纳米技术在保健食品生物利用度中的应用

浩雄聊时尚 2024-08-28 14:10:59

“审判日号开始通过纳米丝组成的死亡之琴,貌似什么都没有发生。巨轮庞大的船体从两根钢柱间徐徐驶过,当船体通过一半时,汪博士甚至怀疑钢柱间的纳米丝已经不存在了,但一个小小的迹象否定了他的怀疑。船体上层最高处的天线从下部折断,很快,古筝计划存在的第二个迹象出现了。”

在刘慈欣的《三体》中,依托纳米技术研发而成的纳米飞刃成为了主角一行人最后的秘密武器。故事之外,就在小说完成将近二十年后的今天,纳米技术也正在成为大健康领域新的攻坚可能。

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当科幻正成为现实

如果想在今天的人类社会寻找到一处不需要纳米技术介入的领域,似乎是一件比较困难的事情。在现代化科学研究和工业建设的驱动下,一系列包含电子、汽车工程、医药学和食品工业的转型升级都已离不开纳米技术的深度参与。

图:纳米技术在食品领域的应用

在功能食品和营养保健食品领域,当前纳米技术的应用主要集中于将营养元素和功能物质纳米化、将具有包囊能力的纳米级胶体作为成分载体以及纳米乳化液三个方向。

研究表明,将食品和营养元素纳米化之后,物质会表现出更好的生物活性,大幅度增加人体对其的吸收率。

硒虽然具有调节免疫活性、抗氧化、抗衰老和抑制肿瘤活性等诸多作用,但常见的表现形式亚硒酸钠和有机硒也同时拥有不小的毒性,极难把控在安全限度的使用范围内。以蛋白质为分散剂的硒纳米粒子却具有毒性低、人体吸收率高、抗氧化能力强的显著优点。陈鸿武等研究人员通过对实验性糖尿病小鼠补充一定量的纳米硒,发现可以提高其机体抗氧化能力,保护心肌细胞。

营养保健食品中存在的生物活性物质具备多种人体功效。尽管大多数营养保健食品具有较高的生物活性分子浓度,但其功效却很低。究其原因,主要是因为生物利用度低,在肠道中的溶解度和稳定性也较低,导致其在肠道中的渗透性和保留时间缩短。与之相反的是,纳米材料尤其是纳米制剂通常具有较大的表面积比和较小的颗粒尺寸,能够显著增强成分的生物活性和生物利用度。

综上所述不难发现,营养物质纳米化的重要成果之一就是可以极大幅度提高作用成分的生物利用度从而造福人类。那么,什么是生物利用度呢?

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生物利用度

生物利用度指的是物质分子进入机体后,从介质中释放的活性成分经口腔、胃、肠消化后被小肠上皮细胞吸收进入人体循环的程度,反映所给物质进入人体循环的比例。

图:药物或食物经口服后在人体内的消化过程

药物、食品等物质经口服后在人体内的消化过程主要包括物质成分从介质中释放、吸收、分布、代谢和排泄等。物质经摄入发挥功效需要克服人类机体的天然屏障。首先,需要进入胃部的强酸性环境,接触胃蛋白酶的酶解系统;其次,再通过十二指肠进入小肠,进入人体的主要酶系消化场所;在经历了人体的两个主要消化部位后,最后需要被小肠中的肠上皮细胞吸收,才能到达血液送至靶细胞。

良好的生物利用度的前提是具有充足的物质分子被小肠上皮细胞吸收并输送至人体循环,然而大多数纯天然或是化学合成物质分子因其结构特殊性具有不易稳定存在、水分散性弱、不耐酸碱、对光和热敏感的负面特性,又由于首过效应,这些物质分子进入体内往往仅有很少部分能够顺利进入体循环作用于全身,导致了生物利用度低,从而限制了它们在各方面的应用。

研究生物利用度正是研究如何针对保健食品或药品提高其对于人体功效作用的重要参数,传统药物剂型如片剂、注射剂等虽然能够在一定程度上改善生物利用度,却仍旧存在着诸多有待达成的应用空间。

为了提升功效成分在人体的作用效果,科研人员们数十年来不断将纳米技术应用在开发提高生物利用度的方法中,常见的有完善纳米载体载药策略,增强活性成分的稳定性;提高药物的溶解度;控制成分的释放速率,延长作用时间;降低药物胃肠道降解、提高药物吸收率等一系列新方式,不少大健康品牌也已经在这一赛道上深耕许久,拥有了自己成熟完善的产业链条和令人瞩目的成就。

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以“小”博大的商业洞察

在之前的文章中,我们曾介绍过环特生物哺乳动物研究团队为全球领先的纳米技术营养素品牌SPRAY FOR LIFE®辅酶Q10所进行的体内吸收率检测实验,结果证实了在SPRAY FOR LIFE®CoQ10 Complex中,有效成分辅酶Q10的平均相对生物利用度达到209%,最大相对生物利用度高达243.5%,效果显著。

作为一家拥有着46年科研积累的纳米技术营养素品牌,SPRAY FOR LIFE®依托着它所拥有的美国第一项可用于人体和动物的纳米生物活性剂递送专利技术,开创性地将纳米液体制备技术与营养素相结合,数十年如一日地持续进行技术突破与迭代,使得纳米化营养素高效递送方式成为了现实,真正意义上做到了以纳米技术撬动产业变革的先例。

另一边,在大健康市场呼唤绿色纯天然成分的大趋势下,将纳米技术应用于天然草本植物成分的提取也成为了品牌发展新质竞争力的方式之一。

为有效解决天然植物成分由于其复杂的结构而造成的有效成分难溶于水、易挥发等诸多特性,泰一健康旗下的BioProdEx™自组装纳米微囊技术摒除了传统包埋技术的桎梏,单层结构的设计使其提供了更大的功效成分容纳空间,也展现出更高的负载能力。此外,它还可以根据被提取成分的性质进行自组装保护,确保难溶性成分在水环境中稳定分散,促进活性成分的吸收,进而极大提升了产品的生物利用率。倚靠着这一技术,BioProdEx™正结合水飞蓟提取物等天然植物成分在保肝护肝市场抢占先机。

小结

1931年,苏联作家在科幻短篇小说《Microhands》中提及了一种可以进行各类复杂手术操作的微型之手,纳米技术在那时更像是某类天方夜谭。

短短不过百年时间,在今天坐拥千亿的大健康市场上,纳米技术早已不再是那个“微型”角色,它正在扮演着举足轻重的作用。当科幻中的预言已经成为现实中的正在进行时,破局之道也许更需要抓紧时代的脉搏。

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