FOODHAY-samarbejde om proteomik og metabolomik

Af Heidi Kornholt - DTU, Lene Hundborg Koss - Københavns Universitet, Anne Louise Dannesboe Nielsen - Teknologisk Institut og Lise Bundgaard - Aarhus Universitet

Den originale udgave af nærværende artikel er bragt i Plus Proces nr. 6 udgivet d. 27 september 2022.

Hensigten med laboratoriecentret FOODHAY er at skabe ny viden i forbindelse med udviklingen af fremtidens sunde, sikre og bæredygtige fødevarer og til talentudvikling af både studerende, forskere og medarbejdere i fødevarevirksomheder. FOODHAY inviterer derfor virksomheder til at samarbejde, og samarbejder er allerede etableret med mange.

Bag FOODHAY står forskningsinstitutionerne Aarhus Universitet, Teknologisk Institut, Københavns Universitet og DTU. Arla er strategisk partner, og både Food & Bio Cluster Denmark og Dansk Industri bidrager som repræsentanter for de danske fødevarevirksomheder.

Proteomik- og metabolomikplatformen

FOODHAY tilbyder forskningssamarbejder inden for fire platforme, herunder proteomik- og metabolomikplatformen.

Platformen omfatter forskelligt udstyr, som kan identificere og kvantificere mindre bestanddele i fødevarer som proteiner, peptider, aminosyrer, lipider, mineraler, vitaminer og andre bioaktive stoffer. Udstyret kan dermed bidrage til at kigge ind i de mindste dele af fødevarer og kan indgå i mange forskellige forskningsprojekter, hvor det for eksempel er muligt at:

• Bestemme molekyler i komplekse biovæsker, blandinger, ekstrakter og fødevarer

• Identificere og kvantificere fødevarers proteinsammensætning

• Måle fugt, fedt og organiske forbindelser

• Oprense proteiner og peptider

• Identificere og kvantificere små molekyler i forurenende stoffer (f.eks. PFAS, pesticider og mykotoksiner), vitaminer og metabolitter

• Analysere antioxidanter og pigmenter i test af olier, ekstrakter fra alger og fødevareemulsioner

Få flere nyheder om fødevareforskning og -uddannelse ved at tilmelde dig KU FOOD's nyhedsbrev, som udkommer 4 gange om året

Nedenfor er eksempler på muligheder for samarbejder og forskning i FOODHAY inden for proteomik- og metabolomikplatformen.

• Foodomics udstyr

FOODHAY har bidraget med en række instrumenter, der sætter forskerne på Institut for Fødevarevidenskab på Københavns Universitet (KU FOOD) i stand til at kigge dybt ind i foodomet. Forskningen går ud på at undersøge det samlede indhold i vores fødevarer (foodomet), som kan give ny viden om, hvordan maden påvirker menneskets sundhed og trivsel. Det omfatter et nyt superfølsomt massespektrometer til Foodomics Lab: LC-QTOF-MS.

"Vi kan påvise og undersøge selv meget små komponenter kvantitativt, og til at begynde med undersøger vi blandt andet dansk vin for indhold af polyfenoler, samt lavmolekylære indholdsstoffer i planteekstrakter og mælk/valle. På den lange bane er vi i gang med at udvikle nye metoder til at screene planteekstrakter og nye plantebaserede fødevaresystemer for deres indhold af næringsstoffer og ikke mindst deres indhold af anti-næringsstoffer, som typisk stammer fra planternes forsvarsmekanismer mod insekter og bakterier. Som Lord Kelvin engang sagde: hvis du ikke kan måle det, så kan du ikke forbedre det," siger lektor Bekzod Khakimov, der står for virksomhedssamarbejder, der involverer LC-QTOF-MS.

KU FOOD har også fået en opgradering af instituttets NMR-spektrometre, der nu på en stærkt standardiseret og automatiseret måde kan måle indholdsstoffer i vores mad samt effekterne af maden i vores blod og fæces.

