膳食因子对多酚生物利用率影响的研究进展

郑 妍，隋 勇

1.武汉设计工程学院 食品与生物科技学院，湖北 武汉 430205 2.湖北省农业科学院 农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064

多酚类化合物是食品中一类重要的活性成分，主要包含酚酸、黄酮、花色苷、单宁、原花青素等化合物，广泛存在于水果、蔬菜、谷物、可可和葡萄酒中[1-2]。近年来，许多研究证实了多酚在促进人体健康、改善慢性代谢疾病、提高机体免疫功能等方面发挥积极作用，这主要是由于分子结构中的多元羟基赋予其优良的抗氧化活性和与酶的结合能力，并使其在体内发挥改善神经系统功能[3]、保护心脑血管[4]、降血糖[5]、抑制晚期糖基化终末产物形成[6]及抗肿瘤[7]等活性。但一些干预试验研究并没有确认多酚类物质的生理功效，而这些差异来源于多酚给药剂量与方式及其生物利用率的差别。尤其溶解性差、生物可及率低、与食品基质的相互作用导致的低生物利用率是影响多酚生理活性发挥及在功能食品中应用的主要因素[8-9]。生物利用率是指膳食中的活性物质被机体吸收利用的量占其在膳食中总量的比例，胃肠道中膳食组分的存在是影响活性物质生物利用率的重要因素[10]。

随着多酚和食品组分相互作用研究的深入，通过膳食因子改善多酚生物利用率日趋成为研究热点。诸多研究表明：食品中的多酚会与碳水化合物、蛋白质、脂质、益生菌等膳食因子发生相互作用，改变多酚的存在状态及吸收代谢，影响其在体内的生物利用率[11-12]。作者综述了多种膳食因子对多酚生物利用率的影响及提高生物利用率的机制，为富含多酚健康食品的加工及应用提供理论参考。

1 膳食因子对多酚生物利用率的影响

1.1 碳水化合物对多酚生物利用率的影响

由于人们往往是通过摄入水果和饮料来获取膳食多酚，而这些食物中含有大量的糖类物质，因此研究碳水化合物对膳食多酚生物利用率的影响就显得尤为重要。多数研究表明碳水化合物的摄入能够提高酚类物质的生物利用率。相比于单独的可可粉处理，蔗糖或面包分别与可可粉一起摄入，能够显著提高健康成人血清中黄烷醇单体达到最高浓度时的含量[13]。Serra等[14]研究发现，在体外胃肠道消化模型中，富含碳水化合物的食物(主要含淀粉和麦芽提取物)和葡萄籽原花青素共同处理显著增加了胃中(+)-儿茶素和(-)-表儿茶素的含量，且大鼠灌胃混合物2 h后血浆中葡萄糖醛酸化(-)-表儿茶素的含量显著增加。给大鼠持续灌胃草莓鞣花酸单体/二聚体和低聚果糖4周，盲肠消化液中鞣花酸和血浆中鞣花酸代谢物含量明显高于仅摄入鞣花酸单体/二聚体的大鼠[15]。用异黄酮单独给大鼠灌胃，染料木素和大豆苷元被立即吸收，在外周血中，二者浓度迅速上升到峰值后快速下降，24 h内完全消失，而用异黄酮和低聚果糖同时灌胃后，通过促进这两种化合物的肠吸收延长了其在外周血中的下降速度，48 h时仍可检出[16]。Piazza等[17]研究发现更年期女性分别食用添加菊粉的大豆异黄酮和单独的异黄酮21 d后，异黄酮+菊粉组女性血浆中大豆苷元和染料木素的浓度分别比异黄酮组高38%和91%。Tamura等[18]分别向含等量芦丁的饲料中添加5%的果胶和纤维素灌胃小鼠14 d，果胶-芦丁组小鼠血浆中槲皮素和异鼠李素的含量都显著高于纤维素-芦丁组，且对两组小鼠粪便中的肠道菌群分析发现果胶-芦丁组小鼠肠道菌群更加丰富。大鼠空肠中注入槲皮素糖苷和蜜二糖60 min后，血浆中槲皮素衍生物的浓度显著高于仅注入槲皮素糖苷的大鼠[19]。

