令人老化致病的糖化終產物AGEs
對健康有深遠影響的糖化終產物AGEs
糖對人類的生存是相當重要的存在,是細胞賴以為生的能量來源,或是藉由酵素反應來與蛋白質或脂質組成具有特別功能的分子。
但是呢!人生總有些意外會發生,就連咱們體內的小小宇宙也是如此,有時候糖會偶然地與蛋白質或是脂質結合在一起,因而產生各式各樣不正常的分子,通俗一點稱它們「毒素」,或是嚴謹一點稱它們為「引起免疫反應的分子」,正式名稱是糖化終產物(Advanced Glycation End Products, 簡稱 AGEs )。
糖化終產物AGEs的來源
人體內糖化終產物(AGEs)的來源有二種,一是從食物中攝取,其二則是由身體自行產生。
一、 來自食物的AGEs:它的生成和「高溫」有關
當食物被加熱,食物中的蛋白質或脂肪可能就會與糖相結合,產生 AGEs。隨著烹調時間越久就會產生變劣物質,大幅增加AGEs的產生。尤其以乾熱(烤、煎、炸)的烹調食物糖化終產物含量最高!然而低溫就沒問題了嗎?要注意的是,低溫但經過「長時間烹調」的料理方法也會促使 AGEs 形成。
二、 身體自行產生的AGEs
身體自行產生的AGEs是由人體自行製造。人體血液中的單醣「葡萄糖、果糖、半乳糖」能和血液中的蛋白質或脂質產生反應,進而產生AGEs,而其中果糖和半乳糖的糖化活性是葡萄糖的10倍。當飲食攝取太多的糖,讓血糖濃度過高的情況下,過多的醣類就容易和蛋白質結合形成AGEs,例如一杯全糖的珍珠奶茶約含62公克的糖,以1公克為4大卡計算,約含248大卡的熱量,非常容易超過國健署建議的每日糖分攝取上限。
正常 VS 不正常糖化
為了避免你以後看到「糖化」就先入為主覺得那很要命,還是再說明一下比較好。嚴格說起來,糖化還可以再區分「正常」跟「不正常」,它們之間的區別是:
正常糖化:又稱「酵素糖化」,這種糖化會經過酵素催化,把糖接在蛋白質上特定的位置,賦予分子特別的功能。
不正常糖化:又稱「非酵素糖化」,產出的分子統稱為 AGEs,由於沒有經過酵素作用,隨便亂接在蛋白質上就可能導致結構受損,並影響其正常功能,接著體內會認為這種分子是有問題的,就會啟動免疫反應想要把它給清除掉。人們年輕的時候清除這類分子的能力還不錯,但隨著年紀增加或是罹患某種疾病(第二型糖尿病)漸漸的就沒辦法完全的清除它們,累積下來就會慢慢影響全身的健康,肌膚、骨骼、各組織器官、紅血球、腦…等都會受到它的影響。
AGEs = 糖 + 蛋白質(經過一連串複雜加熱的反應)
已知 AGEs 對身體可能帶來的影響
隨著對糖化終產物的研究越來越多,我們也開始知道它對身體健康的影響是廣泛且深遠的,底下整理出 AGEs 可能帶來的影響:
血中的蛋白質:血液裡面有許多蛋白質運行著,例如胰島素,胰島素若是被糖化了,結構就會發生變化,並因此影響它與胰島素接受器之間的溝通,而這或許是胰島素組抗的原因之一,長期高血糖,就會增加胰島素被糖化的風險,接著又因為胰島素組抗而導致高血糖,惡性循環,增加罹患第二型糖尿病的風險。
肌膚裡的蛋白質:在真皮裡面有著膠原蛋白與彈力蛋白,它們如果被糖化了,就會影響其支撐、彈力的功能,從外表來看,就是皺紋增加和肌膚變得臘黃。
骨骼的膠原蛋白:骨頭裡面有很多作為架構的膠原蛋白,一旦它們糖化了,骨頭就不那麼堅固啦。
其他:全身慢性發炎、阿茲海默症…
糖化終產物會導致身體慢性發炎
糖化終產物引致肥胖、動脈硬化、眼睛水晶體變混濁,不僅讓人提早老化,也會引發糖尿病、腎臟疾病甚至是失智症。血糖越高,糖化終產物就越多,但血糖正常時,糖化終產物也會形成,只是形成速度會比在高血糖時慢很多,所以血糖的控制就格外重要!
