《Food and Function》：Matrix matters: the importance of the food matrix in bioaccessibility and basolateral recovery of microalgal-sourced DHAOpen Access
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Omega-3长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFAs），例如二十二碳六烯酸（DHA），以其积极的健康效应而闻名。为达到推荐摄入水平，人们通常以补充剂形式消费鱼油和微藻油，典型形式为封装的三酰甘油（TAGs）。然而，将omega-3 LC-PUFAs分散于食品基质
Omega-3长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFAs），例如二十二碳六烯酸（DHA），以其积极的健康效应而闻名。为达到推荐摄入水平，人们通常以补充剂形式消费鱼油和微藻油，典型形式为封装的三酰甘油（TAGs）。然而，将omega-3 LC-PUFAs分散于食品基质中摄入可能更为有益，因为已有研究表明这能改善其他类型油脂的消化。本研究调查了富含DHA的微藻油在不同形式下的体外生物可及性和基底外侧回收率：散装油、封装油、粉末状油以及掺入蛋白质基质的油。研究人员在调整INFOGEST方案以适应脂质消化后，通过返滴定法和气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）评估体外消化后的生物可及性。研究人员采用适应了脂质对塑料板粘附问题的Caco-2细胞模型来评估基底外侧DHA回收率。结果显示，封装油与散装油的消化情况相似（n = 3）。粉末状油显示出比散装油更高的生物可及性（粉末为47.0 ± 2.5%，散装油为9.5 ± 0.7%，n = 3）。在Caco-2模型中，尽管实验模型限制了结果的解释范围（n = 3），粉末状油显示出比散装油更高的基底外侧回收率（4.8 ± 0.9% vs. 1.2 ± 0.2%）。为评估基质效应，研究人员设计了一种使用不同蛋白质的纯素奶酪样基质（VCM）。VCM中的DHA生物可及性比散装油高38%（n = 3），并且在基底外侧回收率方面未观察到差异。研究人员的发现强调了食品基质在DHA生物可及性和基底外侧回收率中起着关键作用，这可能预示着肠道吸收的增加。研究方法的选择，包括消化方案、转运模型和定量策略，应基于具体的研究问题，而非采用一刀切的方法。
论文解读文章
研究背景与目的
Omega-3长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFAs），特别是二十二碳六烯酸（DHA），因其对心血管健康和神经炎症性疾病如阿尔茨海默病的积极作用而被广泛认可。人体从α-亚麻酸（ALA）转化DHA的效率低下，因此膳食摄入至关重要。欧洲食品安全局建议成人每日摄入250毫克二十碳五烯酸（EPA）加DHA，主要来源为鱼类和海鲜。然而，现代西方饮食中omega-3 LC-PUFAs摄入普遍偏低，素食和纯素饮食更是严重缺乏甚至完全不含EPA和DHA。传统的鱼油补充剂面临技术和可持续性挑战，且不适合素食者。海洋微藻提供了一种可持续的植物基替代品。目前，omega-3 LC-PUFAs通常以封装的三酰甘油（TAGs）或乙酯（EEs）形式作为补充剂摄入，但这些形式的生物利用度相对较低。将omega-3 LC-PUFAs分散于食品基质中可能会通过调节脂质乳化和消化来改善其生物可及性和吸收。然而，现有文献关于食品基质对脂质生物可及性和生物利用度影响的报道并不一致。此外，对于复杂递送形式（如封装油或粉末油）的标准化消化评估方法尚不完善。因此，本研究旨在系统性地探究不同DHA递送形式——散装油、封装油、粉末油以及掺入结构化蛋白质基质的油——如何影响其生物可及性和基底外侧回收率，并为评估这些递送形式建立一个标准化的体外框架。
研究方法概述
研究人员采用了基于标准化INFOGEST 2.0方案的静态模拟体外消化模型，并针对脂质消化进行了优化，加入了兔胃提取物（提供胃脂肪酶）和共脂肪酶。通过返滴定法和气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）两种方法来表征脂质消化程度和定量DHA生物可及性。为了评估肠道摄取，使用了分化的Caco-2细胞Transwell?模型，并对模型进行了优化以解决细胞毒性、培养基干扰和脂质对塑料表面粘附等问题。研究中比较了四种商业胶囊（鱼明胶、牛明胶、玉米淀粉、羟丙基淀粉）与其对应散装油的效果，对比了微藻散装油与粉末油，并开发了一种由羽扇豆蛋白浓缩物（LPC）、大豆分离蛋白（SPI）或小麦分离蛋白（WPI）制成的纯素奶酪样基质（VCM），以评估蛋白质基质对DHA生物可及性的影响。
