原标题:“未来的食物”或能精确调节肠道健康的超分子软物质抑制由小鼠结肠炎症反应刺激的微生物细菌的异常增殖。
新京报(记者周怀宗)食物不仅是人类生存的基本要素,也是影响人类健康的最重要因素之一。在未来,如何通过食物实现营养和健康的精确调节是科学家们共同关心的话题。
最近,南京农业大学食品科学与技术学院的胡兵教授的团队发现了一种天然的超分子机制,能够精确地靶向和调节菌群,促进肠道健康。该结果最近在国际权威杂志《ACS纳米》上正式发表。
肠道菌群与人类健康密切相关。已经证实,许多常见的肠道炎症反应与菌群有关,从而刺激特定细菌的异常增殖。科学家们发现,食用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。然而,膳食植物化合物在现有运输载体中溶解性差、生物利用度低和负载量低的问题严重限制了它们在食品加工领域中的应用及其功能的进一步开发。
谈到分子自组装,人们通常会想到化学合成的嵌段聚合物或小分子凝胶。事实上,自然界中也有天然的自组装构件,最常见的是核酸和蛋白质。
分子加工精确调节营养机制。受此启发,该团队发现天然小分子茶多酚也具有自组装特性。据胡兵介绍,通过冷冻透射电镜观察和小角X射线散射分析,在微观世界中,小分子茶多酚就像雪花一样飘落,附着在食物蛋白淀粉样纤维的表面,并不断堆积形成“核壳”超分子纳米线结构,然后自组装成食物水凝胶,就像泼墨的雪景。
淀粉样纤维是有序聚集状态下纳米线性结构的统称。其长度为20-30μm,直径为2-8nm,具有手性螺旋。该团队通过加工使食物蛋白质自组装成这种灵活的生物胶体。
胡兵告诉记者,这样的加工流程大大增加了水凝胶中多酚的负载量,满足了生产的需要,同时也增强了多酚的稳定性。
通过动物实验,该小组观察到水凝胶从小鼠的胃进入小肠,最后进入大肠,并可能在结肠中停留很长时间。该食品超分子软物质能很好地缓解小鼠结肠炎症反应,明显改善相应的肠道菌群失调,抑制炎症反应刺激的微生物细菌的异常增殖。动物长期毒性试验结果表明,食用这种食品软物质无毒副作用,可提高体内抗氧化水平。
以前的研究认为多酚可以抑制蛋白质淀粉样纤维的形成,或者切断或破坏已经形成的淀粉样纤维。南京农业大学的最新发现表明,二者并非不相容,而是可以结合使用。蛋白淀粉样纤维可作为多酚的附着载体,二者结合可形成水凝胶高级结构。
同时,该研究揭示了食物分子间的多重相互作用,构建了一种跨多尺度自组装的分子加工新策略,为人类营养与健康的精确调控提供了良好的方向。
《新京报》记者周怀宗
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