地中海饮食模式中的类胡萝卜素：从食物基质与生物利用度到生物标志物与人类健康

《Antioxidants》：Carotenoids in the Context of the Mediterranean Dietary Pattern: From Food Matrix and Bioavailability to Biomarkers and Human Health

　　

地中海饮食模式的特点是摄入大量富含生物活性营养素（包括类胡萝卜素）的植物性食物。本综述考察了地中海食物基质中主要的膳食类胡萝卜素（carotenoids）和叶黄素类（xanthophylls），重点关注其结构多样性、植物生物合成、从食物基质中的释放、生物利用度（bioavailability）以及生物氧化还原调节活性。文献检索自PubMed、Web of Science和Scopus，以追踪类胡萝卜素从植物组织中的积累到其对人类健康潜在作用的路径。烹饪加工以及膳食脂质的伴随摄入可通过促进异构化和在消化过程中形成混合胶束来增强类胡萝卜素的生物可及性（bioaccessibility）。除全身吸收外，非侵入性诊断工具，包括通过反射光谱法测量的皮肤类胡萝卜素和黄斑色素光密度（macular pigment optical density, MPOD），可作为水果和蔬菜摄入量的有用生物标志物。类胡萝卜素可通过淬灭单线态氧、清除自由基以及调节氧化还原敏感信号通路，促进全身抗氧化和氧化还原调节。总体而言，它们的结构多样性、食物基质相互作用、生物可及性和生物活性支持在地中海饮食模式下继续研究富含类胡萝卜素的食物及其与人类健康结局的关联。

1. 引言（Introduction）
本文指出，生活方式与慢性病风险密切相关，西方饮食模式与肥胖、心血管疾病等非传染性疾病相关，而地中海饮食（Mediterranean Diet, MD）因富含植物性食物而被认为有益健康。类胡萝卜素作为一类脂溶性天然色素，可分为胡萝卜素和叶黄素两大类，具有抗氧化、光保护等生物活性。本综述旨在系统梳理地中海膳食背景下类胡萝卜素从结构、食物基质释放、生物利用度、生物标志物到健康效应的证据。

2. 检索策略与数据提取（Search Strategy and Data Extraction）
作者在PubMed、Web of Science Core Collection和Scopus三个数据库中检索了2000年1月至2026年6月期间发表的相关文献，使用包含类胡萝卜素、地中海饮食、生物利用度、健康等关键词的布尔检索式。经去重、标题和摘要筛选等过程，最终纳入162篇符合标准的原创研究和综述，并按主题分为五个部分进行总结。

3. 地中海植物性食物中的膳食类胡萝卜素（Dietary Carotenoids in Mediterranean Plant Foods）

3.1 结构多样性与分类（Structural Diversity and Classification）
类胡萝卜素是自然界中广泛存在的四萜类（C₄₀）化合物，其结构核心为共轭双键多烯链。根据是否含氧，可分为胡萝卜素（carotenes）和叶黄素（xanthophylls）两大类；前者如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、番茄红素，后者如叶黄素、玉米黄质、β-隐黄质。叶黄素常与脂肪酸酯化，增加其脂溶性和稳定性。

3.2 可食用植物中类胡萝卜素的生物合成与成熟依赖性积累（Biosynthetic Origin of Carotenoids in Edible Plants and Ripening-Dependent Accumulation）
类胡萝卜素在植物叶绿体中经甲基赤藓醇磷酸（MEP）途径由异戊烯焦磷酸合成，关键步骤涉及八氢番茄红素合成酶（PSY）等。成熟过程中，叶绿体转化为有色体，类胡萝卜素大量积累。例如番茄成熟时番茄红素含量显著增加，而橄榄果实中则以叶黄素和9-顺式新黄质为主，其向油脂中的转移受果肉含水量影响。

3.3 地中海饮食中主要的富含类胡萝卜素食物（Main Carotenoid-Rich Foods in the Mediterranean Diet）
根茎类蔬菜是α-和β-胡萝卜素的重要来源；番茄及番茄制品富含番茄红素；绿色叶菜、菠菜和羽衣甘蓝含叶黄素和β-胡萝卜素；玉米提供叶黄素和玉米黄质；柑橘类水果富含β-隐黄质；芒果、甜椒和胡萝卜等也是类胡萝卜素的有效膳食来源。

3.4 食物基质相互作用与膳食协同（Food Matrix Interactions and Dietary Synergies）
膳食脂肪，尤其是特级初榨橄榄油中的油酸，可促进类胡萝卜素转移至混合胶束，提高其生物可及性。多酚和维生素C等成分可协同保护类胡萝卜素免受氧化降解。传统烹饪如“sofritto”通过热处理和油脂共存促进番茄红素异构化为顺式异构体，增强其吸收。膳食纤维则可能通过物理截留和增加黏度而降低类胡萝卜素胶束化。

4. 膳食类胡萝卜素的稳定性、分析谱图与生物可及性（Stability, Analytical Profiling and Bioaccessibility of Dietary Carotenoids）

4.1 稳定性、异构化与降解（Stability, Isomerization and Degradation）
加工可诱导类胡萝卜素从全反式（all-E）向顺式（Z）异构体转化，顺式异构体具有较高的溶解性和生物利用度。然而，高温、光照和氧会触发不可逆氧化降解，产生脱辅基类胡萝卜素和低分子量挥发性化合物，导致质量损失。

4.2 分析谱图（Analytical Profiling）
类胡萝卜素分析需经提取、净化和浓缩，常用技术包括超声辅助萃取、微波辅助萃取等绿色方法。鉴定与定量依靠高效液相色谱（HPLC）或超高效液相色谱（UHPLC）联用二极管阵列检测器（DAD）、质谱（MS）及大气压化学电离（APCI⁺）等。

4.3 食品加工与基质释放（Food Processing, Matrix Release）
加热和机械处理可破坏植物细胞壁和细胞器膜，释放类胡萝卜素，提高其消化过程中的可提取性和溶解性。热处理还可诱导果胶β-消除，软化组织，促进色素释放，但膳食纤维可能部分抵消这一效应。

4.4 生物可及性与人体代谢（Bioaccessibility and Human Metabolism）
人体自身不能合成类胡萝卜素，需通过膳食摄入。吸收过程中，类胡萝卜素需掺入由胆汁盐、磷脂和游离脂肪酸形成的混合胶束，并由SR-B1、CD36等转运蛋白介导进入肠上皮细胞。维生素A原类胡萝卜素经β-胡萝卜素加氧酶（BCO1/BCO2）裂解为视黄醛，后与脂质组装成乳糜微粒进入循环；未吸收部分随粪便排出。每餐摄入3–5g脂肪可明显促进类胡萝卜素吸收。

4.5 个体间变异性的决定因素（Determinants of Interindividual Variability）
年龄、性别、体脂、吸烟、饮酒及遗传多态性（如SR-BI、