食物中的活性成分
食品中生物活性物质的筛选与体外评价
食品中生物活性物质的筛选与体外评价食品中的生物活性物质是指通过食物摄入后产生生物学活性的化学物质。
这些物质可以帮助维持身体健康,预防疾病,甚至具有治疗作用。
在食品科学领域,筛选和评价这些生物活性物质非常重要,以促进人们对健康有益的食物成分的认识和利用。
一、食品中的生物活性物质食品中的生物活性物质可以分为多种类型,包括多酚类化合物、生物活性肽、植物化合物等。
这些物质在体内具有抗氧化、抗炎、抗菌、降血压、降血脂等作用。
例如,茶叶中的茶多酚和咖啡中的咖啡因都具有抗氧化作用,可以抑制自由基的产生,预防氧化应激引发的疾病。
二、筛选食品中的生物活性物质筛选食品中的生物活性物质是一个复杂而严谨的过程。
首先,需要确定筛选的目标,比如抗氧化物质、降血压物质等。
然后,从食物中提取目标物质,并采用合适的分离和纯化技术进行分离。
接下来,可以使用物质结构表征技术,如质谱分析、核磁共振等,对目标物质的结构进行鉴定。
最后,通过体外模型评价其生物活性。
三、体外评价食品中的生物活性物质体外评价是指在实验室中使用细胞、动物模型等进行的一系列实验,用来评价食品中生物活性物质的作用。
这种评价可以提供初步的证据,更直接地了解食物成分对人体的影响。
常用的体外评价方法有抗氧化活性评价、抗炎活性评价、细胞毒性评价等。
抗氧化活性评价主要通过测定物质对自由基的清除能力来进行。
例如,可以使用DPPH自由基清除实验来评价食物中抗氧化物质的能力。
抗炎活性评价可以通过炎症介质的释放、细胞因子的表达等指标来评估物质的抗炎作用。
此外,细胞毒性评价可以用来评估物质对细胞的毒性作用。
四、生物活性物质的应用前景与挑战食品中的生物活性物质对人体健康具有重要的影响,其应用前景广阔。
例如,抗氧化物质可以预防心血管疾病、抗衰老等;抗炎物质可以治疗炎症性疾病、预防肿瘤等。
然而,生物活性物质的筛选和体外评价仅是初步的探索,仍需进一步的临床试验和人体研究来验证其作用和安全性。
此外,生物活性物质的筛选和评价也面临一些挑战。
食品中活性成分的稳定性与生物利用度研究
食品中活性成分的稳定性与生物利用度研究作为日常饮食的重要组成部分,食品中的活性成分对我们的健康具有重要意义。
然而,许多活性成分在食品加工和储存过程中容易受到氧化、光照、温度等外界条件的影响而失去活性,影响其稳定性和生物利用度。
因此,研究食品中活性成分的稳定性和提高其生物利用度成为当前食品科学领域的热门话题。
一、活性成分的稳定性研究1.1 氧化对活性成分的影响氧化是活性成分稳定性的主要威胁之一。
许多食品中富含抗氧化性能的活性成分,如维生素C、维生素E和多酚类化合物等,但它们在食品加工和储存过程中往往会因受氧化作用而失去活性。
研究表明,添加适量的抗氧化剂可以有效延长食品中活性成分的稳定性。
例如,加入适量的抗氧化剂维生素C可以减缓维生素E的降解速度,提高稳定性。
此外,科学家们还通过微胶囊化、脂质包裹等技术封装活性成分,形成保护机制,进一步提高稳定性。
1.2 光照对活性成分的影响光照也是活性成分稳定性的重要因素。
许多活性成分,如类胡萝卜素和叶绿素等,在光照条件下容易发生光降解反应,导致失活。
研究表明,将食物放置于遮光环境下可以降低活性成分受光照影响而失活的几率。
此外,科学家们还通过改变食品包装材料的透光性、添加光稳定剂等方法来提高活性成分的稳定性,从而保持其活性和营养价值。
二、活性成分的生物利用度研究2.1 活性成分的溶解性与生物利用度活性成分的溶解性是影响其生物利用度的重要因素之一。
溶解度低的活性成分可能不易被人体吸收利用,因此,提高活性成分的溶解度对提高生物利用度具有重要意义。
研究表明,一些技术如微胶囊化、纳米化以及乳化等处理方法,可显著提高活性成分的溶解度和生物利用度。
