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1、第五章 食品中的生物活性物质,第一节 概 述,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，近年来建议以“植物化学物质”或“生物活性的食物成分”代替,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、-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。,
2、植物化学物研究的时间不长，所研究的植物化学物也仅仅是其中一小部分。与经典的营养素研究相比较，植物化学物的很多问题需要进一步的研究，如植物化学物的种类、生物利用至今不完全清楚，促进健康的推荐量以及可能引起毒性的剂量也不清楚，因而要在植物化学物中建立类似于营养素AI、UL等相关的指标还有一定的距离。,一.植物化学物的种类及来源,类胡萝卜素植物固醇皂苷类化合物芥子油苷多酚类化合物蛋白酶抑制剂,单萜类植物雌激素有机硫化物植酸其他动物性来源的食物活性成分,生物作用：,抗癌抗氧化免疫调节抗微生物降胆固醇其他（调节血压、血糖、血小板和血凝，以及抑制炎症等 ）,（一）类胡萝卜素,是广泛存在于植物中的一类黄色、
3、橙色或红色的脂溶性色素，它们的主要功能之一是使植物显示出红色或黄色。,胡萝卜素类 (carotene) ：不含氧原子叶黄素类 (xanthophyll)：含氧原子,1.分类,2.食物来源：主要存在于水果和新鲜蔬菜中,-胡萝卜素和- 胡萝卜素：黄橙色蔬菜和水果-隐黄素：橙色水果叶黄素：深绿色蔬菜番茄红素：番茄,3.摄入量 人体每天摄入的类胡萝卜素大约为6mg。,4.生物学功能,抗氧化作用：番茄红素的抗氧化活性最强抗肿瘤作用增强免疫功能：促进白细胞介素（IL）的产生保护视觉功能：叶黄素是视网膜黄斑的主要色素；增加叶黄素摄入量可预防和改善老年性眼部退行性病变；吸收蓝光，保护视网膜免于光损害。,抗氧化
4、抑制致癌物形成调节药物代谢酶 增强免疫功能调控细胞信号传导抑制癌细胞增殖诱导细胞分化及凋亡诱导细胞间隙通讯,抗肿瘤的可能机制：,1.结构 环戊烷全氢菲 植物性甾体化合物 比胆固醇多一个侧链,(二)植物固醇,2.分类-谷固醇菜油固醇豆固醇相应的烷醇,3.食物来源 主要来源于各种植物油、坚果、种子、豆类4.摄入量 每日150 400 mg，与胆固醇摄入量相当 吸收率仅约5%左右5.生物学作用抗癌作用：降低结肠癌、乳腺癌和前列腺癌等的发病风险降低胆固醇调节免疫功能抗炎：降低体内C-反应蛋白水平雌激素效应,（三）皂甙,1.结构 由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有机酸组成 组成皂苷的糖有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖
5、、阿拉伯糖、 木糖及其他戊糖类,2.分类,根据皂苷元化学结构的不同，可分为：甾体皂苷三萜皂苷较常见的有大豆皂苷、人参皂苷、三七皂苷、绞股蓝皂苷、薯蓣皂苷等,3.食物来源 广泛存在于植物茎、叶和根中甾体皂苷：薯蓣科和百合科三萜皂苷：豆科、石竹科、桔梗科、五加科4.摄入量 平均每日膳食摄入约10mg 食用豆类食物较多的可达200mg以上,5.生物学作用,调节脂质代谢，降低胆固醇抗微生物作用抗肿瘤作用抗血栓作用免疫调节作用抗氧化作用其他:抗突变、保护肝损伤、改善糖尿病、调节神经兴奋、抗疲劳等,(四)芥子油苷,1.结构与分类 又叫硫代葡萄糖苷，简称硫苷 由-D-硫代葡萄糖基、磺酸肟和侧链R基组成 根据
