《营养学》第十五章 食物中的生物活性成分

植物化学物抗癌作用的另一可能机制是调节细胞生长(增生)， 如莱姆树中的单萜类可减少内源性细胞生长促进物质的形成，从 而阻止对细胞增生的异常调节作用。
(二)抗氧化作用
癌症和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。人体对这些活性物质的保护系统包括抗氧化酶系统(SOD、 GSH-Px等)、内源性抗氧化物(尿酸、谷胱甘肽、α-硫辛酸、辅酶 Q10等)及具有抗氧化活性的必需营养素(维生素E和维生素C等)。现 已发现植物化学物，如类胡萝卜素、多酚、植物雌激素、蛋白酶 抑制剂和硫化物等也具有明显的抗氧化作用。
⑴Phytochemicals: nonnutrient compounds in plantderived foods that have biological activity in the body(p 8 in Nutrition concepts and conroversies). ⑵Phytochemicals: biologically active, naturally existing substances in plants that act as natural defense systems in plants and show potential for reducing risk for cancer and cardiovascular disease(p 303 in Food, Nutrition, &Diet Therapy).
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(isoflavones)和木聚素 从化学结构上讲均是多酚类物质，但也属于植物雌激素。虽然植物 雌激素所显示出的作用只占人体雌激素作用的0.1％，但在尿中植 物雌激素的含量可比内源性雌激素高10～1000倍。依照机体内源性 雌激素数量和含量的不同，植物雌激素可发挥雌激素和抗雌激素两 种作用。
caraway：香菜，葛缕子 一种伞形科的两年生欧亚 大陆草本植物(葛缕子）， 有微细全裂的叶子和白色 或粉色小花花簇。
葛缕子籽的籽状果实，广 泛地用作各种食物的香料 和调味品。
Also called:In this sense, also called caraway seed
(八)植物雌激素(phyto-oestrogens)
过去一直认为各种卷心菜中存在的蛋白酶抑制剂和芥子油甙 是有害于健康的，然而现在却发现它们有明显的抗氧化和抑制肿 瘤的作用。天然存在的植物化学物的总数量还不清楚，但估计有 60,000～100,000种。
一、植物化学物的分类 植物化学物可按照它们的化学结构或者功能特点进行分类。
(一)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。通常将类胡
质在降低人群癌症发病率方面可能具有意义。欧洲一些功能性食 品具有潜在的预防癌症的生物活性，目前这些国家的食品法典委 员会推荐将蔬菜和水果的每日消费量增加5倍。
癌症的发生是一个多阶段过程，植物化学物几乎可以在每一个 阶段抑制肿瘤的发生。从不同的实验系统(离体、动物、人)可获 得有关蔬菜、水果以及提取的植物化学物的抗癌作用资料。
第十五章 食物中的生物活性成分
Bioactive Food Components
1.概述 2.多酚类化合物 3.含硫化合物 4.皂甙类化合物
食物中除了营养素外，还含有其他许多对人体有益的物质。这类物 质不是维持机体生长发育所必需的营养物质，但对维护人体健康、 调节生理功能和预防疾病发挥重要的作用。这类物质过去较多的称 为非营养素生物活性成分(non-nutrient bioactive substances)，近来 建议不再称这类物质为非营养素生物活性成分，代之为 “生物活性 的食物成分（bioactive food components）”。
(三)皂甙(saponins)
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，在豆科植物中皂甙特别丰富。根据膳食习惯和特点， 平均每日膳食摄入的皂甙约为10 mg,最高可达到200 mg以上。由 于皂甙具有溶血的特性，一直被认为是对健康有害的，而人群试 验却未能证实其危害。目前一些国家已批准将某些种类的皂甙作 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(soft drinks)中。
(六)蛋白酶抑制剂(protease inhibitors)
植物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(如胰蛋自酶)的活性，导致机体加强消化酶的合成反应。 人类能合成一种特殊形式的胰蛋白酶。蛋白酶抑制剂与蛋白酶形 成复合物，阻断酶的催化位点，从而竞争性抑制蛋白酶。蛋白酶 是使一些癌症具有侵袭能力的重要因子。人体平均每日摄入的胰 蛋白酶抑制剂约为295 mg。