此外,科学家们还注意到活性成分与其他添加剂、荷载剂等物质的相互作用对活性成分的溶解度和生物利用度有一定影响,值得进一步研究。
2.2 活性成分的肠道吸收与生物利用度除了溶解度外,活性成分在肠道的吸收也对其生物利用度产生重要影响。
一些活性成分可能在肠道中受到分解、结合、代谢等多种因素的影响而降低吸收率,从而降低其生物利用度。
《营养学》第十五章 食物中的生物活性成分
植物化学物抗癌作用的另一可能机制是调节细胞生长(增生), 如莱姆树中的单萜类可减少内源性细胞生长促进物质的形成,从 而阻止对细胞增生的异常调节作用。
(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。人体对这些活性物质的保护系统包括抗氧化酶系统(SOD、 GSH-Px等)、内源性抗氧化物(尿酸、谷胱甘肽、α-硫辛酸、辅酶 Q10等)及具有抗氧化活性的必需营养素(维生素E和维生素C等)。现 已发现植物化学物,如类胡萝卜素、多酚、植物雌激素、蛋白酶 抑制剂和硫化物等也具有明显的抗氧化作用。
⑴Phytochemicals: nonnutrient compounds in plantderived foods that have biological activity in the body(p 8 in Nutrition concepts and conroversies). ⑵Phytochemicals: biologically active, naturally existing substances in plants that act as natural defense systems in plants and show potential for reducing risk for cancer and cardiovascular disease(p 303 in Food, Nutrition, &Diet Therapy).
存在于植物中,可结合到哺乳动物体内雌激素受体上并能发挥 类似于内源性雌激素作用的成分。异黄酮(isoflavones)和木聚素 从化学结构上讲均是多酚类物质,但也属于植物雌激素。虽然植物 雌激素所显示出的作用只占人体雌激素作用的0.1%,但在尿中植 物雌激素的含量可比内源性雌激素高10~1000倍。依照机体内源性 雌激素数量和含量的不同,植物雌激素可发挥雌激素和抗雌激素两 种作用。
食物中的生物活性成分 植物化学物 植物化学物分类
二、植物化学物的分类
名称
代表化合物
食物来源
生物活性
多酚
原儿茶酸、绿原酸、白藜芦醇、黄 各类植物性食物,尤其是深色水果、
抗氧化、抗炎、抗肿瘤、调节毛细血管功能
酮、花色苷
蔬菜和谷物
类胡萝卜素 萜类化合物 有机硫化物
皂苷 植物雌激素
植酸 植物固醇
雌激素样作用 抗氧化作用、抑制淀粉及脂肪的消化吸收
抗炎和退热作用、抑制胆固醇吸收
常见植物化学物的种类、食物来源及生物活性
食物中的生物活性成分-植物化学物-分类
食物中的生物活性成分-重点难点
※植物化学物的概念和主要生物学作用 ※食物中常见生物活性成分及其生物学作用
目录
一、概述 二、植物化学物的分类
一、概述
食物中除了含有多种营养素外,还含
有其他许多对人体有益的物质。这类物质
过去较多的称为非营养素生物活性成分
食
(non-nutrient bioactive
物 中
substances)。
的
生
随着这类物质在预防疾病中的重要性 物
活
的证据越来越多,一些专家建议不再称这
性
类物质为非营养素生物活性成分,代之的
成
分
是“食物的生物活性成分(bioactive
food components)”。
来自植物性食物: 黄酮类化合物、酚酸、有机硫 物、萜类化合物和类胡萝卜 素等
