Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Microbiome Applications for Sustainable food systems through Technologies and EnteRprise

Article Category

Article available in the following languages:

Innowacje oparte na mikrobiomie wsparciem dla zrównoważonych systemów żywnościowych

Mikroorganizmy żyją i rozwijają się dosłownie wszędzie, nawet wewnątrz nas. Ich zalety zostały wykorzystane w pionierskim rozwiązaniu, które może pomóc w produkcji zrównoważonej, prozdrowotnej żywności i pasz, zmniejszeniu ilości odpadów i optymalizacji rolnictwa.

Ogół wszystkich mikroorganizmów, takich jak bakterie, grzyby i wirusy – znany jako mikrobiom – wpływa na nasz dobrostan, kształtując wszelkie procesy zachodzące w organizmie, od trawienia po reakcje układu odpornościowego. Ponadto mikrobiomy są obecne we wszystkich systemach rolno-spożywczych. Zatem zrozumienie mikroorganizmów i ich skomplikowanych interakcji ze sobą i środowiskiem ma kluczowe znaczenie w kontekście strategii zwiększania bezpieczeństwa i zrównoważoności produkcji żywności.

Spójne procedury mapowania mikrobiomu

Finansowany przez Unię Europejską projekt MASTER koncentrował się na badaniu skomplikowanych relacji między mikrobiomami we wszystkich połączonych systemach żywnościowych, tworzonych przez mikroorganizmy żyjące w wodzie morskiej, roślinach, glebie, żwaczu czy żywności. „Wykorzystując technologie sekwencjonowania DNA oparte na mikrobiomie, zespół dążył przede wszystkim do zwiększenia jakości, zrównoważoności i zdolności prozdrowotnych łańcuchów rolno-spożywczych i żywności oraz wytwarzanych pasz”, wyjaśnia koordynator projektu Paul Cotter. Aby to osiągnąć i zapewnić spójną analizę mikrobiomów oraz zachować porównywalność w całym łańcuchu żywnościowym, konsorcjum projektu ujednoliciło procedury pobierania, konserwacji i przechowywania próbek. Opracowanie standardowych procedur operacyjnych na wszystkich etapach procesu analizy przyczyniło się do zminimalizowania potencjalnych błędów oraz uniknięcia subiektywnych czy nieprawidłowych interpretacji danych.

Nowa technologia

Jednym z zadań zrealizowanych w ramach projektu MASTER było opracowanie nowego protokołu i powiązanego zestawu do ekstrakcji DNA, aby pomóc w skutecznym pobieraniu próbek mikrobiomów na potrzeby ich analizy opartej na DNA, nawet w przypadkach, gdyby było to utrudnione z powodu małej liczby obecnych mikroorganizmów. Co ważne, zastosowanie tego protokołu do tysięcy próbek z różnych środowisk przetwarzania żywności doprowadziło do stworzenia bazy danych pod nazwą CuratedFoodMetagenomic, która stanowi nieoceniony zasób dla zakładów przemysłowych, umożliwiający precyzyjne wykrywanie mikroorganizmów obecnych w żywności. Narzędzia te mogą być używane w połączeniu z przenośnym i szybkim narzędziem sekwencjonowania DNA, co pozwala na wykrywanie problematycznych drobnoustrojów.

Poprawa produkcji żywności i pasz

Uznając kluczową rolę mikrobiomu roślin we wzmacnianiu ich mechanizmów obronnych przed patogenami i wspieraniu ich wzrostu, naukowcy opracowali szczepy drobnoustrojów służące zwalczaniu patogenów grzybiczych w uprawach takich jak kukurydza oraz w nawozach organicznych w celu poprawy jakości trawy. Jeśli chodzi o akwakulturę, nowe rozwiązania oparte na mikrobiomie, w tym szczepy probiotyczne i biokonserwujące, dostarczyły obiecujących wyników w zakresie poprawy wzrostu ryb i jakości uzyskanego mięsa. Zespół projektu MASTER zgłębił również zagadnienie mikrobiomu przeżuwaczy, w tym krowy, owcy i kozy. Mikrobiom ten ma kluczowe znaczenie, ponieważ w zależności od jego składu może wpływać na stopień, w jakim białko i inne składniki odżywcze są pozyskiwane z paszy dla zwierząt, a także przyczyniać się do emisji gazów cieplarnianych (głównie metanu). „Modyfikowanie mikrobiomu przeżuwaczy może zmniejszyć wpływ na środowisko, a także umożliwić pozyskiwanie zrównoważonych produktów mięsnych i mlecznych cechujących się wyższą jakością”, stwierdza Cotter.

Walka z marnowaniem żywności, i nie tylko

Globalny problem, jakim jest marnowanie żywności, dotyczy prawie jednej trzeciej całkowitej produkcji żywności. Zespół projektu postanowił pomóc w jego rozwiązaniu, proponując zastosowanie technologii przetwarzania żywności pozwalającej na przekształcanie odpadów w korzystne składniki. Kolejnym badanym rozwiązaniem była fermentacja i jej zastosowanie jako naturalnej metody konserwacji żywności. „Sfermentowana żywność, bogata w korzystne bakterie, poprawia jakość, bezpieczeństwo i trawienie produktów żywnościowych, a także oferuje korzyści zdrowotne”, wyjaśnia Cotter. Kompleksowe studium dotyczące szeregu sfermentowanych produktów spożywczych toruje drogę dla nowej żywności, która będzie zoptymalizowana pod kątem wspomnianych cech. Cotter podkreśla: „Dzięki projektowi MASTER powstało ponad dwadzieścia innowacji, a każda z nich została wybrana z uwagi na swój ogromny potencjał”. W przyszłości konsorcjum MASTER będzie kontynuować badania w ramach nowych unijnych projektów, takich jak DOMINO i HoloRuminant, zapewniając stały postęp i dalsze innowacje w tych kluczowych obszarach.

Słowa kluczowe

MASTER, mikrobiom, rośliny, odpady żywnościowe, marnowanie żywności, technologie sekwencjonowania DNA, przeżuwacze, fermentacja, akwakultura

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania