《Biochimie》：In vitro digestion and bioaccumulation of food-born processing contaminant 3-MCPD diesters in rats
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体外消化与大鼠体内生物蓄积研究表明，3-MCPD二酯可被胃脂肪酶和胰脂肪酶水解，但体外消化显示其胃肠道脂解作用有限。在淋巴插管大鼠中，肠道吸收同样有限，然而这导致3-MCPD二酯在特定器官中蓄积，且雌性大鼠组织浓度更高，尤其在肝脏和卵巢中。3-单氯丙烷-1,2
体外消化与大鼠体内生物蓄积研究表明，3-MCPD二酯可被胃脂肪酶和胰脂肪酶水解，但体外消化显示其胃肠道脂解作用有限。在淋巴插管大鼠中，肠道吸收同样有限，然而这导致3-MCPD二酯在特定器官中蓄积，且雌性大鼠组织浓度更高，尤其在肝脏和卵巢中。3-单氯丙烷-1,2-二醇（3-MCPD）的脂肪酸酯（3-MCPD二酯）是在食品加工过程中形成的污染物，广泛存在于精炼植物油等含脂食品中。本研究旨在全面表征3-MCPD酯的消化和代谢命运，研究人员采用体外消化模型、大鼠肠系膜淋巴管插管模型以及为期4.5周的膳食暴露实验，分别考察了关键消化酶（胃脂肪酶、胰脂肪酶、羧酸酯水解酶（CEH）和胰脂肪酶相关蛋白2（PLRP2））对3-MCPD二酯的脂解作用、淋巴吸收动力学以及组织分布与蓄积情况。结果显示，3-MCPD二酯可被胃脂肪酶和经典胰脂肪酶水解，但水解程度有限（胃相结束时为4.34%±0.24%，十二指肠相结束时为15.38%±0.98%）。在淋巴插管大鼠中，24小时累计吸收率为17.4%±1.5%，主要发生在餐后早期（0-6小时）。长期暴露后，3-MCPD在血浆和所有检测组织中均被检出，其中肝脏、性腺、肾脏和心脏浓度最高，且雌性大鼠在肝脏、肾脏和性腺中的蓄积显著高于雄性，而雄性在脂肪组织和脑中的浓度更高。这些发现表明，即使有限的水解也能导致有效吸收、血浆运输和随后的组织蓄积，强调了慢性膳食暴露的潜在健康风险，并凸现了性别相关的差异。
**论文解读：3-MCPD二酯的消化、吸收与生物蓄积机制研究**
**一、研究背景与目的**
3-单氯丙烷-1,2-二醇（3-MCPD）及其脂肪酸酯（3-MCPD酯）是食品热加工过程中产生的污染物，主要存在于精炼植物油（尤其是棕榈油）、酱油、烘焙食品及谷物制品中。在油脂精炼的高温脱臭阶段，3-MCPD酯通过酰基甘油与有机氯的化学反应形成，也可能涉及甘油三酯（TAG）在酸性条件下的水解，游离脂肪酸（FFA）促进盐酸生成，这一机制可解释高脂解敏感性棕榈油中3-MCPD酯的高含量。游离3-MCPD已被证实具有遗传毒性、致癌性和生殖毒性，欧洲食品安全局（EFSA）和联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）设定了严格的人体每日耐受摄入量（2 μg/kg体重）和最大限量（4 μg/kg体重）。尽管酯化形式最初被认为毒性较低，但体内研究表明游离3-MCPD在大鼠中引起更高的毒性，并表现出显著的性别依赖性效应，雌性死亡率达35%，同时伴有肾毒性和生殖毒性。然而，3-MCPD酯在消化过程中的水解机制、吸收途径和组织分布仍不清楚。具体而言，胃脂肪酶和胰脂肪酶对3-MCPD二酯的水解能力、肠上皮细胞对3-MCPD及其衍生物的吸收形式（游离分子或单酯）、是否发生再酯化以及随后通过淋巴系统的运输方式均有待阐明。此外，3-MCPD酯在母乳中的检出提示吸收后存在再酯化和全身分布，但其组织分布和蓄积的性别差异尚不明确。因此，研究人员开展了系统的研究，旨在阐明3-MCPD二酯的体外脂解、体内淋巴吸收动力学以及慢性暴露后的组织蓄积特征，为评估其健康风险提供科学依据。该研究发表在《Biochimie》。
**二、主要技术方法**
研究人员采用了以下关键技术方法：（1）体外消化模型：采用静态两步消化模型（胃相pH 5.5，30分钟；十二指肠相pH 6.25，60分钟），使用重组犬胃脂肪酶（rDGL）模拟胃期，猪胰提取物（PPE）模拟肠道期，通过pH-stat自动滴定释放的游离脂肪酸（FFA）监测脂解程度。（2）薄层色谱（TLC）结合密度测定法定量分析脂解产物。（3）大鼠肠系膜淋巴管插管模型：对成年雄性Wistar大鼠进行淋巴管瘘管术，经口灌胃含3-MCPD二酯的葡萄籽油后收集0-6小时和6-24小时淋巴液，采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）测定3-MCPD含量。（4）慢性膳食暴露实验：雄性和雌性Wistar大鼠（每组10只）饲喂含3-MCPD二酯（52 mg/kg油当量）的正常热量饮食4.5周，对照组各3只，随后采集血浆和多种组织（肝、肾、性腺、肠、脑、心、脂肪组织）进行GC-MS定量分析。样本队列来源：大鼠购自法国Janvier育种公司（Saint-Berthevin, France），动物实验遵守欧盟指令2010/63/EU，经波尔多大学伦理委员会批准（APAFIS 2017031014448864）。
