植物化学物的概念与分类
- 格式:doc
- 大小:26.50 KB
- 文档页数:3
植物化学物综述一、植物化学物概念植物由种类繁多的化学物质组成,根据其代谢产物的产生过程将代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物。
次级代谢产物是植物的代谢产生的多种低分子量末端产物通过降解或合成长生不再对代谢过程起作用的化合物。
这些产物除个别是维生素的前体物外均为非营养成分,现已将它们统称为植物化学物。
从广义上讲,植物化学物生物进化过程中植物维持其与周围环境互相作用的生物活性分子。
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互相作用等。
从化学结构上讲,这些次级代谢产物种类众多;从数量上讲,与初级代谢产物相比又微乎其微。
然而直到近年来营养科学工作者才开始系统地研究植物中这些生物活性物质对机体健康的促进作用。
植物次级代谢产物对健康具有有益和有害的双重作用。
过去我们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,或因限制营养素的利用而被认为是抗营养”物质。
对植物化学物有益作用的认识食欲对农场动物的观察。
大量的流行病学调查结果证明,在蔬菜和水果中含有一些生物活性物质,它们具保护人图和预防诸如心血管疾病和癌症等慢性病的作用,因此又重新引起了营养科学工作者对植物化学物的兴趣。
二、植物化学物的分类和来源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,它们的主要功能之一是使植物显示出红色或黄色。
通常根据极性基团的存在与否将类胡萝卜素分成无氧和含氧两种类型。
主要有无氧的a-和3■胡萝卜素和番茄红素,有氧的黄体素、玉米黄素和阳-隐黄素。
(二)植物固醇植物固醇主要存在于植物的种子及其油料中,主要有3-谷固醇豆固醇和菜油固醇。
(三)皂甙皂甙是一类具有苦味的化合物,它们可与蛋白质和脂类形成复合物,在豆科植物中皂甙特别丰富。
(四)芥子皂甙戒子皂苷存在于所有十字花科植物中,它们的降解产物具有典型的芥末、辣根和花椰菜的味道。
植物化学物植物化学物的分类及其它们的主要作用降低胆固醇作用:以皂甙为例说明其降低胆固醇的作用;皂甙在肠中与初级胆酸结合形成微团,因这些微团过大不能通过肠壁而减少了胆酸的吸收,使胆酸的排出增加;皂甙还可使内源性胆固醇池增加初级胆酸在肝脏中的合成,从而降低了血中的胆固醇浓度。
此外,存在于微团中的胆固醇通常在肠外吸收,但植物固醇可使胆固醇从微团中游离出来,这样就减少了胆固醇的肠外吸收。
植物化学物可抑制胆固醇代谢的关键酶,其中最重要的是羟甲基戊二酸单酰CoA 还原酶。
1、多酚类多酚类化合物主要是指酚酸及类黄酮。
重点介绍黄酮类(黄酮类的作用:抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、抗突变等)保护心血管作用:类黄酮为一种多酚类抗氧化剂,能抑制LDL氧化,减少血栓形成。
荷兰的科学家研究证实,吃类黄酮的食物,患心脏病的危险性可减少1/2,如苹果、葡萄、洋葱、绿茶等,研究发现,大量消费大豆食品的人群心脏病发病率低,主要原因是黄豆苷元可减少体内胆固醇的合成,降低血清胆固醇浓度。
在体外试验中,燃料木黄酮作为酪氨酸激酶活性抑制剂阻断增长因子,如血小板源性生长因子、碱性成纤维细胞生长因子和其他生长因子的作用。
这些生长因子通过酪氨酸激酶参与动脉粥样斑块的形成,而燃料木黄酮可抑制凝血酶诱导的血小板激活和凝集,减少与动脉粥样硬化有关的血栓形成。
血管生成可以扩大粥样硬化损伤灶,燃料木黄酮可抑制多种血管细胞增殖和血管形成,还能抑制平滑肌细胞增生,后者是动脉粥样硬化灶扩展的重要步骤。
白细胞粘附分子的激活与表达可能在血管损伤初期有重要意义,已证实燃料木黄酮能抑制细胞的粘附。
对茶多酚和茶色素的基础研究表明它们在心脏血管疾病预防中具有重要意义。
通过实验室和大样本临床观察均证实茶多酚和茶色素在调节血脂、抗脂质过氧化、消除自由基、抗凝和促纤溶、抑制主动脉脂质斑块形成等方面发挥作用。
葛根素对心脑血管也同样具有保护作用。
静脉注射葛根素后大脑半球血流量明显增加,高血压及冠心病患者血浆儿茶酚胺的含量明显降低、血压下降。
植物化学物1、植物化学物:植物化学物(phytochemicals)是指由植物代谢产生的多种低分子量的末端产物(次级植物代谢产物),并通过降解或合成产生不再对代谢过程起作用化合物的总称。
这些产物除个别是维生素的前体物质外均为非营养素成分,从广义上讲,植物化学物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。
2、植物化学物可按照各自的化学结构或功能特点的不同来分类。
常见的有以下几类。
1.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,它们的主要功能之一是使植物显示出红色或黄色。
在自然界存在的700多种天然类胡萝卜素中,对人体营养有意义的大约40~50种。
2.植物固醇(phytosterols):主要存在于植物的种籽及其油料中。
其对人体有降低胆固醇作用。
3.皂甙(saponins:是一类具有苦味的化合物。
在豆科植物中特别丰富。
