微生物变身“高效铁工厂”

近日，记者从中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工生所）获悉，该所营养资源生物合成研究团队在微生物源铁营养生物合成领域取得新进展。该研究成功开发出能够高效富集铁的米曲霉菌株及其发酵工艺，为开发低成本、高利用度的新一代有机铁补充剂提供了切实可行的技术方案。

铁元素是机体必需的微量元素，对于氧运输、能量代谢等生理过程至关重要。然而，目前广泛使用的传统铁补充剂，如硫酸亚铁，易引起胃肠道不适；而更为稳定的有机铁补充剂则往往面临生产成本较高的挑战。因此，寻求一种兼具生物利用度高、安全性好且成本可控的新型铁源，成为营养科学和食品工业的关注焦点。

针对这一需求，天津工生所的研究团队将目光投向了传统发酵食品中常用的米曲霉。通过定向选育，团队获得了一株性能优异的米曲霉A02菌株，并对其发酵工艺进行了系统优化。在中试规模下，该技术使米曲霉菌丝体中的有机铁含量达到6.88%，是迄今报道的米曲霉源铁补充剂的最高铁含量水平。

尤为重要的是，研究发现在此工艺下，铁主要以氧化铁纳米颗粒的形式被精准地整合在菌丝体内部，并由菌体自身的蛋白质、碳水化合物等生物分子自然包裹。这种独特的“生物纳米包裹”结构，显著增强了铁在储存和消化过程中的稳定性，为后续的高效吸收奠定了基础。

深入的作用机制研究揭示了该产品的优势所在。细胞实验表明，这种富铁米曲霉菌丝体可有效促进肠道上皮细胞增殖，并能通过二价金属转运蛋白1（DMT1）途径被肠道细胞直接吸收，绕过了部分传统铁剂所需的复杂转化步骤，暗示其可能具有更高的生物利用效率。

进一步的动物实验证实了其良好的营养干预效果。摄入该富铁米曲霉菌丝体的小鼠，其肝脏的铁储存水平得到显著提升，同时肠道形态健康有所改善。分析还发现，该产品能够调节肠道菌群平衡，增加乳杆菌等有益菌的比例，并提升有益于肠道健康的短链脂肪酸产量，显示出“补铁”与“护肠”的双重潜在益处。这些基于细胞和小鼠实验的积极结果，为进一步开发“富铁米曲霉菌丝体”人类铁补充剂提供了有力依据，其应用效果仍有待后续临床研究验证。

该项研究不仅实现了高性能微生物富铁技术的突破，还系统阐明了其背后的分子机制与吸收特性，打通了从实验室研发到中试生产的关键环节。目前，该研究成果已发表于国际学术期刊《Food Research International》。该工作得到了国家重点研发计划及辽宁省自然科学基金等项目的支持。