第四節 食物生物活性成分

學習重點

掌握常見食物生物活性成分的定義及其生物活性。

基本概念

1.植物化學物(phytochemicals):來自植物性食物的一些生物活性成分被稱為植物化學物,是植物能量代謝過程中產生的多種中間或末端低分子量次級代謝產物,除個別是維生素的前體外,其余均為非傳統營養素成分。

2.植物固醇(phytosterols):一類主要存在于各種植物油、堅果、種子中的植物性甾體化合物,具有降低膽固醇、抗癌、調節免疫及抗炎等生物學作用。植物固醇主要包括β?谷固醇(β?sitosterol)、豆固醇(stigmasterol)、菜油固醇(campesterol)等及其相應的烷醇(stanols)。

3.蛋白酶抑制劑(protease?inhibitors,PI):一類普遍存在于植物、動物和微生物體內,通過抑制各種蛋白酶的活性和功能而發揮免疫調節、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、保護心血管、抗病蟲害等作用的化合物。

4.萜類化合物(terpenes):廣泛存在于植物中,以異戊二烯為基本結構單位的一大類化合物,其通式可寫成(C5>H8>)n。

5.植物雌激素(phytoestrogens):一類來源于植物,具有類似于雌激素結構和功能的天然化合物。可發揮預防骨質疏松、抗氧化、保護心血管、抗腫瘤及保護神經損傷等多種生物學作用。

重點內容

食物中除了營養素外,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育所必需的營養物質,但對維護人體健康、調節生理功能和預防疾病發揮重要的作用。這類物質過去較多地被稱為非營養素生物活性成分(non?nutrient?bioactive?substances)。近來建議不再稱這類物質為非營養素物活性成分,代之為“食物中的生物活性成分(bioactive?food?components)”。

食物中的生物活性成分包括主要來自植物性食物的植物化學物如黃酮類化合物、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動物活性成分如輔酶Q、γ?氨基丁酸、褪黑素及左旋肉堿等。

植物化學物的生物活性主要表現在抑制腫瘤、抗氧化、免疫調節、抑制微生物、降低膽固醇等。

應試習題

一、單項選擇題(在每小題列出的選項中只有一個是符合題目要求的,請將其代碼填在題后的括號內,錯選或未選均無分)

1.低聚糖是體內有益腸道細菌(　　)的增殖因子。

A.布魯桿菌　　　B.葡萄球菌　　　C.雙歧桿菌　　　D.變形桿菌　　　E.沙門菌

2.花青素是一類重要的水溶性植物色素,多與(　　)結合,以苷的形式存在。

A.脂　　　B.糖　　　C.醇　　　D.醛　　　E.酸

3.檸檬苦素類化合物是以葡萄糖衍生物的形式存在于成熟的果實中,以(　　)中含量最高。

A.西瓜子　　　B.南瓜子　　　C.蘋果籽　　　D.葡萄籽　　　E.杏仁

4.槲皮素可減少組胺的釋放,抑制癌細胞的生長,抑制癌細胞內(　　)的合成。

A. RNA　　　B. DNA　　　C.細胞核　　　D.細胞質　　　E.細胞膜

5.牛磺酸是一種(　　),具有廣泛的生物學效應,是調節機體正常生理功能的重要物質。

A.芳香氨基酸　　　B.含硫氨基酸　　　C.支鏈氨基酸　　　D.含酰胺氨基酸　　　E.以上都不是

6.(　　)可促進腦細胞DNA、RNA的合成,增加神經細胞膜的磷脂酰乙醇胺含量和腦細胞對蛋白質的利用率。

A.谷胱甘肽　　　B.牛磺酸　　　C.硫磺酸　

D.超氧化物歧化酶　　　E.以上都不是

7.(　　)可降低大腸癌、結腸癌、胃癌等消化道腫瘤的發生。

A.低聚糖　　　B.雙糖　　　C.膳食纖維　　　D.糖醇　　　E.糖原

8.(　　)是膳食中的一種天然類胡蘿卜素,廣泛存在于自然界的植物中。

A.銀耳多糖　　　B.番茄紅素　　　C.木瓜素　　　D.動物多糖　　　E.海藻多糖

9.牛磺酸能增強機體對自由基的清除能力,保護細胞免受過氧化作用的損傷,并具有穩定(　　)作用。

A.細胞質　　　B.細胞膜　　　C.細胞核　　　D.細胞液　　　E.以上都不對

10.下列(　　)屬于酚類化合物。

A.多肽　　　B.牛磺酸　　　C.谷胱甘肽　　　D.異黃酮　　　E.海藻多糖

11.補充(　　)對減少紫外線對皮膚的過氧化損傷作用最強。

A.花青素　　　B.胡蘿卜素　　　C.番茄紅素　　　D.青霉素　　　E.以上都不對

12.茶葉中含(　　),使人產生興奮性作用。

A.兒茶素　　　B.茶葉堿　　　C.咖啡堿　　　D.可可堿　　　E.以上都不對

13.類胡蘿卜素主要存在于(　　)。

A.水果和蔬菜　　　B.魚類　　　C.禽肉類　　　D.畜肉類　　　E.乳類

14.烯丙基硫化物主要存在于(　　)。

A.雞蛋類　　　B.深海魚油　　　C.大蒜和洋蔥　　　D.番茄　　　E.奶酪

15.植酸主要存在于(　　)。

A.酵母　　　B.果皮　　　C.果肉　　　D.蛋殼

E.種子胚層和谷皮

二、多項選擇題(請將最符合題意要求的答案以相應的字母填入括號中,少選、多選或錯選都不得分)

1.大豆磷脂是由(　　)等成分組成的。

A.卵磷脂　　　B.腦磷脂　　　C.肌醇磷脂　　　D.游離脂肪酸　　　E.類固醇

2.甾醇是存在于生物體內的一種重要的天然活性物質,按原料來源種類可分為(　　)。

A.動物性甾醇　　　B.植物性甾醇　　　C.菌類甾醇　　　D.生物甾醇　　　E.天然甾醇

3.有機硫化物的生物學作用主要是(　　)。

A.驅蟲　　　B.抑癌　　　C.殺菌　　　D.抗氧化　　　E.抗輻射

4.(　　)等益生菌及其代謝產物能誘導產生干擾素和促細胞分裂素,增加免疫球蛋白的產生,提高機體免疫力及抑制腫瘤發生能力。

A.大腸埃希菌　　　B.乳桿菌　　　C.雙歧桿菌　　　D.葡萄球菌　　　E.韋氏梭菌

5.皂苷的生物學功能為(　　)。

A.降脂　　　B.抗凝血　　　C.抗氧化　　　D.預防腫瘤　　　E.減肥

6.谷胱甘肽是由(　　)組成的肽化合物。

A.谷氨酸　　　B.半胱氨酸　　　C.甘氨酸　　　D.精氨酸　　　E.纈氨酸

7.常見的植物多糖包括(　　)。

A.茶多糖　　　B.香菇多糖　　　C.魔芋甘露聚糖　　　D.銀杏多糖　　　E.海藻多糖

8.植物甾醇廣泛存在于植物的(　　)中,是植物細胞膜的組成成分。

A.根　　　B.莖　　　C.葉　　　D.果實　　　E.種子

9.番茄紅素是膳食中的一種天然類胡蘿卜素,在(　　)的果實中存在較多。

A.番茄　　　B.胡蘿卜　　　C.西瓜　　　D.木瓜　　　E.番石榴

10.草藥中含有(　　)等多種復雜的活性成分,對生理功能有明顯的調節作用。

A.生物堿　　　B.植物多糖　　　C.類黃酮　　　D.甾醇　　　E.酚類化合物

11.大豆多肽的生物學功能有哪些?(　　)

A.抗氧化作用　　　B.促進脂肪代謝

C.降低血清膽固醇　　　D.阻礙腸道內膽固醇的再吸收

E.增加骨密度,預防骨質疏松癥

12.動物來源的食物活性成分主要為(　　)。

A.輔酶Q　　　B.原花青素　　　C.白藜蘆醇　　　D.硫辛酸　　　E.褪黑素

13.可作為益生元的寡糖包括(　　)。

A.糊精　　　B.低聚果糖　　　C.大豆低聚糖　　　D.低聚木糖　　　E.果糖

14.屬于多糖的活性因子有(　　)。

A.螺旋藻多糖　　　B.透明質酸　　　C.香菇多糖　　　D.肝素　　　E.枸杞子多糖

三、判斷題(將判斷的結果填入括號中,正確的填“T”,錯誤的填“F”)

