• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 06. 2022 | Heidi Thode

Oligosakkarider

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 06. 2022 By Heidi Thode

– substrat til bakterierne i spædbarnets tarm.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2022 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Louise M. Arildsen Jakobsen, Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet

Metabolomics kan anvendes som et værktøj til at forstå den biokemiske aktivitet af bakterier fra spædbarnets tarm og hvordan de påvirkes af specifikke kulhydratsubstrater. Ny viden om, hvordan tarmbakterier omsætter disse kulhydrater til bioaktive metabolitter, kan bidrage til udvikling af modermælkserstatning, der understøtter spædbarnets naturlige tarmmikrobiota og bidrager til barnets sundhed, blandt andet ved at forhindre vækst af sygdomsfremkaldende bakterier.

Spædbarnets tarm er spækket med bakterier – og det er godt
Vores krop er dækket af bakterier, der er specielt udviklet til at leve i helt specifikke biologiske nicher, såsom vores næsebor, vores hud og i mundhulen. Særligt mange bakterier har taget ophold i tyktarmen, hvor de blandt andet lever af præbiotika (se faktaboks 1), der kommer fra den mad, vi indtager. Bakterierne i tyktarmen har stor betydning for menneskets sundhed gennem deres produktion af kemiske forbindelser og metabolitter samt gennem interaktion med tarmvævet.
De første 1.000 dage af et barns liv (fra undfangelse til to års fødselsdag) er en særlig vigtig periode i forhold til at udvikle barnets tarmbakterier og sikre barnet en sund udvikling [1,2]. Hos spædbørn er der især fokus på mælkesyrebakterier såsom bifidobakterier og lactobacilli. Mælkesyre nedsætter tarmens pH og det ændrede kemiske miljø forhindrer vækst af sygdomsfremkaldende bakterier.

Modermælk – det hvide vidunder
Modermælk er spækket med vigtige næringsstoffer og bioaktive forbindelser til det nyfødte spædbarn. Indholdet af laktose, fedt og protein medvirker til, at barnet vokser og tager på. Den mælk, som moderen danner, er nøje målrettet spædbarnets behov. Man skulle tro, at alle indholdsstofferne i modermælk blev udnyttet til fulde af spædbarnet, men sådan er det ikke. Humane mælke-oligosakkarider (HMO) er det tredjestørste indholdsstof i modermælk og nedbrydes ikke af spædbarnet, men passerer fordøjelsessystemet og ender i tyktarmen, hvor det fungerer som næring for gavnlige bakterier og beskytter mod sygdomsfremkaldende bakterier. HMO er præbiotiske kulhydrater, hvilket vil sige, at de stimulerer væksten af gavnlige tarmbakterier. I de første dage efter fødsel er koncentrationen i modermælken >10 g/L, hvorefter koncentrationen falder til et stabilt niveau på ~4 g/L [3,4].
HMOer består af en laktoseenhed i den reducerende ende, som af β-glukosid-bindinger forlænges med galaktose, og N-acetylglucosamin-enheder, hvilket danner en lineær eller forgrenet struktur [3] (figur 1). De terminale positioner kan være udstyret med fukose- eller sialylsyre-enheder, som sidder i α-position. Størstedelen (70-90 procent) af HMOerne i modermælk er neutrale med eller uden fukose i terminalposition, herunder kan nævnes lacto-N-tetraose (LNT) og 2-fukosyllaktose (2’FL) [4]. De sialylerede HMOer udgør de resterende 10-30 procent af HMOerne, hvoraf 6’-sialyllaktose og 3’-sialyllaktose findes i den største koncentration [4]. Analytiske studier baseret på massespektrometri har anslået, at der findes omtrent 200 forskellige HMOer, hvoraf strukturen af lidt over halvdelen er karakteriseret og beskrevet i litteraturen [5]. Det særlige ved oligosakkarider fra modermælk er, at selvom kæderne er korte, så fungerer de stadig som præbiotika, fordi bindingerne, der holder dem sammen, kun kan brydes med særlige enzymer.

