《Food Bioscience》:Encapsulated phenolic-rich blueberry extract alleviates ampicillin-induced gut dysbiosis and reshapes colonic microbial metabolic profiles
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•基于SPI的微胶囊实现了酚类化合物在结肠递送过程中的持续释放。•包埋的蓝莓提取物在抗生素胁迫下增加了短链脂肪酸(SCFA)的产量。•包埋的蓝莓提取物丰富了双歧杆菌属(Bifidobacterium)和厌氧梭菌属(Anaerostipes)。•探索性宏基因组学分析表明,SPI
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基于SPI的微胶囊实现了酚类化合物在结肠递送过程中的持续释放。
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包埋的蓝莓提取物在抗生素胁迫下增加了短链脂肪酸(SCFA)的产量。
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包埋的蓝莓提取物丰富了双歧杆菌属(Bifidobacterium)和厌氧梭菌属(Anaerostipes)。
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探索性宏基因组学分析表明,SPI提取物中抗生素抗性基因(ARG)丰度降低。
引言
抗生素在临床和农业领域的广泛使用导致了全球范围内抗菌药物耐药性的出现,这对公共健康构成了严重威胁(Liang等人,2025)。抗生素暴露对微生物群落产生强烈的选择压力,导致人类胃肠道中抗生素抗性基因(ARGs)的积累(Baldanzi等人,2026)。ARGs的积累不仅破坏了微生物稳态,还增加了水平基因转移的风险,可能导致未来的抗生素治疗无效(Lund等人,2025)。因此,开发非药物干预措施,如通过饮食策略减轻肠道耐药负担同时维持健康的微生物生态系统,已成为研究重点(Shen等人,2025)。
蓝莓衍生的植物化学物质,特别是花青素和其他酚类化合物,因其多种健康促进特性而受到广泛关注,包括抗菌作用以及对肠道微生物组的调节作用(Ruiz-Llacsahuanga等人,2026)。最近的研究表明,这些多酚化合物可以通过选择性抑制病原菌、促进有益菌种(如产短链脂肪酸的细菌)来重塑肠道环境,从而增强微生物代谢活性并支持肠道稳态(Lessard-Lord等人,2024)。然而,蓝莓酚类化合物的生物活性严重受阻于其上胃肠道恶劣条件导致的降解倾向,导致其在远端结肠的生物利用度有限(Santana等人,2025)。为了提高这些活性化合物向大肠的递送效率,微包埋技术被广泛用作一种有效策略,提供保护性基质以增强稳定性并实现控释(Jaouhari等人,2025)。然而,尽管人们对蓝莓酚类化合物对肠道微生物组的调节作用日益关注,但它们对ARGs及携带ARGs细菌的潜在影响仍未得到充分了解。探索微包埋蓝莓酚类化合物是否能够调节微生物功能潜力及抗性组表征,为旨在减轻菌群失调的饮食干预提供了有价值的初步假设。
本研究测试了三种壁材料,包括麦芽糊精、阿拉伯胶和大豆分离蛋白,用于包埋蓝莓提取物,以增强结肠递送及功能释放。通过16S rRNA测序评估了这些配方如何减轻氨苄西林诱导的菌群失调并重塑有益菌种。此外,采用探索性鸟枪法宏基因组分析作为描述性工具,获得关于功能基因潜力和ARG趋势的初步假设性见解。总体而言,本研究旨在证明大豆分离蛋白(SPI)是多酚保护的最优递送基质,同时为理解微包埋生物活性物质在抗生素胁迫下与肠道抗性组之间的潜在相互作用提供初步基础。
章节摘要
材料与试剂
新鲜蓝莓(Sweetest Batch品种,Driscoll's澳大利亚,澳大利亚维多利亚州)购自当地超市(澳大利亚墨尔本)。除另有说明外,所有化学品和试剂均购自Sigma-Aldrich公司(澳大利亚新南威尔士州Castle Hill)。
蓝莓多酚富集提取物的包埋
根据Liang等人(2026)优化的方案,采用超声辅助乙醇提取法从液氮稳定的果实粉末中提取蓝莓活性化合物。所得提取物的特征为
不同壁材料微包埋蓝莓提取物的表征及体外释放曲线
三种配方的包封率(EE)均保持在85%以上(图1a),其中阿拉伯胶(GAB)显示出略高的效率,可能归因于阿拉伯胶优越的乳化特性(Laureanti等人,2023)。粒径分析(图1b–d)显示,所有微胶囊均表现出相对均匀的分布,在负载蓝莓提取物后平均直径略有增加,表明核心成分成功包埋(Silva等人,2022)。扫描电子显微镜观察(图1e)
结论
本研究表明,与麦芽糊精和阿拉伯胶相比,大豆分离蛋白是蓝莓提取物结肠递送的最优壁材料,实现了高包封率和优越的持续释放特性。在结肠发酵过程中,SPI包埋的蓝莓提取物通过选择性富集双歧杆菌属(Bifidobacterium)和厌氧梭菌属(Anaerostipes)等有益菌种来减轻氨苄西林诱导的菌群失调,这直接导致
CRediT作者贡献声明
Hangwei Hu:撰写——审阅与编辑,监督。Zhongxiang Fang:撰写——审阅与编辑,监督。Pangzhen Zhang:撰写——审阅与编辑,监督,资源,项目管理,资金获取,概念构思。Ze Liang:撰写——初稿,方法学,调查研究,形式分析,概念构思。Ziqi Qi:方法学,调查研究,形式分析
未引用文献
Salazar-Jaramillo等人,2024。
利益冲突
作者声明不存在可能影响本文报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
竞争利益声明
? 作者声明不存在可能影响本文报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究由墨尔本大学理学院农业、食品与生态系统科学学院授予Ze Liang先生的博士学位奖学金、研究生论文撰写奖金(The Dr Albert Shimmins Fund)和研究生研究与支持计划(GRASS)资助。运营成本由墨尔本大学理学院授予Pangzhen Zhang博士的研究者发展基金支持。
Ze Liang|Ziqi Qi|Hang-Wei Hu|Zhongxiang Fang|Pangzhen Zhang