胡萝卜素、番茄红素、玉米黄素 单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜
异硫氰酸盐、烯丙基硫化合物 甾体皂苷、三萜皂苷 异黄酮、木酚素 肌醇六磷酸 β-谷固醇、豆固醇
玉米、绿叶菜、黄色蔬菜及水果 柑橘类水果
食品中植物活性成分的提取与分析
食品中植物活性成分的提取与分析食品中的植物活性成分一直备受关注。
植物是自然界的鲜活生命,其所富含的活性成分不仅能为人们的健康带来益处,还能用于食品的加工、保存和提高品质。
因此,提取和分析食品中的植物活性成分成为了食品科学领域的重要研究方向。
一、植物活性成分的提取方法食品中的植物活性成分主要存在于植物的根、茎、叶和果实中。
为了从这些食品材料中有效提取活性成分,科学家们开发了多种提取方法,如溶剂提取、超临界流体萃取和微波提取等。
其中,溶剂提取是最常用的一种方法。
在溶剂提取中,科学家们会选取适当的溶剂,将其与食品样品进行浸泡和沉浸。
常用的溶剂有水、乙醇、醚和酯等。
溶剂的选择取决于要提取的活性成分的性质和可溶解性。
二、植物活性成分的分析方法提取获得的植物活性成分需要进行进一步的分析。
通过分析,可以确定活性成分的种类和含量,从而为食品加工、质量控制和效果评估提供依据。
在分析方法上,常用的有色谱法、质谱法和光谱法等。
其中,色谱法是最常用的一种方法之一。
色谱法按照不同原理和分析目的,又可分为气相色谱和液相色谱。
气相色谱是基于气体在液体、固体界面上各向同性分配性原理的分析方法,液相色谱是在固定相和流动相的相互作用下发生的分析方法。
质谱法则是通过分子荷质比的差异来测定样品中化合物的质量的一种方法。
质谱法主要包括质谱仪和样品的预处理等。
光谱法是通过测量样品在不同波长下吸收或发射光线的强度来分析样品中的化合物。
三、植物活性成分在食品中的应用植物活性成分在食品中的应用广泛。
其中,抗氧化剂是最常见的一类活性成分。
抗氧化剂可以防止食品发生氧化反应,延长其保鲜期。
常见的抗氧化剂有维生素C、维生素E和类黄酮等。
此外,植物活性成分还可以用于食品的调味和提味。
比如,一些香料和草药中富含芳香化合物,可以为食物增添独特的香味和口感。
另外,植物活性成分还具有一些特殊的功能,如抗菌、抗病毒和降血脂等。
这些功能可以改善人们的健康状况,预防和治疗一些疾病。
食物中的生物活性成分
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
【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20~70 mg。
【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
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
类胡萝卜素多酚黄酮类植物雌激素蛋白酶抑制剂有机硫化物等多酚在含量和自由基清除能力上最高茶多酚明显降低抽烟者的dna氧化性损伤类胡萝卜素对免疫功能有调节作用部分黄酮类化合物具有免疫抑制作用皂甙有机硫化物植酸具有增强免疫功能作蒜素具有抗微生物作用芥子油甙的代谢产物有抗微生物活性水芹金莲花辣根混合食用治疗尿路感染浆果如树莓蓝莓可预防和治疗感染性疾病皂甙在肠内与初级胆酸结合形成微团减少胆酸吸收多酚促进内源性胆固醇合成胆酸减低血中胆固醇浓度植物固醇去的小肠内胆固醇减少吸收生育三烯酚白藜芦醇可抑制hmgcoa还原酶降低胆固醇合成调节血压血糖和血凝以及抑制炎症等作用叶黄素在维持视网膜黄斑功能发挥重要作用植酸具有较强的金属离子的螯合能力在类胡萝卜素中番茄红素的抗氧化活性最强
02 食物中的生物活性成分.
