Trao đổi chất là sự nghiên cứu về các chất chuyển hóa. Đây là các phân tử nhỏ được tạo ra trong quá trình trao đổi chất ở các sinh vật sống, bao gồm cả thực vật, động vật và con người. Các chất chuyển hóa có thể là axit amin, lipit, đường, phốt phát, hợp chất chứa nitơ, polyol và các hóa chất khác.
Cấu hình tổng thể chất chuyển hóa của một sinh vật, tại bất kỳ thời điểm nào cũng cung cấp thông tin về tình trạng sức khỏe của nó và các tiêu chí khác. Thông qua đó, chúng có thể cho chúng ta biết về con đường trao đổi chất và ảnh hưởng của sự thay đổi trong quá trình chuyển hóa lên các mầm bệnh và đặc tính của sản phẩm.
Hãy cùng tìm hiểu về những ứng dụng khoa học thực tiễn của chất chuyển hóa trong nghiên cứu với những thông tin trong tin tức R&D sau đây nhé!
Các nghiên cứu về sản phẩm thực phẩm hiện đại đã áp dụng rộng rãi chất chuyển hóa nhằm hiểu rõ hơn đặc tính của chúng
Những ví dụ về ứng dụng của chất chuyển hóa trong nghiên cứu
Chất chuyển hóa được sử dụng trên toàn thế giới trong nghiên cứu y tế, dược phẩm và cũng đang được áp dụng cho thực phẩm, dinh dưỡng và nông nghiệp. Jessica Cooperstone, trợ lý giáo sư tại Đại học bang Ohio và các đồng nghiệp của cô đang sử dụng chất chuyển hóa để tìm hiểu hợp chất nào trong trái cây và rau quả mang lại lợi ích sức khỏe cho con người.
Bà nói rằng, mục đích của chất chuyển hóa là xác định tổng số các hợp chất hóa học có trong một hệ thống, cho dù đó là thực vật, trái cây hay rau quả, sản phẩm thực phẩm chế biến hay chất lỏng sinh học. Hàng trăm hoặc hàng ngàn hóa chất có thể được theo dõi đồng thời, và bằng cách sử dụng quang phổ khối hoặc quang phổ NMR, cô và nhóm của mình có thể xác định ảnh hưởng của nhiễu loạn trên hệ thống mà không cần biết trước về hợp chất nào bị thay đổi.
Cooperstone chủ yếu quan tâm đến việc tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh ra tổng hợp chất phytochemical. Bằng cách phân loại đặc tính thực vật có hiệu quả, sử dụng các mầm cây đa dạng và áp dụng các phương pháp nhân giống cây trồng, cô và các nhà nghiên cứu khác có thể thiết kế nên những nghiên cứu hiệu quả hơn để hiểu được các thành phần đặc biệt của cây trồng ảnh hưởng đến sức khỏe như thế nào.
Chất chuyển hóa có thể được sử dụng trong việc xác định chất dinh dưỡng tốt nhất từ hoa quả đem lại cho cơ thể con người
Ứng dụng chất chuyển hóa vào xác định hương vị thực phẩm
Devin Peterson, giáo sư tại Đại học bang Ohio, đang điều chỉnh các phương pháp khám phá hồ sơ hóa học phi mục tiêu từ lĩnh vực chuyển hóa để nâng cao hiểu biết về việc nhận thức hương vị, được nhắc đến với tên gọi “Flavoromic” (nghiên cứu xác định hương vị qua chất chuyển hóa).
Chương trình của ông tập trung vào việc xác định các chất kích thích hóa học (hương vị, mùi thơm, và hiệu ứng somatosensory) đem đến hương vị cho thực phẩm, điều tra các tương tác đa hương vị dựa trên nhận thức và lập bản đồ các lộ trình tạo lập, ổn định hương vị và cơ chế cung cấp hương vị.
