评估基于燕麦蛋白的铁输送系统生物利用度的稳定同位素研究

缺铁 (Fe) 是世界上最常见的营养缺乏症 (1)。 由于与铁盐补充剂的胃肠道副作用相关的缺点，需要替代解决方案以更好地吸收 (2)。 此外，由于 Fe 会引起感官变化，因此很难将 Fe 作为强化剂添加到食品中 (3, 4)。 减小铁盐的粒径可提高其吸收率，亚微米级铁化合物是食品基质中一种很有前途的解决方案 (5-7)，尽管它们在溶液中氧化和快速聚集的倾向限制了它们在强化中的应用 (8, 9) .

Shen 等人开发了一种用于铁强化的新型 β-乳球蛋白 (BLG) 原纤维-Fe 化合物。来自牛奶蛋白，并已报道其在体外消化和体内（大鼠）生物利用度研究中的评估 (9)。 据观察，该材料的还原作用、胶体稳定性、改善的感官性能和高生物利用度使其有望用于营养应用 (9)。

在当前的研究中，使用类似的策略从纯素食和更可持续的来源（即燕麦蛋白）中分离淀粉样蛋白原纤维。 在食品级试剂抗坏血酸钠 (SA) 或氢氧化钠 (NaOH) 存在的情况下，淀粉样原纤维对 Fe 盐 - FeCl3 的还原能力表明形成了 Fe2+ 和 Fe3+ 颗粒的混合物，没有观察到聚集（未发表的数据，Mezzenga 实验室，ETH）。 Baumgartner 等人之前进行的一项人体研究。显示来自亚微米级磷酸铁的 Fe3+ 离子与硫酸亚铁 (FeSO4)（目前的护理标准）相比具有相似的铁吸收分数 (FIA) (10)。 淀粉样原纤维系统由乳蛋白作为铁强化的有效载体。 体外消化和体内生物利用度评估表明，在肠道中立即提供这种富含淀粉样蛋白的补充剂后 4 小时，乳蛋白产生的 β-乳球蛋白 (β-lg) 原纤维消失。 此外，补充 β-lg 淀粉样蛋白原纤维的小鼠脑切片在喂食 1 个月后未显示淀粉样蛋白瘟疫。 （Mezzenga & Zhou 等人，手稿已提交）。 β-乳球蛋白 (β-lg) 原纤维和植物性燕麦在乳蛋白淀粉样蛋白中具有相同的结构。 (11) 从这些结果来看，燕麦原纤维被认为是安全的营养品。

此外，Zhou 等人最近的一项研究。显示了从燕麦中产生淀粉样原纤维的可能性，与 BLG 获得的完全类似 (11)。 在目前的研究中，燕麦原纤维-Fe SA（Fe-oat 1）和OAT原纤维-Fe NaOH（Fe-oat 2）都将在体内进行研究，单独是燕麦原纤维粉末添加铁补充剂是易溶于水和燕麦纤维粉添加铁补充剂可溶于水的食物基质（巴西莓果泥和蜂蜜）中，以评估它们作为铁食物强化剂的前景。

这是首次在人体研究中对 OAT 原纤维 - Fe SA (Fe-oat 1)、OAT 原纤维 - Fe NaOH (Fe-oat 2) 和食品基质中的短期食品安全评估和不良影响进行评估，以评估它们作为铁食物强化剂。

该研究将是一项单中心、前瞻性交叉研究，其中每个受试者接受 6 个测试条件。 该研究将在泰国佛统府玛希隆大学营养研究所进行。 该研究已获得 Mahidol 大学伦理委员会的批准，并将在 www.clinicaltrials.gov 上注册。 在进行任何研究程序之前，所有受试者都将提供书面知情同意书。 在筛选期间，即研究开始前约 2 周，将对女性进行资格评估。 将以当地语言向他们详细解释研究程序，并在获得知情同意后，将采集静脉穿刺血样 (6 mL) 用于测定血红蛋白 (Hb)、血清铁蛋白 (SF)、c-反应蛋白(CRP)、地中海贫血和妊娠。 体重将精确到 0.1 公斤，身高精确到 0.5 厘米，以计算 BMI。 将进行面谈以评估其他纳入和排除标准。 将邀请女性进行筛查，直到 52 名符合条件的女性被招募参加该研究。 每个受试者将完成六项铁吸收研究，他们将从六种产品中获得 4 毫克铁的补充铁剂量：(i) 单独的 Fe-oat 1，(ii) Fe-oat 1 与 30 mL acai 果泥加蜂蜜， (iii) 单独的 Fe-oat 2，(iv) Fe-oat 2 与 30 mL acai 果泥和蜂蜜，(v) 单独的 FeSO4，(vi) FeSO4 与 30 mL acai 果泥和蜂蜜。 巴西莓果泥的多酚含量将在人类营养实验室进行测量。

实验阶段将持续37天。 前三剂标记的铁剂将在禁食过夜后的第 1、3 和 5 天早上 07:00 至 09:00 之间给药。 第三次干预后，将有 14 天的等待期，以便将标记的铁掺入红细胞。 在第 19、21 和 23 天，将向参与者提供第四、第五和第六种干预产品。 将确保以不会在同一周内向参与者提供具有相同稳定同位素的两种干预措施的方式进行干预产品的随机化。 列表中的产品 1、3 和 5 将在一周内提供，第二周提供 2、4 和 6。 除筛选外，将有三个血液采样点：第 1 天的基线采样、第 17 天的采样和第四次干预产品后 14 天的最终采样，即研究的最后一天第 37 天。 将收集这些静脉血样以确定 Hb、SF 和 CRF，以及红细胞同位素富集。

女性将使用 Python 代码随机分配干预管理顺序。 参与者将在研究人员的监督下，根据当天的干预类型，使用或不使用巴西莓果泥，以解决方案的形式食用贴有标签的干预产品。 食用测试产品后，参与者将停止进食或饮水 3 小时。

Fe-oat 1 和 Fe-oat 2 溶液将在苏黎世联邦理工学院的食品和软材料实验室使用食品级或药典级化学品并使用 57Fe 或 58Fe 浓缩元素铁粉（Chemgas，法国布洛涅）生产，以及考虑良好生产规范法规。 将根据要求提供用于制备 Fe-oat 1 和 2 的 SOP。 标记的 FeSO4 溶液将在人类营养实验室 (HNL) 使用富含 54Fe 的元素铁粉（Chemgas，布洛涅，法国）制备。 将铁粉在室温下溶解在 1.7 M 硫酸（1.21 ml/100 mg Fe）中，装在 100 ml HDPE 瓶（Semadeni，Ostermundingen，Switzerland）中，用氩气冲洗。 用无菌纯水将所得溶液调至浓度为 4 mg Fe/g 溶液。 解决方案将在 PFA 小瓶中分成 1 g 部分。 小瓶将用氩气冲洗，紧闭并保持在 4-8°C 直至使用。 试剂将是欧洲药典试剂级（硫酸 95-97%，Sigma-Aldrich, Buchs, Switzerland；Aqua ad inicect。 B. Braun, Kantonsapotheke Zürich)。