Para peneliti telah mengidentifikasi bahan untuk prototipe makanan ringan yang diformulasikan untuk secara sengaja mengubah mikrobioma usus dengan cara yang dapat dikaitkan dengan kesehatan.

Menerjemahkan hasil dari model hewan, para ilmuwan telah menunjukkan dalam dua studi percontohan manusia peserta kelebihan berat badan bahwa makanan ringan yang mengandung kombinasi jenis serat yang dipilih secara khusus mempengaruhi unsur-unsur mikrobioma yang terlibat dalam metabolisme komponen serat.

Pergeseran mikrobioma ini terkait dengan perubahan kelompok protein darah yang merupakan biomarker dan pengatur banyak aspek fisiologi dan metabolisme. Protein darah ini bergeser dengan cara yang dapat meningkatkan kesehatan dalam jangka panjang.

“Nutrisi yang buruk adalah masalah yang mendesak dan kompleks di seluruh dunia yang didorong oleh banyak faktor, termasuk makanan tinggi lemak dan rendah serat yang berlebihan dalam makanan khas Barat,” kata penulis senior studi tersebut Jeffrey I. Gordon, profesor dan direktur Pusat Keluarga Edison untuk Ilmu Genom & Biologi Sistem di Fakultas Kedokteran Universitas Washington.

“Karena camilan adalah bagian populer dari diet Barat, kami bekerja untuk membantu mengembangkan generasi baru formulasi makanan ringan yang akan disukai orang dan yang akan mendukung mikrobioma usus sehat yang memengaruhi banyak aspek kesehatan.”

Usus manusia adalah rumah bagi mikrobioma yang terdiri dari puluhan triliun mikroba yang mengandung jutaan gen berbeda yang melakukan fungsi yang tidak disediakan oleh sekitar 20,000 gen pengkode protein dalam genom manusia. Menurut para peneliti, nilai gizi makanan ditentukan sebagian oleh produk metabolisme unik makanan oleh mikrobioma usus.

Gordon dan rekan-rekannya fokus pada karakterisasi komponen makanan mana yang berinteraksi dengan komponen mikrobioma usus mana dan bagaimana interaksi ini membentuk fitur-fitur berbeda dari biologi manusia. Tujuannya adalah untuk menandai era baru ilmu gizi yang menghasilkan makanan yang lebih terjangkau dan bergizi dari sumber berkelanjutan yang dapat digunakan untuk mengobati atau mencegah berbagai bentuk kekurangan gizi—baik itu kekurangan gizi atau obesitas pada anak-anak atau orang dewasa.

Diet tinggi lemak dan rendah serat yang dikonsumsi di AS dan negara-negara Barat lainnya gagal mendukung mikrobioma usus yang beragam dan sehat. Apalagi diet dengan serat tinggi Kandungan tersebut dikaitkan dengan risiko penyakit kronis yang lebih rendah seperti penyakit kardiovaskular, diabetes tipe 2, dan obesitas. Namun, serat makanan terdiri dari campuran biomolekul yang kompleks dan beragam, banyak di antaranya tidak dapat diuraikan sendiri oleh tubuh manusia. Sifat campuran ini bervariasi tergantung pada sumber serat dan bagaimana mereka diproses ketika dimasukkan ke dalam makanan.

Pekerjaan sebelumnya oleh tim Gordon mengidentifikasi serat tanaman spesifik yang terjangkau dan tersedia dalam jumlah besar dari sumber yang berkelanjutan — seperti dari kulit, kulit, dan sekam yang seharusnya dibuang — dan yang meningkatkan kinerja mikroba usus menguntungkan tertentu yang kurang terwakili di banyak orang dewasa gemuk yang mengonsumsi makanan Barat.

Dalam laporan baru ini, para peneliti menganalisis data dari subjek yang terdaftar dalam dua studi yang kelebihan berat badan atau obesitas dan yang diberi makanan yang meniru diet khas Barat. Diet ini dilengkapi dengan salah satu dari tiga: mengandung serat prototipe makanan ringan. Satu hanya berisi serat yang diperoleh dari kacang polong. Yang lain mengandung kombinasi serat kacang polong dan inulin (serat yang ditemukan di sejumlah buah dan sayuran, termasuk gandum, bawang bombay, pisang, asparagus, artichoke, dan akar sawi putih). Camilan ketiga mengandung serat kacang polong dan inulin serta serat dari daging buah jeruk dan dedak jelai. Makanan ringan ini dikembangkan bekerja sama dengan Mondel?z International, sebuah perusahaan makanan ringan global.

Dalam studi pertama, peserta mengonsumsi makanan tinggi lemak dan rendah serat selama 10 hari, sebelum menambahkan camilan yang mengandung serat kacang polong ke dalam makanan mereka selama dua minggu, diikuti oleh dua minggu di mana para peserta terus makan makanan tinggi lemak. , diet rendah serat tanpa snack berserat. Dalam studi kedua, desain yang sama digunakan, tetapi suplementasinya dengan makanan ringan yang mengandung serat kacang polong dan inulin, dan setelah periode washout, makanan ringan yang mengandung empat komponen serat: kacang polong, inulin, jeruk, dan dedak jelai.

Para peneliti menganalisis mikrobioma usus pasien selama berbagai fase penelitian serta tingkat lebih dari 1,300 protein dalam darah mereka. Gordon dan rekan-rekannya menemukan bahwa banyak komponen mikrobioma yang merespons dan memproses prototipe serat makanan ringan yang berbeda pada peserta uji coba sama dengan mereka yang merespons serat yang sama dalam percobaan sebelumnya menggunakan tikus gnotobiotik yang dikolonisasi dengan mikroba usus manusia. . Tikus gnotobiotik dilahirkan dan dibesarkan dalam kondisi steril, sehingga sifat mikroba usus dapat dikontrol secara ketat untuk studi ilmiah.

