植物中天然的有毒物质

杨海韫

摘要：植物在自然界中为了自身的生产会产生天然的有毒物质，本文就植物中的抗营养物：胰蛋白酶，植物凝集素，植酸与植酸盐做一简单介绍。

关键词：胰蛋白酶；植物凝集素；植酸与植酸盐

植物无法自主运动，植物在长期的进化过程中为了应对各种外来威胁，在体内产生累积了一定的有毒物质，这是生物自我保护的一种手段。

尽管在人类长期培育育种过程中，已经减低了常见农作物中有毒物质的含量，而且人类发明的食物加工方式，可以去除或破坏一些有毒物质，但天然植物食品并非完全无毒，错误的采食时间，错误的采食部位，错误的加工方式或过量食用，都可能导致食物中毒。抗营养物就是植物中天然存在的有毒物质。抗营养物指在植物生长代谢过程中产生的营养缺乏或干扰身体对营养素吸收利用的物质。

下面就植物中的天然抗营养物做一简单介绍。

一、胰蛋白酶抑制剂

胰蛋白酶抑制剂是对胰蛋白酶具有抑制作用的一类物质， 在动物、植物和微生物中都有发现， 在植物中， 胰蛋白酶抑制剂主要来源于豆科、十字花科等。含有胰蛋白酶抑制剂的食物广泛存在于植物的种子中，包括豆类、谷类、油料作物等的种子，如大豆和绿豆种子中胰蛋白酶抑制剂的含量可达总蛋白的6%～8%。在不同作物种子中，胰蛋白酶抑制剂的活性各不相同。通常以大豆中胰蛋白酶抑制剂活性最高。

胰蛋白酶抑制剂的抗营养作用胰蛋白酶抑制因子的抗营养作用主要表现在以下两方面：一是与小肠液中胰蛋白酶结合生成无活性的复合物，降低胰蛋白酶的活性，导致蛋白质的消化率和利用率降低；二是小肠中胰蛋白酶因与胰蛋白酶抑制剂结合而经粪排出体外，使其含量下降，反馈效应促使胰腺分泌更多的胰蛋白酶原到肠道中，引起动物体内蛋白质内源性消耗。尤其对于大豆类食品，大豆蛋白中含硫氨基酸原本就缺乏，而胰蛋白酶内含有丰富的含硫氨基酸，过量分泌胰蛋白酶加重了体内含硫氨基酸损失。此外，反馈效应引起胰腺機能亢进，造成了胰腺的增生和肥大，导致消化吸收功能失调和紊乱，严重时还会现腹泻。

二、植物凝集素

植物凝集素是一类广泛存在于植物组织中的糖结合蛋白，其结构中至少含有一个非催化结构域能可逆地结合特异性糖类或糖蛋白，对糖分子具有高度的亲和性。含植物凝集素的食物植物凝集素含量最高的农作物是红肾豆，生的红肾豆含有20000～70000凝集素单位，煮熟后仍有200～400凝集素单位。虽然菜豆等白肾豆中凝集素含量相对较低，一般是红肾豆的1/3，但不良的饮食方式也能导致中毒。一般对食品进行有效的热处理能破坏凝集素，许多暴发性凝集素食物中毒都是食物加工不当所引起的。大豆凝集素在大豆总蛋白中的含量约为10%。

植物凝集素的抗营养作用与毒性作用：大多数植物凝集素，如大豆凝集素，在消化道中不被蛋白酶水解，可破坏小肠黏膜并干扰多种酶的分泌，导致糖、氨基酸和维生素B12的吸收不良以及离子运转不畅，严重影响和抑制肠道的消化吸收，使动物对蛋白质的利用率下降，生长受阻甚至停滞。由于肠道黏膜损伤，肠黏膜上皮通透性增加，使植物凝集素和其他一些肽类以及肠道内有害微生物产生的毒素吸收进入体内，对器官和机体免疫系统产生不良影响。此外，植物凝集素还引起肠内肥大细胞的去颗粒体作用，血管渗透性增加，使血清蛋白渗入肠腔。它还能结合淋巴细胞，从而产生IgG类体液抗凝集素。植物凝集素能影响脂肪代谢，还显著拮抗肠道产生IgA，多数受损伤后的小肠壁表面对肠道内的蛋白水解酶有抗性。部分种类的植物凝集素具有很强的毒性，如蓖麻毒素，具有较强的细胞毒性，可以抑制细胞蛋白质合成，诱导细胞因子，造成脂质过氧化损伤等，易引起肝肾等实质器官损伤。

三、植酸

植酸是环己六醇六磷酸酯，即肌醇-6-磷酸酯，广泛存在于植物体内，在禾谷的外层（如麦麸、米糠）中含量尤其高，豆类、棉籽油菜籽及其饼粕中也含有。含有植酸和植酸盐的食物植酸和植酸盐是谷物、豆类和油料等植物籽实中肌醇和磷的基本贮存形式，含量可达1%-5%。这些籽实中50%～80%的总磷是以植酸和植酸盐形式存在。植酸在植物体中一般不以游离形式存在，而是与钙镁、钾、钠铁等金属离子结合，以复合盐类（与若干金属离子）或单盐（与一个金属离子）的形式存在，称为植酸盐。

植酸和植酸盐的抗营养作用经急性毒性实验研究表明植酸属于低毒级，弱蓄积类物质，对生殖细胞和体细胞无遗传危害作用及致突变作用。但植酸是强整合剂，其磷酸根可与多种金属离子（如Zn2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+、Mg+、Mn2+、Mo3+和Co2+等）整合成相应的不溶性复合物，形成稳定的植酸盐而不易被肠道吸收，从而降低了动物体对这些金属离子的利用，特别是植酸锌几乎不为畜禽所吸收。若钙含量过高，形成植酸钙锌，更降低了锌的生物利用率。植酸可结合蛋白质的碱性残基，抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶的活性，可导致蛋白质利用率下降。植酸盐还能与内源淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶结合而降低它们的活性，使食物的消化受到影响。

本文就植物中的抗营养物：胰蛋白酶，植物凝集素，植酸与植酸盐的存在与其抗营养作用做了介绍，希望可以提醒人们正确对待事物中天然存在的有毒物质。

参考文献：

[1]李宁，马良，陈君石.食品毒理学[M].北京：中国农业大学出版社，2016.