胆固醇在模拟母乳脂肪球界面构建与体外消化中的作用机制研究

为解决婴儿配方奶粉(IFs)中脂肪球膜(MFGM)结构与消化性能的缺陷，研究人员通过构建不同胆固醇浓度(10/20/30 mg 100 mL-1)的模拟母乳乳液，系统探究了胆固醇对乳液稳定性、脂质微区(Lo/Ld相)形成及体外消化的影响。研究发现20 mg 100 mL-1组(MG)具有最优的粒径、Zeta电位和界面平衡，能促进短链脂肪酸释放，为IFs的仿生设计提供理论依据。

　　

母乳作为婴儿最理想的天然食物，其脂肪成分以独特的"三明治"结构存在——由三酰甘油(TAG)核心和三层膜结构的母乳脂肪球膜(MFGM)构成，其中胆固醇与鞘磷脂(SM)形成的脂质筏(L_o相)对消化吸收至关重要。然而在婴儿配方奶粉生产过程中，均质化工艺会导致酪蛋白取代天然MFGM，形成难以消化的界面结构。这种结构差异使得配方奶粉脂肪的消化率显著低于母乳，成为制约婴幼儿营养健康的关键瓶颈。

针对这一难题，天津科技计划项目资助的研究团队在《International Dairy Journal》发表论文，创新性地通过调节胆固醇浓度梯度(10/20/30 mg 100 mL^-1)，构建了模拟母乳脂肪球乳液体系。研究采用动态光散射分析粒径、荧光标记观察相分离、体外消化模型评估脂肪酸释放等关键技术，首次揭示了胆固醇通过"推-拉"作用调控界面自组装的分子机制。

界面胆固醇负载特性
研究发现20 mg 100 mL^-1组(MG)能形成高度有序的界面结构，其胆固醇与磷脂的摩尔比接近母乳天然比例(1:4)。原子力显微镜显示该组L_o相与L_d相存在1.2 nm高度差，这种拓扑差异显著增强了界面机械强度。

乳液理化特性
MG组表现出最小的平均粒径(3.8 μm)和最高Zeta电位(-42 mV)，X射线衍射证实其结晶度比其他组高15%。荧光共振能量转移(FRET)实验证明该组蛋白质与磷脂在界面达到动态平衡，模拟了天然MFGM的组成特征。

体外消化行为
在模拟胃肠消化过程中，MG组游离脂肪酸(FFA)释放速率比低胆固醇组快2.3倍。值得注意的是，其短链脂肪酸(C8-C12)占比达34.5%，与母乳消化特征高度一致。激光共聚焦显微镜观察到该组脂肪球能保持完整结构通过胃相，在肠相才发生有序解离。

这项研究首次阐明胆固醇通过调控L_o/L_d相分离优化界面稳定性的双重作用：在生理浓度(20 mg 100 mL^-1)时促进脂质筏形成，但过量(30 mg 100 mL^-1)会导致相溶解。该发现为婴儿配方奶粉的精准仿生设计提供了关键参数——维持胆固醇/磷脂摩尔比1:4可复制母乳脂肪球的消化特性。从转化医学角度看，这项研究不仅解决了配方奶粉脂肪吸收率低的技术难题，更为开发具有"母乳化"界面结构的营养递送系统奠定了理论基础。