2008年10月第29卷第10期
食品研究与开发质量安全
黄酮类化合物的安全性研究进展
*,龙海荣1,刘绍州1,杨洋2,续颖1,黄涛1,聂静然1
(1.广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530004;2.广西大学生命科学与技术学院,广西南宁530004)
摘
要:由于对人的健康有益,近年来有关黄酮类化合物的安全性研究开展的十分活跃。对近年来国内外黄酮类化
合物的毒理学试验研究结果进行综述。毒理学研究结果表明多数黄酮类化合物一般无毒,相关的食品及药物的研制和开发具有广阔前景。
关键词:黄酮;多酚;毒理;安全;保健食品
ADVANCESINSAFETYEVALUATIONOFFLAVONOIDS
LONGHai-rong1,YANGYang2,*,LIUShao-zhou1,XUYing1,HUANGTao1,NIEJing-ran1
(1.InstituteofLightIndustryandFoodEngineering,GuangxiUniversity,Nanning530004,Guangxi,China;
2.CollegeofLifescienceandTechnology,GuangxiUniversity,Nanning530004,Guangxi,China)
Abstract:Safetyevaluationsofflavonoidshavebeenactivelydevelopedinrecentyears.Tosummarizedthere-sultsofcurrenttoxicologicalstudiesonflavonoidsathomeandabroad.Theresultsoftoxicologicalshowedthatmostflavonoidsaregenerallynontoxicandcorrelativeresearchanddevelopmentonfoodanddrughaveawideprospect.
Keywords:flavonoids;polyphenols;toxicity;safety;healthfood黄酮类化合物广泛存在于自然界的植物中,属植物次生代谢产物,泛指两个具有羟基的苯环(A和B)通过中央3个碳原子相互连结而成的具有C6-C3-C6结构的一系列化合物。根据其结构特点,可将黄酮类化合物分类为黄酮、黄酮醇、黄烷醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、花色素、查尔酮、双黄酮等[1]。有报道称几乎所有科的植物中都含有黄酮类化合物,至今已鉴定出结构的超过9000多种[2-3]。大量的实验研究表明黄酮类化合物具有抗氧化、抗过敏、抗菌消炎、降血糖、抗病毒、抗肿瘤和护胃保肝等功效[4],因此,以黄酮类化合物为生物活性原料开发成保健食品的前景十分乐观。
一种有前途的生物活性成分应当符合以下5个原则:①对人体细胞有益并无毒性作用;②活性成分稳定,且能够口服;③作用机制明确,且作用效果明显;④能够被人群所接受;⑤成本低,能为市场所接受。保人群健康需健食品的成功推出一般经历以下过程[5]:
求→新概念的提出→产品研发或产品原型的进化→功效学及安全性评价→功效及安全的证据搜集→上市推广。这其中安全毒理学评价环节因直接关系到人群的
作者简介:龙海荣(1982-),男(汉),硕士研究生,研究方向:功能性食品。*通讯作者
健康而显得尤为重要。食品安全问题历来都是食品与营养学家们关注的热点,近年来有关保健食品及其原料的毒理学研究开展的十分活跃。要开发黄酮类化合物作为保健食品的生物活性成分,其毒理学研究是非常必要的。综述了近年来国内外有关黄酮类化合物的毒理学研究进展,对安全合理的利用黄酮类化合物具有一定的指导意义。1毒理学中的量效关系
毒理学之父Paracelsus(1493-1541)曾说过“所有:的物质都是毒物,没有一种不是毒物的。正确的剂量才使得毒物与药物得以区分(Therightdosedifferentiatesapoisonfromaremedy)。”剂量(dose)是毒理学研究中最重要的概念,在毒理学评价中常用的剂量指标包括、最大耐受量(MTD)、最大无作用量半数致死量(LD50)(MNEL)或未观察到有害作用剂量(NOAEL)等等。