1.牛磺酸因其在植物蛋白質中含量較低,被認為是第一限制氨基酸。(　　)

2.黃酮類化合物抗氧化作用機制是清除體內多余的自由基。(　　)

3.植物雌激素是一種具有與哺乳動物雌激素相似分子結構的激素。(　　)

4.植物化學物對健康具有有益和有害的雙重作用。(　　)

5.植物固醇在結構與膽固醇相似,所以老年人要盡量減少其攝入量。(　　)

6.超氧化物歧化酶是一種酯酶,在生物界中分布極廣。(　　)

7.牛磺酸在肝臟中的含量顯著高于其他臟器組織。(　　)

8.低聚糖也是一種低能量糖,大豆低聚糖的熱值僅為水蘇糖的50%,可添加在糖尿病患者的專用食品中。(　　)

9.大豆磷脂能使動脈壁內的高密度脂蛋白易于脫離血漿,并從血漿進入肝臟排出體外,從而減少其在血管內壁的沉積。(　　)

10.紅葡萄酒中的多肽化合物可抑制血小板的活性,從而抑制血栓的形成,并可促使已形成的血栓、血小板解聚。(　　)

11.益生菌能夠降低血中膽固醇的水平,可預防冠狀動脈粥樣硬化。(　　)

12.大豆皂苷可抑制血小板的凝聚作用,并能使血漿中過氧化脂質減少,因此大豆皂苷具有預防血栓形成的作用。(　　)

13.谷胱甘肽能夠有效地清除自由基,防止自由基對機體的侵害。(　　)

14.維生素C是酶性抗氧化物質。(　　)

15.植物雌激素是一種對人體具有保健功能的激素類物質。(　　)

16.谷氨酰胺有維持腸道正常功能的作用。(　　)

17.茶葉中的茶多酚有預防腫瘤的作用。(　　)

四、填空題

1.植物的次級代謝產物中除　　　　外均是非營養素成分,現已把它們統稱為　　　　。 

2.谷胱甘肽是由　　　　、　　　　和　　　　組成的三肽化合物。 

3.大豆磷脂的主要組成成分:　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。 

4.植物甾醇的種類主要有　　　　、　　　　和　　　　等。 

5.人體酶性抗氧化防御系統包括　　　　、　　　　、　　　　。 

6.十字花科植物提取的　　　　的代謝物可以活化具有解毒作用的Ⅱ相酶。 

7.類胡蘿卜素可分為兩類,一類為不含有氧原子的碳氫族類胡蘿卜素,稱為　　　　;另一類為含有氧原子的類胡蘿卜素,稱為　　　　。 

8.多酚類化合物是所有酚類衍生物的總稱,主要指　　　　和　　　　。 

9.有機硫化物主要包括兩類,一類是存在于十字花科植物中的　　　　及其水解產物　　　　,另一類是主要存在于百合科蔥屬植物中的　　　　。 

10.蛋白質類蛋白酶抑制劑主要包括　　　　、　　　　、　　　　和　　　　。 

11.茶葉中的　　　　,大豆中的　　　　可能有預防腫瘤的作用。 

五、名詞解釋

　　1.植物化學物

2.植物次級代謝產物

3.褪黑素

4.牛磺酸

5.大豆多肽

6.天然色素

7.超氧化物歧化酶

8.動物多糖

9.大豆磷脂

10.益生元

11.益生菌

12.植物雌激素

13.植物初級代謝產物

14.植物固醇

15.蛋白酶抑制劑

16.萜類化合物

17.有機硫化物

　　六、簡答題

　　1.簡述超氧化物歧化酶的生物學功能。

2.簡述大豆多肽的生物學功能。

3.簡述谷胱甘肽的生物學功能。

4.簡述牛磺酸的生物學功能。

5.簡述低聚糖的主要生物學功能。

6.簡述植物多糖的主要生理功能。

7.簡述動物多糖的主要生理功能。

8.簡述大豆磷脂的生物學功能。

9.簡述EPA和DHA的生物學功能。

10.簡述植物固醇的生物學功能。

11.簡述酚類化合物的生物學功能。

12.簡述大豆皂苷的生物學功能。

13.簡述β?胡蘿卜素的生物學功能。

14.簡述番茄紅素的生物學功能。

15.簡述精氨酸的生物學功能。

16.植物化學物的生物活性主要表現在哪些方面?

