植物毒素又称有毒性植物代谢物,表13-1所示为存在于植物食品中的一部分主要毒物,并附有其主要特征。
表13-1 植物性食品的毒性组分
续表
(一)生氰糖苷
生氰糖苷是由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷,广泛存在于豆科、蔷薇科、稻科1000余种植物中。含有生氰糖苷的食源性植物有木薯、杏仁、枇杷和豆类等。主要为苦杏仁苷和亚麻仁苷(表13-2)。生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸,氰氢酸被机体吸收后随血液循环进入组织细胞,再进入线粒体并与其中的细胞色素氧化酶的铁离子结合,使得细胞呼吸不能进行,从而导致组织缺氧,而体内的二氧化碳和乳酸量升高,使得机体处于窒息状态。主要症状包括心率紊乱、肌肉麻痹和呼吸急促,严重者可死亡,慢性中毒导致视力萎缩和思维紊乱。生氰糖苷对人的致死量为18 mg/kg体重。
表13-2 含有生氰糖苷的食物及其中HCN的含量
可采用水浸泡、加热蒸煮的方法使生氰糖苷溶于水;经酶或稀酸水解为氯氰酸对去除氢氰酸也有作用。
(二)硫代葡萄糖苷
硫代葡萄糖苷主要存在于甘蓝、萝卜、卷心菜等十字花科植物及大蒜、葱等植物中,由于硫代葡萄糖苷的存在,使得蔬菜具有特定的风味。估计其每人每年摄入量为3~11 g。通常情况下,在植物中加入芥子酶,硫代葡萄糖苷将发生降解反应,产物主要为硫氰酸盐、异硫氰酸盐、腈和含硫的唑烷酮。这些降解产物会导致甲状腺肿大。同时,人们还观察到一些降解产物会损害肝脏、肾和胰腺。但硫代葡萄糖苷也有抗癌的积极效果。流行病学调查表明,经常食用十字花科甘蓝属蔬菜的居民的胃癌、食管癌及肺癌发病率较低。近年来进行的多种蔬菜防癌的实验证明各类蔬菜均有一定的预防结肠癌的能力,而以十字花科甘蓝属蔬菜的防癌能力最强。
(三)皂苷
皂苷是类固醇或三萜系化合物的低聚配糖体的总称,这类苷溶于水中能生成胶体,搅动会产生泡沫,类似于肥皂,因此称为皂苷。含有皂苷的植物有豆科、蔷薇科、葫芦科和苋科。常见的皂苷类毒素主要有大豆皂苷、魔芋皂苷和茄苷。以茄苷最为著名,广泛存在于马铃薯、番茄及茄子等茄科植物中,是一种对人体有害的生物碱。
马铃薯收获后的贮藏方法与龙葵素含量的关系极大。贮藏过程中,马铃薯块茎受光,皮层表面逐渐变成绿色,这种现象称为绿化。马铃薯绿化是由于产生了叶绿素。同时也积累了龙葵素。在光照条件下,贮藏温度不同其绿化程度也不同,温度低则绿化受到抑制,所以贮存马铃薯的温度最高不能超过10℃,并且要严格避光。马铃薯中含有的龙葵素,平时含量极微,一旦发芽,变绿、溃烂部位龙葵素含量急剧增高,可高出平时含量的40~70倍。正常人食入0.2~0.4g龙葵素(约半两已变绿、发芽的马铃薯),即可引起中毒。经过15 min至3 h就可发病。最早出现的症状是口腔及咽喉部瘙痒,上腹部疼痛,并有恶心、呕吐、腹泻等症状,症状较轻者,经过1~2h会通过自身的解毒功能而自愈,如果吃进300~400mg或更多的龙葵素,则表现为体温升高和反复呕吐而致失水,以及瞳孔放大、怕光、耳鸣、抽搐、呼吸困难、血压下降,极少数人可因呼吸麻痹而死亡。所以对于症状较重的病人要尽早送医院治疗。
