龔二生,羅舜菁,劉成梅
(南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌330047)
全谷物是指完整、碾碎、破碎或壓片的谷物,其基本組成包括淀粉質(zhì)胚乳、胚芽與皮層,各組成部分的相對(duì)比例與完整穎果一樣。全谷物不僅含有豐富的B族維生素、鎂、鐵和膳食纖維,還含有多酚、維生素E、單寧、類胡蘿卜素、植酸、木質(zhì)素和木脂素等常見(jiàn)抗氧化成分,而且還含有一些果蔬食品中少見(jiàn)但具有很高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的抗氧化成分,如γ-谷維素、烷基間苯二酚、燕麥蒽酰胺等,所有這些抗氧化成分在體外都具有顯著的抗氧化活性。全谷物中存在一類穎果有顏色的谷物,有色全谷物相比普通全谷物而言含更多花色苷和原花青素等植物色素[1-3]。有色全谷物因其顯著的抗氧化活性,一直是全谷物抗氧化研究的熱點(diǎn)。全谷物的抗氧化活性包括體外、離體和體內(nèi)抗氧化活性。全谷物的體外和離體抗氧化活性只能粗略地反映它們的體內(nèi)抗氧化活性,抗氧化成分在動(dòng)物或人體消化道內(nèi)的溶解度、生物利用率的不同,以及它們?cè)隗w內(nèi)代謝的差異都會(huì)對(duì)其體內(nèi)抗氧化活性產(chǎn)生很大的影響[4]。因此需要更多的體內(nèi)抗氧化研究來(lái)進(jìn)一步探索全谷物有效的抗氧化活性。為了更好地對(duì)全谷物抗氧化活性進(jìn)行研究,本文就全谷物中的抗氧化成分,全谷物抗氧化活性研究方法及其體外、離體和體內(nèi)抗氧化活性最新研究進(jìn)展做一綜述。
根據(jù)抗氧化作用的機(jī)理不同,全谷物中抗氧化成分可分為兩大類:一類是在體外有自由基清除能力或還原能力的直接抗氧化成分;一類是在體外無(wú)自由基清除能力或還原能力,但能明顯提高人體體內(nèi)抗氧化狀態(tài)的間接抗氧化成分,比如作為體內(nèi)抗氧化酶的輔酶因子或體內(nèi)抗氧化劑的前體物質(zhì)。
全谷物中的直接抗氧化成分包括多酚、維生素E、類胡蘿卜素、γ-谷維素、烷基間苯二酚和植酸等。這些抗氧化成分的特點(diǎn)是在體外具有一定的自由基清除能力,而它們?cè)隗w內(nèi)不僅有清除自由基的能力,還能通過(guò)其他機(jī)制起抗氧化作用。例如多酚可以與金屬離子螯合,減少金屬離子對(duì)氧化反應(yīng)的催化,還可以抑制氧自由基產(chǎn)生過(guò)程中的相關(guān)酶類如黃嘌呤氧化酶和酪氨酸酶等的活性,激活抗氧化酶系的活性或者調(diào)節(jié)谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽代謝酶等內(nèi)源抗氧化劑的合成[5]。維生素E(生育酚和生育三烯酚)能防止由自由基如羥基自由基引起的細(xì)胞膜內(nèi)多不飽和脂肪的氧化[6]。類胡蘿卜素能淬滅單線態(tài)氧,它的猝滅能力明顯高于α-生育酚和抗壞血酸,并能夠抑制脂質(zhì)氧化[7]。γ-谷維素可以明顯地降低實(shí)驗(yàn)鼠血樣中的高密度脂蛋白(HDL)水平并提高低密度脂蛋白(LDL)水平,它不僅可以有效地抑制血漿和肝臟中的高膽固醇血癥,而且可以有效地降低脂質(zhì)和膽固醇氧化的程度[8]。烷基間苯二酚是一種酚類類脂,它可以調(diào)節(jié)生物膜中脂質(zhì)的氧化反應(yīng)從而達(dá)到抗氧化目的,此外在銅離子和氧存在的條件下,它可以轉(zhuǎn)變成三羥基烷基苯,抑制銅離子引起的LDL氧化[9]。植酸可以抑制鐵催化的氧化反應(yīng),這是由于它螯合芬頓反應(yīng)中二價(jià)鐵離子的能力,同時(shí)它還具有抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的能力,植酸也可以抑制黃嘌呤氧化酶引起的超氧化對(duì)DNA的損傷[10]。
全谷物中的間接抗氧化成分包括礦物質(zhì)與微量元素、葉酸、甜菜堿、膽堿和含硫氨基酸(蛋氨酸和半胱氨酸)。這些間接抗氧化成分在體外都不具有自由基清除能力或還原能力,因此在體外抗氧化實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有明顯抗氧化活性。但可以作為體內(nèi)抗氧化酶的輔酶因子或體內(nèi)抗氧化劑的前體物質(zhì),參與體內(nèi)的抗氧化防御。如硒是體內(nèi)重要的抗氧化酶谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)活性部位的組成部分,它通過(guò)增加GSH-Px的活性促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化物的分解,阻斷脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。超氧化物歧化酶(SOD)的活性對(duì)鋅、銅和錳具有依賴性,而過(guò)氧化氫酶(CAT)的活性則依賴于鐵。全谷物中的半胱氨酸可用于合成GSH,這是一種內(nèi)源抗氧化劑,全谷物中的蛋氨酸很容易被肝臟吸收用以產(chǎn)生半胱氨酸,然后進(jìn)一步合成GSH[11]。葉酸可以降低血漿中的同型半胱氨酸濃度,同型半胱氨酸有促氧化效應(yīng)[12]。甜菜堿作為同型半胱氨酸的一種甲基供體,可以使其轉(zhuǎn)化成蛋氨酸,蛋氨酸又可以在肝臟合成半胱氨酸,然后進(jìn)一步合成GSH。而膽堿作為甜菜堿的前體物,它也參與體內(nèi)的抗氧化防御。
