植物化学物质

植物化学物一植物化学物概述初级代谢产物主要是碳水化合物、蛋白质和脂肪。其主要作用:进行植物细胞的能量代谢和结构重建。次级代谢产物低分子量末端产物除个别是维生素前体物外均是非营养素成分。是生物进化过程中植物维持其与周围环境相互作用的生物活性分子。不受紫外线、杂草、昆虫及微生物侵害。有些是生长调节剂和色素。种类极多（6～10万），数量少（1.5/日）。大量的流行病学调查结果证明，在蔬菜水果中含有一些生物活性物质，它们具有保护人体和预防慢性疾病的作用，引起了营养学家对植物次级代谢产物的兴趣。200多项流行病学研究结果证实：大量食用蔬菜和水果可以预防人类多种癌症的发生。流行病学证据还显示摄入大量蔬菜和水果可降低男性脑卒中的危险性。二、植物化学物的生物学作用(一)抗癌作用(二)抗氧化作用(三)免疫调节作用(四)抗微生物作用(五)降低胆固醇作用(一)抗癌作用癌症是第二位重要死因。各种癌症类型中有1/3与营养因素有关。蔬菜和水果中所富含的植物化学物多有防止人类癌症发生的潜在作用，大约有30余种植物化学物质可降低人群癌症发病率。（二）抗氧化作用癌症与心血管疾病的发病机制与反应性氧分子及自由基的存在有关。保护系统：1、抗氧化酶系统（SOD、GSH-Px等）2、内源性抗氧化物（尿酸、谷胱甘肽、a-硫辛酸、辅酶Q10等）3、营养素（VE、VC等）4、植物化学物（类胡萝卜素、多酚、植物雌激素、蛋白酶抑制剂、硫化物等）在植物源性食物的所有抗氧化物中，多酚抗氧化作用最高。红葡萄酒中的多酚可更有效地保护低密度脂蛋白胆固醇不被氧化。1、红葡萄酒中含有生物活性物质：多酚类化合物2、红葡萄酒与心血管疾病关系：（1）红葡萄酒多酚类预防LDL氧化能力比VE高2倍，现已公认，LDL中胆固醇的氧化是最初导致动脉硬化的主要原因。（2）抑制血小板的凝集作用减少血栓，其红葡萄酒的抑制血小板聚集效果比白葡萄酒高出10倍。（3）调节脂质代谢，血管松弛效果及保护心脏等功能。红葡萄酒3、预防心血管疾病红葡萄酒优于白葡萄酒的原因：（1）红葡萄中多酚类化合物含量远高于白葡萄，葡萄不同的部位多酚类含量也不同，其中葡萄籽中含量最高，其次是果皮，果汁最低。葡萄中全酚含量/（mg/kg）（以没食子酸换算）组织白葡萄红葡萄果皮9041859压榨浆3541果汁176206种子27783525总计38935631（2）酿酒工艺不同白葡萄酒采用白葡萄压榨出来的澄清果汁酿制成葡萄酒，因此多酚类含量低：50～350mg/L。红葡萄酒采用全葡萄发酵生产，因而含有多酚类要比白葡萄酒高出好几倍：1200～2000mg/L。(三)免疫调节作用类胡萝卜素对免疫功能有调节作用；类黄酮具有免疫抑制作用；皂甙、硫化物和植酸具有增强免疫功能的作用。(四)抗微生物作用蒜素是大蒜中的硫化物，有很强的抗微生物作用。混合食用水芹、金莲花和辣根后，泌尿道中芥子油甙的代谢物能够达到治疗尿路感染的有效浓度。(五)降胆固醇作用植物化学物（皂甙、植物固醇、硫化物等）有降低血胆固醇水平的作用。用提取的植物固醇，如β—谷固醇治疗高胆固醇血症，取得一定效果。植物化学物还具有调节血压、血糖和血凝以及抑制炎症等作用。三、植物化学物质的分类植物化学物的分类及其主要作用植物化学物生物学作用抗癌抗微生物抗氧化抗血栓免疫调节抑制炎症影响血压降胆固醇调节血糖促进消化类胡萝卜素ＯＯＯＯ植物固醇ＯＯ皂甙ＯＯＯＯ芥子油甙ＯＯＯ多酚ＯＯＯＯＯＯＯＯ蛋白酶抑制剂ＯＯ单萜类ＯＯ植物雌激素ＯＯ硫化物ＯＯＯＯＯＯＯＯＯ植酸ＯＯＯＯ(一)类胡萝卜素类胡萝卜素是水果和蔬菜中广泛存在的植物次级代谢产物。使植物显示出红色或黄色。自然界存在700多种天然类胡萝卜素。对人体营养有意义的大约在40～50种。人类血清中含有不同比例的类胡萝卜素。主要有α-和β-胡萝卜素和番茄红素。β-胡萝卜素占总类胡萝卜素含量的15％～30％。叶黄素、玉米黄素和β-隐黄素也有少量存在。