Sử dụng phụ gia thực phẩm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong ruột người

Bạn đã bao giờ nghe nói về phụ gia thực phẩm E415 chưa? Nó còn có tên gọi là xanthan gum. Bạn thường ăn nó nhiều lần trong một tuần. Xanthan gum được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm thường ngày như thực phẩm làm bánh, kem và salad. Phụ gia thực phẩm cũng được sử dụng rộng rãi như vật thay thế cho gluten trong các thực phẩm không gluten.

Nghiên cứu mới chứng tỏ xanthan gum ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột.

Nghiên cứu mới xuất bản trên Nature Microbiology với nhóm nghiên cứu tại NMBU kết hợp với trường đại học Michigan và các đối tác quốc tế khác ¹.

“Chúng tôi ngạc nhiên về cách các vi khuẩn đường ruột của người đều có thể đáp ứng với phụ gia thực phẩm vốn được đưa vào chế độ ăn hiện đại mới chỉ 50 năm qua”, nhà nghiên cứu Sabina Leanti La Rosa của NMBU nhận xét.

Khi được giới thiệu lần đầu tiên, xanthan gum được cho là không ảnh hưởng đến chúng ta vì nó không được cơ thể con người tiêu hóa. Tuy nhiên nghiên cứu mới chứng tỏ là chất phụ gia thực phẩm này tuy thế có ảnh hưởng đến vi khuẩn sống trong  đường ruột của chúng ta. Và các vi sinh vật này lại rất quan trọng với sức khỏe của chúng ta.

“Các vi sinh vật đường ruột mà chúng tôi đã tìm hiểu cho thấy những thay đổi di truyền và đáp ứng nhanh chóng để cho phép chúng phù hợp với chất phụ gia này”, giáo sư Phil Pope giải thích.

Ông là trưởng nhóm nghiên cứu sinh thái hệ vi sinh vật và các hệ đa thành phần tại NMBU, nơi các nhà nghiên cứu dẫn dắt nghiên cứu mới này.

Một chuỗi thực phẩm mới trong dạ dày

Nghiên cứu này cho thấy năng lực tiêu hóa xanthan gum chung trong hệ vi sinh vật người vô cùng đáng ngạc nhiên. Nó là sản phẩm của thế giới công nghiệp và xuất hiện phụ thuộc vào hoạt động của một loại vi khuẩn là thành viên của họ Ruminococcaceae.

Cùng với postdoc Matthew Ostrowski và giáo sư Eric C. Martens, cùng của trường đại học Michigan, các nhà nghiên cứu NMBUđã sử dụng các phương pháp khác nhau phân tích các gene, các phiên mã và các enzyme do vi sinh vật đường ruột tạo ra, để khám phá loài vi khuẩn có thể tiêu hóa xanthan gum. Công trình này bao gồm xét nghiệm trong phòng thí nghiệm các mẫu chất thải từ nhiều người, các thực nghiệm trên chuột và dữ liệu về các gene vi khuẩn từ các cơ sở dữ liệu quốc tế lớn.

“Vi khuẩn có thể tiêu hóa xanthan gum được tìm thấy giữa các vi sinh vật đường ruột của nhiều người sống trong các quốc gia công nghiệp hóa”, La Rosa nói.

Trong một số mẫu, loại vi khuẩn khác cũng được tìm thấy có tương tác với xanthan gum, đó là loài Bacteroides intestinalis. Vi khuẩn này có thể đánh chặn và phá vỡ xanthan gum thành nhiều mảnh nhỏ được tạo ra trong suốt quá trình tiêu hóa các phân tử xanthan lớn hơn bằng vi khuẩn Ruminococcaceae. Bacteroides được trang bị với các enzyme đặc biệt của mình cho phép ăn các mảnh xanthan gum nhỏ.

Nghiên cứu này cho thấy sự tồn tại của một xanthan gum tiềm năng – định hướng chuỗi thực phẩm liên quan đến ít nhất hai dạng vi khuẩn đường ruột. Nó đem lị một khung ban đầu để hiểu mức độ tiêu thụ rộng rãi của một loại phụ gia thực phẩm được giới thiệu gần đây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột của con người như thế nào.

