功能性食品-第二章 食物中的生物活性成分-课件

第二章食物中的生物活性成分第六节自由基清除剂随着生命科学的飞速发展，英国人Harman于1956年提出了自由基学说。该学说认为，自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因，自由基（Freeradical）是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物，具有高度的化学活性，是机体有效的防御系统，若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。但自由基产生过多而不能及时地清除，它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器，造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。自由基清除剂作为功能性食品的重要原料成分之一，通过食品来调节人体内自由基的平衡。自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂而产生的带有未成对电子的原子或基团。自由基的产生机理及来源人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。氧自由基包括超氧阴离子（O2－·）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2－·）、烷过氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）等，它们又统称为活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS），都是人体内最为重要的自由基。非氧自由基主要有氢自由基（H·）和有机自由基（R·）等。一、自由基对机体生命活动的影响

（一）自由基积极的生物学功能自由基作为人体正常的代谢产物，对维持机体的正常代谢有特定的促进作用。这种促进作用主要表现在对机体危害物的防御作用。（二）自由基对生命大分子的损害自由基具有高度的活泼性和极强的氧化反应能力，能通过氧化作用攻击体内的生命大分子，如核酸、蛋白质、糖类和脂质等，使这些物质发生过氧化变性、交联和断裂，从而引起细胞结构和功能的破坏，导致机体的组织破坏和退行性变化。OH·是最活泼的自由基，也是毒性最大的自由基。它可和活细胞中的任何分子发生反应而造成损伤，而且反应速度极快，被破坏的分子遍及糖类、氨基酸、磷脂、核苷和有机酸等。（三）自由基学衰老机理说人们根据对衰老机理的不同理解，提出了许多种衰老学说，主要有自由基学说、免疫功能下降学说、脑中心学说、代谢失调学说、生物膜衰老学说、脂褐素与衰老学说、衰老过程中基因淋巴因子及其基因表达改变的学说等。自由基学说能比较清楚地解释机体衰老过程中的种种症状，如老年斑、皱纹及免疫力下降等，是目前最有说服力的学说。1．生命大分子的交联聚合和脂褐素的累积2．器官组织细胞的破坏与减少3．免疫功能的降低

（四）自由基与癌症致癌过程是一个复杂的多阶段的过程，包括诱发和促进两步。一个正常的细胞发生癌变必须经历诱发和促进这两个阶段，这就是两步致癌学说。大量研究证明，诱发阶段与自由基关系密切，促癌阶段也与自由基有关，促癌能力与其产生自由基的能力相平行。致癌物必须在体内经过代谢活化形成自由基并攻击DNA才能致癌，抗癌剂也必须通过自由基形式去杀死癌症。（五）自由基与疾病的关系越来越多的临床和干预实验，以及来自基础研究的证据表明，自由基参与许多疾病的病理过程，从而诱发如心血管疾病、某些癌症、老年白内障和黄斑变性、某些炎症及多种神经元疾病。二、自由基清除剂自由基是人体正常的代谢产物，正常情况下人体内自由基是处于不断产生与清除的动态平衡中，人体内存在少量的氧自由基，不但对人体不构成威胁，而且可以促进细胞增殖，刺激白细胞和吞噬细胞杀灭细菌，消除炎症，分解毒物。但如果人体内自由基的数量过多，就会对生物膜和其他组织造成损伤，破坏细胞结构，干扰人体的正常代谢活动，引起疾病，加速人体衰老进程。二、自由基清除剂自由基清除剂是指能清除自由基或能阻断自由基参与的氧化反应的物质。自由基清除剂的种类繁多，可分为酶类清除剂和非酶类清除剂两大类。酶类清除剂一般为抗氧化酶，主要有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）等几种。非酶类自由基清除剂一般包括黄酮类、多糖类、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素和还原型谷胱甘肽（GSH）等活性肽类。自由基清除剂大多为抗氧化剂，通过清除作用降低活泼自由基中间体浓度，降低自由基连锁反应中扩展阶段的效率来控制自由基的生成。但有些抗氧化剂是通过抑制自由基引发剂（如某些金属元素）的产生而起作用的。自由基清除剂也不都是抗氧化剂，有些系统并未进行氧化作用。二、自由基清除剂（一）非酶类自由基清除剂1、维生素类

