第五章-食品中的生物活性物質

1、第五章 食品中的生物活性物質,第一節(jié) 概 述,食物中除了營養(yǎng)素外，還含有其他許多對人體有益的物質 這類物質不是維持機體生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)物質，但對維護人體健康、調節(jié)生理功能和預防疾病發(fā)揮重要的作用 這類物質過去較多的稱為非營養(yǎng)素生物活性成分，近年來建議以“植物化學物質”或“生物活性的食物成分”代替,這類生物活性的食物成分包括主要來自植物性食物的黃酮類化合物、酚酸、有機硫化物、萜類化合物和類胡蘿卜素等。 也包括主要來自動物性食物的輔酶Q、-氨基丁酸、褪黑素及左旋肉堿等。 它們不僅參與健康的調節(jié)和慢性病的防治，還為食物帶來了不同風味和顏色，因而這類活性成分已成為現代營養(yǎng)學的一個重要研究內容和熱點

2、問題。,植物化學物研究的時間不長，所研究的植物化學物也僅僅是其中一小部分。 與經典的營養(yǎng)素研究相比較，植物化學物的很多問題需要進一步的研究，如植物化學物的種類、生物利用至今不完全清楚，促進健康的推薦量以及可能引起毒性的劑量也不清楚，因而要在植物化學物中建立類似于營養(yǎng)素AI、UL等相關的指標還有一定的距離。,一.植物化學物的種類及來源,類胡蘿卜素 植物固醇 皂苷類化合物 芥子油苷 多酚類化合物 蛋白酶抑制劑,單萜類 植物雌激素 有機硫化物 植酸 其他動物性來源的食物活性成分,生物作用：,抗癌 抗氧化 免疫調節(jié) 抗微生物 降膽固醇 其他（調節(jié)血壓、血糖、血小板和血凝，以及抑制炎癥等 ）,（一）類胡

3、蘿卜素,是廣泛存在于植物中的一類黃色、橙色或紅色的脂溶性色素，它們的主要功能之一是使植物顯示出紅色或黃色。,胡蘿卜素類 (carotene) ：不含氧原子 葉黃素類 (xanthophyll)：含氧原子,1.分類,2.食物來源：主要存在于水果和新鮮蔬菜中,-胡蘿卜素和- 胡蘿卜素：黃橙色蔬菜和水果 -隱黃素：橙色水果 葉黃素：深綠色蔬菜 番茄紅素：番茄,3.攝入量 人體每天攝入的類胡蘿卜素大約為6mg。,4.生物學功能,抗氧化作用：番茄紅素的抗氧化活性最強 抗腫瘤作用 增強免疫功能：促進白細胞介素（IL）的產生 保護視覺功能：葉黃素是視網膜黃斑的主要色素；增加葉黃素攝入量可預防和改善老年性眼部

4、退行性病變；吸收藍光，保護視網膜免于光損害。,抗氧化 抑制致癌物形成 調節(jié)藥物代謝酶 增強免疫功能 調控細胞信號傳導 抑制癌細胞增殖 誘導細胞分化及凋亡 誘導細胞間隙通訊,抗腫瘤的可能機制：,1.結構 環(huán)戊烷全氫菲 植物性甾體化合物 比膽固醇多一個側鏈,(二)植物固醇,2.分類 -谷固醇 菜油固醇 豆固醇 相應的烷醇,3.食物來源 主要來源于各種植物油、堅果、種子、豆類 4.攝入量 每日150 400 mg，與膽固醇攝入量相當 吸收率僅約5%左右 5.生物學作用 抗癌作用：降低結腸癌、乳腺癌和前列腺癌等的發(fā)病風險 降低膽固醇 調節(jié)免疫功能 抗炎：降低體內C-反應蛋白水平 雌激素效應,（三）皂甙

