中國(guó)農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院李媛教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）發(fā)表論文《仙草多糖褐色多酚金屬框架微凝膠遞送高活性益生菌，協(xié)同調(diào)控腸肝軸緩解肝損傷》（Natural phenolic-metal framework strengthened Mesona Chinensis polysaccharides microgels for improved viability of probiotics to alleviate the liver injury and gut microbiota dysbiosis）（https://doi.org/10.1002/adfm.202401064）。

 

　　該研究構(gòu)建了一種仙草天然多酚金屬框架結(jié)構(gòu)加固的仙草多糖微凝膠遞送體系，更有效提升了益生菌的胃腸道耐受性和定植率，且天然多酚作為一種益生元，仙草多糖促進(jìn)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，三者協(xié)同調(diào)控了腸肝軸從而緩解了小鼠急性肝損傷和腸道菌群失調(diào)。該遞送體系已獲得中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)。

 

　　食品學(xué)院博士畢業(yè)生張慧娟為第一作者（現(xiàn)就職于北京農(nóng)學(xué)院），李媛教授為通訊作者。

 

　　口服益生菌在加工、貯藏、胃腸道消化過(guò)程中面臨巨大挑戰(zhàn)，造成其存活率低，嚴(yán)重影響其生理活性。近年來(lái)，基于益生元特性的天然食物多糖水凝膠在腸道遞送和保護(hù)益生菌方面具有廣闊的應(yīng)用前景，例如魔芋多糖水凝膠（Advanced Functional Materials. 2020,30,2001157）。

 

　　仙草（Mesona chinensis Benth），又稱仙人草、涼粉草，屬于唇形科植物，廣泛分布于中國(guó)、印度、越南、印度尼西亞等亞洲國(guó)家，是王老吉涼茶的主要成分。古代藥典《中國(guó)藥植圖鑒》記載仙草：治中暑，消渴，高血壓，肌肉、關(guān)節(jié)疼痛。仙草多糖是從仙草中提取的深褐色酸性陰離子雜多糖，具有優(yōu)異凝膠特性，是仙草涼粉凍的原料，因此，被稱為涼粉草。

 

　　本文發(fā)現(xiàn)提取后的仙草多糖仍呈褐色因?yàn)槎嗵歉稚喾?、有機(jī)酸等在天然狀態(tài)下通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合，通過(guò)柱分離將結(jié)合較弱的褐色小分子從多糖中分離出來(lái)，解析了褐色小分子的組成和結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)是具有抗炎抗氧化活性的潛在益生元，仙草多糖復(fù)合物是一種集多糖和多種抗氧化多酚有機(jī)酸為一體的功能性原料。

 

　　基于分離得到的仙草多糖、褐色多酚跟鐵離子金屬配位，設(shè)計(jì)了一種對(duì)益生菌保護(hù)效果更好的遞送體系。仙草多糖富含羧基，能與金屬離子配位形成多糖微凝膠，內(nèi)部形成天然多酚-鐵離子框架加固微凝膠。該微凝膠在酸性條件下結(jié)構(gòu)完整，而在pH中性條件下解構(gòu)，響應(yīng)性地釋放出包埋的益生菌，結(jié)合的多糖片段能幫助益生菌在腸道內(nèi)粘附定植。仙草多糖復(fù)合物微凝膠對(duì)遞送保護(hù)多種不同類型益生菌具有普適性。

 

　　AKK菌是一種有益的腸道共生菌。發(fā)現(xiàn)仙草多糖結(jié)合的褐色活性小分子能顯著提高腸道內(nèi)Akkermansia屬菌的豐度，類似其“精準(zhǔn)”益生元“食物”，還具有良好的抗炎抗氧化活性。因此，本文采用仙草多糖多酚金屬框架復(fù)合凝膠包埋AKK菌，設(shè)計(jì)了一種口服補(bǔ)充高活性益生菌用于疾病干預(yù)的新策略。在小鼠的藥物肝損傷模型上進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)與游離AKK和巴氏滅菌AKK相比，復(fù)合微凝膠包埋組不僅能夠提升AKK腸道活菌率，褐色多酚益生元也顯著促進(jìn)了AKK在腸道生長(zhǎng)和定植?？诜dAKK微凝膠可提高有益菌和共生菌豐度，減少有害菌豐度，改善腸道菌群失調(diào)，重塑腸道菌群。仙草多糖被益生菌利用促進(jìn)了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，保護(hù)了腸道屏障的完整性。并且，褐色多酚活性小分子與短鏈脂肪酸共同改善肝功能，降低肝臟氧化應(yīng)激，緩解炎癥反應(yīng)，從而減輕了肝損傷。

 

　　該研究結(jié)果將為天然多糖水凝膠在益生菌腸道定向遞送提供新思路，為高?；钜嫔€(wěn)態(tài)化制劑的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。該研究工作是在國(guó)家自然科學(xué)基金（NSFC 32172345）和“拼多多”中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究基金（PC2023B01007） 的支持下完成的。