维生素不仅是人类维持生命和健康所必需的重要营养素，还是重要的自由基清除剂。对氧自由基具有清除作用的维生素主要有维生素Ｅ、维生素Ｃ及维生素Ａ的前体β-胡萝卜素。维生素Ｅ又称为生育酚，是强有效的自由基清除剂。它经过一个自由基的中间体氧化生成生育醌，从而将ROO·转化为化学性质不活泼的ROOH，中断了脂类过氧化的连锁反应，有效地抑制了脂类的过氧化作用。维生素Ｅ可清除自由基，防止油脂氧化和阻断亚硝胺的生成，故在提高免疫能力，预防癌症等方面有重要作用，同时在预防和治疗缺血再灌注损伤等疾病有一定功效。维生素Ｃ又称为抗坏血酸，在自然界中存在还原型抗坏血酸和氧化型脱氢抗坏血酸两种形式。抗坏血酸通过逐级供给电子而转变成半脱氢抗坏血酸和脱氢抗坏血酸，在转化的过程中达到清除O2-·、·OH、ROO·等自由基的作用。维生素Ｃ具有强抗氧活性，能增强免疫功能、阻断亚硝胺生成、增强肝脏中细胞色素酶体系的解毒功能。人体血液中的维生素Ｃ含量水平与肺炎、心肌梗塞等疾病密切相关。二、自由基清除剂（一）非酶类自由基清除剂2、黄酮类化合物

黄酮是具有酚羟基的一类还原性化合物。在复杂反应体系中，由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化作用。其作用机理是与Ｏ2-·反应阻止自由基的引发，与金属离子螯合阻止·OH的生成，与脂质过氧化基ROO·反应阻断脂质过氧化。黄酮及其某些衍生物具有广泛的药理学特性，包括抗炎、抗诱变、抗肿瘤形成与生长等活性。黄酮在生物体外和体内都具有较强的抗氧化性，具有许多药理作用，对人的毒副作用很小，是理想的自由基清除剂。目前已发现有4000多种黄酮类化合物，可分为如下几类：黄酮、儿茶素、花色素、黄烷酮、黄酮醇和异黄酮等。儿茶素是从茶叶中提取出来的多酚类化合物-茶多酚（TeaPolyphenols，简称TP）的主体成分，约占茶多酚总量的60%～80%，茶干重的12%～24%。作为茶多酚中含量最高、药理作用最明显的组分，已引起了广泛的重视。大量体外实验及动物试验证实，儿茶素具有抗氧化、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、防辐射、防龋护齿、抗溃疡、抗过敏及抑菌抗病毒等作用，是一种优良的天然抗氧自由基清除剂。二、自由基清除剂（一）非酶类自由基清除剂3、微量元素硒硒是一种非常重要的微量元素，是硒谷胱甘肽过氧化酶的活性成分，Se-GPX存在于胞浆和线粒体基质中，能使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，并使过氧化氢分解成醇和水。锌锌在清除自由基的过程中也起到很重要的作用。锌能减少铁离子进入细胞并抵制其在羟自由基引发的链式反应中的催化作用，锌也能终止自由基引起的脂质过氧化链式反应。4、蒜素(Allicin)

是从大蒜的球形鳞茎中提取的挥发性油状物，也称大蒜精油，化学名为二烯丙基二硫化物(diallyldisulfide)。还原性化合物，由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化作用。二、自由基清除剂（二）酶类自由基清除剂1、超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）超氧化物歧化酶（SOD）是目前研究得最深入、应用得最广泛的一种酶类自由基清除剂。