5、,1.結構 由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有機酸組成 組成皂苷的糖有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、 木糖及其他戊糖類,2.分類,根據皂苷元化學結構的不同，可分為： 甾體皂苷 三萜皂苷 較常見的有大豆皂苷、人參皂苷、三七皂苷、絞股藍皂苷、薯蕷皂苷等,3.食物來源 廣泛存在于植物莖、葉和根中 甾體皂苷：薯蕷科和百合科 三萜皂苷：豆科、石竹科、桔?？?、五加科 4.攝入量 平均每日膳食攝入約10mg 食用豆類食物較多的可達200mg以上,5.生物學作用,調節(jié)脂質代謝，降低膽固醇 抗微生物作用 抗腫瘤作用 抗血栓作用 免疫調節(jié)作用 抗氧化作用 其他:抗突變、保護肝損傷、改善糖尿病、調節(jié)神經興奮、抗疲勞等

6、,(四)芥子油苷,1.結構與分類 又叫硫代葡萄糖苷，簡稱硫苷 由-D-硫代葡萄糖基、磺酸肟和側鏈R基組成 根據R基團的不同分為：脂肪族、芳香族和吲哚族GS,2.食物來源 廣泛存在于十字花科蔬菜中（花椰菜、甘藍、包心菜、白菜、芥菜、小蘿卜、辣根等） 3.攝入量 人體每日從膳食中攝入約10-50mg ，素食者可高100mg以上 加工處理可破環(huán)植物中的芥子油苷，所以生蔬菜中的生物利用率較煮熟的蔬菜高,4.生物學作用,對腫瘤的預防和抑制作用 對氧化應激的雙向調節(jié)作用 抗菌作用：抑制真菌 其他作用：調節(jié)免疫、抗炎、用作食品添加劑,(五) 多酚類化合物,1.結構 以黃酮 (2-苯基色原酮)為母核 母核上常

7、含有羥基、甲氧基、烴氧基、異戊氧基等取代基 基本骨架由兩個苯環(huán)（A環(huán)與B環(huán)）通過中央三碳連接,酚類衍生物的總稱，主要指酚酸和黃酮類化合物。,黃酮和黃酮醇類：槲皮素、蘆丁、黃芩素 二氫黃酮和二氫黃酮醇類：甘草素和小水飛薊素 黃烷醇類：兒茶素、沒食子兒茶素、沒食子酸酯 異黃酮和二氫異黃酮類：大豆苷、染料木素和葛根素 雙黃酮類：銀杏黃酮、異銀杏素 花色素類：葡萄皮紅、天竺葵素、矢車菊素、飛燕草素 查爾酮類：異甘草素、紅花苷 其他：黃烷類、山黃酮類、二氫查耳酮等,2.分類,3.食物來源 主要有綠茶、各種有色水果及蔬菜、大豆、巧克力、藥食兩用植物等 一般葉菜類含量多于根莖類；戶外大地蔬菜含量明顯高于大棚

8、蔬菜 4.攝入量 不同人群每日攝入量2070 mg,5.生物學作用,抗氧化作用 抗腫瘤作用:尤其茶多酚和大豆異黃酮 保護心血管作用:銀杏葉、葛根、丹參 抑制炎癥反應 抗微生物作用 其他作用：抗突變、抗衰老、增強免疫、抗輻射、 雌激素樣作用,(六)蛋白酶抑制劑,1.分類：蛋白類和天然小分子類 蛋白類蛋白酶抑制劑 絲氨酸蛋白酶抑制劑 半胱氨酸蛋白酶抑制劑 金屬蛋白酶抑制劑 酸性蛋白酶抑制劑 天然小分子類蛋白酶抑制劑 黃酮類、多酚類、其它天然小分子化合物,2.食物來源 蛋白類蛋白酶抑制劑廣泛存在于植物中，豆類、谷類含量豐富 3.攝入量 胰蛋白酶抑制劑每日約攝入300mg,4.生物學作用,抗病蟲害侵襲

