第四节 食物生物活性成分

学习重点

掌握常见食物生物活性成分的定义及其生物活性。

基本概念

1.植物化学物(phytochemicals):来自植物性食物的一些生物活性成分被称为植物化学物,是植物能量代谢过程中产生的多种中间或末端低分子量次级代谢产物,除个别是维生素的前体外,其余均为非传统营养素成分。

2.植物固醇(phytosterols):一类主要存在于各种植物油、坚果、种子中的植物性甾体化合物,具有降低胆固醇、抗癌、调节免疫及抗炎等生物学作用。植物固醇主要包括β⁃谷固醇(β⁃sitosterol)、豆固醇(stigmasterol)、菜油固醇(campesterol)等及其相应的烷醇(stanols)。

3.蛋白酶抑制剂(protease inhibitors,PI):一类普遍存在于植物、动物和微生物体内,通过抑制各种蛋白酶的活性和功能而发挥免疫调节、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、抗病虫害等作用的化合物。

4.萜类化合物(terpenes):广泛存在于植物中,以异戊二烯为基本结构单位的一大类化合物,其通式可写成(C5>H8>)n。

5.植物雌激素(phytoestrogens):一类来源于植物,具有类似于雌激素结构和功能的天然化合物。可发挥预防骨质疏松、抗氧化、保护心血管、抗肿瘤及保护神经损伤等多种生物学作用。

重点内容

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。这类物质过去较多地被称为非营养素生物活性成分(non⁃nutrient bioactive substances)。近来建议不再称这类物质为非营养素物活性成分,代之为“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来自植物性食物的植物化学物如黄酮类化合物、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动物活性成分如辅酶Q、γ⁃氨基丁酸、褪黑素及左旋肉碱等。

植物化学物的生物活性主要表现在抑制肿瘤、抗氧化、免疫调节、抑制微生物、降低胆固醇等。

应试习题

一、单项选择题(在每小题列出的选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填在题后的括号内,错选或未选均无分)

1.低聚糖是体内有益肠道细菌(　　)的增殖因子。

A.布鲁杆菌　　　B.葡萄球菌　　　C.双歧杆菌　　　D.变形杆菌　　　E.沙门菌

2.花青素是一类重要的水溶性植物色素,多与(　　)结合,以苷的形式存在。

A.脂　　　B.糖　　　C.醇　　　D.醛　　　E.酸

3.柠檬苦素类化合物是以葡萄糖衍生物的形式存在于成熟的果实中,以(　　)中含量最高。

A.西瓜子　　　B.南瓜子　　　C.苹果籽　　　D.葡萄籽　　　E.杏仁

4.槲皮素可减少组胺的释放,抑制癌细胞的生长,抑制癌细胞内(　　)的合成。

A. RNA　　　B. DNA　　　C.细胞核　　　D.细胞质　　　E.细胞膜

5.牛磺酸是一种(　　),具有广泛的生物学效应,是调节机体正常生理功能的重要物质。

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

6.(　　)可促进脑细胞DNA、RNA的合成,增加神经细胞膜的磷脂酰乙醇胺含量和脑细胞对蛋白质的利用率。

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.(　　)可降低大肠癌、结肠癌、胃癌等消化道肿瘤的发生。

A.低聚糖　　　B.双糖　　　C.膳食纤维　　　D.糖醇　　　E.糖原

8.(　　)是膳食中的一种天然类胡萝卜素,广泛存在于自然界的植物中。

A.银耳多糖　　　B.番茄红素　　　C.木瓜素　　　D.动物多糖　　　E.海藻多糖

9.牛磺酸能增强机体对自由基的清除能力,保护细胞免受过氧化作用的损伤,并具有稳定(　　)作用。

A.细胞质　　　B.细胞膜　　　C.细胞核　　　D.细胞液　　　E.以上都不对

10.下列(　　)属于酚类化合物。

A.多肽　　　B.牛磺酸　　　C.谷胱甘肽　　　D.异黄酮　　　E.海藻多糖

11.补充(　　)对减少紫外线对皮肤的过氧化损伤作用最强。

A.花青素　　　B.胡萝卜素　　　C.番茄红素　　　D.青霉素　　　E.以上都不对

12.茶叶中含(　　),使人产生兴奋性作用。

A.儿茶素　　　B.茶叶碱　　　C.咖啡碱　　　D.可可碱　　　E.以上都不对

13.类胡萝卜素主要存在于(　　)。

A.水果和蔬菜　　　B.鱼类　　　C.禽肉类　　　D.畜肉类　　　E.乳类

14.烯丙基硫化物主要存在于(　　)。

A.鸡蛋类　　　B.深海鱼油　　　C.大蒜和洋葱　　　D.番茄　　　E.奶酪

15.植酸主要存在于(　　)。

A.酵母　　　B.果皮　　　C.果肉　　　D.蛋壳

E.种子胚层和谷皮

二、多项选择题(请将最符合题意要求的答案以相应的字母填入括号中,少选、多选或错选都不得分)