SOD属酸性蛋白酶，对pH、热和蛋白酶水解等反应比一般酶稳定。又由于SOD属于金属酶，其性质不仅取决于蛋白质，还取决于结合到活性部位的金属离子。三类SOD的活性中心都含有金属离子。如采用物理或化学方法除去金属离子，则酶活丧失；如重新加上金属离子，则酶活又恢复。SOD是生物体内防御氧化损伤的一种十分重要的金属酶，对氧自由基有强烈清除作用，特别对于超氧阴离子（O2－·），SOD可将其催化歧化而生成H2O2和O2，故SOD又称为清除超氧阴离子自由基的特异酶。二、自由基清除剂（二）酶类自由基清除剂1、超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）具有清除自由基功能的SOD就成为医学、食品和生命科学等领域研究的热点。目前，SOD已广泛地应用于人们生活的各个方面。如深受女性消费者喜爱的化妆品中有大宝SOD、康妮SOD、SOD康舒达霜剂等。SOD添加于化妆品有明显的防晒效果和抗炎作用，可有效防止皮肤受电离辐射（如紫外线）的损伤。SOD在食品方面的应用也极为广泛，可作为功能性食品的功能因子或食品营养强化剂，有良好的抗衰老、抗炎、抗辐射、抗疲劳等保健强身的效果。国外把SOD作为食品添加剂应用到口香糖和饮料中。国内也开发出了多种强化SOD的食品，如SOD雪糕、SOD豆奶、SOD啤酒、SOD果汁饮料、SOD的酸奶和SOD口服液等。还可用富含SOD的原料加工制成功能性食品，如大蒜饮料、刺梨SOD汁等。在人们越来越注重健康饮食的今天，SOD将成为功能食品中的活跃分子。二、自由基清除剂（二）酶类自由基清除剂1、超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）SOD广泛存在于动、植物和微生物体内，但目前我国主要是从动物血液中提取。受到血源和得率的限制，影响了SOD的生产成本和推广应用。由于利用微生物（深红酵母）生产SOD具有易培养、易大规模工业化生产、不受季节与自然条件限制等优越性，因此，微生物SOD的生成具有更广阔的发展前景。其工艺流程如下：菌体培养→破壁→菌体破片→Rnase酶解、离心30分钟→清液→上DE32柱→0.2mol/LNaCl洗脱→洗脱液→加45%（NH4）2SO4、离心→上清液→上DE32柱→洗脱→洗脱液→浓缩→冷冻干燥→SOD成品。二、自由基清除剂（二）酶类自由基清除剂2、过氧化氢酶（catalase，CAT）过氧化氢酶是另一种酶类清除剂，又称为触酶，是以铁卟啉为辅基的结合酶。它可促使H2O2分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，从而使细胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御体系的关键酶之一。CAT作用于过氧化氢的机理实质上是H2O2的歧化，必须有两个H2O2先后与CAT相遇且碰撞在活性中心上，才能发生反应。H2O2浓度越高，分解速度越快。3、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）研究表明，硒是谷胱甘肽过氧化酶（Se-GPX）的活性成分，是GPX催化反应的必要组分，它以硒代半胱氨酸（Sec）的形式发挥作用，摄入硒不足时使Se-GPX酶活力下降。在体内处于低硒水平时，活力与硒的摄入量呈正相关，但到一定水平时，酶活力不再随硒水平上升而上升。Se-GPX存在于胞浆和线粒体基质中，它以谷胱甘肽（GSH）为还原剂分解体内的氢过氧化物，能使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，并使过氧化氢分解成醇和水，因而可防止细胞膜和其它生物组织免受过氧化损伤。它同体内的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）一起构成了抗氧化防御体系，因而在机体抗氧化中发挥着重要作用。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（non-nutrientbioactivesubstances），近来建议不再称这类物质为非营养素生物活性成分，代之为“生物活性的食物成分（bioactivefoodcomponents）”。

第七节其他活性成分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、γ-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。第七节其他活性成分

【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类胡萝卜素【结构】异戊二烯基本单位共轭双键【分类】胡萝卜素类

(carotene)：不含氧原子叶黄素类

(xanthophyll)：含氧原子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。多烯链脂溶性色素【食物来源】主要存在于水果和新鲜蔬菜中β-胡萝卜素和α-胡萝卜素：黄橙色蔬菜和水果β-隐黄素：橙色水果叶黄素：深绿色蔬菜番茄红素：番茄抗氧化作用流行病学研究资料表明，番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素与心血管疾病和一些癌症的患病风险之间存在负相关。番茄红素——预防动脉粥样硬化β-胡萝卜素——抗氧化促氧化

