《Grain & Oil Science and Technology》：Molecular structure and fatty acyl chain length-driven differences in digestive fate and intestinal cellular uptake: A comparative study of natural and structured triacylglycerols
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本研究针对当前婴幼儿配方奶粉中脂质成分（多为MCT与LCT物理混合物）消化效率低、难以模拟母乳MLCT优异消化特性的问题，通过构建婴幼儿体外动态消化模型，结合脂质组学技术和Caco-2细胞模型，系统比较了天然与结构化甘油三酯（TAGs）的消化命运和肠道细胞摄取差异。结果表明，中长链甘油三酯（MLCT）在胃肠消化过程中表现出更高的脂解效率和游离脂肪酸释放量，并能显著上调肠道细胞中脂质摄取转运相关基因（CD36、FABP4、SLC27A4）的表达。该研究为MLCT作为功能性脂质在婴幼儿配方奶粉中的精准应用提供了科学依据。
母乳是婴幼儿最理想的食物来源，其中的脂质成分，特别是甘油三酯（Triacylglycerols, TAGs），是婴儿能量和必需脂肪酸的主要供给者。然而，市售婴幼儿配方奶粉的脂质成分多为中链甘油三酯（Medium-chain triacylglycerols, MCT）和长链甘油三酯（Long-chain triacylglycerols, LCT）的简单物理混合物，其最终的脂解效率仍显著低于母乳。究其根源，母乳中的甘油三酯具有独特的分子结构，其中中长链甘油三酯（Medium- and long-chain triacylglycerols, MLCT）含量丰富，其脂肪酸在甘油骨架上的分布（特别是饱和脂肪酸倾向于分布在sn-2位）对脂质的吸收效率和婴幼儿的肠道发育起着至关重要的调控作用。这种结构上的差异，使得物理混合的MCT/LCT难以模拟母乳MLCT的消化吸收特性，从而限制了配方奶粉营养效能的进一步提升。因此，深入探究不同结构甘油三酯，尤其是MLCT，在婴幼儿消化环境下的命运，对于优化配方奶粉脂质组成、提升其营养价值具有重要的理论和实践意义。本研究论文发表于《Grain》期刊，旨在通过模拟婴幼儿体外动态消化模型，结合先进的脂质组学分析技术，系统揭示甘油三酯分子结构及其脂肪酸链长对脂质消化和肠道细胞摄取的调控机制。
为达成研究目标，研究人员主要采用了以下几项关键技术方法：首先，利用模拟婴幼儿体外动态消化系统，精确模拟胃和肠道的消化环境、消化液分泌、胃排空及肠道转运过程；其次，采用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）对消化过程中的脂质成分（包括TAGs、DAGs、MAGs和FFAs）进行定性和定量分析，即脂质组学分析；第三，通过Caco-2细胞单层模型模拟肠道上皮，用于评估不同油脂消化产物在肠道细胞的摄取和转运情况，并利用实时荧光定量PCR技术检测与脂质摄取转运相关的基因（CD36、FABP4、SLC27A4）的表达水平。
3.1. 油脂样品的脂质组成
研究人员选取了四种具有不同TAGs组成的油脂：MCT、MCT/LCT物理混合物、MLCT和向日葵油。分析表明，这四种油脂在脂肪酸组成、sn-2位脂肪酸分布以及TAGs分子种类上均存在显著差异。MCT主要由辛酸（8:0）和癸酸（10:0）组成；MCT/LCT混合物和MLCT虽然总脂肪酸组成相似，但MLCT中sn-2位的棕榈酸（16:0）含量（11.07%）显著高于MCT/LCT混合物（5.5%），且MLCT中同时含有MCFAs和LCFAs的TAGs分子比例（约59%）远高于MCT/LCT混合物（约29%）。向日葵油则几乎全部由长链脂肪酸构成。这些差异为后续研究其消化特性的不同奠定了基础。