GS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。
ITCs
• GS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
第九节 植物雌激素
一、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
第九节 植物雌激素
定义 指植物中存在的可结合到哺乳动物体内雌激 素受体上并能发挥类似于内源性雌激素作用 的成分。主要包括某些异黄酮类、香豆雌酚、
二、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。
三、吸收、代谢与排泄
吸收
一般吸收率比较低 主动吸收或被动吸收 肠道代谢物的吸收
代谢
Ⅰ相代谢(如细胞色素P450单加氧酶系催化的羟基化和去甲基化) Ⅱ相代谢(如与葡萄糖醛酸、硫酸结合及甲基化反应等)
排泄
尿道和胆道排泄,主要是以代谢物的形式
【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(自学)
《课程讲解》-02 食物中的生物活性成分
小结
植物化学物的生物活性
植物化学物 抗癌 抗氧化 免疫调节 抗微生物 降胆固醇 其他
类胡萝卜素 十 十
十
视觉
植物固醇
十
十
十
抗炎
皂甙
十十
十
十
十
血栓
芥子油甙
十 双向 十
十
抗炎
多酚/黄酮 十 十
十
保心等
蛋白酶抑制剂 十 十
十
保心等
单萜类
十十
十
镇痛等
植物雌激素 十 十
保心等
有机硫
十十
十
十
代谢
Ⅰ相代谢(如细胞色素P450单加氧酶系催化的羟基化和去甲基化) Ⅱ相代谢(如与葡萄糖醛酸、硫酸结合及甲基化反应等)
排泄
尿道和胆道排泄,主要是以代谢物的形式
【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
二、生物学作用 (一)降低胆固醇作用 (二)抗癌作用 (三)调节免疫功能 (四)其他作用
第四节 皂苷类化合物
一、结构与分类
根据皂苷元化学结构的不同,可分为:
• 甾体皂苷 • 三萜皂苷
四环三萜 五环三萜:最多见,如大豆皂苷
• 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。
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。
食物中生物活性成分与生物学作用
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
【生物学作用】
▪ 降低胆固醇作用
▪ 调节免疫功能
▪ 抗癌作用
▪ 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。
行性病变。 ▪ 吸收蓝光,保护视网膜免于光损害。
第三节 植物固醇
【结构】
环戊烷全氢菲主要骨架 比胆固醇多一个侧链
植物性甾体化合物
【分类】
β-谷固醇 菜油固醇
豆固醇 相应的烷醇
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 ~400 mg,与胆固醇摄入量相当。 ▪ 吸收率仅约5%左右。
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 双
β- 胡萝卜素——抗氧化
向 调
促氧化
节
作
用
▪ 在类胡萝卜素中,番茄红素的抗氧化活性最强。 ▪ 机制:
食品中植物活性成分的分离与鉴定
食品中植物活性成分的分离与鉴定食物是我们生活的必需品,而植物活性成分则是食物中的重要组成部分。
众所周知,很多植物都具有丰富的活性成分,这些成分对人体健康和疾病的预防具有积极的作用。
因此,分离和鉴定食品中的植物活性成分变得尤为重要。
一、植物活性成分的定义和分类植物活性成分是指植物中具有一定的功效,可以对人体产生积极影响的化学物质。
根据其化学性质和作用方式,植物活性成分可以分为多种类型,如酚类化合物、多糖类化合物、生物碱类化合物等。
二、分离植物活性成分的方法分离食品中的植物活性成分需要使用一系列的实验方法,这些方法包括萃取、色谱层析、质谱分析等。
