귀리 단백질 기반 철 전달 시스템의 생체이용률을 평가하기 위한 안정 동위원소 연구

철(Fe) 결핍은 전 세계적으로 존재하는 가장 흔한 영양소 결핍입니다(1). Fe 염 보충제의 위장관 부작용과 관련된 단점으로 인해 더 나은 흡수를 위해 대체 솔루션이 필요합니다(2). 또한 Fe는 유발하는 관능 변화로 인해 식품에 강화제로 추가하기 어렵습니다(3, 4). 철염의 입자 크기를 줄이면 흡수가 향상되고 서브마이크론 크기의 Fe 화합물은 식품 매트릭스에서 유망한 솔루션입니다(5-7). 그러나 용액에서 산화되고 빠르게 응집되는 경향이 있어 강화에 사용하는 데 제한이 있습니다(8, 9). .

Fe 강화에 사용하기 위한 새로운 β-락토글로불린(BLG) 피브릴-Fe 화합물은 Shen et al. 우유 단백질에서 유래했으며 체외 소화 및 생체 내(쥐) 생체 이용률 연구 모두에서 평가가 보고되었습니다(9). 물질의 감소 효과, 콜로이드 안정성, 개선된 감각 성능 및 높은 생체 이용률이 관찰되어 영양 응용 분야에 유망합니다(9).

현재 연구에서 유사한 전략을 사용하여 비건 채식 및 보다 지속 가능한 공급원, 즉 귀리 단백질에서 아밀로이드 원섬유를 분리합니다. 두 식품 등급 시약인 아스코르브산나트륨(SA) 또는 수산화나트륨(NaOH)의 존재 하에 Fe 염 - FeCl3에 대한 아밀로이드 피브릴의 환원 능력은 응집이 관찰되지 않는 Fe2+ 및 Fe3+ 입자의 혼합물 형성을 보여주었습니다. (미공개 데이터, Mezzenga Lab, ETH). Baumgartner et al.에 의해 수행된 이전 인간 연구. 은 서브미크론 크기의 인산제이철의 Fe3+ 이온이 현재 치료 표준인 황산제일철(FeSO4)과 비교하여 유사한 Fe 흡수 부분(FIA)을 가짐을 보여주었습니다(10). 철분 강화를 위한 효율적인 운반체로서 우유 단백질에 의한 아밀로이드 피브릴 시스템. 시험관내 소화 및 생체내 생체이용률 평가는 우유 단백질에 의한 β-락토글로불린(β-Ig) 피브릴이 장관에 즉시 이 아밀로이드가 풍부한 보충제를 제공한 후 4시간 후에 사라진 것으로 나타났습니다. 게다가, β-Ig 아밀로이드 피브릴을 보충한 쥐의 뇌 부분은 먹이를 먹인 지 1개월 후에 아밀로이드 전염병이 나타나지 않았습니다. (Mezzenga & Zhou et al, 원고 제출). β-락토글로불린(β-Ig) 피브릴과 식물성 귀리는 우유 단백질에 의해 아밀로이드에서 동일한 구조를 공유합니다. (11) 이러한 결과로부터 귀리의 피브릴은 영양에 안전한 것으로 이해됩니다.

또한 Zhou et al. BLG(11)에서 얻은 것과 완전히 유사하게 귀리에서 아밀로이드 피브릴을 생산할 수 있는 가능성을 보여주었습니다. 현재 연구에서 OAT 피브릴 - Fe SA(Fe-oat 1) 및 OAT 피브릴 - Fe NaOH(Fe-oat 2)는 둘 다 생체 내에서 연구될 것이며, 귀리 피브릴 분말에 철 보충제가 추가되면 물과 귀리에 용해됩니다. 피브릴 분말 첨가 철분 보충제는 Fe 식품 강화제로서의 가능성을 평가하기 위해 식품 매트릭스(아사이 퓨레 및 꿀)의 물에 용해됩니다.

단기 식품 안전성 평가 및 OAT 피브릴의 부작용에 대한 인간 연구에서 처음으로 - Fe SA(Fe-oat 1), OAT 피브릴 - Fe NaOH(Fe-oat 2) 및 식품 매트릭스에서 이들의 약속을 평가하기 위한 Fe 식품 강화제.