17.簡述類胡蘿卜素的生物學功能。

18.簡述黃酮類化合物的生物學功能。

19.簡述皂苷類化合物的生物學功能。

20.簡述大蒜的生物學功能。

21.簡述蛋白酶抑制劑的生物學功能。

22.簡述單萜類化合物的生物學功能。

23.簡述植物雌激素的生物學功能。

　　七、論述題

食物中的生物活性成分主要有哪些?

參考答案

一、單項選擇題(在每小題列出的選項中只有一個是符合題目要求的,請將其代碼填在題后的括號內,錯選或未選均無分)

1.?C

2.?B

3.?D

4.?B

5.?B

6.?B

7.?C

8.?B

9.?B

10.?D

11.?C

12.?C

13.?A

14.?C

15.?E

二、多項選擇題(請將最符合題意要求的答案以相應的字母填入括號中,少選、多選或錯選都不得分)

1.?ABCD

2.?ABC

3.?BC

4.?BCDE

5.?ABCDE

6.?ABC

7.?ABCDE

8.?ABCDE

9.?ABCDE

10.?ABCDE

11.?ABCDE

12.?ADE

13.?BCD

14.?ABCDE

三、判斷題(將判斷的結果填入括號中,正確的填“T”,錯誤的填“F”)

1.?F

2.?T

3.?F

4.?T

5.?F

6.?F

7.?F

8.?F

9.?F

10.?T

11.?T

12.?F

13.?T

14.?F

15.?F

16.?T

17.?T

四、填空題

1.維生素　植物化學物

2.谷氨酸　半胱氨酸　甘氨酸

3.卵磷脂　腦磷脂　肌醇磷脂　游離脂肪酸

4.谷甾醇　豆甾醇　菜油甾醇

5.超氧化物歧化酶　過氧化氫酶　谷胱甘肽過氧化物酶

6.芥子油苷

7.胡蘿卜素類　葉黃素類

8.酚酸　黃酮類化合物

9.芥子油苷　異硫氰酸鹽　烯丙基硫化物

10.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

11.茶多酚　異黃酮

五、名詞解釋

1.植物化學物:來自植物性食物的一些生物活性成分被稱為植物化學物,是植物能量代謝過程中產生的多種中間或末端低分子量次級代謝產物,除個別是維生素的前體外,其余均為非傳統營養素成分。