研究表明普通全谷物中抗氧化成分的含量很高,但多以不溶性結(jié)合態(tài)存在,果蔬中的抗氧化成分則多以自由態(tài)或可溶性共軛態(tài)存在,而先前的抗氧化活性測(cè)定方法多數(shù)只提取了自由態(tài)或可溶性共軛態(tài)的抗氧化成分,使得一直誤認(rèn)為果蔬才是抗氧化劑的良好來(lái)源,而全谷物中抗氧化成分的含量極低。Adom等[13]對(duì)全谷物不溶性結(jié)合態(tài)的抗氧化成分進(jìn)行了分析,認(rèn)為這些成分直到結(jié)腸才被細(xì)菌分解釋放,從而可以預(yù)防結(jié)腸癌。大量的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明有色全谷物抗氧化活性好,是因?yàn)橛猩任锖写罅康淖杂蓱B(tài)的花色苷和原花青素,而普通全谷物中抗氧化成分多以不溶性結(jié)合態(tài)存在,對(duì)其在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用有一定限制。
全谷物的體外抗氧化活性研究最常用的方法有:氧自由基吸收能力測(cè)試(ORAC)、2,2’-連氮基-二-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二氨鹽自由基清除法(ABTS,又稱TEAC法)、1,1-二苯基-2-苦基苯肼自由基清除法(DPPH)和鐵離子還原/抗氧化能力測(cè)試(FRAP)、總氧自由基清除能力測(cè)試(TOSC)、總自由基捕獲抗氧化參數(shù)測(cè)定法(TRAP)等。體外實(shí)驗(yàn)快捷方便,可用以快速篩選富含抗氧化成分的全谷物品種及抗氧化成分富集部位,然而體外化學(xué)法是以清除自由基能力或還原能力作為衡量抗氧化活性強(qiáng)弱的指標(biāo),它反映的只是抗氧化成分某一方面的能力,針對(duì)沒(méi)有清除自由基能力的間接抗氧化成分,這類評(píng)價(jià)方法無(wú)法評(píng)價(jià)其抗氧化活性。
離體抗氧化活性研究包括離體生物大分子、組織氧化抑制研究法和細(xì)胞內(nèi)抗氧化研究法(CAA)。離體實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谀撤N程度上預(yù)測(cè)抗氧化成分的生理功效,但其抗氧化活性還是必須由體內(nèi)抗氧化活性最終確定。如Chen等[14]報(bào)道了倉(cāng)鼠在長(zhǎng)期喂食燕麥麩皮后,其離體LDL抵抗Cu2+誘導(dǎo)的氧化能力沒(méi)有任何的提高,但是在離體血漿中直接添加燕麥中提取的酚類物質(zhì)可以抑制Cu2+誘導(dǎo)的LDL的氧化。抗氧化成分經(jīng)過(guò)生理過(guò)程攝入到血漿和直接添加抗氧化成分到血漿,它們的抗氧化功效明顯不一樣。大多數(shù)的離體實(shí)驗(yàn)都是通過(guò)直接添加全谷物的提取物進(jìn)行抗氧化活性研究,但是它們?cè)跈C(jī)體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用前很可能已經(jīng)被代謝轉(zhuǎn)化了。此外全谷物中一些抗氧化成分,特別是酚酸的生物利用率是很有限的,這導(dǎo)致它們?cè)谘獫{中濃度非常低,不足以發(fā)揮明顯的抗氧化作用。
CAA法是一種利用熒光探針(2’,7’-二氯熒光素雙乙酸鹽)檢測(cè)抗氧化成分清除人類肝癌細(xì)胞內(nèi)活性氧能力的方法[15]。CAA法比傳統(tǒng)的抗氧化化學(xué)評(píng)價(jià)法的優(yōu)勢(shì)在于它綜合考慮了抗氧化成分在細(xì)胞內(nèi)清除活性氧族能力以及抗氧化成分的生物利用率。很多傳統(tǒng)化學(xué)分析不是在生理pH和溫度下進(jìn)行的,也沒(méi)有考慮抗氧化成分在體內(nèi)的吸收、代謝和生理活性。而CAA法能夠闡明吸收、運(yùn)輸和代謝中的一些機(jī)理問(wèn)題,并且其操作方法經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)捷、靈敏,可以高通量分析,適合全谷物抗氧化成分的篩選。