Lebih lanjut, mereka menemukan bahwa dibandingkan dengan camilan berserat tunggal atau dua serat, camilan dengan kombinasi empat serat berbeda memiliki efek yang lebih luas pada gen mikrobioma yang mengkode mesin metabolisme yang diperlukan untuk mengekstrak nutrisi dari serat. Temuan ini memvalidasi penggunaan model praklinis mereka sebagai cara untuk mempercepat penyaringan dan pemilihan serat untuk dimasukkan ke dalam prototipe makanan.

Para peneliti mengembangkan pendekatan penambangan data yang memungkinkan mereka untuk mengidentifikasi perubahan signifikan secara statistik pada kelompok gen mikrobioma tertentu dan mengaitkannya dengan perubahan tingkat kelompok protein darah yang terlibat dalam berbagai proses fisiologis yang sangat luas, mulai dari metabolisme energi—termasuk metabolisme glukosa—terhadap respons imun, pembekuan darah, dan fungsi pembuluh darah, serta biologi sel tulang dan saraf.

“Kami didorong untuk melihat dampak camilan serat ini pada mikrobioma usus dan fisiologi manusia bahkan dalam studi yang relatif singkat ini,” kata penulis pertama Omar Delannoy-Bruno, anggota tim interdisipliner yang melakukan penelitian ini.

“Studi percontohan ini tidak dirancang untuk menguji apakah makanan ringan berserat dapat menghasilkan perubahan jangka panjang yang signifikan dalam berat badan atau biomarker kesehatan kardiometabolik yang biasa diukur. Oleh karena itu, manfaat dari intervensi ini harus diselidiki dalam uji klinis yang lebih besar dan lebih lama, ”kata rekan penulis Michael J. Barratt, profesor patologi dan imunologi dan direktur eksekutif Center for Gut Microbiome and Nutrition Research di Washington University. “Selain itu, penelitian kecil ini dilakukan di bawah kondisi diet yang dikontrol secara ketat. Langkah penting berikutnya adalah menyelidiki efek camilan berserat pada peserta yang bebas makan seperti biasanya.”

Gordon menambahkan: “Dengan pemahaman yang lebih baik tentang dampak dari berbagai jenis serat pada komponen mikrobioma, kami berharap kami dapat memberikan makanan ringan yang ingin dimakan orang sambil juga berkontribusi pada pola makan yang lebih sehat, terutama bagi mereka yang mungkin memiliki akses terbatas ke makanan bergizi.”

Studi ini muncul di jurnal Alam.

Pendanaan untuk pekerjaan ini berasal dari National Institutes of Health (NIH) dan dari Mondel?z International.

Gordon adalah penerima Penghargaan Pemimpin Pemikiran dari Agilent Technologies. Ia juga merupakan salah satu pendiri Matatu Inc., sebuah perusahaan yang mempelajari peran interaksi pola makan demi mikrobiota dalam kesehatan hewan. Penulis lain melaporkan sebagai salah satu pendiri Phenobiome Inc., sebuah perusahaan yang mengejar pengembangan alat komputasi untuk profil fenotip prediktif komunitas mikroba, serta Evolve Biosystems, interVenn Bio, dan BCD Bioscience—perusahaan yang terlibat dalam karakterisasi glikan dan pengembangan aplikasi karbohidrat untuk kesehatan manusia. Tiga rekan penulis adalah karyawan Mondel?z International.

Permohonan paten terkait dengan formulasi makanan ringan berserat yang dijelaskan dalam laporan ini telah diajukan dan diterbitkan.

Sumber: Universitas Washington di St. Louis

Tentang Penulis

Buku terkait:

Garam, Lemak, Asam, Panas: Menguasai Unsur-Unsur Memasak yang Baik

oleh Samin Nosrat dan Wendy MacNaughton

Buku ini menawarkan panduan komprehensif untuk memasak, berfokus pada empat unsur garam, lemak, asam, dan panas serta menawarkan wawasan dan teknik untuk membuat makanan yang lezat dan seimbang.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

The Skinnytaste Cookbook: Ringan pada Kalori, Besar pada Rasa

oleh Gina Homolka

Buku masak ini menawarkan kumpulan resep sehat dan lezat, berfokus pada bahan-bahan segar dan rasa yang berani.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Perbaikan Pangan: Bagaimana Menyelamatkan Kesehatan Kita, Perekonomian Kita, Komunitas Kita, dan Planet Kita--Satu Gigitan Sekaligus

oleh Dr Mark Hyman

Buku ini mengeksplorasi hubungan antara makanan, kesehatan, dan lingkungan, menawarkan wawasan dan strategi untuk menciptakan sistem pangan yang lebih sehat dan berkelanjutan.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

The Barefoot Contessa Cookbook: Rahasia dari Toko Makanan Khusus East Hampton untuk Hiburan Sederhana

oleh Ina Garten

Buku masak ini menawarkan kumpulan resep klasik dan elegan dari Barefoot Contessa tercinta, berfokus pada bahan-bahan segar dan persiapan sederhana.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Cara Memasak Semuanya: Dasar-Dasar

oleh Mark Bitman

Buku masak ini menawarkan panduan komprehensif untuk dasar-dasar memasak, mencakup segala hal mulai dari keterampilan pisau hingga teknik dasar dan menawarkan kumpulan resep sederhana dan lezat.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Artikel ini awalnya muncul di Futurity