1.大豆磷脂是由(　　)等成分组成的。

A.卵磷脂　　　B.脑磷脂　　　C.肌醇磷脂　　　D.游离脂肪酸　　　E.类固醇

2.甾醇是存在于生物体内的一种重要的天然活性物质,按原料来源种类可分为(　　)。

A.动物性甾醇　　　B.植物性甾醇　　　C.菌类甾醇　　　D.生物甾醇　　　E.天然甾醇

3.有机硫化物的生物学作用主要是(　　)。

A.驱虫　　　B.抑癌　　　C.杀菌　　　D.抗氧化　　　E.抗辐射

4.(　　)等益生菌及其代谢产物能诱导产生干扰素和促细胞分裂素,增加免疫球蛋白的产生,提高机体免疫力及抑制肿瘤发生能力。

A.大肠埃希菌　　　B.乳杆菌　　　C.双歧杆菌　　　D.葡萄球菌　　　E.韦氏梭菌

5.皂苷的生物学功能为(　　)。

A.降脂　　　B.抗凝血　　　C.抗氧化　　　D.预防肿瘤　　　E.减肥

6.谷胱甘肽是由(　　)组成的肽化合物。

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

7.常见的植物多糖包括(　　)。

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

8.植物甾醇广泛存在于植物的(　　)中,是植物细胞膜的组成成分。

A.根　　　B.茎　　　C.叶　　　D.果实　　　E.种子

9.番茄红素是膳食中的一种天然类胡萝卜素,在(　　)的果实中存在较多。

A.番茄　　　B.胡萝卜　　　C.西瓜　　　D.木瓜　　　E.番石榴

10.草药中含有(　　)等多种复杂的活性成分,对生理功能有明显的调节作用。

A.生物碱　　　B.植物多糖　　　C.类黄酮　　　D.甾醇　　　E.酚类化合物

11.大豆多肽的生物学功能有哪些?(　　)

A.抗氧化作用　　　B.促进脂肪代谢

C.降低血清胆固醇　　　D.阻碍肠道内胆固醇的再吸收

E.增加骨密度,预防骨质疏松症

12.动物来源的食物活性成分主要为(　　)。

A.辅酶Q　　　B.原花青素　　　C.白藜芦醇　　　D.硫辛酸　　　E.褪黑素

13.可作为益生元的寡糖包括(　　)。

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

14.属于多糖的活性因子有(　　)。

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

三、判断题(将判断的结果填入括号中,正确的填“T”,错误的填“F”)

1.牛磺酸因其在植物蛋白质中含量较低,被认为是第一限制氨基酸。(　　)

2.黄酮类化合物抗氧化作用机制是清除体内多余的自由基。(　　)

3.植物雌激素是一种具有与哺乳动物雌激素相似分子结构的激素。(　　)

4.植物化学物对健康具有有益和有害的双重作用。(　　)

5.植物固醇在结构与胆固醇相似,所以老年人要尽量减少其摄入量。(　　)

6.超氧化物歧化酶是一种酯酶,在生物界中分布极广。(　　)

7.牛磺酸在肝脏中的含量显著高于其他脏器组织。(　　)

8.低聚糖也是一种低能量糖,大豆低聚糖的热值仅为水苏糖的50%,可添加在糖尿病患者的专用食品中。(　　)

9.大豆磷脂能使动脉壁内的高密度脂蛋白易于脱离血浆,并从血浆进入肝脏排出体外,从而减少其在血管内壁的沉积。(　　)

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

11.益生菌能够降低血中胆固醇的水平,可预防冠状动脉粥样硬化。(　　)

12.大豆皂苷可抑制血小板的凝聚作用,并能使血浆中过氧化脂质减少,因此大豆皂苷具有预防血栓形成的作用。(　　)

13.谷胱甘肽能够有效地清除自由基,防止自由基对机体的侵害。(　　)

14.维生素C是酶性抗氧化物质。(　　)