但是這種細(xì)胞系對(duì)氧化應(yīng)激會(huì)出現(xiàn)一定的功能反應(yīng)(增加了CAT的mRNA的表達(dá)),它們不代表原始組織中的細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)。各個(gè)細(xì)胞中線粒體產(chǎn)生不等量的活性氧會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響,且細(xì)胞來(lái)源的不同,各種細(xì)胞檢測(cè)的結(jié)果有明顯的差異,導(dǎo)致這種方法很難標(biāo)準(zhǔn)化。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體實(shí)驗(yàn)主要從兩個(gè)方面來(lái)研究全谷物的抗氧化活性:抑制氧化損傷和增強(qiáng)抗氧化防御。一方面,通過(guò)檢測(cè)機(jī)體氧化損傷的生物標(biāo)志物的水平變化來(lái)表征其抑制氧化損傷能力。如脂質(zhì)氧化損傷的生物標(biāo)志物主要有丙二醛(MDA)、氧化型LDL和8-異前列腺素(8-iso PGF2α);DNA氧化損傷的生物標(biāo)志物主要有8-羥基脫氧鳥(niǎo)嘌呤核苷;蛋白質(zhì)氧化損傷的生物標(biāo)志物主要是蛋白質(zhì)羰基(PCC)、3-硝基酪氨酸。另一方面,通過(guò)檢測(cè)體內(nèi)的抗氧化劑水平和抗氧化酶的水平、活性的變化來(lái)表征其增強(qiáng)抗氧化防御的能力。如還原型GSH和維生素E等非酶抗氧化劑的水平,以及SOD、CAT、GSH-Px、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)等抗氧化酶的水平和活性。
體外實(shí)驗(yàn)表明全谷物和果蔬一樣都有顯著的抗氧化活性。Wu等[16]用ORAC法測(cè)定的全谷物和全谷物食品如全麥面包等的抗氧化活性為1303~2479μmol TE/100g不等,而24種水果的平均值為2200μmol TE/100g,22種蔬菜的平均值是1200μmol TE/100g。米糠的更高,可以達(dá)到24,300μmol TE/100g[17],因此,全谷物的體外抗氧化活性決不能忽視。
離體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大麥多酚提取物對(duì)人類離體的LDL氧化和過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的質(zhì)粒DNA的斷裂有明顯的抑制作用[18],也有報(bào)道稱米糠提取物可以抑制小鼠離體腦漿中蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的氧化[19]。小麥麩皮中的阿魏酰低聚糖能夠抑制人類離體紅細(xì)胞中GSH的損耗、脂質(zhì)的氧化、高鐵血紅蛋白和PCC的形成,明顯地抑制氧化應(yīng)激導(dǎo)致的鼠和人類離體紅細(xì)胞的溶血反應(yīng)[20-21],同時(shí)能夠增強(qiáng)人類淋巴細(xì)胞DNA抵抗過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的氧化損傷的能力[22]。然而,Okarter[23]用CAA法檢測(cè)八種全谷物中不溶性結(jié)合態(tài)多酚的細(xì)胞內(nèi)抗氧化活性的最新研究表明,不溶性結(jié)合態(tài)中釋放出的多酚都沒(méi)有細(xì)胞內(nèi)抗氧化活性,他們推斷最可能是因?yàn)檫@些多酚不含有細(xì)胞內(nèi)抗氧化活性所必需的結(jié)構(gòu)。這和Wolfe的研究結(jié)果相一致,他們檢測(cè)發(fā)現(xiàn)槲皮素的CAA值最高,將其CAA值確定為標(biāo)準(zhǔn)值100,則全谷物中的兩種主要酚酸阿魏酸和咖啡酸的CAA值僅為<2.37、5.59μmol QE/100μmol[15]。
Son和Kim等[24-25]發(fā)現(xiàn)喂食了大麥、蕎麥和薏苡仁米的小鼠和喂食白米組的相比,血漿總膽固醇、LDL和肝臟的MDA水平更低,HDL、GSH、GSH-Px和GSTs的水平明顯更高。此外,對(duì)全谷物食品如全麥面包的研究也表明在高氧化應(yīng)激條件下喂食這些食品可以有效提高鼠血漿和肝臟的抗氧化狀態(tài)[26-27]。但最近有研究報(bào)道膳食中分別添加小麥、大麥、燕麥和玉米四種全谷物對(duì)Goto-Kakisaki鼠(研究II型糖尿病的動(dòng)物模型)的尿液氧化還原狀態(tài)(MDA和8-iso PGF2α)都沒(méi)有顯著影響[28]。也有研究報(bào)道全谷物膳食對(duì)人血液或尿液抗氧化狀態(tài)沒(méi)有影響。