剂量-反应关系(dose-responserelationship)指外源化学物的剂量与其毒性反应之间的相互关系,是毒物危害特征分析的一个关键内容,剂量-反应关系的存在被视为受试物与机体损伤之间存在因果关系的最重要证据。由于人体剂量-反应关系的定量资料一般不能
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获得,因此通常用实验动物的试验资料为基础。2黄酮类化合物的毒理学研究2.1一般毒性
外源化学物在一定剂量、一定接触时间和接触方式下对试验动物产生的综合毒效应称为一般毒性(generaltoxicity),又称为基础毒性(basictoxicity),一般毒性研究主要揭示外源化学物与动物之间的量效关系,根据接触毒物的时间长短又分为急性毒性试验、亚慢性和慢性毒性试验。2.1.1急性毒性
急性毒性(acutetoxicity)是指机体(人或实验动物)1次接触或24h多次接触化学物后在短期(最长14d)内所发生的毒性效应,包括一般行为、外观改变、大体形态改变及死亡效应。急性毒性试验是经口一次性给予或24h内多次给予受试物后,短时间内动物所产生的毒性反应,包括致死的和非致死的指标参数,致死剂量通常用1/2致死剂量LD50来表示,其单位是即mg/kg体重。每kg体重所摄入受试物质的毫克数,
早在1952年,Sullivan和Ambrose就分别研究了非纯品和纯品的急性毒性[6],近年来,有栎精(quercetin)关黄酮类化合物的毒性研究日渐趋热。Yamakoshi等人研究小组对葡萄籽提取物(GSE,主要成分原花色苷)进4g/kg体重行毒理学研究,经口急性毒性试验结果表明,的剂量对受试大鼠无任何生理影响[7]。Shoji等人也研究苹果多酚(AP)对大鼠的经口急性毒性,试验大鼠未表现不良症状,试验结果显示AP的最小致死剂量大于2000mg/kg体重[8]。Féres等人研究了巴西豆科植物DMB的水醇提取物(含76%芦丁)对小鼠的急性毒性,实验小鼠有轻微可恢复的异常症状,结果显示DMB的水醇提取物的LD50>5000mg/kg体重[9]。Nagasako-Akazome等人对蛇麻素(lupulin)进行安全性评价,急性毒性试验显示2000mg/kg剂量未引起大鼠的死亡,综合观测数据没有显著的统计学意义,但该剂量下部分大鼠产生轻微腹胀[10]。陆伯益等人研究了竹叶抗氧化物(AOB)的对大鼠和小鼠的急性毒性试验,得出大大于10g/kg体重,实鼠和小鼠的最大耐受剂量(MTD)验结果显示AOB实际无毒[11]。李慧等人检验某种含葛根黄酮(puerariaflavonoid)的保健食品的急性毒性,实验结果显示该含葛根黄酮的保健食品对雌雄小鼠LD50均大于10000mg/kg体重,属实际无毒物质[12]。张喜平等人的研究得出黄芩素(baicalein)胶囊具有较好的安全性,LD50>15g/kg体重[13]。通过这些急性毒性试验可以看出,这些黄酮类化合物在适当的剂量下是安全的。
2.1.2亚慢性与慢性毒性
亚慢性毒性(subchronictoxicity)试验也叫亚急性毒性试验,是在相当于动物寿命的10%左右时间内使动物每日或反复多次接触被检化学物质的毒性试验。而慢性毒性(chronictoxicity)是指人或试验动物长期(甚至终生)反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应。
