植物化学物，由植物代谢产生的末端产物

种类

目前已知的植物化学物主要有：膳食纤维、植物多糖、植物甾醇、酚类化合物、萜类化合物及有机硫化合物等。

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被证实。

11.其它：如植物凝血素、葡萄糖二胺、苯酞、叶绿素和生育三烯酚类等。

膳食纤维

膳食纤维一词在1970年以前的营养学中尚不曾出现，是一般不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、半纤维素、树脂、果胶及木质素等。膳食纤维是健康饮食不可缺少的，纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平。

植物多糖

植物多糖，又称植物多聚糖，是植物细胞代谢产生的聚合度超过10个的聚糖。一般植物多糖由100个以上甚至几千个单糖基组成，其性质已经大不同于单糖，如甜味和强的还原性已经消失。

植物多糖按在植物体内的功能分为两类：一类是形成植物的支持组织，如纤维素；一类为植物的贮存养料，可溶于热水成为胶体溶液，可借酶水解后释放单糖以供应能量，如淀粉、菊糖等。

植物甾醇

植物甾醇，是从玉米、大豆中经过物理提纯而得，具有营养价值高、生理活性强等特点。植物甾醇可通过降低胆固醇减少心血管病的风险。其广泛应用在食品、医药、化妆品、动物生长剂及纸张加工、印刷、纺织等领域，特别是在欧洲作为食品添加剂非常普遍，广泛用于食品中以降低人体胆固醇。

植物甾醇对人体具有较强的抗炎作用，具有能够抑制人体对胆固醇的吸收、促进胆固醇的降解代谢、抑制胆固醇的生化合成等作用；用于预防治疗冠状动脉粥样硬化类的心脏病，对治疗溃疡、皮肤鳞癌、宫颈癌等有明显的疗效；可促进伤口愈合，使肌肉增生、增强毛细血管循环；还可作为胆结石形成的阻止剂。此外，植物甾醇还是重要的甾体药物和维生素D3的生产原料。

酚类化合物

酚类化合物包括了一类有益健康的化合物，其共同特性是分子中含有酚的基团，因而具有较强的抗氧化功能。酚类化合物主要作用：

一、抗氧化：植物中所含的多酚化合物是重要的抗氧化剂，可以保护低密度脂蛋白免受过氧化，从而防止动脉粥样硬化和体内过氧化反应的致癌作用。

二、血脂调节：大豆异黄酮可以降低胆固醇，茶多酚可减少肠内胆固醇的吸收，降低血液胆固醇。

三、血管保护：红葡萄酒中的多酚化合物可抑制血小板的活性，从而抑制血栓的形成。

四、预防肿瘤：槲皮素可以减少组胺的释放，抑制癌细胞的分化和生长，抑制癌细胞内DNA的合成。

五、类雌激素作用：适量的类雌激素可减少更年期女性的症状，一般无副作用。

有机硫化合物

有机硫化合物指分子结构中含有元素硫的一类植物化学物，它们以不同的化学形式存在于蔬菜和水果中。有机硫化学物的生物学作用主要是抑癌和杀菌。

萜类化合物

萜类化合物分子的基本单元是异戊二烯。多存在于中草药和水果、蔬菜及全谷粒食物中。富含萜烯类的食物有柑橘类水果、芹菜、胡萝卜、茴香等。已证实具有明显生理功能的萜类化合物有：d-苎烯、皂苷和柠檬苦素等。

食物中的色素

一、多烯类色素：主要有胡萝卜素、番茄红素。具有抗氧化、延缓衰老、抑制肿瘤等作用。

二、酚类色素：主要有花青素、花黄素等。

中草药中成分

中草药中含有生物碱、植物多糖、类黄酮、甾醇、酚类化合物、皂甙等多种复杂的活性成分，对生理功能具有明赤的调节作用。

指植物中存在一类不属于已知营养素的物质，它们有调节植物生长、代谢、防御病虫害等作用，对人体也有促进生长发育、调节代谢、抵御危害，改善保健功能的物质。

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α-和β-胡萝卜素和番茄红素，有氧的黄体素、玉米黄素和β9-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β-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。