Andersson等[29]對(duì)中等肥胖的健康者進(jìn)行膳食干預(yù)6個(gè)星期發(fā)現(xiàn),攝入全谷物小麥?zhǔn)称泛笕梭w血漿中的α-生育酚、γ-生育酚以及血清中的HDL和LDL水平?jīng)]有明顯改變,尿液中的8-iso PGF2α水平也沒(méi)有變化。Enright等[30]對(duì)20位健康者進(jìn)行隨機(jī)的交叉膳食干預(yù)研究也發(fā)現(xiàn)分別攝入全谷物和精制谷物后,血漿的ORAC值、尿液中MDA和8-iso PGF2α水平?jīng)]有明顯的差別。Giacco等[31]用全谷物小麥?zhǔn)称穼?duì)15名健康者進(jìn)行膳食干預(yù)3個(gè)星期,對(duì)照實(shí)驗(yàn)用精制小麥?zhǔn)称?,結(jié)果發(fā)現(xiàn)全谷物膳食對(duì)血漿的抗氧化狀態(tài)(FRAP法,PCC,α-生育酚、類胡蘿卜素水平)沒(méi)有影響。
這些結(jié)果的差異性是因?yàn)轶w內(nèi)抗氧化活性存在生物利用率的問(wèn)題,例如:多酚在消化道內(nèi)的生物利用率相對(duì)較低只有0.3%~26%。因此,即使其體外自由基清除能力較強(qiáng),但由于消化吸收后其在血漿中濃度非常低,是不足以發(fā)揮明顯的抗氧化作用的[32]。Zhao等[33]在一項(xiàng)對(duì)大鼠的研究中也證實(shí)了這一點(diǎn):通過(guò)玉米皮層攝入的酚酸有0.4%~2.3%在尿中回收,64%~81%在糞便中回收。相反,全谷物中一個(gè)簡(jiǎn)單的間接抗氧化成分甜菜堿在體外無(wú)自由基清除能力或還原能力,但它極易被吸收利用且對(duì)體內(nèi)的氧化還原狀態(tài)有明顯的改善[34]。比較這些研究發(fā)現(xiàn),大量體外抗氧化活性明顯的普通全谷物,在離體實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體實(shí)驗(yàn)中抗氧化活性都不一定明顯。而體外沒(méi)有抗氧化活性的成分,卻對(duì)改善體內(nèi)抗氧化狀態(tài)起了重要作用。
有色全谷物因其顯著的體外抗氧化活性,近年來(lái)已得到越來(lái)越多的關(guān)注。黑米、紅米、紫米和紫麥這些有色全谷物的抗氧化活性(ORAC法、TEAC法、FRAP法)比白色或淺色品種的平均高出3~4倍[35-37],更有報(bào)道稱有色全谷物的自由基(DPPH、ABTS法)清除能力比白色或淺色的高出十倍以上[37-38],因而有色全谷物被確認(rèn)為高抗氧化活性谷物。
Sangkitikomol等[39]發(fā)現(xiàn)血糯米的花色苷提取物可以明顯提高人類離體紅細(xì)胞的抗氧化活性,并能抑制過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的基因毒性作用。當(dāng)這種提取物的濃度范圍在600~1000mg/L時(shí)可以明顯降低人類肝癌細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激(p<0.05)[40]。Hirawan等[35]對(duì)嬰兒谷物食品的研究發(fā)現(xiàn)全谷物紫小麥?zhǔn)称繁绕胀ㄈ任锸称酚懈叩募?xì)胞內(nèi)抗氧化活性,他們提議在嬰兒食品中添加全谷物紫小麥以提高機(jī)體的抗氧化狀態(tài)。
有色全谷物是體內(nèi)抗氧化活性研究最多的谷物[41-46]。Chiang等[43]發(fā)現(xiàn)與喂食白色大米提取物的鼠相比,喂食黑米提取物的鼠血漿中的HDL水平和肝臟中SOD和CAT活性明顯提高,MDA水平則明顯降低。對(duì)高氧化應(yīng)激小鼠的研究也發(fā)現(xiàn),喂食黑米花色苷后,其血漿MDA和氧化型GSH水平明顯降低[44]。而對(duì)高膽固醇血癥的鼠喂食黑米比喂食糙米能更有效地提高血漿中HDL水平和降低血漿中LDL水平[45]。Salgado等[46]對(duì)高膽固醇血癥的兔分別喂食白色大米和黑米,發(fā)現(xiàn)喂食黑米可以明顯降低血漿中氫過(guò)氧化物(p<0.05)和MDA水平(p<0.005)。少數(shù)的人體實(shí)驗(yàn)也報(bào)道了相似的結(jié)果:用含黑米外層有色部分的食物對(duì)60名冠心病病人進(jìn)行膳食干預(yù)6個(gè)月,發(fā)現(xiàn)他們血漿的總抗氧化活性(FRAP法)明顯提高了[47]。
大量的體外、離體實(shí)驗(yàn)證明有色全谷物(尤其是黑米)及其皮層有顯著的抗氧化活性,所有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體實(shí)驗(yàn)也表明,有色全谷物可以明顯提高體內(nèi)抗氧化狀態(tài)。有色全谷物的抗氧化成分多為自由態(tài)的花色苷和原花青素等,其抗氧化效果在體外、離體和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的一致性,表明體內(nèi)消化和體內(nèi)代謝對(duì)這些抗氧化成分發(fā)揮其抗氧化作用的影響不大。