Fødevarekemisk viden om oligosakkarider bidrager til at forbedre modermælkserstatning
Der er spædbørn, der af den ene eller den anden grund ikke får modermælk. Det er svært at efterligne naturen, og forskning viser også, at der er stor forskel på tarmbakteriernes sammensætning hos børn, der har fået henholdsvis modermælk og modermælkserstatning [6,7]. Hvor de ammede børn har en simpel sammensætning med lav diversitet af tarmbakterier domineret af bifidobakterier og lactobacilli, er sammensætningen hos børn, der har fået modermælkserstatning mere kompleks [8,9], hvilket kan medføre forøget risiko for sygdom, fordi tarmen ikke er blevet modnet tilstrækkeligt, før den udsættes for komplekse påvirkninger [1].
Det er derfor vigtigt at undersøge kilder til præbiotiske kulhydrater, som tilnærmer sig effekten af de oligosakkarider, som findes naturligt i modermælk. De simpleste oligosakkarider kan produceres i laboratoriet, mens det endnu ikke er muligt at producere de mere komplekse oligosakkarider i kommerciel skala [10]. Oligosakkarider fra komælk er grundlæggende opbygget på samme måde som HMOerne, men findes i meget lavere koncentration i mælken og derudover er der kun omkring 40-50 oligosakkarider identificeret i komælk [11,12]. Modermælk og komælk har mindst 10 oligosakkaridstrukturer til fælles, men i komælk er det dog 3’-sialyllaktose og 6’-sialyllaktose, der dominerer, hvorimod neutrale eller fukosylerede oligosakkarider kun forekommer i små mængder [13]. Koncentrationen af oligosakkarider er relativt lav i komælk og derfor kan det ikke betale sig at oprense dem direkte fra mælken. Forskere har arbejdet målrettet på at løse denne udfordring, og det viser sig, at oligosakkarider findes i valle, der er et restprodukt fra osteproduktion. Ved hjælp af ultrafiltrering er det lykkedes at oprense oligosakkariderne til en koncentration, der kan bruges til at teste effekterne i modelforsøg i laboratoriet [14].

Bifidobakterierne skyder med skarpt
Ved at anvende en bakteriekultur bestående af otte bakteriestammer (figur 2), som er særligt velkarakteriserede og velkendte i spædbørns tyktarm, har vi undersøgt, hvordan bakterier påvirker hinanden for at opnå detaljeret viden om effekterne af oligosakkarider på bakteriernes biokemiske aktivitet og vækst i et komplekst system [15]. Bakteriekulturen indeholder blandt andet bifidobakterier, som hører til de ønskede bakterier i spædbarnets tarm, samt clostridier, der er potentielt sygdomsfremkaldende. Når bifidobakterier fermenterer kulhydrater i tarmen, dannes forskellige syrer, herunder kortkædede fedtsyrer og organiske syrer. Mængden af ikke-metaboliserede glykaner, kortkædede fedtsyrer og organiske syrer kan bruges som et direkte mål for, hvor aktiv tarmbakterierne er.
Ved at anvende kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi som metabolomics-metode har det været muligt at karakterisere den biokemiske aktivitet af bakterierne under forskellige betingelser. Anvendelsen af metabolomics har gjort det muligt på én og samme tid at bestemme et meget bredt sæt af metabolitter og dermed opnå indblik i, hvor biokemisk aktive bakterierne er ved tildeling af forskellige substratsammensætninger. Resultaterne fra et modelforsøg, der specifikt undersøgte interaktioner mellem bifidobakterier og clostridia viste, at oligosakkariderne fra komælk i kombination med laktose stimulerede de gavnlige Bifidobacterium longums evne til at danne metabolitter såsom mælkesyre og eddikesyre, og at dette forhindrede sygdomsfremkaldende bakteriers evne til at nedbryde de selvsamme kulhydrater på trods af, at Clostridium perfringens har de nødvendige enzymer [16] (figur 3).  
En af de vigtige mekanismer, der har relevans i forhold til undersøgelser af HMOernes virkninger på tarmmikobiotaen, er mikrobe-mikrobe-vekselvirkninger (se faktaboks 2), såsom cross-feeding af glykaner. Derudover kan de kortkædede fedtsyrer og organiske syrer beskytte mod diarré og bidrage til et sundere tarmvæv (mikrobe-vært-vekselvirkninger). Syrerne kan også sænke pH i tarmen. En lav pH-værdi i tarmen beskytter mod infektion med sygdomsfremkaldende bakterier.
Resultaterne fra in vitro modelforsøgene kan medvirke til at forbedre sammensætning af modermælkserstatning, så de børn, der ikke får modermælk, også kan få gavn af oligosakkarider og dermed en sund udvikling af tarmens bakteriesammensætning og beskyttelse mod infektioner. Perspektiverne er, at vi en dag vil have kortlagt, hvordan vi nøjagtigt skal sammensætte modermælkserstatning for at lave målrettede ændringer i sammensætningen af tarmbakterierne.
Denne artikel beskriver data fra Louise M.A. Jakobsens ph.d.-projekt, som blev udført i samarbejde med Arla Foods Ingredients P/S.

