第二章 第二章
第二章 前人研究 前人研究 前人研究 前人研究
一 一 一
一、、、、蔬果抗氧化的保健功能蔬果抗氧化的保健功能蔬果抗氧化的保健功能蔬果抗氧化的保健功能
流行病學研究指出，豐富蔬果的飲食可預防許多疾病的發生，包括心血管疾 病（Ness and Powles, 1997; La Vecchia et al., 1998; Van’t Veer et al., 2000; Dauchet et al., 2006）及多種癌症（Steinmetz and Potter, 1996;La Vecchia et al., 2001; Terry et al., 2001）。蔬果飲食或其成分的保健機制成為近年來研究者不斷研究探討的議題。
Lampe（1996）文獻回顧提出蔬果或其成分具潛力的保健機制，包括抗氧化功能、
去毒化（detoxification）酵素的調控、免疫系統的刺激、減少血小板凝集、膽固醇 代謝的調控、血壓的控制等。其中，抗氧化作用至今一直成為蔬果保健研究的重 要方向，因為它與癌症及冠狀動脈硬化皆有密切的關係。
研究者提出重要假設，認為疾病的產生與體內自由基或活性氧分子（reactive oxygen species；ROS）所造成的氧化傷害有密切關係（Maxwell and Lip, 1997; Borek, 2005; Valko et al., 2007）。生物體若產生過多的ROS，即遭受氧化逆境（oxidative stress），其脂質、蛋白質以及DNA的結構會被改變，功能將異常，進而產生病變。
若體內擁有足夠的抗氧化物質，包含酵素型與非酵素型成分，即能夠防止自由基 形成、去除自由基、修補氧化造成的傷害以及防止基因突變等，進而預防病變的 發生。而蔬果中含有具抗氧化功能的植物化學物質（phytochemicals），如維生素C、
E、類胡蘿蔔素及酚類化合物，攝取這些抗氧化物，可降低體內遭受氧化傷害的機 會，進而預防疾病（Di Mascio et al., 1991; Hollman and Katan, 1999; Padayatty et al., 2003; Stahl and Sies, 2005）。
從營養流行病學的觀察法研究結果－包括世代研究（cohort study）及病例對 照研究（case-control study）－可以得知蔬果飲食對疾病可能的預防效果（Dauchet et al., 2006），然而未能證實抗氧化的作用機制以及得知其作用的成分。藉由細胞 培養與動物模式的實驗可以幫助瞭解蔬果成分表現抗氧化等保健機制的效果
（Adams et al., 2006; Cherng et al., 2007），但實際在人體上表達的效果仍然不清
楚。而人體飲食介入（intervention）的研究，能夠連結營養流行病學的研究與細胞 培養及動物模式的實驗結果。這些飲食介入的研究是利用評估人體生理生化的指 標來印證蔬果飲食或其成分可能的保健機制，且進一步推論其預防疾病的功能
（Dragsted et al., 2004; Thompson et al., 2006）。飲食介入的研究仍會受限於一些問 題，如生化指標的敏感度與明確性、生化樣品的取得與使用，以及人體實驗操作 的邏輯性等（Lampe, 1996）。除了上述不同面向的研究之外，另外還有一部份的研 究是藉由體外化學分析的方法，直接評估蔬果或其特定成分的抗氧化能力。其目 的在瞭解該物質攝取後，體內減少氧化傷害的可能效果，同時也可以得到值得進 一步研究其體內保健機制的材料。
二 二 二
二、、、、蔬果對人體抗氧化的相關研究蔬果對人體抗氧化的相關研究蔬果對人體抗氧化的相關研究蔬果對人體抗氧化的相關研究
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（一一一一））））蔬果種類與成分對氧化傷害的影響蔬果種類與成分對氧化傷害的影響蔬果種類與成分對氧化傷害的影響 蔬果種類與成分對氧化傷害的影響