普通全谷物抗氧化成分以不溶性結(jié)合態(tài)為主[13,48-49],Adom等[13]認(rèn)為它們很可能不被胃和小腸消化而到達(dá)結(jié)腸中,并通過(guò)微生物的發(fā)酵作用釋放出來(lái)。體外實(shí)驗(yàn)表明,不溶性結(jié)合態(tài)的抗氧化成分貢獻(xiàn)了小麥總抗氧化活性的90%,玉米的87%、大米的71%和燕麥的58%[13]。玉米、小麥和燕麥等普通谷物的體外抗氧化活性明顯和它們的酚酸特別是阿魏酸的含量相關(guān),有研究報(bào)道反式-阿魏酸貢獻(xiàn)了小麥麩皮總抗氧化活性的66.4%~95.5%[49]。而有色全谷物富含自由態(tài)的花色苷和原花青素,其自由態(tài)的多酚和黃酮明顯多于不溶性結(jié)合態(tài)的多酚和黃酮,如黑米米糠中88.2%~95.6%的多酚以自由態(tài)存在,黃酮?jiǎng)t高達(dá)96.3%~97.6%,花色苷也高達(dá)99.5%~99.9%[1]。自由態(tài)的抗氧化成分是這些有色全谷物體外總抗氧化活性的主要貢獻(xiàn)者[1,37,50],這與普通谷物大不相同。
普通全谷物中的兩種主要抗氧化成分阿魏酸和咖啡酸的CAA值非常低(分別為<2.37、5.59μmol QE/100μmol)[15],有色全谷物中花色苷和原花青素的細(xì)胞內(nèi)抗氧化活性未見(jiàn)報(bào)道,但花色苷和原花青素都具有黃酮結(jié)構(gòu),有文獻(xiàn)報(bào)道黃酮物質(zhì)的獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予其很高的CAA值[51]。Hirawan等報(bào)道了全谷物紫小麥制成的全谷物食品比小麥和燕麥制成的普通全谷物食品有更高的CAA值(p<0.05)。而體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)普通全谷物食品的總酚含量(4235μg阿魏酸當(dāng)量/g)比紫麥全谷物食品的(3076μg阿魏酸當(dāng)量/g)高,但是總花色苷的含量(39μg花青素-3-糖苷當(dāng)量/g)比紫麥全谷物食品的(185μg花青素-3-糖苷當(dāng)量/g)低得多,用ORAC法測(cè)定也顯示紫麥全谷物食品的體外抗氧化活性(48.2μmol TE/g)高于普通全谷物食品(33.8μmol TE/g)[35]。
雖然有色全谷物中總酚含量不及普通全谷物,但其豐富的花色苷賦予其比普通全谷物更高的體外抗氧化活性和細(xì)胞內(nèi)抗氧化活性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表明,有色全谷物比白色或淺色全谷物大米的體內(nèi)抗氧化活性高[41,43,46],有色全谷物是否比小麥、燕麥和玉米等的體內(nèi)抗氧化活性更好,至今未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道,這有待于進(jìn)一步的研究。
對(duì)全谷物而言,體外和離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果只反映抗氧化成分某一方面的抗氧化活性,忽略了生理環(huán)境和生理作用的影響,因此不能真實(shí)地反映其體內(nèi)抗氧化活性。體外、離體實(shí)驗(yàn)適合抗氧化成分的篩選,體內(nèi)抗氧化研究的結(jié)果才能更加客觀地評(píng)價(jià)全谷物的抗氧化活性。目前全谷物抗氧化活性的體內(nèi)研究也只是通過(guò)檢測(cè)少數(shù)幾種代謝產(chǎn)物或基因編碼的內(nèi)源抗氧化劑來(lái)評(píng)估其抗氧化活性,對(duì)于其調(diào)節(jié)代謝和基因編碼的具體過(guò)程還不清楚,這需要充分利用先進(jìn)的代謝組學(xué)分析技術(shù)[52]和基因、轉(zhuǎn)錄組技術(shù),以期更加系統(tǒng)地闡明全谷物抗氧化成分調(diào)節(jié)代謝和基因編碼的機(jī)制。另外,全谷物中各種抗氧化成分在體內(nèi)的協(xié)同抗氧化機(jī)制也有待闡明。
現(xiàn)有研究表明,有色全谷物抗氧化活性強(qiáng)于普通全谷物,且其體外與體內(nèi)抗氧化結(jié)果的一致性也較高,利用有色全谷物開(kāi)發(fā)抗氧化功能食品,增加有色全谷物的膳食攝入量,有助于改善機(jī)體的氧化還原狀態(tài)。全谷物中含有與果蔬互補(bǔ)的活性物質(zhì),與果蔬一起食用能更好地發(fā)揮其抗氧化效果。
