综述:维生素C、B2和B9(叶酸)在营养与健康声称中的生物利用度:一项批判性评价
《Food Production, Processing and Nutrition》:Bioavailability of vitamins C, B2 and B9 (Folate) in nutrition and health claims: a critical appraisal
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年11月20日
来源:Food Production, Processing and Nutrition 4
编辑推荐:
本综述深入剖析了维生素C、B2(核黄素)和B9(叶酸)的生物利用度(Bioavailability)复杂性及其对欧盟营养与健康声称(NHCR)法规的影响。文章指出,法规对维生素的定义过于简化,未能充分反映其在食物中的多种生物活性形式(如维生素C的L-抗坏血酸和脱氢抗坏血酸DHA),而实验室测量方法(如HPLC-UV、LC-MS)与体内实际生物活性(Bioactivity)存在差距。作者呼吁决策者需更精准地界定维生素化合物,以协调实验室测量、法规要求与人体实际吸收利用之间的关系,从而确保声称的科学性和消费者信任。
引言
不健康的饮食习惯,特别是用营养价值低的食物替代健康食物,长期持续会导致营养不良和体重增加。水果和蔬菜富含具有健康促进作用的成分,如植物化学物、维生素、矿物质和纤维。这使得它们成为营养领域“双重职责行动”的理想载体,即能够同时应对营养不良和肥胖等非传染性疾病(NCDs)负担的干预措施。在这些行动中,在新鲜农产品上使用营养和健康声称(以下简称“声称”)是一种实际应用,旨在促进其购买。这些声称在欧盟《营养与健康声称法规》(NHCR)的框架下运作,必须得到科学证据的支持。
然而,支撑这些声称的信息来源,如国家食物成分数据库,往往数据过时,且未能在相关地理、气候和品种水平上进行区分。这在确定新鲜农产品中维生素浓度时变得尤为明显。维生素通常是一个统称,涵盖了多种具有不同化学结构的形式。这些不同形式的生物利用度——即实际被吸收并产生健康效应的量——受多种因素影响,但以往研究很少同时考虑这些因素及其对声称所预期健康效应的影响。
生物利用度:生物可及性与生物活性
维生素C、B2和B9是蔬菜中含量较为丰富的维生素,可用于支持相关声称。生物利用度包含两个核心概念:生物可及性(Bioaccessibility)和生物活性(Bioactivity)。
生物可及性指的是摄入的维生素从食物基质中释放出来并可供肠道吸收的量。生物活性则描述了到达体循环、可供靶器官和组织利用、并参与分子活动的生物活性化合物部分。对于营养与健康声称而言,生物活性至关重要,因为它是实现声称效应的部分。
维生素C
维生素C是所有具有L-抗坏血酸生物活性的化合物的统称。其生物活性形式在植物中主要以其还原形式L-抗坏血酸盐存在,其次是其氧化形式脱氢抗坏血酸(DHA)。维生素C在胶原蛋白合成中作为辅因子,并作为电子供体参与多种氧化还原反应。
研究表明,蔬菜中维生素C的膳食生物利用度高达80-90%,与合成来源相当。然而,维生素C非常不稳定,在储存和烹饪过程中容易氧化降解。快速加热方法(如微波加热)可通过破坏氧化酶活性来提高其生物利用度。两种形式的维生素C都具有生物可及性,因为DHA在细胞中可以被还原为抗坏血酸。
维生素C的生物可及性可能受到食物基质中成分(如纤维素)的影响。其稳定性受pH值影响,在胃部酸性条件下较稳定,但在肠道中性或碱性环境中损失严重(可达30%-95%)。抗坏血酸通过钠依赖性转运体在回肠和空肠吸收,而DHA则通过葡萄糖转运体在十二指肠和空肠扩散吸收。吸收后,两者共同构成体内L-抗坏血酸阴离子池,这是生理pH下的主要活性形式。
在欧盟法规中,仅使用“维生素C”这一通用术语,并未明确其具体形式(如L-抗坏血酸、DHA)。欧洲食品安全局(EFSA)指出,维生素C的授权形式是L-抗坏血酸和抗坏血酸盐,但对DHA是否被界定则未明确说明。营养声称和健康声称的 cutoff 值基于营养素参考值(NRV,80毫克)的15%(“来源”)或30%(“高含量”)。
