Kjent tilsetningsstoff i mat påvirker tarmbakteriene våre

Har du hørt om E415? Også kjent som Xanthan gum eller xantangummi. Mest sannsynlig spiser du dette stoffet ganske ofte. Xantangummi brukes i hverdagsmat som bakevarer, iskrem og dressinger. Stoffet er også mye brukt som erstatning for gluten i glutenfrie matvarer og anbefales ofte til bruk i lavkarbo-dietter.

Ny forskning viser nå at xantangummi påvirker bakteriefloraen i tarmene våre.

Studien ble nylig publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Microbiology og er utført av et forsker-team fra NMBU, i samarbeid med Universitetet i Michigan og flere andre internasjonale samarbeidspartnere.

– Vi er overrasket over hvor mye menneskets tarmbakterier har tilpasset seg dette tilsetningsstoffet etter at det ble introdusert i moderne kosthold for cirka femti år siden, forteller NMBU-forsker Sabina Leanti La Rosa.

Tidligere har man trodd at xantangummi i mat ikke påvirker oss fordi det ikke tas opp av kroppen i fordøyelsen. Den nye studien viser imidlertid at stoffet likevel påvirker bakteriene som lever i tarmene våre.

Forskerne ser også at selv om man tidligere trodde at xantangummi ikke ble fordøyet i kroppen, har tarmbakteriene utviklet seg til å kunne bryte ned dette tilsetningsstoffet. De mindre molekylene blir fermentert til kortkjedede fettsyrer i tarmen. Disse fettsyrene blir så tatt opp av kroppen og brukt som energi.

– Tarmbakteriene vi har undersøkt har en genetisk endring som viser en svært rask tilpasning til akkurat dette tilsetningsstoffet. Femti år er ikke mye i denne sammenhengen, sier professor Phil Pope.

Han er leder for forskningsgruppen Microbial Ecology and Meta-Omics ved NMBU, hvor forskerne som har skrevet studien om xantangummi jobber.

 

En helt ny næringskjede i tarmen

Studien viser at tarmbakteriene hos mange mennesker som bor i industrialiserte land har utviklet en egen evne til å fordøye xantangummi. Denne evnen ser ut til være særlig fremtredende hos en spesifikk tarmbakterie i bakteriefamilien Ruminococcaceae.

Ved hjelp av flere ulike metoder som analyserer blant annet gener, proteiner og enzymer som produseres av tarmbakteriene, har forskerne kunnet avdekke hvordan denne bakterien bryter ned xantangummi. Arbeidet omfatter laboratorietesting av prøver fra mennesker, museforsøk og data fra store, internasjonale databaser over mikrobenes gener.

– Bakterien som kan fordøye xantangummi ble funnet i tarmfloraen til overraskende mange mennesker i industrialiserte land, sier La Rosa.

Hos noen fant man også en annen type mikrobe som benyttet seg av xantangummien, denne fra arten Bacteroides intestinalis. Denne mikroben klarte på et vis å «kapre» bittesmå biter av xantangummien som ble produsert avden første bakterietypen under nedbrytningen av de større xantan-molekylene. Bacteroides-bakterien var utstyrt med egne, helt spesielle enzymer som lot den spise disse små fragmentene av xantangummi.

Studien viser dermed at i mange menneskers tarmflora finnes det nå en egen næringskjede som drives av xantangummi og som involverer minst to ulike mikrober fra to forskjellige bakteriefamilier.

– Dette gir oss et innledende rammeverk for å kunne forstå bedre hvordan utstrakt bruk av nye tilsetningsstoffer i maten vi spiser påvirker mikrobiotaen i tarmene våre, sier La Rosa.

– Den tverrfaglige tilnærmingen vi har brukt gir oss en mal for hvordan vi kan jobbe videre med å forstå hvordan ulike tilsetningsstoffer blir utnyttet i menneskets tarmflora. Metoden kan dessuten brukes for å undersøke alle typer komplekse økosystemer i magen, sier hun.

– Metodene vi har brukt flytter definitivt grenser for hvordan vi i tiden fremover kan analysere mikrober for å hjelpe oss med å svare på viktige, biologiske spørsmål som har stor betydning for samfunnet, sier Phil Pope. Han viser til at NMBU over tid har bygget omfattende og solid kompetanse innen forskning på mikrober og mikrobesamfunn.

Begynner å se langtidseffekter

I Norge er rundt 300 tilsetningsstoffer godkjent for bruk i mat. Xantangummi, eller E415, er ett av disse. Tilsetningsstoffet er et gjæringsprodukt som fremstilles ved at sukker fermenteres ved hjelp av bakterien Xanthomonas campestris. Denne prosessen skaper en geléaktig væske som så tørkes og gjøres om til pulver.