**三、研究结果**
**3.1 作用于3-MCPD二酯的脂肪酶鉴定**
以3-MCPD二油酸酯（diC18:1-3-MCPD）为底物，分别测试了rDGL（pH 5.5）和胰脂肪酶（pH 6.0）的活性。TLC分析显示，rDGL、重组人胰脂肪酶（rHPL）和天然猪胰脂肪酶（PPL）均能水解3-MCPD二酯，产生游离脂肪酸和单酯产物。rDGL产生两种单酯（1-油酰-3-氯丙二醇和2-油酰-3-氯丙二醇），而rHPL和PPL仅产生2-油酰-3-氯丙二醇，表明胰脂肪酶对甘油骨架的sn-1/3位具有区域选择性，而胃脂肪酶可作用于所有位置。重组人胰脂肪酶相关蛋白2（rHPLRP2）的脂解活性极低，人胰羧酸酯水解酶（HCEH）无活性，猪胰提取物（PPE）的脂解活性与纯化PPL相当。
**3.2 3-MCPD二酯的体外胃肠消化**
在两步消化模型中，胃相结束时（30分钟）水解水平为4.34%±0.24%，十二指肠相结束时（90分钟）为15.38%±0.98%。TLC分析显示，胃相中同时出现两种单酯和FFA；加入胰酶后，1-油酰-3-氯丙二醇完全消失，仅剩2-油酰-3-氯丙二醇，表明胃脂肪酶和胰脂肪酶的连续作用可释放两个脂肪酸，最终形成游离3-MCPD。总体水解程度较低，远低于相同条件下TAG乳液50-70%的水解水平。
**3.3 大鼠淋巴吸收**
在淋巴插管大鼠中，24小时累计吸收率为17.4%±1.5%，其中0-6小时吸收率为11.3%±2.1%（淋巴脂质中浓度5.9 mg/kg），6-24小时为6.2%±0.7%（浓度3.2 mg/kg，p=0.046），表明吸收主要发生在餐后早期，但持续至24小时。
**3.4 血浆和组织中的生物蓄积**
慢性暴露4.5周后，3-MCPD在血浆和所有组织中均被检出。血浆浓度在雌雄间无显著差异（29 vs 35 ng/mL）。雌性总组织蓄积比雄性高38.4%（624.8 vs 451.5 ng/g）。肝脏浓度最高（雌性169.6 ng/g vs 雄性92.2 ng/g），其次为性腺（卵巢128.7 ng/g vs 睾丸44.2 ng/g）、肾脏（94.4 vs 64.1 ng/g）、心脏（77.3 vs 49.3 ng/g）和脑（雌性63.1 ng/g vs 雄性101.1 ng/g）。肠和脂肪组织浓度较低（<36 ng/g）。性别差异显著：雌性在性腺（+191%，p=0.017）、肾脏（+47.3%，p=0.03）和心脏（+57.1%，p=1.18×10
-4）中浓度更高，而雄性在脂肪组织（+63.5%，p=2.8×10
-4）和脑（+60.3%，p=2×10
-4）中浓度更高。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出，体外消化结果证实3-MCPD二酯可被胃脂肪酶和胰脂肪酶水解，但水解程度有限，这与CITREM等食品添加剂的脂解水平相似。尽管水解有限，淋巴吸收率与体外脂解程度高度一致，表明水解是吸收的限制步骤。吸收的3-MCPD可通过血液运输至全身组织，优先蓄积于代谢器官（肝、性腺、肾、心），与已知的毒性靶器官一致。值得注意的是，脑中也检测到3-MCPD，提示其可能穿越血脑屏障，潜在神经毒性需进一步研究。性别差异方面，雌性在肝脏、肾脏和性腺中蓄积更高，可能解释雌性对3-MCPD毒性更敏感的现象，这与代谢酶活性、激素调节或肾清除率的差异有关。
结论部分（翻译）：总体而言，这些发现为3-MCPD二酯的消化、吸收、血液运输和生物利用度提供了新的见解。结果表明，即使有限的水解也能导致有效吸收、血浆运输和随后的组织蓄积，加强了对慢性膳食暴露的担忧。观察到的生物蓄积和器官分布，加上性别相关差异，凸显了更好地理解这些污染物长期影响的必要性。在此背景下，食用油和加工食品中3-MCPD酯的存在仍然是一个重大的公共卫生问题，需要进一步研究以减少其在精炼过程中的形成和/或减少对这些污染物的暴露。因此，食品工业有必要进一步优化油脂精炼条件以及脂质配方和转化，以限制或减少污染物对普通人群和特定人群（如婴儿）的形成。这些问题在饮食模式演变和富含脂质加工食品消费增加的背景下尤为关键。