15.植物雌激素是一种对人体具有保健功能的激素类物质。(　　)

16.谷氨酰胺有维持肠道正常功能的作用。(　　)

17.茶叶中的茶多酚有预防肿瘤的作用。(　　)

四、填空题

1.植物的次级代谢产物中除　　　　外均是非营养素成分,现已把它们统称为　　　　。 

2.谷胱甘肽是由　　　　、　　　　和　　　　组成的三肽化合物。 

3.大豆磷脂的主要组成成分:　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。 

4.植物甾醇的种类主要有　　　　、　　　　和　　　　等。 

5.人体酶性抗氧化防御系统包括　　　　、　　　　、　　　　。 

6.十字花科植物提取的　　　　的代谢物可以活化具有解毒作用的Ⅱ相酶。 

7.类胡萝卜素可分为两类,一类为不含有氧原子的碳氢族类胡萝卜素,称为　　　　;另一类为含有氧原子的类胡萝卜素,称为　　　　。 

8.多酚类化合物是所有酚类衍生物的总称,主要指　　　　和　　　　。 

9.有机硫化物主要包括两类,一类是存在于十字花科植物中的　　　　及其水解产物　　　　,另一类是主要存在于百合科葱属植物中的　　　　。 

10.蛋白质类蛋白酶抑制剂主要包括　　　　、　　　　、　　　　和　　　　。 

11.茶叶中的　　　　,大豆中的　　　　可能有预防肿瘤的作用。 

五、名词解释

　　1.植物化学物

2.植物次级代谢产物

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.动物多糖

9.大豆磷脂

10.益生元

11.益生菌

12.植物雌激素

13.植物初级代谢产物

14.植物固醇

15.蛋白酶抑制剂

16.萜类化合物

17.有机硫化物

　　六、简答题

　　1.简述超氧化物歧化酶的生物学功能。

2.简述大豆多肽的生物学功能。

3.简述谷胱甘肽的生物学功能。

4.简述牛磺酸的生物学功能。

5.简述低聚糖的主要生物学功能。

6.简述植物多糖的主要生理功能。

7.简述动物多糖的主要生理功能。

8.简述大豆磷脂的生物学功能。

9.简述EPA和DHA的生物学功能。

10.简述植物固醇的生物学功能。

11.简述酚类化合物的生物学功能。

12.简述大豆皂苷的生物学功能。

13.简述β⁃胡萝卜素的生物学功能。

14.简述番茄红素的生物学功能。

15.简述精氨酸的生物学功能。

16.植物化学物的生物活性主要表现在哪些方面?

17.简述类胡萝卜素的生物学功能。

18.简述黄酮类化合物的生物学功能。

19.简述皂苷类化合物的生物学功能。

20.简述大蒜的生物学功能。

21.简述蛋白酶抑制剂的生物学功能。

22.简述单萜类化合物的生物学功能。

23.简述植物雌激素的生物学功能。

　　七、论述题

食物中的生物活性成分主要有哪些?

参考答案

一、单项选择题(在每小题列出的选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填在题后的括号内,错选或未选均无分)

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、多项选择题(请将最符合题意要求的答案以相应的字母填入括号中,少选、多选或错选都不得分)

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、判断题(将判断的结果填入括号中,正确的填“T”,错误的填“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、填空题

1.维生素　植物化学物

2.谷氨酸　半胱氨酸　甘氨酸

3.卵磷脂　脑磷脂　肌醇磷脂　游离脂肪酸

4.谷甾醇　豆甾醇　菜油甾醇

5.超氧化物歧化酶　过氧化氢酶　谷胱甘肽过氧化物酶

6.芥子油苷

7.胡萝卜素类　叶黄素类

8.酚酸　黄酮类化合物

9.芥子油苷　异硫氰酸盐　烯丙基硫化物

10.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

11.茶多酚　异黄酮

五、名词解释

1.植物化学物:来自植物性食物的一些生物活性成分被称为植物化学物,是植物能量代谢过程中产生的多种中间或末端低分子量次级代谢产物,除个别是维生素的前体外,其余均为非传统营养素成分。