Ifølge Mattilsynet blir xantangummi brukt som fortykningsmiddel eller stabilisator og er i dag tillatt å bruke i mange matvarer. Eksempler på dette er iskrem, godterier, bakervarer, sjokolademelk, ferdiglagde sauser og dressinger. Xantangummi brukes også som erstatning for gluten i glutenfrie matvarer og selges som eget kosttilskudd for lavkarbo-dietter.

Tilsetningsstoffet ble utviklet i California på sekstitallet og ble godkjent som trygt for bruk i mat av det amerikanske mattilsynet i 1968. Det brukes i dag over store deler av verden.

Da xantangummi først ble innført trodde man at det gikk rett gjennom kroppen uten å bli tatt opp av fordøyelsessystemet til den som spiste det.

– Vi begynner nå å se langtidseffekter av tilsetningsstoffet som man ikke så i begynnelsen når det først ble introdusert, sier La Rosa.

Xantangummi er en annen type karbohydrat enn det menneskekroppen er vant til å få i seg gjennom stivelse fra plantekost. Den har rett og slett en annen kjemisk struktur. Xantangummi er en type kompleks karbohydrat som ikke ligner på noen av de plantefibrene vi normalt spiser.

 

Glutenfri og lavkarbo

Xantangummi anbefales ofte til bruk i keto og andre lavkarbo-dietter.

– Dette er nettopp fordi man har vurdert at stoffet ikke fordøyes av kroppen og dermed ikke skal telles som en del av kaloriinntaket, sier La Rosa.

Hun forklarer imidlertid at de nå ser at tarmbakteriene bryter ned xantangummi i mindre molekyler. Disse gjæres i tarmen og produserer da såkalte kortkjedete fettsyrer. Disse tas opp i kroppen som næringsstoffer.

– Den nye informasjonen indikerer derfor at xantangummi faktisk burde telle som en del av kaloriinntaket, sier hun.

Hva betyr det for helsen vår?

– Vi kan ikke ut fra denne studien konkludere nøyaktig med hvordan endringene i tarmbakteriene påvirker helsen vår. Men vi kan si at tilsetningsstoffet påvirker mikrobiotaen i tarmen til mennesker som får det i seg gjennom mat, sier La Rosa.

Xanthangummi er altså godkjent som trygt til å bruke i matvarer i store deler av verden basert på undersøkelser som ble gjort for femti år siden.

En stor del av befolkningen i industrialiserte land har i dag et lavt, men kontinuerlig, inntak av xanthangummi. Ulike, mindre grupper, som de med glutenintoleranse, kan ha et mye høyere inntak, og NMBU-forskerne mener derfor at studien viser hvor viktig det er med mer kunnskap om hvordan tilsetningsstoffer i mat påvirker tarmfloraen og helsen vår.

– Den påviste endringen i tarmbakteriene ser vi bare hos mennesker som lever i såkalte industrialiserte land hvor prosesserte matvarer og tilsetningsstoffer utgjør en betydelig del av kostholdet. Vi ser for eksempel ikke den samme endringen hos urbefolkning på ulike steder av kloden, sier La Rosa.

La Rosa mener derfor at myndighetene bør inkluderer den nye kunnskapen i vurderingene av tilsetningsstoffene som brukes i hverdagsmaten vår.

– Denne kunnskapen bør endre hvordan vi ser på tilsetningsstoffer i mat generelt. Da xanthangummi kom på sekstitallet, trodde vi ikke det hadde noen effekt på helsen vår fordi vi hadde mindre kunnskap enn i dag om hvor viktig tarmfloraen er for helsen og næringsopptaket. Men med stadig mer avansert forskning på mikrober, ser vi ser nå effekter som vi ikke så i begynnelsen. Myndighetene bør ta den nye kunnskapen med i vurderinger av tilsetningsstoffer og vi bør gjøre enda mer for å forstå hvilke effekter tilsetningsstoffene har på mikrobiotaen vår.

Om studien/artikkelen publisert i Nature Microbiology

Mechanistic insights into consumption of the food additive xanthan gum by the human gut microbiota

https://doi.org/10.1038/s41564-022-01093-0 

 

Fra NMBU:

• Sabina Leanti La Rosa 
• Phillip Pope 
• Ben Kunath
• Live H. Hagen

Samarbeidspartnere:

• University of Michigan, USA (postdoc Matthew Ostrowski and professor Eric C. Martens)
• DOE Joint Genome Institute, Berkeley, USA
• Purdue University, USA
• University of British Columbia, Canada
• Centre National de la Recherche Scientifique, France

Finansiering: Forskningsrådet