1.2 脂质对多酚生物利用率的影响

Ortega等[20]采用体外消化模型评价脂肪含量对可可多酚(含原花青素、黄酮和酚酸)可消化性和生物利用率的影响，结果表明可可浓缩液(约含脂肪50%)中原花青素可消化性高于可可粉(约含脂肪15%)，尤其是在十二指肠中的消化性显著增强。Lesser等[21-22]研究发现含有17%脂肪膳食的猪血清中槲皮素的生物利用率显著高于3%的脂肪膳食，且膳食脂肪的脂肪酸类型也会影响槲皮素的生物利用率，猪膳食中分别添加中链脂肪酸三酰甘油酯和长链脂肪酸三酰甘油酯，血清中总槲皮素的含量分别提高了38%和12%，且膳食中添加中链脂肪酸三酰甘油酯的猪血清中总槲皮素含量达到最大值的时间显著延长。Guo等[23]研究了超重成人在摄入槲皮素的同时分别食用无脂(<0.5 g)、低脂(4.0 g)和高脂(15.4 g)早餐，相比于无脂早餐，食用高脂早餐显著增加了血浆中槲皮素和异鼠李素达到吸收峰值的浓度，分别提高了45%和40%。高脂高糖膳食显著增加了大鼠摄入葡萄籽原花青素后尿液中共轭儿茶素和共轭表儿茶素的含量，这与高脂高糖膳食诱导上调肝脏代谢酶活性相关[24]。大鼠同时摄入茶多酚和黄油改变了茶多酚在体内的吸收代谢，血浆中游离儿茶素的浓度降低，而共轭儿茶素的浓度增加[25]。

1.3 蛋白质对多酚生物利用率的影响

多酚化合物涩味的产生是其与唾液中富含脯氨酸的蛋白质结合在口腔中生成沉淀的结果，事实上多酚类物质也会与食品中的蛋白质及机体中的消化酶产生相互作用，而这种相互作用的产生也会影响多酚化合物的生物利用率[11,26]。由于多酚与蛋白质之间的相互作用受多酚和蛋白质种类及反应条件的影响较大，影响二者相互作用后多酚在胃肠道中的释放和吸收，进而导致多酚生物利用率的差异[27-28]。陶亚丹[29]研究了牛奶和豆奶对不同果蔬汁多酚生物可及性的影响，牛奶可显著提高葡萄汁、橙汁、柚子汁和猕猴桃汁多酚的生物可及性，而对苹果汁多酚的生物可及性无显著影响；豆奶仅提高了橙汁和猕猴桃汁多酚的生物可及性，降低了苹果汁和柚子汁多酚的生物可及性，对葡萄汁多酚的生物可及性无显著影响。大豆蛋白与龙蒿多酚相互作用形成的复合物，目标多酚(DMC-2)在体外肠消化模型中的转运率为50.2%，明显高于单独龙蒿多酚的27.1%，且等剂量灌胃小鼠后，血清中DMC-2的吸收率为0.22%，也明显高于单独龙蒿多酚的0.03%[30]。Fu等[31]研究发现酸奶可通过增加姜黄素在食品体系中的溶解度提高其在体外消化模型中的生物可及性。而另外一些研究却得出了不同的结论，牛排与可可粉一起摄入，虽然对健康志愿者血清中总黄烷醇的吸收量无显著影响，但会加速机体对黄烷醇的排泄，降低黄烷醇的生物利用率[32]。牛奶与可可饮料共同摄入并不会显著影响血清中可可黄烷醇的生物利用率[33]，而牛奶或豆奶的摄入也不会显著影响葡萄酒和葡萄多酚在健康男性血浆和尿液中的水平[34]。

1.4 益生菌对多酚生物利用率的影响

Li等[35]研究在体外10种膳食来源的乳酸菌与荔枝皮原花青素的相互作用，结果发现嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)和干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei-01)2种菌株在低浓度LPPC下生长不受抑制，在对数生长期内还能将原花青素进行生物转化生成新的化合物，而且显著提高了LPPC的总抗氧化能力，说明乳酸菌可作为提高荔枝果皮原花青素生物利用率的外源膳食。将荔枝皮原花青素和Lactobacilluscasei-01同时灌胃大鼠，尿液中酚类物质含量显著增加，肝脏抗氧化能力和Ⅱ相代谢酶活性也明显提高，而血清中表儿茶素含量显著降低，表明Lactobacilluscasei-01并未提高原花青素的吸收，而是通过代谢转化原花青素提高多酚生物利用率和活性[36]。Gil-Sánchez等[37]在动态胃肠道模拟器中加入植物乳杆菌(LactobacillusplantarumCLC 17)，与单独消化葡萄多酚相比，横结肠和降结肠中多酚代谢产物苯甲酸、没食子酸、3-甲氧基没食子酸、丁香酸和香草酸的含量显著增加。Morais等[38]研究表明，经LactobacillusacidophilusLA-05和Bifidobacteriumanimalisssp.lactisBB-12发酵的红心火龙果中儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯和原花青素B2的生物可及性显著增加。健康志愿者共同摄入橙汁和微胶囊益生菌(BifidobacteriumlongumR0175)4周，代谢后经尿液排泄的多酚类物质明显增加，表明益生菌提高了橙汁中黄烷酮的生物利用率[39]。Filannino等[40]研究发现仙人掌果肉与乳酸菌(Lactobacillusplantarum和Lactobacillusbrevis)相互作用的发酵液，在离体肠道Caco-2/TC7细胞中的抗氧化和免疫功能显著增强。食物中的黄酮醇和黄烷酮通常被芸香糖糖基化而阻碍了其在小肠中的吸收，研究表明：肠道菌群和双歧杆菌具有酚酸脱羧酶活性，能够水解芦丁苷释放糖苷配基，提高芦丁生物利用率[41]。类似的研究表明，一些乳酸菌具有β-葡萄糖苷酶活性，能够通过水解类黄酮共轭化合物释放游离多酚，从而提高其生物利用率[42-43]。

