《Journal of Agriculture and Food Research》:(Poly)phenols from maqui-citrus beverages display sweetener-dependent bioaccessibility and capacity for modulating lipid metabolism
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全球肥胖和代谢紊乱的日益流行凸显了针对脂质调节酶的饮食策略的必要性。(多)酚类化合物因其影响脂质代谢和脂肪生成的能力而成为有前景的候选物质。本研究评估了加工、储存和甜味剂类型如何影响马基莓-柑橘饮料的酚类组成、生物可及性和代谢活性。研究人员分析了新鲜、巴氏杀菌
全球肥胖和代谢紊乱的日益流行凸显了针对脂质调节酶的饮食策略的必要性。(多)酚类化合物因其影响脂质代谢和脂肪生成的能力而成为有前景的候选物质。本研究评估了加工、储存和甜味剂类型如何影响马基莓-柑橘饮料的酚类组成、生物可及性和代谢活性。研究人员分析了新鲜、巴氏杀菌和储存配方,并使用3T3-L1脂肪细胞对其生物可及部分进行了体外测试,以评估脂蛋白脂肪酶(LPL)抑制和甘油三酯(TG)积累。巴氏杀菌保留了主要的花青素和黄烷酮,而30天储存导致花青素损失高达60.0%,尽管显著改善了酚类生物可及性,特别是橙皮苷(>34.0%)。生物可及部分将LPL活性抑制了19.0%–35.0%,并根据加工和配方将细胞内TG积累减少了高达65.0%。甜味剂类型以终点特异性方式调节这些效应。根据主要结果,甜菊糖苷在减少细胞内TG积累方面最为有效,而甜菊糖苷和三氯蔗糖与蔗糖相比均保持了较高的LPL抑制活性。总体而言,这些发现提供了体外功能性证据,鼓励进一步研究非热量甜味马基莓-柑橘饮料作为功能性食品开发的潜在候选品。
**论文解读:马基莓-柑橘饮料中(多)酚类化合物的甜味剂依赖性生物可及性及其脂质代谢调节能力**
**一、研究背景与目的**
肥胖已成为全球范围内的流行病,是2型糖尿病、血脂异常及心血管疾病等多种代谢紊乱的主要危险因素。肥胖的一个关键特征是脂质代谢失调,尤其是甘油三酯(TG)的储存和动员。脂蛋白脂肪酶(LPL)作为水解TG为游离脂肪酸的关键酶,被视为理解肥胖相关代谢紊乱和寻找新型防治策略的重要靶点。膳食干预因其能够影响代谢通路和酶活性而日益受到关注,其中膳食(多)酚类化合物在体外和体内均显示出调节脂质代谢、胰岛素敏感性和脂肪生成的潜力。马基莓-柑橘饮料富含(多)酚类物质,已有研究证明其具有预防肥胖相关病理生理改变的能力。研究人员前期已评估了使用甜菊糖苷和三氯蔗糖替代添加糖以降低热量摄入和血糖反应的效果,并发现甜味剂类型和加工条件会影响花青素和黄烷酮的组成。然而,加工和储存过程中这些因素对目标植物化学物质稳定性的影响,以及随后的生物可及性仍未得到充分探索。因此,本研究旨在探究不同甜味剂(甜菊糖苷、三氯蔗糖、蔗糖)和加工/处理条件(新鲜、巴氏杀菌、储存)如何调节关键(多)酚类物质的生物可及性,并首次通过体外实验评估生物可及部分调节LPL活性和3T3-L1脂肪细胞中TG水平的能力,为马基莓-柑橘饮料预防肥胖的潜在贡献提供功能性见解。该论文发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。
**二、主要关键技术方法**
研究人员使用了以下主要技术方法:模拟体外静态消化(采用INFOGEST 2.0共识模型)以获取生物可及部分;利用3T3-L1小鼠胚胎成纤维细胞系(购自美国典型培养物保藏中心,ATCC? CL-173)进行细胞培养和向脂肪细胞的分化诱导;采用MTT比色法评估生物可及部分的细胞毒性;使用商业试剂盒测定甘油三酯(TG)含量和脂蛋白脂肪酶(LPL)活性;通过高效液相色谱法对酚类化合物进行定性和定量分析。样本为实验室制备的12种马基莓-柑橘饮料配方,包括四种甜味剂条件(对照、甜菊糖苷、三氯蔗糖、蔗糖)和三种加工条件(新鲜、巴氏杀菌、巴氏杀菌后4°C储存30天)。