9、 免疫調節(jié)與抗炎作用 抗氧化作用 抗癌作用：對多種腫瘤具有抑制作用 保護心血管作用,(七)單萜類,1.結構 萜類化合物(terpenes)是以異戊二烯為結構單位的一大 類化合物 含有兩個異戊二烯單位的為單萜類 植物固醇、類胡蘿卜素、輔酶Q在結構上分屬于三萜、 四萜和多萜,2.分類,無環(huán)（鏈狀）單萜：可分為萜烯類（如檸檬烯、月桂烯）、醇類（如香茅醇、香葉醇）、醛類（如香茅醛、檸檬醛）、酮類等 單環(huán)單萜：可分為萜烯類、醇類和醛酮類，代表物有薄荷醇、松油醇、紫蘇醇、薄荷酮、香芹酚等 雙環(huán)單萜：蒎烷型（如芍藥苷）、坎烷型（如樟腦、龍腦）等 環(huán)烯醚萜：如梓醇、山梔苷,3.食物來源 萜類化合物廣泛存在于植

10、物中，調味料植物中含有典型的食物單萜類如薄荷醇、香芹酮、檸檬油精等 4.攝入量 單萜類化合物的每日攝入量約為150mg,5.生物學作用,抗癌作用 抗菌、抗炎作用:抗細菌和真菌 抗氧化作用 對神經損傷的保護作用 鎮(zhèn)痛作用:-松油醇、薄荷醇、楊梅苷、龍腦、香茅醛、香芹酚等均有良好的鎮(zhèn)痛作用,（八）植物雌激素,1.結構和分類 源于植物，具有類似雌激素的結構和功能 可與雌激素受體(ER)結合發(fā)揮類雌激素或抗雌激素 效應雙向調節(jié)作用,主要屬于多酚類化合物， 包括四大類： 異黃酮類：染料木黃酮、大豆苷元、大豆苷等 木酚素類：開環(huán)異落葉松樹脂酚、穗羅漢松樹脂酚等 香豆素類：香豆雌醇、4-甲氧基香豆雌醇等 芪

11、類：白藜蘆醇 植物固醇也具一定雌激素效應,2.食物來源,異黃酮類：豆科植物中，大豆中含量為0.1%0.5% 木酚素類：油籽、谷物、蔬菜、茶葉中，亞麻籽中含量可達370 mg/100g 香豆素類：黃豆芽、綠豆芽、苜蓿等，干豆芽中含量可達 7 mg/100g； 芪類：葡萄、葡萄酒、花生等，葡萄中含量可達1mg/100g,3.生物學作用,預防骨質疏松:對絕經后女性骨骼的影響較為顯著 改善圍絕經期癥狀 抗氧化作用 保護心血管系統(tǒng)的作用 抗腫瘤作用:對乳腺癌、前列腺癌、子宮癌、結腸癌、卵巢癌、白血病等具有預防和抑制作用 對神經損傷的保護作用:減輕腦細胞氧化損傷,抑制腦細胞凋亡保護腦缺血損傷,主要存在于百

12、合科蔥屬植物中的一大類含硫化合物 大蒜、洋蔥及其他球根狀植物中含量最為豐富 以大蒜為例介紹有機硫化物,(九)有機硫化物,1.結構與分類,大蒜中含有30余種有機硫化物 重量占大蒜總重的0.4% 大蒜90%以上的活性物質主要為alliin和GSAC,大蒜中主要脂溶性硫化物的形成,脂溶性物質 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,水溶性物質 無特殊臭味 大蒜提取液主要成分,2.生物學作用,抗微生物作用：大蒜素與抗生素相當；抗真菌、抗寄生蟲和抗病毒 抗氧化作用 抗癌作用：大蒜能阻斷致癌物亞硝胺的合成 調節(jié)免疫作用：細胞免疫、體液免疫、非特異性免疫 調節(jié)脂代謝：降

