分子加工精準(zhǔn)調(diào)控營養(yǎng)機(jī)制。南京農(nóng)大供圖
如何實(shí)現(xiàn)“未來食品”（Future Food）對營養(yǎng)健康的精準(zhǔn)調(diào)控，是科學(xué)家們普遍關(guān)心的議題。近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院教授胡冰團(tuán)隊構(gòu)建了一種新的食品分子加工新策略，有望精準(zhǔn)調(diào)控腸道健康。3月24日，相關(guān)研究成果正式發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會納米雜志》（ACS Nano）。
腸道菌群與人體健康密切相關(guān)，目前已經(jīng)明確了常見的腸道炎性反應(yīng)與菌群相關(guān)，并由此激發(fā)了特定菌屬的異常增殖?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，膳食植物化合物具有促進(jìn)人體健康的生理功能，包括調(diào)節(jié)腸道菌群。但是，膳食植物化合物普遍存在溶解性差、生物利用率低，在現(xiàn)有輸送載體中負(fù)載量低等問題，嚴(yán)重限制了其在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用，也制約了其功能的進(jìn)一步發(fā)揮。
論文通訊作者胡冰介紹，該成果基于蛋白誘導(dǎo)茶多酚分子堆疊的天然超分子形成和自組裝機(jī)制，揭示了其軟物質(zhì)結(jié)構(gòu)跨多尺度的演變規(guī)律，提出了一種新的小分子活性物質(zhì)（藥物）的高效包埋、增溶、穩(wěn)態(tài)化和經(jīng)口腸道輸送方法。該食品軟物質(zhì)能夠精準(zhǔn)靶向調(diào)控菌群，促進(jìn)腸道健康。
該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，天然茶多酚小分子具有自組裝特性。通過冷凍透射電子顯微鏡觀測和小角X射線散射分析，在10-9米的微觀世界，茶多酚小分子猶如雪花飄零一般，附著到食品蛋白質(zhì)淀粉樣纖維的表面，并且不斷地堆疊，形成“芯—殼”超分子納米線結(jié)構(gòu)，繼而自組裝成食品水凝膠。
淀粉樣纖維是一種有序聚集態(tài)的納米線狀結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，其長度20-30微米，直徑2-8納米，具有手性螺旋。該團(tuán)隊通過加工讓食品蛋白質(zhì)自組裝成這種柔性生物膠體。
胡冰告訴《中國科學(xué)報》，這樣的加工流程極大地提高了水凝膠中多酚的負(fù)載量，達(dá)到了生產(chǎn)需要，同時還增強(qiáng)了多酚的穩(wěn)定性。
他們在動物實(shí)驗(yàn)中觀測到，水凝膠從小鼠的胃進(jìn)入小腸，最終進(jìn)入大腸，并且能夠長時間地保留在結(jié)腸中。這種食品超分子軟物質(zhì)在小鼠結(jié)腸中很好地緩解了炎性反應(yīng)，還明顯地改善了相應(yīng)的腸道菌群失調(diào)，抑制了由炎性反應(yīng)激發(fā)的微生物菌屬的異常增殖。長期動物毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，食用這種食品軟物質(zhì)沒有表現(xiàn)出毒副作用，能增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化水平。
以往的研究均認(rèn)為多酚會抑制蛋白質(zhì)淀粉樣纖維的形成，或者是切斷、破壞已經(jīng)成型的淀粉樣纖維。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的這項最新發(fā)現(xiàn)表明，兩者并非“水火不容”，而是可以組合利用，蛋白質(zhì)淀粉樣纖維可以用作多酚的附著載體，兩者結(jié)合后能夠形成水凝膠高級結(jié)構(gòu)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09125
