从焦香到焦虑,美味背后的健康代价 认识糖化终产物AGEs
热腾腾的煎牛排、香气四溢的烤吐司、金黄酥脆的炸薯条……这些让人垂涎的焦香美味,其实背后藏著一个健康隐忧——糖化终产物(AGEs)。它不只是让苹果切面变黑的化学反应,更可能与我们的老化、慢性病、甚至癌症风险息息相关。
当苹果切开放置后,切面会逐渐变成褐色,这是「酵素性褐变」的结果——苹果中的酵素与空气中的氧结合产生反应。而像烤面包、煎牛排,烧烤肉类、咖啡烘焙、炸薯条那种诱人的棕黑色,则是属于「非酵素性褐变」,不靠酵素,而是透过高温加热产生的一种反应,也就是大家常听到的「梅纳反应(Maillard reaction)」。
梅纳反应能让食物色泽金黄、风味更浓,像是咖啡烘焙、烤地瓜、酱油、味噌等,都是这个反应的产物。但如果加热时间过长、温度过高,这个反应也会产生对人体有潜在危害的糖化终产物。
认识糖化终产物
糖化终产物(Advanced glycation end products,缩写AGEs)是糖与蛋白质相互结合、经过一系列的反应后产生的一种不可还原之物质,此化合物会改变及影响蛋白质的正常功能,或与其他蛋白质形成大分子,降低蛋白质被代谢的功能;AGEs具有褐变和萤光的双重特征,所以,可以用生化检测方式得知含量。
产生AGEs是梅纳反应(Maillard reaction)之一,又称美拉德反应、梅拉德反应或羰胺(carbonylamine)反应,是广泛用于食品工业的非酵素性褐变反应,指食物中的还原糖(即碳水化合物)与胺基酸/蛋白质在常温或加热时发生的一系列复杂反应,产生棕黑色的大分子物质类黑精或拟黑素(Melanoidin),在加工过程可增色泽及味道。
梅纳反应过程中会产生数百种不同风味化合物,这些化合物进一步可分解成更多新的小分子风味化合物等。每种类型的食物在加工过程都具有在梅纳反应期间形成的独特风味化合物,科学家也一直使用这些相同的化合物来制造人造风味,才有今天多样味美的加工食品。然而,长久高温亦有对健康不利的丙烯醯胺(acrylamide,acrylic amide)及AGEs的化学物质形成。
糖是生命活动必需的营养素,然而,糖也会在体内修饰结合蛋白质中的赖氨酸(lysine)和精氨酸(arginine)残基,形成交联,进而改变蛋白质的三度空闲间结构,并大大地影响其活性和物理性质,这是梅纳反应或称为糖化反应,可分为重排的早期反应,和透过氧化、脱水、缩合等反应生成晚期糖化终产物的晚期反应。晚期糖化终产物(即AGEs)主要结构包括Nε-羧甲基赖氨酸(Nε-carboxymethyl lysine,CML)和 Nω-羧甲基精氨酸(carboxymethyl arginine,CMA)。
梅纳反应分为可逆的初期反应及不可逆的中间和后期反应。初期反应是葡萄糖等还原糖和蛋白质等的氨基反应,生成的化合物对人体无害,也会增加风味,如烧烤地瓜,烘培咖啡豆以及酱油和味噌的棕色等。接著在中间及后期的反应中,会生成AGEs,同时也生成褐色物质黑素。
目前养生研究者都会提醒,高温烧烤下肉品中的胺基酸与肌酸会产生杂环胺(heterocyclic amines,hcas)与多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs),这些物质已被证实具有致癌性,长期摄入可能增加罹患癌症的风险。但包括肉类在内许多食物加热过度会产生AGEs,却不受重视。
糖化终产物的为害
AGEs含量有两大来源,一是年纪增加累积的,另一是饮食不当造成的。
人体内不仅葡萄糖会产生AGEs,葡萄糖代谢中间体、分解产物、梅纳反应中间体等也会产生AGEs,而在体内产生的AGEs中,特别是葡萄糖代谢中间体来源的甘油醛(glyceraldehyde)产生的AGEs,与疾病的发生与发展有密切的关系,包括糖尿病并发症、动脉硬化、骨质疏松症、神经病变、肌肉萎缩症、类风湿症、非肝性神经病变、神经性脂肪退化、肝受损、皮肤病及老化等。
AGEs指的是蛋白质变质、功能受损后残留的物质,随著年龄增长,每个人都会积累AGEs,但即使在同一年龄,每个人积累的程度也不同。一项针对7万多名普通居民的研究显示,AGEs积累高的人罹患糖尿病和心脏病的风险是普通人的3倍,死亡风险则是高达5倍,影响健康寿命甚大。
近来研究指出,AGEs与衰老和长期糖尿病患者中观察到的蛋白质结构和功能突变有关,AGEs是葡萄糖等还原糖与蛋白质中的氨基发生反应时形成的具有各种结构的化合物,其中,患有肾脏发炎、视网膜病变和动脉粥状硬化的糖尿病患者血液中的CML浓度会升高。
结合AGEs的胶原蛋白会产生活性氧(reactive oxygen species,ROS),也就是自由基,这会导致骨细胞死亡和骨密度降低,造成骨质疏松。年龄增加伴随著糖化的进行,AGEs的数量会增加。这些 AGEs累积在体内会加速皮肤老化,产生皱纹、老年斑、皮肤松弛等。
AGEs在体内蓄积后,清除体内废物的抗氧化功能也会下降,导致活性氧增加,引起身体各部位慢性炎症,更进一步导致AGEs增加,加速衰老速度,形成恶性循环。AGEs也会使DNA产生移位现象,造成DNA损伤,影响DNA正常功能,引发包括癌症在内的多种病变。
糖化终产物减少方法
高温烹调的蛋白质与淀粉易产生糖化终产物,因此避免食用高温烧烤、油炸的肉类与精致淀粉类,如油炸薯条、炸猪排、烤香肠等,日常饮食中建议选择蒸煮烹调、炒卤等方式。蘑菇、海藻、秋葵、纳豆、木薯和其他黏性富含食物纤维的黏性食物能抑制糖分的吸收,因此有望具有抑制AGEs形成的功效。
多吃蔬菜,尤其是十字花科,具强力抗氧化功效者,避开精致加工食物、老祖母时代没有的超级加工食品,借此可降低糖化终产物对我们身体造成的影响。
咖啡也具有抗糖化作用,饭后饮用可帮助抑制AGEs产生,防止皱纹、松弛等皮肤老化。特别是如果已经吃了大量的碳水化合物或糖之后,喝咖啡会减缓糖的吸收,抑制AGEs形成及防止血糖水平突然升高等。此外,吸烟、缺乏运动、精神压力、睡眠不足、不吃早餐以及吃太多甜食等,都会增加AGE的累积速度。
吃烤肉、炸鸡,这些都不是绝对禁止,但要懂得平衡与节制。AGEs不是当下就会造成伤害,而是长年累积下来,悄悄影响我们的健康与老化速度。如果你在意皮肤的弹性、骨头的密度、内脏的健康,现在开始调整生活习惯,就是对抗糖化最好的方法。