Yamakoshi等人用葡萄籽提取物(GSE)对大鼠进行90d亚慢性毒性试验,食物中含GSE高达2%(约1500mg/kg体重)。实验大鼠无任何异常生理反应,各种实验检验参数的变化也没有显著的统计学意义[7]。Bentivegna等人研究葡萄籽和葡萄皮提取物(GSE和GSKE)对大鼠的3个月亚慢性毒性。试验对高剂量组(食物含GSE或GSKE2.5%)和对照组进行组织病理学检查,结果显示没有与处理剂量相关的变化,实验得雌性大出NOAEL值为雄性大鼠1780mg/kg体重/d,鼠2150mg/kg体重/d[14]。Shoji等人研究苹果多酚(AP)对大鼠的90d亚慢性毒性,在2000mg/kg体重/d的剂量下,大鼠的体重、食物消耗量、临床化学和组织病理学等参数与对照组没有显著差别,该研究认为在在平均膳食剂量下AP对人体是安全无毒的[8]。Féres等人研究同时研究了DMB的水醇提取物对大鼠的180d慢性毒性,实验结果显示1000mg/kg剂量组没有任何临床反应,2000mg/kg剂量组在试验初期有竖毛、活动4d后症状消失,在试验第31d ̄42d之间减退等症状,
出现轻微变化如呼吸困难、疲劳、衰弱等,试验期间所有受试动物无一例死亡[9]。Ruiz等人研究栎精(quercetin)经过28d喂养试验,在对Swiss小鼠的短期口服毒性,
30、300或3000mg/kg体重/d剂量下,与对照组相比较,除血红蛋白和血细胞比容有所减少外,其它毒理学参数如体重、食物和水消耗量、临床化学检验等均没有异常[15]。Nagasako-Akazome等人进行蛇麻素(lupulin)的90d亚慢性毒性试验,临床评价没有发现明显的毒性效应,试验认为蛇麻素的NOAEL值为2000mg/kg体重/d[10]。陆伯益等人也研究了竹叶抗氧化物(AOB)对大鼠的90d亚慢性毒性,试验过程中大鼠的临床体征没有发现异常,血液、临床化学和组织病理学参数没有显著变化,得出AOB的NOAEL值为4.30g/kg体重/d[11]。刘兆平等人研究主要活性成分为厚朴酚(magnolol)的厚朴的亚慢性毒性,得出NOAEL值大于皮提取物(MBE)240mg/kg体重/d,也认为厚朴酚可以安全使用[16]。2.2致突变性与致癌性
致突变性(mutagenicaction)是指外来因素引起细胞核中的遗传物质发生改变的能力,而且这种改变可随同细胞分裂过程而传递。常用的检验化学致突变作
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用的试验主要有骨髓微核试验、骨髓细胞染色体畸变试验、Ames试验等。致癌性(carcinogenicity)是指外源化学物诱发肿瘤形成能力,分为体外试验、短期致癌试验和长期致癌试验3类。
Yamakoshi等人进行Ames试验研究GSE的诱变性,试验得出4种受试菌株的各个剂量组均没有出现回复突变菌落数的显著增加,即表明在试验剂量下,GSE无致突变作用。在体外染色体畸变试验中,试验结果呈阴性,经GSE处理的各组CHL细胞分裂中期的染色体畸变率差别没有显著的生物学和统计学意义[7]。Shoji等人对AP进行Ames试验,受试菌株TA98在2500μg/平皿的处理浓度(未加S9混合液)下回复突变体数目出现轻微增加,而其它受试菌株(包括TA100、TA1535、TA1537和大肠杆菌WP2uvrA)在5000μg/平皿的处理浓度下,加或不加S9混合液试验结果均显示阴性。染色体畸变试验显示,在0.313g/L浓度下,加或不加S9混合液,AP均没有引起CHL/IU细胞的任何异常。微核试验也显示经2000mg/kg剂量处理后,小鼠嗜多染红细胞微核出现的频率与对照组没有显著性差异[8]。Nagasako-Akazome等人研究得出蛇无致突变性和遗传毒性,Ames试验和微麻素(lupulin)李宁等人研究厚核试验结果均显示阴性[10]。国内方面,
朴皮提取物(MBE)的潜在遗传毒性,实验结果提示MBE没有遗传毒性,该研究认为食用MBE是安全的[17]。陆伯益等人的研究也得出竹叶抗氧化物(AOB)无致突变性和遗传毒性[18]。环飞等人分别从基因突变和染色体畸变,体细胞和生殖细胞,体内和体外,真核和原核细胞方面较全面地评价了栎精(quercetin)的致突变性。结果表明对原核生物显示出致突变性,对哺乳动物细胞染色体无损伤作用[19]。对含葛根黄酮的保健食品进行的Ames试验、微核试验和小鼠精子畸形试验结果均为阴性,提示没有遗传毒性作用[12]。