2.植物次级代谢产物:植物中除碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素以外的生物活性物质。

3.褪黑素:又称黑素细胞凝集素,一种主要由哺乳动物和人类松果体产生的胺类激素。

4.牛磺酸:一种含硫氨基酸,具有促进脑细胞生长、改善视神经、抗氧化、调节免疫等生物作用的物质。

5.大豆多肽:指大豆蛋白经蛋白酶或化学水解作用后,再经特殊处理而得到的蛋白质水解产物,通常由3~6个氨基酸组成。

6.天然色素:指在新鲜食品原料中人的视觉能够感受到的有色物质。

7.超氧化物歧化酶:具有抗氧化、抗衰老、提高机体抵抗力的作用一种酶。

8.动物多糖:从动物体内分离提取出来的,具有多种生物活性的一类多糖,主要有海参多糖、壳多糖等。

9.大豆磷脂:指以大豆为原料所制的磷脂类物质。

10.益生元:指不被消化的食物成分,其作用是通过选择性激活肠内的一种或有限的几种具有改善宿主健康潜力的细菌的生长和(或)活性,从而给宿主带来好处的物质。

11.益生菌:指一种有益于健康的活的微生物食品组分。

12.植物雌激素:一类来源于植物,具有类似于雌激素结构和功能的天然化合物。可发挥预防骨质疏松、抗氧化、保护心血管、抗肿瘤及保护神经损伤等多种生物学作用。

13.植物初级代谢产物 :主要是碳水化合物、蛋白质和脂肪,其主要作用是进行植物细胞的能量代谢和结构重建。　

14.植物固醇:又称植物甾醇,是一类主要存在于各种植物油、坚果、种子中的植物性甾体化合物,具有降低胆固醇、抗癌、调节免疫及抗炎等生物学作用。植物固醇主要包括β⁃谷固醇、豆固醇、菜油固醇等及其相应的烷醇。

15.蛋白酶抑制剂:一类普遍存在于植物、动物和微生物体内,通过抑制各种蛋白酶的活性和功能而发挥免疫调节、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、抗病虫害等作用的化合物。

16.萜类化合物:广泛存在于植物中,以异戊二烯为基本结构单位的一大类化合物,其通式可写成(C5>H8>)n。

17.有机硫化物:主要包括两类,一类是存在于十字花科植物中的芥子油苷及其水解产物异硫氰酸盐;另一类是主要存在于百合科葱属植物中的烯丙基硫化物。

六、简答题

1.答:(1)抗氧化、抗衰老作用。

(2)提高机体对疾病的抵抗力。

2.答:(1)增强肌肉运动力,加速肌红蛋白的恢复。

(2)促进脂肪代谢。

(3)降低血清胆固醇。

3.答:能够有效地清除自由基,防止自由基对机体的侵害;对放射线、放射性药物或抗肿瘤药物引起的白细胞减少症,能够起到有利的保护作用;可防止皮肤老化和色素沉着,减少黑色素的形成;能与进入机体的有毒化合物、重金属离子与致癌物质等结合,并促使其排出体外,起到中和解毒作用。

4.答:(1)促进脑细胞DNA、RNA的合成,增加神经细胞膜的磷脂酰乙醇氨含量和脑细胞对蛋白质的利用率,从而促进脑细胞尤其是海马细胞结构和功能的发育,增强记忆能力。

(2)改善视神经功能。

(3)抗氧化作用。

(4)促进脂类物质消化吸收。

(5)免疫调节作用。

5.答:(1)低聚糖是体内有益肠道细菌——双歧杆菌的增殖因子,可改善肠道微生态环境,加强胃肠道消化吸收功能,有效排出体内毒素,增强机体的抗病能力。

(2)甜度比蔗糖低,口感柔和,不能被口腔病原菌分解而生成导致龋齿的酸性物质,因此对预防龋齿具有积极作用。

(3)可通过增强免疫作用而抑制肿瘤的生长,此外某些低聚糖对大肠埃希菌有较强的抑菌作用,可阻碍病原菌的生长繁殖。

(4)作为一种新型的甜味剂,低聚糖也是一种低能量糖,大豆低聚糖的热值仅为蔗糖的50%,可添加在糖尿病患者的专用食品中。

6.答:(1)调节免疫功能。

(2)抑制肿瘤。

(3)延缓衰老作用。

(4)抗疲劳作用。

(5)降血糖。

7.答:(1)降血脂作用。

(2)增强免疫,抗肿瘤作用。

(3)在排出肠道毒素和降低重金属对人体的毒害,抗辐射以及防龋齿等方面的保健作用。

8.答:(1)改善大脑功能,增强记忆力。

(2)降低胆固醇,调节血脂。

(3)延缓衰老。

(4)维持细胞膜结构和功能的完整性。

(5)保护肝脏。

9.答:(1)降血脂。

(2)抗凝血,预防心脑血管疾病。

(3)抗炎作用。

(4)健脑作用。

(5)保护视力。

10.答:(1)降低胆固醇作用。

(2)抑制肿瘤作用。①阻滞细胞周期;②影响细胞膜结构与功能;③诱导细胞凋亡;④阻止肿瘤细胞转移;⑤激素样作用;⑥调节免疫;⑦降低胆酸代谢物的浓度,可能有益于大肠癌的预防。