2.植物次級代謝產物:植物中除碳水化合物、脂肪、蛋白質、維生素以外的生物活性物質。

3.褪黑素:又稱黑素細胞凝集素,一種主要由哺乳動物和人類松果體產生的胺類激素。

4.牛磺酸:一種含硫氨基酸,具有促進腦細胞生長、改善視神經、抗氧化、調節免疫等生物作用的物質。

5.大豆多肽:指大豆蛋白經蛋白酶或化學水解作用后,再經特殊處理而得到的蛋白質水解產物,通常由3~6個氨基酸組成。

6.天然色素:指在新鮮食品原料中人的視覺能夠感受到的有色物質。

7.超氧化物歧化酶:具有抗氧化、抗衰老、提高機體抵抗力的作用一種酶。

8.動物多糖:從動物體內分離提取出來的,具有多種生物活性的一類多糖,主要有海參多糖、殼多糖等。

9.大豆磷脂:指以大豆為原料所制的磷脂類物質。

10.益生元:指不被消化的食物成分,其作用是通過選擇性激活腸內的一種或有限的幾種具有改善宿主健康潛力的細菌的生長和(或)活性,從而給宿主帶來好處的物質。

11.益生菌:指一種有益于健康的活的微生物食品組分。

12.植物雌激素:一類來源于植物,具有類似于雌激素結構和功能的天然化合物。可發揮預防骨質疏松、抗氧化、保護心血管、抗腫瘤及保護神經損傷等多種生物學作用。

13.植物初級代謝產物?:主要是碳水化合物、蛋白質和脂肪,其主要作用是進行植物細胞的能量代謝和結構重建。　

14.植物固醇:又稱植物甾醇,是一類主要存在于各種植物油、堅果、種子中的植物性甾體化合物,具有降低膽固醇、抗癌、調節免疫及抗炎等生物學作用。植物固醇主要包括β?谷固醇、豆固醇、菜油固醇等及其相應的烷醇。

15.蛋白酶抑制劑:一類普遍存在于植物、動物和微生物體內,通過抑制各種蛋白酶的活性和功能而發揮免疫調節、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、保護心血管、抗病蟲害等作用的化合物。

16.萜類化合物:廣泛存在于植物中,以異戊二烯為基本結構單位的一大類化合物,其通式可寫成(C5>H8>)n。

17.有機硫化物:主要包括兩類,一類是存在于十字花科植物中的芥子油苷及其水解產物異硫氰酸鹽;另一類是主要存在于百合科蔥屬植物中的烯丙基硫化物。

六、簡答題

1.答:(1)抗氧化、抗衰老作用。

(2)提高機體對疾病的抵抗力。

2.答:(1)增強肌肉運動力,加速肌紅蛋白的恢復。

(2)促進脂肪代謝。

(3)降低血清膽固醇。

3.答:能夠有效地清除自由基,防止自由基對機體的侵害;對放射線、放射性藥物或抗腫瘤藥物引起的白細胞減少癥,能夠起到有利的保護作用;可防止皮膚老化和色素沉著,減少黑色素的形成;能與進入機體的有毒化合物、重金屬離子與致癌物質等結合,并促使其排出體外,起到中和解毒作用。

4.答:(1)促進腦細胞DNA、RNA的合成,增加神經細胞膜的磷脂酰乙醇氨含量和腦細胞對蛋白質的利用率,從而促進腦細胞尤其是海馬細胞結構和功能的發育,增強記憶能力。

(2)改善視神經功能。

(3)抗氧化作用。

(4)促進脂類物質消化吸收。

(5)免疫調節作用。

5.答:(1)低聚糖是體內有益腸道細菌——雙歧桿菌的增殖因子,可改善腸道微生態環境,加強胃腸道消化吸收功能,有效排出體內毒素,增強機體的抗病能力。

(2)甜度比蔗糖低,口感柔和,不能被口腔病原菌分解而生成導致齲齒的酸性物質,因此對預防齲齒具有積極作用。

(3)可通過增強免疫作用而抑制腫瘤的生長,此外某些低聚糖對大腸埃希菌有較強的抑菌作用,可阻礙病原菌的生長繁殖。

(4)作為一種新型的甜味劑,低聚糖也是一種低能量糖,大豆低聚糖的熱值僅為蔗糖的50%,可添加在糖尿病患者的專用食品中。

6.答:(1)調節免疫功能。

(2)抑制腫瘤。

(3)延緩衰老作用。

(4)抗疲勞作用。

(5)降血糖。

7.答:(1)降血脂作用。

(2)增強免疫,抗腫瘤作用。

(3)在排出腸道毒素和降低重金屬對人體的毒害,抗輻射以及防齲齒等方面的保健作用。

8.答:(1)改善大腦功能,增強記憶力。

(2)降低膽固醇,調節血脂。

(3)延緩衰老。

(4)維持細胞膜結構和功能的完整性。

(5)保護肝臟。

9.答:(1)降血脂。

(2)抗凝血,預防心腦血管疾病。

(3)抗炎作用。

(4)健腦作用。

(5)保護視力。

10.答:(1)降低膽固醇作用。

(2)抑制腫瘤作用。①阻滯細胞周期;②影響細胞膜結構與功能;③誘導細胞凋亡;④阻止腫瘤細胞轉移;⑤激素樣作用;⑥調節免疫;⑦降低膽酸代謝物的濃度,可能有益于大腸癌的預防。