首先,研究人员会选择适当的溶剂对食品进行萃取,以提取出植物中的有益成分。
然后,通过色谱层析的方法,将提取物中的复杂化合物进行分离,得到纯度较高的目标成分。
最后,通过质谱分析等技术手段,对目标成分进行定性和定量分析,以确定其种类和含量。
三、鉴定植物活性成分的技术手段鉴定食品中的植物活性成分是一个复杂而精细的过程。
在分析过程中,技术手段的选择非常关键。
常见的鉴定技术包括红外光谱分析、核磁共振分析、质谱分析等。
红外光谱分析是一种常用的快速鉴定方法,它通过检测样品中吸收和发射的红外辐射来确定样品的分子结构。
这种分析方法不需要对样品进行破坏性处理,能够快速获得准确的结果。
核磁共振分析是一种准确性较高的鉴定方法,它通过检测样品中原子核的共振信号来获得样品的分子结构和组成。
这种分析方法对样品的要求较高,需要非常纯净的样品才能得到可靠的结果。
质谱分析是一种灵敏度较高的鉴定方法,它通过测量样品中各种化合物的质荷比来确定样品的分子结构和组成。
这种分析方法可以对样品进行定量分析,可以得到非常详细的样品信息。
四、植物活性成分的应用前景食品中的植物活性成分具有广泛的应用前景。
随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,越来越多的人开始关注食品中的功能成分。
植物活性成分作为食品中的重要组成部分,可以提高食品的营养价值,并对人体产生积极影响。
食物中的生物活性成分
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
第四节 皂苷类化合物 【结构】
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
抗氧化作用
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。
【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:
β-隐黄素、番茄红素等。
【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
功能性食品中活性成分评估与研究
功能性食品中活性成分评估与研究一、引言随着人们健康意识的不断提升,越来越多的人开始转向健康饮食,并开始关注功能性食品。
功能性食品指的是含有具有特定保健功能的成分,可以对身体产生积极的影响。
目前,功能性食品已经成为食品行业的一个重要品类,而功能性成分也成为功能性食品中的重要组成部分。
本文将从功能性食品中活性成分的定义、分类、评估与研究等方面展开,为读者深入了解该主题提供参考。
二、活性成分的定义与分类活性成分,顾名思义,是指具有活性的食品成分,包括对人体健康有积极作用的各种营养素。
根据其功效和作用机理不同,活性成分主要分为以下几类:1.维生素类:包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、维生素B族、维生素C等。
这些维生素能够参与人体的代谢过程,满足人体对营养素的需要,从而发挥保健作用。
2.矿物质类:包括钙、铁、锌、硒等,这些矿物质是人体需要的微量元素,能够促进人体代谢的正常进行,增强身体免疫力等。
3.膳食纤维类:包括水溶性纤维和不溶性纤维等,这些食物成分能够帮助人体调节胃肠功能,促进肠道蠕动,有效预防便秘等。
4.多酚类:包括黄酮类、类黄酮类、儿茶素类等,这些营养素具有抗氧化作用,能够有效减少自由基对人体的损害,抑制肿瘤细胞增殖。
三、活性成分的评估功能性成分有益于人体健康,但是要在食品中加入这些成分,需要进行严格的评估。
下面将从两个方面介绍活性成分的评估。
1.安全性评估安全性评估是指针对活性成分对人体安全性的评估。
这需要充分考虑活性成分对人体属于毒性、副作用等危害,以及摄入量对人体的影响等多种因素。
在对食品添加新活性成分前,必须在临床试验和动物试验中通过多种指标进行安全性评估。
2.功效评估功效评估主要是通过动物实验和临床试验等研究手段,评估活性成分对人体生理机制的影响,阐述它对人体的预防、治疗或调节作用。
在进行功效评估时,需要充分考虑研究设计的合理性,对照组的设定等多种因素。