1.5 抗氧化剂对多酚生物利用率的影响

Vc等抗氧化剂能够抑制多酚化合物发生氧化从而提高酚类物质的生物利用率。许多酚类物质，如表没食子儿茶素(EGC)和表没食子酸酯(EGCG)等，易发生自氧化，尤其在小肠相对较高的pH值环境下会加速自氧化过程[44]。一些茶叶提取物饮料通常也含有一定量的Vc，能够抑制茶多酚发生氧化，在小肠消化模型中，Vc的存在将EGC和EGCG的回收率由4%和12%分别提升至54%和72%[45]。Peters等[46]研究发现大鼠摄入含有Vc和蔗糖的绿茶提取物，血清中EGC和EGCG的吸收率分别比摄入单纯绿茶提取物提高了2.5倍和3.0倍，绿茶提取物生物利用率的提高与Vc和蔗糖增加了其肠道吸收有关。成人摄入含有Vc、硒和N-乙酰半胱氨酸等抗氧化剂的绿茶提取物后，EGCG的吸收率提高了14%[47]。在体外胃肠道消化模型中，当红甘蓝与富含类胡萝卜素的樱桃番茄、菠菜等蔬菜共同消化时，总花色苷的生物可及性显著提高[48]。

1.6 其他酚共存对多酚生物利用率的影响

其他酚类物质共存也会影响多酚化合物的生物利用率。细胞试验结果显示，橙皮素在其他黄酮、异黄酮及黄烷醇的存在下，通过Caco-2细胞发生转运的量显著增加[49]。Fale等[50]研究发现迷迭香酸在Caco-2细胞中的生物利用率在芹菜素和木犀草素存在下显著提高，吸收转移率由原来的33%增加至90%，且黄酮对其他酚类物质生物利用率的影响与其浓度有关，当黄酮浓度低于50 μmol/L时，会稍稍降低其他酚类物质发生转运，而高浓度的黄酮可能通过抑制酚类化合物向细胞外的转运提高了其生物利用率。姜黄素能够显著提高茶多酚在离体山羊肠中的通透性，且相比于单独的茶多酚，姜黄素和茶多酚混合溶液在高脂膳食大鼠模型中展现出更强的降血脂活性[51]。

2 膳食因子提高多酚生物利用率的机制

膳食中可溶性膳食纤维、可消化的碳水化合物、脂肪、益生菌、抗氧化剂及共存多酚大都具有提高多酚生物利用率的效果，其可能的机制包括改善胃肠道生理功能从而促进肠吸收，增强多酚化合物的稳定性，提高肠道菌群中有利微生物组成促进多酚化合物发生转化等[11,52-54]。多种膳食因子提高多酚生物利用率的效果及机制，结果见表1。

表1 膳食因子提高多酚生物利用率及机制Table 1 Mechanisms of dietary factors in improving the bioavailability of polyphenol

表1(续)

3 展望

随着近年来膳食组分与多酚相互作用及对多酚生物利用率研究越来越多，以及其他活性成分与多酚协同增效作用的研究日渐受到关注，通过调整膳食组成是改善多酚生物利用率的一种有效途径。但现有多酚生物利用率的研究存在如下问题：多数研究采用体外胃肠道消化和正常动物试验模型，并不能全面反映膳食因子对多酚生物利用率的影响；一般仅考虑单一膳食因子的影响作用，忽略了在复杂饮食下的相互作用对多酚生物利用率的影响。针对上述问题，未来应当在如下方面进一步开展研究：更多在动物及临床试验下研究，并构建不同疾病模型研究膳食因子对多酚生物利用率的影响，为后续功效研究及准确定位适应人群提供理论参考；研究复杂饮食下膳食因子与多酚相互作用，以及对其生物利用率和生理活性的影响。多酚的生理功能已经得到广泛验证，一些发达国家已经将多酚摄入量纳入膳食营养调查，并针对不同人群给出每日推荐摄入量，因此研究各种膳食因子对多酚生物利用率的影响，对开发多酚功能食品、提高生物利用率、制定国民膳食指南、提高人民健康水平具有显著的促进作用。