近日，ACS Nano正式发表了南京农业大学食品科技学院胡冰教授课题组题为“Interfacial Protein Fibril Polymorphisms Regulate In Vivo Adipose Expansion for Control of Obesity”的研究论文，该研究实现了抑制高热能食物诱导肥胖的油脂消化界面控制策略，阐明了“分子-纳米-介观-微米-宏观”多尺度的结构-功能关系机制。
肥胖在世界范围内的流行率逐年上升，已经成为一种全球性的公共健康问题。全球近40%的成年人超重或肥胖。目前，针对肥胖的有效治疗措施匮乏，而且减重药物的副作用普遍较大。肥胖患病率逐年攀升与油脂类高热能食物摄入大幅增加密切相关。然而，研究显示人和实验动物在同等条件下，都会优先选择高油脂含量的食物。油脂赋予了食品独特的风味和口感。油脂的小肠消化是一个典型的生物界面加工过程，在胰脂肪酶及其辅酶作用下，甘油三酯被水解，释放出游离脂肪酸等；依赖被动扩散效应以及脂质转运蛋白的参与，游离脂肪酸被肠壁吸收，重新酯化成甘油三酯，进一步组装、修饰成乳糜微粒，进入血液循环。如何让人们在享受油脂赋予食品美好风味口感的同时，限制热量摄入是一项重要挑战，将为应对全球肥胖危机提供安全、普适、便捷、可持续的新方案。
南京农业大学食品科技学院胡冰教授课题组筛选豆类、谷物、水果等不同来源的植物蛋白，发掘出具有典型微观结构特征的食品蛋白质纤维，并揭示其自组装机制。表征了不同微观结构特征蛋白质纤维在油水界面的吸附行为、界面模量、乳液液滴微观形貌、耐高温高压的稳定性。发现了在相同油脂含量情况下，不同微观结构特征蛋白质纤维所形成界面结构能够调节油脂液滴的胃部稳定性，降低肠道油脂吸收量，抑制肠道脂质转运、再合成蛋白表达，减小血液中乳糜微粒大小，进而控制餐后血脂指数、能量代谢和脂肪组织堆积，而对肠道菌群结构的调节作用无显著影响。进一步地验证了，在同等热量条件下，应用不同微观结构特征蛋白质纤维稳定油脂液滴替代实验小鼠标准高脂饲料中的脂质，能够显著地抑制高脂膳食诱导的肥胖。最终，揭示了不同微观结构特征的蛋白质纤维形成界面结构通过抑制小肠中胆汁酸盐的取代作用，物理屏蔽胰脂肪酶及其辅酶在油水界面的附着，从而控制油脂消化，减少油脂吸收的作用机制。该研究成果已经申请国家发明专利，将为限制热量摄入的未来食品创制提供了理论基础和技术支撑，为控制肥胖提供了新路径。
课题组硕士生刘砚华、陈争智，博士生程思颖为论文的共同第一作者，胡冰教授为论文通讯作者，马风光副教授、肉品质量控制与新资源创制全国重点实验室粘颖群副教授、瑞士苏黎世联邦理工学院食品营养健康系丁良工博士，以及本课题组硕士生翟萌等共同参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金、国家高层次人才特殊支持计划、江苏省杰青、江苏省农业自主创新项目、南京农业大学“滨江基石”人才项目的资助。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c04758
日期：2024-10-16