主要存在于植物的种籽及其油料中，如β-谷固醇(βsitosteroI)、豆固醇(stigmasterol)和菜油固醇(campesterol)。 从化学结构来看植物固醇与胆固醇的区别是前者增加了一个侧链。 人每日从膳食中摄入的植物固醇为150〜400 mg，但人体能吸收的 只占5 ％左右。人们已知道植物固醇有降低胆固醇的作用，其作 用机制主要是抑制胆固醇的吸收。
第一节 植物化学物概述
植物含有多种低分子量的次级代谢产物(secondary metabolites)。从广义上讲，这些次级代谢产物是生物进化过程 中植物维持其与周围环境(包括紫外线)相互作用的生物活性分子。 当吃植物性食品时，就会摄取到各种各样的植物次级代谢产物。 过去认为并一直强调在植物性食品中它们是天然毒物并对人体健 康有害，例如马铃薯和西红柿中存在的配糖碱(glycoalkaloids)、 树薯中存在的氰化甙(cyanogenic glycosides)等。在过去的二十 几年中，人们对多吃富含蔬菜和水果的膳食有益于健康的认识逐 渐加深。
二、植物化学物的生物学作用 植物化学物具有多种生理作用，主要表现在以下几个方面。
(一)抗癌作用 癌症是发达国家的第二位重要死因，营养是与癌症危险性相
关的主要外源性因素，在各种癌症类型中有三分之一与营养因素 有关。一些营养因素可以促进癌症的发生，但其它的营养因素可 能会降低癌症发生的危险性。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
(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 (monoterpenes)物质，如薄荷(peppermint)中的薄荷醇(menthol)、 葛缕子种籽(香菜种籽，caraway seeds)中的香芹酮(carvone)、 柑桔油(citrus oil)中的柠檬油精(limonene)。单萜类物质的每 日摄入量大约为150 mg。
萝卜素分成无氧(oxygen-free)和含氧(oxygen-containing，如叶 黄素)两种类型。对人体营养有意义的大约在40～50种。根据个人 膳食特点，人类血清中含有不同比例的类胡萝卜素，主要以无氧 型类胡萝卜素的形式存在，如α-和β-胡萝卜素和番茄红素。人 体每天摄入大约6 mg。
Hale Waihona Puke (二)植物固醇(phytosterols)
植物的初级代谢产物(primary metabolites)主要是碳水化合
物、蛋白质和脂肪，其主要作用是进行植物细胞的能量代谢和结 构重建。而植物的次级代谢产物是植物代谢产生的多种低分子量 的末端产物，通过降解或合成产生不再对代谢过程起作用的化合 物。这些产物除维生素外均是非营养素成分，现已把它们统称为 植物化学物(phytochemicals)。植物次级代谢产物对植物本身而 言具有多种功能，如保护其不受杂草、昆虫及微生物侵害，作为 植物生长调节剂或形成植物色素，维系植物与其生长环境之间的 相互作用等。
植物次级代谢产物对健康具有有益和有害的双重作用。以前 只是了解它们具有的毒性作用，其中一些还因限制营养素的利用 或者增加肠壁的渗透性而被认为是“抗营养”或“有毒”的代谢 物。对植物化学物有益作用的认识始于对农场动物的观察，这些 家畜常常是连续几个月只喂饲单一的植物草料，然而却能正常生 长和发育，这种情况与发达国家人群的膳食营养状况是无法相比 的。
这类生物活性的食物成分包括主要来自植物性食物的黄酮类
化合物、酚酸、有机硫化物、萜类化合物和类胡萝卜素等。也包
括主要来自动物性食物的辅酶Q、γ-氨基丁酸、褪黑素及左旋肉
碱等。它们不仅参与健康的调节和慢性病的防治，还为食物带来
了不同风味和颜色，因而这类活性成分已成为现代营养学的一个
重要研究内容和热点问题。
(九)硫化物(sulphides)
包括所有存在于大蒜和其他球根状植物中的有机硫化物。大 蒜中的主要活性物质是氧化形式的二丙烯基二硫化物(diallyl disuIphide)，亦称蒜素(allicin)，蒜素中的基本物质是蒜苷 (alliin)。当大蒜类植物的结构受损时，蒜苷在蒜氨酸酶 (allinase)的作用下形成蒜素。新鲜大蒜中蒜素的含量可达4 g／ kg。白菜中也含有硫化物，但由于缺少蒜氨酸酶而不能形成具有 生物活性的硫化物代谢产物。
某些酚酸(phenolic acid)可与活化的致癌剂发生共价结合并 掩盖DNA与致癌剂的结合位点，这种作用机制可抑制由DNA损伤所 造成的致癌作用。
现已证实植物雌激素对机体激素代谢有影响。动物试验表明， 植物雌激素和芥子油甙的代谢物吲哚-3-甲醇(indole-3-carbinol) 可影响雌激素的代谢。
(十)植酸(phytic acid)
又称肌醇六磷酸酯(inositol hexaphosphate, IP6)，是天 然存在于大豆和谷类制品中、富含磷的一种有机化合物。具有抗 癌、抗氧化、调节免疫等功能。
除上述各种植物次级代谢产物外，还有一些植物化学物没有 归属到所列分类中，例如葡萄糖二胺(glucarates)、苯酞 (phthalides)、叶绿素(chlorophyll)和生育三烯酚类等。另外还 有植物凝血素(lectins)也未列入前述分类中，动物试验的结果表 明具有调节血糖和预防肿瘤的作用。