Đặc tính của các hợp chất này có thể điều hướng nhận thức của con người về hương vị, từ đó cung cấp một nền tảng cho sự phát triển bền vững, bổ dưỡng và lành mạnh của những thực phẩm đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường.
Các phương pháp hiện đại về đặc tính hương vị đã dựa vào cách tiếp cận mục tiêu để xác định các phân tử hương vị bằng cách sàng lọc các hợp chất một cách riêng lẻ (tách biệt) hoặc tách ra khỏi bối cảnh, ông nói.
Các phương pháp dựa trên đánh giá hợp chất số ít có thể bỏ qua các yếu tố điều khiển nhận thức hương vị bằng cách bỏ quên các tương tác tiềm năng giữa các chất kích thích. Để khắc phục hạn chế phân tích này, ông và các đồng nghiệp đã sử dụng biện pháp về hương liệu để hiểu hơn về các yếu tố mới có tác động đến hương vị thực phẩm trong bánh mì, nước cam, cà phê, trái cây và các sản phẩm khác. Đây có thể nói là một trong những bước đột phá mới trong cộng đồng tin tức R&D về nghiên cứu thực phẩm
Chất chuyển hóa nay đã được sử dụng trong việc xác định hương vị của sản phẩm thực phẩm trên thị trường
Ứng dụng chất chuyển hóa vào nghiên cứu thành phần và giá trị dinh dưỡng thực phẩm
Emmanuel Hatzakis, trợ lý giáo sư tại Đại học bang Ohio, đang sử dụng phương pháp quang phổ và chuyển hóa NMR để nghiên cứu thành phần và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.
Ông đang nghiên cứu và phát triển các phương pháp phân tích nhanh chóng để sử dụng chúng như các công cụ hiệu quả và đáng tin cậy nhằm kiểm soát chất lượng thực phẩm. Nghiên cứu này dự kiến sẽ tạo ra các phương pháp mới cho cộng đồng tin tức R&D để phân tích và đảm bảo an toàn cho thực phẩm, giúp phát triển các phương pháp chế biến để tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.
Thành phần dinh dưỡng được nghiên cứu bằng biện pháp sử dụng chất chuyển hóa nhằm tăng chất lượng trong sản phẩm
Ứng dụng chất chuyển hóa vào nghiên cứu các loại bệnh viêm nhiễm về đường ruột
Carolyn Slupsky, giáo sư tại Đại học California, Davis, đang sử dụng chất chuyển hóa NMR để hiểu cách thức thức ăn ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột và sức khỏe con người, bằng cách xác định nguồn gốc của các loại thực phẩm khác nhau và xác định tác động của các chất dinh dưỡng này đối với chức năng của vi khuẩn đường ruột và sức khỏe của vật chủ.
Oliver Fiehn, giáo sư tại Đại học California, Davis, đang sử dụng các chất chuyển hóa phi mục tiêu để nghiên cứu tác dụng của dầu hạt lanh đối với vi khuẩn, đặc biệt là để hiểu tác động của việc tiêu thụ hạt lanh đối với các hoạt động chuyển hóa liên quan đến viêm nhiễm ở phụ nữ da trắng gốc Phi và Tây Ban Nha.
Ông đang phát triển các phương pháp cải tiến trong hóa học phân tích và sinh học để nắm bắt và sử dụng dữ liệu chuyển hóa, giúp hiểu được phần nào mạng lưới sinh hóa phản ứng với nhiễu loạn di truyền hoặc môi trường.
Cách thực phẩm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong đường ruột của con người được dựa trên nghiên cứu khoa học có sử dụng chất chuyển hóa
Những nghiên cứu mang tính chuyên sâu nhờ vào việc ứng dụng hiệu quả chất chuyển hóa và các phân tích khoa học sẽ đóng một vài trò vô cùng quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm tiêu dùng cho con người. Đây thực sự là một sự phát triển đáng chú ý trên diễn đàn tin tức R&D cho những nhà nghiên cứu nói riêng cũng như người tiêu dùng nói chung.
