PDF Basket
Co łączy zmianę klimatu, akwakulturę, produkcję żywności i zdrowie ludzi? Zdaniem koordynatora projektu MASTER jest to mikrobiom, który oddziałuje korzystnie na każdą z tych dziedzin.
„Ogólnym założeniem projektu jest zastosowanie globalnego podejścia do opracowywania konkretnych opartych na mikrobiomie produktów, środków spożywczych, pasz, usług i procesów o wysokim potencjale w zakresie poprawy wydajności, jakości i bezpieczeństwa żywności”, mówi Paul Cotter, szef działu nauk biologicznych i starszy kierownik badań w irlandzkim ośrodku Teagasc Food Research Centre.
Jak wyjaśnia Cotter, pod pojęciem mikrobiomu należy rozumieć zbiór wszystkich mikroorganizmów żyjących w danym środowisku. Mikrobiom jelitowy, w skład którego wchodzą bakterie, archeony, grzyby i wirusy, odgrywa ważną rolę w trawieniu pokarmu, chroni nas przed chorobami oraz pomaga wytwarzać ważne dla zdrowia witaminy.
Mikrobiomy występują jednak także w wielu łańcuchach pokarmowych, z których wiele jest ze sobą powiązanych. Za przykłady mogą posłużyć mikrobiom związany ze zwierzętami hodowlanymi i roślinami uprawnymi, mikroorganizmy żyjące w glebie i wodzie, a także te wykorzystywane bezpośrednio do fermentacji zaczynu chlebowego, alkoholu czy innych produktów.
„Wykorzystując potencjał tych mikrobiomów, dzięki nowym technologiom i przełomowym badaniom, możemy poprawić zdrowie i odporność ryb, roślin, gleby, zwierząt i ludzi, a także zrewolucjonizować nasze łańcuchy produkcji żywności”, dodaje Cotter, który pełnił obowiązki koordynatora projektu.
Hodowla bardziej wartościowego bydła
Dzięki eksploracji danych dotyczących mikrobiomu oraz opracowaniu narzędzi opartych na dużych zbiorach danych i służących do identyfikacji wzajemnych powiązań między mikrobiomami, projekt MASTER przyczynił się do wprowadzenia ważnych ulepszeń w łańcuchu żywnościowym, wspierając realizację europejskiej strategii „od pola do stołu”.
Jedno z nich polega na umożliwieniu hodowcom bydła produkcji zwierząt emitujących mniejsze ilości metanu. Ten kierunek badań poświęcony był roli diety, genetyki gospodarza, wydajności paszy i mikrobiomu żwacza na oddziaływanie środowiskowe bydła mięsnego.
W ciągu kilku lat naukowcy zebrali dane dotyczące metanu od ponad 1 500 sztuk bydła oraz dane z ponad 3 000 karmień. Informacje te zostały połączone w celu stworzenia pierwszej w historii bazy danych byków rozpłodowych uwzględniającej emisje metanu przez ich potomstwo.
„Zasadniczo oznacza to, że możemy teraz selekcjonować bydło pod kątem zmniejszonej produkcji metanu”, mówi Stuart Kirwan, badacz z ośrodka Teagasc.
„To rozwiązanie można także połączyć z innymi osiągnięciami projektu MASTER w celu dalszej redukcji emisji metanu w przyszłości”, dodaje Cotter.
Ochrona akwakultury przed mikroorganizmami chorobotwórczymi
Projekt wniósł także wkład w uczynienie akwakultury bardziej przyjazną dla środowiska dzięki opracowaniu rozwiązania do szybkiego wykrywania patogenów ryb.
„Akwakultura, czyli hodowla ryb lub innych organizmów wodnych w dużych zbiornikach bądź w zagrodach morskich, pozwala na zrównoważoną produkcję wysokiej jakości żywności w dużych ilościach”, mówi René Groben, kierownik badań mikrobiologicznych w firmie Matís, będącej jednym z 29 partnerów projektu
Jednym z największych problemów w akwakulturze jest jednak szybkie rozprzestrzenianie się patogenów wśród wielu osobników żyjących w ograniczonej przestrzeni. W ramach projektu MASTER opracowano system monitorowania dostarczający hodowcom ryb szybkich i wiarygodnych informacji na temat występowania, nasilenia i rodzaju patogenów w hodowli oraz tego, czy należy podjąć odpowiednie środki w celu ochrony zdrowia ryb i konsumentów.
Groben wskazuje na liczne zalety tego rozwiązania. „Pozwala ono identyfikować wszystkie mikroorganizmy łącznie i sprawdza się w przypadku wielu rożnych rodzajów próbek związanych z akwakulturą, w tym z próbek wody, tkanek ryb i biofiltra ze zbiorników”, wyjaśnia. Testy te można wykonywać na miejscu, a wyniki są dostępne w ciągu kilku godzin – nie trzeba na nie czekać przez wiele dni lub tygodni jak w przypadku dotychczas stosowanych metod testowania.
Zdrowsza i bardziej ekologiczna żywność
W ramach projektu MASTER powstały także innowacyjne metody wykrywania patogenów w glebie, techniki selektywnego wzbogacania bakteryjnego DNA z roślin oraz strategie ulepszonej biokonserwacji owoców morza i mięsa.
Ponadto w projekcie przetestowano procedurę mapowania mikrobiomów na potrzeby branży spożywczej, co przyczyni się do optymalizacji procesów, zmniejszenia ilości odpadów oraz poprawy jakości i bezpieczeństwa żywności. Naukowcom udało się nawet zbadać powiązania między produktami spożywczymi, składnikami odżywczymi, mikroorganizmami i ludzkim jelitem – mapa tych zależności będzie stanowić podstawę zaleceń żywieniowych wykorzystujących modulację mikrobiomu jelitowego w celu poprawy ogólnego stanu zdrowia.
Każdy z tych zróżnicowanych rezultatów sprawi, że nasza żywność stanie się zdrowsza i bardziej ekologiczna, a także będzie odznaczać się lepszą jakością, bezpieczeństwem i trwałością. „Wyniki naszych prac będą miały poważne implikacje, ponieważ pozwolą lepiej zrozumieć mikrobiomy związane z łańcuchami żywnościowymi i przyczynią się do rozwiązania palących problemów społecznych dotyczących na przykład bezpieczeństwa żywności i żywienia, zdrowia i dobrego samopoczucia, gospodarki odpadami żywnościowymi oraz adaptacji do zmiany klimatu i łagodzenia jej skutków”, dodaje na koniec Cotter.