抗氧化、抗高血压、调节肠道菌群...... 浆果酚类化合物的健康研究进展
植物活性成分与营养素专题
植物性食物中活性成分降低慢病风险的作用越来越受到关注。在食物活性成分中,目前酚类活性成分最为研究者所关注。水果和蔬菜中含有丰富的酚类活性物质,其中浆果类食物酚类活性成分含量较高,如酚酸、黄酮类化合物、单宁、香豆素、木脂素、绿原酸和花色苷等。这些化合物具有抗氧化、抗炎、抗高血压、抗高血糖以及调节肠道菌群等作用,有利于维持人类健康,降低慢病风险。2021年12月,Daniel Granato博士研究团队在《Current Opinion in Food Science》杂志上发表的综述文章《Berry polyphenols and human health: evidence of antioxidant, anti-inflammatory, microbiota modulation, and cell-protecting effects》较全面地总结了不同浆果(覆盆子、蓝莓、枸杞、黑醋栗、草莓、蔓越莓和黑莓)中酚类化合物的组成和含量及其体内外生物活性作用,对指导居民增加浆果的摄入,降低慢病风险具有良好的科学指导意义。
浆果品种的地理来源、环境条件、栽培措施,非生物和生物胁迫因素、成熟度等均影响酚类化合物的生物合成。
不同浆果所含的代表性酚类化合物不同(图1):蔓越莓含有的主要多酚类物质为矢车菊素-3-O-半乳糖苷、芍药素-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-半乳糖苷、绿原酸;蓝莓为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素3-O-葡萄糖苷、氯化锦葵素3-葡萄糖苷、没食子酸;黑醋栗为飞燕草素-3-O-芦丁苷、矢车菊素-3-O-芸香苷、矢车菊素-3-O-(6ʺ-丙二酰糖苷)、槲皮素;黑莓为白藜芦醇、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-芸香苷、槲皮素-3-芸香苷;枸杞果为香草醛酸、绿原酸、金丝桃苷、柚皮素,草莓为天竺葵素-3-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、(+)-儿茶素、鞣花酸;覆盆子为原花青素B1、矢车菊素-3-O-槐糖苷、矢车菊素-3,5-O-二葡萄糖苷、咖啡酸。
图1. 不同浆果中含有的典型的酚类化合物: glu: 葡萄糖苷,gal: 半乳糖苷
比较酚类化合物的含量可知,鲜果浆果的含量最高,果汁、冻干粉提取物、果渣提取物次之,故而采摘后处理及加工方法可能影响其生物活性和生物利用度。因为浆果的酚类化合物的形态和数量会受环境影响,所以新鲜浆果适合在短时间内直接食用。若被加工成果汁、浓缩饮料、果酱或果泥,采用热加工瞬时高温或常温处理,可以防止或减少酶促和非酶促褐变以及自氧化引起的多酚降解过程,从而保持酚类化合物的生物活性。
浆果酚类化合物的体外生物活性
浆果酚类化合物的体外生物活性包括抗氧化、抑制人类相关酶活性进而达到抗炎、抗高血压、以及抗高血糖作用。常使用化学方法测定浆果的体外生物活性,初步筛选其生物活性。然而仍有必要开发新的体外模型以探索关键活性成分的吸收、分布和代谢过程。
在体外化学分析中,许多浆果中均能发现花色苷表现出较强活性,分子模拟研究表明花色苷通过形成氢键占据酶的活性位点,对α-淀粉酶有竞争性抑制作用。此外,与阿卡波糖相比,没食子酸被证实具有较强的α-淀粉酶抑制效果,并且二者可能存在协同作用,也表明了浆果的酚类成分有一定的抗高血糖作用。
浆果中发现的许多植物化学物质已被证明可以通过调节炎症标志物的表达水平来减少慢性炎症相关损伤,且对血管紧张素转化酶有一定的抑制作用,然而这些效应还需通过充分的体内试验来进一步研究。
浆果酚类化合物的体内生物活性包括抗氧化、抗高血压和抗高血糖、抗炎及调节肠道菌群作用。浆果中所含的大量酚酸、类黄酮尤其是花色苷都具有体内抗氧化活性,能够参与调节凋亡、炎症、氧化应激、脂质代谢和线粒体功能相关基因和蛋白质的表达。一系列动物和人群试验研究已经证明,浆果提取物、冻干粉、浓缩果汁、果泥或饮料具有调节炎症标志物、抗氧化酶及其信号转导作用,但为了提供具体的膳食建议,关于不同人群的干预方式、最佳剂量、受试物加工形式和摄入频率等问题还需要进行进一步的研究完善。
此外,多酚被认为是“新的”益生元,可以促进肠道有益菌增殖,抑制有害细菌的增殖,以达到降血压、抗炎、降低体重、合成短链脂肪酸、提高天然免疫、控制血糖等作用。尽管涉及浆果调节肠道菌群的研究数量有所增加,许多研究仍处于体外模型或动物试验阶段,需要更多临床干预试验来证明活性成分的整体生物学作用。已经开展的多数人群研究评估时间较短,约4-6周,未揭示长期服用可能产生的健康效应。故而需要更多的体内数据来了解其作用机制,同时进行多种不同特征人群的临床试验,以便提供关于浆果生物活性的新证据。
作者总结
浆果通常作为新鲜水果食用,随着人们健康意识增强以及科学技术进步,出现了更多浆果加工食品。随着对浆果酚类化合物研究的不断深入,对浆果类营养价值的开发利用,将不仅是关注更有营养的品种,选择合适的地点和浆果品种进行种植,且致力于制备新型营养药品和功能食品,以及利用食品加工新技术提高其生物活性和生物利用度。相信在科学研究和技术进步的共同推动下,浆果的消费量也会持续增加。
撰文:郭红辉
教授
广东医科大学教授、博士生导师,广东省营养学会肠道菌与营养健康专业委员会主任委员。主要从事食品生物活性物质提取开发,膳食营养与慢性病防治研究。负责承担国家自然科学基金项目3项、省级科研和人才项目5项。以第一作者或第一通讯作者发表SCI论文17篇,出版学术专著2部,申请国家发明专利4项。入选广东省扬帆计划高层次人才、广东省高等学校“千百十人才培养工程”省级培养对象;曾被评为广东省“南粤优秀教师”。
联合撰文:凌文华
教授
中山大学公共卫生学院预防医学研究所所长、教授,国务院学位委员会第六、七届学科评议组成员,全国医学专业学位研究生教育指导委员会委员,“国家杰青”获得者。长期从事心血管代谢疾病的发生机制、早期标志物筛查及营养膳食防治研究。已发表SCI论文260余篇,并以通讯或第一作者在Circulation、J Hepatology、Circ Res、Hepatology、JCI、Diabetes Care等国际权威学术刊物发表研究论文。以第一完成人获“广东省科学技术奖一等奖”1项(2009年)、“教育部自然科学一等奖”2项(2009, 2020年)。
参考文献
Pap N, Fidelis M, Azevedo L, et al. Berry polyphenols and human health: evidence of antioxidant, anti-inflammatory, microbiota modulation, and cell-protecting effects[J]. Current Opinion in Food Science, 2021, 42: 167-186.
编辑:Terrence
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