为防止食用马铃薯中毒,应注意:①不食用未成熟的绿皮马铃薯;②对于马铃薯上已稍有发芽、发绿的部位及腐烂部分,应彻底清除,如果马铃薯发绿的面积较大,发芽的部位很多,则不能食用;③去皮后的马铃薯切成小块,在冷水中浸0.5 h以上,使残存的龙葵素溶解在水中;④利用龙葵素具有弱碱性的特点,在烧马铃薯时加入适量米醋用来分解龙葵素,可起解毒作用;⑤烹饪马铃薯要烧透,长时间高温处理可部分分解龙葵素。
若食用马铃薯时口中有发麻的感觉,则表明该马铃薯中还含有较多龙葵素,应立即停止食用,以防中毒。
(四)天然诱变剂
咖啡碱是一类嘌呤类生物碱,广泛存在于咖啡豆、茶叶和可可豆等植物中。咖啡碱在胃肠道中被迅速吸收,并产生兴奋作用,咖啡碱还有利尿、松弛平滑肌并增加胃肠液分泌的作用,另外可以迅速消除疲劳。但不宜过度摄入,否则可导致神经紧张、心律不齐和记忆力明显下降。另外,咖啡碱对胎儿有致畸作用,因此最好是禁止孕妇食用含咖啡碱的食品。
2. 秋水仙碱
秋水仙碱是鲜黄花菜中的一种化学物质,本身无毒,但在体内被氧化成二秋水仙碱,对人体胃肠道、泌尿系统产生强烈的刺激作用,严重时可出现血尿、血便、尿闭与昏迷等。在食用新鲜的黄花菜前,要用开水焯,浸泡后再高温烹饪。食用干黄花菜不会出现食物中毒,因为在蒸煮晒干过程中,秋水仙碱已经流失和破坏。
3. 黄樟素
黄樟素是许多食用天然香精(黄樟精油、八角精油和樟脑油)的主要成分。天然存在于黄樟树树皮根及腐烂的生姜中。黄樟素在小鼠体内首先代谢为苯乙醇形式,接着被激活转化为乙酸盐或硫酸盐,成为最终的致癌物。在小鼠的饲料中添加0.04%~1%的黄樟素,150d到2年可诱导小鼠产生肝癌。
(五)抗营养因子
1. 消化酶抑制剂(www.xing528.com)
马铃薯、茄子、洋葱等豆类和谷类多含有消化酶抑制剂。胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶的抑制剂多存在于多种豆类(如大豆、菜豆和花生等)及蔬菜种子中。用含有胰蛋白酶抑制剂的生大豆脱脂粉饲喂实验动物会造成其明显的生长停滞。α-淀粉酶抑制剂主要存在于大麦、小麦、高粱等植物种子和豆类种子中,α-淀粉酶抑制剂可抑制动物(包括人)对淀粉的吸收利用。
2. 外源凝集素
外源凝集素又称植物红细胞凝集素,于1889年首次从蓖麻籽中发现。外源凝集素存在于多种植物尤其是豆科植物的种子和荚果中,如大豆、菜豆、刀豆、豌豆、蚕豆和花生等。凝集素可以与小肠细胞表面的特定部位结合而对肠细胞发生不良影响,且能抑制胃肠细胞吸收蛋白质等营养成分,引起营养素缺乏,导致生长迟滞,甚至可导致死亡。高压蒸汽加热0.5 h可破坏外源凝集素。对于新鲜豆角类食品,首先须清水浸泡去毒,烹饪必须熟透。
3. 植酸盐、草酸盐
植酸盐即环己醇六磷酸盐(图13-1),是植物组织中贮存磷元素的一种重要方式,在谷物、豆类和硬果中含量较高,特别是荞麦、玉米、燕麦,一般植物中总磷的60%~80%为植酸磷。
图13-1 植酸的化学结构
植酸盐本身对人体无害,但是它可以与钙、镁、铁、锌等形成难溶性盐类,妨碍人体对矿物质的利用,所以是一种抗营养因子。植酸盐的化学稳定性较高,烹调时只有部分被破坏;在发酵食品中植酸盐被水解,主要是植酸酶的作用,但植酸酶的热稳定性较差,受温度、pH等因素的影响大,容易失活。
草酸盐大量存在于菠菜、茶叶等食物中,在大量摄入时不仅会妨碍人体对矿物质的利用,而且会对肾脏产生影响,所以它也是一种抗营养因子。
4. 抗维生素因子
抗坏血酸氧化酶存在于多种蔬菜和水果内,如黄瓜、西葫芦、莴苣和青番茄等。在弱酸性环境和38℃时酶活力最高。在切碎菜或水果时,酶从细胞中分离出来,使所含维生素C量减少。黄豆中的脂氧化酶能促进胡萝卜素的氧化。菜花、甜菜等蔬菜和水果含抗硫胺素物质。如咖啡酸和氯原酸,可将硫胺素水解而破坏。
5. 过敏原
过敏是指接触某种外源物质后所引起的免疫学上的反应。影响的主要器官是皮肤、嘴唇、呼吸道和胃肠道。主要症状包括皮肤湿疹、哮喘、呕吐、腹泻和头疼等,严重者可导致关节肿大和过敏性休克。食品中的任何一种蛋白质从理论上讲都能引起特殊人群的过敏反应,但实际上却并非如此,只有较少类别食品成分能诱导过敏反应,如表13-3所示,花生、大豆、菜豆和马铃薯等。能引起过敏的物质(即过敏原)大多是蛋白质。
表13-3 各类食品中的过敏原
(六)蚕豆病
蚕豆病是人类的一种临床综合征,包括急性溶血性贫血和相关的症状,它是由摄入蚕豆或吸入此种植物的花粉而引起的。该病明显地集中于地中海地区海岛或沿海地区,它的病因被归于先天性的代谢障碍,并随种族而分布。敏感个体的红血球中缺乏葡萄糖-11-磷酸脱氢酶,使机体对蚕豆中的活性物质过敏,产生急性溶血疾病。在蚕豆中已分离出嘧啶葡萄糖苷,它经水解所生成的糖苷配基会造成红细胞谷胱甘肽缺乏。这最终导致细胞不能对进一步的氧化作用起反应。此种β-葡萄糖苷的结构见图13-2。
(七)棉酚
粗制生棉籽油中有毒物质主要有棉酚(图13-3)、棉酚紫和棉酚绿三种,存在于棉籽色素腺体中,其中以游离棉酚含量最高。游离棉酚是一种毒苷,为细胞原浆毒,可损害人体的肝、肾、心等实质脏器及中枢神经,并影响生殖系统。棉籽油的毒性决定于游离棉酚的含量,生棉籽中棉酚含量为0.15%~2.8%,榨油后大部分进入油中,油中棉酚量可达1%~1.3%。
图13-2 从蚕豆中分离出的嘧啶葡萄糖苷
图13-3 棉酚的化学结构
棉酚中毒无特效解毒剂,故必须加强宣传教育,做好预防工作。在产棉区宣传生棉籽油的毒性,勿食粗制生棉籽油,榨油前必须将棉籽粉碎,经蒸炒加热后再榨油。榨出的油再经过加碱精炼,则可使棉酚逐渐分解破坏。卫生监督人员还应加强对棉籽油的管理,经常抽查棉酚含量是否符合卫生标准,我国规定棉籽油中游离棉酚含量不得超过0.02%,超过此规定的棉籽油不允许出售和食用。
对广大的消费者来讲,经过长期的食用历史,植物食品的安全性基本是有保障的。虽然植物组织中存在一些不安全的因素(例如一些植物成分对动物是致癌物),但在正常的饮食情况下,现在只有很少的几种固有植物毒素会对人体有实际的毒性作用,所以在经过正常的加工处理后,植物食品的安全性可以得到保证。
在植物组织中存在的有毒物质还包括桐酸-异桐酸(桐油籽中)、银杏酸-银杏酚(银杏中)、大麻酚类(大麻籽中)、蓖麻碱(蓖麻籽中)、毒芹碱(毒芹中)、莨菪碱(曼陀罗中)等。
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