近日，記者從中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所（以下簡稱天津工生所）獲悉，該所營養(yǎng)資源生物合成研究團(tuán)隊在微生物源鐵營養(yǎng)生物合成領(lǐng)域取得新進(jìn)展。該研究成功開發(fā)出能夠高效富集鐵的米曲霉菌株及其發(fā)酵工藝，為開發(fā)低成本、高利用度的新一代有機鐵補充劑提供了切實可行的技術(shù)方案。

鐵元素是機體必需的微量元素，對于氧運輸、能量代謝等生理過程至關(guān)重要。然而，目前廣泛使用的傳統(tǒng)鐵補充劑，如硫酸亞鐵，易引起胃腸道不適；而更為穩(wěn)定的有機鐵補充劑則往往面臨生產(chǎn)成本較高的挑戰(zhàn)。因此，尋求一種兼具生物利用度高、安全性好且成本可控的新型鐵源，成為營養(yǎng)科學(xué)和食品工業(yè)的關(guān)注焦點。

針對這一需求，天津工生所的研究團(tuán)隊將目光投向了傳統(tǒng)發(fā)酵食品中常用的米曲霉。通過定向選育，團(tuán)隊獲得了一株性能優(yōu)異的米曲霉A02菌株，并對其發(fā)酵工藝進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化。在中試規(guī)模下，該技術(shù)使米曲霉菌絲體中的有機鐵含量達(dá)到6.88%，是迄今報道的米曲霉源鐵補充劑的最高鐵含量水平。

尤為重要的是，研究發(fā)現(xiàn)在此工藝下，鐵主要以氧化鐵納米顆粒的形式被精準(zhǔn)地整合在菌絲體內(nèi)部，并由菌體自身的蛋白質(zhì)、碳水化合物等生物分子自然包裹。這種獨特的“生物納米包裹”結(jié)構(gòu)，顯著增強了鐵在儲存和消化過程中的穩(wěn)定性，為后續(xù)的高效吸收奠定了基礎(chǔ)。

深入的作用機制研究揭示了該產(chǎn)品的優(yōu)勢所在。細(xì)胞實驗表明，這種富鐵米曲霉菌絲體可有效促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞增殖，并能通過二價金屬轉(zhuǎn)運蛋白1（DMT1）途徑被腸道細(xì)胞直接吸收，繞過了部分傳統(tǒng)鐵劑所需的復(fù)雜轉(zhuǎn)化步驟，暗示其可能具有更高的生物利用效率。

進(jìn)一步的動物實驗證實了其良好的營養(yǎng)干預(yù)效果。攝入該富鐵米曲霉菌絲體的小鼠，其肝臟的鐵儲存水平得到顯著提升，同時腸道形態(tài)健康有所改善。分析還發(fā)現(xiàn)，該產(chǎn)品能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，增加乳桿菌等有益菌的比例，并提升有益于腸道健康的短鏈脂肪酸產(chǎn)量，顯示出“補鐵”與“護(hù)腸”的雙重潛在益處。這些基于細(xì)胞和小鼠實驗的積極結(jié)果，為進(jìn)一步開發(fā)“富鐵米曲霉菌絲體”人類鐵補充劑提供了有力依據(jù)，其應(yīng)用效果仍有待后續(xù)臨床研究驗證。

該項研究不僅實現(xiàn)了高性能微生物富鐵技術(shù)的突破，還系統(tǒng)闡明了其背后的分子機制與吸收特性，打通了從實驗室研發(fā)到中試生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，該研究成果已發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《Food Research International》。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃及遼寧省自然科學(xué)基金等項目的支持。