体外条件下可食用红藻紫极毛赤菜中铁的生物可及性与肠转运：分子量分布及细胞代谢响应

《Food Bioscience》：In vitro iron bioaccessibility and intestinal transport of the edible red alga Bangia atropurpurea: Molecular-weight distribution and cellular metabolic response

　　

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  B. atropurpurea含铁量为486 ± 77 μg Fe/g干重。
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  可萃取的海藻铁大部分富集于≥10 kDa组分中。
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  经改良消化处理后，海藻样本的可溶性铁回收率高于FeSO₄。
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  海藻消化液的Caco-2跨上皮铁转运量高于FeSO₄消化液。
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  B. atropurpurea消化液的CCK-8法估算IC₅₀值高于FeSO₄消化液。

引言

铁对于氧气运输、能量代谢以及众多细胞过程至关重要，缺铁仍是贫血的主要营养学原因（Camaschella, 2019; Piskin et al., 2022）。硫酸亚铁（FeSO₄）因其疗效明确且成本低廉，被广泛用于口服补铁，但胃肠道不良反应可能降低依从性（Bloor et al., 2021; Tolkien et al., 2015）。这些局限性促使研究者关注来源于食物的铁源，后者可能在更为复杂的食物基质中提供铁元素。

食物中的铁与蛋白质、多肽、多糖、有机酸及其他成分共存，这些成分可影响铁的溶解度、化学环境及其在胃肠道消化过程中的行为（Etcheverry et al., 2012; Piskin et al., 2022）。因此，对富铁食物的评估应超越总铁含量，还需包括消化过程中释放的铁的比例及其与肠上皮细胞的后续相互作用。

Bangia atropurpurea是一种可食用的红藻，在台湾有传统食用习惯，属于相对富铁的食物。台湾食物成分数据库报道，通常鉴定为B. atropurpurea的红发藻含铁量约为62 mg Fe/100 g（台湾食品药品管理局[TFDA], n.d.）。近期研究强调，仅凭矿物质含量无法预测藻类食物的营养生物利用度：蓝藻和微藻食物来源中的铁含量和体外生物利用度存在显著差异，标准化的消化实验结合Caco-2模型已揭示矿物质生物可及性和铁的生物利用度具有强烈的种属依赖性（Wang et al., 2025; Gao et al., 2026）。近期对可食用红藻中蛋白质和生物活性肽的表征进一步展示了红藻食品成分的多样性（Basri et al., 2025）。尽管相关文献日益丰富，但目前关于B. atropurpurea中铁的理化分布、胃肠道释放、上皮转运及细胞响应的种属特异性信息仍然匮乏。分子量截断超滤法可提供可萃取铁分布的操作性描述，但膜截留也可能受到分子间相互作用的影响；因此，高分子量和低分子量组分不应直接解释为结合态铁和游离态铁（Stoner et al., 2004）。

胃肠道生物可及性描述从食物基质中释放出来、可能可供肠道吸收的营养素比例（Etcheverry et al., 2012）。因此，模拟消化实验结合Caco-2肠上皮模型有助于在互补的消化阶段和上皮阶段比较食物中铁的生物利用度（Glahn et al., 1998; Yun et al., 2004）。细胞对消化液的代谢反应可额外提供受控暴露条件下细胞反应的比较指标，尽管这些结果并不能确立人体中的细胞毒性或胃肠道安全性。

因此，本研究通过两个刻意分离的实验水平填补了种属特异性的知识空白。首先，利用10 kDa超滤法表征消化前磷酸盐提取物中铁和蛋白质的分子量分布。其次，将含有等量初始铁的B. atropurpurea和FeSO₄进行相同的模拟胃肠道消化，随后独立评估铁的生物可及性、在等浓度可溶性铁下的Caco-2跨上皮转运以及细胞代谢反应。本研究因此将消化前的理化表征与消化后的功能评估相结合，为可食用红藻B. atropurpurea的铁提供种属特异性评价。

各节摘要

材料与试剂

可食用红藻B. atropurpurea的干燥样本购自天素食品有限公司（台湾台中）。本研究所用材料来自单一商业来源，在分析性分样前进行了均质化；因此，总铁的重复测定被视为分析/样本水平的重复而非独立的生物学批次。供应商未提供采集地点、季节和生产批次信息。硫酸亚铁

B. atropurpurea的总铁含量

所分析的均质化商业B. atropurpurea材料平均总铁浓度为486 ± 77 μg Fe/g干重，相当于48.6 ± 7.7 mg Fe/100 g干重（表1；n = 11个分析性子样本）。表1中的11个观测值均为同一均质化商业材料的分析性子样本。

铁和蛋白质的分子量分布及超滤回收率

在四次独立超滤实验中，回收铁的78.8 ± 2.5%存在于高分子量截留液（≥10 kDa）中，而21.2 ± 2.5%回收于低分子量

B. atropurpurea的铁含量、可溶性铁回收率及跨上皮转运

所分析的B. atropurpurea材料含铁量为486 ± 77 μg Fe/g干重（48.6 ± 7.7 mg/100 g干重），略低于台湾食物成分数据库（TFDA, n.d.）报道的数值。由于本研究材料来自单一商业来源，该铁浓度应被视为所分析材料的代表性数据，而非B. atropurpurea的总体代表。近期研究表明存在显著的种属依赖性差异，

结论

所分析的B. atropurpurea材料属于富铁食物，并展现出有利于铁生物利用度的体外特征。在消化前的磷酸盐提取物中，大部分铁和蛋白质被回收于操作定义的高分子量组分中，尽管这种共分配不能证明直接的铁-蛋白质结合或特定的含铁分子种属。经模拟胃肠道消化后，B. atropurpurea的可溶性铁回收率高于FeSO₄，

CRediT作者贡献声明

丰慧霖：验证、资源、方法学、调查研究、数据整理。赖彦廷：验证、资源、方法学、调查研究、数据整理。陈彦桦：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、可视化、监督、项目管理、调查研究、数据整理、概念化

未被引用的参考文献

台湾食品药品管理局，n.d..

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本研究报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

数据可用性

本研究产生的所有数据均已包含在正文及其补充材料中。

伦理审批

本研究不涉及人体或动物实验对象。

论文撰写过程中使用生成式AI及AI辅助技术的声明

在本工作准备过程中，作者使用ChatGPT（OpenAI）辅助语言编辑、稿件组织和期刊格式准备。作者随后对内容进行了审阅和修改，并对稿件内容承担全部责任。

资金来源

本研究未获得公共、商业或非营利部门任何资助机构的专门拨款。

利益冲突声明

? 作者声明不存在已知的可能影响本研究报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

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