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破译植物营养“密码” 为慢病防控增添砝码

2022-08-03 09:06:13 中国食品报

  大豆异黄酮、番茄红素、茶多酚、姜黄素、花青素……它们有个共同的名字——植物化学物。科学研究证实,许多植物化学物对健康维护十分重要,营养学界将其称为植物功能成分。“从最早‘没有用的物质’,到后来‘营养素的抑制剂’,再到后来的‘活性成分’,直到现在的‘功能成分’,科学界对于植物化学物的认识经历了一个深刻的变化。”中国营养学会理事长杨月欣说,植物化学物的功能、有效剂量、对人体的健康作用正在被逐渐发掘。迄今为止,植物功能成分的总数量还不清楚,预估有6万—10万种。植物的营养“密码”仍待破译。在日前举办的第十五届全国营养科学大会分论坛“植物功能成分与健康价值学术研讨会”上,与会专家围绕植物化学物的研究进展和未来热点展开讨论。

  一个“非必需”却十分重要的健康帮手

  植物化学物是指植物性食品中除含人体必需营养成分外的一些低分子量生物活性物质,是植物的次级代谢产物,主要包括类胡萝卜素、植物固醇、皂苷、芥子油苷、多酚、蛋白酶抑制剂、单萜类、植物雌激素、硫化物、植酸等几大类。

  “植物活性成分对人体的生长发育来说不是一个必需品,但是对疾病的风险降低有明显的作用。”中国营养学会副理事长、中山大学公共卫生学院教授凌文华表示,科学研究证实,许多植物化学物对健康维护十分重要,主要生理作用包括抗炎、抗氧化、抗菌、保护心血管、调节免疫和降低慢病风险。

  2013年发布的《中国居民膳食营养素参考摄入量》(DRIs)首次将20多种植物化学物纳入其中,提出了特定建议值(SPL)——当某些疾病易感人群膳食中某些植物化合物的摄入量达到或接近这个建议水平时,有利于维护人体健康。同时,根据SPL制定了可耐受最高摄入量(UL)。“植物活性成分的健康证据,是制定DRIs最核心的基础。”凌文华表示,此外,其量效关系的研究也非常重要。为了明确植物化学物的量效关系,需要大规模、长期的人群队列的追踪以及对风险人群、健康人群的干预研究。

  目前,新一版DRIs正在修订中,计划于2023年发布。其中,基于新的科学证据,将对大豆异黄酮、叶黄素、番茄红素、植物甾醇、氨基葡萄糖和花色苷等植物化学物的SPL以及叶黄素、番茄红素、原花青素等植物化学物的UL进行修订。以人们耳熟能详的番茄红素为例,“很多体外实验、动物实验和人群的扩展实验都表明,番茄红素有多方面的保健功能,比如抗氧化、降低心血管疾病与前列腺癌发生发展风险、增强机体的免疫力等。”四川大学华西公共卫生学院教授张立实说,基于番茄红素补充剂对血脂、血压的综合效应以及人体试验的安全剂量,2013年版DRIs中番茄红素的SPL是18毫克、UL为70毫克。新修订后,番茄红素的SPL将有所降低,因为有关番茄红素对危险因素干预研究的Meta分析结果表明,番茄红素摄入量达15毫克就应该有比较明显的保健作用。

  新DRIs中还会出现几个植物化学物新面孔,姜黄素或许是其中之一。姜黄素是目前世界上研究最为深入的天然植物化学成分之一,在我国也有着广泛的食用历史。对主流医学科学数据库进行检索和分析可以发现,姜黄素的功效主要集中在免疫调节、抗炎、抗病毒和流感预防等方面,相关文献已有2000多篇,其中临床研究125个。

  通过转录组学研究,纽崔莱营养与健康研究中心发现,姜黄素能够抑制病毒感染引起的炎症反应。纽崔莱营养与健康研究中心科学家陈亮介绍,借助生物信息学的分析工具,纽崔莱营养与健康研究中心对维生素C、甘草酸以及姜黄素的联合使用在调节免疫和炎症反应的机制上进行了深入的挖掘。通过公开的数据库、查找相关文献、运用靶点预测工具以及网络拓扑学数据,确定了和免疫以及病毒感染通路相关的88个核心靶点,通过进一步的分析发现,这88个靶点中有88%的靶点都和呼吸系统相关,而且主要富集最显著的是呼吸系统和肺组织。利用GO和KEGG富集的工具对成分、靶点、通路进行分析,发现大部分与免疫调节、抗炎和病毒感染相关。

明确作用机制和靶点,深挖植物健康力量

  “植物化学物目前仍然属于新兴领域。”中国营养学会常务副理事长马爱国表示,希望更多的专家和团队积极开展植物化学物的生物学作用及其健康效应的研究。

  关于行业未来发展,凌文华表示,植物化学物还有很多方面值得探索。首先,因地域、文化、民俗、饮食习惯等不同,每个人对食物的反应也不一样,因此,植物活性成分需要加快步伐向精准营养的方向迈进,进一步明确量效关系、时效关系、作用机制。其次,植物化学物发挥作用效应的主要靶点目前尚未找到,还要展开深入研究。另外,从技术上来说,同一种植物活性成分可能会存在于不同的植物里,但是不同的组分、效果都不一样,这就给提取造成了难度。比如,花色苷在桑葚、蓝莓、黑提子中都存在,但目前从各种食物中提取的成分含量和比例并没有明确的标准。

  四川大学华西公共卫生学院副教授陈锦瑶认为,保证安全性是植物功能成分转化的重中之重,也是行业目前面临的挑战之一。一方面,我国有害成分数据库并不十分完善,不管是植物活性物质,还是植物性食物本身,目前都比较缺乏国内人群的摄入量调查,这对科研工作者是一大挑战。另一方面,植物化学物对于一些特殊人群的安全性如何进行评估,是植物功能成分转化应用首先要奠定的基础。现在大部分植物功能成分的研究都是源于观察性研究,希望后期能做一些质控比较好的RCT的研究,更好地推动植物功能成分的转化和应用。

  “从企业的角度,最大的挑战还是如何保证植物提取物的稳定性。”安利科技创新中心总经理韩强指出,植物不同的种属,甚至是同一个植物的不同栽培品种、不同种植方式,都会极大地影响到植物中功能成分的含量。在源头方面,已经有越来越多的企业开始注重植物类原料的品质控制,关心育种技术,希望通过新的育种技术培育出植物活性成分更均衡、含量更高的品种。在种植方式上也在向有机种植、再生有机种植等可持续的方向发展,同时利用现代的农业物联网技术、农业人工智能、环境调控技术发展智慧农业、可控农业,更加集约利用资源。另外,植物是一个整体,要研究植物功能成分之间有没有关系、有什么关系,需要用到基因组学、蛋白组学、代谢组学,甚至是大数据。未来,在营养科学、农业科学甚至是数字科技领域,应该出现一种跨领域的结合,共同攻克难题,推动行业发展,让植物更好地发挥它的作用,将营养干预和健康维护关口前移。

  为鼓励有关植物及植物功能成分的健康价值(包括预防慢性病)研究,提升科学界和消费者对植物功能成分认知,帮助改善居民营养健康状况,安利出资720万元与中国营养学会合作成立了“中国营养学会科研基金—纽崔莱植物功能成分与健康研究专项基金”。据悉,首批基金将向包括北京市营养院研究所周琪乐博士、上海健康医学院潘洪志博士等在内的7位专家的研究项目提供资助。

  (高娇娣 刘艳芳)

《中国食品报》(2022年08月03日03版)

  (责编:韩松妍

 

 

 

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