综述:反刍动物肉和奶中的酚类化合物及其衍生物:系统综述

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》:Phenolic Compounds and Derivatives in Ruminant Meat and Milk: A Systematic Review

【字体: 时间:2025年11月17日 来源:Journal of Agricultural and Food Chemistry 6.2

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  反刍动物奶肉中多酚的浓度、多样性及其影响因素研究。系统综述39项研究,鉴定356种多酚,山羊奶总酚含量最高(1390 μg GAE/mL),牛肉多样性最丰富(164种代谢物)。发现有机/生态养殖、新鲜牧草、青年牧草及反刪兽自身代谢均显著提升多酚水平,且通过肠道微生物转化为对人体有益的代谢物如equol、hippuric acid。建议整合土壤-植物-动物-人类健康多学科研究。

  ### 中国及世界范围内对反刍动物肉和奶中酚类物质浓度与多样性的研究综述

随着全球消费者对源自放牧和草饲动物的产品兴趣日益增长,对反刍动物肉和奶中酚类物质的研究也逐渐增多。这种趋势不仅反映了对动物福利和可持续发展的关注,还源于对草饲动物产品营养价值的认知提升。研究表明,草饲动物产品通常具有更优的脂肪酸组成,包括较低的ω-6与ω-3脂肪酸比例以及较高的长链饱和和多不饱和脂肪酸含量。此外,这些产品中富含的植物化学物质,如萜类、类胡萝卜素、酚类、异黄酮、黄酮类、芥子油苷及其代谢物,被认为具有显著的健康益处。然而,尽管这些植物化学物质对动物代谢健康的研究已有系统总结,其对人类健康的潜在价值仍缺乏充分探讨。

### 反刍动物作为生物媒介的潜力

反刍动物在连接土壤、植物与人类饮食方面扮演着独特的生物媒介角色。它们能够将植物中原本不被人类直接消费的酚类物质转化为生物活性代谢产物,并将其转移到肉和奶中。这种转化过程不仅增强了植物化合物的生物可利用性,还可能提升其对人类健康的潜在益处。例如,某些植物源性酚类物质在反刍动物体内经过微生物代谢后,可能以更易被人体吸收的形式存在,如羟基苯乙酸、对甲酚硫酸盐和等同醇(equol)等。这些化合物在动物体内经过一系列生物转化过程,包括氧化、还原、水解和共轭反应,最终以不同的代谢形式进入血液循环,从而可能对宿主健康产生积极影响。

### 酚类物质在肉和奶中的浓度差异

在本系统综述中,共分析了39项研究,从中识别出356种不同的酚类物质,涵盖了肉类和奶制品。值得注意的是,羊奶和牛奶在酚类物质的浓度和多样性方面表现突出。例如,羊奶的总酚类含量(TPC)最高,达到1390 μg GAE/mL,而通过靶向质谱分析,其酚类浓度也高达26.79 μg/mL。相比之下,牛肉的酚类物质多样性最为丰富,达164种代谢物,其次是羊奶(110种代谢物)。然而,牛肉由于研究数量较多,其浓度数据的代表性可能受到一定影响。此外,研究还发现,有机或生态农业系统、新鲜饲料与保存饲料、以及年轻与成熟牧草通常与更高的酚类含量相关联。例如,红三叶草支持的牧草比菊苣、苜蓿或白三叶草具有更高的酚类多样性,而玉米青贮则比黑麦草青贮具有更高的酚类浓度。

### 分析方法对酚类物质研究的影响

酚类物质的分析技术是研究其在肉和奶中的浓度与多样性的重要工具。传统的总酚类含量(TPC)测定方法虽然应用广泛,但其灵敏度有限,且难以区分具体的酚类化合物。近年来,高分辨率质谱(HRMS)和三重四极杆(QQQ)等现代分析技术的应用,显著提高了对微量酚类物质的检测能力。例如,Orbitrap HRAM分析器能够在每次扫描中捕捉数千个离子,并具有极高的信噪比,从而有助于在复杂的基质中识别微量酚类物质。而QQQ仪器则提供了高达六级的线性范围和低至皮克/毫升的检测限,使其能够对数百种代谢物进行快速定量分析。这些技术的结合为研究植物酚类物质向动物产品转移的全过程提供了更全面的视角。

然而,分析方法的多样性也给研究带来了挑战。例如,非靶向代谢组学方法虽然能够检测数千种代谢物,但其灵敏度较低,并且受限于光谱库的覆盖范围。某些研究利用非靶向方法检测到大量代谢物,但实际能够准确注释的酚类物质却有限。相比之下,靶向代谢组学方法在灵敏度和准确性方面表现更优,但其对代谢物的检测数量受限于纯化标准品的可得性。因此,未来的研究需要在非靶向与靶向方法之间取得平衡,以全面揭示酚类物质在动物产品中的代谢图谱。

### 酚类物质在肉和奶中的代谢过程

植物酚类物质在反刍动物体内的代谢过程是一个复杂而重要的生物转化过程。这些物质在瘤胃中经过微生物作用,经历三种主要的生化途径:侧链氢化生成饱和的3-苯基丙酸衍生物;甲氧基基团的脱甲基化生成游离的酚类羟基;以及芳香环的还原二羟基化生成更简单的芳香分子。这些代谢产物通常比植物中的原化合物具有更高的水溶性和生物可利用性,因此更容易进入循环系统并发挥其生物活性。