除了體內生成,飲食也是 AGEs 的來源
AGEs 除了會在體內產生之外,它還有另外一個隨處可得的來源 — 食物!(熱、糖與蛋白質是食物 AGEs 多寡的三要素。)
有趣的是,大多 AGEs 含量多的食物通常都還滿好吃的,像是烤雞、香腸、炸雞…等有發生過美拉德反應(Maillard reaction)的食物。當我們吃下含有 AGEs 的食物後,會有一部分進入體內。接下來發生的事情,就跟體內的 AGEs 差不多了…
食物中本來就有AGEs,但是烹飪方式及過程越久會使其大量增加。食入富含AGEs之食物,會使組織、器官中AGEs濃度上升。根據最新一期的《Journal of the American Dietetic Association 2010;110:911-916》,統計了好幾百種西方飲食,確實的檢驗了各種烹飪飲食產生的AGEs濃度。統計結果顯示,動物性食物以Dry-Heat 方式如碳烤、火烤、烤肉、乾煎、燒焦、及油炸方式烹飪,會促進AGEs的產生達10~100倍。微波、燉煮較少AGEs的產生,煮、蒸最少產生AGEs。動物性食物富含油脂及蛋白質,易產生AGEs。蔬果、五穀、奶類,即使烹飪,也不易產生AGEs。
動物實驗亦證實,限制AGEs的攝取,可預防血管及腎功能異常,增加糖尿病的胰島素敏感性,促進傷口癒合,甚至如低熱量飲食般延長小鼠的壽命。因此在飲食上,研究結果建議,食物以Moist-heat方式烹飪如煮、蒸、川燙為主,不但可以減少烹飪時間,無需高溫,還可以減少AGEs的產生。烹煮過程中,加酸如醋、檸檬酸,也可降低AGEs的產生。減少AGEs的產生,就是減少老化的進行。
糖化終產物(AGEs)破壞腸黏膜細胞的緊密接合蛋白(Tight Juction Protein)造成腸漏症,引起人體組織、器官發炎。(如下圖所示)
食物 AGES 的分析與選擇
由於 AGEs 是由許多化合物的總稱,有的很活潑較難以控制,因此,為了好好的研究 AGEs,科學家們會選擇穩定較不活潑的 Nε-carboxymethyllysine (CML) 與具高度反應性的 methyl-glyoxal (MG) ,不管是蛋白質還是脂質的糖化都可能生成這兩種 AGEs。
不同烹調方法的溫度,沸騰(100°C)、燒烤(225°C)、油炸(180°C)、烤箱(230°C)和焙燒(177°C)。
低溫烹調 & 蒸煮燉食能避免新的 AGES 產生
從研究結果來看,不管是哪種食物,在經過乾熱(烤、煎、炸)烹調後 dAGEs 會增加 10-100 倍。動物來源且富含脂肪與蛋白質的食物本身就含有較豐富的 AGEs,經過烹調也更容易生成新的 AGEs。反之,富含碳水化合物的食物(蔬菜、水果、全穀類等)還有乳品的 AGEs 量則相對較少,即便是經過烹飪之後亦然。
日常生活中減少飲食 AGEs 的原則:
加酸,先用檸檬汁醃過
有很多水份的烹調方法:水煮、蒸或燉
縮短烹調的時間
降低烹調溫度
少吃加工食品
酸能抑制 AGES
食物如果先經過酸處理就能夠抑制加熱過程中新 AGEs 的形成,下圖是比較未烹調的牛肉、直接加熱和先用檸檬汁或是醋醃過 1 個小時後烹調等三種情況下,牛肉的 AGEs 變化量。牛肉直接烤後 AGE 的量會暴增,但以酸液醃過再烤之後,AGE 的生成量就相對少了許多。(* 表示與未烹調的比有統計上的差異;# 表示跟直接加熱的比有統計上的差異,用這樣去看的話,其實只有浸檸檬汁有用耶…)
牛肉重量 25 公克、烤的時間 15 分鐘、醋或檸檬汁的用量 10 毫升。
烹調溫度與方式對食物 AGES 生成的影響
雖然我們前面提到不同的料理法會影響 AGEs 的產生,然而即使是在相同的烹調方法底下,不同的溫度或是用油也都會帶來變化喔。舉例來說,以中小火(medium-low heat)炒蛋,其 AGEs 是大火(high heat)炒的一半。以水煮或蒸的方式烹煮雞肉,其 AGEs 是烤的四分之一。
Medium-low heat 是幾度?查了一些資料,它指的溫度應該是攝氏 121 度~161 度的範圍。 smartkitchen
總而言之,不管是什麼食物,高溫烹調都會比低溫或與更多的水份一起烹調要產出更多的 AGEs。因此,炸、炙燒、燒烤、焙燒會比沸騰、燉與蒸等烹調方式生成更多的 AGEs。
瘦肉加熱後 AGES 大增
值得一提的是即便原本含量相對較低的瘦紅肉和禽類,在烤過後 AGEs 會大量增加,原因可能在於這些瘦肉的細胞裡有著高度反應性的胺基酸-脂質和還原醣(如果糖或葡萄糖六磷酸[glucose-6-phosphate]),在加熱的過程中這些化合物會加速新的 AGEs 形成。
全脂起司
高脂與熟成起司(如全脂怕馬森起司)的 AGEs 量就比低脂起司要來得多。烹煮會促使新的 AGEs 產生,但衍伸自動物的食物,如起司,就可能含有大量的 AGEs,原因可能來自於殺菌或是長時間放在室溫底下(如熟成),長期的糖化氧化反應導致大量的 AGEs 累積。
抹醬
高脂抹醬,如奶油、奶油乳酪、植物奶油、蛋黃醬也是 AGEs 很多的食物,原因可能在於它們經過各種的萃取與純化的過程,而這當中會有溫度升高的情形,因而促使了 AGEs 產生。
此外,加熱過程中烹調用油的種類與用法會有不同的 AGEs 生成量。舉例來說,使用噴霧式油(cooking spray)、植物油或一般烹調油來炒蛋,所產生的AGEs 會是用奶油炒的 50% ~ 75%。
讓人意外的碳水化合物
相對於肉類與油脂類,碳水水化合物食的 AGEs 相對比較少,原因可能在於這類食物的含水量高或者含有豐富的抗氧化物和維生素的關係,因而減少了新 AGEs 形成。此外,在這類食物當中,大部分的多醣含有非還原醣引此比較不容易形成 AGEs。而在這類食物中每公克的 AGEs 含量高的大多是經過乾烤,如餅乾或是洋芋片等食物,這過程會加速 AGEs 的生成。雖說餅乾類 AGEs 含量遠低於肉類,若因而大意,一天吃很多的話,它們對健康的危害可能會跟肉類一樣,甚至是超過喔。
不過呢,從可可粉沖泡的熱可可,AGEs 含量是很多的。(一杯 250 毫升含 656 AGE kU)
烹調方法與 AGES 大有關係
基本上生食的 AGEs 含量非常的少,隨著使用的烹調方法不同,AGEs 會開始出現相當大的差異。從下圖可以看到烤與油炸會產生大量的 AGEs。
除了基本烹調法外,底下的情形也會促使 AGEs 的生成:
使用微波爐料理:特別是使用時間超過 10 分鐘以上、用微波爐再加熱食物
先炸過再炒的料理:如糖醋排骨(魚)
二度油炸:
如炸薯條
肉與魚沾著糖一起料理
長時間加熱殺菌包裝食品
以烤箱或壓力鍋烹調的料理也得注意
