李磊,周昇昇(.河南牧業(yè)經濟學院食品系,河南鄭州450044;.河南省疾病預防控制中心公共衛(wèi)生研究所,河南鄭州45006)
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食品中抗肥胖成分的最新研究進展
李磊1,周昇昇2
(1.河南牧業(yè)經濟學院食品系,河南鄭州450044;2.河南省疾病預防控制中心公共衛(wèi)生研究所,河南鄭州450016)
隨著生活方式的改變和飲食結構的變化,食物攝入量增加、能量支出減少和脂肪代謝紊亂造成肥胖和超重的流行。肥胖已經成為發(fā)展中國家的公共衛(wèi)生問題,研究食品中的抗肥胖成分(如甘油二酯和共軛亞油酸)的作用機理,把抗肥胖功能性食品的開發(fā)集中于減少能量的攝入(如降低食品的能量密度或減少食物的攝入)或增加能量的消耗(促進新陳代謝),將成為食品研究與開發(fā)的重點。
肥胖;功能性食品;荷爾蒙
世界衛(wèi)生組織將肥胖定義為可能導致健康損害的異?;蜻^多的脂肪堆積。已有充分的臨床證據顯示,肥胖是一種多重代謝和激素紊亂的疾病狀態(tài),可產生一系列癥狀、體征和合并癥,特別是糖尿病、心血管疾病、高血壓和血脂異常[1]。
2002年中國居民營養(yǎng)與健康營養(yǎng)狀況調查顯示,18歲以上人群的超重率和肥胖率分別為22.8%和7.1%,比1992年分別增加了40.7%和97.2%[2]。2013年英國《柳葉刀》雜志報告中國的肥胖人口排名全球第二,肥胖人數已達到4 600萬[3]。
過去,人們將肥胖作為一種社會和生活方式現象進行控制和干預,試圖從公民個人意識及社會輿論的角度控制肥胖流行的發(fā)生及發(fā)展,但這種努力收效甚微;后來,醫(yī)學界又將肥胖列為一種疾病狀態(tài),并認為需要一系列的干預措施以提高肥胖的治療和預防,但因干預措施仍以肥胖個體為主導而失去效力。
如今,抗肥胖成分隨著其抗肥胖效果顯著和抗肥胖機理得到了進一步的闡明而成為研究的熱點。從食物角度強化食物中的抗肥胖成分含量或人為在食品中添加抗肥胖成分以達到“吃而不胖”的目的,不再是遙遠的夢。本文即在闡述肥胖產生機理的基礎上對國外抗肥胖成分研究進展進行綜述,以為國內今后的進一步研究打下基礎。
造成肥胖的原因是多方面的,如基因、環(huán)境、心理,都會造成能量平衡的改變。雖然相當一部分人由于基因遺傳的因素造成肥胖,但隨著近年來肥胖流行的快速增長,環(huán)境和心理的因素占主要方面,而非基因因素。隨著城市化進程的加快和經濟的發(fā)展,造成膳食能量密度的增加、簡單糖的增多、脂肪含量的增加和膳食纖維的減少,隨之造成飲食習慣的改變,如消費過多的加工食品、飲料,而消費過少的全谷物、蔬菜和水果[4]。
食物攝入量增加、能量支出減少和脂肪代謝紊亂是造成肥胖和超重的原因。當能量的攝入超過能量的消耗,過多的能量就會以脂肪的形式貯存起來。因此減少能量攝入,增加能量消耗可以有效控制肥胖。然而,人體是一個可以自我調節(jié)的有機整體,人體內的脂肪組織、胰腺和腸道上產生的信號肽類可以通過中樞神經系統(tǒng)調整身體外圍脂肪和能量的平衡,如脂肪組織產生的瘦素、胰腺產生的胰島素等[5],見表1。
表1 調節(jié)能量平衡的荷爾蒙[5]Table 1 Peptides/hormones implicated in the regulation of energy balance
瘦素是由脂肪細胞分泌的蛋白質類激素,作用于下丘腦的代謝調節(jié)中樞,發(fā)揮抑制食欲,減少能量攝取,增加能量消耗,抑制脂肪合成的作用。胰腺β-細胞產生的胰島素與體內脂肪含量成正比,胰島素與下丘腦胰島素受體結合可以調整食物的攝入量。腸道分泌肽可以給下丘腦和腦干傳輸神經和內分泌信號比如饑餓感和飽腹感影響食物攝入,從而控制體重和改善攝食行為,類似這樣腸道分泌肽有膽囊收縮素(CCK)、胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)、胃腸道激素YY(PYY)、饑餓激素等。
食物中的抗肥胖成分在人體內通過抑制食欲信號或者增強厭食信號抑制食品攝入、限制營養(yǎng)素的生物利用率(抑制消化酶活性或者抑制物理吸收)、刺激能量消耗(生熱作用)和調整腸道微生物菌群組成[6-7]等方式達到控制體重的目的,具體成分見表2。
