发酵特级初榨橄榄油对高果糖饮食诱导的大鼠非酒精性脂肪性肝炎的保护作用研究

【字体: 时间:2025年09月11日 来源:Food Production, Processing and Nutrition 4

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  本研究针对高果糖饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)问题,研究人员通过微生物发酵技术提升特级初榨橄榄油(EVOO)中角鲨烯含量,系统评估了发酵EVOO(FEVOO)对大鼠NASH模型的干预效果。结果表明FEVOO能显著改善肝功能指标(ALT、AST、ALP)、胰岛素抵抗(HOMA-IR)和脂质代谢,降低氧化应激(MDA、GSH、SOD、CAT)和炎症因子(IL-6、IL-1β)水平,组织病理学显示肝脂肪变性和纤维化明显减轻。该研究为膳食干预NASH提供了新策略,凸显发酵改性提升植物油生物活性的应用潜力。

  

随着现代饮食结构中高果糖摄入量的显著增加,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及其进展形式非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的全球患病率持续攀升,已成为重大公共卫生问题。高果糖饮食通过促进肝脏新生脂肪生成、诱发胰岛素抵抗和氧化应激,驱动肝细胞脂肪变性、炎症和纤维化进程。目前临床上尚缺乏针对NASH的特效药物治疗,生活方式干预尤其是膳食调节成为主要防治策略。地中海饮食模式因富含特级初榨橄榄油(EVOO)而被广泛推荐,其健康效益不仅来源于高油酸含量,更与多酚、角鲨烯(SQ)等生物活性小分子密切相关。然而,天然EVOO中角鲨烯含量有限(仅占0.2-1.6%),如何通过生物技术手段提升其功能性成分含量,进而增强 hepatoprotective effects,是当前食品与营养领域的研究热点。

本研究创新性地采用耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)对EVOO进行微生物发酵处理,通过优化发酵工艺显著提高角鲨烯含量,并系统评估发酵后橄榄油(FEVOO)在高果糖饮食诱导的大鼠NASH模型中的保护功效。研究成果发表于《Food Production, Processing and Nutrition》,为功能性油脂开发及NASH的膳食防治提供了重要实验依据。

研究采用微生物发酵技术对EVOO进行改性,通过分离筛选高产脂肪酶的Yarrowia lipolytica菌株,优化发酵参数(pH、温度、时间、通气条件);利用GC-MS分析角鲨烯含量并筛选最佳发酵批次;通过体外抗氧化(DPPH法、总酚含量测定)和抗菌实验(MIC测定)评估FEVOO生物活性;建立高果糖饮食诱导的大鼠NASH模型,设置正常对照组、模型组、EVOO干预组和FEVOO干预组(饲料中添加10%);检测血清肝功能酶谱、糖脂代谢指标、肝脏脂质含量、氧化应激标志物(MDA、GSH、SOD、CAT)及炎症因子(IL-6、IL-1β);进行肝脏组织病理学(H&E、Mallory染色、PAS染色)和免疫组化(TNF-α、CD68)分析。

发酵优化与FEVOO表征

通过pH、温度、孵育时间和振荡条件优化,确定Yarrowia lipolytica在pH 7、30°C、振荡培养72小时条件下脂肪酶活性最高(40.20 U/mL)。GC-MS分析显示,最佳发酵批次(Batch 1)的角鲨烯含量较原始EVOO提高21倍(面积百分比从0.477%增至10.135%),而中度(Batch 2)和次优条件(Batch 3)分别提高4.7倍和3.8倍。发酵后油样的总酚含量和DPPH自由基清除率略有下降,但对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性增强。

营养与代谢参数改善

FEVOO和EVOO干预均显著降低高果糖饮食导致的大鼠食物摄入总量、肝脏重量和肝体比(p<0.05),但体重变化无显著差异。两组干预均逆转高果糖饮食引发的肝功能损伤:ALT水平分别降低38%和32.6%,AST、ALP、总胆红素和直接胆红素水平显著恢复正常(p<0.05);血清总蛋白和白蛋白水平接近正常组。

脂质代谢调节作用

FEVOO和EVOO有效改善血脂异常:血浆总胆固醇分别降低46.6%和42%,甘油三酯降低54.6%和59.3%,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著升高(FEVOO组较模型组提高45.5%),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)及动脉粥样硬化指数(LDL/HDL、TG/HDL)显著下降(p<0.05)。肝脏组织总脂肪、胆固醇和甘油三酯含量也显著降低,表明肝脂肪蓄积得到抑制。

糖代谢与胰岛素敏感性

高果糖饮食导致空腹血糖、胰岛素水平和HOMA-IR指数显著升高(分别为2.85倍、2.45倍和6.96倍)。EVOO和FEVOO干预使血糖分别降低58.61%和56.39%,胰岛素降低49.12%和41.89%,HOMA-IR降低78.63%和74.77%,提示胰岛素敏感性显著改善。

氧化应激与炎症反应

模型组肝脏MDA水平升高3.45倍,抗氧化酶GSH、SOD和CAT活性显著降低(p<0.05)。FEVOO和EVOO干预使MDA水平降低1.97倍和2.4倍,GSH水平提高2.34倍和2.38倍,SOD和CAT活性显著恢复。炎症因子IL-6和IL-1β在模型组中分别升高2.54倍和2.59倍,而FEVOO和EVOO干预组其水平显著下降(p<0.05)。

组织病理学与免疫组化验证

高果糖饮食组肝脏呈现典型NASH病理特征:宏观可见灰红色伴黄色斑块;显微镜下见中央静脉区和门管区显著大泡性和小泡性脂肪变性、肝细胞气球样变、小叶炎症伴淋巴细胞浸润、Mallory-Denk小体、线粒体巨变及纤维化。NAS评分达7分(明确NASH),纤维化评分2分。EVOO和FEVOO干预显著减轻病理改变:脂肪变性和炎症评分降低,NAS评分分别降至2分(非NASH)和3分(临界NASH),胶原纤维面积百分比从56.68%降至22.94%(EVOO)和25.93%(FEVOO),糖原储存恢复。免疫组化显示TNF-α表达和CD68+巨噬细胞浸润在干预组中显著减少。

本研究证实通过Yarrowia lipolytica发酵可显著提高EVOO中角鲨烯含量,并增强其 hepatoprotective effects。FEVOO通过多途径拮抗高果糖饮食诱导的NASH:改善脂质代谢紊乱和胰岛素抵抗,增强抗氧化防御体系,抑制炎症反应,减轻肝细胞损伤和纤维化。角鲨烯作为关键活性成分,其提升可能与调节脂代谢基因表达、清除自由基及抑制NF-κB通路有关。研究创新性地将微生物发酵技术应用于功能性油脂开发,为NASH的膳食干预提供了新思路,同时凸显生物改性在提升传统食品健康效益方面的巨大潜力。未来研究需进一步解析角鲨烯的作用机制,并推进临床转化应用。

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