E-mail:
Louise M. Arildsen Jakobsen: loujak@food.au.dk

Referencer
1. Laursen M.F., Bahl M.I., Michaelsen K.F., Licht T.R. First Foods and Gut Microbes. Front microbio. Frontiers Media SA; 2017; 8.
2. Selma-Royo M., Tarrazó M., García-Mantrana I., Gömez-Gallego C., Salminen S., Collado M.C. Shaping Microbiota During the First 1000 Days of Life. Springer; 2019.
3. Sela D.A., Mills D.A. Nursing our microbiota: molecular linkages between bifidobacterial and milk oligosaccharides. Trends Microbio. 2010;18(7):298-307.
4. Ten Bruggencate S.J.M., Bovee-Oudenhoven I.M.J., Feitsma A.L., van Hoffen E., Schoterman M.H.C. Functional role and mechanisms of sialyllactose and other sialylated milk oligosaccharides. Nutr Rev. 2014;72(6):377-89.
5. Ninonuevo M.R., Park Y., Yin H., Zhang J., Ward R.E., Clowers B.H., et al. A strategy for annotating the human milk glycome. Journal of agricultural and food chemistry. ACS Publications; 2006;54(20):7471-80.
6. Wang M., Li M., Wu S., Lebrilla C.B., Chapkin R.S., Ivanov I., et al. Fecal microbiota composition of breast-fed infants is correlated with human milk oligosaccharides consumed. J Pediatr Gastroenterol Nutr. NIH Public Access; 2015;60(6):825-33.
7. Charbonneau M.R., O’Donnell D., Blanton L.V., Totten S.M., Davis J.C., Barratt M.J., et al. Sialylated milk oligosaccharides promote microbiota-dependent growth in models of infant undernutrition. Cell. Elsevier; 2016;164(5):859-71.
8. Harmsen H.J., Wildeboer-Veloo A.C., Raangs G.C., Wagendorp A.A., Klijn N., Bindels J.G., et al. Analysis of intestinal flora development in breast-fed and formula-fed infants by using molecular identification and detection methods. J Pediatr Gastroenterol Nutr. LWW; 2000;30(1):61-7.
9. Lim E.S., Wang D., Holtz L.R. The Bacterial Microbiome and Virome Milestones of Infant Development. Trends Microbiol. Elsevier; 2016;24(10):801-10.
10. Zeuner B., Meyer A.S. På vej mod bedre modermælkserstatning. Dansk Kemi. TechMedia A/S; 2018;99(2):14-7.
11. Tao N., DePeters E., Freeman S., German J., Grimm R., Lebrilla C.B. Bovine milk glycome. J Dairy Sci. Elsevier; 2008;91(10):3768-78.
12. Aldredge D.L., Geronimo M.R., Hua S., Nwosu C.C., Lebrilla C.B., Barile D. Annotation and structural elucidation of bovine milk oligosaccharides and determination of novel fucosylated structures. Glycobiology. Soc Glycobiology; 2013;23(6):664-76.
13. Robinson R.C. Structures and metabolic properties of bovine milk oligosaccharides and their potential in the development of novel therapeutics. Frontiers in nutrition. Frontiers; 2019;6:50.
14. Barile D., Tao N., Lebrilla C.B., Coisson J-D., Arlorio M., German J.B. Permeate from cheese whey ultrafiltration is a source of milk oligosaccharides. Int Dairy J. Elsevier; 2009;19(9):524-30.
15. Jakobsen L.M., Sundekilde U.K., Andersen H.J., Nielsen D.S., Bertram H.C. Lactose and Bovine Milk Oligosaccharides Synergistically Stimulate B. longum subsp. longum Growth in a Simplified Model of the Infant Gut Microbiome. J Proteome Res. ACS Publications; 2019;18(8):3086-98.
16. Jakobsen L., Maldonado-Gómez M.X., Sundekilde U.K., Andersen H.J., Nielsen D.S., Bertram H.C. Metabolic Effects of Bovine Milk Oligosaccharides on Selected Commensals of the Infant Microbiome-Commensalism and Postbiotic Effects. Metabolites. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;10(4):167.
17. Gibson G.R., Hutkins R.W., Sanders M.E., Prescott S.L., Reimer R.A., Salminen S.J., et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. 2017.
18. Turroni F., Duranti S., Milani C., Lugli G.A., van Sinderen D., Ventura M. Bifidobacterium bifidum: a key member of the early human gut microbiota. Microorganisms. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2019;7(11):544.
19. Belenguer A., Duncan S.H., Calder A.G., Holtrop G., Louis P., Lobley G.E., et al. Two routes of metabolic cross-feeding between Bifidobacterium adolescentis and butyrate-producing anaerobes from the human gut. Appl Environ Microbiol. 2006;72(5):3593-9.