“Các phần đổi mới sáng tạo nhất trong nghiên cứu của chúng tôi là cách tiếp cận tiên tiến. Chúng tôi kết hợp theo trình tự để nhận diện những cách chuyển hóa trong vi sinh vật là một phần của cộng đồng vi sinh vật phức tạp, không cần đến sự cô lập từng vi sinh vật. Sau đó, chúng tôi nêu đặc điểm chi tiết các hệ enzyme để làm thoái biến xanthan gum, để đánh giá các dự đoán bằng tin sinh học. Cách tiếp cận đa ngành này đem lại một cơ hội để hiểu được sự chuyển hóa trong hệ vi sinh vật đường ruột và có thể ứng dụng vào bất kỳ hệ sinh thái đường ruột phức hợp”, La Rosa giải thích.

“Phương pháp luận được sử dụng trong nghiên cứu này thúc đẩy các biên giới và cho phép chúng ta giải cấu trúc vi sinh vật để trả lời những câu hỏi sinh học quan trọng có liên quan về mặt xã hội. Việc có được những cách tiếp cận này là do kết hợp với nghiên cứu về hệ vi sinh vật tại NMBU, bao gồm các hệ đa thành phần (tại nhóm Hệ sinh thái vi sinh và các hệ đa thành phần) và lĩnh vực nghiên cứu về enzyme (tại Nhóm Kỹ thuật Protein và hệ Protein)”, Pope nói.

Không gluten và chế độ ăn ít tinh bột

Ở Nauy, khoảng 300 phụ gia được chấp nhận sử dụng trong thực phẩm. Xanthan gum, hay E415, là một trong số đó. Phụ gia này là một sản phẩm lên men được tạo ra từ đường lên men sử dụng vi khuẩn Xanthomonas campestris. Quá trình sản xuất tạo ta một chất lỏng dạng thạch được làm khô và chuyển thành bột.

Theo Cơ quan An toàn thực phẩm Nauy, xanthan gum được sử dụng như chất làm dày hoặc ổn định và hiện được cho phép sử dụng trong nhiều loại thực phẩm, bao gồm kem, kẹo, sữa chocolate, đồ làm bánh, các loại sốt và gia vị. Xanthan gum được sử dụng như một thành phần thay thế gluten trong thực phẩm không gluten và được bán như một chất bổ sung cho các chế độ ăn keto/low-carb.

Chất phụ gia này được phát triển ở California trong vòng sau thập niên trước và được Cơ quan An toàn thực phẩm chấp thuận là an toàn cho thực phẩm vào năm 1968. Nó sử dụng rất nhiều trong thế giới công nghiệp.

“Vì vậy xanthan gum được coi như một sản phẩm thân thiện với keto. Sở dĩ như vậy bởi nó được tin là không được cơ thể tiêu hóa và do đó không được tính là lượng ca lo ăn hằng ngày hoặc cho thêm vào ba chất dinh dưỡng cơ bản như carb (đường), protein (đạm) và fat (chất béo)”, La Rosa nói.

Tuy nhiên, cô giải thích, nghiên cứu mới chúng tỏ là vi khuẩn đường ruột phá vỡ xanthan gum thành đường đơn thành phần, vốn thường được lên men để tạo ra các a xít béo chuỗi ngắn có thể được cơ thể con người đồng hóa. Các a xít béo chuỗi ngắn được biết là cung cấp 10% calo cho con người.

Điều này cho thấy xanthan gum trên thực tế có thể cần được tính thêm vào lượng calo hằng ngày của một cá nhân.

Bắt đầu thấy những hiệu ứng dài hạn

Khi xanthan gum lần đầu được giới thiệu, nó được nghĩ là sẽ bị loại khỏi cơ thể người mà không ảnh hưởng đến người ăn nó.

Xanthan gum là một dạng khác của carbohydrate từ những thứ mà cơ thể con người sử dụng như tinh bột từ thực vật. Nó là một cấu trúc hóa học khác biệt. Xanthan gum là một dạng carbohydrate phức hợp không tương đồng với bất kỳ loại sợi thực vật nào mà chúng ta vẫn ăn.