过去认为对健康有害,但是人群试验却未能证实其危害。
现研究认为,其具有抗突变、抗癌、抗氧化和免疫调节作用。
4.芥子油甙(glucosinolates):存在于所有十字花科植物中,它们的降解产物具有典型的芥末、辣根和花椰菜的味道。
其活性物质主要为异硫氰酸盐、硫氰酸盐等,具有抗癌、抑制细胞增生、抗炎等多种生物学作用。
5.多酚:是所有酚类衍生物的总称,主要为酚酸和类黄酮。
类黄酮主要存在于蔬菜水果的外层。
具有抗氧化、抗肿瘤、保护心血管等作用。
6.蛋白酶抑制剂:存在于所有植物中,特别是豆类、谷类等种子中。
主要具有抑制肿瘤和抗氧化作用。
7.单贴类:主要存在于调料类植物中。
如香菜种子、薄荷等。
8.植物雌激素:存在于植物中,主要为异黄酮和木聚素,既是多酚类,也是植物雌激素,具有雌激素作用和抗雌激素作用。
9.硫化物:包括大蒜及其它球根状植物中的有机硫化合物。
具有抗突变、抗癌、抗氧化剂延缓衰老作用。
10.植酸:又称肌醇六磷酸酯,是天然存在于谷类和豆类中、富含磷的一种有机化合物。
植物化学物的功效性和安全问题摘要:有机化学到植物化学物的分类,植物化学物质的来源,以及对食品的作用,同时结合植物化学物质的安全性问题,全面理解植物化学物对人体健康的两面性。
关键词:分类作用功效健康我们日常吃的植物性食物中除了含有人体必需的能量和营养素外,还含有大量可以调节人体生理功能的化学物质(植物化学物),从而改变着人体内部环境的微平衡,长久饮食习惯的积淀还可导致人体器官机能的改变、病变甚至基因的突变。
一、植物化学物的概念植物化学物是指植物性食品中除含必需营养成分外的一些低分子量生物活性物质,是植物的次级代谢产物。
植物中除含的营养素外,还含有多种低分子量的次级代谢产物。
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。
植物性食物中含有的营养素:1.蛋白质:是构成一切细胞和组织结构必不可少的成分。
它是人类生命活动最重要的物质基础。
蛋白质的功能是构成机体细胞和组织,促进生长发育,参加机体物质代谢,形成抗体,增强免疫能力和供给热能。
2.脂肪:是由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯,其中甘油的分子比较简单,而脂肪酸的种类和长短却不相同。
因此脂肪的性质和特点主要取决于脂肪酸,不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类和含量不一样。
自然界有40多种脂肪酸,因此可形成多种脂肪酸甘油三酯。
脂肪酸一般由4个到24个碳原子组成。
3.碳水化合物:亦称糖类化合物,是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。
主要由碳、氢、氧所组成。
葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。
4. 维生素:是维持人体生命活动必须的一类有机物质,也是保持人体健康的重要活性物质。
5. 矿物质:是人体内无机物的总称。
是地壳中自然存在的化合物或天然元素。
矿物质和维生素一样,是人体必须的元素。
矿物质是无法自身产生、合成的,每天矿物质的摄取量也是基本确定的,但随年龄、性别、身体状况、环境、工作状况等因素有所不同。
植物化学物(Phytochemicals)一、植物化学物概述(一)概念植物化学物是指植物性食品中除含必需营养成分外的一些低分子量生物活性物质,是植物的次级代谢产物(secondary metabolites)。
广义讲,植物化学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。
(二)特点:1、种类繁多迄今为止,天然存在的植物化学物的总数量还不清楚,但估计有6~10 万种即种类多,就混合膳食而言,每天的摄入量大致为1.5g/d。
2、对人体健康具有双重作用。
如马铃薯所含少量龙葵素,能减少胃液分泌,缓解痉挛,对胃痛有一定的治疗作用。
但久存会产生大量的龙葵素,尤其发芽以后含量更高,可引起恶心、呕吐、头晕、腹泻等中毒现象,对人体有害,严重者可致死;龙葵素主要集中在外皮上,故发芽的马铃薯不能食用。
2004年5月10日,惠州市博罗县湖镇某公司集体食堂122 名员工食物中毒,上吐下泻,浑身发热无力,头晕恶心。
库存马铃薯上发现长有约两毫米长的嫩芽,经检测,发芽马铃薯的龙葵素呈阳性(可致毒)。
二、植物化学物的分类与来源植物化学物可按它们的化学结构或者功能分类,按化学结构大体分为:(一)类胡萝卜素(carotenoids)类胡萝卜素存在于深色蔬菜和水果,它们的功能之一是使植物显示出红或黄色。
在自然界存在的700 多种天然类胡萝卜素中,对人体营养有意义的大约在40-50 种。
通常将类胡萝卜素分成无氧和含氧两种类型。
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,主要以无氧型的形式存在,如α—和β—胡萝卜素及番茄红素。
人体每天摄入的类胡萝卜素大约为6mg/d。
(二)植物固醇(phytosterols)植物固醇主要存在于植物的种籽和油料中。
如β-谷固醇、豆固醇和菜油固醇。
从化学结构来看,植物固醇比胆固醇加了一个侧链,可抑制胆固醇的吸收,降低胆固醇的作用。
人每天摄入量约为150~400mg/d,但人体吸收的只占5%左右。
