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水分散性姜黄提取物通过调节肠道屏障和代谢物改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Food Quality and Preference 4.9
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为解决姜黄素水溶性差、生物利用度低的问题,研究人员开发了一种水分散性姜黄根茎提取物(WDTE),通过纳米分散技术显著改善了其胶体特性(粒径1095.0±69.4 nm,zeta电位-41.77±1.33 mV)。研究发现,WDTE能有效抑制高脂饮食(HFD)诱导的小鼠体重增加、脂肪堆积和肝脏脂质沉积,并通过上调紧密连接蛋白(ZO-1、occludin、claudin-1)增强肠道屏障功能,降低血浆内毒素水平。代谢组学分析显示,WDTE显著调节氨基酸和胆汁酸代谢途径,减少肥胖相关代谢物(如甜菜碱和3-吲哚丙酸)水平。该研究为开发功能性食品或营养补充剂提供了新思路,具有潜在的临床应用价值。
肥胖已成为全球性健康挑战,其核心机制是能量摄入与消耗失衡导致的脂肪过度积累。作为传统药食两用植物,姜黄(Curcuma longa)中的活性成分姜黄素(curcumin)虽具有抗肥胖潜力,但因其水溶性差、生物利用度低,临床应用受限。如何突破这一瓶颈,成为研究热点。与此同时,肠道菌群失调与代谢紊乱的关联日益明确,但天然产物如何通过“肠-肝-脂肪轴”调控代谢仍待深入探索。
为解决这些问题,韩国食品研究所(Korea Food Research Institute)的研究团队创新性地开发了水分散性姜黄根茎提取物(Water-dispersible turmeric rhizome extract, WDTE)。通过将姜黄提取物与麦芽糊精(maltodextrin)结合,采用高压均质和喷雾干燥技术,成功制备出粒径更小(1095.0±69.4 nm)、稳定性更高(zeta电位-41.77±1.33 mV)的纳米分散体系。UPLC-QTOF-MS分析证实,WDTE含有10种代谢物,包括5种二芳基庚烷类化合物(如姜黄素、去甲氧基姜黄素等),其中姜黄素含量达7.3%(w/w)。这项突破性成果发表在食品科学领域权威期刊《Food Quality and Preference》上,为功能性食品开发提供了新方向。
研究团队采用高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠模型,通过8周干预评估WDTE效果。关键技术包括:动态光散射和电泳光散射分析胶体特性;双能X射线吸收法(DEXA)检测体脂;Western blot分析脂肪生成蛋白(如FAS、ACC、PPARγ);FITC-葡聚糖灌胃实验评估肠道通透性;LC-MS/MS进行血清和粪便代谢组学分析。
3.1 化学组成与胶体特性
WDTE的UPLC-QTOF-MS谱图鉴定出10种代谢物,包括姜黄素及其衍生物。与传统提取物相比,WDTE粒径减小78.7%,zeta电位绝对值提升2.7倍,表明纳米分散技术显著改善其稳定性。
3.3 抗肥胖效应
高剂量WDTE(100 mg/kg)使HFD小鼠体重增长降低27%,附睾白色脂肪组织(WAT)重量减少35%。DEXA显示体脂百分比从HFD组的42.3%降至31.8%,接近正常饮食(ND)组水平。
3.4 代谢改善
WDTE显著降低血清ALT(-48%)、TG(-39%)和HOMA-IR(胰岛素抵抗指数,-52%),口服糖耐量试验(OGTT)曲线下面积减少33%,提示其改善糖脂代谢紊乱。
3.6 肝脏保护
Oil Red O染色显示,WDTE使肝脏脂滴面积减少62%,MASLD(代谢功能障碍相关脂肪性肝病)活性评分从5.2降至2.1。Western blot证实WDTE下调ACC、SCD1等脂生成蛋白表达。
3.7 肠道屏障修复
WDTE使血浆内毒素降低67%,FITC-葡聚糖渗透率减少54%。结肠组织中紧密连接蛋白ZO-1、occludin表达分别恢复至ND组的1.8倍和1.3倍,表明其有效修复肠道屏障。
3.8 代谢物调控
粪便代谢组发现HFD组甜菜碱(betaine)、3-吲哚丙酸(indole-3-propionic acid)水平分别升高2.1倍和3.4倍,而WDTE干预后显著回调。血清中支链氨基酸(BCAAs)与胰岛素抵抗呈负相关(r=-0.82)。
讨论部分指出,WDTE通过三重机制发挥作用:一是直接抑制PPARγ/SREBP1通路减少脂肪生成;二是上调ZO-1等蛋白修复肠道屏障,减少内毒素易位;三是调节菌群-宿主共代谢物(如胆汁酸、吲哚衍生物)。该研究首次将纳米分散技术与肠道-代谢轴调控结合,为开发抗肥胖功能食品提供了理论依据。未来需进一步验证WDTE在人体中的生物利用度及长期安全性,但其在代谢综合征管理中的应用前景值得期待。
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