刘瑞海对天然食品健康益处的研究成果

刘瑞海对天然食品健康益处的研究成果刘瑞海是美国康奈尔大学食品科学系教授，是国际食品科学院院士、美国化学家协会农业与食品化学分会会员、美国科学促进会会员，也是《JournalofFoodScience》副主编，并担任其他期刊的顾问和编委会委员。以下是记者GaryTaubes对刘瑞海教授获得高引用的研究成果进行的访谈记录。记者：你是如何开始研究抗氧化剂的？这是你被引用最多文章的研究内容。刘瑞海教授：我们开始研究这项内容是2000年在《Nature》杂志上发表的一篇文章，标题是《营养物质——新鲜苹果中的抗氧化活性成分》（EberhartMV,LeeCY,LiuRH,405[6789]:903-4,22June2000）。在那篇文章中，我们提出一个在抗氧化领域的新概念，我们认为水果和蔬菜中植物性化学物质的综合作用是它们强大的抗氧化功能和抗癌活性的关键。记者：在你发表这篇《Nature》文章之前，你对抗氧化剂的一般看法是什么？是什么促使你发生了改变？刘瑞海教授：我们都知道水果和蔬菜的摄入会降低癌症和心血管疾病的风险，人们一直认为是生物活性物质、植物性化学物质，但是人们试图忽视一种特殊物质——维生素A、E、C和其他活性物质像β-胡萝卜素、叶黄素、番茄中的番茄红素。通过摄入，例如富含β-胡萝卜素的水果和蔬菜，可以降低癌症和心血管疾病的看法，然而β-胡萝卜素目前在蔬菜水果中含量丰富，它被广泛的认为是一种可能的癌症预防剂。然后研究人员做了一个临床试验测试来测试β-胡萝卜素是否是对癌症预防有重要作用。结果令人失望，临床试验中使用β-胡萝卜素组要比对照组多出几乎20%的肺癌。其他临床试验中，例如使用维生素E，单独使用都发现了相似的效果。这些结果使我意识到，也许我们应该研究整个食物而不是仅研究单独的物质。在那篇2000年发表的《Nature》文章中，我们报告了新鲜的苹果有明显的抗氧化活性和抗增殖活性，那也许是第一篇文章说明了植物性化学物质的综合作用是水果蔬菜具有健康益处的原因，而不是单独的物质，整个食物或食物模式对于获得健康益处是必需的。毕竟，我们不会单独摄入维生素，也不会只吃β-胡萝卜素。我们吃整个食物，在水果、蔬菜、全谷物中含有成千上万的植物性化学物质。我们认为水果蔬菜中植物性化学物质的综合作用对于它们强大的抗氧化活性和抗癌活性是关键的。这个研究结果证明了蔬菜水果的摄入会起到明显减少慢性疾病风险的作用，例如癌症。这些发现也说明了消费者应当从蔬菜水果中摄入抗氧化物质来替代营养强化剂，以提高自身的营养和健康水平。记者：你是如何检测苹果或其他水果中的抗恶性细胞增殖活性？刘瑞海教授：我们从新鲜苹果和其他水果中提取这种植物性化学物质，然后利用它们对抗癌细胞并与对照组进行对比。我们发现天然食品——苹果中植物性化学提取物有很强的抑制肿瘤细胞增殖活性。记者：在过去十年中，你引用次数第二高的文章是关于番茄热加工时如何影响这些健康益处的，这项工作的背景是什么？你是如何发现的？还有为什么这篇文章影响这么大？刘瑞海教授：我们都倾向于认为，加工的蔬菜水果相对于新鲜的状态，其营养价值较低。这是你一直以来在教科书上读到的观点。这个传统观点认为食品在加工过程中失去了维生素C，所以被认为损失了营养素。我们在这篇《Nature》文章中提到，苹果中的维生素C对全部抗氧化活性的作用贡献不到0.4%，新鲜苹果中大部分的抗氧化活性来源于植物性化学物质的综合作用。这意味着即使在加工过程中损失了维生素C，也不会发现任何明显的抗氧化活像下降。这个结果促使我们考虑加工过程对植物性化学物质内容和抗氧化活性的影响，这是我们做的第一步。我们发现加工后的番茄相对于未被加工过的番茄事实上含有更高的抗氧化活性。这样的结果也符多酚含量。我们也对加工过的甜玉米做了研究，而且它也提高了抗氧化活性和多酚含量，从而确定了我们在番茄中认为的观点并反驳了传统的观点。这两项研究开启了一个关注加工过程对食品营养影响的全新领域。这些信息也许会通过提高消费者对加工过的蔬菜水果健康益处的认识，而且明显影响他们对食物的选择，以消除食品中的安全隐患，并支持他们从各种各样的食物来源，如水果、蔬菜和谷物中，去获得植物化学性物质或生物活性物质。记者：你认为对于所有的蔬菜水果都是这样吗？刘瑞海教授：我认为要分不同的情况。对于一些水果蔬菜，加工会提高活性，但对于其他的水果蔬菜，加工会降低活性。记者：你是如何将这点变成营养建议的？刘瑞海教授：我鼓励消费者每天摄入更多的水果蔬菜和全谷物，关键是每天要将各种形式的蔬菜水果摄入量总量提高至9到13份，如新鲜的、煮熟的、加工过的以及甚至冷冻过的和罐装的、100%果汁、100%蔬菜汁和干果，这些都可以被认为是一天摄入的蔬菜水果份量。你应该摄入各种蔬菜水果以提供活性物质和营养物质。记者：你对谷物抗氧化活性的研究工作也获得高引用率，请介绍一下。刘瑞海教授：我认为这是我们实验室一个重要的贡献。