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【新京报】“未来食品”或能精准调控肠道健康

2020-03-30来源:新京报作者:周怀宗

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新京报讯(记者 周怀宗)食物不仅是人类生存的基础元素,也是人类健康最重要的影响因素之一。在未来,如何通过食品实现对营养健康的精准调控,是科学家们普遍关心的议题。

近日,南京农业奇趣腾讯分分食品科技学院胡冰教授团队发现了一种天然超分子的运行机制,能够精准靶向调控菌群,促进肠道健康。该成果近日正式发表于国际权威期刊美国化学会ACS Nano杂志。

肠道菌群与人体健康密切相关,目前已经明确,许多常见的肠道炎性反应与菌群相关,并由此激发了特定菌属的异常增殖。科学家发现,膳食植物化合物具有促进人体健康的生理功能,包括调节肠道菌群。但是,膳食植物化合物普遍存在溶解性差、生物利用率低,在现有输送载体中负载量低等问题,严重限制了其在食品加工领域的应用,也制约了其功能的进一步发挥。

奇趣腾讯分分提到分子自组装,人们常常会想到化学合成的嵌段高分子或者小分子凝胶剂。实际上,大自然中也存在天然的自组装构件分子,最为常见的就是核酸和蛋白质。

分子加工精准调控营养机制。受访者供图

受此启发,团队发现天然的茶多酚小分子同样具有自组装特性。据胡冰介绍,通过冷冻透射电子显微镜观测和小角X射线散射分析,在微观世界,茶多酚小分子犹如雪花飘零一般,附着到食品蛋白质淀粉样纤维的表面,并且不断地堆叠,形成“芯-壳”超分子纳米线结构,继而自组装成食品水凝胶,犹如一幅泼墨雪景图。

淀粉样纤维是一种有序聚集态的纳米线状结构的统称,其长度20-30μm,直径2-8nm,具有手性螺旋,团队通过加工让食品蛋白质自组装成这种柔性生物胶体。

奇趣腾讯分分胡冰告诉记者,这样的加工流程极大地提高了水凝胶中多酚的负载量,达到了生产的需要,同时还增强了多酚的稳定性。

团队通过动物实验,观测到水凝胶从小鼠的胃进入小肠,最终进入大肠,并且能够长时间地保留在结肠中。这种食品超分子软物质在小鼠结肠中很好地缓解了炎性反应,还明显地改善了相应的肠道菌群失调,抑制了由炎性反应激发的微生物菌属的异常增殖。长期动物毒性试验结果表明食用这种食品软物质没有表现出毒副作用,能增强体内抗氧化水平。

以往的研究均认为多酚会抑制蛋白质淀粉样纤维的形成,或者是切断、破坏已经成型的淀粉样纤维。南京农业奇趣腾讯分分的这项最新发现表明,这两者并非“水火不容”,而是可以拿来组合利用,蛋白质淀粉样纤维可以用作多酚的附着载体,两者结合后能够形成水凝胶高级结构。

与此同时,该研究揭示了食品分子之间的多重相互作用,构建起跨多尺度自组装的分子加工新策略,为精准调控人类营养健康提供了一个很好的方向。

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