每天摄入的类胡萝卜素大约为6mg。1、β-胡萝卜素β-胡萝卜素是最基本和最有效的维生素A原。抗氧化功能多含于黄色、橙色蔬菜水果中，如胡萝卜、芒果、杏子、香瓜、木瓜等。2、番茄红素番茄红素是一种天然色素，呈红黄色，主要存在于番茄果实的表皮和果肉中。番茄红素具有高效抗氧化剂的特性，能有效地阻止自由基对组织细胞和基因的毒性作用和损伤。1995年以后，对番茄红素保健功能的关注迅速升温，这源于美国哈佛大学的一项跟踪研究，这项研究通过长期对食用和不食用番茄和番茄制品的两类健康男性人群的生理测试发现，长期食用番茄和番茄制品可减少患前列腺癌的危险。番茄红素对消化道、胰腺、肺、口腔等多种癌症也有预防作用。日本的科学家还研究发现，由于番茄红素的存在，血液中低密度脂蛋白不易被氧化，因而可降低动脉粥样硬化的发生。成熟的番茄提取的番茄红素在抗氧化剂方面的能力是β-胡萝卜素的2倍。人体自身不能合成番茄红素，必须从食物中摄取。番茄红素在自然界中分布很窄，主要存在于番茄、西瓜、葡萄柚、木瓜等食物中。其中番茄含量最高，约为14mg/100g，人体摄入的番茄红素至少有85%来自番茄或番茄制品。生吃1个西红柿只能吸收0.05毫克的番茄红素，所以西红柿最好煮过或用开水烫一下，其中的番茄红素才能发挥出它最大的作用。3、叶黄素和玉米黄素自然界中叶黄素与玉米黄素共同存在，是构成蔬菜植物色素的主要组分。存在于多种蔬菜中，以绿叶菜中含量为高，如菠菜、西兰花等。是一种性能优异的抗氧化剂，可抵御氧自由基在人体内造成细胞与器官损伤，预防机体衰老引发的心血管硬化、冠心病等症状。最重要的是叶黄素是唯一可以存在眼睛晶体的类胡萝卜素成分，是视网膜黄斑的主要色素和抗氧化成分，许多眼科疾病都与叶黄素的缺乏有很大关系，可见叶黄素对于眼睛起着重要保护作用。富含叶黄素的食物：如玉米、菠菜、芥菜、生菜、西兰花等；水果：猕猴桃、石榴(二)植物固醇主要存在于植物的种籽及其油料中，如β-谷固醇、豆固醇和菜油固醇。每日从膳食中摄入的植物固醇为l50mg～400mg，但人体能吸收的只占5％左右。与胆固醇的结构区别是增加了一个侧链，可抑制胆固醇的吸收，降低胆固醇的作用。一项发表在《新英格兰医学杂志》上的人群研究显示，轻度高胆固醇血症患者每日摄入1.8~2.6克植物固醇(强化人造黄油)，一年期试验结束后，试验组总胆固醇降低10.9%，低密度脂蛋白下降14%。对于高甘油三酯的患者，研究也发现每日2.5克/天的植物固醇组和对照组相比，总胆固醇降低6.7%，低密度脂蛋白降低9.5%，甘油三酯下降幅度大于2.3mmol/l。加州大学戴维斯分校医学中心开展研究，纳入72名成年人作为研究对象。实验中，36名成年人服用普通橙汁，其余则服用植物固醇强化橙汁。两周后强化组的低密度脂蛋白水平下降了12.4%。虽然植物固醇在许多谷物、蔬菜、水果、豆类、坚果和种子中都存在，但含量比较低，一般在5~40毫克，而且在烹饪和提炼过程中也很容易被破坏，因此人们在日常饮食中很难获得足量植物固醇。欧美已经开始把植物固醇添加至食物中，包括人造黄油、橙汁、早餐谷物和饼干棒。美国心脏病协会指出，该类食品适合胆固醇偏高的人群。(三)皂甙是一类具有苦味的化合物，可与蛋白质和脂类(如胆固醇)形成复合物。现有的研究发现人参皂甙、柴胡皂甙、甘草皂甙、远志皂甙、酸枣仁皂甙等具有降低胆固醇、抗感染、抑制肿瘤、免疫、兴奋或抑制中枢神经等作用。绞股蓝皂甙在体外细胞实验中能有效抑制前列腺癌和肝癌细胞的生长。黄芪皂甙除了有促人胃腺癌细胞凋亡和抗增殖活性，还可以调节这些癌细胞扩散和新生血管形成。大豆皂甙有抗氧化、调节免疫、抗肿瘤、调血脂等多种功效。表部分食品中皂甙含量食物名称皂甙（g/kg）鹰嘴豆56大豆43印度丹贝19紫花苜蓿56紫花苜蓿芽87小白扁豆21豆类包括豌豆、红芸豆、菜豆、斑豆、蚕豆、扁豆都含有皂甙，特别是鹰嘴豆，含量较高。美国加州戴维斯大学的研究人员发现，红葡萄酒中含有皂甙。葡萄皮上的皂甙在酿酒发酵过程中，被较好地保留在酒中。某些草药和香料如辣椒中含有促进健康的皂甙。每日膳食摄入的皂苷约为10mg，最高可达到200mg以上。目前一些国家已批准将某些皂甙作为食品添加剂用于饮料，如美国和加拿大将其作为泡沫稳定剂用在啤酒中，英国用在无酒精饮料中。(四)芥子油甙存在于所有十字花科植物中，降解产物具有典型的芥末、辣根和花椰菜的味道。种类1.归于芸薹属的卷心菜、花椰菜（菜花）、西兰花、大白菜、小白菜、青菜、油菜、各种甘蓝、榨菜、雪里红、大头菜等。2.归于萝卜属的萝卜、大青萝卜、红萝卜、水萝卜、心里美等。3.一些人们喜爱的野菜，如荠菜、芝麻菜等。4.属于调味料的芥末（芥菜的种子)、辣根等。5.还有一些中药材也属于十字花科植物，最常见的如板蓝根。借助于植物中葡萄糖硫苷酶的作用，植物组织的机械性损伤可将芥子油甙转变为有实际活性的物质，即异硫氰酸盐、硫氰酸盐和吲哚。芥子油甙中的异硫氰酸酯对身体可有效抗癌、促进消化。人体每日从膳食中摄入芥子油苷的量大致为10～50mg，素食者每日摄入量可高达110mg。(五)多酚是所有酚类衍生物的总称，主要为酚酸和类黄酮黄酮类物质（Flavonoid）是一群来自于水果、蔬菜、茶、葡萄酒中的化合物。绿叶蔬菜中类黄酮的含量随着蔬菜的成熟而增高。户外大地蔬菜中类黄酮的含量明显高于大棚蔬菜中的含量。经常食用含有黄酮类的蔬菜，对预防心血管疾病如动脉硬化、高血压、高脂血症、老年痴呆等疾病有一定的效果。洋葱、芹菜、西芹、藕、豆角中类黄酮含量较为丰富。石榴、山楂、红提1、花青素花青素是一类主要的水溶性植物色素，属于酚类色素。可以随着细胞液的酸碱改变颜色。细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。花青素广泛存在于自然界带颜色的蔬菜水果中。蓝莓、紫葡萄、茄子皮、紫薯、黑米等紫色食物中都含有丰富的花青素。2、原花青素（opc）是有着特殊分子结构的生物黄酮。无色。是国际上公认的活性最强的天然抗氧化，清除自由基以及其抗衰老作用的物质。其自由基清除能力是维生素E的50倍、维生素C的20倍。一般为葡萄籽提取物或法国海岸松树皮提取物。(六)蛋白酶抑制剂存在于所有植物中，特别是豆类、谷类等种籽中含量更高。哺乳动物肠道中的蛋白酶抑制剂主要阻碍内源性蛋白酶(如胰蛋白酶)的活性，导致机体加强消化酶的合成反应。蛋白酶是使一些癌症具有侵袭能力的重要因子，蛋白酶抑制剂与蛋白酶形成复合物，从而抑制蛋白酶。人体平均每日摄入的胰蛋白酶抑制剂约为295mg，素食者摄入的蛋白酶抑制剂更多。所吸收的蛋白酶抑制剂能以生物活性形式在各组织中被检测出来，主要具有抑制肿瘤和抗氧化的作用。(七)单萜类调料类植物中所存在的植物化学物主要是典型的食物单萜类物质，如薄荷中的薄荷醇、香菜种籽中的香芹酮、柑桔油中的柠檬油精。单萜类物质的每日摄入量大约为150mg。抗癌(八)植物雌激素存在于植物中，可结合到哺乳动物体内雌激素受体上并能发挥类似于内源性雌激素作用的成分。异黄酮和木聚素:化学结构是多酚类物质，属于植物雌激素。异黄酮几乎全部存在于大豆和大豆制品中。木聚素在亚麻种子和粮食制品中含量较高。植物雌激素的作用只占人体雌激素作用的0.1％，尿中植物雌激素的含量可比内源性雌激素高10—1000倍。植物雌激素可发挥雌激素和抗雌激素两种作用。1.改善围绝经期症状2.预防骨质疏松：目前临床推荐，应用植物雌激素结合适当运动可能是增加骨量和预防骨质疏松性骨折的更为理想的选择。3.抗肿瘤作用不确定4.抗氧化，预防心血管疾病作用(九)硫化物所有存在于大蒜和其他球根状植物中的有机硫化物。蒜素中的基本物质是蒜苷,当大蒜类植物的结构受损时，蒜苷在蒜氨酸酶的作用下形成蒜素。大蒜中的主要活性物质是氧化形式的二丙烯基二硫化物,称蒜素(allicin)。新鲜大蒜中蒜素的含量可高达4g／kg。大蒜素能激活人体免疫系统，抗击各种病毒侵袭，还