類黃酮的吸收與代謝
近年來,在以日本為首的發(fā)達國家,肥胖、高血壓、癌癥、動脈硬化、心臟病、糖尿病等生活習(xí)慣病的增加,已成為重要的社會問題。生活習(xí)慣病與日常飲食生活有著密切的關(guān)系,所以利用食品的功能不僅能治療疾病,而且還有更加廣泛的預(yù)防作用,也就產(chǎn)生了“功能性食品”一詞。人們業(yè)已重視健康,食品中的功能性成分被利用在各種加工食品和飲料中,作為補充被廣泛應(yīng)用。為此,評價這些食品中的功能性成分在人體內(nèi)的功效和安全性,搞清楚成分的攝入量、消化道中的吸收與代謝、血液中的動態(tài)、代謝物到達內(nèi)臟器官方面的生理活性十分重要。
本文是關(guān)于食品中功能性成分類黃酮化合物的研究,在介紹關(guān)于吸收與代謝方面最近實地觀察得到的知識同時,向大家報告我們關(guān)于蜂膠中類黃酮實驗結(jié)果所體現(xiàn)的吸收與代謝機制。
類黃酮的吸收與代謝
類黃酮是化學(xué)結(jié)構(gòu)3個碳元素連接2個苯環(huán)(A環(huán)和B環(huán))的酚類化合物總稱。在這個基本結(jié)構(gòu)上添加,即C環(huán)構(gòu)造的不同和有無羥基的結(jié)合等,就有黃烷、黃烷酮、黃酮、黃烷醇、黃烷酮醇、黃酮醇等分類(圖1)。類黃酮在蔬菜、水果、谷類、豆類、茶、咖啡、可可豆、葡萄酒等中含有,主要以配糖物形式存在。各種食品中所含有的類黃酮種類,依照食品的本源植物而不同。例如:在蔬菜和水果中含有比較豐富的櫟精、山奈黃素等黃酮醇類,芹菜素、木犀草素等黃酮類;在豆類中含有黃豆苷原、染料木黃酮等異黃酮類;在茶中含有兒茶素(ECCg)等黃烷醇類(兒茶素類);在柑橘類中含有柚苷配基、圣草酚等黃烷酮類;在葡萄和漿果類中含有花青素等花色苷類。各類食品中所含有的類黃酮種類及其含量,在4年前文部科學(xué)省的研究項目“關(guān)于食品中非營養(yǎng)性功能物質(zhì)分析和系統(tǒng)化的研究”中,已完成“功能性食品因子數(shù)據(jù)庫”,在本國的網(wǎng)站(http://www.life-science.jP/FFF/inex.jsp)公開發(fā)表。包括人類在內(nèi)的哺乳動物,被攝入的食品在胃中消化后,通過腸道吸收成分。被吸收的成分通過酶結(jié)合成葡糖醛酸和硫酸,形成化合物。以前,認為類黃酮是多配糖物,幾乎在體內(nèi)不被吸收,只是少部分游離型(葡糖苦配基)在腸道內(nèi)被吸收??墒?,最近的研究表明,配糖物也能夠被吸收,吸收與代謝的速度決定于類黃酮的分子量(聚合度)、鄰苯二酚構(gòu)造的有無、結(jié)合糖的位置和種類等、化學(xué)結(jié)構(gòu)和溶解性等的化學(xué)性質(zhì)。
圖 1 類黃酮的基本結(jié)構(gòu)
例如,圖2是關(guān)于洋蔥等中含量多的一種類黃酮一棟精及其配糖物(蕓香苷)的吸收與代謝模式圖。即:在胃被消化、分解的櫟精(配糖物)經(jīng)腸道吸收其成分,而后通過UDP-葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶形成葡糖醛酸化合物。進一步,在體內(nèi)攝取回成分,運送到肝臟,在肝臟形成甲基化等的化合物,最后從腎臟被代謝出去。實際上,櫟精配糖物在飽餐下,就能在人的血漿中檢出化合物,櫟精-3-葡糖苷和櫟精-4’-葡糖苷——被攝取,在人的血漿中就不存在配糖物和葡糖苷配基,只存在化合物。
