正文 第一節 植物生物活性物質概述(1 / 3)

自然界植物種類眾多,有些含有大量天然化合物,其中一些與人體健康密切相關,這些與人類健康密切相關的植物中的化學物質,通常可以稱之為“植物生物活性物質”。華南理工大學的唐傳核教授根據Baxter H等著的《植物化學詞典——植物中的生物活性物質手冊》(第二版),將植物資源中的生物活性物質大致分為了五類:①碳水化合物和磷脂;②除生物堿外的含氮化合物;③生物堿類;④酚類化合物;⑤萜類化合物。每一大類中又包含了很多小類,下麵進行具體介紹。

一、碳水化合物和磷脂

碳水化合物和磷脂(phospholipids)廣泛存在於生物界,特別是植物界。其中,糖類化合物是植物中常見的能量儲存形式,植物的根、莖、葉、果實、種子等大多含有葡萄糖、果糖、蔗糖、澱粉和纖維素等糖類物質。而磷脂則是堅果及種子的一種能量儲存形式。

1.糖類化合物

糖主要由碳、氫、氧三種元素所組成,是一類多羥基醛或多羥基酮或是它們的縮聚物。糖類化合物不僅是生物體內的儲藏養料,而且是生物合成其他有機化合物的前體。它在受精、發育、分化、神經係統和免疫係統衡態的維持等方麵起著重要的作用;並且,作為一種細胞分子表麵“識別標誌”,它還參與人體內許多生理和病理過程,如炎症反應中白細胞和內皮細胞的粘連,細菌、病毒對宿主細胞的感染,抗原抗體的免疫識別等。

糖可以依據其能否水解而分為單糖、低聚糖(寡糖)和多糖。單糖是指不能再水解的糖,如核糖、葡萄糖(C6H12O6)等;低聚糖是指能水解成2~10個單糖分子的糖;多糖是能水解成許多個單糖的高分子化合物,自然界存在的重要多糖有澱粉、糖元、纖維素等。

根據糖的結構單元數目多少又可以將糖分為五類:①單糖:不能被水解成更小分子的糖。②低聚糖:2~10個單糖分子脫水縮合而成,以雙糖最為普遍。③多糖:包括均一性多糖和不均一性多糖,有澱粉、糖元、纖維素、半纖維素、幾丁質(殼多糖)、糖胺多糖類(透明質酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等)。④結合糖:指糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。⑤糖的衍生物:包括糖醇、糖酸、糖胺、糖苷。

第一章植物生物活性成分簡介化妝品植物功效添加劑的研究與開發植物來源的糖類主要有單糖中的葡萄糖和果糖;低聚糖中的蔗糖;多糖中的纖維素和澱粉;糖的衍生物中的甘油、甘露醇、幾六醇等。其中,植物低聚糖可以作為調節腸道菌群及促進雙歧杆菌增殖的有效功能性因子在功能性食品中廣泛應用,一些植物低聚糖還具有一定的調節免疫、促進生長功能,目前,大豆低聚糖開發最為成功。植物多糖常常可以作為食品增稠劑或乳化劑,特別是藻類來源的多糖,如瓊脂。不被人體所消化的植物多糖——膳食纖維(dietary fiber)也日益引起人們重視,大豆膳食纖維、蘋果膳食纖維等多種膳食纖維已經成功上市。糖醇可以作為功能性甜味劑用於食品工業,如目前應用廣泛的木糖醇、山梨醇等,常常作為糖尿病患者的專用食品甜味劑加以添加。

2.有機酸

有機酸(organic acids)是廣泛存在於植物中的一種含有羧基的酸性有機化合物,本部分所講的有機酸主要是指一些簡單的有機酸。與動物、微生物相比,植物具有一項特殊能力,即可以在細胞液泡中積累有機酸。植物中積累的簡單有機酸通常分為兩類:三羧酸循環酸和其他酸。三羧酸循環酸中涉及多種酸,但是積累的隻有兩種:檸檬酸和蘋果酸。橙子、檸檬、草莓、黑醋栗等水果中積累的主要是檸檬酸,而葡萄、蘋果、李子、櫻桃等水果中主要積累蘋果酸。

植物中的有機酸除了參與體內的新陳代謝外,某些有機酸也具有一定的生物活性,如抗壞血酸(維生素C)和莽草酸等有機酸,是人類的一種必需營養素,大量存在於植物食品中;羥基檸檬酸可以抑製脂肪酸和脂肪的合成,因此具有良好的減肥效果;丙酮酸可以加速脂肪消耗,增加耐力和運動能力,也是一種潛在的減肥活性成分。

3.脂肪酸及脂質

植物中的脂肪酸(fatty acids)主要以結合態存在,是葉綠體膜、線粒體膜等膜質的重要組成成分。很多植物的籽粒和果實中也存在大量脂質化合物,作為能量儲存的形式,如大豆油、橄欖油、花生油、葵花籽油等,它們含有大量不飽和脂肪酸,對人類健康非常有益,已經成為我們日常生活中的主要食用油。

脂質化合物通常可以分為三類:甘油酯、磷脂以及糖脂,其中甘油酯結構較為簡單;磷脂結構則比較複雜,含有磷元素和至少一個其他基團,常為堿性基團,如膽堿、乙醇胺等;而糖脂在植物中含量最少,其中最重要的有單半乳糖基和二半乳糖基二甘油酯,它們在葉綠體代謝中起重要作用。

目前,對於植物中脂質化合物研究最多的是ω-3係脂肪酸和ω-6係脂肪酸。ω-3係脂肪酸主要包括二十碳五烯酸(EPA)、α-亞麻酸和γ-亞麻酸。EPA在一些藻類植物中含量較高,而α-亞麻酸和γ-亞麻酸則廣泛存在於植物油中。大量研究表明,ω-3係脂肪酸對於心血管類疾病、癌症、腎病等多種慢性病具有較好的預防或者治療作用。ω-6係脂肪酸中最令人關注的是花生四烯酸(AA),該化合物存在於蘚類、蕨類和藻類植物中,是生物體內很多脂肪酸的代謝中產物,也是凝血烷、白三烯和前列腺素合成的前體物質。AA是嬰幼兒發育過程中不可缺少的物質,但是有可能會誘發老年人的心血管類疾病。