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi, Fødevarekemi

Seneste nyt fra redaktionen

Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

BranchenytTop10. 09. 2025

Lige fra morgenstunden stod de første besøgende klar til at komme ind på LabDays messen, der i år afholdes i smilets by, Aarhus. Her kunne de finde oplagte udstillere, der gennem messens to dage står klar til at præsentere deres produkter, der inkluderer alt indenfor laboratorieverdenen. Der ud

Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

AktueltArtikler fra Dansk Kemi03. 09. 2025

Fra myten om den heroiske beregning til realistiske simuleringer af elektronoverførsel i åbne systemer med hukommelse. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Lea K. Northcote1,2 og

Grøn kemi, affald og plast

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling26. 08. 2025

Grøn kemi – læren om hvordan kemi udføres bæredygtigt og sikkert – bliver kun vigtigere. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Christine Brænder Almstrup og Mikael Bols, Kemisk

Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiokemiBioteknologiMedicinalkemi20. 08. 2025

Riboflavin er et essentielt vitamin, der spiller en nøglerolle for vores sundhed samt for at opretholde et sundt tarmmikrobiom. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Emmelie Joe

Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiologi12. 08. 2025

Spredning af antibiotikaresistens kan ske via mineraloverflader. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Karina Krarup Svenninggaard Sand, associate professor, Globe Institute,

Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi04. 08. 2025

Et afsluttet ph.d.-projekt fra Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Julie Frost Dahl*, Sandra Beyer Gregersen og Milena Corredig,

Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi23. 06. 2025

Franz Hofmeister opløste æggehvide i vandige saltopløsninger. En artikel fra 1888 beskriver, hvordan nogle ioner får proteiner til at udfælde, mens andre ioner har den modsatte effekt. Fødevarekemien bruger stadig Hofmeister, men langt mere nuanceret. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3,

Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi17. 06. 2025

Hvis kløvergræs skal kunne anvendes som ny ressource til udvinding af fødevareproteiner, kan membranteknologi være vejen frem. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mette Lübeck, Mads

Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi09. 06. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I år fejrer man internt i IUPAC 20-året for offentliggørelsen af The Red Book (i det følgende blot "RB2005") med anbefalinger vedrørende

Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling02. 06. 2025

Hvor rent er CO2 fra CO2-fangst? Og hvor dyrt er det at oprense CO2? Denne artikel giver indsigt i nogle af udfordringerne ved at implementere en global CO2 infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Holm & Halby

    VidensDage 2025: To dage med viden, visioner og værdi

  • Holm & Halby

    LAF kabinetter: Er du rustet til den nye EN12469 / Annex 1

  • Drifton

    Mød Drifton og DACOS på LabDays 2025 i Aarhus

  • DENIOS ApS

    Hvordan håndterer du noget, du ikke kan se?

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Vægtbytte er blevet opdateret: Nu får du flere muligheder

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    LABORANTER CAND.ALT.

  • Kem-En-Tec Nordic

    Lad os fortsætte traditionen – vi ses på LabDays!

  • DENIOS ApS

    Ses vi på HI-messen?

  • Holm & Halby

    Automatiseret prøveforberedelse sparer tid og øger sikkerheden

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    nerbe plus: EcoRacks, X-Frame plates, and more you’ll love

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

    10.09.2025

  • Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

    03.09.2025

  • Grøn kemi, affald og plast

    26.08.2025

  • Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

    20.08.2025

  • Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

    12.08.2025

  • Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

    04.08.2025

  • Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

    23.06.2025

  • Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

    17.06.2025

  • Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

    09.06.2025

  • Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

    02.06.2025

  • Der er brug for lange måleserier af miljøparametre

    26.05.2025

  • Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

    19.05.2025

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    14.05.2025

  • Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

    14.05.2025

  • I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

    14.05.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik