生命体中的抗氧化合物

对于自由基的破坏作用我们也没有必要那样悲观，因为我们的身体并非束手待毙，机体可以生成多种对抗乃至消灭自由基的抗氧化物质，其中有：消除超氧阴离子自由基的酶——超氧化物歧化酶（SOD）；消除过氧化氢和羟基自由基的酶——过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化酶。

就SOD而言，科学家认为，如果衰老是自由基对细胞的破坏所造成的，那么生物体体内抗氧剂的多少将是消除这一损伤的重要因素，因此生物体内抗氧剂的含量和活性就应当与生物体的寿命相关。他们测量了12种灵长类和2种啮齿类动物脑、肝和心组织中的SOD含量，除以基础代谢速率（SMR），结果与寿限（LSP）有着非常好的相关性，相关系数r＝0.998，其中寿命最长的人类具有最大的SOD/SMR，而寿命较短的动物有较小的SOD/SMR，如图6-2所示。所谓基础代谢指的是人体在基础状态下的能量代谢，即是指人处在清醒而又非常安静，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素影响时的状态。单位时间内的基础代谢称为基础代谢率。从图6-2上可以看出，一个物种一生所利用氧的总量，可能是和体内SOD的量成正比的。

图6-2　灵长类和啮齿类动物肝脏中SOD/SMR与LSP的相关性

生命体中除了存在着抗氧酶之外，还存在着硫辛酸（见5-5-2）抗氧剂，它是生命体自身所具有的一种天然的强效抗氧化合物。此外，还有很多动植物中存在着其他天然的抗氧化合物，尤其是在我们的食品中。蔬菜和水果正是产生抗氧化物质的重要原料，它们含有大量的天然维生素E（维生素E是脂溶性的，因此最适合对付细胞壁内的自由基）、维生素C（维生素C是水溶性的，因此最适合对付血液和血浆中的自由基）、胡萝卜素、硫辛酸以及矿物质硒（在制造谷胱甘肽过氧化酶时必须有它的参与）。

除了生命体中存在着抗氧剂外，我们还可以从食品中吸收抗氧剂。例如，营养学家发现老年人常食生姜可以延缓衰老，生姜中含有的辛辣成分被人体吸收后，能够抑制体内过氧化脂质的生成。生姜的抗氧化作用要比目前食品工业中应用的抗氧剂——维生素E的作用还明显。早在2000多年前，孔子就有“不撤姜食，不多食”之说。姜中含有多种活性成分，其中的姜辣素有很强的对付自由基的本领。另据日本癌症治疗研究中心的报道，鲜姜中含有抗癌物质，其中含有的多元酸——人参萜三醇可以抑制癌细胞增殖。

新加坡科学家经研究也发现：酱油（由大豆酿造的品质好的酱油）也具有非常高的抗氧化天然成分，每滴酱油能在1分钟内消灭47～147个单位的自由基。而且酱油所含抗氧化成分还不止一种，各成分消灭自由基的时间长短不一，因而能不断地消灭自由基，其效果要比传统的抗氧化剂维生素C和维生素E高出10多倍。台湾辅仁大学的研究人员发现在白水中煮肉时，猪肉中的胆固醇氧化产物（COP）的浓度总计为每克产生2226纳克（COP大量存在时会有害，能转换成致癌物）。但用不同量的酱油和糖腌制的肉在烹煮24小时后，其中的COP量有大幅度的下降，10%的酱油可使COP水平下降63%，而10%的糖则使COP减少71%。而在中国传统的食谱中，10%的酱油和1%的糖可使猪肉在烹煮后的COP减少60%。

近年来，除了通常所说的营养素：蛋白质、糖类、脂肪、维生素、纤维素以及矿物质外，其他营养素也开始引起人们的关注。有人把植物素称为继食物纤维素之后的第七种营养素，它的主要功效就是抗氧化。植物素的种类大约有1万种，具有代表性的有黄酮类化合物（如花色素、儿茶素、大豆异黄酮等，又叫生物类黄酮），还有酚酸类化合物（芳香族酸的苯环上连接有羟基，多为对羟基苯甲酸和对羟基苯丙烯酸的衍生物）。

黄酮类化合物和酚酸类化合物又统称为多酚类化合物（因为它们均是含有酚基团的化合物），在蔬菜和水果中广泛存在，新鲜蔬菜中的多酚含量可高达0.1%，它们是蔬菜和水果（如苹果）中所含有的重要的抗氧化成分。研究表明莴苣、大蒜及其水溶性提取物能有效清除羟基自由基、超氧阴离子自由基等活性氧自由基。花菜含有的类黄酮，能够阻止胆固醇氧化，防止血小板凝结成块，因而可降低心脏病与中风的危险。

