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单词 植酸的营养学研究
释义

【植酸的营养学研究】
 

拼译:studies on phytic acid in nutrition
 

植酸(六磷酸肌醇酯)主要存在于植物的种子、根、块茎中,以谷类、豆类及油料作物种子含量最多,并集中于豆类子叶及谷类糊粉层。随谷类加工精度提高,产品中含量降低。它作为络合剂和抗氧化剂对许多营养素产生影响,进而影响机体营养及健康状况。

1872年,首先由Pfeffer从植物种子中分离出植酸;1897年Winterstein确定其化学结构;1919年由Posternak首次合成成功。1910年,Starkenstein发现植酸可使钙沉淀;1920年,Morgan首次描述其通过络合吸附金属离子。1934年,Bruce等认为植酸在人体内的主要作用是使膳食中的钙不被吸收利用。20世纪40年代,McCance等在成人、儿童、婴儿及狗身上证实,它还可抑制镁、磷的吸收。1965年Vohra报道,在H+浓度3.98×10-8mol/L的条件下,植酸与金属离子形成复合物的稳定性从高到低的顺序为:Zn++>Ni++>Co++>Mn++>Fe+++>Ca++。由于伊朗中南部流行的乡村病被怀疑为是食用未发酵的tanok面包引起的锌缺乏症。1960年,O′Dell将植酸钠加入酪蛋白中喂仔鸡,观察到其体重明显低于对照组。随后在大鼠、猪等身上也得到证实。1986年,Morris总结了先前诸家有关植酸对无机盐及微量元素影响的研究资料得出暂时性结论:植酸可降低钙、镁、锌的生物利用率;对硒、铜、锰没影响;人体可利用植酸中的磷,但受钙抑制;由于植物性食品铁的吸收率低及其他膳食成分的存在,使评价植酸对铁利用的影响变得复杂。1964年,Graf发现植酸可与游离铁络合,抑制由铁介导的氢氧游离基(·OH)形成,呈现抗氧化作用,因而受到人们重视,使植酸的营养学研究范围扩大。

近年来,有关植酸对锌吸收利用影响的研究很活跃,并且重点转向选择简便实用的预测指标。1976年Oberleas指出,植酸/锌摩尔比值(Phy/Zn)是评价植酸对大鼠锌利用的较好指标。Davies(1979)观察到,该比值超过10,大鼠血浆锌明显降低。Lo(1981)用同位素示踪法得出结论,该比值超过12,大鼠锌利用率降低。Oberleas(1966)、Heth(1966)、Forbes(1984)等注意到,钙加重植酸对锌吸收利用的抑制。Davies(1979)在饲料中加镁也有类似作用,但不及加钙严重。从诸多动物实验结果可见,饲料中钙、锌、植酸、动物锌营养状况及生理状况均影响锌的吸收利用。1985年Davies等建议,用植酸×钙/锌摩尔数/公斤饲料作为预测指标。他们用自己及其他研究者的实验资料得出结论:该比值为3.5时,大鼠生长显著减慢;Fordyce证实,该比值优于Phy/Zn。

1981年,Reinhold给两男子食用发酵的bazari面包(占总热能的60%,植酸摄入量2.9g),两者日锌平衡值分别为1.3、1.6mg;改食未发酵的tanok面包(植酸摄入量4.7g),使Phy/Zn从12升至17,两者锌平衡值分别降至0.1,-0.4mg。Morris1983年报道食用加全麦麸和去植酸麦麸松饼(Phy/Zn分别为11.8,1.2)的成年男子的锌平衡情况,在15天实验期的头5天,全麸组粪锌排出量增加,表现吸收值为负,但随后10d粪锌减少,表现吸收值变正且较大,可能系适应及内环境稳定调节所致。1980~1987年间,Sandstrom进行了一系列人体研究。他用碎牛肉作为基础膳蛋白质的主要来源,并分别用大豆分离蛋白、大豆粉、大豆浓缩蛋白替代基础膳的30%蛋白质对8名回肠开口术者进行研究,4组的Phy/Zn分别为2.3、5.8、8.1、8.9,测得锌表现吸收值分别为13.2,1.8,9.2,16.2μmol/d,均未出现负锌平衡。他的另一项类似研究资料提示,当Phy/Zn为10时,对锌利用的抑制达临界水平。他以谷类、黑麦、大麦、燕麦片、小麦、黑小麦配成Phy/Zn范围3~16的膳食研究发现,锌吸收率与Phy/Zn呈负相关,回归方程为:吸收率=27-1.15(Phy/Zn),以此算出使吸收率降至最大吸收率1/2的Phy/Zn为13。1987年Ellis计算了不同人群自选膳食的Phy/Zn,美国混食者Phy/Zn食Phy/Zn超过10的仅5%,而美国及生活在美国的印度素食者Phy/Zn达80%(平均Phy/Zn15),尼泊尔妇女Phy/Zn达96%(平均20),但未研究他们的锌营养状况。由于人类膳食较复杂,干物质及热能密度变化大,Bindra(1986)和Ellis(1987)建议用植酸×钙∶锌毫摩尔数/天(Ca×P/Zn)作为预测指标。但成人与儿童热能摄入不同,因而Mills和Davies建议用植酸×钙∶锌毫摩尔数/1000kcal(4.2MJ)(CP∶ZE)。Ellis和Wise(1987)认为,评价人的锌吸收利用时,Phy/Zn、Ca×P/Zn、和CP∶ZE限值分别定为10、200、100可能是适宜的。Cossack(1983)观察到,5名男子食用Phy/Zn9.5、CP∶ZE90的大豆膳3个月出现负锌平衡。雷嗣安(1989)将北京入托学龄前儿童实验膳Phy/Zn提高至10.64,尚未对锌吸收率和存留率产生影响。Gibson对安大略学龄前儿童调查发现,106名儿童中,超过Phy/Zn限值的仅两名,超过CP∶ZE限值的22人,以发锌含量(界限1.07μmol/g)分组,低发锌组Ca×P/Zn及CP∶ZE显著高于高发锌组,身高也与CP∶ZE有关。高永清对安徽学龄前儿童调查发现,因钙摄入量较低,用上述Ca×P/Zn及CP∶ZE限值无法判断其锌营养状况。

1988年Carnovale发现,蛋白质的消化率与植酸含量呈负相关,但不同来源的蛋白质受影响的程度不同。1989年Knuckles证实,植酸可抑制胰蛋白酶及胃蛋白酶的活性,对后者影响较大。1980年Jenkins注意到,富含植酸的豆类比谷类释放碳水化物缓慢;Yoon(1983年)发现,人体血糖升高的程度与食物中植酸含量呈负相关,生理条件下的培养液含2%植酸时,唾液淀粉酶活性受抑制,淀粉消化率降低50%,而钙可与植酸形成络合物抵消此作用。Thompson认为,植酸使餐后血糖上升缓慢的机制可能有三:(1)通过二价离子与淀粉缔合蛋白结合;(2)与淀粉酶活性所必需的钙络合;(3)直接与淀粉通过磷酸键结合。1987年Inagawa证明,植酸可抑制牛乳糖苷酶对乳糖的水解,提醒注意豆奶类配方食品中植酸与乳糖含量,以免引起乳糖不耐症。1988年Knuckles、1989年Nyman证实,由于植酸抑制脂酶活性(植酸、二价离子及酶形成三元复合物)而降低脂质的消化率。Klevay在饲料中加植酸导致大鼠毛发Zn/Cu降低,出现低胆固醇血症,支持高胆固醇血症的Zn/Cu学说。

1985年,Graf根据植酸的抗氧化作用认为,它可能是控制结肠癌发生的重要因素,后得到流行病学调查结果的支持。在一些食物中,植酸与膳食纤维含量密切相关。但在含纤维素的食物中,仅谷类含植酸高,与结肠癌发生呈负相关。与结肠癌发生呈正相关的高肉类高脂膳食含铁丰富,又具有过氧化特点,一些致癌物就是通过铁催化脂质过氧化产生的,植酸几乎完全能封锁这一过程。1987年Nielsen报道,饲料中含0.6%,1.2%植酸均能抑制大鼠结肠上皮细胞的增殖。Shamsuddin分别在给大鼠注射致癌物前后,通过饮水给植酸(含量1%~2%),均可使大鼠肿瘤发生率降低,注射前给植酸还可使肿瘤体积较对照的小,结肠腺窝有丝分裂率明显降低,有丝分裂数减少,肠道中(·OH)也减少。Elsayed(1987年)及Ullan(1991年)均证实,植酸可降低致癌物诱导的大鼠结肠癌的发生率。

由于已认识到人类膳食组成的复杂性,有关植酸对无机盐及微量元素吸收利用影响的研究将向多因素综合分析方向发展,并将重要因素体现于预测指标中,确定适宜的限值,便于实际应用。受植酸影响的营养素种类的研究也将扩展。特别是植酸对健康有益作用的发现,将可能使研究方向由设法降低其在膳食中的含量转向寻找适宜的摄入量,以达到既消除其“抗营养”作用,又发挥其预防及控制营养性疾病作用的目的。

【参考文献】:

1 Davies NT, et al. Br. J. Nutr, 1979, ;41:509~603

2 YoonJh,etal. Am. J. Clin. Nutr,1983,38(6) : 835 ~ 842

3 Morris ER. Phytic Acid:Chemistry and Applications,Minn-eapolis :Platus Press, 1986:58~76

4 Ellis R, et al. J. Am. Dietet. Assoc,1987,87(8): 1043~ 1047

5 Knuckles BE, et al. J Food Sci, 1988,53(1): 1348~1350

6 雷嗣安,刘胜杰.营养学报,1989,11(3):211~213

7 Nyman ME ,et al. J Food Sci,1989,54(5) :l332~1335

8 Gibson RS. Biol Trace Elem Res, 1991,30(1) :87~94

9 Ullan A. Carcinogenesis(London),1991,ll (12):2219~ 2222

10 高永清,秦树阳.中国科协首届青年学术年会兴皖之光论文选集.合肥:安徽科技出版社,1992.497~503

(安徽医科大学高永清副教授撰)

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