[1]Zhang M W,Zhang R F,Zhang F X,et al.Phenolic Profiles and Antioxidant Activity of Black Rice Bran of Different Commercially Available Varieties[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2010,58(13):7580-7587.
[2]Sompong R,Siebenhandl-Ehn S,Linsberger-Martin G,et al.Physicochemical and antioxidative properties of red and black rice varieties from Thailand,China and Sri Lanka[J].Food Chemistry,2011,124(1):132-140.
[3]?ilic′S,Had?i-Ta?kovic′?ukalovic′V,Dodig D,et al.Antioxidant activity of small grain cereals caused by phenolics and lipid soluble antioxidants[J].Journal of Cereal Science,2011,54(3):417-424.
[4]Fardet A,Rock E,Rémésy C.Isthein vitroantioxidantpotential of whole-grain cereals and cereal products well reflected in vivo?[J].Journal of Cereal Science,2008,48(2):258-276.
[5]Na H K,Surh Y J.Intracellular signaling network as a prime chemopreventive target of(-)-epigallocatechin gallate[J].Mol Nutr Food Res,2006,50(2):152-159.
[6]Leenhardt F,F(xiàn)ardet A,Lyan B,et al.Wheat germ supplementation of a low vitamin E diet in rats affords effective antioxidant protection in tissues[J].J Am Coll Nutr,2008,27(2):222-228.
[7]Packer J E,Mahood J S,Mora-Arellano V O,et al.Free radicals and singlet oxygen scavengers:reaction of a peroxyradical with β-carotene,diphenyl furan and 1,4-diazobicyclo(2,2,2)-octane[J].Biochem Biophys Res Commun,1981,98(4):901-906.
[8]Suh M H,Yoo SH,Chang PS,et al.Antioxidative activity of microencapsulated gamma-oryzanol on high cholesterol-fed rats[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005,53(25):9747-9750.
[9]ROSS A B,KAMAL-ELDIN A,AMAN P.Dietary Alkylresorcinols:absorption, bioactivities, and possible use as biomarkers of whole-grain wheat-and rye-rich foods[J].Nutrition Reviews,2004,62(3):81-95.
[10]Graf E,Eaton J W.Antioxidant functions of phytic acid[J].Free Radical Biology&Medicine,1990,8(1):61-69.
[11]Mariotti F,Simbelie K L,Makarios-Lahham L,et al.Acute ingestion of dietary proteins improves post-exercise liver glutathione in rats in a dose-dependent relationship with their cysteine content[J].Journal of Nutrition,2004,134(1):128-131.
