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岩藻多糖是存在于褐藻及海洋无脊椎动物中的天然多糖，主要由L-岩藻糖、硫酸基团和少量其他单糖组成，具有多种生物活性，包括抗凝血、抗肿瘤和免疫调节活性等。 但目前岩藻多糖在胃肠道中的消化、发酵行为特性尚不清晰， 限制其在功能食品及乳液递送体系中的应用。基于此，本研究以低值梅花参来源的岩藻多糖（FUC）作为研究对象，系统解析 FUC 在模拟胃肠道中一级结构、空间构象、与消化道粘液层的粘附特性及对肠道菌群组成等水平上的变化。

结果发现，FUC分子量在模拟胃消化过程中短暂降低，归因于低pH作用下多糖链转变为更灵活的无规则卷曲构象，链的缠绕和弯曲程度更高，还原糖含量随着消化时间的延长基本稳定，在消化终点无游离单糖释放，FUC的主要结构保持稳定。与模拟胃环境下相比，FUC在模拟肠道环境中与粘蛋白之间能形成较好的粘附效果，二者形成稳定的三维网络。在肠道发酵中改变菌群组成，上调拟杆菌门和厚壁菌门的比例、下调变形菌门的比例，促进了短链脂肪酸的生成。 并且成功将 FUC 应用于静电自组装乳液运载体系中，实现对中链甘油三酯（MCT）的包埋递送。本研究阐明了FUC在胃肠道消化中结构特征及演变规律，对FUC的胃肠道功能探究及特殊结构食品的设计等具有重要的参考价值。

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本研究构建了稳定的藜麦蛋白Pickering乳液，探究其是否可以提高鱼肉肌原纤维蛋白凝胶的冻融稳定性及机理，拟解决运输存储中温度波动造成鱼蛋白凝胶产品质量受损的问题。在鱼肉制品中，添加Pickering乳液增强了鱼肉蛋白凝胶的交联程度，二硫键、二酪氨酸含量显著提高，且提高了凝胶的储能模量。Pickering乳液添加阻碍了凝胶在反复冻融中不易流动水向自由水的迁移，降低了凝胶冻融后的汁液流失，提高其持水能力。藜麦蛋白Pickering乳液通过降低鱼肉蛋白凝胶的凝固点加快了其通过最大冰晶生成带的速率，抑制冰晶尺寸的增大，从而稳定凝胶中的水分分布，并减少了冰晶对肌原纤维蛋白造成的冷冻损伤，延缓肌原纤维蛋白二级结构的变化，提高了鱼肉蛋白凝胶的冻融稳定性。与此同时，藜麦蛋白Pickering乳液延缓了冻融引起的蛋白质的氧化及降解，显著降低了冻融后蛋白凝胶中羰基的含量。藜麦蛋白Pickering乳液也通过抑制疏水氨基酸从内部的疏水环境向外部亲水环境的暴露，稳定了氨基酸的微环境及蛋白质的三级结构。本研究探索了Pickering乳液于鱼肉蛋白凝胶中的应用，提供了一定的理论基础。藜麦蛋白Pickering乳液有可能成为新型的抗冻剂应用于不同冷冻肉制品中。

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β-胡萝卜素是人体重要的维生素A源，人体肠道菌群与β-胡萝卜素互作及对后者体内吸收代谢的影响尚不明确。采用体外人源化肠道菌群厌氧培养体系揭示β-胡萝卜素与肠道菌群互作效应，结果表明肠道菌群环境发酵24h后，β-胡萝卜素降解率达64.28%，较无菌群处理组提高1.46倍；维生素A表达量较无菌群处理组提高2倍；高中低剂量的β-胡萝卜素均显著影响了肠道菌群结构，β-胡萝卜素显著促进了Roseburia, Parasutterella和Lachnospiraceae菌属增殖，抑制了Dialister,Collinsella和Enterobacter菌属增殖。进一步采用体外模拟体系与体内小鼠实验，探究不同结构多糖对β-胡萝卜素与肠道菌群互作影响，结果显示体外模拟肠道菌群环境中，阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖、甘露聚糖、菊糖、壳聚糖和葡聚糖协同处理下，维生素A表达量较单纯β-胡萝卜素处理组分别提高1.33、1.62、1.21、1.71、1.99、1.70倍；同时，添加阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖、甘露聚糖、菊糖和壳聚糖，小鼠肝脏中总视黄酸酯的含量分别提高1.56、1.32、1.13、1.31和1.43倍。研究结果揭示了肠道菌群可能是促进β-胡萝卜素转化吸收的重要靶点，为研究类胡萝卜素类营养素的生物效价开拓新的途径和提供基础理论指导。

