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健康的潜在威胁——蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱

2012-02-03孟丽峰,刁青云

中国蜂业 2012年9期
关键词:千里光吡咯蜜源

健康的潜在威胁
——蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱

根据科学风险评估,一些国家对含有1,2-脱氢吡咯里西啶类生物碱的草药已经强制实施严格的规定。本篇综述依据已经发表的蜜源植物数据,列举世界范围内含吡咯里西啶类生物碱的主要蜜源植物。综合参考蜂蜜的摄入量,以及吡咯里西啶类生物碱在蜂蜜中的含量和吡咯里西啶类生物碱在草药中的允许含量,得出如下结论:一些蜂蜜对健康存在潜在的威胁,尤其是婴儿和胎儿,这还需要进一步调查。

蜂蜜;吡咯里西啶类生物碱;食品安全;肝中毒

国际化学品安全规划署(联合国环境规划署、国际劳动组织和世界卫生组织的一个联合组织)对食品中的1,2-去氢吡咯里西啶类生物碱进行评估,并把它归为食品污染物,它的存在将威胁着人类健康和安全。尤为重要的是,吡咯里西啶类生物碱污染的谷物引起明显的急性中毒反应并导致了高的死亡率。同样,草药中的吡咯里西啶类生物碱也能造成肝损伤和死亡。

吡咯里西啶类生物碱不仅具有急性毒性作用,而且在低剂量的情况能够逐步产生慢性效应,导致肝硬化。尽管没有实验证明吡咯里西啶类生物碱对人类有致癌作用,但是它具有遗传毒性和诱变毒性,能够使小白鼠致癌。它也可能协同黄曲霉毒素和肝炎病毒导致人类患肝癌。吡咯里西啶类生物碱结构的多样化使得它能广泛分布在植物界的很多属种中,通过部分二环结构的改变可形成结构的多样性,最常见的一种就是倒千里光次碱(1),它的1位和7位分别被羟甲基和氢氧根取代,在1,2位之间形成不饱和键(图1)。其他的千里光次碱化碱可能有不同的桥环和能够被取代的立体化学结构,有不同的取代模式,要么具有多余的羟基,要么形成饱和双键。这些复杂的化合物通过羟基进一步和不同的酸发生酯化作用生成千里光次碱酸。

吡咯里西啶类生物碱最大的亚类是大环的脂类物质,例如,千里光宁(2)(图1),广泛分布于狗舌草属中,含量高达植物干重的18%。另一个大的亚类是非大环的二元酸酯,如兰蓟定(3)和单脂类,单脂类的酯化主要发生在9-羟基,有些情况7-羟基也发生酯化,如番茄红素(4)和天芥茶碱(5)。这些非大环脂类只存在紫草科植物中。吡咯里西啶类生物碱通过进一步的自身氧化作用如氮氧化或双环化使其结构变得更加复杂,氮氧化是植物体内的主要存在形式。其部分桥头双键打开,被氮甲基取代,发生双环化后生成克氏千里光宁碱(7)。

不考虑其化学结构的特殊性,吡咯里西啶类生物碱对哺乳动物本身是无毒的,它通过动物饲料或者食物进入人体,在肝脏发生解毒作用时被氧化为吡咯代谢物产生毒性。吡咯代谢物中异常活跃的亲电烷基化物质能够和组织中的亲核物质以及DNA紧密结合,从而导致肝硬化或致癌。千里光次酸影响溶解性和代谢物的运输,因此不仅仅是肝脏,人体其他的器官像肺也有可能受到影响。吡咯里西啶类生物碱中的饱和的千里光次碱在1,2位之间没有双键不能被氧化为吡咯代谢物,不具有肝毒害作用。理论上说,氮氧化态的吡咯啶生物碱也是无毒的,但实际上在消化道中它发生了转化而具有了相应的不饱和键,因此能够再次氧化成有毒的吡咯代谢物。因此,鉴定任何一种植物中的吡咯里西啶类生物碱是否具有潜在的毒性时都要考虑总的不饱和键和氮氧化物的存在。