双向调节作用

【摄入量】人体每天摄入的类胡萝卜素大约为6mg。

【生物学作用】抗氧化作用抗肿瘤作用增强免疫功能保护视觉功能在类胡萝卜素中，番茄红素的抗氧化活性最强。机制：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。抗氧化作用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。研究较多的有番茄红素和β-胡萝卜素。可能机制：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增强免疫功能番茄红素和β-胡萝卜素：促进T、B淋巴细胞增殖，刺激特异性效应细胞功能，增强巨噬细胞、细胞毒性T细胞和自然杀伤（NK）细胞杀伤肿瘤细胞的能力，减少免疫细胞的氧化损伤。类胡萝卜素：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。

【结构】环戊烷全氢菲主要骨架比胆固醇多一个侧链

【分类】β-谷固醇菜油固醇植物性甾体化合物豆固醇植物固醇植物甾醇(Phytosterol)Phytosterols,alsocalledplantsterols,arecholesterol-likemoleculesfoundinplants,suchaswholegrains,fruits,legumes,andvegetables.Althoughtherehavebeenmorethan40typesofplantsterolsdiscoveredsofar,threeofthemarethemostabundant:beta-sitosterol(β-谷甾醇),campesterol(菜油甾醇),andstigmasterol(豆甾醇).常见植物固醇与胆固醇的化学结构式

【食物来源】主要来源于各种植物油、坚果、种子、豆类【摄入量】每日150～400mg，与胆固醇摄入量相当。吸收率仅约5%左右。【生物学作用】降低胆固醇作用抗癌作用调节免疫功能其他作用降低胆固醇作用植物固醇的主要生物学作用。机制：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植物固醇与冠心病发生的关系植物固醇降胆固醇，有利于心血管疾病的预防。担忧：植物固醇血症：过量吸收植物固醇，冠状动脉及主动脉瓣疾病生理浓度也可能致动脉粥样硬化？抗癌作用降低结肠癌、乳腺癌和前列腺癌等的发病风险可能机制：阻滞细胞周期影响细胞膜结构与功能→降低膜表面流动性、改变酶活性诱导细胞凋亡：激活神经鞘磷脂循环产生神经酰胺可能机制：阻止肿瘤细胞转移：抑制肿瘤血管生成、黏附和侵袭力激素样作用：与乳腺癌细胞内雌激素受体结合抑制增殖调节免疫降低胆酸代谢物的浓度：有益大肠癌的预防调节免疫功能选择性促进TH1细胞功能，抑制TH2细胞激活NK细胞活性其他作用抗炎：降低体内C-反应蛋白水平降低脂质过氧化物雌激素效应降低β-胡萝卜素、番茄红素的吸收皂苷类化合物【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、阿拉伯糖、木糖及其他戊糖类【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。四环三萜五环三萜：最多见，如大豆皂苷【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【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。大豆皂苷(SoySaponins)Manyhealthbenefitsofsoybeansareattributedtotheirisoflavonesbutsoysaponins,whicharelessstudied,mayalsoplayanimportantrole.Soybeans,asamajorsource,haveasaponincontentoffivetosixpercentbyweight.Sometypesofsaponinsarepoisonousbuttheonesfoundinsoybeansareeatableandactuallypossesshealthbenefits.【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调节脂质代谢，降低胆固醇大豆皂苷和绞股蓝皂苷：降低胆固醇和甘油三酯人参茎叶皂苷：降低脂质过氧化物水平多种皂苷提取物已作为降血脂药物用于临床。机制：阻止胃肠道外源性胆固醇的吸收；阻断肠肝循环，促进胆固醇的排泄；与血清胆固醇结合形成不溶性复合物；降低羟甲基戊二酸辅酶A（HMG-CoA）还原酶与提高胆固醇7α-羟化酶的活性；促进非受体途径的胆固醇代谢降解。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。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。可能机制：抑制DNA合成直接破坏肿瘤细胞膜结构阻滞细胞周期诱导细胞凋亡抑制血管新生增强机体自身免疫力抗氧化、抗突变作用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。