(3)調節免疫功能。

(4)其他作用,植物固醇可降低體內C?反應蛋白水平,具有一定的抗炎作用。植物固醇對實驗動物可引起雌激素效應,提示其對生殖系統具有潛在的影響。

11.答:(1)抗氧化作用。

(2)血脂調節功能。

(3)血管保護作用。

(4)預防腫瘤作用。

(5)類雌激素作用。

12.答:(1)降脂、減肥作用。

(2)抗凝血,預防血栓形成。

(3)抗氧化,抑制氧化脂質生成。

(4)預防腫瘤作用。

13.答:(1)改善機體維生素A營養狀況,糾正其缺乏的功能。

(2)提高免疫能力。

(3)治療夜盲癥和預防治療眼干燥癥。

14.答:(1)抗氧化,延緩衰老。

(2)抑制腫瘤。

(3)調節血脂。

(4)抗輻射。

15.答:(1)參與肌酸的代謝。

(2)參與牛磺酸、谷氨酰胺代謝。

(3)影響血管舒縮。

(4)參與吞噬作用。

16.答:(1)抑制腫瘤作用。

(2)抗氧化作用。

(3)免疫調節作用。

(4)抑制微生物作用。

(5)降低膽固醇。

(6)其他,如降血壓、降血糖、抑制血小板凝集等。

17.答:(1)抗氧化作用。

(2)抑制腫瘤作用。

(3)增強免疫功能。

(4)保護視覺功能。

18.答:(1)抗氧化作用。

(2)抑制腫瘤作用。

?(3)保護心血管作用。

(4)抑制炎癥反應。

(5)抑制微生物作用。

(6)其他作用,如抗突變、抗衰老、增強免疫、抗輻射以及雌激素樣作用等。

19.答:(1)調節脂質代謝,降低膽固醇。

(2)抑制微生物作用。

(3)抑制腫瘤作用。

(4)抗血栓作用。

(5)免疫調節作用。

(6)抗氧化作用。

(7)其他作用,如抗突變、保護肝臟、抗疲勞等。

20.答:(1)抗微生物作用。

(2)抗氧化作用。

(3)調節脂代謝。

(4)抗血栓作用。

(5)調節免疫作用。

(6)抑制腫瘤作用。

(7)大蒜還具有抗突變、保護肝臟、降低血糖等其他生物學作用。

21.答:(1)抗病蟲害侵襲。

(2)免疫調節與抗炎作用。

(3)抗氧化作用。

(4)抑制腫瘤作用。

(5)保護心血管作用。

22.答:(1)抑制腫瘤作用。

(2)抗菌、抗炎作用。

(3)抗氧化作用。

(4)對神經損傷的保護作用。

(5)鎮痛作用。

(6)其他作用,如鎮靜、安眠等。

23.答:(1)預防骨質疏松。

(2)改善圍絕經期癥狀。

(3)抗氧化作用。

(4)保護心血管系統作用。

(5)抗腫瘤作用。

(6)保護神經免受損傷。

七、論述題

答:大量的流行病學研究結果表明,除了某些營養素的作用外,在植物性食物中還有一些生物活性成分,它們具有保護人體、預防心血管病和癌癥等慢性非傳染性疾病的作用,這些生物活性成分現已統稱為植物化學物,主要包括類胡蘿卜素、植物固醇、皂苷、芥子油苷、多酚、蛋白酶抑制劑、單萜類化合物、植物雌激素、有機硫化物、植酸等幾大類。天然食物中還存在一些在人類營養過程中具有特定作用的有機化合物,如肉堿、半胱氨酸、牛磺酸、谷氨酰胺等。這些物質中有的合成原料是必需營養素,如肉堿合成的前體物是必需氨基酸賴氨酸和蛋氨酸;蛋氨酸和絲氨酸通過轉硫作用可生成半胱氨酸,半胱氨酸是合成輔酶A、牛磺酸和無機硫的前體。這些有機物大多數可以在人體內合成,但在某些特殊條件下,其合成的數量和速度不能滿足人體需要,仍需要從食物中得以補充。