另外,飲用綠茶后在人的血清中檢出綠茶的主要成分游離型EGCg,EGCg在血液中以游離型、葡糖醛酸和硫酸化合物形式存在。用大白鼠進行實驗,EGCg最初分布在小腸等的消化道教膜上,在肝臟、腦中也有分布?;ㄉ疹惖幕ㄇ嗨?3-葡糖苷是配糖物,不過在血液中仍以配糖物形式存在,不以葡糖苦配基及其化合物形式存在。這個因為花色苷是極性高的離子性分子,很難接受腸道細菌、β-葡糖苷酶水解,亦沒有必要被化合化?;ㄇ嗨?3-葡糖苷的代謝物,在肝、腎等內(nèi)臟器官中檢出甲基化物,在血液中還檢出花青素結(jié)構(gòu)環(huán)開裂生成的原兒茶酸。因此,類黃酮的腸道吸收,由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)種類多的緣故,也是非常多樣的,正有逐漸搞清楚。
圖 2 櫟精及其櫟精配糖物的吸收·代謝
蜂膠中的類黃酮
當(dāng)今,在日本作為健康食品素材被利用的蜂膠,是蜜蜂采集蜂場周邊植物的芽及分泌物而加工成的樹脂狀物質(zhì)。蜂膠的主要成分是樹脂、蠟質(zhì)、花粉以及礦物類等,不過,實際的組成成分受其原膠的采集地和蜜蜂利用植物資源影響。蜂膠在世界各地作為民間傳承藥物被利用,近年來,發(fā)現(xiàn)蜂膠具有抗菌、抗病毒、抗炎癥、抗腫瘤等眾多的藥理學(xué)功效。
近年來,針對蜂膠成分分析及其來源植物的研究,知道蜂膠來源于楊屬以及香根菊屬植物(Baccharis dracunliforia)這2大類。楊屬型蜂膠是歐洲從古代就被重點利用的類型,類黃酮含量多是其特征。香根菊屬型蜂膠,采集于米納斯吉拉斯州等巴西西南部,比起類黃酮來,含有多的桂皮酸衍生物和萜烴氧化物等成分。不過,香根菊屬植物只是在巴西阿萊格林這樣稱呼。雖說蜂膠有楊屬型,還有香根菊屬型,但是含有的成分完全不同,所以必須注意。楊屬型蜂膠不只是歐洲產(chǎn),在中國、大洋州、南美的烏拉圭和阿根廷等產(chǎn)的蜂膠,都屬于這個類型。圖3是楊屬型蜂膠所含的主要成分。以前,在日本是以“櫟精是蜂膠中代表的類黃酮”錯誤信息在市場上銷售蜂膠,而實際上楊屬型蜂膠是以柯因、高良姜精、生松素等類黃酮為代表的,以及多的短葉松素和其衍生物。
圖 3 楊屬型蜂膠中主要成分
蜂膠中成分的體內(nèi)動態(tài)
如前所述,近年來關(guān)于食品中類黃酮在體內(nèi)的動態(tài)研究,開展得比較廣泛。楊屬型蜂膠是類黃酮含量多的素材,不過,關(guān)于蜂膠中柯因和高良姜精等特征的類黃酮,在體內(nèi)的動態(tài)研究還未怎么進行。還有,在攝入了蜂膠的情況下,其中蜂膠的什么成分被吸收,什么成分被代謝,幾乎不知道。
于是,我們利用烏拉圭產(chǎn)蜂膠實施了詳細的成分分析,調(diào)查這些蜂膠中成分的吸收與代則。即:經(jīng)口給與大白鼠烏拉圭產(chǎn)蜂膠乙醇提取物,二定時間后回收大白鼠的血液和24小時尿液,分析血液和尿液中蜂膠成分。櫟精等類黃酮在體內(nèi)攝取回,因已形成硫酸化合物和葡糖醛酸化合物,所以回收的大白鼠血液和尿液,用β-葡糖苷酸酶/硫酸酯酶進行酶處理,使其成為游離的類黃酮再進行試驗分析。圖4b是大白鼠給與蜂膠1小時后采取血液,用β-葡糖苷酸酶/硫酸酯酶處理后血漿的HPLC色層分離譜。酶處理前(圖4a)沒有顯著的波峰,可用酶處理后,圖4b在A、B、C三處都顯示有新的波峰形成。關(guān)于這些波峰,通過具有多波長檢出(PDA)和質(zhì)量分析(MS)的HPLC,鑒定各自是A:短葉松素-5-甲醚,B:短葉松素,C:山奈黃素。
圖 4 烏拉圭產(chǎn)蜂膠乙醇提取物給與1小時后,大白鼠血漿的HPLC色層分離譜
(a)酶未處理 (b)酶處理
圖5是蜂膠給與2小時后采取血液,用β-葡糖苷酸酶/硫酸酯酶處理所得血漿的HPLC色層分離譜,確認A~C波峰以外還生成D~F波峰。這些波峰也同樣通過HPLC-PDA及其LC/MS,鑒定D為柯因,E為生松素,F(xiàn)為高良姜精。由于這些波峰生成量微少,定量困難,所以只能用LC/MS確定其存在。