13、低LDL和VLDL的水平，升高HDL水平 抗血栓作用：促進血栓溶解，阻止血栓形成 其他：抗突變、保護肝臟、降低血糖、降血壓,（十）植酸,1.結構 又名肌醇六磷酸 (IP6) 是一種含有六分子磷酸的肌醇酯 消化道內水解為肌醇和磷酸或其低磷酸化形式（IP15） 2.食物來源 廣泛存在于植物體中，主要分布在種籽胚層和谷皮 在谷類和豆類中含量可達16,2.生物學作用,螯合作用：螯合礦物質離子，被視為抗營養(yǎng)因子 抗氧化作用：螯合過渡態(tài)金屬離子；抑制活性氧形成 調節(jié)免疫功能：增加T、B淋巴細胞和NK細胞的活性 廣譜抗腫瘤作用：結腸癌、前列腺癌、胃癌、乳腺癌、黑色素瘤、白血病、皮膚癌等,(十一)輔酶Q,1.

14、結構 又稱泛醌（UQ），脂溶性醌類化合物 分子中含一個由 610個異戊二烯單位組成的、與對苯醌母核相連的側鏈 2.食物來源 自然界中分布廣泛：主要存在于動物的心、肝、腎細胞；酵母、植物葉片、種子等,3.生物學功能,作為呼吸鏈組分參與ATP合成 抗氧化作用 保護心血管作用 提高運動能力：延長力竭運動時間、提高最大攝氧量、降低運動引起的氧化損傷及肌肉損傷 免疫調節(jié) 抗炎作用,1.結構 一種天然的二硫化合物：1,2-二硫戊環(huán)-3-戊酸 多酶復合體中的輔因子，在三羧酸循環(huán)中起重要作用 2.食物來源 主要來源于肉類和動物內臟（心、腎、肝） 水果和蔬菜也能提供少量 3.攝入量 人體每天攝入量約50600m

15、g,(十二)硫辛酸,4.生物學作用,抗氧化作用 抗炎作用 調節(jié)糖代謝，改善糖尿病并發(fā)癥：促進葡萄糖的運輸及利用，增加胰島素的敏感性 對心血管的作用：作為強抗氧化劑，減輕氧化應激損傷；促進一氧化氮合成，引起血管舒張；降低血壓 對神經損傷的保護作用：對興奮性神經毒性及衰老、氧化損傷所致認知功能障礙及神經退行性變具保護作用,1.結構 又稱黑素細胞凝集素，主要由松果體產生的胺類激素： N-乙?；?5甲氧基色胺 2.食物來源 自然界分布廣泛 動物性食物是良好來源 植物性食物如玉米、 百合、 蘋果和蘿卜等,(十三)褪黑素,3.生物學作用,調節(jié)時間生物學節(jié)律：延長睡眠時間，改善睡眠質量 抗氧化作用 調節(jié)免疫

16、作用 調節(jié)能量代謝作用：調節(jié)與能量代謝相關激素（瘦素、胰島素、甲狀腺素等）的分泌 延緩衰老,二.植物化學物的生物學作用,抗癌作用 抗氧化作用 免疫調節(jié)作用 抗微生物作用 降膽固醇作用 其他：調節(jié)血壓、血糖、血小板、血凝等,第二節(jié) 常見食物中的生物活性物質及生物學作用,一.大蒜,1.大蒜中的活性成分：硫化物（蒜素） 2.生物學作用： 抗微生物作用：廣譜抗生素，殺菌能力強 抗氧化作用 抗癌作用 調節(jié)脂代謝 調節(jié)免疫作用 其他:抗突變、保護肝臟、降低血糖、降低血壓等,二.大豆,1.大豆中的活性成分：大豆皂甙、大豆異黃酮、植物固醇、蛋白質抑制劑、植酸等 2.生物學作用：抗癌、預防高脂血癥、抗氧化、免疫調節(jié)、改善骨質疏松、預防心血管疾病等。,三.茶葉,1.茶葉中的活性成分：茶多酚、咖啡堿、茶多糖等 2.茶多酚的生物學作用： 抗氧