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植物给予人类的礼物——植物化学物

作者:赵绮华 来源:《饮食科学》
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植物化学物是什么?一听到化学,大家可能第一时间联想到的是苏丹红、亚硝酸盐等等,不错,它们都是化学名词。植物化学物又是什么呢?茶多酚,花青素,这些大家应该不陌生,对了,它们就是植物化学物。植物化学物质其实就是一系列化学物质的总称,它们存在于各种蔬菜水果之中,是除开营养素之外的对身体有益的物质。

 

               营养学界非常令人兴奋的一个新兴领域

    在人类漫长的进化史上,人们曾本能地食用水果、蔬菜、谷物、豆类等植物性食品来补充肉食的不足,后来人们发现植物中除了含有丰富的基本营养素如维生素、矿物质、膳食纤维之外,还有种类繁多的非营养素类生物活性物质。20世纪50年代Winter等人提出植物次级代谢产物对人类有药理学作用,直到近年人们才开始系统研究这些物质在防治人类慢性病过程中可能具有的重要作用,这些在天然的蔬菜、水果中,品种数以千计的物质,所具有的生理功能,如抗癌、抗微生物、抗氧化、抗血栓、调节免疫功能、抑制炎症过程、影响血压、降低胆固醇、调节血糖、促进消化等越来越受重视,人们将其统称为植物化学物。

由于植物化学物质含量较少,并且现有分离手段有限,无法将所有的植物化学物质一一独离出来进行研究,因此,在很多情况下植物化学物质都是作为一个集合名词出现的。

植物化学物质对于人体健康的益处越来越受到学术界的认可和重视。流行病学研究得到相关结论——以全谷物、蔬菜和水果为主的膳食结构对于降低慢性非传染性疾病的风险性有益。

无怪乎有专家认为,植物化学物质是人类一大重要发现,其重要意义甚至可与维生素的发现相媲美。对植物化学物质的研究是全球范围内发展最快速的一个领域,同样,植物化学物质在营养学界也是非常令人兴奋的一个新兴领域。

一些国家的政府已经积极资助这类研究的展开,籍此为本国制订与营养和健康宣称有关的法律法规找到翔实的科学依据。一些全球著名的保健食品生产巨头也已涉足植物化学物质的研发、制造。中国疾控中心食品与营养研究所的陈君石研究员认为,在植物化学物质的研究领域,我国企业与国外有着不小的差距,植物化学物质的加工工艺,包括种植、收割、生产乃至包装等环节都极其重要,否则导致这些物质变性,不但于人体无益,反而有损健康,因此,积极开展植物化学物质领域的科技研发,充分发挥我国传统的中医药资源优势,再结合以先进的生化工程、基因工程技术,将是提升中国营养保健食品产业档次的一个重要突破方向,必将给国民的养生大军掀起又一波新浪潮。

             吃保健品,不如吃对食物

营养学界的主流观点,只要一个人能坚持平衡膳食,自身不存在吸收和代谢的障碍,完全可以不必借助营养补充剂,也就是说,好好吃饭好好吃菜,就能营养棒棒的。

举个例子,为什么我们一直不推崇用复合维生素和矿物质药丸替代新鲜蔬菜水果?为什么膳食指南建议每人每天要有500克的蔬菜400克的水果摄入,就是因为蔬菜水果里的营养素很复杂,除了维生素矿物质,还有非常庞大的植物化学物大军。

植物化学物种类繁多,目前得到分离鉴定的物质已逾10 万种。根据化学结构或生物学作用,植物化学物主要分为类胡萝卜素、酚类化合物、植物固醇、蛋白酶抑制剂、萜类、含硫化物和植酸等。

让我们一一认识一下那些著名的植物化学物,它们对我们的健康有哪些助益,以及我们从哪些食物中可以得到。

                    植物多酚

健康助益:植物多酚是一类存在于植物中的多羟基酚类化合物的总称,主要包括黄酮类、单宁类、花色苷类、酚酸类等,大量科学研究表明,植物多酚具有抗氧化、抗癌、抗辐射、抗菌、降血脂、抗衰老、保护神经和提高机体免疫力等对人类健康有益的作用。  

近十年来,世界各国关于植物多酚生物活性研究热点集中在以下方面:1、抗氧化;2、抗癌;3、抗心血管疾病;4、抗阿尔茨海默病;

        富含食物:广泛存在于常见植物及植物性加工食品中,如茶叶、水果、蔬菜、谷物、豆类等,以及葡萄酒,茶饮品、橄榄油、果汁、巧克力、咖啡等。目前研究显示,水果和茶、红酒等饮料是多酚的主要来源。槲皮苷等多酚多存在于植物产品如水果、蔬菜、谷物、豆科植物、水果汁、茶、酒等中。有些特殊的多酚则只存在于特定的食品中。如黄烷酮只存在于柑桔属水果中。

