Η χρησιμότητα των μεταβολομικών μελετών στην τεχνολογία τροφίμων

Πασχαλίδη, Αικατερίνη

The utility of metabolomic analysis in food technology

Πτυχιακή εργασία

Author

Πασχαλίδη, Αικατερίνη

Date

2024-09-20

Advisor

Μπρατάκος, Σωτήριος

Πτυχιακή εργασία (865.1Kb)

Δήλωση συγγραφέα (101.6Kb)

Keywords

Μεταβολομική ; Μεταβολίτες ; Ασφάλεια τροφίμων ; Λειτουργικά τρόφιμα ; Δακτυλικό αποτύπωμα τροφίμων ; Βάσεις δεδομένων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει να διερευνήσει τη χρησιμότητα των μεταβολομικών αναλύσεων στην επιστήμη των τροφίμων, εστιάζοντας στις μεθοδολογίες, τις εφαρμογές και τις μελλοντικές προοπτικές της. Η μεταβολομική είναι ένας ταχέως εξελισσόμενος κλάδος που περιλαμβάνει την ολοκληρωμένη μελέτη μικρών μορίων, γνωστών ως μεταβολιτών, εντός των βιολογικών συστημάτων. Τα τελευταία χρόνια, η μεταβολομική ανάλυση έχει κερδίσει σημαντική προσοχή στον τομέα της επιστήμης των τροφίμων λόγω της δυνατότητας της να παρέχει πολύτιμες γνώσεις για τη σύνθεση, την ποιότητα, την ασφάλεια και τα θρεπτικά χαρακτηριστικά των τροφίμων. Μεταξύ των πιο διαδεδομένων μεθοδολογιών που χρησιμοποιούνται στη μεταβολομική ανάλυση στην επιστήμη των τροφίμων συμπεριλαμβάνονται η Φασματομετρία Μάζας (MS), και η Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR) Αυτές οι προηγμένες τεχνικές μπορούν να παρέχουν αναλυτικές πληροφορίες για τη σύνθεση και τη δομή των μεταβολιτών των τροφίμων διαμορφώνοντας ένα «δακτυλικό αποτύπωμα» ξεχωριστό για το κάθε τρόφιμο. Επιπλέον, ο συνδυασμός της Φασματομετρίας μάζας με χρωματογραφικές τεχνικές επιτρέπει με μεγαλύτερη ακρίβεια την ανίχνευση συστατικών όπως λιπίδια, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Με την χρήση των τεχνικών αυτών, είναι δυνατή η ανίχνευση μικροβιακών επιμολύνσεων και η βελτιστοποίηση των διαδικασιών επεξεργασίας, συμβάλλοντας στην παραγωγή ασφαλών και υψηλής ποιότητας τροφίμων. Παράλληλα, η μεταβολομική συμβάλλει σημαντικά στην ανάπτυξη λειτουργικών τροφίμων και στην ανίχνευση υπερτροφών, τα οποία όχι μόνο προσφέρουν θρεπτική αξία, αλλά επιπλέον ενισχύουν την υγεία μέσω της στοχευμένης δράσης τους σε συγκεκριμένες μεταβολικές οδούς. Ωστόσο, η απουσία καθιερωμένων προτύπων μεθοδολογίας και οι ελλείπεις βάσεις δεδομένων για σύγκριση και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων αποτελούν τροχοπέδη για την ευρεία εφαρμογή της μεταβολομικής. Παρ' όλες τις προκλήσεις, οι προοπτικές για την ενσωμάτωση της μεταβολομικής στην επιστήμη των τροφίμων παραμένουν εξαιρετικά ελπιδοφόρες. Με την περαιτέρω ανάπτυξη και σε συνδυασμό της μεταβολομικής με αλλες τεχνολογίες , αναμένεται να επιτευχθεί μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση των βιολογικών συστημάτων, οδηγώντας σε καινοτόμους τόπους για την διασφαλιση της ποιοτητας και τη δημιουργία λειτουργικών τροφίμων.

Abstract

This thesis aims to explore the utility of metabolomic analysis in food science, focusing on methodologies, applications, and future prospects. Metabolomics is a rapidly evolving field that involves the comprehensive study of small molecules, known as metabolites, within biological systems. In recent years, metabolomic analysis has gained significant attention in the field of food science due to its ability to provide valuable insights into the composition, quality, safety, and nutritional characteristics of food. Among the most widely used methodologies in metabolomic analysis in food science are Mass Spectrometry (MS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). These advanced techniques can provide analytical information on the composition and structure of food metabolites, forming a "fingerprint" unique to each food profile. Additionally, the combination of mass spectrometry with chromatographic techniques allows for more accurate detection of components such as lipids, proteins, and carbohydrates. Through the use of these techniques, it is possible to detect microbial contaminants and optimize processing procedures, contributing to the production of safe and high-quality foods. At the same time, metabolomics plays a significant role in the development of functional foods and the detection of superfoods, which not only offer nutritional value but also enhance health through their targeted action on specific metabolic pathways. However, the lack of established methodological standards and the insufficient databases for comparison and evaluation of results pose challenges to the widespread application of metabolomics. Despite these challenges, the prospects for integrating metabolomics into food science remain highly promising. With further development and the combination of metabolomics with other technologies, a more comprehensive understanding of biological systems is expected, leading to innovative approaches for ensuring quality and creating functional foods.