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本期推荐一项颇具前景的营养强化研究。研究者探讨了用非洲木豆果肉(ALBP)强化速溶库努饮料对类胡萝卜素谱和β-胡萝卜素(BC)生物利用度的影响。动物实验表明，补充20% ALBP能有效提高大鼠血清和肝脏的视黄醇水平，并证明BC能被有效吸收利用(生物利用度约6.6%)。本研究为开发一种对抗维生素A缺乏症(VAD)的功能性食品提供了有力证据。
引言：类胡萝卜素与维生素A缺乏的挑战
类胡萝卜素是一类主要在植物中发现的四萜类色素（呈红、黄或橙色），以其清除细胞自由基、减少氧化损伤及相关疾病发生率的能力而闻名。它们是维生素A的重要前体（如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和β-隐黄质），并以其抗氧化活性调节氧化应激、稳定细胞膜，从而作为炎症介质，对代谢综合征、癌症、神经退行性疾病以及皮肤和眼睛的光氧化损伤具有保护作用。然而，人类无法自身合成类胡萝卜素，必须通过膳食补充获取。
维生素A缺乏症(VAD)是一个全球性的微量营养素缺乏问题，据估计影响数百万学龄前儿童，并与每年大量死亡病例相关，在低收入国家尤其严重。孕妇和哺乳期母亲是高危人群。VAD是这些人群中可预防性失明的主要原因之一。目前的干预措施包括使用维生素A补充剂、生物强化食品和富含预制维生素A的动物性食品，但受限于加工方法、预算、分配和健康监测系统，维生素A营养不良在南亚和撒哈拉以南非洲地区仍然流行。
在此背景下，将富含维生素A原的未充分利用的食品原料纳入主食和饮料中，成为减少发展中国家VAD发病率的一个可行途径。非洲木豆果肉(ALBP)正是一种极富类胡萝卜素的原料，其含量远超玉米等主食。库努(Kunu)是尼日利亚北部各州常消费的一种饮料，常作为婴儿辅食和饮料，由发酵的粟米、高粱、玉米等制成，虽热量高但蛋白质、必需矿物质和维生素含量低，尤其缺乏维生素A及其前体。以往研究多关注蛋白质强化，而类胡萝卜素强化方面则探索不足。
因此，本研究旨在评估将ALBP作为强化剂添加到速溶库努饮料中，对其类胡萝卜素谱和β-胡萝卜素(BC)生物利用度的影响，以期为开发抗VAD的功能性食品提供科学依据。
材料与方法：饮料制备与动物模型评估
原料与饮料开发
研究从尼日利亚采购了非洲木豆果（Parkia biglobosa）果肉、粟米、姜、辣椒和丁香。ALBP粉末通过机械干燥、研磨和过筛获得。速溶库努饮料的制备参照已有方法并加以改进：将去壳粟米浸泡、发芽、湿磨、过滤并沉淀得到发酵粟米(FM)沉淀物。然后将FM沉淀物（75%–95%）与不同比例（5%–25%）的ALBP粉末混合，形成T1（100% FM）至T6（75% FM:25% ALBP）六个配方的饮料，经冷冻干燥后储存。
类胡萝卜素与视黄醇当量分析
采用高效液相色谱法(HPLC)对制备的样品进行类胡萝卜素的提取、鉴定和定量分析。根据世界卫生组织推荐的体内转化因子，计算维生素A原类胡萝卜素(pVAC)的视黄醇当量(RE)：每6 μg的BC或每12 μg的α-胡萝卜素相当于1 RE，其他顺式β-胡萝卜素异构体（如13-cis-和9-cis-β-胡萝卜素）的计算与BC相同。
BC生物利用度评估（动物模型）
为评估ALBP强化库努饮料中BC的生物利用度，研究采用了动物实验模型，并获得相关伦理委员会批准。将36只健康断奶雄性白化大鼠随机分为六组：第1组为未耗竭标准饮食对照组；第2组为耗竭后补充视黄醇阳性对照组；第3组为耗竭后维持耗竭饮食阴性对照组；第4、5组为实验组，分别喂食80:20和75:25的粟米-ALBP库努饮食；第6组为耗竭后喂食100%粟米库努的实验组。
实验包括为期3周的耗竭期（喂食不含维生素A的耗竭饮食以降低初始视黄醇水平），随后是为期2周的补充期。结束后处死大鼠，采集血清和肝脏样本，用于测定视黄醇和总蛋白浓度。通过绘制饲料BC含量与血清/肝脏BC浓度的线性回归曲线，计算斜率（以百分比表示）来评估BC的生物利用度。
结果与讨论
1. ALBP强化对速溶库努饮料类胡萝卜素含量的影响
研究发现，随着ALBP添加比例的增加，饮料中的类胡萝卜素含量显著提升。具体而言，叶黄素含量在4.54至7.43 μg/g之间，α-胡萝卜素在0.19至15.22 μg/g之间，13-cis-β-胡萝卜素在0.16至3.36 μg/g之间，trans-β-胡萝卜素在0.45至8.50 μg/g之间，9-cis-β-胡萝卜素在0.53至1.64 μg/g之间，总β-胡萝卜素(TBC)在4.28至12.74 μg/g之间。α-胡萝卜素是所有类胡萝卜素中最主要的成分，这与ALBP富含α-胡萝卜素的特性一致。所有维生素A原的含量均随ALBP添加而增加，这归因于ALBP的类胡萝卜素含量高于粟米。BC因其含有两个可置换的β-紫罗酮环，被认为是所有pVAC中活性最强的。
2. ALBP强化对速溶库努饮料视黄醇当量的影响