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随着我国人口老龄化程度加剧，骨质疏松已成为健康中国亟待解决的公共卫生问题之一。骨质疏松的防治与成骨细胞休戚相关，成骨细胞分化、增殖有助于骨形成，从而防治骨质疏松。目前，以生物活性肽为代表的食源性物质以其安全性和安全性逐渐在骨质疏松防治中占据重要地位，本团队对发酵酸豆乳中的肽类进行了分离纯化，利用分子对接技术筛选出具有显著促成骨活性的大豆肽；选取了成骨活性相关的重要信号通路，对成骨活性肽作用机制进行了解析；构建了斑马鱼骨质疏松模型，验证了大豆肽对骨质疏松的逆转作用。

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四川泡菜是中国传统发酵蔬菜中极具代表性的一类蔬菜制品，具有酸脆爽口、解腻开胃的特点。目前，围绕四川泡菜的研究多集中于生产工艺问题解决、乳酸菌资源挖掘以及安全性研究，对其活性成分及其功能的关注较少。本研究采用老卤水和新鲜盐水两种方式制作胡萝卜泡菜，并比较分析其营养成分和抗氧化能力变化，考察发酵胡萝卜喂养对高脂饮食小鼠的脂质代谢和微生物群落的影响。结果显示，与新鲜胡萝卜相比，发酵胡萝卜的总膳食纤维、总酚类和β-胡萝卜素含量显著提高，并且获得了较高的抗氧化活性。发酵胡萝卜喂养可以降低高脂模型小鼠体重和血清总胆固醇和甘油三酯含量增加趋势，缓解肝损伤和氧化应激，还能促进脂质代谢，降低肝脏脂肪酸积累。老卤水发酵胡萝卜在降低小鼠肝脏游离脂肪酸和改善肝脏组织病理结构方面要优于盐水发酵胡萝卜。相关性分析结果显示总酚和膳食纤维是发酵胡萝卜促进脂质代谢和抗氧化的主要物质基础。Western blot和16S扩增子测序结果表明发酵胡萝卜通过腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）途径缓解高脂饮食诱导的脂肪积累，以及有助于恢复小鼠肠道微生物正常结构是其发挥作用的主要机制。

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非酒精性脂肪肝（Non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）给全社会造成严重的疾病负担，亟需探寻NAFLD的有效预防策略和治疗措施。番茄红素是一种类胡萝卜素，其对NAFLD的发生发展也有一定的延缓作用，然而系统探究番茄红素对NAFLD小鼠的肝脏脂质组分的变化，进而揭示番茄红素可能发挥的脂质调节的作用机制还不明确。因此，本文拟探究不同剂量番茄红素干预对高脂诱导的NAFLD小鼠的肝脏脂质组学作用。本研究纳入C57BL/6J小鼠，利用高脂饮食建立NAFLD模型，并给予不同计量番茄红素干预12周。脂质组学分析结果显示，5组肝脏样本共检测到551种代谢物，主要包含甘油脂类（Glycerolipids, GL）、甘油磷脂类（Glycerophosphatide, GP）和鞘脂类（Sphingolipids, SP）。随着番茄红素干预剂量的增加，各组与模型组间差异脂质种类数量增加。对差异脂质进行比较发现，鞘脂亚类中（神经酰胺非羟基脂肪酸-鞘氨醇（Ceramide non-hydroxy fatty acid-sphingosine，Cers）、己糖基神经酰胺非羟基脂肪酸-鞘氨醇（Hexosyl ceramide non-hydroxy fatty acid-sphingosine，HerCer）和鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）是鞘脂的主要亚类），与模型组比较，100mg/kg/d和200mg/kg/d番茄红素组SM（d14:0/24:2） 、HexCer/NS（d16:1/35:0）水平显著降低，200mg/kg/d番茄红素组Cer/NS（d18:2/20:0）水平显著降低（P＜0.05）。在甘油磷脂亚组中，50mg/kg/d、100mg/kg/d、200mg/kg/d番茄红素干预对PE（13:0/22:3）、PC（17:1/17:1）、 PC（6:0/27:0）和 PC（16:2e/24:4）的水平具有上调趋势。在甘油脂亚组中，比较了甘油二酯（Diacylglycerol，DG）水平，与模型组相比，200 mg/kg/d番茄红素组干预后DG（18:2/20:3）和DG（20:3/20:4）水平显著下降，100 mg/kg/d和200 mg/kg/d番茄红素干预后DG（20:3/22:6）和 DG（22:4/22:6）水平显著下降（P＜0.05）。番茄红素干预能够调节NAFLD小鼠胆固醇代谢、脂肪的消化吸收、脂肪细胞的脂解作用、脂质和动脉粥样硬化等代谢通路。