이 연구는 각 피험자가 6가지 테스트 조건을 받는 단일 센터 전향적 교차 연구입니다. 이 연구는 태국 나콘 파톰에 있는 마히돌 대학의 영양 연구소에서 수행될 것입니다. 이 연구는 Mahidol University 윤리 위원회의 승인을 받았으며 www.clinicaltrials.gov에 등록될 예정입니다. 모든 피험자는 연구 절차가 시작되기 전에 서면 동의서를 제공합니다. 스크리닝 기간 동안 연구 시작 약 2주 전에 여성이 적격성 여부를 평가합니다. 연구 절차는 그들에게 현지 언어로 자세히 설명되고 정보에 입각한 동의를 얻은 후 헤모글로빈(Hb), 혈청 페리틴(SF), c-반응성 단백질 측정을 위해 정맥혈 샘플(6mL)을 수집합니다. (CRP), 지중해 빈혈 및 임신. 체중은 0.1kg 단위로, 키는 0.5cm 단위로 측정하여 BMI를 계산합니다. 다른 포함 및 제외 기준을 평가하기 위해 인터뷰가 실시됩니다. 52명의 적격한 여성이 연구에 참여하도록 등록될 때까지 여성을 선별하도록 초대합니다. 각 피험자는 6가지 제품에서 철분 4mg의 보충 용량을 받는 6가지 철분 흡수 연구를 완료합니다. (iii) Fe-oat 2 단독, (iv) 꿀이 포함된 30mL 아사이 퓨레가 포함된 Fe-oat 2, (v) FeSO4 단독, (vi) 30mL 아사이 퓨레 및 꿀이 포함된 FeSO4. 아사이 퓨레의 폴리페놀 함량은 Human Nutrition Laboratory에서 측정됩니다.

실험 단계는 37일 동안 지속됩니다. 처음 3개의 표지된 철분 용량은 하룻밤 금식 후 아침 07:00에서 09:00 사이에 1, 3, 5일에 투여됩니다. 세 번째 개입 후, 표지된 철이 적혈구에 통합될 수 있도록 14일의 대기 기간이 있습니다. 19일, 21일, 23일에는 네 번째, 다섯 번째, 여섯 번째 개입 제품이 참가자들에게 제공됩니다. 같은 주에 동일한 안정 동위 원소를 사용하는 두 가지 개입이 참가자에게 제공되지 않는 방식으로 개입 제품의 무작위화가 이루어지도록 할 것입니다. 목록의 제품 1, 3, 5는 일주일에, 2, 4, 6은 두 번째 주에 제공됩니다. 스크리닝을 제외한 3개의 혈액 샘플링 지점이 있을 것입니다: 1일째 기준 샘플링, 17일째 샘플링 및 연구 마지막 날인 37일째, 4차 개입 제품 후 14일째 최종 샘플링. 이러한 정맥혈 샘플을 수집하여 Hb, SF 및 CRF, 적혈구 동위원소 농축을 결정합니다.

여성은 Python 코드를 사용하여 개입 관리 순서에 대해 무작위로 배정됩니다. 참가자는 그날의 개입 유형에 따라 아사이 퓨레를 포함하거나 포함하지 않고 조사관의 감독 하에 솔루션 형태로 레이블이 지정된 개입 제품을 소비합니다. 테스트 제품을 섭취한 후 참가자는 3시간 동안 먹거나 마시지 않습니다.

Fe-oat 1 및 Fe-oat 2 솔루션은 식품 등급 또는 약전 등급 화학 물질과 57Fe 또는 58Fe 강화 원소 철 분말(Chemgas, Boulogne, France)을 사용하여 ETH 취리히 식품 및 연질 재료 연구소에서 생산될 예정입니다. Good Manufacturing Practice 규정을 고려합니다. Fe-oat 1 및 2 준비를 위한 SOP는 요청 시 제공됩니다. 레이블이 지정된 FeSO4 용액은 54Fe 강화 원소 철 분말(Chemgas, Boulogne, France)에서 Human Nutrition Laboratory(HNL)에서 준비됩니다. 철 분말은 아르곤으로 채워진 100ml HDPE 병(Semadeni, Ostermundingen, Switzerland)의 1.7M 황산(1.21ml/100mg Fe)에 실온에서 용해됩니다. 생성된 용액은 멸균된 순수한 물로 4 mg Fe/g 용액의 농도가 됩니다. 용액은 PFA 바이알에서 1g 분량으로 나뉩니다. 바이알은 아르곤으로 플러싱되고 단단히 닫히고 사용할 때까지 4-8°C에서 보관됩니다. 시약은 유럽 약전 시약 등급(황산 95-97%, Sigma-Aldrich, Buchs, Switzerland; Aqua ad iniect. B. Braun, Kantonsapotheke 취리히).