攝取蔬果能夠減少 DNA 及脂質的氧化傷害，而保護的程度隨蔬果種類和所含 成分不同而異（Pool-Zobel et al., 1997; Fowke et al., 2006）。Pool-Zobel 等（1997）
對23位健康不抽煙的男性進行不同蔬菜飲食的介入實驗。結果顯示2週番茄與2週 胡蘿蔔飲食的補充，可顯著減少血液中淋巴細胞DNA的斷裂；2週胡蘿蔔飲食的補 充，可顯著減少淋巴細胞DNA嘧啶鹼基的氧化程度，而2週菠菜飲食皆無效果，顯 示蔬菜飲食能減少DNA斷裂及氧化傷害，但其保護的效果因蔬菜種類而異。Fowke 等（2006）對22位男女進行蕓苔屬蔬菜的介入實驗，實驗逢機交替4週蕓苔屬蔬菜 攝取（平均每天218g）及4週維生素、礦物質及纖維補充。攝取4週蕓苔屬蔬菜的 尿液中8-iso-PGF2α濃度顯著減少原始8-iso-PGF2α濃度的22.0%（8-iso-PGF2α， F2-isoprostanes是體內脂肪酸過氧化之後的產物之一），而攝取4週維生素、礦物質 及纖維的實驗組則無顯著效果。結果得知，蕓苔屬蔬菜提供減少氧化傷害的能力，
而此能力無法由單獨補充維生素、礦物質及而獲得。
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（二二二二））））蔬果份量對氧化傷害的影響蔬果份量對氧化傷害的影響蔬果份量對氧化傷害的影響 蔬果份量對氧化傷害的影響
攝取不同份量的蔬果皆能夠減少氧化傷害的發生，而較高量蔬果攝取的保護 的程度要比相對低量的蔬果攝取佳（Thompson et al., 2005a,b）。Thompson 等
（2005a）對 246 位健康的女性進行不同份量的蔬果介入實驗，蔬果飲食包含 16 個科別、41 種蔬果。結果顯示攝取 2 週相對低量蔬果（3.0 份/天）之後，再進行 2 週相對高量蔬果攝取（9.2 份/天）能進一步降低攝取高量蔬果前尿液中 8-iso-PGF2
α濃度的 11%；而之後持續 2 週相對低量蔬果飲食（3.6 份/天）則不會再降低濃度。
Thompson 等（2005b）另外對 64 位健康女性進行不同份量的蔬果介入實驗，逢機 分二組，相對低量蔬果攝取平均每天 3.0 份，和相對高量蔬果攝取平均每天 12.1 份。結果顯示相對高量蔬果攝取能顯著降低原始血液中淋巴細胞 8-oxo-dG 含量的 16.5%（8-oxo-dG，8-hydroxy-2-deoxyguanosine 為 DNA 遭受氧化傷害的產物之一）， 以及原始尿液中 8-iso-PGF2α濃度的 30.7%，而相對低量蔬果攝取則降低效果不顯 著。研究也指出生化指標的降低程度與個體生化指標的原始濃度有關，原始濃度 越高，受蔬果飲食導致降低的量就越多且越顯著。
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（三三三三））））蔬果多樣性對氧化傷害的影響蔬果多樣性對氧化傷害的影響蔬果多樣性對氧化傷害的影響 蔬果多樣性對氧化傷害的影響
相對高多樣性蔬果的攝取，減少氧化傷害的效果要比相對低多樣性的蔬果攝 取佳（Thompson et al., 2006）。Thompson等（2006）對111位健康的女性進行蔬果 多樣性的介入實驗，逢機分二組，相對高多樣性蔬果攝取，包含18個科別、44種 蔬果，以及相對低多樣性蔬果攝取，包含8個科別、27種蔬果，兩組每天攝取蔬果 份量沒有差異。結果顯示，攝取2週相對高多樣性蔬果與2週相對低多樣性蔬果皆 顯著降低尿液中8-iso-PGF2α的濃度，而相對高多樣性蔬果降低的程度是相對低多 樣性蔬果的2.6倍；攝取相對高多樣性蔬果能顯著降低原始淋巴細胞8-oxo-dG含量 的12%，而攝取相對低多樣性蔬果則影響不顯著。研究也顯示氧化傷害生化指標原 始濃度越高，受蔬果飲食導致降低的量就越多且越顯著。
三