食物中的生物活性成分食物中除了含有多种营养素外,还含有其他许多对人体有益的物质。
这类物质过去较多地被称为非营养素生物活性成分,来自植物中食物的生物活性成分,称为植物化学物。
这类物质不是维持机体生长发育所必需的营养物质,但对维持人体健康、调节生理功能和预防疾病发挥重要的作用。
概述: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,也包括辅酶Q、γ-氨基丁酸、褪黑素及左旋肉碱等主要来源于动物性食物的生物活性成分。
他们不仅参与生理及病理生理的调节和慢性病的防治,还为食物带来了不同风味和颜色。
植物化学物是指植物能量代谢过程中产生的多种中间或末端低分子量次级代谢产物。
这些产物除个别是维生素的前体物外,其余均为非传统营养素成分。
植物化学物对植物本身而言具有多种功能。
与植物次级代谢产物相比,从含量上来讲,这些次级代谢产物微乎其微。
当我们食入植物性食品时,就会摄取到各种各样的植物化学物。
膳食中另外一类重要的生物活性的食物成分主要来自动物性食物,这些物质来源于食物,机体本身也可以合成,它们在体内也发挥着重要的生物学功能。
一、植物化学分类:较为复杂,种类繁多。
二、植物化学物的生物活性:具有多种生理功能,主要表现在以下几个方面:(一)抗癌作用:蔬菜和水果中所富含的植物化学物有多种预防人类癌症发生的潜在作用。
新鲜的蔬菜和水果沙拉可明显降低癌症发生的危险性,对胃肠道、肺、口腔和喉的上皮肿瘤证据最为充分。
(二)抗氧化作用:癌症和心血管疾病的发病机制与过量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如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、内源性抗氧化物及其具有抗氧化活性的必需营养素。
在植物性食物的所有抗氧化植物化学物中,多酚无论在含量上还是在自由基清除能力上都是最高的。
原儿茶酸和绿原酸等酚酸含有多个酚羟基,可以通过自身氧化释放电子,直接清除各种自由基,保护氧化还原系统与游离自由基之间的平衡。
植物化学物的概念与分类,植物化学物种类繁多,其概念和分类如下:
1.植物化学物的概念:植物化学物由种类繁多的化学物质组成,根据其代谢产物的产生过程将代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物。
前者是指在植物生命过程中,获得能量的代谢过程所产生的最基本的、共有的一些成分,这些成分一般是植物的营养物质,主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物,其主要作用是参与植物细胞的能量代谢和结构重建。
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。
这些产物除个别是维生素的前体物(如β-胡萝卜素)外均为非营养素成分,
现已将它们统称为植物化学物。
从广义上讲,植物化学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。
当我们吃植物性食品时,就会摄取到各种各样的植物次级代谢产物。
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。
从化学结构上讲,这些次级代谢产物种类众多;从数量上讲,与初级代谢产物相比又微乎其微。
早在20世纪50年代Winter等人就提出植物次级代谢产物对人类有药理学作用,然而直到近年来营养科学工作者才开始系统地研究植物中这些生物活性物质对机体健康的
促进作用。
植物次级代谢产物对健康具有有益和有害的双重作用。
过去我们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(如马铃薯和西红柿中存在的配糖碱、树薯中存在的氰化甙等),或因限制营养素的利用而被认为是"抗营养"物质。
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元法相比的。
在正常摄食条件下,几乎所有天然成分对机体都是无害的(除少数例外,如马铃薯中的龙葵素),而且许多过去认为对健康不利的植物化学物也可能存在各种促进健康的作用。
例如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。
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。
大量的流行病学调查结果证明,在蔬菜和水果中含有一些生物活性物质,它们具有保护人体和预防诸如心血管病和癌症等慢性疾病的作用,因此又重新引起了营养
科学工作者对植物化学物的兴趣。
迄今为止,天然存在的植物化学物的总数量还不清楚,但估计有60000~100000种。
就混合膳食而言,每天摄入的植物化学物约为1.5g,而对素食
者来讲可能会更高一些。
2.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。
几种主要的植物化学物见下表,从该表中可见它们的生理作用有很大区
别。
(1)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,它们的主要功能之一是使植物显示出红色或黄色。