6、R基团的不同分为：脂肪族、芳香族和吲哚族GS,2.食物来源 广泛存在于十字花科蔬菜中（花椰菜、甘蓝、包心菜、白菜、芥菜、小萝卜、辣根等）3.摄入量 人体每日从膳食中摄入约10-50mg ，素食者可高100mg以上 加工处理可破环植物中的芥子油苷，所以生蔬菜中的生物利用率较煮熟的蔬菜高,4.生物学作用,对肿瘤的预防和抑制作用对氧化应激的双向调节作用抗菌作用：抑制真菌其他作用：调节免疫、抗炎、用作食品添加剂,(五) 多酚类化合物,1.结构 以黄酮 (2-苯基色原酮)为母核 母核上常含有羟基、甲氧基、烃氧基、异戊氧基等取代基 基本骨架由两个苯环（A环与B环）通过中央三碳连接,酚类衍生物的总称，主要指
7、酚酸和黄酮类化合物。,黄酮和黄酮醇类：槲皮素、芦丁、黄芩素 二氢黄酮和二氢黄酮醇类：甘草素和小水飞蓟素 黄烷醇类：儿茶素、没食子儿茶素、没食子酸酯 异黄酮和二氢异黄酮类：大豆苷、染料木素和葛根素 双黄酮类：银杏黄酮、异银杏素 花色素类：葡萄皮红、天竺葵素、矢车菊素、飞燕草素 查尔酮类：异甘草素、红花苷 其他：黄烷类、山黄酮类、二氢查耳酮等,2.分类,3.食物来源主要有绿茶、各种有色水果及蔬菜、大豆、巧克力、药食两用植物等一般叶菜类含量多于根茎类；户外大地蔬菜含量明显高于大棚蔬菜4.摄入量不同人群每日摄入量2070 mg,5.生物学作用,抗氧化作用抗肿瘤作用:尤其茶多酚和大豆异黄酮 保护心血管作
8、用:银杏叶、葛根、丹参抑制炎症反应抗微生物作用其他作用：抗突变、抗衰老、增强免疫、抗辐射、 雌激素样作用,(六)蛋白酶抑制剂,1.分类：蛋白类和天然小分子类 蛋白类蛋白酶抑制剂 丝氨酸蛋白酶抑制剂 半胱氨酸蛋白酶抑制剂 金属蛋白酶抑制剂 酸性蛋白酶抑制剂 天然小分子类蛋白酶抑制剂 黄酮类、多酚类、其它天然小分子化合物,2.食物来源 蛋白类蛋白酶抑制剂广泛存在于植物中，豆类、谷类含量丰富3.摄入量 胰蛋白酶抑制剂每日约摄入300mg,4.生物学作用,抗病虫害侵袭免疫调节与抗炎作用抗氧化作用抗癌作用：对多种肿瘤具有抑制作用保护心血管作用,(七)单萜类,1.结构 萜类化合物(terpenes)是以异
9、戊二烯为结构单位的一大 类化合物 含有两个异戊二烯单位的为单萜类 植物固醇、类胡萝卜素、辅酶Q在结构上分属于三萜、 四萜和多萜,2.分类,无环（链状）单萜：可分为萜烯类（如柠檬烯、月桂烯）、醇类（如香茅醇、香叶醇）、醛类（如香茅醛、柠檬醛）、酮类等单环单萜：可分为萜烯类、醇类和醛酮类，代表物有薄荷醇、松油醇、紫苏醇、薄荷酮、香芹酚等双环单萜：蒎烷型（如芍药苷）、坎烷型（如樟脑、龙脑）等环烯醚萜：如梓醇、山栀苷,3.食物来源萜类化合物广泛存在于植物中，调味料植物中含有典型的食物单萜类如薄荷醇、香芹酮、柠檬油精等4.摄入量单萜类化合物的每日摄入量约为150mg,5.生物学作用,抗癌作用抗菌、抗炎作
10、用:抗细菌和真菌抗氧化作用对神经损伤的保护作用镇痛作用:-松油醇、薄荷醇、杨梅苷、龙脑、香茅醛、香芹酚等均有良好的镇痛作用,（八）植物雌激素,1.结构和分类 源于植物，具有类似雌激素的结构和功能 可与雌激素受体(ER)结合发挥类雌激素或抗雌激素 效应双向调节作用,主要属于多酚类化合物， 包括四大类： 异黄酮类：染料木黄酮、大豆苷元、大豆苷等 木酚素类：开环异落叶松树脂酚、穗罗汉松树脂酚等 香豆素类：香豆雌醇、4-甲氧基香豆雌醇等 芪类：白藜芦醇植物固醇也具一定雌激素效应,2.食物来源,异黄酮类：豆科植物中，大豆中含量为0.1%0.5%木酚素类：油籽、谷物、蔬菜、茶叶中，亚麻籽中含量可达370
11、mg/100g香豆素类：黄豆芽、绿豆芽、苜蓿等，干豆芽中含量可达 7 mg/100g；芪类：葡萄、葡萄酒、花生等，葡萄中含量可达1mg/100g,3.生物学作用,预防骨质疏松:对绝经后女性骨骼的影响较为显著改善围绝经期症状抗氧化作用保护心血管系统的作用抗肿瘤作用:对乳腺癌、前列腺癌、子宫癌、结肠癌、卵巢癌、白血病等具有预防和抑制作用对神经损伤的保护作用:减轻脑细胞氧化损伤,抑制脑细胞凋亡保护脑缺血损伤,主要存在于百合科葱属植物中的一大类含硫化合物大蒜、洋葱及其他球根状植物中含量最为丰富以大蒜为例介绍有机硫化物,(九)有机硫化物,1.结构与分类,大蒜中含有30余种有机硫化物重量占大蒜总重的0.4