[12]Ward M,McNulty H,McPartlin J,et al.Plasma homocysteine,a risk factor for cardiovascular disease,is lowered by physiological doses of folic acid[J].Qjm-Monthly Journal of the Association of Physicians,1997,90(8):519-524.
[13]Adom K K,Liu R H.Antioxidant activity of grains[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(21):6182-6187.
[14]Chen C Y,Milbury P E,Kwak H K,et al.Avenanthramides and phenolic acids from oats are bioavailable and act synergistically with vitamin C to enhance hamster and human LDL resistance to oxidation[J].Journal of Nutrition,2004,134(6):1459-1466.
[15]Wolfe K L,Liu R H.Cellular antioxidant activity(CAA)assay for assessing antioxidants,foods,and dietary supplements[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2007,55(22):8896-8907.
[16]Wu X L,Beecher G R,Holden J M,et al.Lipophilic and hydrophilic antioxidant capacities of common foods in the United States[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2004,52(12):4026-4037.
[17]Wu X L,Gu L W,Holden J,et al.Development of a database for total antioxidant capacity in foods:a preliminary study[J].Journal of Food Composition and Analysis,2004,17(3-4):407-422.
[18]Madhujith T,Shahidi F.Antioxidant potential of barley as affected by alkaline hydrolysis and release of insoluble-bound phenolics[J].Food Chemistry,2009,117(4):615-620.
[19]Parrado J,Miramontes E,Jover M,et al.Prevention of brain protein and lipid oxidation elicited by a water-soluble oryzanol enzymatic extract derived from rice bran[J].European Journal of Nutrition,2003,42(6):307-314.
[20]Yuan X P,Wang J,Yao H Y,et al.Free radical-scavenging capacity and inhibitory activity on rat erythrocyte hemolysis of feruloyl oligosaccharides from wheat bran insoluble dietary fiber[J].LWT-Food Sci Technol,2005,38(8):877-883.
[21]Wang J, Sun B, Cao Y, et al.Protection of wheat bran feruloyl oligosaccharides against free radical-induced oxidative damage in normal human erythrocytes[J].Food and Chemical Toxicology,2009,47(7):1591-1599.
[22]Wang J,Sun B,Cao Y,et al.Inhibitory effect of wheat bran feruloyl oligosaccharides on oxidative DNA damage in human lymphocytes[J].Food Chemistry,2008,109(1):129-136.
[23]Okarter N.Phenolic Compounds from the Insoluble-Bound Fraction of Whole Grains Do Not Have Any Cellular Antioxidant Activity[J].Life Sciences and Medicine Research,2012:LSMR-37.
[24]Son B K,Kim J Y,Lee SS.Effect of adlay,buckwheat and barley on lipid metabolism and aorta histopathology in rats fed an obesogenic diet[J].Annals of Nutrition and Metabolism,2008,52(3):181-187.
[25]Kim JY,Son B K,Lee SS.Effects of adlay,buckwheat,and barley on transit time and the antioxidative system in obesity induced rats[J].Nutrition Research and Practice,2012,6(3):208-212.
[26]Gianotti A,Danesi F,Verardo V,et al.Role of cereal type and processing in whole grain in vivo protection from oxidative stress[J].Front Biosci,2011,16:1609-1618.
[27]Benedetti S, Primiterra M, Tagliamonte M C, et al.Counteraction of oxidative damage in the rat liver by an ancient grain(Kamut brand khorasan wheat)[J].Nutrition,2012,28(4):436-441.
[28]Youn M,Csallany A S,Gallaher D D.Whole grain consumption has a modest effect on the development of diabetes in the Goto-Kakisaki rat[J].British Journal of Nutrition,2012,107(2):192-201.
[29]Andersson A,Tengblad S,Karlstrom B,et al.Whole-grain foods do not affect insulin sensitivity or markers of lipid peroxidation and inflammation in healthy,moderately overweight subjects[J].Journal of Nutrition,2007,137(6):1401-1407.
[30]Enright L,Slavin J.No effect of 14 day consumption of whole grain diet compared to refined grain diet on antioxidant measures in healthy,young subjects:a pilot study[J].Nutrition Journal,2010,9:12.
[31]Giacco R,Clemente G,Cipriano D,et al.Effects of the regular consumption of wholemeal wheat foods on cardiovascular risk factors in healthy people[J].Nutrition Metabolism and Cardiovascular Diseases,2010,20(3):186-194.
[32]Scalbert A,Williamson G.Dietary intake and bioavailability of Polyphenols[J].Journal of Nutrition,2000,130(8):2073S-2085S.
[33]Zhao Z,Egashira Y,Sanada.Phenolic antioxidants richly contained in corn bran are slightly bioavailable in rats[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005,53(12):5030-5035.