四、活性成分研究的方法为了更好地评估和研究活性成分的作用,研究人员需要掌握多种方法。
食物中的生物活性物质
类胡萝卜素
生物学作用
保护视觉功能 叶黄素 视网膜黄斑区域内高浓度聚集 吸收大量近于紫外线的蓝光,保护视网膜 预防和改善老年性眼部退行性病变的作用
视网膜色素变性、黄斑病变、白内障
植物固醇
结构与分类
环戊烷全氢菲为主要结构,包括β‐谷固醇,豆固醇、菜油固醇,及其 烷醇 植物油、坚果、豆类 摄入量约150~400mg/d,吸收率约5%
• 抗氧化、抗突变 • 阻断致癌物的合成及代谢活化 • 抑制蛋白激酶活性 • 抑制细胞信号传导通路 • 阻滞细胞周期,抑制细胞增殖 • 诱导细胞凋亡 • 抑制血管生成,提高机体免疫力
多酚类化合物
生物学作用 保护心血管
• 黄酮类化合物:芦丁、葛根素、银杏黄酮 • 含黄酮类化合物的药材:银杏叶、山楂、葛根、丹参
• 酚羟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:黄嘌呤氧化酶、细胞色
素P450 • 螯合Fe3+、Cu2+等具有氧化作用的过渡态金属离子,
阻断Fenton系统自由基生成 • 与维生素C、维生素E等具有协同效应
多酚类化合物
生物学作用 抗肿瘤作用
• 茶多酚和大豆异黄酮的离体、动物、人群研究 • 机制:
蛋白酶抑制剂 生物学作用
保护心血管作用 • 促进一氧化氮的释放 • 抑制炎症作用 • 抗氧化 • 参与血液凝固和溶解
单萜类
广泛存在于植物中,含有两个异戊二烯单位 结构与分类
无环单萜:萜烯类、醇类、醛类、酮类 单环单萜:萜烯类、醇类、醛类、酮类 双环单萜:蒎烷型、坎烷型
单萜类
生物学作用
抗癌 • 紫苏醇
• 蜂胶中的多种黄酮类化合物具有抑菌活性 • 黄芩素对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠埃希菌和
食物中的生物活性成分
丝氨酸蛋白酶抑制剂 金属蛋白酶抑制剂 半胱氨酸蛋白酶抑制剂 酸性蛋白酶抑制剂
• 叶黄素:深绿色蔬菜
• 番茄红素:番茄
二、生物学作用
(一)抗氧化作用
(二)抗肿瘤作用 (三)增强免疫功能 (四)保护视觉功能
第三节
植物固醇
一、食物来源 主要来源于各种植物油、坚果、种子、 豆类
二、生物学作用 (一)降低胆固醇作用 (二)抗癌作用 (三)调节免疫功能 (四)其他作用
第四节
摄入量 • 不同人群每日摄入量20~70 mg。
二、黄酮类化合物的生物学作用
(一)抗氧化作用 (二)抗肿瘤作用 (三)保护心血管作用 (四)抑制炎症反应 (五)抗微生物作用 (六)其他作用:抗突变、抗衰老、增强免疫、 抗辐射、雌激素样作用
第七节
一、分类
蛋白酶抑制剂• 蛋白类源自天然小分子类蛋白酶抑制剂二、生物学作用
(一)对肿瘤的预防和抑制作用:主要作用 (二)对氧化应激的双向调节作用 (三)抗菌作用 (四)其他作用
第六节
多酚类化合物
一、黄酮类化合物的结构与分类 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
非营养素生物活性成分(non-nutrient bioact ion substances) 生物活性的食物成分(bioactive food compon ents)
来自植物性食物: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。
来自动物性食物:辅酶Q、γ-氨基丁酸、褪 黑素及左旋肉碱等。
排泄
尿道和胆道排泄,主要是以代谢物的形式
食物中的活性成分
排泄:尿道和胆道排泄,主要是以代谢物的形式
第一节 多酚类化合物
概述
多酚是一类广泛存在于植物体内的具有多个羟基酚类植物成分的 总称,是植物体内重要的次生代谢产物,具有多元酚结构,主要通 过莽草酸和丙二酸途径合成。
3、4,4’ -二甲基甾醇,如环木菠萝醇、环木菠萝烯醇、 2, 4-亚甲基环木菠萝醇
植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中,不 同植物种类其含量不同
植物油及含油食品是植物甾醇的主要天然来源,其次是谷物、 谷物制品及坚果
植物甾醇的主要功能
