植物生化素的奥秘.docx

植物生化素的奥秘（一）植物化学物的概述植物由种类繁多的化学物质组成，根据产生过程将代谢产物分为初级代谢产物（primary metabolites）和次级代谢产物（secondary metabolites）。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（phytochemical）。从广义上讲，植物化学物是生物进化过程中维持其与周围环境（包括紫外线）相互作用的生物活性分子。当我们吃植物性食物时，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，如保护其与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利弊双重作用。过去我们认为并一直强调植物性食品中的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、树薯中存在的氰化苷等），或因它们限制营养素的利用而认为是“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无法相比的。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solanine），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。例如过去一直认为卷心菜中存在的各种蛋白酶抑制剂和芥子油甙是有害于健康的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，它们具有保护人体健康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。目前为止，天然存在的植物化学物的总数量还不清楚，但估计有 6万～10万种。混合饮食者每天摄入的植物化学物约为 1.5g，而素食者可能会更高一些。（二）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及其分布见表 1-4-1，从该表中可见它们的生物作用有很大区别。表 1-4-1几种主要的植物化学物及其分布植物化学物分布生物学作用ABCDEFGHIJ类胡萝卜素红色、黄色蔬菜和水果●●●●植物固醇植物的种籽及其油料●●皂甙豆科植物●●●●芥子油甙十字花科植物●●●多酚蔬菜、水果及整粒的谷物●●●●●●●●蛋白酶抑制剂所有植物、特别是豆类、谷类等种籽●●单萜类调料类植物（薄荷、葛缕子种籽、柑橘油）●●植物雌激素大豆、大豆制品、亚麻种籽和粮食制品●●硫化物大蒜及其它球根状植物●●●●●●●●●植酸谷物、粮食食物●●●●注：A抗癌作用，B抗微生物作用，C抗氧化作用，D抗血栓作用，E免疫调节作用，F抑制炎症过程，G影响血压，H降低胆固醇，I调节血糖作用，J促进消化作用摘自：Watzl和Leitzmann. Essentials of human nutrition.第二版. 2002. 2611. 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-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（phytosterols）主要存在于植物的种子及其油料中，如β-谷固醇（β-sitosterol）、豆固醇（stigmaste