铁是一种关键的微量元素,在体内多种生理过程中发挥着重要作用,包括正常的大脑发育、免疫功能以及蛋白质和DNA的合成(Wu, Yang, Sun, Bao, & Lin, 2020)。由于摄入不足、吸收有限或丢失过多,可能导致缺铁性贫血(IDA),这是一种常见的营养障碍,其特征是疲劳和免疫力减弱,严重影响整体健康。传统的铁补充剂主要包括无机亚铁盐和有机铁制剂(如有机酸铁盐和氨基酸螯合铁),这些仍然是IDA的主要治疗选择(Pantopoulos, 2024)。与无机铁相比,有机铁的耐受性略有提高;然而,其吸收仍然依赖于肠道铁转运蛋白,且其稳定性容易受到胃肠道pH值波动的影响(Finlayson-Trick, Fischer, Goldfarb, & Karakochuk, 2020)。因此,这些限制阻碍了有机铁补充剂在铁补充效率与安全性之间找到平衡。
近年来,肽-亚铁螯合物因其优异的生物利用度和稳定性而受到越来越多的关注。肽链上的氨基、羧基和羟基等官能团可以参与铁离子的配位,形成稳定的肽-铁螯合物。这种螯合作用可以部分抑制铁与抗营养因子(如植酸和多酚)的相互作用和沉淀,从而通过肽介导的肠道转运途径提高铁的生物利用度,并表现出良好的铁补充潜力(Wu et al., 2020)。Li等人(Li, He, Shi, & Hou, 2019)证明,脱盐鸭蛋清肽-铁螯合物(DPs

Fe)能有效促进IDA大鼠的铁吸收并恢复血液学参数,包括血红蛋白(HGB)和血细胞比容(HCT)。Zhang等人(Zhang, Ding, & Li, 2021)使用碱性蛋白酶制备了绿豆蛋白水解物-铁螯合物(MPH-Fe),发现所得复合物的消化稳定性优于单独使用MPH。同样,Wei等人(Wei et al., 2024)证实,蛋黄肽-铁螯合物具有更高的热稳定性、耐碱性和体外消化稳定性,优于硫酸亚铁。
乳清蛋白富含支链氨基酸,具有较高的生物价值。它广泛用于运动营养产品中,也是婴儿配方奶粉的重要蛋白质来源,因为其蛋白质组成与人类母乳非常相似。与其他蛋白质衍生的肽相比,乳清蛋白肽(WPP)具有很强的铁结合能力,并具有多种生物活性,包括抗氧化和免疫调节作用。此外,WPP在调节肠道微生物群组成方面显示出相当大的潜力,为营养和功能性食品系统的应用提供了广阔的前景(Saubenova et al., 2024)。Rocha等人(Rocha, Kise, Rosso, & Parisi, 2017)证明,水解乳清蛋白浓缩物(WPC)的DPPH自由基清除活性高于WPC。此外,乳清蛋白水解物(WPH)可以通过降低厚壁菌门与拟杆菌门的比例来有益地调节婴儿的肠道微生物群(Feng et al., 2022)。这表明,以乳清蛋白肽为载体的乳清蛋白肽-亚铁(WPP-Fe)螯合物可能优于传统的有机铁补充剂,作为一个多功能系统,整合了高效的铁补充、肠道保护和肠道微生物群调节。
先前的研究表明,WPP-Fe螯合物在体外稳定性、铁吸收效率和抗氧化活性方面显著优于氯化亚铁(FeCl?)和葡萄糖酸亚铁(Fe-gluc)(Wu, Wang, Ma, Mu, & Qian, 2024)。然而,其在体内的效果,特别是在缺铁性贫血(IDA)条件下是否能够有益地调节肠道微生物群的结构和功能方面仍不清楚。在本研究中,使用FeCl?和Fe-gluc作为对照,评估了不同剂量的WPP-Fe螯合物对IDA小鼠的铁补充效果,并研究了WPP-Fe螯合物对肠道微生物群的调节作用。本研究旨在为WPP-Fe螯合物作为新型铁补充剂的发展提供理论基础,同时也为乳清蛋白资源的高价值利用及其在婴儿配方奶粉等特殊膳食产品中的铁强化应用提供科学支持。