• ICP-MS-udstyr

Som en del af proteomiks- og metabolomiksplatformen på Aarhus Universitet er ICP-MS-udstyr indkøbt til at analysere mineraler og sporstoffer i forskellige matricer. Det anvendes både til analyse af mejeriprodukter og nye planteproteiner for at få indsigt i de ernæringsmæssige kvaliteter.

"Udstyret kan anvendes til analyse af alle mineraler i en stor vifte af matricer, og vi anvender den til plantematerialer og tang og proteinekstrakter fra disse samt alle former for mejeriprodukter, hvor calcium, fosfor og klorid oftest er i fokus. Vi har for nyligt undersøgt grænseværdier i forhold til tungmetaller i tang, som kan blive en vigtig proteinkilde i fremtiden," fortæller lektor Trine Kastrup Dalsgaard fra Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet.

• TimsTOF Pro LC-MS

På Aarhus Universitet er et banebrydende instrument til massespektometri, en TIMSTOF Pro LC-MS, også indkøbt. Den er i stand til med høj følsomhed at identificere et bredt udvalg af molekyler i komplekse fødevarer.

"Vi har et projekt, hvor vi undersøger proteomet i UHT-behandlet mælk. Vi kigger på de mange proteiner og enzymer i mælken, men også de endogene peptider, der er til stede i prøverne. Vi er også interesserede i at kortlægge de proteinændringer, der forekommer, når mælken opvarmes og opbevares - og som kan påvirke proteinkvaliteten og næringsværdier," fortæller Tenure Track Søren Drud-Heydary fra Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet.

• FTIR spektrometer og Raman mikroskop

I et projekt, som handler om indkapsling af probiotika, samarbejder DTU Fødevareinstituttet med en virksomhed om at teste forskellige indkapslings- og processeringsmetoder, der skal påvirke egenskaberne i probiotika. Testarbejdet er sket ved hjælp af et FOODHAY FTIR-spektrometer og Raman-mikroskop.

"Målet med projektet er at adressere nogle af de teknologiske barrierer, der begrænser udbredt global brug af probiotika. FOODHAY-udstyret har været en fordel at bruge, da det kræver minimal prøveforberedelse, kun en lille prøvemængde, og da det er hurtigt at udføre test og fortolke resultaterne. Det er særligt relevant i industrielle sammenhænge," forklarer lektor Ana C. Mendes fra DTU Fødevareinstituttet.

• Højtopløseligt LC Orbitrap MS

Kemiske forureninger i fødevarer kan potentielt være sundhedsskadelige, og de kan stamme fra hele produktionskæden. De kan for eksempel forekomme naturligt i råvarer, være tilsat under fødevareproduktionen, dannes under fødevareforarbejdningen eller smitte af fra fødevarekontaktmaterialer. I en stadig foranderlig verden opstår hele tiden nye risici fra kemiske stoffer på grund af ændringer i miljøet, fødevareforsyningen og -produktionen samt i forbrugsvanerne.

FOODHAY har blandt andet gjort det muligt at investere et state of the art væskekromatografi højtopløseligt massespektrometer, LC Orbitrap MS, som gør det muligt for forskere i DTU Fødevareinstituttet at detektere nye forurenende kemiske stoffer i fødevarer.

"LC Orbitrap MS kan hjælpe med at identificere små molekyler ved meget lave niveauer. Det har vi i første omgang brugt til at undersøge forekomsten af per- og polyfluoralkylstoffer (PFAS) i fødevarer og til at identificere ukendt PFAS i prøverne," fortæller forsker Khanh Hoang Nguyen fra DTU Fødevareinstituttet.

"I fremtiden vil vi udvikle en metode til at screene fødevarer, herunder novel foods, for potentielle kemiske risici dannet under forarbejdning. Det vil være en vigtig screening for at kunne fastholde høj fødevaresikkerhed," tilføjer han.

Find mere information

På www.food.au.dk/foodhay kan du finde mere information om det enkelte udstyr, og hvem du kan kontakte om eventuelt samarbejde. Samarbejdet sker som regel gennem fælles forskningsprojekter mellem virksomheder og de forskningsinstitutioner i FOODHAY, hvor udstyret er placeret.