2026年 3月,国际权威学术期刊《Food Research International》(一区Top,IF=8.85)发表了由我校李青青科研团队与宁波大学党亚丽团队合作完成的研究论文“Chicken sternum cartilage protein-chelated calcium:enhancebone density in vivo and in vitro, with insights into chelation mechanism” 。该研究以家禽加工副产物——鸡胸软骨为原料,创新性地开发了一种新型钙补充剂(CSCP-Ca),并系统验证了其在增强骨密度方面的显著效果与作用机制,为钙营养补充剂的研发提供了全新的思路。

研究团队以鸡胸软骨为原料制备的CSCP-Ca螯合钙,螯合率达76.91%。Zeta电位与粒径分析表明其复合物结构稳定。体外细胞实验验证了CSCP-Ca可显著提高MC3T3-E1成骨细胞的ALP活性、OCN和Col-I含量,促进成骨细胞增殖、分化与矿化。体内动物实验则从整体水平验证了CSCP-Ca 对骨密度的提升作用。研究团队以低钙饮食喂养的大鼠为动物模型,发现CSCP-Ca能够显著改善低钙饮食大鼠的骨骼微观结构,增加骨小梁数量与厚度,减少骨小梁分离度;补钙效果与碳酸钙相当,且生物相容性好、无明显脏器损伤。
值得关注的是,CSCP-Ca对肠道菌群也产生了积极的调节作用。16S rRNA微生物分析结果显示,CSCP-Ca能够显著增加有益菌(如 Bifidobacterium、Roseburia、Faecalibacterium)的相对丰度,同时降低条件致病菌(如 Helicobacter、Desulfovibrio、Escherichia-Shigella)的水平。研究表明,这些有益菌能够产生短链脂肪酸,对肠道屏障的维护和免疫功能的调节具有重要作用。这一发现提示CSCP-Ca 可能通过调节“肠-骨轴”发挥骨保护作用,为后续研究提供了新的方向。
为进一步阐明CSCP与钙离子的螯合机制,研究团队采用分子对接和分子动力学模拟技术,对CSCP 中的未变性Ⅱ型胶原蛋白(UC-Ⅱ)与Ca²⁺的相互作用进行了深入分析。结果表明,UC-Ⅱ依靠PRO14.GLU13关键氨基酸残基与Ca²⁺形成稳定配位键,GLU13还可通过静电作用进一步强化结合。100 ns动力学模拟表明,CSCP-Ca复合物的构象波动更小、结构更加紧凑稳定。这些计算结果从原子层面证实CSCP-Ca可耐受胃酸与消化酶作用、维持结构稳定,实现高效钙吸收,为新型肽钙螯合物的设计研发提供了重要理论依据。
本研究融合了食品科学、分子生物学、药物化学和生物信息学等多学科方法——从CSCP-Ca 的制备与表征,到细胞功能验证、动物模型评价,再到肠道菌群分析和分子模拟探索,构建了一套完整的功能性食品研发范式。这一多学科交叉的研究模式,为新型功能性食品的开发提供了可借鉴的方法论。
论文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996926001092?via%3Dihub