（五）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及整粒的谷物中（木聚素） 。新鲜蔬菜中的多酚可高达 0.1％，最常见 的类黄酮是槲皮素。

（六）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、谷类等种籽中含量更高。哺乳动物肠 道中的蛋白酶抑制剂主要阻碍内源性蛋白酶的活性导致机体加强消化酶的合成反映。

（七）单萜类 调料类植物中所有的植物化学物主要是典型的食物单萜类质，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。

（八）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机构上均是多酚类物质，但是也属于植物雌激素。异黄酮几乎全部存在于大豆和大豆的制品中，木聚素在亚麻种籽和粮食制品中较高。

（九）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性使得二丙稀基二硫化物，亦称蒜素，蒜素中的基本物质是蒜 苷。

（十）植酸 又称肌醇六磷酸酯，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 主要存在于种籽胚层和谷皮中。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上述分类中，例如植 物凝血素、葡萄糖二胺、苯酞、叶绿素和生育三稀酚类等。

三、植物化学物的生物学作用 植物化学物具有多种生理作用，主要表现在以下几个方面。

（一）抗癌作用 癌症的发生是一个多阶段过程，植物化学物几乎可以在每一个阶段抑制肿瘤的发生。从 不同的实验系统（离体、动物、人）可获得有关蔬菜、水果以及提取的植物化学物的抗癌作 用资料。在动物试验中，均获得了植物化学物抑制自发性肿瘤和化学物诱导性肿瘤的证据。

但值得指出的是人群研究，特别是流行病学的干预实验或生物标记的相关研究将具有重要的 意义。植物化学物(如芥子油甙、多酚、单萜类、硫化物)均可通过抑制 I 相酶和诱导Ⅱ相酶来 抑制致癌作用；在人体试验中，每日食用 300g 布鲁塞尔芽甘蓝可增加男性的 GST 活性，但 对女性无作用。某些酚酸可与活化的致癌剂发生公假结合并掩盖 DNA 与致癌剂的结合位点，这种作用机制可以抑制由 DNA 损伤所造成的致癌作用。现已证实植物雌激素对机体激素代 谢有影响。已知雌激素对某些肿瘤生长有轻度促进作用，植物性雌激素在人肝脏可诱导性激 素结合球蛋白的合成，这样就可增加雌激素与该种转运蛋白的结合，从而降低了雌激素促肿 瘤生长的作用。植物化学物抗癌作用的另一种可能机制是调节细胞生长次级胆汁酸可因具有促进细胞 增生的作用有利于促进结肠癌的发生，而植物化学物也能对次级胆汁酸这类代谢产物的内源 性形成产生影响。

（二）抗氧化作用 癌症和心血管疾病的发病机制与反应性氧分子及自由基的存在有关。现已发现的植物化 学物，如类胡萝卜素、多酚、植物雌激素、蛋白酶抑制剂和硫化物等具有明显的抗氧化作用。某些类胡萝卜素(如番茄红素和斑蝥黄)与β-胡萝卜素相比，对单线态氧和氧自由基具有更有 效的保护作用。在植物源性食物的所有抗氧化物中，多酚无论在数量还是在抗氧化作用上都 是最高的。血液中 LDL 胆固醇浓度是动脉硬化症的主要原因，但 LDL 胆固醇只有经过氧化 后才会引起动脉粥样硬化。有报道红葡萄酒中的多酚提取物以及黄酮醇(槲皮素)在离体试验 条件下与等量的维生素相比，可更有效的保护 LDL 胆固醇不被氧化。某些种类的蔬菜对 DNA 氧化性损伤具有保护作用，每天食用 300g 布鲁塞尔芽甘蓝共 3 周的人群与同样时间内每日食用 300 g 元芥子油甙蔬菜的人群相比可明显降低 DNA 的氧化 性损伤，人体每天摄人的具有抗氧化作用的必需营养素只有 100 mg，然而每天摄入的具有 抗氧化作用的植物化学物却超过了 1 g．这就说明并强调了植物化学物作为抗氧化剂对减少 癌症发生危险性的潜在生理作用，以及多吃蔬菜和水果的重要意义。

