食物中的活性成分

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。DNA氧化性损伤与包括癌症在内的多种年龄有关的退行性疾病关系密切。以尿中排出的8-氧-7,8-二氢-2-脱氧鸟苷作为生物标志物可以检测出DNA的氧化性损伤。饮茶可明显降低抽烟者的DNA氧化性损伤，这一效应与茶叶中富含的多酚类物质

有关。植物化学物作为抗氧化剂对降低癌症发生危险性的重要性。

（三）免疫调节作用：类胡萝卜素对免疫功能有调节作用。部分黄酮类化合物具有免疫抑制作用，而皂苷、有机硫化物和植酸具有增强免疫功能的作用。

（四）抗微生物作用：

（五）降胆固醇作用：以多酚、皂苷、植物固醇、有机硫化物和生育三烯酚为代表的植物化学物具有降低血胆固醇水平的作用。

（六）其他：植物化学物所具有的其他促进健康的作用还包括调节血压、血糖、血小板和血凝以及炎症等作用。

三、吸收、代谢与排泄。

（一）吸收

一般吸收率比较低。

主动吸收或被动吸收。

肠道代谢物的吸收。

（二）代谢

Ⅰ相代谢（如细胞色素P450单加氧酶系催化的羟基化和去甲基化）。

Ⅱ相代谢（如与葡萄糖醛酸、硫酸结合及甲基化反应等）。

（三）排泄

尿道和胆道排泄，主要是以代谢物的形式。

四、分类：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、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。

类胡萝卜素：

类胡萝卜素：是广泛存在与微生物、植物、动物及人体内的一类黄色、橙色或红色的脂溶性色素，具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫和保护视觉等多种生物学作用。

分类与来源：主要分为：α-胡萝卜素、β- 胡萝卜素、γ-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄素、β-隐黄素、番茄红素等。主要存在于水果和新鲜蔬菜中。

生物学功能及研究概况：

（1）抗氧化作用：在类胡萝卜素中，番茄红素的抗氧化活性最强。机制为类胡萝卜素含有许多双键，可淬灭单线态氧及清除自由基和氧化物，减少自由基和氧化物对细胞DNA、蛋白质和细胞膜的损伤。

（2）抗肿瘤作用：流行病学研究显示，摄食深绿色蔬菜水果降低癌症发生率与其所含类

胡萝卜素密切相关。可能机制为抗氧化、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。

（3）增强免疫功能：

（4）保护视觉功能：叶黄素是视网膜黄斑的主要色素。吸收蓝光，保护视网膜免于光损害。植物固醇

植物固醇是一类主要存在于各种植物油、坚果、种子中的植物性甾体化合物，具有降低胆固醇、抗癌、调节免疫及抗炎等生物学作用。

分类与来源：β-谷固醇、菜油固醇、豆固醇、相应的烷醇。主要来源于各种植物油、坚果、种子、豆类。

生物学功能及研究概况：

（1）降低胆固醇作用：植物固醇的主要生物学作用。机制为降低胆固醇吸收；替换小肠腔内胆汁酸微团中的胆固醇；抑制肠腔内游离胆固醇的酯化；竞争性抑制胆固醇的转运；促进胆固醇排泄。

（2）抗癌作用：可能机制为阻滞细胞周期；影响细胞膜结构与功能；诱导细胞凋亡，激活神经鞘磷脂循环产生神经酰胺；阻止肿瘤细胞转移；激素样作用；调节免疫‘降低胆酸代谢物的浓度。

（3）调节免疫功能：选择性促进TH1细胞功能，抑制TH2细胞，激活NK细胞活性。（4）其他。

皂苷类化合物

皂苷，又名皂素，是一类广泛存在于植物根、茎和叶中的化合物，具有调节脂质代谢、降低胆固醇、抗微生物、抗肿瘤、抗血栓、免疫调节、抗氧化等生物学作用。

分类与来源：根据皂苷元化学结构的不同，可分为：甾体皂苷、三萜皂苷。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

生物学功能及研究概况：

（1）调节脂质代谢，降低胆固醇：多种皂苷提取物已作为降血脂药物用于临床。

（2）抗微生物作用：抑制细菌；抗病毒，通过增强机体吞噬细胞和NK细胞的功能发挥对病毒杀伤作用。

（3）抗肿瘤作用：大豆皂苷、葛根总皂苷、绞股蓝总皂苷、人参皂苷、薯蓣皂苷等具有

抗多种肿瘤作用。

（4）抗血栓作用：具溶血特性，一度被视为抗营养因子；可激活纤溶系统；抑制纤维蛋白原向纤维蛋白转化；减少血栓素释放，抑制血小板聚集。

（5）免疫调节作用：绞股蓝皂苷：升高白细胞数量、增强NK细胞活性；大豆皂苷：使IL-2分泌增加、促进T细胞产生淋巴因子、提高B细胞转化增殖、增强体液免疫功能、提高NK细胞活性。

（6）抗氧化作用：大豆皂苷、绞股兰皂苷：减少过氧化脂质生成，增加SOD含量、清除自由基。人参皂苷：减少自由基的生成。

（7）其他：

芥子油苷

芥子油苷又叫硫代葡萄糖苷或简称硫苷，是一类广泛存在于十字花科蔬菜中的重要次生代谢物，具有抗肿瘤、调节氧化应激、抗菌、调节机体免疫等多种生物学作用。

分类与来源：根据R基团的不同分为：脂肪族GS、芳香族GS和吲哚族GS。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、水田芥等）。