德国联邦卫生局用人和动物毒性数据进行分析,科学评估风险后,于1922年建立了含有吡咯里西啶类生物碱中草药的相关规定,对其销售进行管理。草药中吡咯里西啶类生物碱口服剂量是每天1 μg,外用剂量是每天100 μg,在此剂量下每年的使用时间不得多于6个星期。倘若超过6个星期,口服剂量则减为每天0.1 μg,外用剂量为每天10 μg。德国法律规定,禁止使用未经证明有效的含吡咯里西啶类生物碱成分的草药。胎儿和婴儿对吡咯里西啶类生物碱的毒性很敏感,孕妇和哺乳期妇女禁止服用这类药物。德国联邦卫生局的条例规定所有含有允许含量吡咯里西啶类生物碱的中草药必须标明:孕育和哺乳期妇女禁用。奥地利和瑞士在草药方面也有类似的规定,在整个欧洲国家和其他一些地区也及时出台了类似的规定。例如,在荷兰每100 g食品中吡咯里西啶类生物碱的建议含量是0.1 μg。

吡咯里西啶类生物碱的来源还包括饮食中的牛奶、鸡蛋、蜂蜜。本文将对蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱对人体健康存在的潜在风险进行评估。

1 讨论

1.1 含有吡咯里西啶类生物碱的蜜源植物

表1收录了科学文献记载的人类食用的含有吡咯里西啶类生物碱的部分蜜源植物。总的来说,表1只是列举了蜂蜜的来源植物,并非要确定含有吡咯里西啶类生物碱的蜜源植物对蜂蜜产量的贡献。因此,表1不能提供对所有含吡咯里西啶类生物碱的植物对蜂蜜生产的影响,以及这些植物对蜂蜜生产的相对重要性的全面的评价。表1的数据偏向于那些蜜源植物已经科学确定的区域,例如,能进行花粉显微分析研究的区域。因此,表1列举国家的蜂蜜不一定含有吡咯里西啶类生物碱。

表1 不同国家及地区含吡咯里西啶类生物碱的蜜源植物属

在不同地区生产的蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱达到显著水平之前,对蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱含量做一个全球调查是很有必要的。然而,仔细研究表1得出结论:许多国家含有吡咯里西啶类生物碱的植物对蜂蜜生产的影响是显著的,这些植物大多数不是本土植物,有的是人们无意引进的,有的是为了观赏和药用。这些观赏植物广泛分布在园林里,由于自然界缺乏捕食者,它们的繁殖速度快于原产地,面积迅速扩大,很快取代当地植物成为优势物种。最常见的有玻璃苣、车前叶蓝蓟、狗舌草和聚合草。

1.2 蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱的含量

迄今为止,所有的文献报道都认为:含吡咯里西啶类生物碱植物的单花蜜均含有这种植物中的吡咯里西啶类生物碱。已报道的蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱含量最高的是狗舌草蜂蜜,其含量高达3.9 μg/g,然而这个数据并没有考虑到提取率,所以实际含量可能还要高。例如,Crew等报道的狗舌草蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱的回收率在57~70%之间。在不考虑提取率(提取率为50%)的情况下,车前叶蓝蓟蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱最高含量为0.950 μg/g。因此,可以预计表1列出的单一蜜源植物蜂蜜每克就含有几微克吡咯生物碱。

即使以单一物种为主,天然蜂蜜也很少来自一种植物。包括表1在内的关于蜂蜜来源的文献,术语“单花种蜂蜜”是指主要来自某一单一品种植物的蜂蜜,通常认为在显微镜下45%的花粉来自同种植物的蜂蜜为单花蜂蜜,然而,这一定义可能因不同植物的花粉总产量而变化。例如,一些含有吡咯里西啶类生物碱的植物,例如勿忘草属和玻璃草属,花粉产量很大,只有当花粉量达到总量的90%才被认为是单花蜂蜜。

