类胡萝卜素代谢及生理功能的研究成果

／Z／／ 1993年 笫1期 广州食品工业科技 3l ／ 期 ， 蝴 2 类胡萝 卜素代谢及生理功能的研究成果 武汉粮食工业学院 陈文麟 胡传荣 一 ， 前言 类胡萝 卜素自1817年 Bracnnot等人从 红辣椒提取物中单离成功后，色谱、光谱分 析法的兴起和发展更扩大和深化了对它的研 究，对类胡萝 卜素 的研究大致可分为四个时 期 I 第一时期——l817～1899年j存在、单 离和发现其光化学特性。 第二时期——19o0～1927年，确认分子 及结构式、V 原、 光合作用对其 形成的影 响。 第三时期——1928,--1949年，从丙酮合 成了甲基 庚烯酮、 B～紫罗兰 (香 )酮等人 工合成胡萝 卜素的关键 成分，合成VA也随 之问世。 第四时期——19SO年以来，确立了类胡 萝 卜素 的立体化学及配位，作为着色剂在食 品生产中的应用，对其生理活性、功能及代 谢途径的研究，成为近年来的热门课题。 类胡萝 卜索广泛存在于自然界( 1)。 微生物、 霉菌、 藻类及高等植物 自己能合 成，人和动物所需则由食物供给。本文拟就 以B一胡萝 卜素为中心介绍其代谢 及生理功 能的最新研究成果。 二、类胡萝 卜素的代谢 1．植物体中胡萝 卜素的代谢 。植物叶 和果实颜色 的变化是 类胡萝 卜素代谢 的表 征，其基本过程有二t①是分解(异化)—— 表 1 类胡萝 卜素的分类 类 别 所 属 成 分 胡萝 b素 ，B， ． 8．a_胡萝 卜素．蕃茄 红素，6一氢蕃茄红素 叶 黄 索 隐黄质， 玉米黄质。黄体索， 角 黄 索。虾青索，辣椒红。 e一胡萝 卜素一4一酮 ． 高类胡萝 卜素 菌红素 阿朴类胡萝 b索 B一阿朴一8，—胡萝 b素醛，胭脂树程 去甲类胡萝 卜索 多甲藻黄素，海葵红素 发生氧化、还原分解及表氧环化等， B～胡 萝 卜素的 氧化分解 情况见表 2。 ②是代谢 — — 类胡萝 卜素结构异化后相互 (或与蛋白 质 )生成复合体，或成为配糖体。 表 2 p一胡萝卜素的氧化产物 一 级产物 (胡萝 b素 ) 羟基类胡萝 卜类 中间类胡萝 卜素 二 级 产 物 隐黄质，玉米黄质，黄体索 B一羟基胡萝 卜酮， 虾青素。辣敦 红 酮式类胡萝卜素l 萝卜索-4娟’ 环氧类胡萝 卜素 紫黄质 角黄素， 虾 2．人和动物体中胡萝 卜素的代谢 人 和动物体不能合成类胡萝 卜素，只能由十二 指肠从食物中吸收，其吸收存在着物种和个 体差异， 例如禽类 主要吸收 羟化类胡萝 b 素， 牛吸收 B一胡萝 卜素，猪和马则能吸收 类胡萝 卜素的较多成分；鱼类吸收叶黄素，由 此说明它们体内存有种类各异的 受体蛋白 维普资讯 http://www.cqvip.com 32 广州食品工业科技 1993年 第l期 决于类胡萝 卜素的生物有效性和消化道环I 质” ；吸收速率境(氧化物 、酶和微生物等)。 影响人体吸收和利用类胡萝 卜素的主要 因素是：食物的类胡薪·卜素和脂肪含量及其 脂肪酸种类； 抗氧化剂； 消化功能 I VA、 蛋白质及锌的营养状况；胆汁分泌I乙醇I 激素及体重等。 在肠 祜膜内 代谢的、 以 一胡萝 卜素 (一分子分解为 分子V )为代表的类胡萝 卜素成分有约s0种，它们通常以脂蛋白复合 体的形式输送至特定的部位，进行利用或储 存。例如胡萝 卜素和叶黄素主要分别与 LDL (低密度脂蛋白)和 HDL(高密度脂蛋白 ) 结合。至今，学者们 研究得最多的 类胡萝 卜 素唯有 B一胡萝 卜素，因为它广泛存在于食物 (主要是蔬果 )中，其含量见表 3。 表 3 常见蔬菜的 一胡萝 卜素含量 (ug／1OOg) 品 名 及 含 量 尊筹 o，南瓜850，芹菜290，欧芹7500， 胡萝卜 300，菠菜31 O0，茄手4l。，蕃茄 390，甘蓝720 奄1．0．00，芒果I600，甜瓜450，西瓜270， 菠萝 120，甜橙75，桃42，草莓 6 人体对食物中的类胡萝 卜素与脂肪一起 由小肠的粘膜细胞吸收并在其中进行代谢。 一 另外， 一胡萝 卜素分子还会发生非对称 氧 化断裂。 人体对 一胡萝 卜素的吸收实验表明，食 用胡萝 卜素约 5小时后，血浆类胡萝 卜素浓 度到达峰值I 一胡萝 卜素制剂的生物学利用 值高于生吃胡萝 卜， 所以 一胡萝 卜素制剂 (合成品居多 )是良好的营养强化剂，它和 胡萝 卜素等食物对人体血浆胡萝 卜素浓度的 影响，其实验测定结果，列入表 4中。 表明，人体血液中所含类胡萝 卜主 要是叶黄素、蕃茄红素、胡萝 卜素 (口、B、y 型 )及其它极性成分，它与食物构成直接相 表 4 血浆胡 萝 卜素浓度的 变化 食 源 血浆胡萝 卜素增 加量 ( g／d1) 制剂且一类胡萝 卜素 (12甄g) l6 制剂B一类胡萝’卜素(30mE) 28 胡萝 卜180g(含a．