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鲟鱼作为我国重要的淡水经济鱼类，营养价值极高，可谓全身是宝，已成为鱼类产业中的新兴主力军，占据越来越多的市场份额。然而，鲟鱼加工过程中产生大量副产物作为废弃物被丢弃，造成资源浪费及环境污染，严重制约产业的可持续发展。硫酸软骨素（CS）是软骨的重要组成成分，也是糖胺聚糖中的重要一员，具有多种生理功能。但因分子量大，黏度高导致生物利用率较低。针对以上问题，本研究以鲟鱼软骨来源的SCS为原料，通过酶解、纯化得到抑制CRC细胞HT-29增殖的高活性低分子量SCS，通过动物和细胞模型，证明了制备的低分子量SCS具有干预结直肠癌的发生和发展的作用。结合活体成像及多组学等联合技术分析表明，低分子量SCS干预结直肠癌的作用途径也与肠道菌群结构和代谢物组成相关，17个菌属与差异代谢物具有显著的相关性，共同调控氨基酸生物合成途径，进而降低促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、NO和TNF-α）合成，刺激上皮细胞分泌IL-10等细胞因子，有效抑制炎症发生。本研究为低分子量SCS作为一种干预结直肠癌的功能因子的开发与应用提供了理论依据和技术支撑。

人乳低聚糖（human milk oligosaccharides，HMOs）是人类母乳中的第三大固体组分，仅次于乳糖和脂肪，其具有重要的生物学功能。目前已经证明人乳中有200多种低聚糖，牛乳中有50多种低聚糖。HMOs具有多种生理功效，由于HMOs不被人体的胃酸破坏，也不被消化酶分解，能直接达到大肠，刺激肠道中的有益菌群（双歧杆菌和乳杆菌）生长，间接抑制有害菌群生长，维持肠道微生态平衡，因此具有调节肠道菌群的功效。另外HMOs能在一定程度上影响婴儿的肠道菌群组成或肠上皮细胞的反应，从而间接影响婴儿的免疫系统，体外研究的结果也表明HMOs能直接调节免疫反应。而HMOs在不同基因型的母乳中的分布也有所不同。由于HMOs对婴儿的多种功效，目前已有多家企业在婴幼儿配方奶粉产品中添加HMOs，市场前景广阔。我国目前尚未批准HMO作为婴儿配方食品的配料，HMO产品的主要市场主要集中在欧美地区和中东地区。另外，HMO对肠道微生物可能存在定向的选择性地利用，体外发酵发现，LNnT可选择性地促进婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium infantis）的生长。因此为了更接近母乳喂养的效果，婴幼儿配方奶粉在选择HMOs时，除了添加量要更接近母乳，在组成成分上也应该向母乳靠近。由于天然来源的HMOs成分复杂较难开发，商业化的多种HMOs的应用案例暂时较少，且成本较高，合成生物学方法为HMOs的商业化开发及产业化带来了曙光。

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母乳脂肪以甘油三酯为核心，表面被三层膜结构的乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM）包裹，这种独特的结构对婴儿的脂质消化吸收、神经系统和消化系统发育都有重要促进作用。当母乳不足或某种原因无法实现母乳喂养时，婴儿配方奶粉（以下简称婴配粉）普遍认为是母乳最佳替代品。市售婴配粉脂肪球多被乳蛋白包裹形成较厚的界面膜，缺少MFGM包裹，导致其与母乳在脂质消化特性和代谢表现型方面显著不同。尽管近几年含有MFGM的婴配粉在营养方面取得了显著进展，但团队成员研究发现即使添加了MFGM的婴配粉，其脂肪球膜脂质组成和脂肪消化特性也与母乳存在差异。主要问题在于MFGM是否吸附于脂肪球界面，以及乳清蛋白、酪蛋白和MFGM蛋白在界面处的存在比例和吸附状态等。简单的MFGM材料的添加，MFGM依旧难吸附到油脂表面形成磷脂层，所以需要进一步补充磷脂（蛋黄卵磷脂和大豆卵磷脂）。因此，MFGM组分的添加及立体结构的建立将是奶粉研究的新趋势。为了平衡磷脂和蛋白含量，使用MFGM材料结合卵磷脂制备模拟母乳乳脂肪球的乳液，并且在乳液的最佳条件下制备成婴配粉，考察其稳定性并检测了其体外消化过程中的脂解动力学及其结构变化，评估卵磷脂的最佳加入和加工方式，缩小了与母乳的差距，为婴配粉MFGM母乳化提供数据支持。