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。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。其他大豆皂苷：抗突变、保护肝损伤、改善糖尿病人参皂苷：调节神经兴奋、抗疲劳绞股蓝皂苷：改善小鼠记忆能力、延长果蝇寿命芥子油苷【结构与分类】又叫硫代葡萄糖苷，简称硫苷由β-D-硫代葡萄糖基、磺酸肟和侧链R基组成

根据R基团的不同分为：脂肪族GS、芳香族GS和吲哚族GSGS的降解酶解：生成ITCs、硫氰酸盐和腈类硫葡糖苷酶——黑芥子酶(MYR)完整植物中，MYR与GS呈分离状态；植物细胞破碎时，黑芥子酶释放出来，促使GS酶解。非酶解：主要生成异硫氰酸盐和腈类。肠道内微生物：类似MYR活性,使GS水解成ITCs。ITCsGS只有在水解成ITCs后才能体现出活性。ITCs具有共同的—N=C=S结构莱菔硫烷（SFN）苯乙基异硫氰酸盐（PEITC）苯甲基异硫氰酸盐（BITC

）烯丙基异硫氰酸盐（AITC）吲哚-3-甲醇（IC）【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、水田芥等）【摄入量】人体每日从膳食中摄入约10～50mg

，素食者可高达100mg

以上。生蔬菜中的生物利用率较煮熟的蔬菜高。【生物学作用】对肿瘤的预防和抑制作用：主要作用对氧化应激的双向调节作用抗菌作用其他作用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。作用机制:诱导Ⅱ相致癌物解毒酶：主要机制GST，QR，NQO1，UGT等主要由ARE介导，Nrf2起关键作用

抑制I相代谢酶——细胞色素P450酶系阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡提高机体免疫功能等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【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，主要指酚酸和黄酮类化合物。本节重点介绍黄酮类化合物黄酮母核结构【分类】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、表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【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。【摄入量】不同人群每日摄入量20～70mg。【生物学作用】抗氧化作用抗肿瘤作用保护心血管作用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、雌激素样作用抗氧化作用机制：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抗肿瘤作用研究热点：尤其茶多酚和大豆异黄酮作用机制：抗氧化和抗突变作用诱导细胞凋亡抑制血管生成提高机体免疫力抑制蛋白激酶活性阻断致癌物的合成及代谢活化抑制细胞信号传导通路阻滞细胞周期，抑制细胞增殖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。一些黄酮类化合物（如芦丁、葛根素、银杏黄酮）及含有黄酮类化合物的药材(如银杏叶、山楂、葛根、丹参等)目前已用于治疗心血管系统疾病。作用机制：

降低血脂含量抑制LDL的氧化抑制血小板聚集促进血管内皮细胞一氧化氮生成降低毛细血管的通透性和脆性抑制炎症反应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。抗微生物作用抗菌：蜂胶，黄芩素破坏细胞壁及细胞膜的完整性、抑制核酸合成、抑制细菌能量代谢抗病毒：金银花、大青叶、黄莲、黄芩、鱼腥草、板蓝根、牛蒡子、野菊花、柴胡等抑制病毒复制，刺激产生肿瘤坏死因子、干扰素、白细胞介素等细胞因子蛋白酶抑制剂

【分类】

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

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

【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

【摄入量】胰蛋白酶抑制剂每日约摄入300mg黄酮类化合物每日约摄入20～70mg【作用机制】抑制蛋白酶活性

结合靶酶催化位点或活性中心附近区域下调蛋白酶基因表达水平蛋白类蛋白酶抑制剂：主要抑制蛋白酶活性天然小分子类蛋白酶抑制剂：

抑制蛋白酶活性

下调蛋白酶基因表达【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保护心血管作用免疫调节与抗炎作用抑制免疫相关蛋白酶，干预抗原特异的T细胞应答。下调T细胞增生性反应和巨噬细胞功能。上调IFN一γ活化的巨噬细胞释放一氧化氮，产生细胞毒作用。阻断病毒复制周期的关键酶。抑制与炎症有关的蛋白酶。抗癌作用蛋白酶抑制剂对多种肿瘤具有抑制作用。作用机制：抑制蛋白质的水解，限制肿瘤生长所需氨基酸抑制多种MMP及uPA，阻止癌细胞的侵袭和转移抑制肿瘤血管新生保护心血管作用促进一氧化氮的释放抑制炎症因子的产生降低炎症相关蛋白酶的活性（如MMP）参与血液凝固及溶解抗氧化单萜类【结构】萜类化合物(terpenes)是以异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，本节仅介绍单萜类

