封装营养素的新策略使得在食物中添加铁和维生素A变得更容易

世界上大约有20亿人缺乏铁和维生素a等关键微量营养素，每年有200万儿童死于这些营养素的缺乏，缺乏这些营养素的人可能会失明、贫血和认知障碍。

麻省理工学院的研究人员现在已经开发出一种新方法，通过将这些微量元素封装在生物相容性的聚合物这样可以防止营养物质在储存或烹饪过程中被降解。在一项小型临床试验中，研究人员发现食用了加了胶囊的面包的女性铁能从食物。

“我们真的很兴奋，我们的团队能够开发出这种独特的营养传递系统，它有可能帮助发展中国家的数十亿人，并从一开始就一直帮助他们人体临床试验麻省理工学院大卫·h·科赫研究所教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员罗伯特·兰格说。

研究人员现在希望能跑起来临床试验在发展中国家微量营养素不足是常见的。

兰格和科赫研究所的研究科学家安娜·Jaklenec是这项研究的资深作者科学转化医学。该论文的主要作者是前麻省理工学院博士后Aaron Anselmo和Xu Xian，以及苏黎世联邦理工学院研究生Simone Buerkli。

保护营养

缺乏维生素A是世界上可预防的失明的主要原因，它还会削弱免疫力，使儿童更容易感染麻疹等疾病。Jaklenec说，缺铁会导致贫血，还会损害儿童的认知发展，导致“贫困循环”。

“这些孩子在学校表现不好是因为他们健康状况不佳当他们长大后，他们可能很难找到工作，所以他们的孩子也生活在贫困中，经常没有机会接受教育，”她说。

由比尔和梅林达·盖茨基金会资助的麻省理工学院团队开始开发新技术，以帮助在食物中添加必要的微量营养素。例如，过去证明用碘盐强化饮食是成功的，它提供了一种不需要人们改变饮食习惯就能吸收营养的方法。

“被证明对食物强化有效的方法是主食Jaklenec说。“每个人都吃盐或面粉，所以你不需要改变他们的日常习惯。”

然而，单纯地在食物中添加维生素A或铁并没有很好的效果。维生素A对热量非常敏感，在烹饪过程中会被分解，铁可以与食物中的其他分子结合，使食物具有金属味。为了克服这一问题，麻省理工学院的研究小组开始寻找一种方法，将微量营养素封装在一种材料中，以保护它们不被分解或与其他分子相互作用，然后在食用后释放它们。

研究人员测试了大约50种不同的聚合物，并确定了一种名为BMC的聚合物。这种聚合物目前被用于膳食补充剂，在美国它被归类为“普遍认为是安全的”。

研究人员发现，利用这种聚合物，他们可以封装11种不同的微量元素，包括锌、维生素B2、烟酸、生物素和维生素C，以及铁和维生素a。他们还证明，他们可以将多达四种微量元素的组合封装在一起。

实验室测试表明，胶囊中的微量元素在煮沸两小时后没有受到损害。这种胶囊还能保护营养物质不受紫外线和氧化性化学物质(如水果和蔬菜中的多酚)的伤害。当这些微粒暴露在非常酸性的条件下(pH值为1.5，这是胃中典型的pH值)，聚合物变得可溶，微量营养素被释放出来。

在老鼠身上进行的测试中，研究人员发现，如预期的那样，颗粒在胃中分解，货物进入小肠，在小肠中被吸收。

铁提振

在动物实验成功后，研究人员决定在人类实验对象中测试封装的微量营养素。这项试验由苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)研究营养和食品强化的健康科学与技术教授迈克尔·齐默尔曼(Michael Zimmerman)领导。

在他们的第一次试验中，研究人员将封装好的硫酸铁加入玉米粥(一种在发展中国家常见的玉米衍生产品)中，并将玉米与蔬菜酱混合。在最初的研究中，他们发现食用强化玉米的人——瑞士的女大学生，其中大多数患有贫血——并没有像研究人员希望的那样吸收足够的铁。铁的吸收量比未装入胶囊的受试者吸收量的一半少一点。

在那之后，研究人员决定重新构造这些颗粒，并发现如果他们将颗粒中的硫酸铁的百分比从3%提高到18%，他们可以获得与未封装硫酸铁的百分比非常相似的铁吸收率。第二次试验也是在ETH进行的，他们将封装好的铁混合到面粉中，然后用它来烤面包。

Anselmo说:“重新配方微粒是可能的，因为我们的平台是可调的，适合大规模生产方法。”“这让我们可以根据第一次试验的反馈来改进我们的配方。”

Jaklenec说，下一步是在一个许多人缺乏微量营养素的国家进行类似的研究。研究人员目前正在争取获得联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂专家委员会的监管批准。他们还在努力确定其他有助于强化的食品，并扩大生产流程，以便生产大量粉末状微量营养素。

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