此外,小肠中的乳糖酶-芦丁水解酶(LPH)等酶类能够进一步分解黄酮苷,使其通过被动扩散吸收。这种机制使得原本难以被人体吸收的酚类物质能够通过反刍动物的消化系统转化为更具生物活性的代谢物。例如,某些黄酮类物质在瘤胃中被代谢为更简单的芳香化合物,这些化合物在动物体内可能发挥抗氧化、抗炎和代谢调节等多种作用。

### 酚类物质在肉和奶中的多样性

除了总含量外,酚类物质的多样性同样值得关注。不同的酚类化合物可能具有不同的代谢效果和生物活性。例如,在本综述中,总共鉴定了356种酚类物质,其中193种仅在奶中发现,而不在肉中。羊奶中发现了最多的酚类化合物(160种),其中包括110种独特的化合物。相比之下,牛奶中发现的酚类物质数量较少(98种),而山羊奶和水牛奶则分别发现70种和28种。这种多样性可能与研究重点有关,例如,仅有一项研究涉及水牛奶的酚类分析。

在肉类中,牛肉的酚类物质种类最为丰富,共发现203种,其中132种为牛肉特有。羊肉和猪肉则分别发现了5种和12种独特的酚类物质。从类别上看,牛肉中发现了39种有机化合物、39种黄酮类、32种生物碱、16种酚酸、15种多酚等。而羊肉中则主要发现5种黄酮类,山羊肉则发现了更少的种类。这些结果表明,不同动物种类和其饮食来源对酚类物质的种类和含量有着显著影响。

### 医用植物中的酚类物质在动物产品中的存在

反刍动物的肉和奶不仅包含来自普通牧草的酚类物质,还可能引入来自医用植物的化合物。例如,本综述中鉴定了18种可能具有治疗潜力的医用植物来源的酚类物质。其中,一些化合物如 Aloperine、Brucine 和 Corydaline 被发现存在于牛肉中,这些物质具有抗炎、抗癌和镇痛等作用。此外,Dictamnine 和 Dihydropalmatine 等化合物也与抗癌、抗炎和调节代谢相关。然而,这些化合物的摄入可能存在一定的风险,例如 Brucine 和 Corydaline 在高剂量下可能具有毒性。

值得注意的是,这些医用植物中的酚类物质通常在动物体内经过代谢,以更安全的形式存在。例如,Brucine 在动物体内可能被转化为更安全的代谢产物,从而减少其毒性风险。此外,动物通过选择多样化的牧草和植物,能够调节其体内酚类物质的组成,从而优化其代谢健康和免疫功能。

### 酚类物质的生物活性与人类健康

虽然只有不到5%的摄入酚类物质以原形出现在血液中,但其代谢产物在体内可能发挥重要的生理作用。例如,Hippuric acid(苯甲酸)被认为具有改善空腹血糖、促进胰岛素分泌以及减少结肠炎等作用。此外,P-Cresol sulfate(对甲酚硫酸盐)在动物模型中显示出抗炎特性,并且在比较草饲与谷饲动物的研究中经常被提及。Enterolactone(肠二醇)则与降低激素依赖性癌症风险、减少雌激素敏感细胞增殖以及改善心血管健康相关。

Equol(等同醇)是一种重要的代谢产物,尤其在羊奶和牛奶中被频繁检测到。Equol 通过与雌激素受体(ER-β)结合,可能对更年期症状和骨骼健康产生积极影响。此外,Pyrogallol 和 Catechol 硫酸盐等代谢产物也具有抗氧化、抗炎和抗癌特性,并且能够调节碳水化合物代谢。这些发现表明,动物源性酚类代谢产物可能在人类健康中发挥重要作用,尤其是在心血管、代谢和神经保护方面。

### 研究中的挑战与未来方向

尽管近年来对反刍动物肉和奶中酚类物质的研究取得了显著进展,但仍存在一些挑战。首先,对瘤胃和肠道微生物代谢途径的深入研究仍显不足,这限制了我们对酚类物质在动物体内转化过程的理解。其次,酚类物质在动物产品中的浓度通常较低,这使得它们的检测和定量变得困难。此外,由于不同研究采用的分析方法和提取溶剂存在差异,跨研究的比较仍然具有挑战性。

未来的研究应注重跨学科合作,包括农业、生态学、营养学、分析化学和数据科学。通过标准化采样、改进提取方法和扩展光谱库,可以更准确地评估酚类物质在动物产品中的浓度和多样性。同时,应加强对这些代谢产物在人体中的生物活性和健康效应的直接研究,以验证其在人类营养和健康中的潜在价值。

### 结论

反刍动物在连接土壤、植物和人类饮食方面具有独特的作用,它们能够将植物中的酚类物质转化为更具生物活性的代谢产物,并将其转移到肉和奶中。这种转化过程不仅提高了植物化合物的生物可利用性,还可能为人类健康提供额外的益处。尽管目前的研究仍存在一定的局限性,如分析方法的不统一和代谢路径的不明确,但随着技术的进步和研究的深入,我们有望更全面地理解这些物质在动物产品中的存在及其对人类健康的潜在贡献。未来的研究应更加关注动物源性酚类物质的代谢特性,以及它们在人体中的生物活性,以推动这一领域的发展,并为营养和健康研究提供新的视角。
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