鼠胃模擬消化系統(tǒng)在研究常見十字花科蕓薹屬蔬菜消化過程的應(yīng)用

2016-2018年間，泰國國王科技大學(xué)Sakamon Devahastin教授和Naphaporn Chiewchan教授團(tuán)隊(duì)兩位博士生Patsaporn Pongmalaia(Ploy)和Thitima Kuljarachanan(Kae) 前來蘇州大學(xué)交流研究1年以上，應(yīng)用曉東宜健公司（南通東概念公司原發(fā)）的體外仿生軟彈性大鼠胃消化設(shè)備，研究卷心菜等常見十字花科蕓薹屬蔬菜的消化過程，揭示蘿卜硫苷等硫代葡萄糖苷生物活性物質(zhì)的生物可及性。

（兩位泰國博士生進(jìn)行科學(xué)研究所使用的體外仿生軟彈性大鼠胃消化設(shè)備）

    許多流行病學(xué)研究表明，大量食用卷心菜、白菜、上海青等蕓薹屬蔬菜，能夠有效預(yù)防多種慢性病，包括心血管疾病、II型糖尿病、肥胖癥和一些癌癥。而這些蔬菜中豐富的硫代葡萄糖苷類活性物質(zhì)是它們營養(yǎng)功效的一個(gè)主要因素。蕓苔屬蔬菜中含有超過10種硫代葡萄糖苷，含有不同的側(cè)鏈基團(tuán)：脂肪族、芳香族和吲哚族。蔬菜中含量比較高的硫代葡萄糖苷包括黑芥子苷、蘿卜硫苷、糖芥子甘、蕓薹葡糖硫苷等。天然硫代葡萄糖苷一般存儲(chǔ)在植物細(xì)胞液泡中，在烹飪和咀嚼蔬菜時(shí)，植物細(xì)胞受到破壞，硫代葡萄糖苷受原本存儲(chǔ)于其他細(xì)胞位置的內(nèi)源黑芥子酶作用，水解生成一系列異硫氰酸鹽、吲哚-3-甲醇等物質(zhì)，如蘿卜硫素。這些水解產(chǎn)物有較強(qiáng)的抗菌和抗癌活性，但在儲(chǔ)存時(shí)并不穩(wěn)定容易發(fā)生進(jìn)一步降解，失去活性。除烹飪和咀嚼蔬菜生成蘿卜硫素外，當(dāng)蔬菜食糜經(jīng)過胃腸道消化進(jìn)入大腸后，其中保留的硫代葡萄糖苷可在結(jié)腸菌群的作用下發(fā)生水解，生成蘿卜硫素。

    Ploy的研究發(fā)現(xiàn)，將新鮮卷心菜用微波進(jìn)行合適的熱處理，可破壞卷心菜細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使蘿卜硫素的含量提升至原本的6.23倍，而在此基礎(chǔ)上，將熱處理后的卷心菜采用體外仿生軟彈性大鼠胃消化設(shè)備進(jìn)行體外仿生消化，在胃消化后可進(jìn)一步提升蘿卜硫素的生物可及性至3.48–4.19倍。體外仿生軟彈性大鼠胃消化實(shí)驗(yàn)顯示，卷心菜經(jīng)胃消化后，食糜從胃部逐漸排入到十二指腸，食糜中的蘿卜硫素濃度始終穩(wěn)定，但釋放的總量逐漸累積，這和傳統(tǒng)搖瓶消化實(shí)驗(yàn)中，食糜中蘿卜硫素的總量隨濃度的增高而增高形成鮮明對(duì)比。

（Ploy博士的研究成果之一）

    Kae則比較了卷心菜、白菜、上海青中在加工制粉和消化過程中，四種硫代葡萄糖苷生物可及性的變化。三種蔬菜中均含有較高的蕓薹葡糖硫苷和蘿卜硫苷，白菜含有較高的蕓薹葡糖硫苷，而卷心菜則含有很高的黑芥子苷。四種硫代葡萄糖苷在漂燙和干燥過程中表現(xiàn)出不同的熱穩(wěn)定性，綜合而言，蘿卜硫苷的穩(wěn)定性。以干燥后研磨制成的蔬菜粉進(jìn)行消化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蘿卜硫苷和糖芥子甘在消化過程中濃度基本保持穩(wěn)定，還出現(xiàn)些許上升，說明消化過程中植物細(xì)胞經(jīng)消化酶作用，持續(xù)釋放這兩種生物活性物質(zhì)，生物可及性有所提高，而黑芥子苷和蕓薹葡糖硫苷的含量則在消化過程中逐漸下降，說明它們在消化環(huán)境中被水解，從植物細(xì)胞中的釋放率低于水解率，但仍有約59%–76%左右可在胃消化后進(jìn)入十二指腸。Kae進(jìn)一步采用體外仿生軟彈性大鼠胃消化設(shè)備進(jìn)行消化實(shí)驗(yàn)，研究了黑芥子苷、蘿卜硫苷和蕓薹葡糖硫苷在胃消化和十二指腸消化過程中的生物可及性。黑芥子苷和蕓薹葡糖硫苷的總量在消化過程中始終保持穩(wěn)定, 只是隨著消化進(jìn)行，逐漸從胃部輸送到十二指腸，而在三個(gè)小時(shí)的消化過程中，蘿卜硫苷在胃部的釋放總量始終保持大致不變，經(jīng)十二指腸消化后才逐漸全部釋放。

（Kae博士的研究成果之一）

    兩位泰國博士生采用的體外仿生軟彈性大鼠胃消化設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)大鼠上消化道的形態(tài)仿生、運(yùn)動(dòng)仿生和生化環(huán)境仿生。目前兩位博士生的文章已發(fā)表在Journal of Functional Foods和Food & Function上，還有一部分結(jié)果正在整理發(fā)表中，現(xiàn)二位均已完成博士答辯，順利畢業(yè)。

Ploy 博士（左）和 Kae 博士（右）