表2 食物中的抗肥胖成分[7-8]Table 2 Food ingredients with potential anti-obesity effects
2.1多不飽和脂肪酸
多不飽和脂肪酸主要包括n-3系列脂肪酸和n-6系列脂肪酸,n-6系列脂肪酸主要包括植物油(如紅花油、向日葵油、芝麻油、大豆油和玉米油)中含有的亞油酸18:2 n-6)和奶制品中含有的花生四烯酸(20:4 n-6),n-3系列脂肪酸只要包括魚油中含有的EPA(20:5 n-3)和DHA(22:6 n-3)和植物種子中油含有的α-亞麻酸(18:3 n-3)。
多不飽和脂肪酸通過調節(jié)能量收入和能量支出的平衡、脂肪代謝、脂肪細胞的狀態(tài)和神經系統(tǒng)起到抗肥胖的作用,比如抑制脂肪合成酶和硬脂酰-輔酶A脫氫酶Ⅰ的活性,增加脂肪氧化酶和生熱作用,阻止游離脂肪酸進入脂肪細胞等。但是目前大量的關于這方面的研究主要集中在動物實驗,關于多不飽和脂肪酸對于人的抗肥胖作用還需要進一步研究[9-10]。
n-3系列脂肪酸可以增加動物肝臟、腸、心臟和骨骼肌肉中脂肪氧化基因和蛋白質的表達,而減少脂肪組織中國脂肪生產基因的抑制[11]。
多不飽和脂肪酸中的共軛脂肪酸要比非共軛脂肪酸能夠更有效的抑制肝臟和脂肪細胞中中脂肪的積累[12-13]。例如存在于牛奶、肉制品和反芻動物的共軛亞油酸,可以減少小鼠中脂肪的積累和增加蛋白質的形成[14],主要機理在于增加能量消耗,減少能量攝入,減少脂肪形成,增加脂肪分解,減少脂肪細胞增殖和分化。
2.2多酚類
蔬菜和水果中富含的多酚類可以通過多種途徑起到肥胖的作用,如抑制胰脂肪酶活性,減少食物中甘油三酯的消化和吸收,抑制胰α-淀粉酶活性減少淀粉的消化吸收,抑制α-葡萄糖苷酶活性降低多糖和雙糖的消化吸收,促進去甲腎腺素水平增強交感神經系統(tǒng)誘導脂肪細胞中的脂肪分解,抑制進食信號或增強厭食信號,促進腸道益生菌的增值減少脂肪累積和肥胖的形成[15]。
兒茶素和茶多酚可以相互作用于交感神經系統(tǒng)釋放的、去甲腎上腺素,因此富含兒茶素和茶多酚的綠茶提取物可以促使棕色脂肪的生熱作用[16],并促進脂肪和能量的新陳代謝。多酚中的花青素可以抑制誘導肥胖小鼠肥胖的發(fā)展[17],蘆丁可以作用于脂肪調節(jié)酶因此可能抑制肥胖小鼠的脂肪形成[18],皂苷則可以抑制腸內脂肪的吸收,且抑制動物體內胰腺脂肪酶活性[19]。
2.3大豆
大豆異黃酮是豆類植物特有的一種植物雌激素,但是大豆異黃酮和大豆蛋白緊密結合在一起,因此單獨研究大豆異黃酮的抗肥胖功能成為關鍵。Jang E H等[20]研究了黑豆中的單獨大豆異黃酮的功能,發(fā)現大豆異黃酮可以減少小鼠食物攝入量,機理是直接激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK),并可作為下丘腦信號傳感器,并促進信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)氧化磷酸化。
2.4植物固醇
植物固醇大量存在于植物中,玉米、大豆、芝麻和油菜籽的種子和油中大量存在植物固醇,如α-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇。植物固醇可以抑制膽固醇的吸收,而且還可以抑制動物血漿和肝臟中的甘油三酯濃度,從而具有抗肥胖功能[21]。
2.5膳食鈣
膳食中的鈣在調整能量代謝方面具有關鍵作用[22],主要有3種不同的途徑。第一種途徑,膳食中高鈣攝入量可以增加糞便中的脂肪含量和能力支出,原因是鈣和脂肪酸形成不溶解的脂肪酸鹽,鈣也溶液和膽汁結合減少脂肪酸的吸收[23]。第二種途徑解釋是,細胞內的鈣可以調節(jié)細胞中脂肪的新陳代謝和脂肪三酰甘油的儲存,主要是鈣也可以調節(jié)1,25-羥基維生素D的水平從而影響脂肪細胞內鈣的水平,從而影響脂肪細胞中的能量代謝[24],高膳食鈣可以抑制鈣三醇的合成從而減少脂肪細胞中的鈣離子,從而減少脂肪酸合成酶,增加脂肪分解活性和減少多脂[22]。第三種途徑,膳食中鈣的增加減少了鈣三醇,促進了UCP2(解偶聯蛋白2)的表達,因此促進脂肪細胞的凋亡[25]。膳食中鈣起到抗肥胖的作用主要是指奶制品的鈣,而不是鈣的膳食補充劑[22]。
2.6膳食纖維
膳食纖維生理上減少能量攝入主要有3種機制[26]:一是增加膳食纖維的攝入可以減少產能營養(yǎng)素的攝入量;二是膳食纖維增加咀嚼從而增加飽腹感和和胃的擴張;三是膳食纖維減少小腸的吸收效率。
2.7咖啡因
