近日，我校食品学院肖杰教授（广东省功能食品活性物重点实验室副主任、广东省功能食品稳态增效递送技术创新研究团队带头人）以通讯作者身份就食品功能因子稳态增效递送体系创建原理和技术在Journal of controlled release (IF 11.467；JCR一区TOP) 发表了重要研究性论文“Intervention effects of multilayer core-shell particles on colitis amelioration mechanisms of capsaicinhttps://doi.org/10.1016/j.jconrel.2022.09.041”。此前，就该研究方向分别以第一/通讯作者发表一篇Critical Reviews in Food Science and Nutrition (IF 12.258；JCR一区TOP)“Updated design strategies of functional delivery systems for achieving maximized bioefficacy of dietary bioactive compounds. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2109583”，以及一篇Journal of controlled release (IF 11.467；JCR一区TOP)“Intervention effects of delivery vehicles on the therapeutic efficacy of 6-gingerol on colitis. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2022.06.058”。
(1)《Updated design strategies for oral delivery systems: maximized bioefficacy of dietary bioactive compounds achieved by inducing proper digestive fate and sensory attributes.》Crit. Rev. Food Sci. Nutri. DOI: 10.1080/10408398.2022.2109583.第一及通讯作者：肖杰
图1 功能递送系统（FDS）分类范畴及关键技术
图2 新一代功能递送体系的创建原理
食品功能活性物的健康效应最大化及其生物命运-健康机制的关系规律，是功能食品领域的研究重点和难点。在该论文中，提出了功能递送体系升级设计的指导思路：精准定向递送以实现功能因子口腔风味感官升级和生物功效最大化。提出功能递送系统的新兴设计策略的重点：调控功能因子①在上消化道和下消化道间的分布比例和生物命运；②黏膜粘附-渗透转运效率及其在靶部位的消化时滞性；③门静脉和淋巴吸收比例；③人体消化酶（直接）和肠道菌群酶（间接）介导的吸收代谢比例；⑤口腔感官和风味感知特性升级；⑥与基质材料的协同增效作用或多种功能因子共递送的协同效应。除提高生物利用度之外，为功能递送体系提高食品功能因子在靶吸收部位的滞留时间、宿主生物利用度和微生物代谢之间的消化和代谢平衡，触发功能因子在消化道中的有益代谢和所需的感官特性，以实现功能因子的生物功效最大化提供创新思路。
(2)《Intervention effects of delivery vehicles on the therapeutic efficacy of 6-gingerol on colitis》第一作者：田文妮（博士研究生），通讯作者：肖杰
图3 姜酚(6G)负载的纳米结构脂质载体(6G- NLC)和多层微胶囊(6G- MC)具有特异性控释能力：触发6-姜酚不同的消化行为、药理途径和抗结肠炎疗效
针对“调节功能因子在宿主消化酶或肠道菌群酶介导的吸收代谢中所占的比例，使活性物在具有合适生物命运的靶点上被合理吸收，可以使其发挥最大的生物功效”的科学概念，研究通过递送体系智能化结构设计，构建具有上/下消化道靶向吸收增强型的口服递送体系实现对功能活性物消化命运和生物分布的精准灵活调控，进而揭示宿主消化酶和肠道菌群酶介导的消化吸收代谢途径对功能活性物健康效应和机制的调控规律：
研究发现上消化道靶向给药载体——纳米结构脂质载体 (nanostructure lipid carrier，NLC)实现6-姜酚在小肠中缓释和积累，而下消化道靶向递送载体—多层微胶囊实现6-姜酚在结直肠部位的特异性释放和时滞性增强效应。6-姜酚经上消化道宿主消化酶系统介导的吸收代谢后通过调控抗氧化/抗炎途径和厚壁菌门/拟杆菌门比例来缓解DSS诱导的结肠炎，而6-姜酚靶向结肠炎症部位使6-姜酚与肠道菌群的双向交流显著增强，通过触发新的“TRPV1-黏液-肠道菌群循环”级联反应炎症缓解机制。
(3)《Intervention effects of multilayer core-shell particles on colitis amelioration mechanisms of capsaicin》第一作者：王浩楠（硕士研究生），通讯作者：肖杰
图4 同轴静电喷雾技术制备多层级核壳粒子
图5 多层级核壳粒子对辣椒素治疗结肠炎的健康作用调控机制解析
在这项研究工作中，采用相同材料构建具有不同层级结构和释放特性的口服增效递送体系（分别为：核壳纳米粒子Cap NPs、核壳微米粒子Cap MPs、核壳纳米-in-微米粒子Cap NPs in MPs）。在结肠炎缓解机制方面，以小肠吸收为主的Cap NPs与以结肠累积为主的Cap MPs和Cap NPs in MPs存在显着差异。Cap NPs主要通过促进短链脂肪酸产生菌的定植，维持肠道屏障稳态和部分抑制NF-κB炎症通路的活化来缓解结肠炎。然而，通过促进粘液相关菌的增殖和提高“TRPV1-粘液-微生物群循环”级联反应的触发效率，使得Cap NPs in MPs获得了更好的饮食干预效果。证明控制性运载体系可通过调节功能因子在机体内部的分布位点和释放效率，使功能因子在具有合适生物命运的靶点上被合理吸收，进而使其发挥最大的生物功效。
以上系列研究为功能递送体系介导的消化吸收位点及程度、肠道菌群互作过程的精准健康机制的调控提供创新思路，揭示了上、下消化道定向吸收增强型递送体系作为解析功能因子健康效应多维调控的重要工具性价值。以上研究成果的支撑平台为：广东省功能食品活性物重点实验室、广东省功能食品稳态增效递送技术创新研究团队。
文图/食品学院