【用户文章】维生素B12对乳清蛋白保护作用的稳定性及其对肠道微生物的影响

文章信息

维生素B12对乳清蛋白保护作用的稳定性及其对肠道微生物的影响

Stability of Vitamin B12 with the Protection of Whey Proteins and Their Effects on the Gut Microbiome

发表单位：浙江工商大学

发表期刊：Food Chemistry

影响因子：4.946

技术手段：16S rDNA测序、HPLC

研究背景

钴胺素（维生素B12）是一种天然存在的含有钴的有机金属化合物，是影响人体健康的重要水溶性维生素。维生素B12缺乏会导致细胞分裂紊乱，神经病变，神经系统疾病和恶性贫血。氰钴胺（CNCBL）是光和热不稳定的，且钴胺素的好氧光分解比厌氧光分解更快，所有形式的钴胺素在辐射下的灭活是不可逆的。但是一些需要腺苷钴胺（ADCBL）和甲基钴胺素的酶也可以保护这些化合物免于分解。

乳清蛋白通常由β-乳球蛋白、α-乳清蛋白、牛血清白蛋白和免疫球蛋白组成。牛乳清中的主要蛋白质（65％）是β-乳球蛋白（18 kDa），一种具有162个氨基酸残基的球状蛋白质。 β-乳球蛋白属于脂质运载蛋白家族，能够在其β-桶的内腔中结合小的疏水分子。由于β-乳球蛋白有多个结合位点，因此它可以结合多种配体，包括脂肪酸、多酚和维生素，如钴胺素。α-乳清蛋白（14 kDa）是一种小的球状蛋白，含有123个氨基酸残基，具有大的α-螺旋结构域和一个小β-折叠结构域。这两个结构域由深裂隙分开并通过钙结合环连接。α-乳清蛋白可以作为疏水性脂质、维生素和代谢物的载体。

研究方法

1. 将含有钴胺素-乳清蛋白复合物的烧瓶分别置于人工光照和80℃的水浴的条件下。将置于人工光照的下的烧瓶放置在离光源10cm处（每15分钟分析样品，共分析120分钟）；将置于80℃水浴条件下的烧瓶在黑暗中每（每15分钟分析样品，共分析120分钟），以避免光降解。所有实验设置三个重复实验同时进行。

2. 在胃蛋白酶（pH 1.3，37°C，2h）存在下，对样品进行模拟消化，测定胃液中钴胺的稳定性。

3. 从钴胺素-乳清蛋白复合物样品中提取钴胺素，利用HPLC方法检测钴胺素。

4. 收集过去三个月未接受抗生素治疗的3岁儿童的粪便样本，菌群在发酵反应器培养。接种固定化肠道微生物群的六个平行反应器运行10天。反应器被连续地供给营养介质，不同之处在于它们仅补充钴胺-乳清复合物或钴胺。采用分批发酵法培养72h，每隔12h更换一次营养培养基。

取材： 从以上粪便样品中提取DNA，空白样品由未经处理的拭子组成，提取DNA后使用总DNA来扩增细菌16S rDNA进行分析。

研究结果

维生素B12是一种光敏和热敏物质，且钴胺素在光和热的存在下会降解，导致光谱变化和辅酶活性的丧失，而α-乳清蛋白和β-乳球蛋白可以作为钴胺素在食品加工过程中防止物理破坏的有用保护剂。通过β乳球蛋白或α-乳清蛋白提供的保护，腺苷钴胺素（ADCBL）和氰钴胺素（CNCBL）的热稳定性显著增强。同时，在胃液中测试2h时，在乳清蛋白存在下ADCBL和CNCBL的稳定性也会显著提升。钴胺素复合物在胃消化期间的稳定性对于生物利用度是至关重要的。在乳清蛋白的保护下，ADCBL和CNCBL在胃液中存在2小时的稳定性分别比其他组分提高了19.7％和2.2％。在小肠中吸收钴胺素后，残留的钴胺素或复合物可以进入结肠并调节肠道微生物组。在体外结肠模型中，补充维生素B12和乳清增强了厚壁菌门和拟杆菌属的比例并减少变形杆菌属的丰度，从而产生了更好、更健康的结肠环境。尽管样本量相对较小，但研究者观察到维生素B12对肠道微生物组的显著调节作用，并且钴胺素的乳清蛋白配体复合物显著提高了钴胺素的稳定性和生物利用度，并对肠道微生态产生积极影响，影响人体营养和健康。

研究结论

本研究检查了β-乳球蛋白或α-乳清蛋白是否可以增强食品加工过程中钴胺素的稳定性，并对人体肠道微生物组模型的组成产生积极影响。从该研究中获得的结果提供了关于配体结合蛋白（作为钴胺素的载体）在功能性食品和药物开发中应用的见解。

图 在钴胺素和复合物存在下来自体外肠模拟器的细菌群体的平均百分比

本研究中16S rDNA测序由联川生物提供

参考文献

HuanhuanWang, Shou, Y., Zhu, X., Xu, Y., Shi, L., Xiang, S., Feng, X., Han, J., Stability of Vitamin B12 with the Protection of Whey Proteins and Their Effects on the Gut Microbiome, Food Chemistry(2018).

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