食品科技与营养基因组学

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简介

简单来说，营养基因组学定义了饮食如何作用于基因并改变基因表达，这在癌症等非传染性疾病中普遍存在。

在选择、保存、加工、包装和分销方面使用食品科学，被称为食品科技。

早期食品科技研究主要关注食品保存，并发明了食品罐装、奶粉、冷冻干燥等。我们的世界已经发生转变，并受到食品科技进步的巨大影响。

营养基因组学是最近兴起的一门科学分支，研究基因、营养和健康之间的关系。

将基因组学应用于营养学称为营养基因组学。利用转录组学、表观基因组学、代谢组学和蛋白质组学等尖端方法，这一科学领域已成为揭示营养物质、人类基因组和健康之间联系的领域。这项新科学表明：

• 膳食生物活性化合物对基因表达的影响。
• 营养物质如何影响我们的基因运作方式以及它们如何影响疾病的发展，以及
• 食物与基因之间的分子联系。

什么是食品科技？

食品科技是食品科学的一个分支，涵盖食品的生产、保存、质量保证以及研究和开发等各个方面。

食品行业创新的一些例子包括用于加工原材料的新技术、产品包装和创新食品添加剂。利用创新方法可以减少或阻止微生物引起的危害性变化，例如食品成分的氧化以及酶促和非酶促反应。

此外，食品成分的改善，包括感官变化以及与食用食品相关的感知和愉悦感的变化，可能导致提供更健康、更有营养的食品以及更美味的食品。

21 世纪的新兴技术包括细胞农业（包括培养肉）、3D 食品打印以及昆虫蛋白的应用。

什么是营养基因组学？

为了根据个体需求制定个性化的营养指导和功能性膳食计划，从而据称最大限度地提高健康水平，这一新兴领域汇集了科学家、立法者和医疗保健专业人员。

我们吃什么、父母吃什么以及这与我们自己的饮食有何关系，都会影响我们细胞和生物系统的生长途径。此外，这类似于饮食如何根据我们的基因构成沿着特定路径指导我们的解剖结构发育。

营养基因组学分析将有助于确定个体膳食需求差异和对食物干预措施反应能力的潜在机制。

基因组分析方法的进步使我们能够更好地了解遗传变异如何在某些营养相关疾病的易感性方面发挥作用。

营养物质与基因表达的相互作用 - 营养基因组学

随着营养物质对我们基因的作用，基因表达和表型可以发生改变。营养因素通过充当转录因子受体的配体来影响正常细胞生长。

此外，食物可以通过代谢影响基因表达。通过改变底物或中间体的浓度，这些影响可以应用于初级或次级途径。此外，饮食摄入可以通过沿信号通路移动来影响正常细胞生长。

营养物质作为基因开关 -（小鼠实验）

研究人员利用大鼠模型和细胞培养研究来调查食物摄入量对疾病和普遍存在的基因表达的影响。某些变得越来越普遍的疾病与 DNA 甲基化的改变有关。

DNA 甲基化过程包括将存在于食物（如叶酸、维生素 B12、蛋氨酸、甜菜碱和胆碱）以及食物（如大蒜、甜菜和洋葱）中的甲基供体转化为能量。

带有 agouti 基因的小鼠，会使它们变成黄色而不是棕色，而且更饥饿和肥胖。由于存在该基因，它们更容易出现糖尿病和癌症等问题。

科学家已经证明，在怀孕前、怀孕期间和怀孕后改变母亲的饮食——使用富含甲基供体的膳食补充剂——可以影响由 agouti 基因表达和毛色外观变化引起的改变。

在正在生长的小 agouti 小鼠中，与 agouti 基因相关的化学营养物质可能充当基因的化学开关。

尽管基因和 DNA 编码仍然存在，但基因表达不再活跃。新生小鼠呈棕色，食欲正常，并过着健康长寿的生活。

食品科技与营养基因组学的应用

以下是食品科技领域应用的亮点 :

• 速溶奶粉已被用作许多新型和可复水产品的基础。
• 冷冻干燥。
• 咖啡和茶脱咖啡因：工艺改进节油技术现在有多种形式，食品科技使食品生产效率更高。
• 无菌包装 - 将商业无菌产品填充到无菌容器中。
• 食品辐照，涉及使食品和食品包装暴露于电离辐射，可以有效消除导致腐败和食源性疾病的病原体，并防止发芽，从而延长食品的保质期。
• 乙烯是商业水果成熟设施中使用的植物激素。

以下是营养基因组学领域的应用:

• 皮肤基因组学是营养基因组学的一种应用（检测与皮肤健康相关的特定遗传改变，导致护肤霜或化妆品进步），正在推动以公众为中心的化妆品产品的市场化。
• 根据个体需求改善健康水平的个性化营养咨询需求旺盛。
• 通过创建个性化营养来增强运动员的体能。
• 通过个性化的膳食和生活方式建议来增强健康和预防疾病，并成功管理慢性疾病。

结论

由于食物和多基因疾病（如糖尿病、癌症等）的复杂性，寻找新问题的答案具有挑战性。这些技术成本高昂，这限制了发展中国家的应用。发展中国家应用这些基本技术的应用特别受到对复杂研究调查的需求的限制。