由于致癌是一种后果严重的毒性效应,因此致癌性评定是一项极其重要、慎重而又复杂的工作。只有长期的终生试验才被公认为可得到确切证据来说明对动物有无致癌性。但长期动物试验费时、费力并耗费大量经费,所以在进行长期动物试验前,应先进行致突变试验对受试物的致癌性进行初步推测。2.3生殖与发育毒性
生殖毒性(reproductivetoxicity)是指雌性和雄性生殖系统暴露于外源因子而产生的有害生物效应,发育毒性(developmentaltoxicity)是指生物体孕前、出生前或出生后直至性成熟过程中各种因素对发育机体的有害生物学效应。
McClain等人以大鼠为试验动物研究染料木素(genistein)的生殖与发育毒性。体外全胚胎培养(WEC)1、3、10、30、100mg/L,中染料木素的处理浓度分别为0、
结果显示在1mg/L和3mg/L的浓度下胚胎没有任何异常;在10mg/L和30mg/L浓度下虽没有明确的毒性表征,但胚胎的生长和分化受到了轻微的损伤;而在100mg/L浓度下,所有的胚胎都产生畸变。在雌性大鼠妊娠的第6天 ̄第20天,经口腔饲染料木素以观察其对胚胎和胎儿发育影响,结果显示在1000mg/kg体重/d剂量下没有明显致畸性,但是该剂量增加了幼崽的死亡率,使幼崽体质变弱,体重减轻,母乳摄食量减少
[20]
。Faqi等人研究大豆异黄酮对雄性Wistar大鼠的生
殖毒性,选取10周龄大鼠,每天掺饲大豆异黄酮200mg/kg或2000mg/kg体重,持续12个月,结果显示精子数量与精子形态没有受到显著影响,试验认为长期服用大豆异黄酮不太可能影响雄性生殖功能[21]。3展望
大部分毒理学研究提示黄酮类化合物一般无毒,由于黄酮类化合物可能存在几种不同的作用机制与合成途径,研究者们对其实验结果的解释可能仍然存在不足之处。今后的黄酮类化合物的研究需要关注的是生物利用度、代谢动力学、体内的氧化损伤以及长期服
22]
。开发出可靠的令人信服用产生的慢性后果等方面[4,
的模型或系统以精确评估黄酮类化合物在人体内的代谢作用是十分必要的。
各种生物活性及其无毒性显示出黄酮类化合物作为食品和药品的新原料是安全可行的,而且前景广阔。毫无疑问,保健食品在食品市场上潜力巨大,但是从植物中提取的活性物质用于设计保健食品时需要严格评价其潜在的危险性,此外,还需要考虑活性成分的稳定性以及加工和贮藏过程中活性成分与其它食品成分的交互作用。保健食品的概念介于食品与药品之间,国际上还没有统一的通用法则,因此针对保健食品的政策与法规也需要更加完善。毕竟,消费者的健康安全在任何时候都是高于商业利益的。参考文献:
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食品感官与物理检验在食品质量优劣
现场监测中的应用
农志荣,黄卫萍,陆建林,陈智理,郭静婕
(广西农业职业技术学院食品与机电工程系,广西南宁530007)
摘
要:针对食品市场存在的安全隐患,概述食品感官检验与物理检验的特点,采用感官与物理检验进行食品质量
优劣现场监测的一般方法以及应注意的问题。关键词:感官检验;物理检验;食品质量;现场监测
THEAPPLICATIONOFFOODSENSORYANDPHYSICALINSPECTIONINTHESITEMONITORINGON
THEFOODQUALITY
NONGZhi-rong,HUANGWei-ping,LUJian-lin,CHENZhi-li,GUOJing-jie
(DepartmentofFoodScience&MechatronicalandElectronicsEngineeringGuangxiAgricultural
VocationandTechniqueCollege,Nanning530007,Guangxi,China)
作者简介:农志荣(1957-),女(壮),副教授,本科,研究方向:果蔬贮运与加工技术,食品营养与检测。
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收稿日期:2007-12-23
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