化合物。

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。【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。【食物来源】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。【摄入量】单萜类化合物的每日摄入量约为150mg。

【生物学作用】抗癌作用：主要作用抗菌、抗炎作用抗氧化作用对神经损伤的保护作用镇痛作用其他作用抗癌作用单萜类的一个主要生物学作用紫苏醇：抑制结肠癌、乳腺癌细胞细胞生长，阻滞细胞周期，诱导肿瘤细胞凋亡，抑制致癌物诱导食管癌的发生。柠檬烯：减少致癌物诱导乳腺癌的发生。香叶醇：抑制前列腺癌细胞生长，抑制致癌物诱导结肠癌的发生。抗菌、抗炎作用抗细菌和真菌抗炎作用抑制炎症因子表达降低炎症反应抗氧化作用香茅醛：清除超氧化物和一氧化氮。香芹酚：降低脂质过氧化物含量，增加GSH-Px、SOD等的活性，提高抗氧化剂水平。梓醇、芍药苷、紫苏醇：抗氧化活性。神经损伤保护作用梓醇、芍药苷和香芹酚对神经损伤有保护效应。可能机制：抗氧化、抗炎、抗凋亡、稳定线粒体膜、防止细胞内钙超载、调节神经递质等。镇痛作用α-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。可能的作用途径：拮抗钙离子抑制PKC通路

其他香茅醛：延长睡眠时间，镇静、安眠薄荷醇、柠檬烯、香芹酮：促进透皮吸收激活阿片受体抗炎植物雌激素【结构与分类】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——双向调节作用雌激素活性明显低于17-β雌二醇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：白藜芦醇其他：植物固醇也具一定雌激素效应

常见植物雌激素与雌二醇的化学结构

【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370mg/100g；香豆素类：黄豆芽、绿豆芽、苜蓿等，干豆芽中含量可达7mg/100g；芪类：葡萄、葡萄酒、花生等，葡萄中含量可达1mg/100g。【生物学作用】预防骨质疏松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神经损伤的保护作用植物雌激素的安全性预防骨质疏松能提高骨密度，预防雌激素缺乏引起的骨质疏松。对绝经后女性骨骼的影响较为显著。作用机制：与骨组织中的雌激素受体结合，抑制破骨细胞的骨吸收作用。保护心血管系统的作用降血脂抗脂质过氧化抑制血小板聚集改善血管内皮细胞功能抗动脉粥样硬化舒张冠状动脉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抑制癌基因表达、抑制酪氨酸激酶活性、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制癌细胞转移、抗氧化作用等作用途径：ER途径（抗雌激素作用）非ER途径（抑制其他肿瘤信号通路如MAPK、NF-κB等）对神经损伤的保护作用增强胆碱能神经细胞功能拮抗β-淀粉样蛋白毒性改善老年性痴呆患者认知功能植物雌激素的安全性对女性、男性生殖内分泌的影响对乳腺癌抗癌药物（如它莫西芬）治疗的干扰需开展更深入的研究

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中含量最为丰富本节以大蒜为例介绍有机硫化物有机硫化物【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%大蒜90%以上的活性物质都源于蒜素(Allicin)

