微生物是人類食物的組成部分，可以影響人類自己的微生物群，但人們對食物中的微生物組成知之甚少。現(xiàn)在，科學(xué)家在一項(xiàng)新研究中通過對2533種不同食物樣本的宏基因組測序，建立了一個(gè)“食物微生物組”數(shù)據(jù)庫，為人類深入了解食物與健康之間的微妙聯(lián)系提供了新視角。

研究團(tuán)隊(duì)分析識別出10899種與食物相關(guān)的微生物，其中半數(shù)為科學(xué)界此前未知的物種。這些食物相關(guān)的微生物在成人腸道微生物組中占比約3%，在嬰兒中則高達(dá)56%。相關(guān)研究8月29日發(fā)表于《細(xì)胞》。

 “這是迄今為止對食物中微生物進(jìn)行的最大規(guī)模調(diào)查。現(xiàn)在，我們可以利用這一數(shù)據(jù)庫，深入探究食品的質(zhì)量、儲存、安全等特性與其內(nèi)含微生物之間的關(guān)聯(lián)。”論文通訊作者、意大利特倫托大學(xué)和歐洲腫瘤研究所的計(jì)算微生物學(xué)家Nicola Segata說。

為了更全面、更有效地表征食物微生物群，研究團(tuán)隊(duì)采用了宏基因組學(xué)技術(shù)，這是一種能夠同時(shí)對樣本中所有遺傳物質(zhì)進(jìn)行測序的分子工具。該技術(shù)在分析人類微生物組和環(huán)境樣本方面已有廣泛應(yīng)用，但在大規(guī)模食物研究中尚屬首次。

“食品微生物學(xué)家已研究食品和食品安全超過百年，但我們尚未充分利用現(xiàn)代DNA測序技術(shù)。這項(xiàng)研究標(biāo)志著我們利用分子技術(shù)開展新研究的起點(diǎn)。”論文共同通訊作者、愛爾蘭農(nóng)業(yè)與食品發(fā)展部等機(jī)構(gòu)的微生物學(xué)家Paul Cotter說。

該團(tuán)隊(duì)總共分析了來自50個(gè)國家的2533個(gè)與食物相關(guān)的宏基因組，其中包括1950個(gè)新測序的宏基因組。這些宏基因組來自多種食物類型，其中65%來自乳制品，17%來自釀造飲品，5%來自發(fā)酵肉類。

這些宏基因組數(shù)據(jù)包括10899種食物相關(guān)微生物的遺傳物質(zhì)，這些微生物被分為1036種細(xì)菌和108種真菌。分析結(jié)果顯示，相似食物類型往往含有相似的微生物，但乳制品之間的微生物差異較大，這可能與調(diào)查的乳制品種類數(shù)量較多有關(guān)。

雖然研究人員并未在食品樣品中發(fā)現(xiàn)明顯的致病菌，但發(fā)現(xiàn)了一些可能不太理想的微生物——它們會影響食物的味道或保質(zhì)期。研究人員強(qiáng)調(diào)，了解不同食物中的微生物組成，對于提升產(chǎn)品質(zhì)量和滿足消費(fèi)者需求具有重要意義，還可以幫助食品監(jiān)管機(jī)構(gòu)管理食品中的微生物，并驗(yàn)證食品的來源。

“令人驚訝的是，一些微生物存在于完全不同的食物中，卻發(fā)揮著相似的功能。與此同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，每個(gè)地區(qū)的食物都有獨(dú)特的特征。”Segata說，“這很重要，因?yàn)樗梢赃M(jìn)一步提高對當(dāng)?shù)厥澄锏奶禺愋院唾|(zhì)量的認(rèn)識，甚至可以利用宏基因組學(xué)來驗(yàn)證來自特定設(shè)施或地點(diǎn)的食物。”

了解食物微生物組也可能對人類健康產(chǎn)生影響，因?yàn)槲覀兺ㄟ^飲食攝入的一些微生物可能成為我們自身微生物組的穩(wěn)定成員。研究小組將新數(shù)據(jù)庫與先前測序的19833個(gè)人類宏基因組進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)，與食物相關(guān)的微生物物種約占成年人腸道微生物群的3%，占新生兒腸道微生物群的50%以上。

“食物中的微生物與人類腸道微生物組存在一定程度的重疊，這表明我們腸道中的一些微生物可能直接來源于食物，或是人類歷史上通過食物獲得并逐漸適應(yīng)成為人體微生物組的一部分。”Segata說，“利用這個(gè)數(shù)據(jù)庫，我們可以開始大規(guī)模調(diào)查食物的微生物特性如何影響我們的健康。”

這項(xiàng)研究是MASTER EU聯(lián)盟的主要成果之一，該聯(lián)盟是由歐盟資助的一項(xiàng)倡議，涉及14個(gè)國家的29個(gè)合作伙伴，旨在表征整個(gè)食物鏈中微生物的存在和功能。Cotter說：“在未來，我們希望探索這些食物微生物組在不同飲食、文化、生活方式和人口方面的多樣性。”