12、%大蒜90%以上的活性物质主要为alliin和GSAC,大蒜中主要脂溶性硫化物的形成,脂溶性物质 有特殊刺激性 臭味 大蒜油和大蒜 浸油主要成分,大蒜中主要水溶性硫化物的形成,水溶性物质 无特殊臭味 大蒜提取液主要成分,2.生物学作用,抗微生物作用：大蒜素与抗生素相当；抗真菌、抗寄生虫和抗病毒抗氧化作用抗癌作用：大蒜能阻断致癌物亚硝胺的合成调节免疫作用：细胞免疫、体液免疫、非特异性免疫调节脂代谢：降低LDL和VLDL的水平，升高HDL水平抗血栓作用：促进血栓溶解，阻止血栓形成其他：抗突变、保护肝脏、降低血糖、降血压,（十）植酸,1.结构 又名肌醇六磷酸 (IP6) 是一种含有六分子磷酸的肌醇酯
13、 消化道内水解为肌醇和磷酸或其低磷酸化形式（IP15） 2.食物来源 广泛存在于植物体中，主要分布在种籽胚层和谷皮 在谷类和豆类中含量可达16,2.生物学作用,螯合作用：螯合矿物质离子，被视为抗营养因子抗氧化作用：螯合过渡态金属离子；抑制活性氧形成 调节免疫功能：增加T、B淋巴细胞和NK细胞的活性广谱抗肿瘤作用：结肠癌、前列腺癌、胃癌、乳腺癌、黑色素瘤、白血病、皮肤癌等,(十一)辅酶Q,1.结构又称泛醌（UQ），脂溶性醌类化合物分子中含一个由 610个异戊二烯单位组成的、与对苯醌母核相连的侧链2.食物来源自然界中分布广泛：主要存在于动物的心、肝、肾细胞；酵母、植物叶片、种子等,3.生物学功能,
14、作为呼吸链组分参与ATP合成抗氧化作用 保护心血管作用 提高运动能力：延长力竭运动时间、提高最大摄氧量、降低运动引起的氧化损伤及肌肉损伤免疫调节抗炎作用,1.结构 一种天然的二硫化合物：1,2-二硫戊环-3-戊酸 多酶复合体中的辅因子，在三羧酸循环中起重要作用2.食物来源 主要来源于肉类和动物内脏（心、肾、肝） 水果和蔬菜也能提供少量3.摄入量 人体每天摄入量约50600mg,(十二)硫辛酸,4.生物学作用,抗氧化作用抗炎作用调节糖代谢，改善糖尿病并发症：促进葡萄糖的运输及利用，增加胰岛素的敏感性对心血管的作用：作为强抗氧化剂，减轻氧化应激损伤；促进一氧化氮合成，引起血管舒张；降低血压对神经损
15、伤的保护作用：对兴奋性神经毒性及衰老、氧化损伤所致认知功能障碍及神经退行性变具保护作用,1.结构又称黑素细胞凝集素，主要由松果体产生的胺类激素： N-乙酰基-5甲氧基色胺 2.食物来源自然界分布广泛动物性食物是良好来源植物性食物如玉米、 百合、 苹果和萝卜等,(十三)褪黑素,3.生物学作用,调节时间生物学节律：延长睡眠时间，改善睡眠质量 抗氧化作用调节免疫作用调节能量代谢作用：调节与能量代谢相关激素（瘦素、胰岛素、甲状腺素等）的分泌延缓衰老,二.植物化学物的生物学作用,抗癌作用抗氧化作用免疫调节作用抗微生物作用降胆固醇作用其他：调节血压、血糖、血小板、血凝等,第二节 常见食物中的生物活性物质及
16、生物学作用,一.大蒜,1.大蒜中的活性成分：硫化物（蒜素）2.生物学作用：抗微生物作用：广谱抗生素，杀菌能力强抗氧化作用抗癌作用调节脂代谢调节免疫作用其他:抗突变、保护肝脏、降低血糖、降低血压等,二.大豆,1.大豆中的活性成分：大豆皂甙、大豆异黄酮、植物固醇、蛋白质抑制剂、植酸等2.生物学作用：抗癌、预防高脂血症、抗氧化、免疫调节、改善骨质疏松、预防心血管疾病等。,三.茶叶,1.茶叶中的活性成分：茶多酚、咖啡碱、茶多糖等2.茶多酚的生物学作用：抗氧化性：有助于延缓衰老抗突变、抗癌作用降血脂，保护心血管作用抗菌作用,1）按茶叶的发酵程度分类：不发酵茶、半发酵茶、发酵茶,2）按茶的颜色分类：红、绿、青、黄、白、黑茶。,3）以茶叶商品形式而分为条茶、碎茶、包装茶、速溶茶和液体茶。,4）采制工艺和茶叶品质特点为主，结合其他条件划分为绿茶、红茶、乌龙茶、白茶、青茶、花茶、黑茶和再加工茶。,分类,四.葡萄酒,1.葡萄酒中的活性成分：花色苷、芬酸、黄酮类、单宁、原花青素2.原花青素的生物学作用：预防心血管疾病抗氧化作用，延缓衰老抗肿瘤作用抗炎作用,
