據(jù)報道，預計到2035年，全球超半數(shù)人口（51%）將面臨肥胖或超重問題。為應對日益嚴峻的肥胖問題，許多研究人員致力于研究探索多種日常食物中富含的脂質(zhì)消化抑制劑。

課題組前期研究表明（相關鏈接），消化過程中油水界面性質(zhì)的變化對脂質(zhì)的消化和吸收具有重要影響。本研究針對香料陳皮中主要活性成分橘皮素（Tangeretin，TAN）與常用食品添加劑環(huán)糊精（β-cyclodextrin，β-CD）在油水界面自組裝行為對脂質(zhì)消化的影響進行探究，并通過ITC、分子動力學模擬等方法對其內(nèi)在機制進行分析。結果表明，TAN與β-CD在油水界面上相互作用，導致膽鹽過早聚集在界面上，界面層增厚，膽鹽和脂肪酶在液滴間的置換受阻，最終抑制脂質(zhì)消化。

本研究強調(diào)了環(huán)糊精和香料分子之間的協(xié)同作用在抑制脂質(zhì)消化方面的潛力，為開發(fā)具有顯著健康益處的低脂食品提供了新途徑。

該成果近日以“Regulated the aggregation of bile salts byβ-Cyclodextrin and Tangeretin at the oil-water interface for inhibiting lipid digestion”為題，發(fā)表于中科院1區(qū)期刊Food Hydrocolloids；香料香精化妝品省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心寇興然校聘教授為一作，香料香精化妝品省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心柯勤飛教授和黃鑫副研究員為共同通訊作者。

成果介紹

通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)未添加橘皮素（TAN）和β-環(huán)糊精（β-CD）的乳液液滴粒徑較大，且界面處未產(chǎn)生液晶。脂肪酶存在下，脂質(zhì)消化過程中產(chǎn)生層狀液晶。當該液晶與脂肪酶相互作用時會經(jīng)歷擠壓機制，導致液晶外殼破裂，液滴中未水解的油被排出。分別含有TAN、β-CD和TAN/β-CD的乳液均處于第一產(chǎn)物層狀液晶相的形成階段，在相同的消化時間內(nèi)消化行為相似。結果表明，TAN和β-CD都具有阻礙液晶相形成的能力，且TAN比β-CD的抑制能力更強。且TAN和β-CD的共存導致液滴表面液晶相的形成顯著減少。

界面層厚度受分子種類、結構及密度影響顯著。實驗表明，實驗組尤其是實驗2中油相增厚，可能是由于TAN在油水界面與膽鹽和β-CD發(fā)生相互作用。該現(xiàn)象說明β-CD與TAN之間的相互作用不僅促進了TAN向界面遷移，還揭示了BS或β-CD對TAN的吸附能力。實驗組界面β-CD密度提升，說明β-CD與TAN相互吸引。動力學模擬結果表明β-CD先與TAN結合于界面，誘導膽鹽圍繞此復合物聚集，系統(tǒng)能量漸趨穩(wěn)定。最終，TAN主要錨定于由膽鹽與環(huán)糊精構筑的界面團聚體上，增強環(huán)糊精對膽鹽的親和力，導致環(huán)糊精與膽鹽組裝形成更大的聚集體，從而增加界面厚度。

β-CD與TAN協(xié)同作用顯著減少NaOH消耗，抑制脂質(zhì)消化。脂質(zhì)消化程度受到抑制，抑制程度與β-CD添加量無關。當TAN與β-CD的摩爾比為1:8時，抑制脂質(zhì)消化的效果最佳，抑制率為34.92%。這可能是因為兩者在界面上自組裝，增強了界面活性。β-CD與疏水物質(zhì)形成的復合物可以通過氫鍵在油水界面上組裝形成致密網(wǎng)絡，顯著增強界面穩(wěn)定性，限制脂肪酶在界面區(qū)域的吸附，從而抑制脂質(zhì)消化。在消化的后期階段，物質(zhì)在液滴間的置換達到平衡，從而在界面處產(chǎn)生恒定和動態(tài)的可吸附區(qū)域。此時，消化速率變化不大，游離脂肪酸的釋放和解吸速率保持相對恒定。

創(chuàng)新性/應用前景

本研究發(fā)現(xiàn)橘皮素（TAN）和β-環(huán)糊精（β-CD）的相互作用會導致膽鹽在油水界面處過度聚集，阻礙脂肪酶水解產(chǎn)生游離脂肪酸的釋放。此外，膽鹽和脂肪酶在液滴之間的置換速率降低，從而導致液滴可用于脂肪酶吸附的界面面積減少。因此，脂質(zhì)消化被有效抑制。這些結果表明，表面活性抑制劑可以改變油水界面的組成、厚度和穩(wěn)定性，從而抑制脂質(zhì)消化。然而，TAN與β-CD相互作用形成的復合物及其與膽鹽結合后的結構和共組裝特性有待進一步研究。本研究從界面角度揭示TAN和環(huán)糊精在脂質(zhì)消化中的作用機制，為香料分子和環(huán)糊精的健康食品開發(fā)提供理論支持。