中國農大新聞網訊 近日，中國農業大學食品科學與營養工程學院李媛教授團隊在國際知名期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）發表論文《仙草多糖褐色多酚金屬框架微凝膠遞送高活性益生菌，協同調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）。
該研究構建了一種仙草天然多酚金屬框架結構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，仙草多糖促進短鏈脂肪酸的產生，三者協同調控了腸肝軸從而緩解了小鼠急性肝損傷和腸道菌群失調。該遞送體系已獲得中國發明專利授權。
食品學院博士畢業生張慧娟為第一作者（現就職于北京農學院），李媛教授為通訊作者。
口服益生菌在加工、貯藏、胃腸道消化過程中面臨巨大挑戰，造成其存活率低，嚴重影響其生理活性。近年來，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益生菌方面具有廣闊的應用前景，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、印度、越南、印度尼西亞等亞洲國家，是王老吉涼茶的主要成分。古代藥典《中國藥植圖鑒》記載仙草：治中暑，消渴，高血壓，肌肉、關節疼痛。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。
本文發現提取后的仙草多糖仍呈褐色因為多糖跟褐色多酚、有機酸等在天然狀態下通過非共價鍵結合，通過柱分離將結合較弱的褐色小分子從多糖中分離出來，解析了褐色小分子的組成和結構，發現是具有抗炎抗氧化活性的潛在益生元，仙草多糖復合物是一種集多糖和多種抗氧化多酚有機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，設計了一種對益生菌保護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構完整，而在pH中性條件下解構，響應性地釋放出包埋的益生菌，結合的多糖片段能幫助益生菌在腸道內粘附定植。仙草多糖復合物微凝膠對遞送保護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。發現仙草多糖結合的褐色活性小分子能顯著提高腸道內Akkermansia屬菌的豐度，類似其“精準”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合凝膠包埋AKK菌，設計了一種口服補充高活性益生菌用于疾病干預的新策略。在小鼠的藥物肝損傷模型上進行驗證，發現與游離AKK和巴氏滅菌AKK相比，復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了AKK在腸道生長和定植。口服載AKK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，重塑腸道菌群。仙草多糖被益生菌利用促進了短鏈脂肪酸的產生，保護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，降低肝臟氧化應激，緩解炎癥反應，從而減輕了肝損傷。
該研究結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，為高保活益生菌穩態化制劑的開發奠定理論基礎。該研究工作是在國家自然科學基金（NSFC 32172345）和“拼多多”中國農業大學研究基金（PC2023B01007） 的支持下完成的。
日期：2024-05-23
該研究構建了一種仙草天然多酚金屬框架結構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，仙草多糖促進短鏈脂肪酸的產生，三者協同調控了腸肝軸從而緩解了小鼠急性肝損傷和腸道菌群失調。該遞送體系已獲得中國發明專利授權。
食品學院博士畢業生張慧娟為第一作者（現就職于北京農學院），李媛教授為通訊作者。
口服益生菌在加工、貯藏、胃腸道消化過程中面臨巨大挑戰，造成其存活率低，嚴重影響其生理活性。近年來，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益生菌方面具有廣闊的應用前景，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、印度、越南、印度尼西亞等亞洲國家，是王老吉涼茶的主要成分。古代藥典《中國藥植圖鑒》記載仙草：治中暑，消渴，高血壓，肌肉、關節疼痛。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。
本文發現提取后的仙草多糖仍呈褐色因為多糖跟褐色多酚、有機酸等在天然狀態下通過非共價鍵結合，通過柱分離將結合較弱的褐色小分子從多糖中分離出來，解析了褐色小分子的組成和結構，發現是具有抗炎抗氧化活性的潛在益生元，仙草多糖復合物是一種集多糖和多種抗氧化多酚有機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，設計了一種對益生菌保護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構完整，而在pH中性條件下解構，響應性地釋放出包埋的益生菌，結合的多糖片段能幫助益生菌在腸道內粘附定植。仙草多糖復合物微凝膠對遞送保護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。發現仙草多糖結合的褐色活性小分子能顯著提高腸道內Akkermansia屬菌的豐度，類似其“精準”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合凝膠包埋AKK菌，設計了一種口服補充高活性益生菌用于疾病干預的新策略。在小鼠的藥物肝損傷模型上進行驗證，發現與游離AKK和巴氏滅菌AKK相比，復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了AKK在腸道生長和定植。口服載AKK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，重塑腸道菌群。仙草多糖被益生菌利用促進了短鏈脂肪酸的產生，保護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，降低肝臟氧化應激，緩解炎癥反應，從而減輕了肝損傷。
該研究結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，為高保活益生菌穩態化制劑的開發奠定理論基礎。該研究工作是在國家自然科學基金（NSFC 32172345）和“拼多多”中國農業大學研究基金（PC2023B01007） 的支持下完成的。
日期：2024-05-23