“Chúng tôi giờ đã bắt đầu thấy những hiệu ứng dài hạn của xanthan gum mà trước đây chưa từng thấy kể từ khi nó được đưa vào chế độ ăn của con người”, La Rosa nói.

“Chúng tôi mới chỉ thấy những thay đổi trong vi khuẩn ruột những người ăn một ‘chế độ phương tây hóa”, nơi sự xử lý thực phẩm và chất phụ gia thực phẩm được tạo thành một phần đáng kể của thực phẩm được tiêu thụ. Ví dụ, chúng tôi không thấy những thay đổi tương tự trong những người sống ở các vùng khác trong toàn cầu bởi họ ăn rất ít lượng thực phẩm đã qua chế biến”.

Nó có ý nghĩa gì với sức khỏe của chúng ta?

“Trên cơ sở nghiên cứu này, chúng tôi vẫn chưa thể kết luận là liệu xanthan gum có ảnh hưởng hay không và ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe của chúng ta. Nhưng chúng tôi có thể nói rằng phụ gia thực phẩm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong ruột người tiêu dùng thực phẩm chứa nó”, La Rosa nói.

“Chúng tôi vẫn còn đường dài để đi đến kết luận đó nhưng nó kích thích chúng tôi thực hiện nhiều nghiên cứu để đóng góp nhiều hơn nữa cho lĩnh vực này và khám phá ra các hiệu quả ẩn dấu trong các phụ gia thực phẩm nổi trội trong chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột và sức khỏe đường ruột con người. Đó là mục tiêu của chúng tôi”, La Rosa nói.

Để đào sâu hơn nữa trong vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại NMBU gần đây đã nộp hồ sơ xin tài trợ từ Hội đồng nghiên cứu Nauy với sự dẫn dắt của La Rosa.

Phải có những đánh giá mới về phụ gia

Xanthan gum được chấp thuận là an toàn ch sử dụng trong nhiều loại thực phẩm trên nhiều khu vực lớn của thế giới, dựa trên những đánh giá đã được thực hiện hơn 50 năm qua.

Một lượng dân số lớn trong thế giới công nghiệp đã tiêu thụ một lượng không nhiều nhưng bền vững xanthan gum, và những nhóm người cụ thể tiêu thụ một lượng ở mức cao hơn, ví dụ những người mắc chứng không dung nạp gluten. Điều này nhấn mạnh vào nhu cầu hiểu sâu hơn về các hiệu ứng của dạng phụ gia thực phẩm này trong hệ sinh thái của hệ vi sinh vật ruột người và sức khỏe của vật chủ.

Do đó, La Rosa tin, đây là thời điểm cho các nhà chức trách chấp thuận những đánh giá mới về các phụ gia được sử dụng rộng rãi trong các thực phẩm thường dùng của chúng ta.

“Điều này phải thay đổi cách chúng ta nhìn vào các chất phụ gia. Khi chúng lần đầu được biết đến, chúng ta không tin là chúng tương tác với cơ thể chúng ta. Các chất phụ gia được giới thiệu trong những năm 1960 khi chúng ta chưa biết rõ ảnh hưởng chính của hệ vi sinh vật đường ruột lên sức khỏe và dinh dưỡng của chúng ta. Với những tiến bộ đạt được về khoa học vi sinh vật, chúng ta hiện giờ thấy những ảnh hưởng mà trước đây chúng ta chưa biết. Các nhà quản lý có lẽ phải đón nhận những hiểu biết mới và xem xét đánh giá về việc sử dụng chất phụ gia thực phẩm, điều này càng cần thiết vì giờ chúng ta đã thấy tác động trên thực tế của hệ vi sinh vật của chúng ta”.

Anh Vũ thực hiện

Nguồn: https://medicalxpress.com/news/2022-04-widely-food-additive-affects-human.html

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211130130223.htm#:~:text=Ubiquitous%20food%20additive%20alters%20human%20microbiota%20and%20intestinal%20environment,-Date%3A%20November%2030&text=Summary%3A,of%20beneficial%20bacteria%20and%20nutrients.

—————————

1. https://www.nature.com/articles/s41564-022-01093-0