研究结果
封装不影响大多数胶囊类型的脂质生物可及性，但羟丙基淀粉除外
通过静态消化观察，胶囊材料的组成决定了其降解模式和油脂释放特性。返滴定法测定游离脂肪酸（FFA）释放百分比的结果表明，与散装油相比，只有羟丙基淀粉胶囊显著提高了FFA释放百分比（p = 0.0225），但该组数据标准差较大，反映了淀粉基胶囊的异质性。鱼明胶、牛明胶和玉米淀粉胶囊的封装形式与其对应散装油相比，脂质生物可及性无显著差异。
粉末状藻油在体外消化过程中表现出比散装油更高的DHA和总脂肪酸生物可及性
通过GC-FID分析消化后的胶束层（即生物可及组分），虽然散装油在消化前具有更高的初始总脂肪酸（FA）和DHA含量，导致消化后每克胶束层的绝对DHA量更高，但在校正初始含量差异后，粉末状油的总FA生物可及性百分比（45.5 ± 1.7%）和DHA生物可及性百分比（47.0 ± 2.5%）均显著高于散装油（分别为13.7 ± 2.6%和9.5 ± 0.7%）。这表明粉末状油基质促进了更高效的脂质水解和释放。
优化用于消化后DHA测量的Caco-2 Transwell?模型以评估肠道摄取
研究人员对Caco-2模型进行了系统优化。验证了冻干处理可消除培养基对GC-FID定量的干扰；通过跨上皮电阻（TEER）监测确定了50倍稀释为最佳应用浓度，既能避免细胞毒性又能保证DHA定量在线性范围内；并比较了不同胆汁盐配方，最终选择使用个体胆汁盐的INFOGEST方案进行后续实验，以避免牛胆汁提取物对细胞模型的潜在干扰。
脂质对插入物的粘附阻止了完全的质量平衡
研究发现大量脂肪酸（FA）和DHA会粘附到Transwell?插入物的塑料表面。无论是在有或无Caco-2细胞的插入物中，均有相当比例的脂质无法从培养基中回收。在基底外侧添加牛血清白蛋白（BSA）也未能改善这一情况。由于无法实现100%的质量平衡，研究人员指出该体外模型不能直接外推至体内生物利用度，但可用于同一实验内样本间的直接比较。
散装油和粉末形式的DHA丰富藻油的基底外侧回收率
在优化的Caco-2模型中，从绝对量看，散装油组的基底外侧总FA回收量（3.8 ± 0.7 μg）显著高于粉末油组（2.6 ± 2.1 μg），但DHA的绝对回收量两组间无显著差异。然而，当表示为占理论最大值的百分比时，粉末油的总FA（7.2 ± 0.6%）和DHA（4.8 ± 0.9%）基底外侧回收率均显著高于散装油（分别为1.7 ± 0.3%和1.2 ± 0.2%）。这进一步证实了粉末基质在促进DHA消化和转运方面的优势。
羽扇豆蛋白在形成纯素奶酪样基质中的脂滴方面优于大豆和小麦蛋白
通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察三种蛋白质基质（LPC、SPI、WPI）的结构，发现羽扇豆蛋白浓缩物（LPC）形成的脂滴最小且蛋白质结构最均匀。大豆分离蛋白（SPI）形成的脂滴较少且蛋白质聚集，而小麦分离蛋白（WPI）则形成了阻碍脂滴形成的网络结构。因此，研究人员选择LPC进行后续实验。
微藻来源的DHA在纯素奶酪样基质（VCM）中比在散装油中具有更高的生物可及性
在含有相同脂质和DHA含量的前提下，通过pH-stat滴定法监测消化过程，发现VCM在消化结束时的FFA释放百分比（76.6 ± 5.7%）显著高于散装油（53.8 ± 0.6%）（p = 0.0024），表明VCM促进了更强的脂质水解。GC-FID分析胶束相也证实，VCM中总FA和DHA的生物可及性均显著高于散装油。总体而言，VCM中DHA的生物可及性比散装油高出38%。
Caco-2单层上的基底外侧DHA回收率在VCM和散装油之间相当
尽管VCM表现出更高的DHA生物可及性，但在Caco-2 Transwell?模型中，VCM与散装油在24小时孵育后的基底外侧总FA和DHA浓度以及载脂蛋白B（ApoB）标记的乳糜微粒生成量上均无显著差异。这表明在本研究的体外条件下，增加的DHA生物可及性并未转化为更高的肠道细胞吸收和转运。
讨论与结论总结
本研究表明，将藻油掺入蛋白质基质中可以显著提高DHA的生物可及性。然而，这种提高并未在Caco-2模型中一致地转化为更高的基底外侧回收率，这很可能反映了该体外系统的固有限制，特别是脂质对塑料的粘附问题。尽管如此，经过优化的脂质INFOGEST消化方案结合Caco-2 Transwell?系统仍然是早期筛选不同样品间脂质生物可及性的有价值工具。研究人员强调，方法学选择至关重要：推荐使用包含胃脂肪酶的脂质优化INFOGEST方案进行脂质消化研究，并在评估复杂基质时优先使用GC-FID而非返滴定法来量化生物可及性。研究结论指出，食品基质在DHA生物可及性和基底外侧回收率中扮演着关键角色，可能预示着肠道吸收的增加。因此，研究方法的选择不应采取一刀切的方式，而应基于具体的研究问题来选择消化方案、转运模型和定量策略。
