乳酸菌发酵仙人掌果汁缓解镉中毒的机制研究：基于抗氧化、抗炎及基因调控的多维保护效应

本研究针对镉(Cd)暴露引发的氧化应激和器官毒性问题，通过开发乳酸菌发酵仙人掌果汁(FCJ)，系统评估其解毒功效。实验证实FCJ能显著提升总酚(315.80±2.02 μg GAE/g)和类黄酮含量(135.27±1.41 μg catechol/g)，使抗氧化活性提升48.61%，并通过调节TNF-α/P53/BCL-2通路减轻肝肾损伤，为重金属解毒提供了新型功能性食品解决方案。

　　

镉作为环境中广泛存在的有毒重金属，通过污染水源、土壤和食物链对人类健康构成严重威胁。长期接触镉会导致肝肾损伤、骨质疏松和心血管疾病，而现有解毒手段存在效率低或副作用大等问题。仙人掌(Opuntia ficus-indica L.)作为传统药食两用植物，富含酚酸、黄酮和甜菜红素等活性成分，但其发酵产物的重金属解毒潜力尚未充分挖掘。

埃及亚历山大市场科学研究和技术创新应用城市的研究人员开展了一项创新研究，通过乳酸植物杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)RM1发酵仙人掌果汁(FCJ)，系统比较其与非发酵果汁(NCJ)对镉中毒大鼠的解毒效果。研究发现FCJ能显著提升多酚含量和DPPH自由基清除能力(IC₅₀ 116.04±1.74 μg/mL)，并通过调节关键基因表达和抗氧化酶活性实现肝肾保护，相关成果发表在《Toxicology Reports》上。

研究采用高效液相色谱(HPLC)分析活性成分，通过大鼠模型(分6组，n=5)评估200 mg/kg剂量干预效果，运用原子吸收光谱测定组织镉含量，qRT-PCR检测TNF-α/P53/IL-1/BCL-2基因表达，并结合组织病理学分析验证疗效。

3.1 理化特性
发酵使FCJ总酚含量提升10.5%(315.80 vs 285.83 μg GAE/g)，类黄酮增加13.6%，pH降至5.16±0.05。感官评价显示FCJ在口感粘度上更受青睐(7.53±0.05分)。

3.3 活性成分
HPLC检测到槲皮素(2.34 mg/100mL)、甜菜红素(7.5 mg/100mL)等关键成分，发酵后乳酸菌数保持>10⁶ CFU/g达60天。

3.6 动物实验
镉暴露组(G2)肝脏镉蓄积达45.59 μg/g，FCJ干预组(G6)降至2.72 μg/g。FCJ使SOD活性恢复至对照组的92%，MDA水平降低57%。基因表达显示FCJ显著抑制TNF-α(降幅30.4%)和P53，同时上调BCL-2。

组织病理学
FCJ治疗组肝细胞空泡化和肾小球萎缩明显改善，接近正常组织结构。

这项研究首次揭示了乳酸菌发酵对仙人掌果汁解毒效能的增强机制：通过提升多酚生物利用度和益生菌的金属螯合作用，形成"抗氧化-抗炎-基因调控"三重保护网络。FCJ将镉在肝脏的蓄积降低16.8倍，其效果显著优于非发酵产品，为开发抗重金属污染的功能食品提供了新思路。研究还证实FCJ具有60天的稳定保质期和良好感官接受度，具备产业化应用潜力，特别适用于职业暴露人群的日常防护。从传统植物资源中挖掘解毒方案的做法，既符合可持续发展理念，也为解决环境污染引发的健康问题提供了经济有效的干预策略。