通常根据极性基团的存在与否将类胡萝卜素分成无氧(oxygen-free)和含氧
(oxygen-containing,如叶黄素)两种类型。
在自然界存在的700多种天然类胡萝卜素中,对人体营养有意义的大约有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-胡萝卜素和β-胡萝卜素和番茄红素。
而有氧型的叶黄素,如黄体素(lutein)、玉米黄素和β-隐黄素也有少量存在。
在人血清中β-胡萝卜素占总类胡萝卜素含量的15%~30%。
无氧型和有氧型类胡萝卜素的区别主要表现在它们对热的稳定性不同,如类胡萝卜素中的β-胡萝卜素是热稳定型的,而叶黄素(主要存在于绿色蔬菜中)则对热敏感。
人体每天摄入的类胡萝卜素大
约为6mg。
(2)植物固醇:植物固醇主要存在于植物的种子及其油料中,如β-谷固醇、豆固醇和菜油固醇。
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l50mg~400mg,但人体能吸收的只占5%左右。
影响吸收率的原因目前尚不清楚。
早在上个世纪中叶人们就发现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。
(3)皂苷:皂苷是一类具有苦味的化合物,它们可与蛋白质和脂类(如胆固醇)形成复合物,在豆科植物中皂苷特别丰富。
根据膳食习惯和特点,平均每日膳食摄入的皂苷约为1Omg,最高可达到200mg以上。
由于皂苷具有溶血的特性,所以以前一直被认为是对健康有害的,但是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苷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。
(4)芥子油苷:芥子油苷存在于所有十字花科植物中,它们的降解产物具有典型的芥末、辣根和花椰菜的味道。
借助于植物中一种特殊的酶,即葡萄糖硫苷酶的作用,植物组织的机械性损伤可将芥子油苷转变为有实际活性的物质,即异硫氰酸盐、硫氰酸盐和吲哚。
当白菜加热时,其中的芥子油苷含量可减少30%~60%。
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11Omg.芥子油苷的代谢产物,如硫氰酸盐可在小肠完全
吸收。
(5)多酚:多酚是所有酚类衍生物的总称,主要为酚酸(包括羟基肉桂酸)和类黄酮,后者主要存在于水果和蔬菜的外层(黄酮醇)及整粒的谷物中(木聚)。
新鲜蔬菜中的多酚可高达0.1%,例如莴苣外面的绿叶中多酚的含量就特别高。
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。
最常见的类黄酮是槲皮素,其每日摄入量大约为23mg,最近的研究表明这个剂量的槲皮素对人体健康是有益的。
(6)蛋白酶抑制剂:植物蛋白酶抑制剂存在于所有植物中,特别是豆类、谷类等种子中含量更高。
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,,阻断酶
的催化位点,从而竞争陛抑制蛋白酶。
人体平均每日摄入的胰蛋白酶抑制剂约为295mg,对于膳食以蔬菜、豆类和粮谷为主的素食者来说所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,它们主要具有抑制肿瘤和抗氧化的作用。
(7)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、柑橘油中的柠檬油精。
单萜
类物质的每日摄入量大约为150mg.
(8)植物雌激素:植物雌激素是存在于植物中,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。
异黄酮和木聚素在化学结构上均是多酚类物质,但也属于植物雌激素。
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。
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。
因此,依据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。
(9)硫化物:植物次级代谢产物中的硫化物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,亦称蒜素,蒜素中的基本物质是蒜苷。
当大蒜类植物的结构受损时,蒜苷在蒜苷酶的作用下形成蒜素。
新鲜大蒜中蒜素的含量可高达4g/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。
(10)植酸:又称肌醇六磷酸酯(IP6),是天然存在于谷类和豆类食物中、富含磷的一种有机化合物。
植酸主要存在于种子胚层和谷皮中。
植酸的螫合能力较强,因此降低了某些矿物质的生物利用率;利用植酸与蛋白质结合的特性,可从天然植物中分离提取植酸。
植酸在抗癌、抗氧化、调节免疫功能、抗血小板等方面的生物学活性已逐渐被证实。
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,例如植物凝血素、葡萄糖二胺、苯酞、叶绿素和生育三烯酚类等。