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肥胖威胁全球健康,传统疗法受限。研究人员针对海带(LJ)生物利用度低等问题,采用植物乳杆菌发酵并优化条件,发现发酵 LJ 可改善高脂饮食小鼠肥胖症状,调节肠道菌群(如增加拟杆菌门Bacteroidetes等有益菌),为抗肥胖膳食开发提供新方向。
肥胖如同一场静悄悄的全球健康危机,正以惊人的速度蔓延。据预测,到 2024 年全球将有超过 10 亿人受其困扰。这一 “富贵病” 不仅让人行动不便,更像一颗定时炸弹,悄然埋下非酒精性脂肪肝(NAFLD)、血脂异常、2 型糖尿病等严重健康隐患。传统的手术和药物治疗虽能解一时之困,却面临副作用风险和适用人群局限,而天然食材的膳食干预因安全温和、营养丰富等优势,逐渐成为科学界关注的焦点。
海带(Laminaria Japonica, LJ)作为海洋中的 “营养宝库”,富含岩藻聚糖、多酚、维生素和矿物质等生物活性成分,早有研究显示其在抗肥胖领域潜力非凡。然而,它如同蒙尘的珍珠,存在生物利用度低、营养物质释放困难、感官特性不佳(独特腥味让消费者难以下咽)等问题,大大限制了其应用价值。如何让海带的抗肥胖功效充分释放?发酵或许是一把关键钥匙。乳酸杆菌发酵,尤其是植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)发酵,既能提升原料的生物活性和生物利用度,又能去除海带的腥味,改善口感。但目前关于发酵海带的抗肥胖研究尚不全面,其活性成分组成、作用机制等仍需深入探索,且海带中可供乳酸菌利用的糖分含量低,导致发酵效率不高、时间较长。
为破解这些难题,南昌大学江西 - OAI 联合研究院的研究人员开展了相关研究,成果发表在《Food Bioscience》。
研究主要采用了以下关键技术方法:通过单因素试验和响应面法优化发酵工艺;利用 HPLC-MS/MS 分析活性成分;构建高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型,检测肥胖相关指标并进行肠道微生物组分析。
发酵工艺优化
单因素试验显示,乳酸浓度随发酵温度升高先增后减,在 34℃达峰值;初始 pH 在 5.0-11.0 范围内,乳酸产量先升后降,pH=9.5 时最高;接种量在 1%-9% 间,乳酸含量随接种量增加而增加。响应面法进一步确定最佳发酵条件为温度 34.54℃、pH 9.52、接种量 9%。
活性成分分析
HPLC-MS/MS 分析发现,发酵海带中含有多种具有抗肥胖潜力的活性化合物,包括单糖(如藻糖)、氨基酸(如精氨酸、苯丙氨酸)、脂肪酸(如苹果酸、乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸)。
抗肥胖效果及机制研究
在高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中,高浓度发酵海带处理显著改善了肥胖症状。肠道菌群结构分析显示,有益菌如拟杆菌门Bacteroidetes、Akkermansia、Muribaculaceae 的丰度增加,而与肥胖相关的细菌如 Colidextribacter、Acetatifactor、Blautia 的丰度降低。功能预测表明,其抗肥胖作用可能通过与次级代谢物合成、碳代谢、脂肪酸代谢相关的通路介导。
研究表明,经植物乳杆菌发酵优化后,海带的抗肥胖功效显著提升,其富含的多种活性成分通过调节肠道菌群结构、影响代谢通路等机制发挥作用。该研究不仅为海带这一海洋资源的深度开发提供了新方向,也为肥胖的膳食干预提供了科学依据和潜在候选物,有望推动天然功能性食品在抗肥胖领域的应用,为全球肥胖防治难题提供新的解决思路。