3.2. 脂肪酸链长和分子结构对消化过程中中链脂肪酸释放的影响
在婴幼儿体外消化系统中，不同油脂的中链脂肪酸（MCFAs）释放模式各异。在整个消化过程中，MCT的MCFAs释放量显著高于其他三组。值得注意的是，在胃消化结束时（G120），MLCT的MCFAs释放量（约10%）高于MCT/LCT混合物（约8%），而到肠消化结束时（I120），MLCT的MCFAs释放量反而下降。这一现象与两种油脂中TAGs的分子结构密切相关，MLCT独特的结构影响了其水解动力学。
3.3. 消化过程中的脂解度和游离脂肪酸释放
脂解度（Lipolysis degree, LD）和游离脂肪酸（Free fatty acids, FFA）释放量的结果表明，在胃消化阶段，MCT的LD值最高，MLCT略高于MCT/LCT混合物。进入肠道消化后，所有油脂的LD值和FFA释放量均迅速增加。尽管MCT的最终LD值和FFA释放量最高，但与MLCT无显著统计学差异。重要的是，MLCT的最终FFA释放量（约60%）略高于MCT/LCT混合物（约58%）。研究者分析认为，这可能与MLCT分子中sn-1,3位连接的MCFAs更易被胰脂肪酶水解有关，同时也避免了MCT因水解过快可能导致的产物抑制效应。MLCT在提供易吸收MCFAs的同时，也能有效释放LCFAs，更好地满足婴幼儿对脂质消化吸收的生理需求。
3.4. 消化过程中油脂样品的脂解产物
通过脂质组学分析，在四种油脂的体外消化产物中共鉴定出57种TAGs、16种DAGs、8种MAGs和13种FFAs。消化产物的组成与初始TAGs结构高度相关。例如，MCT消化后主要的FFAs是癸酸（10:0）和辛酸（8:0）；而MLCT、MCT/LCT混合物和向日葵油消化后主要的FFAs均为亚油酸（18:2）和油酸（18:1）。在肠消化结束时，MLCT组中单酰甘油（MAGs）如MAG-16:0、MAG-18:1和MAG-18:2的释放量较高。这些具体的脂解产物谱图揭示了不同结构油脂在酶作用下的特异性水解路径。
3.5. Caco-2细胞对甘油三酯的吸收和转运
为了探究消化产物在肠道细胞的吸收机制，研究检测了Caco-2细胞在与不同油脂消化产物共培养后，关键脂质转运蛋白基因的表达情况。结果显示，与对照组相比，MLCT、MCT/LCT混合物和LCT（向日葵油）组均能显著上调脂肪酸转运蛋白CD36和脂肪酸结合蛋白FABP4的表达。尤为重要的是，MLCT处理组FABP4基因的表达水平最高。此外，负责长链脂肪酸跨膜转运的蛋白SLC27A4基因在MLCT、MCT/LCT混合物和LCT组中的表达也显著高于对照组和MCT组。这些基因表达的上调，表明MLCT的消化产物能更有效地促进肠道细胞对长链脂肪酸的摄取和细胞内转运，这可能是其优于物理混合物的重要原因。
本研究通过综合运用婴幼儿体外动态消化模型、脂质组学技术和肠道细胞模型，清晰地揭示了中长链甘油三酯（MLCT）相较于传统的MCT/LCT物理混合物在婴幼儿脂质营养方面的优势。MLCT不仅具有更高的最终脂解效率和游离脂肪酸释放量，其独特的分子结构还决定了其消化产物谱更利于肠道吸收，并能特异性上调肠道上皮细胞中与脂质摄取和转运相关的关键基因（CD36、FABP4、SLC27A4）的表达。这表明，MLCT作为一种结构化的功能性脂质，能够更好地模拟母乳脂质的消化吸收特性，在提供快速能量（通过MCFAs）的同时，保障了长链脂肪酸（特别是必需脂肪酸）的有效供应。该研究从分子消化产物和细胞基因表达层面，为MLCT在婴幼儿配方奶粉中替代物理混合MCT/LCT提供了坚实的理论依据和实验支持，对开发更接近母乳、更利于婴幼儿健康成长的新型配方奶粉具有重要的指导意义。