生物学功能及研究概况：

（1）对肿瘤的预防和抑制作用：流行病学研究表明，十字花科蔬菜能够降低多种癌症的患病危险。

（2）对氧化应激的双向调节作用：抗氧化作用：增加细胞内抗氧化蛋白水平、诱导Ⅱ相酶。致氧化作用：引起细胞内谷胱甘肽的耗竭、诱导活性氧的产生。

（3）抗菌作用：抑制细菌：SFN和日本辣根中的AITC，芸苔属中的AITC，西兰花中的ITCs，抑制真菌。

（4）其他作用调节免疫、抗炎、抑制组蛋白去乙酰化和微管蛋白多聚化、用作食品添加剂（主要风味物质）。

多酚类化合物

多酚类化合物是所有酚类衍生物的总称，主要指酚酸和黄酮类化合物。

分类与来源：黄酮和黄酮醇类、二氢黄酮和二氢黄酮醇类、黄烷醇类、异黄酮和二氢异黄酮类、双黄酮类、花色素类、查尔酮类、其他。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。

生物学功能及研究概况：

（1）抗氧化作用：机制为直接清除自由基：与自由基生成半醌式自由基，抑制与自由基

产生有关的酶，如黄嘌呤氧化酶、细胞色素P450等，螯合Fe3+、Cu2+等金属离子，阻断自由基生成、增强其他营养素的抗氧化能力。

（2）抗肿瘤作用：研究热点：尤其茶多酚和大豆异黄酮。

（3）保护心血管作用：流行病学调查证实，摄入富含黄酮类物质的食物可以减少冠心病、动脉粥样硬化的发生。

（4）抑制炎症反应：抑制花生四烯酸代谢酶，减少炎症反应递质的产生；抑制基质金属蛋白酶2 (MMP-2)和MMP-9活性；抑制活性氧，控制炎症反应；抑制NF-κB 的活化，阻止炎症相关蛋白合成。

（5）抗微生物作用：抗菌、抗病毒。

蛋白酶抑制剂

蛋白酶抑制剂是一类普遍存在于植物、动物和微生物体内，通过抑制各种蛋白酶的活性和功能而发挥免疫调节、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、抗病虫害等作用的化合物。分类和来源：蛋白类和天然小分子类蛋白酶抑制剂、蛋白类蛋白酶抑制剂、天然小分子类蛋白酶抑制剂。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；黄酮类和多酚类在绿茶、果蔬、大豆、药食两用植物等含量丰富。

生物学功能及研究概况：

（1）抗病虫害侵袭：

（2）免疫调节与抗炎作用：

（3）抗癌作用：蛋白酶抑制剂对多种肿瘤具有抑制作用。

（4）保护心血管作用：

单萜类

单萜类是广泛存在于植物中、以异戊二烯为基本结构单位的一大类化合物。

分类与来源：无环（链状）单萜：、单环单萜、双环单萜、环烯醚萜。萜类化合物广泛存在于植物中，尤以针叶树中含量丰富，是树脂及松节油的主要成分。

生物学功能及研究概况：

(1）抗癌作用：单萜类的一个主要生物学作用。

（2）抗菌、抗炎作用：抗细菌和真菌、抗炎作用。

（3）抗氧化作用：

（4）神经损伤保护作用：

（5）镇痛作用：

（6）其他：

植物雌激素

植物雌激素是一类来源于植物、具有类似于雌激素结构和功能的天然化合物，可发挥预防骨质疏松、抗氧化、保护心血管、抗肿瘤及保护神经损伤等多种生物学作用。

分类和来源：主要属于多酚类化合物，包括四大类：异黄酮类、木酚素类、香豆素类、芪类。异黄酮类：豆科植物中、木酚素类：油籽、谷物、蔬菜、茶叶中、香豆素类：黄豆芽、绿豆芽、苜蓿等、芪类：葡萄、葡萄酒、花生等。

生物学功能及研究概况：

（1）预防骨质疏松：

（2）改善围绝经期症状：

（3）抗氧化作用：

（4）保护心血管系统的作用：

（5）抗肿瘤作用：

（6）对神经损伤的保护作用：

（7）植物雌激素的安全性：

有机硫化物

有机硫化物是主要存在于百合科葱属植物中的一大类含硫化合物。

分类和来源：大蒜中含量最为丰富。

生物学功能及研究概况：

（1）抗微生物作用：

（2）抗氧化作用：

（3）抗癌作用：

（4）调节免疫作用：

（5）调节脂代谢：

（6）抗血栓作用：

(7）其他：

植酸

植酸又名肌醇六磷酸(IP6)，是一种含有六分子磷酸的肌醇酯。

分类与来源：广泛存在于植物体中，主要分布在种籽胚层和谷皮。

生物学功能及研究概况：

（1）螯合作用：

（2）调节免疫功能：增加T、B淋巴细胞和NK细胞的活性

（3)抗肿瘤作用：

其他动物性来源的食物活性成分

辅酶Q又称泛醌（UQ），脂溶性醌类化合物。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。生物学功能：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，免疫调节，抗炎作用。

硫辛酸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。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。生物学作用为抗氧化作用、抗炎作用、调节糖代谢，改善糖尿病并发症、对心血管的作用、对神经损伤的保护作用。

褪黑素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。自然界分布广泛，动物性食物是良好来源。生物学作用为调节时间生物学节律、抗氧化作用、调节免疫作用、调节能量代谢作用、延缓衰老。