速溶库努的RE值也随ALBP添加水平的增加而提高。α-胡萝卜素、BC和总pVAC的RE范围分别为0.05–1.80 μg/g、0.15–2.10 μg/g和0.20–3.80 μg/g。这证实了将ALBP补充到库努饮料中可以作为运输类胡萝卜素以对抗VAD的有效载体。维生素A原向视黄醇的转化率相对较低，其转化率取决于个体的维生素A状态。
3. ALBP强化对饲喂库努粉大鼠血清视黄醇浓度的影响
大鼠血清视黄醇浓度分析显示，喂食80:20配方（即20% ALBP）的大鼠，其血清视黄醇水平（2.53352 μg/mL）与未耗竭标准饮食对照组（NDSD，2.33415 μg/mL）无显著差异（p> 0.05），表明该配方的视黄醇消化吸收比例相当。然而，喂食75:25配方（2.3321 μg/mL）和100%粟米配方（0.36332 μg/mL）的大鼠，其视黄醇水平与对照组存在显著差异。其中，补充视黄醇的阳性对照组（SDR）浓度最高（7.2551 μg/mL）。结果表明，不含ALBP的库努粉视黄醇含量极低。80:20的添加比例可能是ALBP中类胡萝卜素生物利用度最佳的浓度水平，更高比例可能导致吸收途径饱和或基质效应。
4. ALBP替代对大鼠肝脏视黄醇浓度的影响
肝脏视黄醇浓度分析表明，喂食标准视黄醇片剂组（7.3359 μg/g）的肝脏视黄醇水平与其他各组均存在显著差异。然而，喂食75:25配方（2.02246 μg/g）和80:20配方（2.71136 μg/g）的两组之间无显著差异。耗竭未治疗组（0.57080 μg/g）和100%库努组（0.47424 μg/g）之间也无显著差异，这与它们饮食和体内均缺乏视黄醇有关。未耗竭对照组（NDSD，4.0384 μg/g）的肝脏视黄醇浓度显著高于75:25和80:20组，表明体内已有的视黄醇储备可能贡献了更高的消化比例。
5. ALBP替代对大鼠血清总蛋白浓度的影响
血清总蛋白水平分析显示，未耗竭标准饮食组（NDSD，6.36842 g/dL）与补充视黄醇阳性对照组（SDR，6.513158 g/dL）之间无显著差异。喂食ALBP强化库努的75:25组（6.78947 g/dL）和80:20组（6.86842 g/dL）与耗竭饮食组（DD，6.97368 g/dL）的总蛋白浓度也无显著差异，这表明补充视黄醇可能刺激了视黄醇结合蛋白(RBP)从肝脏库向血浆的快速分泌。
6. ALBP强化对饲喂库努大鼠肝脏总蛋白浓度的影响
喂食ALBP强化库努的75:25组（6.47368 g/dL）和80:20组（6.55263 g/dL）与未耗竭标准饮食对照组（NDSD，6.18421 g/dL）在肝脏总蛋白浓度上无显著差异。耗竭饮食组（DD，7.36842 g/dL）和100%库努组（7.05263 g/dL）的总蛋白浓度也无显著差异。这符合在膳食视黄醇缺乏、肝脏储存的视黄醇耗尽时，血浆RBP浓度会大幅下降的观察结果。
7. 血清与肝脏视黄醇含量比较及BC生物利用度的剂量-反应关系
研究比较了饲喂含或不含ALBP库努的大鼠体内视黄醇的消化、吸收和利用情况。血清和肝脏中的视黄醇含量存在显著差异，这可能反映了不同的储存动力学。然而，在两种组织中，喂食100%粟米库努组（T1）的视黄醇含量都远低于喂食ALBP强化库努组。在80:20配方（T5）中观察到血清和肝脏的视黄醇含量均达到最高。
通过线性回归分析计算BC的生物利用度，结果显示肝脏的生物利用度为6.67%，血清的生物利用度为6.61%。这些数值低于此前报道的一些研究结果，例如发酵生物强化木薯制成的Garri（11%–18%）或人类食用的生胡萝卜和胡萝卜汁（11%和75%），但仍在植物性食物5%–65%的生物利用度范围内。食物基质、BC剂量、加工技术、膳食脂肪含量和纤维量等因素都可能影响维生素A原的生物转化。血清和肝脏生物利用度值的相似性表明从膳食来源的系统性分布和摄取是一致的，支持了ALBP作为膳食补充剂用于干预VAD的适用性。
结论
本研究得出结论，向发酵粟米(FM)制成的速溶库努中添加5%–25%的ALBP，可得到维生素A原和非维生素A原类胡萝卜素谱增强的饮料，其α-胡萝卜素、BC和总pVAC的视黄醇当量(RE)范围分别为0.05–1.80 μg/g、0.15–2.10 μg/g和0.20–3.80 μg/g。与对照组（0% ALBP）相比，添加高达20%的ALBP可显著改善大鼠血清和肝脏的视黄醇水平。血清和肝脏总蛋白浓度也在ALBP添加量达到20%时显著提升。
线性回归分析显示，血清和肝脏的BC生物利用度分别为6.61%和6.67%，表明机体能有效吸收和利用BC。血清和肝脏生物利用度值的相似性表明从膳食来源的系统性分布和摄取是一致的。因此，建议在库努及类似饮料中使用20%的ALBP作为补充剂，因为它可以作为对抗维生素A缺乏症(VAD)的功能性食品。进一步的研究应包括货架期测定、加工方法的影响、消费者接受度研究以及临床试验，以验证其在人体中的功效。
