Industriell bearbeiding og behandling av mat kan påvirke matens kjemiske egenskaper og sammensetning. Det å studere disse effektene er derfor relevant når vi skal få mer kunnskap om matkvaliteten og mulige gunstige effekter slik bearbeiding kan ha på ulike kvalitetsparametere.
Hva er metabolitter og metabolomikk?
Tradisjonelt har det vært mye fokus på å analysere enkeltkomponenter i maten. Nye teknologiske fremskritt gjør det imidlertid mulig å samtidig analysere hundrevis eller til og med tusenvis av innholdsstoffer som forekommer i matvarer, med én og samme metode – nemlig ved å bruke de spesifikke kjemiske egenskapene de har, i en massespektrometrianalyse.
Typiske innholdsstoffer med relativt lav molekylær vekt i mat, slik som aminosyrer, sukkerforbindelser, fettsyrer og vitaminer, kalles også "metabolitter". De finnes i alt biologisk materiale, fra enkle celler til vev, organer og organismer. Når metabolitter analyseres og karakteriseres samtidig, kalles det "metabolomisk profilering", og selve metoden heter «metabolomikk».
Hvorfor bør vi studere metabolitter?
Ved å studere metabolitter kan vi få et øyeblikksbilde av hva som skjer i et biologisk materiale, for eksempel i frukt, grønnsaker eller mer komplekse matvarer, når disse utsettes for ulike behandlinger og prosesseringer. I denne sammenhengen kalles metoden gjerne «foodomics» på engelsk. Den kan gi oss verdifull innsikt i hvilken virkning ulike faktorer, som temperatur, stress, mikroorganismer, miljøgifter, toksiner og industriell bearbeiding, kan ha på forskjellige matvarer.
«Foodomics» vil kunne være et verdifullt og lovende verktøy for matindustrien og forskere som vil måle endringer i matens totale mengde av innholdsstoffer – også kalt "metabolomet". Endringer som kan undersøkes er for eksempel forandringer i matens biokjemiske egenskaper og sammensetning. I tillegg kan metabolomisk analyse på mat også være gunstig for forbrukerne, siden metoden gir informasjon om matens kvalitet og sporbarhet, noe som kan gi oss enda bedre matprodukter.
Hvordan studerer vi matens innholdsstoffer?
Det å studere den biokjemiske sammensetningen i matvarer ved hjelp av metabolomikk krever moderne instrumenter og kunnskap innen bioinformatikk.
En kombinasjon av kromatografi og massespektrometri brukes for å fange opp spektrale signaler som omdannes til numeriske matriser. Man får på denne måten ut en stor datamengde som gjør det mulig å beregne forskjeller mellom prøver som er blitt bearbeidet med forskjellige behandlingsmetoder. Antallet variabler som man får ut av en slik analyse, blir gjerne omtalt som «Big Data», og kompleks statistisk analyse kreves for å kunne tolke dataene, gjerne ved hjelp av grafer og plottskjemaer.
I forskningsprosjektet iNOBox har vi anvendt både interne og offentlige metabolittbiblioteker i forsøket på å identifisere de ulike innholdsstoffene i en rekke matvarer som blir påvirket av de nye teknologiene. Ut fra dette har vi kommet frem til en biologisk tolkning av de observerte endringene.
Vi brukte metabolomisk analyse for å studere forandringer i sammensetningen av innholdsstoffene i kylling, spinat og egg. Da fant vi at de ulike bearbeidingsmetodene hadde forskjellig effekt på matens kvalitet og lagringsevne.
Databehandling i metabolomikk, fra massespektra til numeriske data, inkludert statistisk analyse og identifisering av metabolitter. Foto: Oscar Daniel Rangel Huerta
Hva betyr:
- Metabolitt: De små enkeltbestanddelene som maten består av (aminosyrer, sukkerforbindelser, fettsyrer og vitaminer).
- Metabolom: Det totale settet med metabolitter som fins i en prøve.
- Metabolomikk: Analyse av metabolomer.
