Forbedring af biotilgængeligheden af ​​sunde komponenter i fødevarer ved hjælp af nanopartikeldesign

Fødevareforsker Hang Xiao fra University of Massachusetts Amherst modtog for nylig en fireårig, $491, 220-bevilling til at studere den biokemiske skæbne for nanoemulsionsbaserede fødevareleveringssystemer i mave-tarmkanalen, i håb om at omforme dem og forbedre absorptionen af ​​gavnlige fødevarekomponenter indkapslet i leveringssystemer.

Fødevarebiokemikere som Xiao mener, at hvis de optages i passende mængder og former, visse fødevarekomponenter kendt som nutraceuticals kan gavne menneskers sundhed ved at give anti-inflammatoriske eller anti-cancer virkninger. Næringsstoffer omfatter flavonoider og carotenoider i frugt og grøntsager, for eksempel.

Dette projekt, støttet af det amerikanske landbrugsministeriums National Institute of Food and Agriculture, vil fokusere på at manipulere strukturen og sammensætningen af ​​nano-emulsionsleveringssystemer for at modificere skæbnen for indkapslede nutraceuticals i mave-tarmkanalen for at øge deres biotilgængelighed.

"I det sidste årti, viden er blevet fremme om, hvordan man effektivt leverer gavnlige komponenter i fødevarer. Denne forskning vil give os mulighed for at styre samlingen af ​​nano-emulsionsdråber for at skabe egenskaber, der vil diktere, hvordan de fordøjes og absorberes, " Xiao forklarer. "Dette ville være en model for nutraceutisk levering i en bred vifte af fødevarer. En dag kan tilberedte fødevarer hjælpe med at sænke vores risiko for kræft, for eksempel."

Specifikt, ved hjælp af både cellekultur og dyremodeller, Xiao og kolleger vil designe lipid-nanopartikler i tre faser:Fra nano-emulsionsdråber indeholdende nutraceuticals, til blandede miceller og til sidst til chylomikroner. For at starte denne proces, fordøjelse adskiller fysisk-kemisk nano-emulsionsdråber. De resulterende kemiske komponenter samles derefter til blandede miceller i tyndtarmen, hvor epitelceller kaldet enterocytter optager dem. Der samles de igen til chylomikroner og absorberes i blodcirkulationen gennem lymfesystemet.

Forskerne ønsker at påvirke størrelsen og sammensætningen af ​​chylomikroner, fordi disse egenskaber dikterer skæbnen for nutraceuticals indkapslet i chylomikronerne. Visse størrelser og sammensætninger er bedre i stand til at levere næringsstoffer til lymfesystemet, som beskytter nutraceuticals mod at blive renset af leveren. Dette vil øge biotilgængeligheden af ​​flavonoider og andre gavnlige forbindelser til kroppen, potentielt giver sundhedsmæssige fordele.

"Vi bruger dybest set det, der allerede sker i vores kroppe hele tiden, men introducerer fødevarekvalitets nano-emulsionssystemer, der kan påvirke naturen af ​​blandede miceller såvel som chylomikroner, " siger Xiao. "Det er sikkert, det hele er fordøjet og leverer ganske enkelt gavnlige fødevarekomponenter i højere grad, end hvis systemet blev efterladt alene."

Xiao, en specialist i, hvordan fødevarekomponenter interagerer med biokemiske processer i mave-tarmkanalen, vil arbejde med UMass Amherst-kolleger, herunder Julian McClements, en ekspert i design af leveringssystemer i nanoskala, og Eric Decker, ekspert i fødevarekemi. Dette hold er blandt verdens mest dygtige grupper til at bruge fødevarekvalitets-leveringssystemer til at forbedre sundhedsmæssige fordele ved fødevarekomponenter.