在我们发现这一点之前，每个人都说从水果蔬菜中摄入抗氧化剂，没有人提到从谷物中摄入抗氧化剂，为什么？因为分析全谷物中植物性化学物质和抗氧化活性的方法类似于水果蔬菜中使用的分析方法，而用这种方法分析得出全谷物的植物性化学物质含量和抗氧化活性非常低。然而，当我们在研究加工处理对于甜玉米营养品质的影响时，发现加工过的甜玉米比未加工的具有更高的抗氧化活性和多酚含量，是因为部分抗氧化物质或植物性化学物质进入结合状态。它们结合在细胞壁、纤维素上，并不容易被用于分析水果蔬菜的传统方法所分离。正如我们所发现，蔬菜水果中的植物性化学物质和多酚主要以自由形式存在。因为甜玉米在加工后与原来不同，促使我们去考虑其他的全谷物。我们考虑了自由态和结合态的抗氧化剂，这是从前的研究所从没有做过的。结果显示，它们显著的低估了全谷物中抗氧化剂含量——谷物中粗含量为85%，小麦中为76%、燕麦中为75%——这还不包括结合状态的植物性化学物质。我们是第一个去分析全谷物中植物性化学物质和抗氧化剂整体情况的。之前从未有人做过。我们认为全谷物包括独特的植物性化学物质，当消费者一起食用时，会与蔬菜水果中的植物性化学物质形成补充效用。这就是为什么我们的文章获得如此高的引用和它们如此重要的原因了。它们开创了抗氧化剂一个新的研究领域——全谷物中的抗氧化剂。记者：在你们这些高引用率的文章发表之后，你们在过去十年中的研究涉及哪些？刘瑞海教授：我们继续研究水果、蔬菜和全谷物中植物性化学物质的健康益处。我们进行了动物实验，例如，研究显示苹果中植物性化学物质可以降低小鼠乳腺癌几率，我们也研究了这些作用机理，并在这方面发表了一系列的文章。记者：你现在做的哪些研究真正让你感兴趣？刘瑞海教授：是我们多年来一直努力研究的内容，而且许多人也已经认为是抗氧化剂研究方法中的革命——细胞抗氧化活性分析（thecellularantioxidantactivityassay，CAAassay）。问题在于，事实上所有先前关于抗氧化活性的研究都是在试管中使用化学抗氧化活性分析方法分析化合物的效应。很难去解释这些数据及其与人类健康的关系，因为一种化合物在试管中的反应也许会与在生理条件、细胞或人类身体中产生的效应不同。如果有一种抗氧化剂可能会防止老年痴呆症，你希望知道它如何进入脑细胞并如何作用于脑细胞。如果有一种化合物能够治疗前列腺癌，你应该检测前列腺中这个化合物。试管分析无法反映细胞摄取情况和真正的活性。一些化合物也许只有在新陈代谢后才具有活性。试管分析并没有覆盖这些方面。所以我们开发了新型的、以细胞为基础的分析方法来检测细胞内的抗氧化活性（WolfeKA,LiuRH,Cellularantioxidantactivity[CAA]assayforassessingantioxidants,foods,anddietarysupplements,J.Agr.FoodChem.55[22]:8896-907,31October2007,DOI:10.1021/jf0715166）。很多人都认为这是抗氧化研究领域的一个里程碑。国际上许多实验室已经在使用这种方法来检测抗氧化活性了。记者：你发表的哪一篇使你最有成就感？刘瑞海教授：我想是整体的食品研究，首先整体食品中植物性化学物质的综合作用是它们具备健康益处的原因，其次是水果蔬菜通过加工可以提高抗氧化活性的发现。记者：你认为抗氧化剂研究中哪部分是最具挑战性的？刘瑞海教授：最具有挑战性的部分是食物的复杂性。研究水果、蔬菜和全谷物中的健康益处并不是简单的提取出一个关键成份进行简单研究就可以。刘瑞海及同事自2001年以来发表的高引用率文章排名文章标题被引次数1SunJ,etal.,Antioxidantandantiproliferativeactivitiesofcommonfruits,J.Agr.FoodChem.,50(25):7449-54,2002.3372DewantoV,etal.,Thermalprocessingenhancesthenutritionalvalueoftomatoesbyincreasingtotalantioxidantactivity,J.Agr.FoodChem.,50(10):310-4,20023203WolfeK,WuXZ,LiuRH,Antioxidantactivityofapplepeels,J.Agr.FoodChem.,51(3):609-14,2003.2324AdomKK,LiuRH,Antioxidantactivityofgrains,J.Agr.FoodChem.,50(21):6182-7,2002.2275ChuYF,etal.,Antioxidantandantiproliferativeactivityofcommonvegetables,J.Agr.FoodChem.50(23):6910-6,2002.191