（三）免疫调节作用 免疫系统主要具有抵御病原体的作用，同时也涉及到在癌症及心血管疾病病理过程中的 保护作用。迄今为止，已经进行了很多有关多种类胡萝卜素对免疫系统的刺激作用的动物试 验和干预性研究，其结果均表明其对免疫功能有调节作用。但其他植物化学物对免疫系统功 能的影响，目前只作了较小范围的研究。还有多数研究表明类黄酮具有免疫抑制作用；而皂

甙、硫化物和质酸具有增强免疫功能的作用。

（四）抗微生物作用 自古以来，某些食用性植物和调料植物就被用来处理感染。后来由于磺胺及抗生素的发 现以及它们成功的抗感染作用，使人们降低了从食物中寻找具有抗感染作用的植物成分的兴 趣。但近年来，考虑到化学合成物的副作用，又重新掀起了从植物食物中寻找具有抗微生物 作用成分的热潮。早期研究已证实球根状植物中的硫化物具有抗微生物作用。蒜素是大蒜中的硫化物，具 有更强的抗微生物作用。芥子油甙的代谢物异硫氰酸盐和硫氰酸盐同样具有抗微生物活性。混合食用水芹、金莲花和辣根后，泌尿道中的芥子油甙代谢物能够达到治疗浓度，但单独食 用其中一种则不能达到满意的疗效。在日常生活中可用一些浆果，如酸梅和黑莓来预防和治疗感染性疾病。一项研究表明，可见经常食用这类水果可能会起到抗微生物作用。

（五）降胆固醇作用 动物实验和临床研究均发现，以皂甙、植物固醇、硫化物和维生素 E 为代表的一些物 质有降低血胆固醇血清水平的作用，血清胆固醇降低的程度与食物中的胆固醇和脂肪含量有 关。植物化学物可以抑制肝中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，其在动物体内可被生育三稀酚和硫化物所抑制。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、血糖和血凝以及抑制炎症等 作用。四、不同类型的植物化学物学功能研究概况 对 200 多项流行病学研究结果进行分析，证实了大量食用蔬菜和水果可以预防人类多种 癌症。通常蔬菜和水果摄入量高的人群较低摄入量的人群癌症发生率大约低 50%。新鲜(生) 蔬菜和沙拉可明显降低癌症发生的危险性，对胃肠道、肺和口腔／喉的上皮肿瘤证据最充实。对激素相关肿瘤抑制作用的证据较少，但乳腺癌和前列腺癌的第发病率似乎与食用大量蔬菜 有关。根据目前现有的知识，很难区分蔬菜和水果中的每一种成份(如必需营养素、膳食纤维、植物化学物)降低疾病危险性的作用。因此在流行病学研究中还要进行人群干预实验来进一 步证实蔬菜和水果的促健康作用与摄人植物化学物之间是否存在因果关系。目前已建立了食物和体液中多种植物化学物的检测方法，而且能够对其浓度、生物利用率和生物动力学进行评价。

但对某些植物化学物与特殊疾病发病率之间的关系，尚需进一步 的流行病学调查及实验研究对其加以阐述。此外，还需要识别出一些短期的生物标志物作为 人类摄取的植物化学物发挥长期健康保护作用的指示。根据目前对植物化学物有益健康的理解，还不需要对营养素推荐摄入量进行修改，对某 些具有预防或治疗某些疾病作用的植物性食物的 RDA 还不能及时制定出来。但根据流行病 学得到的植物化学物对人类健康有益有证据，几乎所有营养学家均推荐多吃植物性食物。