暨南大学汪勇教授课题组在国际农林科学期刊Journal of the Science of Food and Agriculture(Q1,IF: 4.1)上发表了题为“In vitro digestion and colonic fermentation characteristics of media-milled purple sweet potato particle-stabilized Pickering emulsions”的研究论文。暨南大学卢旋旋副研究员和汪勇教授为通讯作者,硕士研究生叶柳余为论文第一作者。
一、研究背景
多组分固体颗粒因其出色的乳化能力和潜在的额外功能,在稳定 Pickering 乳液方面受到越来越多的关注。通过介质研磨获得多组分食品级固体颗粒既避免了复杂程序和残留有机试剂的风险,又保留了原料中固有的生物活性物质,从而提高这些颗粒稳定的乳液的物理和脂质氧化稳定性。体外消化模型因其简便易行而被广泛用于评估食品成分的消化和生物活性物质的生物可及性,并已被证明与体内研究结果具有良好的相关性。目前,有关Pickering乳液体外消化的研究主要集中在评估其在上消化道中的消化行为,揭示多组分颗粒稳定的Pickering乳液在消化道和结肠发酵中释放原有生物活性物质并对健康有益的研究仍然有限。紫薯富含膳食纤维和多酚,与母体酚类化合物相比,经过消化酶及肠道微生物作用产生的酚类代谢物具有更高的生物活性。因此,评估介质研磨紫薯颗粒稳定的Pickering乳液(PSPP-Es)中的酚类物质在胃肠道消化和结肠发酵过程中的释放情况,以及这些酚类物质对肠道微生物群的影响,对于充分揭示其健康益处具有重要意义。
二、研究方法
对由未经介质研磨(PSPP0-Es)和介质研磨240分钟(PSPP240-Es)紫薯颗粒稳定Pickering乳液进行体外模拟消化和结肠发酵。对比两种乳液的微观结构、游离脂肪酸(FFA)释放率、酚类释放特征。同时,探索了二者在消化和结肠发酵过程中的抗氧化活性、α-葡萄糖苷酶抑制能力、短链脂肪酸(SCFAs)的产生以及对肠道菌群的调节作用。探明介质研磨紫薯颗粒稳定Pickering乳液的体外消化特性和潜在健康益处。
三、研究结果
结果表明介质研磨通过促进PSPP240-Es脂质的分解、多酚(尤其是阿魏酸和对香豆酸)的释放和肠道微生物对紫薯颗粒中膳食纤维的利用,提高了PSPP240-Es的体外消化率和发酵性。这归因于经过240 min介质研磨后的紫薯颗粒具有更松散的结构和更优良的乳化性能,使得它们稳定的乳液更具有更小的粒径及均匀的分布,提高了消化酶和肠道菌群的可及性。此外,PSPP240-Es在消化过程中展现出良好的抗氧化活性、α-葡萄糖苷酶抑制活性,促进了结肠发酵过程中SCFA尤其是乙酸的释放,促进了有益菌Akkermansia和Bifidobacterium生长,同时抑制了致病菌Escherichia–Shigella的生长等潜在健康特性。
四、研究结论
介质研磨促进了紫薯颗粒稳定的Pickering乳液在体外消化和结肠发酵过程中的潜在健康益处,有利于其作为生物活性成分输送系统在食品和药品中的应用。该研究为扩大介质研磨多组分食品级颗粒稳定Pickering乳液在食品工业和其他领域的应用提供理论指导。
已发表文章:
Ye Liuyu, Hu Hong, Wang Yong, Cai Zizhe, Yu Wenwen, Lu Xuanxuan. (2024). In vitro digestion and colonic fermentation characteristics of media-milled purple sweet potato particle-stabilized Pickering emulsions. Journal of the Science of Food and Agriculture:13340.
本研究得到了广东省引进创新创业团队计划(2019ZT08N291)和广州市基础与应用基础研究基金(202201010501)的资助。
作者简介:
叶柳余,暨南大学2022级食品科学与工程硕士研究生,研究方向为自组装复合颗粒稳定的甘油二酯基Pickering乳液的构建及稳定机制研究。目前已在复合物结构解析、界面膜特性、乳液微观结构和乳液的氧化稳定性等方面展开研究。
卢旋旋,博士,暨南大学食品科学与工程系副研究员,硕士生导师。课题研究主要围绕功能活性物质的包埋递送体系的开发。广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队主要成员,主持国家级、省部级等项目4项,累计发表SCI论文30余篇,在Advanced Science,Cancer Research, Food Hydrocolloids等重要期刊,以第一作者或者通讯作者累计发表高水平SCI论文30余篇,ESI高被引论文2篇,累计SCI引用次数超过1600次;研究成果被美国、英国、法国等不同国家40余家媒体关注和报道。已申请发明专利6项,获批4项。多次受邀在国际国内学术会议上做学术报告,并担任SCI一区杂志Foods、Frontiers in Nutrition客座编辑。