Infant formulas are designed to provide sufficient energy and the necessary nutrients to support the growth and development of newborns. Currently, research on the functions of formula milk powder focuses on clinical research and cell experiments, and there were many cell experiments that investigated the effect of infant formulas on cellular growth. However, most of the cells used are tumor cell lines, which are unable to simulate the real digestion process of an infant. In this study, we innovatively proposed a method that integrates human small intestinal organoids (SIOs) with transcriptomics and metabolomics analysis. We induced directed differentiation of human embryonic stem cells into SIOs and simulated the intestinal environment of newborns with them. Then, three kinds of 1-stage infant formulas from the same brand were introduced to simulate the digestion, absorption, and metabolism of the infant intestine. The nutritional value of each formula milk powder was examined by multi-omics sequencing methods, including transcriptomics and metabolomics analysis. Results showed that there were significant alterations in gene expression and metabolites in the three groups of SIOs after absorbing different infant formulas. By analyzing transcriptome and metabolome data, combined with GO, KEGG, and GSEA analysis, we demonstrated the ability of SIOs to model the different aspects of the developing process of the intestine and discovered the correlation between formula components and their effects, including

Human milk (HM) provides optimal nutrition for infants, but infant formula (IF) serves as a potential alternative to HM when breastfeeding is not an option. However, IF possesses a more intense aroma than HM, and it is often challenging to reduce this disparity due to its stringent production regulations. Therefore, investigating the interaction between HM proteins and odor molecules is essential for comprehending the distinct odor characteristics of HM and guiding improvements in IF to mimic the aroma of HM. This research aims to characterize the HM odor and explore the influence of HM α-lactalbumin (HMLB) on the release of HM odor skeleton compounds (OSC) using a combination of computer simulation, human perceptions, and instrumental analyses. A total of 20 OSCs were identified. Notably, the release of most of these compounds was negatively correlated with the HM protein content, with the strongest negative correlations being observed for hexanal, nonanal, and decanal (|R| ≥ 0.7, P < 0.01). The molecular docking simulations demonstrated that HMLB inhibited the volatilization of hexanal, nonanal, and decanal, thereby increasing the odor threshold of these odor compounds (61.94 %, 241.5 %, and 198.6 %). This inhibition was mainly achieved through the formation of hydrogen bonding and hydrophobic interactions, a finding corroborated by multi-spectroscopic analysis. Overall, the experimental results provide valuable insights into the odor mechanism of HM and contribute to the development of IF that mimics the HM odor.

Correction for ‘Using integrated transcriptomics and metabolomics to explore the effects of infant formula on the growth and development of small intestinal organoids’ by Xianli Wang et al. , Food Funct. , 2024, 15 , 9191–9209, https://doi.org/10.1039/d4fo01723d.