是从大蒜的球形鳞茎中提取的挥发性油状物，也称大蒜精油，化学名为二烯丙基二硫化物(diallyldisulfide)。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【生物学作用】抗微生物作用抗氧化作用抗癌作用调节免疫作用：细胞免疫、体液免疫、非特异性免疫其他：抗突变、保护肝脏、降低血糖、降血压调节脂代谢抗血栓作用抗微生物作用抗菌：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清除自由基、活性氧抑制脂质过氧化增强抗氧化酶活性升高抗氧化物水平阻断NF-κB信号通路调节脂代谢降低TC、TG、LDL和VLDL的水平，升高HDL水平。抑制肠道胆固醇的吸收、促进胆固醇转化为胆汁酸、加快胆固醇排泄来降低血清胆固醇水平减少血管壁的胆固醇沉积和动脉粥样硬化斑块的形成减少LDL氧化抗血栓作用大蒜粉：促进血栓溶解，阻止血栓形成阿藿烯：调节血小板的黏附作用，抑制血小板聚集阿藿烯和大蒜提取液：抑制COX活性，抑制血栓素A的释放蒜素(Allicin)

是从大蒜的球形鳞茎中提取的挥发性油状物，也称大蒜精油，化学名为二烯丙基二硫化物(diallyldisulfide)。大蒜加工或受到物理机械破碎后，大蒜中的蒜氨酸酶(allinase)被激活，催化分解蒜氨酸为蒜素。蒜素具有抗菌、抗肿瘤、降胆固醇、抗血小板聚集、护肝、预防心血管疾病及降血压等生理作用。抗癌作用流行病学研究证实，富含大蒜膳食可降低多种癌症的患病风险大蒜成分（尤脂溶性成分）对多种肿瘤具明显抑制作用大蒜能阻断致癌物亚硝胺的合成机制：抗氧化、抗突变、提高机体免疫力、对外源性物质的解毒作用、影响细胞周期、抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡、影响组蛋白乙酰化、抑制端粒酶活性、诱导细胞分化、抑制肿瘤转移等植酸【结构】又名肌醇六磷酸(IP6)是一种含有六分子磷酸的肌醇酯消化道内水解为肌醇和磷酸或其低磷酸化形式（IP1～5）

【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1％～6％【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，阻止Fenton反应，抑制活性氧形成调节免疫功能：增加T、B淋巴细胞和NK细胞的活性抗肿瘤作用抗肿瘤作用广谱抗肿瘤作用：结肠癌、前列腺癌、胃癌、乳腺癌、黑色素瘤、白血病、皮肤癌等作用机制：抑制癌细胞增殖，诱导细胞凋亡，促进细胞分化，抑制血管形成，抗氧化，增强免疫功能其他动物性来源的食物活性成分辅酶Q（coenzymeQ，CoQ）硫辛酸（lipoicacid，LA）褪黑素（melatonin）辅酶Q

【结构】又称泛醌（UQ），脂溶性醌类化合物分子中含一个由6～10个异戊二烯单位组成的、与对苯醌母核相连的侧链【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

【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

抗氧化作用

清除自由基：还原型CoQ与维生素E协同保护心血管作用

促进缺血心肌的氧化磷酸化，改善心肌细胞能量代谢及功能，降低缺血再灌注损伤抑制LDL-C氧化，减小粥样硬化斑块面积抑制单核细胞和内皮细胞的黏附促进内皮细胞释放一氧化氮临床上已用于心血管疾病的防治抑制脂质过氧化增加抗氧化酶的活性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有助于运动后磷酸肌酸的恢复机制：抗氧化改善内皮细胞功能提高线粒体合成ATP能力调节自主神经活性免疫调节升高白细胞数量、促进淋巴细胞增殖和转化、增加抗体生成、增强吞噬细胞杀菌功能。抗炎作用抑制NF-κB活性，减少炎症介质（前列腺素2、IL-1、MMP1、C反应蛋白等）表达。【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【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【摄入量】人体每天摄入量约50～600mg硫辛酸【生物学作用】抗氧化作用抗炎作用调节糖代谢，改善糖尿病并发症对心血管的作用对神经损伤的保护作用

抗氧化作用直接清除自由基：LA和DHLA相互转化螯合金属离子再生其他内源性抗氧化剂：辅酶Q、VC、VE和GSH等抗炎作用降低急性、慢性炎症反应可能机制：抑制NF-κB的活化降低炎症因子TNF-α、IL-1、IL-6表达抑制黏附蛋白表达及细胞间黏附调节糖代谢，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通过IR/PI3K/Akt信号通路促进葡萄糖转运通过非PI3K途径促进葡萄糖摄取减少自由基对血管、