植物中天然的有毒物質

楊海韞

摘要：植物在自然界中為了自身的生產會產生天然的有毒物質，本文就植物中的抗營養物：胰蛋白酶，植物凝集素，植酸與植酸鹽做一簡單介紹。

關鍵詞：胰蛋白酶；植物凝集素；植酸與植酸鹽

植物無法自主運動，植物在長期的進化過程中為了應對各種外來威脅，在體內產生累積了一定的有毒物質，這是生物自我保護的一種手段。

盡管在人類長期培育育種過程中，已經減低了常見農作物中有毒物質的含量，而且人類發明的食物加工方式，可以去除或破壞一些有毒物質，但天然植物食品并非完全無毒，錯誤的采食時間，錯誤的采食部位，錯誤的加工方式或過量食用，都可能導致食物中毒。抗營養物就是植物中天然存在的有毒物質。抗營養物指在植物生長代謝過程中產生的營養缺乏或干擾身體對營養素吸收利用的物質。

下面就植物中的天然抗營養物做一簡單介紹。

一、胰蛋白酶抑制劑

胰蛋白酶抑制劑是對胰蛋白酶具有抑制作用的一類物質， 在動物、植物和微生物中都有發現， 在植物中， 胰蛋白酶抑制劑主要來源于豆科、十字花科等。含有胰蛋白酶抑制劑的食物廣泛存在于植物的種子中，包括豆類、谷類、油料作物等的種子，如大豆和綠豆種子中胰蛋白酶抑制劑的含量可達總蛋白的6%～8%。在不同作物種子中，胰蛋白酶抑制劑的活性各不相同。通常以大豆中胰蛋白酶抑制劑活性最高。

胰蛋白酶抑制劑的抗營養作用胰蛋白酶抑制因子的抗營養作用主要表現在以下兩方面：一是與小腸液中胰蛋白酶結合生成無活性的復合物，降低胰蛋白酶的活性，導致蛋白質的消化率和利用率降低；二是小腸中胰蛋白酶因與胰蛋白酶抑制劑結合而經糞排出體外，使其含量下降，反饋效應促使胰腺分泌更多的胰蛋白酶原到腸道中，引起動物體內蛋白質內源性消耗。尤其對于大豆類食品，大豆蛋白中含硫氨基酸原本就缺乏，而胰蛋白酶內含有豐富的含硫氨基酸，過量分泌胰蛋白酶加重了體內含硫氨基酸損失。此外，反饋效應引起胰腺機能亢進，造成了胰腺的增生和肥大，導致消化吸收功能失調和紊亂，嚴重時還會現腹瀉。

二、植物凝集素

植物凝集素是一類廣泛存在于植物組織中的糖結合蛋白，其結構中至少含有一個非催化結構域能可逆地結合特異性糖類或糖蛋白，對糖分子具有高度的親和性。含植物凝集素的食物植物凝集素含量最高的農作物是紅腎豆，生的紅腎豆含有20000～70000凝集素單位，煮熟后仍有200～400凝集素單位。雖然菜豆等白腎豆中凝集素含量相對較低，一般是紅腎豆的1/3，但不良的飲食方式也能導致中毒。一般對食品進行有效的熱處理能破壞凝集素，許多暴發性凝集素食物中毒都是食物加工不當所引起的。大豆凝集素在大豆總蛋白中的含量約為10%。

植物凝集素的抗營養作用與毒性作用：大多數植物凝集素，如大豆凝集素，在消化道中不被蛋白酶水解，可破壞小腸黏膜并干擾多種酶的分泌，導致糖、氨基酸和維生素B12的吸收不良以及離子運轉不暢，嚴重影響和抑制腸道的消化吸收，使動物對蛋白質的利用率下降，生長受阻甚至停滯。由于腸道黏膜損傷，腸黏膜上皮通透性增加，使植物凝集素和其他一些肽類以及腸道內有害微生物產生的毒素吸收進入體內，對器官和機體免疫系統產生不良影響。此外，植物凝集素還引起腸內肥大細胞的去顆粒體作用，血管滲透性增加，使血清蛋白滲入腸腔。它還能結合淋巴細胞，從而產生IgG類體液抗凝集素。植物凝集素能影響脂肪代謝，還顯著拮抗腸道產生IgA，多數受損傷后的小腸壁表面對腸道內的蛋白水解酶有抗性。部分種類的植物凝集素具有很強的毒性，如蓖麻毒素，具有較強的細胞毒性，可以抑制細胞蛋白質合成，誘導細胞因子，造成脂質過氧化損傷等，易引起肝腎等實質器官損傷。

三、植酸

植酸是環己六醇六磷酸酯，即肌醇-6-磷酸酯，廣泛存在于植物體內，在禾谷的外層（如麥麩、米糠）中含量尤其高，豆類、棉籽油菜籽及其餅粕中也含有。含有植酸和植酸鹽的食物植酸和植酸鹽是谷物、豆類和油料等植物籽實中肌醇和磷的基本貯存形式，含量可達1%-5%。這些籽實中50%～80%的總磷是以植酸和植酸鹽形式存在。植酸在植物體中一般不以游離形式存在，而是與鈣鎂、鉀、鈉鐵等金屬離子結合，以復合鹽類（與若干金屬離子）或單鹽（與一個金屬離子）的形式存在，稱為植酸鹽。

植酸和植酸鹽的抗營養作用經急性毒性實驗研究表明植酸屬于低毒級，弱蓄積類物質，對生殖細胞和體細胞無遺傳危害作用及致突變作用。但植酸是強整合劑，其磷酸根可與多種金屬離子（如Zn2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+、Mg+、Mn2+、Mo3+和Co2+等）整合成相應的不溶性復合物，形成穩定的植酸鹽而不易被腸道吸收，從而降低了動物體對這些金屬離子的利用，特別是植酸鋅幾乎不為畜禽所吸收。若鈣含量過高，形成植酸鈣鋅，更降低了鋅的生物利用率。植酸可結合蛋白質的堿性殘基，抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶的活性，可導致蛋白質利用率下降。植酸鹽還能與內源淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶結合而降低它們的活性，使食物的消化受到影響。

本文就植物中的抗營養物：胰蛋白酶，植物凝集素，植酸與植酸鹽的存在與其抗營養作用做了介紹，希望可以提醒人們正確對待事物中天然存在的有毒物質。

參考文獻：

[1]李寧，馬良，陳君石.食品毒理學[M].北京：中國農業大學出版社，2016.