(3)调节免疫功能。

(4)其他作用,植物固醇可降低体内C⁃反应蛋白水平,具有一定的抗炎作用。植物固醇对实验动物可引起雌激素效应,提示其对生殖系统具有潜在的影响。

11.答:(1)抗氧化作用。

(2)血脂调节功能。

(3)血管保护作用。

(4)预防肿瘤作用。

(5)类雌激素作用。

12.答:(1)降脂、减肥作用。

(2)抗凝血,预防血栓形成。

(3)抗氧化,抑制氧化脂质生成。

(4)预防肿瘤作用。

13.答:(1)改善机体维生素A营养状况,纠正其缺乏的功能。

(2)提高免疫能力。

(3)治疗夜盲症和预防治疗眼干燥症。

14.答:(1)抗氧化,延缓衰老。

(2)抑制肿瘤。

(3)调节血脂。

(4)抗辐射。

15.答:(1)参与肌酸的代谢。

(2)参与牛磺酸、谷氨酰胺代谢。

(3)影响血管舒缩。

(4)参与吞噬作用。

16.答:(1)抑制肿瘤作用。

(2)抗氧化作用。

(3)免疫调节作用。

(4)抑制微生物作用。

(5)降低胆固醇。

(6)其他,如降血压、降血糖、抑制血小板凝集等。

17.答:(1)抗氧化作用。

(2)抑制肿瘤作用。

(3)增强免疫功能。

(4)保护视觉功能。

18.答:(1)抗氧化作用。

(2)抑制肿瘤作用。

 (3)保护心血管作用。

(4)抑制炎症反应。

(5)抑制微生物作用。

(6)其他作用,如抗突变、抗衰老、增强免疫、抗辐射以及雌激素样作用等。

19.答:(1)调节脂质代谢,降低胆固醇。

(2)抑制微生物作用。

(3)抑制肿瘤作用。

(4)抗血栓作用。

(5)免疫调节作用。

(6)抗氧化作用。

(7)其他作用,如抗突变、保护肝脏、抗疲劳等。

20.答:(1)抗微生物作用。

(2)抗氧化作用。

(3)调节脂代谢。

(4)抗血栓作用。

(5)调节免疫作用。

(6)抑制肿瘤作用。

(7)大蒜还具有抗突变、保护肝脏、降低血糖等其他生物学作用。

21.答:(1)抗病虫害侵袭。

(2)免疫调节与抗炎作用。

(3)抗氧化作用。

(4)抑制肿瘤作用。

(5)保护心血管作用。

22.答:(1)抑制肿瘤作用。

(2)抗菌、抗炎作用。

(3)抗氧化作用。

(4)对神经损伤的保护作用。

(5)镇痛作用。

(6)其他作用,如镇静、安眠等。

23.答:(1)预防骨质疏松。

(2)改善围绝经期症状。

(3)抗氧化作用。

(4)保护心血管系统作用。

(5)抗肿瘤作用。

(6)保护神经免受损伤。

七、论述题

答:大量的流行病学研究结果表明,除了某些营养素的作用外,在植物性食物中还有一些生物活性成分,它们具有保护人体、预防心血管病和癌症等慢性非传染性疾病的作用,这些生物活性成分现已统称为植物化学物,主要包括类胡萝卜素、植物固醇、皂苷、芥子油苷、多酚、蛋白酶抑制剂、单萜类化合物、植物雌激素、有机硫化物、植酸等几大类。天然食物中还存在一些在人类营养过程中具有特定作用的有机化合物,如肉碱、半胱氨酸、牛磺酸、谷氨酰胺等。这些物质中有的合成原料是必需营养素,如肉碱合成的前体物是必需氨基酸赖氨酸和蛋氨酸;蛋氨酸和丝氨酸通过转硫作用可生成半胱氨酸,半胱氨酸是合成辅酶A、牛磺酸和无机硫的前体。这些有机物大多数可以在人体内合成,但在某些特殊条件下,其合成的数量和速度不能满足人体需要,仍需要从食物中得以补充。