参考表1列举的蜜源植物,假设报道的单花蜂蜜就是上文定义的单花蜂蜜,那么,每克这些蜂蜜中很可能含有几微克的吡咯里西啶类生物碱。

1.3 含吡咯里西啶类生物碱蜂蜜对健康的风险分析

考虑蜂蜜最大摄入量(成人每天93 g,婴儿32 g)以及目前检测到的吡咯里西啶类生物碱在蜂蜜中的最大含量,对大多数蜂蜜消费者来说吡咯里西啶生物碱不太可能产生急性毒性。然而,德国联邦卫生局认为,目前来自吡咯里西啶类生物碱蜜源植物蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱含量高于上述含量,并且能够进一步产生慢性毒性,尤其是对婴儿和胎儿。但是目前还没有任何因食用蜂蜜发生吡咯里西啶类生物碱中毒的例子,IPCS对蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱进行了鉴定,并认为慢性肝脏疾病和肝肿瘤可能与蜂蜜中的吡咯啶生物碱含量有关。

德国风险评估者认为吡咯里西啶类生物碱具有遗传致癌性,这一毒性并没有理论毒性阈值,当人们接触到吡咯里西啶类生物碱时,就会产生潜在的损害,最终导致死亡、突变。然而,为了保证草药的药效,需要适当的吡咯啶生物碱含量。而在其他的非必须食物,例如蜂蜜,是不应该有吡咯啶生物碱的。

如果把德国中药中关于吡咯里西啶类生物碱的规定应用到蜂蜜中来,蜂蜜中含有吡咯里西啶类生物碱也是合理的。因此,孕妇和哺乳期妇女应禁止食用含有吡咯啶生物碱的蜂蜜。单一蜜源蜂蜜和单花蜂蜜的销售量也将大大减少,因为市场上销售的蜂蜜很少能够达到每天摄入吡咯里西啶类生物碱的量低于1 μg的规定。如果食用这种蜂蜜超过了6周,为了保证每天摄入吡咯啶生物碱的量不超过0.1 μg,那么每天蜂蜜的摄入量应该是很少的,见表2。

表2 文献报道蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱的常见含量和达到德国草药中规定不超过1 μg/天 (连续服用六个星期)和0.1μg/天(长期食用)总蜂蜜的总摄入量

1.4 可能含有吡咯里西啶类生物碱的蜂蜜

据统计,全球3%的开花植物含有吡咯里西啶类生物碱。世界上所有的人类居住地区都生长着含吡咯里西啶类生物碱的植物,这些植物有的是本土植物的,有的是人为引进的,很多文献中报道的吡咯里西啶类生物碱的植物是主要蜜源植物和单花蜜源植物也就不足为奇了。

很多吡咯里西啶类生物碱植物是广泛分布的杂草,例如,飞机草、豚草、车前叶蓝蓟、玻璃草以及几种狗尾舌草。这些植物很多都被人工栽种作为蜜源植物,而没有考虑它们可能含有吡咯里西啶生物碱。因富含α,β-亚麻酸被认为是健康食品,玻璃苣和蓝蓟属等吡咯里西啶类生物碱植物被作为重要的植物油来源而栽培。蜜蜂被作为授粉昆虫来为这些植物授粉,同时也得到相当可观的副产品蜂蜜。这些蜂蜜很有可能含有吡咯里西啶类生物碱,成为消费者摄入吡咯里西啶类生物碱的一个途径。本文明确阐述了世界很多地区的蜂蜜含有吡咯里西啶类生物碱,而且相当一部分蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱可能超过德国和其他国家在药品中规定的含量。

1.5 蜂蜜中稀释的吡咯里西啶类生物碱的潜在毒性低于毒性阈值

很多情况下,来自吡咯里西啶类生物碱的蜂蜜被划分为混合蜜或者是其他开花植物的蜜,例如,法国薰衣草蜜中蓝蓟碱类花粉的最高允许含量是30%,在这种情况下,蜂蜜中的吡咯里西啶类生物碱很可能达到了显著水平。当蜂蜜中含有很少的吡咯里西啶类生物碱植物蜜时,由于蜜蜂采集其他花蜜或者蜜露降解吡咯里西啶类生物碱,使其含量自然稀释,有可能将吡咯里西啶类生物碱的含量降低到允许水平。

(未完待续)

孟丽峰 刁青云 译

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