維生素C（Vitamin C）又稱為抗壞血酸（ascorbic acids），是一種蔬果中常見 的水溶性抗氧化物。抗壞血酸可提供2個電子，去除自由基或是高活性的分子。而 老化相關疾病以及神經退化性疾病等（Jacob and Burri, 1996）。流行病學研究指出，
較高量的維生素C攝取與降低癌症風險有顯著的關係，尤其是胃癌、食道癌、口腔 癌（Block, 1992）；維生素C攝取與降低心血管風險也有顯著的關係（Fehily et al., 1993; Asplind, 2002）。在體外的研究方面，有研究針對抗壞血酸抑制低密度脂蛋白
（LDL）的效果作評估，LDL自血漿中分離出，給予氧化的環境，一般會有過渡金 屬（銅或鐵）的存在。從量測氧化產物的結果可知，外加給予抗壞血酸確實可延 遲脂質氧化的速率（Jialal et al.,1990; Jialal and Gruny; 1992）。
（
過氧化自由基（LOO．）作用，會產生14個脂質過氧化氫（LOOH）及7個氧化的 生育酚（圖2.2）（Kitts, 1997）。許多研究支持維生素E參與體內抗氧化的防禦，以 及在預防慢性疾病上扮演重要的角色。LDL氧化是動脈粥狀硬化發生的初期步 驟，維生素E可延緩低密度脂蛋白（LDL）上的多元不飽和脂肪酸氧化（Jialal and Gruny; 1992）。流行病學研究指出，α-tocopherol的攝取與降低心血管風險有顯著 的關係（Stampfer et al., 1993; Knekt et al. 1994）。動物試驗方面，給予餵食生育酚 醋酸酯（D,L-α-tocopherol acetate）的兔子對LDL氧化的抵抗性有增加（Morel et al.,1994）。生育酚的抗氧化活性亦可減少腫瘤細胞中脂質過氧化物的毒性（Begin et al.,1988）。
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（三三三三））））類胡蘿蔔素類胡蘿蔔素類胡蘿蔔素：類胡蘿蔔素：：：
類胡蘿蔔素（Carotenoids）是由多異戊二烯聚合，40個碳的對稱二聚體。自然 界中有超過600種類胡蘿蔔素。蔬果中最常見的類胡蘿蔔素有α-及β-胡蘿蔔素（α -,β- carotene）、茄紅素（lycopene）、葉黃素（lutein）、玉米黃素（zeaxanthin）、蝦 紅素（astaxanthin）等（圖2.3）。類胡蘿蔔素可分為兩大類，一為胡蘿蔔素（carotenes）
－結構為不飽和烴（unsaturated hydrocarbon），另一為葉黃素（xanthophylls）－結 構上帶有一個以上的含氧官能基。類胡蘿蔔素的共軛多烯長鏈結構使其具有吸光 性質及光保護（photo-protection）功能，類胡蘿蔔素可直接與激發態的葉綠素或其 引發的單態氧作用，以防止氧化傷害的發生。類胡蘿蔔素為一脂溶性抗氧化物，
可終止自由基的連鎖反應，抑制脂質過氧化，它與自由基作用後，自身可形成較 為安定的類胡蘿蔔素自由基，以此防止蛋白質與DNA等的氧化變異（Astorg, 1997）。
β-胡蘿蔔素是一種具有抗氧化活性的類胡蘿蔔素，可吸收活性氧分子的能 量，阻止其產生氧化傷害。β-胡蘿蔔素亦可與引起連鎖反應的脂質過氧化自由基 作用，以減少脂質的氧化，保護脂肪膜不受自由基的破壞（Astorg, 1997）。β-胡 蘿蔔素的抗氧化活性與氧的濃度有關，當氧的分壓高時，其抗氧化活性降低；而 在低氧時則活性較高。由於酵素與其他抗氧化物大多是在正常氧濃度下最有效，
而許多組織中的微血管是接近低氧分壓，所以β胡蘿蔔素可輔助其他抗氧化物如
維生素 C 及 E 的作用。有研究指出葉黃素，如角黃素、蝦紅素或玉米黃素是比β-胡蘿蔔素更佳的抗氧化物（Palozza and Krinsky, 1992; Rice-Evans et al., 1997）。
維生素 C 及 E 的作用。有研究指出葉黃素，如角黃素、蝦紅素或玉米黃素是比β-胡蘿蔔素更佳的抗氧化物（Palozza and Krinsky, 1992; Rice-Evans et al., 1997）。