测量维生素C的色谱法(如HPLC-UV)较为准确。然而,由于DHA的紫外吸收弱,同时定量L-抗坏血酸和DHA存在困难,常通过还原法测定总抗坏血酸。这可能导致对食物中总维生素C生物利用度的估计不准确,且忽略了DHA作为一种生物活性形式的重要性。
维生素B2(核黄素)
核黄素是黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)辅酶的重要组成部分,参与多种电子传递反应,如宏量营养素代谢。食物中90%的维生素B2以FMN和FAD形式存在,其余10%为游离形式。
核黄素对热加工相对稳定,但对光敏感,暴露于光线下会不可逆地转化为光黄素和光色素。作为水溶性维生素,它也容易在烹饪过程中流失到水中。
维生素B2的生物可及性取决于其在食物基质中的形式。当与黄素复合物共价结合时(常见于植物基质),其可及性较低。在肠道吸收前,核黄素需要通过蛋白水解和水解释放出来。游离核黄素通过载体介导的转运体在小肠近端吸收。与动物源相比,植物源核黄素的生物可及性(约63%)和生物活性(42-60%)相当,但血清浓度较低(约20%),而通过尿液测定估算的真实吸收率约为60%。吸收后,核黄素在细胞内被磷酸化为FMN和FAD,这是其主要的生物活性形式。
法规认为核黄素已被充分表征,可声称的形式包括核黄素及其合成形式核黄素-5‘-磷酸钠盐(FMN钠)。声称的 cutoff 值基于NRV(1.4毫克)的15%或30%。
高效液相色谱法(HPLC)是常用的测量方法,回收率良好(95.2%-105%)。样品前处理通常需要酶解以释放游离核黄素。然而,法规仅承认游离和合成形式,忽略了食物中大量存在的活性形式(FMN和FAD)。
维生素B9(叶酸)
叶酸包括以蝶酰谷氨酸(PGA)为基本结构并具有相似活性的一系列化合物。膳食叶酸主要以其还原形式四氢叶酸(FH4)的聚谷氨酰衍生物形式存在。植物性食物中的叶酸形式多样,如5-甲基-FH4、5-甲酰基-FH4和10-甲酰基-FH4,谷氨酰基数量也不同。叶酸(Folic acid)是合成的、完全氧化的单谷氨酸形式,常用于强化食品。
叶酸对氧、光、热和金属离子敏感,容易氧化降解。烹饪方法如真空低温烹饪、微波、蒸煮和焯水能保留较高的叶酸含量。
合成叶酸比膳食叶酸更稳定,生物利用度约是后者的两倍。混合膳食中膳食叶酸的生物利用度可达80%,但绿色蔬菜的平均生物利用度约为54%。叶酸的聚谷氨酸形式阻碍肠道吸收,植物源叶酸的生物利用度似乎低于动物源。食物中的抗叶酸物质、个体营养状况(如铁和维生素C水平)都会影响其利用。在肠道中,叶酸聚谷氨酸需要先水解释放为单谷氨酸形式才能被吸收。
法规中的“叶酸”涵盖了天然存在于食物中的PGA化合物和允许添加的形式。允许添加的形式包括蝶酰单谷氨酸、L-甲基叶酸钙等。声称基于NRV(200微克叶酸)的15%或30%。EFSA建议针对特定人群(如孕妇)的适当参考摄入量应为400微克。
叶酸的测量方法包括微生物学法和色谱法。微生物学法使用乳酸杆菌,能测量所有叶酸形式,是欧洲标准化委员会(CEN)推荐的方法。色谱法(如HPLC、LC-MS)只能定量单谷氨酸叶酸,因此前处理也需要酶解去卷积化。酶提取过程的选择对叶酸稳定性影响很大,导致报道的食物叶酸浓度存在显著差异。
焦点与展望
新鲜农产品中的维生素生物利用度是一个复杂且多方面的概念,受食物基质、加工、个体差异等多种因素影响。当前法规对维生素的定义往往过于简化,未能充分反映其在食物中的多种生物活性形式,而实验室测量方法也可能无法完全模拟人体内的真实消化和利用过程。
- 1.更精确地界定维生素化合物,特别是其不同的生物活性形式。
- 2.开发和应用更贴近人体生理条件的测量协议,以更好地评估生物可及性和生物活性。
- 3.认识到食物基质和整体膳食模式对维生素生物利用度的重要影响。
- 4.在制定法规和评估声称时,考虑特定人群(如孕妇、吸烟者)可能增加的营养素需求。
通过采取这种更全面、更精准的方法,可以更好地协调实验室测量、法规要求和人体实际营养需求,从而确保营养与健康声称的科学性、准确性和可信度,最终促进公众健康和消费者对食品声称的信任。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号