含辣椒素类物质的乳液凝胶胃消化产物对人肠道上皮细胞炎症介质分泌的影响及其对胃刺激的启示

本研究针对辣椒素类物质(CAP)在食品递送中可能引发的胃刺激问题，创新性地建立了体外评估方法。研究人员通过模拟动态胃消化系统(HGS)制备含CAP的乳清蛋白和Tween 80乳液凝胶消化产物，利用Caco-2细胞模型检测白细胞介素-8(IL-8)分泌水平。结果发现Tween 80乳液凝胶因结构松散促进CAP释放，显著增加IL-8分泌，揭示了食品基质结构通过调控活性成分释放影响胃肠刺激的新机制，为功能性食品设计提供重要理论依据。

　　

辣椒带来的灼烧感源于其中的辣椒素类物质(CAP)，这类物质不仅是调味品的关键成分，更因其与瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV-1)的相互作用，在镇痛、抗炎等领域展现出医疗潜力。然而CAP在发挥功效的同时，也可能通过激活胃肠道TRPV-1受体引发炎症反应，这成为开发CAP载药系统的主要挑战。传统评估方法依赖动物实验，亟需建立高效、可靠的体外评价体系。

针对这一科学问题，中国研究人员在《Food Hydrocolloids for Health》发表创新成果。研究团队巧妙运用食品胶体科学原理，设计了两类结构迥异的乳液凝胶载体：一类采用乳清蛋白(WPI)作为乳化剂，形成致密网络结构；另一类选用Tween 80表面活性剂，构建松散基质。通过人类胃模拟器(HGS)动态消化系统，研究人员精确模拟了食物在胃内的机械剪切、酶解和排空过程，并创新性地将消化产物与人类结肠腺癌细胞(Caco-2)共培养，通过检测白细胞介素-8(IL-8)的分泌水平定量评估胃刺激程度。

关键技术方法包括：1)建立动态胃消化模型，模拟空腹状态下胃液分泌(2.5 mL/min)和固体食物排空规律(3 mL/min)；2)采用MTT法检测消化产物对Caco-2细胞的毒性；3)通过酶联免疫吸附试验(ELISA)定量IL-8分泌量；4)结合激光粒度分析追踪消化过程中凝胶颗粒和油滴尺寸变化。

3.1 胃消化产物的理化特性
研究发现两种乳液凝胶在胃消化过程中表现出显著差异。Tween 80凝胶在30分钟时颗粒尺寸(d_4,3)即减半，且消化末期油滴尺寸增大50-100%，表明其结构更易崩解并发生油滴聚集。相比之下，乳清蛋白凝胶保持结构完整性，油滴被蛋白基质有效保护。这种差异为后续炎症反应差异埋下伏笔。

3.2 胃消化产物的细胞毒性
未调节pH的消化产物显示出复杂的毒性模式。乳清蛋白凝胶在60-120分钟出现短暂毒性峰，可能与胃蛋白酶活性相关；而Tween 80凝胶在消化后期(180-240分钟)表现出持续毒性，推测是释放的Tween 80表面活性剂所致。值得注意的是，当消化产物pH调节至7.0后，含CAP的Tween 80凝胶毒性消失，提示酸性环境加剧了表面活性剂的细胞损伤作用。

3.3 对IL-8分泌的影响
最关键的发现是：CAP和Tween 80具有协同促炎效应。经固体含量标准化后，含CAP的Tween 80凝胶消化产物诱导的IL-8分泌量是乳清蛋白凝胶的2倍。机制分析表明，Tween 80形成的松散结构促进CAP释放，而乳清蛋白基质则通过强相互作用限制CAP释放。随时间推移，Tween 80凝胶消化产物的IL-8诱导能力持续增强，这与消化过程中凝胶结构持续崩解、CAP释放增加的趋势一致。

这项研究的意义在于建立了首个基于Caco-2细胞的食品胃刺激体外评价体系，揭示了食品基质结构-消化行为-活性成分释放-炎症反应的四级调控关系。研究发现不仅为CAP递送系统设计提供指导原则——采用乳清蛋白等生物聚合物构建致密基质可降低胃肠刺激，更开创性地证实食品级表面活性剂Tween 80本身具有促炎潜力。该成果为功能性食品开发提供了重要理论工具，使科研人员能在配方设计阶段预测和调控胃肠刺激风险。未来研究可拓展至其他生物活性成分和炎症标志物，进一步完善食品-胃肠互作评价体系。