1、降低血清胆固醇浓度 2、防治前列腺疾病 3、作为抗癌物质 4、类激素功能 5、其它作用:抗炎作用,免疫调节,调节生长,抗病
植酸
植酸(盐)——广泛存在于植物果实及子
粒中,是植物籽实中肌醇和磷酸的基本贮存形式。
分
植酸磷占植物总磷量的60%~90%,其中芝麻饼和米
糠中植酸含量最高。
布
豆类籽实中的植酸分布于整个种子的蛋白质络合物
中。因此 ,在谷物加工副产品和油产饼粕中植酸的
含量高 ,谷物和豆类籽实中含量相对较低。
植酸的抗营养作用
植酸的营养作用
1、很好的保鲜作用(作为绿色天然无毒防腐保鲜 剂)
2、优秀的抗氧化性能(提高面类食品和食用油的 存放保持时间)
3、良好的风味(饮料中加入植酸,可达到快速解 渴的目的,并改善口感)
硫代葡萄糖苷
硫代葡萄糖苷是植物体内合成的一类含氮次级化合物,广泛分 布在高等植物、海绵体、红藻类等450种生物中,其中以十字花科 植物如拟南芥、花椰菜、青花菜中的硫代葡萄糖苷含量最高。尽 管此类物质在整个植物中都有分布,但它在种子中的含量通常最 为丰富。
健康食品中的生物活性成分研究
健康食品中的生物活性成分研究随着人们对健康的重视日益增加,越来越多的人开始关注健康食品。
健康食品被称为具有预防和治疗疾病的功效,因此备受推崇。
健康食品中含有一些生物活性成分,这些成分对人体健康具有一定的积极作用。
因此,研究健康食品中的生物活性成分成为当前的研究热点。
首先,健康食品中的生物活性成分究竟是什么?其实,它们就是在食品中活跃的成分,通常是植物或动物的提取物,可以促进人体健康和预防疾病。
健康食品中的生物活性成分广泛存在于食物中,如茶叶中的茶多酚、大蒜中的硫化合物、维生素、矿物质等。
健康食品中的生物活性成分被认为对增强人体免疫力、预防疾病具有一定的作用。
例如,茶多酚可以抗氧化,有助于预防癌症、心血管疾病等;硫化合物可以抑制细菌、病毒和真菌的生长,有助于预防感染性疾病;矿物质可以维持人体健康的生理功能,同时强化免疫系统。
因此,健康食品中的生物活性成分在人们日常生活中具有广泛的应用价值。
其次,研究健康食品中的生物活性成分具有重要的意义。
通过研究健康食品中的生物活性成分,可以确定食品中的有效成分,进而掌握它们的结构和作用机制,为开发新型健康食品和治疗药品提供科学依据。
此外,研究健康食品中的生物活性成分还可以提高人们对健康食品的认识和理解,推动健康食品的发展和应用。
当前,研究健康食品中的生物活性成分的方法主要包括化学分析和生物学方法两种。
化学分析方法主要是从化学角度对健康食品中的生物活性成分进行分析研究,如气相色谱、液相色谱、质谱等。
生物学方法则主要利用生物学技术和方法对健康食品中的生物活性成分进行研究,包括细胞培养、动物试验、人体试验等。
这些方法可以更加深入地掌握健康食品中的生物活性成分结构和作用机制。
最后,虽然健康食品中的生物活性成分带来了许多好处,但是人们无需过度消费和依赖健康食品。
在日常生活中,人们必须注意选择健康食品,并掌握适量的原则。
过度食用健康食品可能会导致反效果。
总之,研究健康食品中的生物活性成分具有非常重要的意义。
食品营养学中的活性成分筛选技术
食品营养学中的活性成分筛选技术近年来,随着人们对健康生活的日益关注,食品营养学也成为一个备受关注的领域。
随之而来的是对食品中的活性成分的研究与发掘。
食品中的活性成分主要指对人体有益的化学物质,常见的包括维生素、矿物质、氨基酸、多酚等。
活性成分对人体健康具有重要作用,因此寻找和筛选出食品中的活性成分成为了营养学研究中的重要任务。
本文将着重介绍食品营养学中的活性成分筛选技术。
一、传统筛选方法传统的筛选方法包括一些基础性的理化实验和化学分析技术。
这些方法虽然已经历了长久的时间,但依然是食品营养学中不可替代的手段。
首先,基础性的理化实验方法包括对食品样品成分组成、稳定性、表观性质等方面进行研究。
这些实验方法通常需要用到化学试剂和实验仪器,在实验过程中也需要密切关注细节,避免影响结果。
这种方法在食品成分及结构分析方面表现出极高的功效,是筛选活性成分的关键步骤。
其次,化学分析技术是一种常用的筛选食品中活性成分的方法。
化学分析技术主要是利用特定试剂对物质进行检测,又可以分为定性分析和定量分析。