 据对美国市场上10 种不同品牌饮料的抗氧化能力和总多酚含量测试,饮料的抗氧化效能与总多酚含量呈正比。石榴汁的抗氧化效能综合指数最高,至少高于其他供试果汁20%。各饮品的抗氧化效能大小顺序为:石榴汁>红葡萄酒>蓝莓汁>黑樱桃汁>蔓越莓汁>橙汁>苹果汁。

对常见水果和蔬菜中多酚含量、组成及其抗氧化活性进行分析后发现,富含花青素的草莓、覆盆子和红杏抗氧化活性最高,其次是富含黄酮类的橙子和柚子以及富含黄酮醇的洋葱、韭菜、菠菜和青菜,而富含羟基肉桂类物质的苹果、梨和桃的抗氧化活性较低。

植物雌激素

健康助益:植物雌激素对机体具有双重调节作用,低剂量表现为抗雌激素作用,中剂量有一定的雌激素活性,高剂量为雌激素的增效剂。

可改善围绝经期症状——比如潮热,作为绝经期妇女的主要症状,亚洲妇女发生率远低于西方国家,可能与饮食中大豆的摄入量有关;可预防骨质疏松——目前临床推荐,应用植物雌激素结合适当运动可能是增加骨量和预防骨质疏松性骨折的更为理想的选择;抗肿瘤作用——大量流行病学研究、动物实验和体外实验均一致显示,植物雌激素对多种肿瘤具有防治作用,尤其对乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、白血病更为显著;抗氧化、预防心血管疾病作用——有研究证实,异黄酮是抗氧化剂中最有效的一种,能有效清除附着于血管壁上的脂质系统,恢复及保持血管的弹性,起到缓解和治疗心血管疾病作用;改善认知功能,预防老年痴呆——大量实验证实,绝经期妇女应用雌激素治疗可改善患者记忆力和认知功能,减少痴呆的发生。

富含食物:根据分子结构不同,植物雌激素分为3类:异黄酮类——主要存在于豆科植物中,在大豆及其制品如豆腐、豆奶、豆粉及秋葵、葛根、根芹中含量丰富;木酚素类——在亚麻籽、小扁豆、花生、蔓越莓、花椰菜、谷物中含量丰富;香豆素类——存在于黄豆芽、三叶草、花腰豆中。植物雌激素多以糖苷的形式存在于植物中,无生物活性,进入体内经肠道细菌糖苷酶水解为有活性的苷元。

摄食提示:日本东京大学建议成年人每日摄入40~50毫克异黄酮可有效预防男性前列腺癌和妇女乳腺癌的发生。法国食品卫生安全局2005年指出,从食品或营养补充剂摄入的大豆异黄酮不可超过1毫克/公斤体重·天。

我国居民大豆异黄酮推荐量区分男女性别及女性的不同生理时期,具体请咨询临床医师或营养师。

                   植物固醇

健康助益:抑制胆固醇的吸收,促使胆固醇从肠道排出,降低人体甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白等水平,保护心血管。

富含食物:在许多谷物、蔬菜、水果、豆类、坚果和种子中都存在,但含量比较低,一般在5~40毫克。

在烹饪和提炼过程中很容易被破坏,因此人们在日常饮食中很难获得足量植物固醇。

摄食提示:欧美已经开始把植物固醇添加至食物中,包括人造黄油、橙汁、早餐谷物和饼干棒。美国心脏病协会指出,该类食品适合胆固醇偏高的人群。美国糖尿病协会推荐每日植物固醇摄入量为1.6~3.0克,澳大利亚心脏协会推荐每日摄入2~3克以降低低密度脂蛋白水平。

皂甙

健康助益:皂甙又称皂素,是植物的二次代谢产物,它在植物界的分布很广,每种植物所含的皂素结构各有差异。现有的研究发现三萜类皂甙如人参皂甙、柴胡皂甙、甘草皂甙、远志皂甙、酸枣仁皂甙等具有降低胆固醇、抗感染、抑制肿瘤、免疫、兴奋或抑制中枢神经等作用;甾体皂甙如沿阶草皂甙、知母皂甙等则显示有抗肿瘤,抗真菌和细菌以及降低胆固醇的作用。

富含食物:皂甙在很多植物都有分布,以在蔷薇科、石竹科、无患子科、薯蓣科、远志科、天南星科、百合科和豆科等中含量较多。在海洋动物如海参、海星、海盘车等中亦有存在。美国加州戴维斯大学的研究人员发现,红葡萄酒中含有皂甙。葡萄皮上的皂甙在酿酒发酵过程中,被较好地保留在酒中。豆类包括豌豆、红芸豆、菜豆、斑豆、蚕豆、扁豆都含有皂甙,特别是鹰嘴豆,含量较高。大豆也含有较多的皂甙,但大豆发酵食品在加工过程中皂甙含量会损失一半以上。

