植物基乳化剂替代聚山梨酯对维生素D3 生物利用度及肠道健康的双重影响研究

本研究针对合成乳化剂聚山梨酯80（Tween 80, T80）可能引发的肠道炎症风险，创新性地评估豌豆蛋白（PPI）与玉米阿拉伯木聚糖（CAX）组合作为替代乳化剂的潜力。通过体外消化模型和小鼠实验证实，PPI+CAX可维持与T80相当的维生素D3 生物利用度，同时降低血清LPS特异性IgG水平31-35%（p<0.001），并改善雄性小鼠肠道菌群空间分布。该研究为开发可持续性食品添加剂提供了关键证据。

　　

在食品工业中，合成乳化剂如聚山梨酯80（Polysorbate 80, T80）长期被视为安全的食品添加剂，但近年研究发现其可能破坏肠道菌群平衡，诱发低度炎症并增加慢性疾病风险。随着全球维生素D缺乏症影响超过10亿人，富含维生素D的乳化食品成为重要补充途径，但传统乳化剂的安全性矛盾亟待解决。法国国家农业研究院（INRAE）团队在《Communications Biology》发表的研究，首次系统评估了植物基乳化剂组合（豌豆蛋白PPI+玉米阿拉伯木聚糖CAX）在维生素D递送和肠道健康维护方面的双重价值。

研究采用体外消化模型、Caco-2细胞吸收实验和11周小鼠干预实验相结合的策略。通过16S rRNA测序分析粪便菌群，结合荧光原位杂交（FISH）技术观察细菌-上皮距离，并采用LC-MS/MS检测维生素D₃
代谢物。

结果

植物基乳化剂维持维生素D₃

生物可及性
体外消化显示PPI+0.9%CAX组维生素D₃
生物可及性与T80无差异（p>0.05），但单独CAX组降低23%（p=0.002）。Caco-2细胞实验中，T80组维生素D₃
摄取量显著高于PPI组（p<0.0001），但小鼠实验证实高剂量（250μg）时两者血浆维生素D₃
曲线下面积（AUC）无统计学差异。

慢性暴露的炎症调控特征

11周干预后，PPI与PPI+CAX组血清LPS特异性IgG较T80组降低31.05%-34.66%（p≤0.0006）。Flagellin FliC特异性IgG在PPI+CAX组第6周短暂升高（较对照组+142%，p=0.0423），而抗炎因子IL-27在PPI+CAX组持续上调（p<0.05）。

肠道菌群空间重构效应

T80组雄性小鼠空肠细菌-上皮距离缩短60.67%（p=0.0779），伴随Firmicutes_D菌门丰度增加（p=0.0091）。黏液层染色显示T80组黏液分泌模式改变，而PPI+CAX组Meprin-β基因在远端空肠表达上调2.1倍（p=0.0179）。

菌群组成性别二态性

雄性小鼠中T80组Firmicutes_D相对丰度较对照组增加37%，而PPI组Bacteroidota降低28%（p=0.0375）。雌性小鼠PPI+CAX组Proteobacteria丰度升高1.8倍（p=0.0238），但各组短链脂肪酸含量无显著变化。

结论与展望

该研究证实PPI+CAX组合在维生素D递送效率上可完全替代T80，且能降低促炎标志物水平。特别值得注意的是，即使低于EFSA限定剂量（14.59 vs 25 mg/kg/day），T80仍会改变菌群空间分布，这种"亚临床效应"为食品添加剂安全评估提供了新视角。研究创新性地揭示：1）乳化剂作用存在性别差异，雄性更易受T80影响；2）植物乳化剂可通过调节MUC2黏液蛋白和抗菌肽Reg3^γ
表达维持肠道屏障。未来需在代谢综合征模型中验证这些发现，并探索阿拉伯木聚糖发酵产物对维生素吸收的潜在协同作用。

这项由Angela Bravo-Nunez领衔的研究，为食品工业开发兼顾营养功能和肠道健康的"双效"乳化系统提供了理论依据，其建立的剂量转换模型（动物-人类剂量转换系数6.2）也为后续研究提供了重要参考。