多酚类化合物都是由碳、氢、氧元素组成的化合物，分子结构中常见的取代基有—OH，—OCH3等。由于其分子结构中含有多电子的羟基（酚基）部分，是氢或质子的给予体，因此具有超强的抗氧化能力，能有效清除人体内自由基，经单电子转移方式可直接清除单重态氧（一种处于激发态的分子氧）、羟基自由基等。还可阻止不饱和脂肪酸、花生四烯酸的过氧化，减少对生物膜的破坏。

绿茶含有的多酚称为茶多酚，其中含有30种以上的多酚物质。其中，儿茶素含量最高，占茶多酚总量的60%～80%。茶多酚能抑制脂质过氧化，是纯天然的抗氧化剂和自由基消除剂，还能防止低密度脂蛋白质（LDL）的氧化。日本的一项研究发现，茶多酚能提高人体消耗脂肪的速率。据说，每天喝一杯绿茶，能使新陈代谢率提高4%；喝一杯乌龙茶，更能提高到10%。

目前已发现有4000多种黄酮类化合物，可分为：黄酮、儿茶素、花色素、黄烷酮、黄酮醇和异黄酮等。不同的黄酮类化合物具有不同的抗氧化活性，它们对自由基清除作用的强弱主要与其酚羟基（即苯酚的羟基）的位置和数目有关，酚羟基数目越多，则可与活性自由基结合的氢原子也越多。这一点本身也很有趣，原来要抗氧却还需要多多益善的含氧基团（—OH），这就叫做“解铃还须系铃人”。

大豆中含有的黄酮类化合物——大豆异黄酮的结构（见图6-3）与雌激素有相似处，因此又被称为植物雌激素，具有弱的雌激素作用。它能保护低密度脂蛋白被氧化，有助于防冠心病。

图6-3　大豆异黄酮的结构式

除了绿茶、大豆外，在葡萄酒、黑巧克力等食品中也存在着生物类黄酮，它们有着抗氧化、抑制血小板凝聚的功能，能保护心血管系统。另外，科学家还发现葡萄籽提取物——（低聚）原花青素（oligomers procyanodolic complexes，缩写为OPC），也系黄酮类化合物，化学结构式见图6-4。由于其分子结构中有着较多的羟基（酚基）部分，因此具有超强的抗氧化能力，能有效清除人体内自由基，据说已证实它在人体内的抗氧能力约是维生素E的50倍，是维生素C的20倍。

图6-4　原花青素的结构式

（低聚）原花青素放在酸性介质中加热就可得到花青素，花青素的基本结构是α-苯基苯并吡喃（见图6-5）。由于其上的取代基及其位置的不同，就形成了种类繁多的花青素。花卉、水果的缤纷色彩就是由于它们的存在而形成的。花青素在氧及氧化剂存在下极不稳定，颜色会随pH值而改变，此外还受K＋，Na＋和其他金属离子的影响。铁对花青素的影响比较显著，因此水果、蔬菜加工中不能用铁器皿。

图6-5　花青素的基本结构式

事实上，早在20世纪60年代花青素就已被制成药品，首先在眼科中用于增加视力，特别是在弱光下的视力。二战期间英国发现一些飞行员有较好的视力，无夜盲症，因而能正确地投弹。后来的调查发现视力较好是因为他们经常吃一种紫黑色果酱。这一发现当时是一个军事秘密，一直保持到战后好几年。后来，科学家研究发现，在飞行员吃的这种果酱中起作用的主要是花青素。进一步研究发现，花青素还可降低胆固醇水平，降低毛细血管壁的通透性和增强毛细血管的弹性，还有抗血小板凝聚的作用，这一点与阿司匹林的作用相同。

尽管如今对抗氧剂的研究已成为热点，但对于合成抗氧剂的研究和食用，在科学界仍有较多的不同意见。尤其是近年来在一些国外的研究中，多次报道发现服用市场上销售的抗氧化剂如维生素A、维生素E、维生素C以及β-胡萝卜素和硒的制品对人们既没有好的结果也没有坏的结果。而且已确认抗氧化剂对延年益寿并无帮助，相反服用不当可能还有减寿的作用。对于在市场上风行的以大豆等为原料的口服SOD液，研究者已发现过量的SOD能在老鼠和人体内引起严重的毒副作用和神经疾病，这是值得那些喜好服用营养品的人注意的。而且SOD既是一种蛋白质，口服后在消化道中就只有被分解变成氨基酸后才被细胞吸收。尽管研制者宣称已对其进行了化学修饰和保护，可以不被胃酸和胃蛋白酶破坏，但实际上目前还没有真正很好的有效办法来解决蛋白质药物在肠道被完整地吸收的难题。