摄食提示:某些草药和香料如辣椒中含有促进健康的皂甙。香料可以改善食物的风味而无需担心增加不必要的热量和脂肪,因此是增加皂甙摄入的一个非常合适的途径。

                      类胡萝卜素

健康助益:类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称,几乎不溶于水,大多易溶于有机溶剂。       

类胡萝卜素的意义在于: 1、它是维生素A的前体,目前,人们已在自然界中发现了750多种类胡萝卜素,其中约有10%是维生素A的前体,维生素A是视觉、细胞分化和免疫应答中必需的物质,对维持正常的视觉以及体表、消化道、呼吸道、泌尿生殖道上皮功能有重要意义;缺乏维生素A会发生皮肤角质化过度、夜盲症、干眼症、角膜软化、溃疡以致晶体脱落、失明,还会加剧腹泻、呼吸疾病、儿童麻疹等,增加患癌症、心血管疾病的危险。2、它具备抗氧化剂功能,能减少自由基对细胞遗传物质DNA、RNA和细胞膜的损伤,可预防肿瘤、血栓、动脉硬化等疾病,延缓衰老。3、增强机体免疫功能,人体实验中,类胡萝卜素可以减缓由衰老引起的免疫能力下降。4、预防癌症功能。饮食中富含类胡萝卜素的果蔬(如番茄等)的抗癌位点有口腔、肺、胰腺、胃、肝、食管、结肠、直肠、乳腺、子宫颈等处。

富含食物:存在于植物的各种黄、橙、红或紫、绿色的叶子(如冬芡菜、冬葵、菠菜、芹菜叶、软江叶、油菜苔、韭菜、苋菜等)、花卉(如万寿菊、黄花菜)、果实(如番茄、红甜椒、辣椒、萎茄、老南瓜、黄玉米)、块根(如红色胡萝卜和红心红薯)中;动物脂肪、卵黄、甲壳等处。

  摄食提示:自然界的类胡萝卜素,主要以蛋白质复合物形式存在,适当加热能提高浸出率与生物利用率,加热过度则可能引起异构,影响生物活性。脂肪可刺激胆汁分泌,促进类胡萝卜素形成脂质微粒,利于吸收。说白了,番茄炒蛋或者胡萝卜炒肉片可能比生吃番茄或胡萝卜能更好地全面汲取它们的营养价值。

          抗癌,植物化学物集团军

植物化学物军团太过庞大,让我们换一个角度,从大家都很关心的抗肿瘤角度,看看植物化学物的群英谱。

科学家发现:大量食用蔬果的人罹患癌症的危险,只有不常食用蔬果的人的一半。

为什么呢?因为,植物化学物几乎可以在癌症发生的每一个阶段,抑制肿瘤细胞的发生。

路径一,抑制致癌物。

致癌物(如亚硝胺)通常是以未活化的形式被摄入的。十字花科植物富含的芥子油甙、多酚、单萜类、硫化物等,均有抑制活化或者对已经活化的成分减毒的作用,所以,多吃甘蓝菜、芥菜、大白菜、小白菜、清江白菜、油菜、绿花菜、花椰菜、芽甘蓝、萝卜、芥蓝菜等吧。

路径二,保护DNA。

某些酚酸可与活化的致癌物发生共价结合,并掩盖DNA与致癌物的结合位点,从而抑制由DNA损伤所造成的致癌作用。

路径三,替代雌激素。

植物性雌激素在人的肝脏中可诱导性激素结合球蛋白的合成,这样就可增加雌激素与该种转运蛋白的结合,从而降低雌激素促肿瘤生长的作用。

路径四,调节细胞增生。

单萜类,可减少内源性细胞生长促进物质的形成,从而阻止对细胞增生的异常调节作用。多来源于柠檬、薄荷、紫苏、香芹、水芹等。

路径五,抑制肿瘤生长。

植物雌激素,能抑制毛细血管的形成与成长,对于肿瘤的生长有抑制作用。中国人食用黄豆和黄豆制品,可能是乳癌及子宫颈癌的发病率明显低于欧美的原因之一。

一般情况下,一种食物中会含很多种化学物质。比如土豆,它含有包括氯原酸、咖啡酸、没食子酸等多种酚类化合物以及不同结构的糖苷生物碱等100种以上。一种食物的功效是多方面的,如苹果,美国科学家研究证实,它能有效预防心脏病、哮喘糖尿病,还有助于保持呼吸道,尤其是肺部的健康;巴西研究显示,连续12周每天吃3个苹果,能帮助降低人体血糖,并减掉2.7磅体重;美国另一个研究发现,苹果(包括果皮)能抑制人体结肠癌细胞和肝癌细胞,还能减少乳癌细胞的数量和大小。

所以,没有必要去想太多,只要记住,吃完整的蔬菜,要比吃分离出来的某种成分的保健效果要好得多;吃多种食物,比仅吃一种食物的效果要好得多。“多样、适量、均衡”,是营养健康之基石。

  


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