茶葉中的咖啡因具有生熱作用和促進脂肪氧化的作用。每攝入含咖啡因100 mg的茶葉可以提高基礎代謝率3%~4%,瘦體質和胖體質的人群在2 h內能量支出都增加了16%[27]。
2.8甘油二酯
甘油二酯相比于甘油三酯可以增加生熱作用,可以增加小鼠脂肪酸氧化和減少脂肪酸的合成[28]。許多研究表明攝入含甘油二酯80%以上的油就可以減少體重和體內脂肪特別是內臟脂肪的形成[29]。
食品工業(yè)將在用于控制體重的健康食品研究與開發(fā)方面具有舉足輕重的作用,但需要涉及營養(yǎng)學、生物學、消費學等多門學科。目前國外已經開展抗肥胖成分強化食品的相關研究,不少具有抗肥胖功能的食品已面世,見表3,如通過研發(fā)具有增加飽腹感(膳食纖維)、減少饑餓感(激素和中樞神經的綜合作用)、調整脂類代謝、影響脂肪細胞生命周期和促進生熱作用(咖啡因、綠茶)的抗肥胖功能性食品。
表3 目前抗肥胖成分強化食品的研究[7]Table 3 Food products fortified with potential anti-obesity ingredients
高能量密度食品價格的降低、體力活動的減少、城市工業(yè)化和久坐的生活方式等多種因素造成了肥胖和超重的流行。由肥胖引起的慢性疾病目前已成為發(fā)展中國家最主要的死亡原因,我國原衛(wèi)生部2003年頒布《中國成人超重和肥胖癥預防與控制指南》建議通過調整飲食和踐行健康的生活方式從而控制體重到正常范圍是最有效減少肥胖流行的措施。
目前關于食品中抗肥胖成分的不少研究還處于動物實驗階段,因此進一步研究食品中抗肥胖成分的基因機制、分子機制、細胞機制和生理功能,并研究這些這些成分與其他食物成分的相互作用,以及在加工和烹調過程發(fā)生的變化,確定抗肥胖成分的評價方法(如體質指數、體脂率、血液膽固醇水平等),同時研究抗肥胖成分的生物利用率、安全性,將是未來開發(fā)抗肥胖功能性食品研究的重點。
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The New Research about Anti-obesity Components in Food
LI Lei1,ZHOU Sheng-sheng2
(1.Department of Food,Henan University of Animal Husbandry and Economy,Zhengzhou 450044,Henan,China;2.Henan Center for Disease Control and Prevention,Zhengzhou 450016,Henan,China)
With the change of lifestyle and diet,obesity and overweight were prevalence caused by increased food intake,reduced energy expenditure and fat metabolism disorder.Obesity has become a public health problem in developing countries.The research about the anti-obesity food ingredients(such as diglycerides and conjugated linoleic acid)mechanism of action,develop anti-obesity functional food focused on decrease energy intake(such as lowering energy density of foods or reducing the food intake)or increasing energy expenditure(stimulation of thermogenesis)will become new food research and development focus.
obesity;functional food;hormones
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.052
李磊(1980—),男(漢),講師,碩士,研究方向:食品營養(yǎng)與安全。
2015-06-01