B一类胡萝 卜索 5 分别为 9和29rag ．， 甘蓝600g(含B一类胡萝 卜索， 叶 黄素分别为6和5 mg 无明显增加 ·在摄食32小时后的测定结果 关，健康成年人血液中的浓度为2000--4000 ~g／dl(其中 B一胡萝 卜素 200--300~g／d1)， 类 胡萝 卜素总含量约 140m~。 体内贮存的 胡萝 卜素有约84 和1O 分别在脂肪组织和 肝脏中，其浓度分别为6和 lo~g／g，含类胡 萝 卜素最多的是黄体 (60~g／g)——一种雌 性激素。来自对美国人血清类胡萝 卜素的测 定结果 是· B一胡萝 卜素 22％， 蕃茄 红素 22 一8S ，叶黄素20 ，玉米黄质10 及 其它成分。来自日本的测定结果说明，嗜好 烟、酒者血中的类胡萝 卜素含量只及无好者 的80％，并且随年龄的增加而减少，其速度 比无好者快约 40 。 由此从一个 方面看到 烟、酒对人体健康的危害。 三、类胡萝 卜素的生理功能 近年来，类胡萝 卜素人工合成技术的进 步， 为深入探讨其生理 功能提供了 有利条 件。现已得知，除与植物的光合作用有密切 关系 (光的捕集及其能量的传导 )外，它还 能抑制有机物的光氧化分解 (淬灭活性很强 的一重和三重态氧 )。 对于人和动物，类胡萝 卜素的 诸 多 生 理功能已经确知，在 《日本食品添加剂法定 书 》中记有 。 一胡萝 卜素 能预防癌症，具有 VA的所有生理功能， 是动物生长、 繁殖和 皮膜、粘膜再生的必需成分之一 。B一胡萝 卜素与VA的当量以下式表示： 1当量VA：I~gVA：6“gB一胡萝 卜素 =10IUV ^ 维普资讯 http://www.cqvip.com 1993年第1期 广州食品工业科技 如今，因死亡于心脏病、脑溢血和癌症 者不断增加，所以对其机理及防治的研究十 分活跃，从组织、细胞和分子水平的诸多研 究结果得知，活性很高的自 由基能损害组织 和器官，是上述严重疾患的重要诱因，而膳 食脂肪是人体内自由基的主要 “来源 ，同 时发现 SOD(超氧化岐化酶 )、硒、 VE、 Vc和 13_胡萝 卜素等能消除自由基，其中B一 胡萝 卜素是自由基的前驱物单重态氧(1O2) 最好的淬灭剂，是抗氧化劣变和抗癌变的理 想营养素。 流行病学研究表明，缺乏B一类胡萝 卜素 最易患肺癌，以下顺次是子宫、食道、胃、 前列腺、 膀胱、 乳癌和结／直肠癌等。 在 芝加哥一项为期 19年的 调查发现， B一胡萝 卜素 摄取 量低 (0．1—2．2mg／天， 平 均 1．6rag／天 )的成年人群中之肺癌发生率是 摄取量高 (4．O～l9．2mg／天，平均 5．5m ／天)者 的7倍左右。在比利时进行为期1O 年的一项涉及2863人的研究也发现，血中类 胡萝 卜素的浓度与癌症死亡率呈负相关：以 尚存 (2707人 )每天摄取的 类胡萝 卜素为 100％(O．35毫摩尔)计，死于胃癌 (17人 ) 的仅为66 ，肺癌 (37人 )为71％，其它癌 症 (102人 )为8O％。 有临床试验表明，给 口腔癌 患者 摄取 30rag／天 B一胡萝 卜素， 3— 6个月即可 明显缓解其症状。 类胡萝 卜素与老年性自内障的发生也呈 负相关，血清低浓度类胡萝 卜素 (是高浓度 的2O )人群中罹患率为 高浓度人群的 7．2 倍 悔床得知，’B一胡萝 卜素 对遗传性光过 敏症(EPP)的治疗有良效。,)tCb，类胡萝 卜素能促进动物的繁殖，能与鱼和甲壳类动 物的蛋白质结合而使之稳定化；更是植物界 的电子受体， 是良好的 “识光” 物质， 等 等。总之，对类胡萝 卜的生理功能，现已究 明的有 ：识光性 ，VA活性 ；能促进牛、马、 猪和禽类的繁殖，有助动植物的生长，增强 电子和气味受体功能，有抗氧化性 (抗癌、 活伤、防劣变 )，能增强免疫力、色素和线 粒体钙的运送，是神经和呼吸系统氧的 “仓 库” ， 以及水分的 平衡器 等。 可 以预 料，随着科学技术的进步和研究的深入，类 胡萝 I-素将 为人类健康和 动物饲养 做出更 卓越 的贡献。 主要参考 1．末木一夫．食品与开发，1 ooc(4)． 2．G．W ． BurtOn， J ． Nutr，1989： 1 09～ 119· ， 3．最新食品成份表(日本)第五次改订本 3‘伊藤宜则门．日本卫生学杂志，l989，42 5．宋木一夫等．New Food Industry l991(11)． 6．末木夫一．油化学，1992(10)． 维普资讯 http://www.cqvip.com