**三、研究结果**
**3.1. 巴氏杀菌和储存对马基莓-柑橘饮料植物化学成分的影响**
通过植物化学分析,研究人员在饮料中鉴定出七种飞燕草素和矢车菊素衍生物,其中飞燕草素3-O-接骨木二糖苷-5-O-葡萄糖苷含量最高;黄烷酮方面,橙皮苷约占总黄烷酮浓度的78.0%。在新鲜饮料中,添加甜味剂对大部分花青素浓度无显著影响,但使飞燕草素3-O-葡萄糖苷平均降低7.0%,使矢车菊素3,5-O-二葡萄糖苷和矢车菊素3-O-接骨木二糖苷-5-O-葡萄糖苷联合降低14.0%。对黄烷酮而言,narirutin不受甜味剂影响,而蔗糖和甜菊糖苷分别使橙皮苷浓度显著降低12.0%和24.0%。巴氏杀菌对大多数花青素无显著影响,但选择性损失了部分矢车菊素和飞燕草素衍生物;甜味剂饮料中橙皮苷总体增加19.0%,其中甜菊糖苷饮料增幅最大。30天储存后,所有花青素降低40.0%–60.0%,对照组保留浓度最高;narirutin保持稳定,而橙皮苷表现出配方依赖性稳定性,三氯蔗糖饮料在30天时维持浓度(14.56 mg/100 mL),其他配方损失约28%。
**3.2. 马基莓-柑橘饮料中(多)酚类的生物可及性**
经模拟消化后,仅飞燕草素3-O-接骨木二糖苷-5-O-葡萄糖苷(含量最丰富的花青素)在生物可及部分中被检测和定量(生物可及性为1.4%),其余六种花青素因胃肠条件降解至检出限以下。相比之下,narirutin(31.2%)和橙皮苷(52.2%)在生物可及部分中可定量检出。新鲜饮料的酚类生物可及性不受甜味剂显著影响,但巴氏杀菌使三氯蔗糖饮料中橙皮苷生物可及性较新鲜状态降低47.0%。30天储存后,飞燕草素3-O-接骨木二糖苷-5-O-葡萄糖苷的生物可及性显著增加,甜味剂使这一效果较对照(22.9%)提高近2倍;橙皮苷生物可及性较第0天提高34.3%,但三氯蔗糖饮料未出现此改善。narirutin生物可及性在所有处理中保持不变。
**3.3. 马基莓-柑橘生物可及部分对脂质代谢的调节**
细胞毒性试验表明,所有测试的生物可及部分在1:10(v/v)稀释下均不影响细胞活力,因此后续功能实验采用此稀释度。
**3.3.1. 脂蛋白脂肪酶(LPL)活性的调节**
与未处理对照组相比,所有马基莓-柑橘饮料的生物可及部分均显著抑制LPL活性。新鲜饮料的抑制率为:无甜味剂饮料31.8%、甜菊糖苷饮料34.6%、蔗糖饮料24.8%、三氯蔗糖饮料33.6%。巴氏杀菌后抑制率分别降至24.6%、30.6%、19.8%和32.3%。30天储存后进一步变为21.9%、29.9%、19.0%和32.8%,表明热加工和储存均减弱了饮料酚类物质调节脂质代谢的能力。甜菊糖苷和三氯蔗糖配方在加工和储存前后始终表现出高于无甜味剂对照和蔗糖饮料的抑制活性。蔗糖饮料的LPL抑制能力始终最低,可能与蔗糖提供能量底物促进脂肪生成、抵消酚类介导的LPL抑制有关。
**3.3.2. 甘油三酯含量的调节**
用马基莓-柑橘饮料生物可及部分处理的3T3-L1脂肪细胞,其细胞内TG积累显著降低。新鲜饮料的TG储存(相对于未处理分化对照组的百分比)降低效果排序为:甜菊糖苷饮料(65.7%降低)> 无甜味剂对照(27.8%降低)> 三氯蔗糖饮料(14.7%降低)> 蔗糖饮料(11.7%降低)。巴氏杀菌后排序变为:甜菊糖苷(33.2%降低)> 三氯蔗糖(22.0%)> 无甜味剂(21.4%)> 蔗糖(8.8%)。储存后维持此趋势(31.5% > 30.2% > 15.2% > 13.4%)。甜菊糖苷饮料在所有加工条件下均提供最高的TG降低效果,蔗糖饮料始终表现出最低的TG降低能力。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出,生物可及的黄烷酮和花青素是LPL抑制和TG降低的主要贡献者。飞燕草素衍生物和黄烷酮通过激活AMP活化蛋白激酶(AMPK)通路、调节脂肪生成相关基因表达等机制发挥作用。非热量甜味剂(甜菊糖苷和三氯蔗糖)可能通过调节AMPK激活和LPL相关脂质代谢通路来增强酚类物质的抑制效果;蔗糖则作为能量底物提供葡萄糖和果糖,促进脂肪生成和TG合成,抵消酚类物质的保护作用。研究结论强调,甜味剂不仅影响饮料的感官和热量属性,还可能影响其生物活性。加工、储存和配方条件的一体化设计对开发富含酚类、低热量或无热量的功能性饮料至关重要。然而,仍需要进行体内(临床前和临床)研究以确认其在调节脂质代谢和肥胖相关代谢紊乱方面的功效。