自己的微生物群。這一點非常有趣，尤其是考慮到這些食物微生物群可能比我們腸道內的微生物群更為神秘。因此，一個重要的問題浮現(xiàn)：食物中的微生物群究竟在多大程度上影響了我們的腸道微生物群？

為了回答這個問題，研究人員通過測序2533種不同食物的宏基因組，開發(fā)了一個食物微生物群數(shù)據(jù)庫。他們鑒定出了10,899種與食物相關的微生物，其中一半是此前未知的物種，并且發(fā)現(xiàn)這些微生物平均占成年人腸道微生物群的3%，而在嬰兒中則高達56%。

這項研究的詳細結果發(fā)表在《細胞》期刊上，題為《來自2500種食物宏基因組的未探索微生物多樣性及其與人類微生物群的聯(lián)系》。研究的聯(lián)合資深作者、特倫托大學和米蘭歐洲腫瘤研究所的計算微生物學家Nicola Segata博士表示：“這是目前為止對食物中微生物的最大規(guī)模調查。我們現(xiàn)在可以利用這一參考數(shù)據(jù)，更好地理解食物的質量、保存、安全性以及其他特性與其中的微生物之間的聯(lián)系。”

傳統(tǒng)上，食物中的微生物通常通過在實驗室中逐一培養(yǎng)來進行研究，但這一過程耗時且效率低下，且并非所有微生物都易于培養(yǎng)。為了更全面和高效地表征食物微生物群，研究人員利用了宏基因組學這一分子工具，能夠同時測序每種食物樣本中的所有遺傳物質。雖然宏基因組學通常用于分析人類微生物群或環(huán)境樣本，但此前并未在如此大規(guī)模上用于研究食物。

“食品微生物學家已經研究食物并進行食品安全檢測已有一百多年，但我們對現(xiàn)代DNA測序技術的利用還不夠充分，”聯(lián)合資深作者、Teagasc、APC微生物群愛爾蘭和VistaMilk愛爾蘭的微生物學家Paul Cotter博士指出。“這是該領域研究的新起點，我們將充分利用現(xiàn)有的分子技術?！?/p>

研究團隊分析了來自50個國家的2533個食物相關的宏基因組，其中包括1950個新測序的宏基因組。這些宏基因組來自多種食物，其中65%為乳制品，17%為發(fā)酵飲料，5%為發(fā)酵肉類。

這些宏基因組包含了10,899種與食物相關的微生物，這些微生物被分類為1036種細菌和108種真菌物種。類似的食物往往含有相似類型的微生物——例如，不同發(fā)酵飲料中的微生物群落彼此相似，但與發(fā)酵肉類中的微生物差異較大——不過乳制品之間的差異更大，這可能是由于調查的乳制品種類更多。

盡管研究人員在食物樣本中并未發(fā)現(xiàn)許多明顯的致病細菌，但他們確實鑒定出了一些可能對食物風味或保存產生不利影響的微生物。了解不同類型食物中應有的微生物群，能夠幫助生產者——無論是工業(yè)生產者還是小規(guī)模生產者——生產出更一致且更受歡迎的產品。此外，這也可以幫助食品監(jiān)管部門明確哪些微生物應存在于特定類型的食物中，以及哪些不應存在，以驗證“本地”食品的身份和來源。

Segata表示：“我們發(fā)現(xiàn)一些微生物存在于不同的食物中，執(zhí)行著相似的功能，同時我們也發(fā)現(xiàn)每個本地設施或農場的食物具有獨特的特征。這一點很重要，因為它可以進一步提升本地食品的特異性和質量的概念，我們甚至可以利用宏基因組學來驗證來自特定設施或地區(qū)的食品的真實性?！?/p>

了解食物微生物群對人類健康也可能有重要影響，因為我們攝入的一些微生物可能會成為我們自身微生物群的穩(wěn)定成員。為探討食物相關微生物與人類微生物群的重疊，研究團隊將他們的新數(shù)據(jù)庫與19,833個此前測序的人類宏基因組進行了比較。結果表明，食物相關的微生物種類構成人類成年腸道微生物群的約3%，而在新生兒中則超過50%。

Segata指出：“這表明我們的一些腸道微生物可能直接來自食物，或者在人類歷史上，某些微生物是從食物中獲得的，然后這些微生物逐漸適應，成為人類微生物群的一部分。盡管3%的比例看似很小，但在我們體內這些微生物的功能可能非常重要。通過這個數(shù)據(jù)庫，我們可以大規(guī)模地調查食物微生物的特性如何影響我們的健康?！?/p>

這項研究是MASTER EU聯(lián)盟的主要成果之一，MASTER EU是一個涵蓋14個國家29個合作伙伴的歐盟資助計劃，旨在表征整個食品鏈中微生物的存在及其功能。

Cotter表示：“未來，我們希望探索這些食物微生物群在不同食物、文化、生活方式和人口中的多樣性?！?/p>

參考文獻：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S009286742400833X

編輯：王洪

排版：李麗