圖 5 烏拉圭產(chǎn)蜂膠乙醇提取物給與2小時后,大白鼠血漿的剿PI之色層分離譜
圖6所示是在血漿中波峰A~C隨著時間變化的定量結(jié)果。波峰A(短葉松素-5-甲醚)和波峰B(短葉松素)給與1小時后、波峰C(山奈黃素)給與2小時后,在體內(nèi)存在最高濃度,其后確認隨著時間延長而減少。
關(guān)于24小時的尿液,同樣用β-葡糖苦酸酶/硫酸酯酶進行酶處理,再用HPLC-PDA及其LC/MS進行分析。尿液沒有經(jīng)酶處理的樣本,多少能檢出有些類黃酮的存在(圖7a)。說明這些類黃酮在排尿時,葡糖苷配基也隨同一起排泄出去。圖7b是尿液用酶處理后的HPLC色層分離譜,能確定新波峰C(山奈黃素)的生成。
圖 6 烏拉圭產(chǎn)蜂膠乙醇提取物給與后,血漿中的成分隨著時間的變化
圖 7 給與烏拉圭產(chǎn)蜂膠乙醇提取物,大白鼠24小時尿液的HPLC色層分離譜
(a)酶未處理 (b)酶處理
表1所示為尿液中波峰A~F各成分的含量。原蜂膠中短葉松素(波峰B)的含量是9.94g/mg,比起短葉松素-5-甲醚含量22.16g/mg少。可是,從此次尿液中的排出量看,短葉松素含量比短葉松素-5-甲醚含量多。我們以前報道過烏拉圭產(chǎn)蜂膠含有多的短葉松素3位酯衍生物。為此,分析認為短葉松素酯衍生物在體內(nèi)攝取回時,配結(jié)合被水解,留下短葉松素的結(jié)構(gòu),使短葉松素的含量增加。關(guān)于其它的類黃酮,原蜂膠中含量和從尿液中排出量相比較,尿排出量為原蜂膠含量的5.10%,只是短葉松素更加明顯多。
結(jié) 論
此次,介紹了關(guān)于類黃酮的吸收與代謝機制的最新研究,報告了我們關(guān)于蜂膠中類黃酮的研究結(jié)果。如今在日本,蜂膠原料制品不只是配劑、顆粒、膠囊等健康食品,市場上還有作為添加劑使用的糖和喝的食品等。雖然如此,蜂膠在日本并不是作為藥來對待的,因此,關(guān)于蜂膠中成分的吸收與代謝、過量攝入時對身體的影響、其他食品成分和體內(nèi)成分的相互作用、攝入推薦量的評價等的探討,對合理應(yīng)用蜂膠非常必要。再者,這些問題還與蜂膠的功能科學(xué)地解釋明白有關(guān)系。
最近通過蜂膠成分的化學(xué)研究,知道了蜂膠存在來源于楊屬植物型和來源于香根菊屬植物型。此次,我們用烏拉圭產(chǎn)楊屬型蜂膠,探討了成分的吸收與代謝,得到了蜂膠中多少類黃酮實際在體內(nèi)被吸收的初步結(jié)果。可是,在日本市場上消費的蜂膠制品主要是來源于Baccharis dracunculiforia植物的巴西產(chǎn)蜂膠。香根菊屬型蜂膠也好,楊屬型蜂膠也好,最初認為不含桂皮酸衍生物成分,實際上這種成分含量很多。今后關(guān)于香根菊屬型蜂膠在體內(nèi)的動態(tài)研究還有必要進行。
今后再進行蜂膠的研究,可以預(yù)料會發(fā)現(xiàn)新的生理活性。鑒于蜂膠的種類越發(fā)多起來,為了蜂膠的合理使用,防止健康被損害,很好地掌握蜂膠中的成分代謝動態(tài)顯得十分重要。(熊澤,中山:靜岡縣立大學(xué)食品營養(yǎng)科學(xué)部;下位:靜岡縣立大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究所)
陳東海 譯自日本《蜜蜂科學(xué)》2004年25(4):152~158
引自《養(yǎng)蜂科技》2005(5)
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