避免 AGES 形成的料理技巧
底下的技巧可以減少烹調過程中 AGEs 的生成:
先低溫蒸,再料理:以肉類來說,先用約 70 度 C 的水蒸氣蒸再去炒,這樣就能以較短的時間把肉給煮熟,減少高溫加熱的時間。(在平地上,水蒸氣的溫度最高是 100 度 C,我們可以在水鍋上架個網子,然後以溫度計測量蒸汽溫度,藉由調整網架與鍋子的距離來調整溫度。)
冷鍋冷油:熱鍋下油的話會加速油脂的氧化酸敗,而這樣的油會加速 AGEs 的生成,冷鍋冷油可以減少油脂氧化的發生。
少油蒸燒法:得使用有鍋蓋的鍋子,以少量的油,把食材放在油上,冷鍋冷油,食材不能太厚,不然會煮不熟。
不使用微波爐退冰:以冷白飯為例,以電鍋或水蒸的方式加熱。
50 度 C 的水清洗食材:不管是魚、肉、蔬菜或是加工食品,以 50 度 C 的水洗(1-3 分鐘),除了提昇鮮度外,也能把魚肉上已經氧化的油脂給洗掉,減少它們促進 AGEs 生成的機會。
蔬菜高湯:通常我們會把蔬菜的根、皮給丟掉,但其實這些部位含有許多的植物化學物質,這些物質擁有抑制 AGEs 形成的能力。將這些本來廢棄的料拿來熬成蔬菜高湯,應用在日常的料理上,就能抑制烹調過程中 AGEs 的生成。
抗糖化飲食原則
就現階段來說,一般人 AGEs 的攝取資料很有限。就以紐約市健康成人所做的世代研究調查來看,平均 AGE 攝取量是每天 14,700±680 AGE kU。姑且就用這份資料來做區分好了,每天攝取超過 15,000 AGE kU 為高攝取;低於則是為低攝取。 有了這個判斷標準後,再利用食物 AGEs 含量表就能知道一天吃了多少 AGE,然後是吃的量是算多還是合理。如果你某一天吃了許多烤的肉類、高脂肪或是高度加工的食物,那麼一日的 AGEs 攝取量很容易就會超過 20,000 AGE kU。反之,如果吃的是以水煮、蒸或是燉等方式烹調的低脂肉以還有蔬菜水果,那麼一天 AGE 攝取量就會低於 7,500 AGE kU。
至於一天 AGEs 要吃少於多少才能有效預防疾病,這目前還沒有答案,不過在許多動物研究裡,只要 AGEs 攝取量減少至平常飲食的一半,就能顯著降低體內的氧化壓力、避免胰島素敏感性與腎功能的衰退、並且能延長動物的壽命。
對患有糖尿病的人而言,減少 AGEs 是很重要的事情,他們自身產生的 AGEs 會比常人多 ,而患有腎臟病的人則是在清除體內 AGEs 的能力較差。近來高蛋白、高脂肪與低碳水化合物飲食在減重上的應用受到相當的注目,不過矛盾的是這樣的飲食組成若沒有好好選擇食物的話,AGEs 的攝取量就很容易過多,長期下來可能會帶來一些健康上的問題。
文獻出處:URIBARRI J, WOODRUFF S, GOODMAN S, et al. Advanced Glycation End Products in Foods and a Practical Guide to Their Reduction in the Diet. Journal of the American Dietetic Association 2010;110(6):911-16.e12. doi:10.1016/j.jada.2010.03.018.
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