[34]Moazzami A A,Zhang JX,Kamal-Eldin A,et al.Nuclear magnetic resonance-based metabolomics enable detection of the effects of a whole grain rye and rye bran diet on the metabolic profile of plasma in prostate cancer patients[J].Journal of Nutrition,2011,141(12):2126-2132.
[35]Hirawan R,Diehl-Jones W,Beta T.Comparative evaluation of the antioxidant potential of infant cereals produced from purple wheat and red rice grains and LC-MS analysis of their anthocyanins[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(23):12330-12341.
[36]Finocchiaro F,F(xiàn)errari B,Gianinetti A.A study of biodiversity of flavonoid content in the rice caryopsis evidencing simultaneousaccumulation of anthocyanins and proanthocyanidins in a black-grained genotype[J].Journal of Cereal Science,2010,51(1):28-34.
[37]Min B,Gu L,McClung A M,et al.Free and bound total phenolic concentrations,antioxidant capacities,and profiles of proanthocyanidins and anthocyanins in whole grain rice(Oryza sativaL.) of different bran colours[J].Food Chemistry,2012,133(3):715-722.
[38]Shen Y, Jin L, Xiao P, et al.Total phenolics,flavonoids,antioxidant capacity in rice grain and their relations to grain color,size and weight[J].Journal of Cereal Science,2009,49(1):106-111.
[39]Sangkitikomol W,Tencomnao T,Rocejanasaroj A.Antioxidant effects of anthocyanins-rich extract from black sticky rice on human erythrocytes and mononuclear leukocytes[J].African Journal of Biotechnology,2010,48(9):8222-8229.
[40]Sangkitikomol W,Tencomnao T,Rocejanasaroj A.Effects of Thai black sticky rice extract on oxidative stress and lipid metabolism gene expression in HepG2 cells[J].Genetics and Molecular Research,2010,9(4):2086-2095.
[41]Xia M,Ling W H,Ma J,et al.Supplementation of diets with the black rice pigment fraction attenuates atherosclerotic plaque formation in apolipoprotein E deficient mice[J].Journal of Nutrition,2003,133(3):744-751.
[42]Kim J Y,Do M H,Lee S S.The effects of a mixture of brown and black rice on lipid profiles and antioxidant status in rats[J].Annals of Nutrition and Metabolism,2006,50(4):347-353.
[43]Chiang A N,Wu H L,Yeh H I,et al.Antioxidant effects of black rice extract through the induction of superoxide dismutase and catalase activities[J].Lipids,2006,41(8):797-803.
[44]Guo H H,Ling W H,Wang Q,et al.Effect of anthocyaninrich extract from black rice(Oryza sativaL.indica) on hyperlipidemia and insulin resistance in fructose-fed rats[J].Plant Food Hum Nutr,2007,62(1):1-6.
[45]Salgado J M,de Oliveira A G C,Mansi D N,et al.The Role of Black Rice(Oryza sativaL.) in the Control of Hypercholesterolemia in Rats[J].J Med Food,2010,13(6):1355-1362.
[46]Abdel-Moemin AR.Switchingto Black Rice Diets Modulates Low-Density Lipoprotein Oxidation and Lipid Measurements in Rabbits[J].Am JMed Sci,2011,341(4):318-324.
[47]Wang Q,Han P H,Zhang M W,et al.Effect of Black Rice Pigment Fraction Supplementation on Plasma Oxidative Stress,Inflammatory Status and Lipids in Patients with Coronary Heart Disease[J].Journal of Sun Yat-sen University Medical Sciences,2007,28(3):301-305.
[48]Pellegrini N,Serafini M,Salvatore S,et al.Total antioxidant capacity of spices,dried fruits,nuts,pulses,cereals and sweets consumed in Italy assessed by three different in vitro assays[J].Molecular Nutrition&Food Research,2006,50(11):1030-1038.
[49]Verma B,Hucl P,Chibbar R N.Phenolic acid composition and antioxidant capacity of acid and alkali hydrolysed wheat bran fractions[J].Food Chemistry,2009,116(4):947-954.
[50]Kong S,Lee J.Antioxidants in milling fractions of black rice cultivars[J].Food Chemistry,2010,120(1):278-281.
[51]Wolfe K L,Liu R H.Structure-activity relationships of flavonoids in the cellular antioxidant activity assay[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2008,56(18):8404-8411.
[52]Fardet A,Canlet C,Gottardi G,et al.Whole-grain and refined wheat flours show distinct metabolic profiles in rats as assessed by a H-1 NMR-based metabonomic approach[J].Journal of Nutrition,2007,137(4):923-929.