其中,定性分析是通过特异的化学反应,使用特定的试剂对物质另产生的化学反应进行观察和分析,从而进行物质的分析识别。
而定量分析则是根据某种物质的比色、电位、荧光等特定性质,从定量方面检测物质的浓度等参数。
这些方法不仅可以确定食品当中有哪些营养成分,还可以通过分析各种化学反应,确定食品成分的活性原理。
二、现代筛选方法传统的筛选方法固然研究起来透彻,但是在某些限制下还是不够优秀。
比如说,传统的理化实验方法受样品多、时间长、操作复杂等限制;而化学分析技术对某种物质的检测可能牵扯到多种反应与实验,对于成分越来越复杂的食品也变得越来越麻烦。
因此,近年来现代筛选方法应运而生。
现代筛选方法可以归为分子生物学方法和生物学方法两大类。
其中,分子生物学方法包括基因芯片技术、蛋白质芯片技术和PCR技术等。
这些技术都需要在样本处理环节中运用大量的试剂和实验仪器,同时还要依靠计算机技术对数据进行处理和分析。
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茶多酚
银杏黄酮
芹菜中含有芹 菜素(生物类 黄酮)
几种常见的植物多酚类物质
绿原酸 绿原酸是一种重要的生物活性物质,具有抗菌、抗病毒、增 高白血球、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基 和兴奋中枢神经系统等作用。 来源:忍冬科、杜仲科、菊科及蔷薇科等植物,例如杜仲(树 皮)、金银花、向日葵(籽实)、咖啡豆和菊花。一些蔬菜如 甘薯叶、马铃薯、胡萝卜和菠菜等也含微量绿原酸。
植物甾醇
植物甾醇是植物中的一种活性成分,在结构上与动物性甾醇如胆 甾醇相似。甾醇为环戊全氢菲的3 羟基化合物,C-5上有双键的称 甾醇,C-5饱和的称甾烷醇。
植物甾醇及相关化合物 250多种,大致分三类:
1、4-无甲基甾醇,如β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、 菜籽甾醇、燕麦甾醇和麦角甾醇
2、4-甲基甾醇,如禾本甾醇 、柠檬甾二烯醇 、洛 飞烯醇
4、饮料(由于RS具有较好的黏度稳定性、很好的流变特性及低持 水性,在液体、固体饮料中可以作为食品增稠剂使用 。在黏稠 不透明的饮料中可用RS来增加饮料的不透明度及悬浮度 ,也不 会掩盖饮料风味) 5、益生元(用在酸奶等发酵食品中,不仅是双歧杆菌、乳酸杆菌 等益生菌繁殖的良好基质 ,而且它能防止菌体的死亡)
生理功效
RS已成为膳食纤维中的一部分,RS 具有传统膳食纤维的大部 分生理功能,但与传统膳食纤维又有所不同
1、抗性淀粉对肠道疾病的预防功能 2、对体重的控制功能(RS能增加脂质排泄,减少热量摄入并且RS本身几乎不 含热量)
3、抗性淀粉对糖尿病的预防功能
4、抗性淀粉的降脂功能 5、抗性淀粉促进无机盐吸收的功能
多酚低聚体或多聚体:原花青素
特点
多酚类多为浅黄色,可溶于水,其糖苷易溶于热水,多酚类分
子中具有酚性羟基,显酸性。
生物类黄酮对热、氧、干燥和适中酸度相对稳定,但遇光迅速 破坏。 生物类黄酮的吸收、代谢和排泄与维生素C非常相似,约一半可 进肠道吸收而进入人体内,未被吸收的部分在肠道内被微生物 分解随粪便排出。 紫外吸收特性(200—300nm)
苹果多酚
苹果多酚是苹果中具有苯环并结合有多个羟基化学 结构物质的总称。它是苹果中最主要的功效成分之一。 苹果多酚为棕红色粉末,其20%的水溶液呈红褐色, 产品略带苹果风味,稍有苦味,易溶于水和乙醇。 苹果中多酚的主要成分因品种及成熟度的不同而有 所不同。成熟苹果的主要多酚类为儿茶素、原花青素及 绿原酸类物质,而从未熟苹果提取精致的苹果多酚中还 含有较多的二羟查耳酮、黄酮醇类化合物。
花青素
花青素类色素广泛存在于紫甘薯、葡萄、血橙、红 球甘蓝、蓝莓、茄子皮、樱桃、红橙、红莓、草莓、 桑葚、山楂皮、紫苏、 黑(红)米、牵牛花等植物的组 织中。
花青素是一种水溶性色素,可以随着细胞液的酸碱改 变颜色。细胞液呈酸性则偏红,细胞液呈碱性则偏蓝。花 青素是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。
生物学作用
调节毛细血管功能
抗氧化及抗肿瘤作用(简单酚酸抗氧化活性比较:原儿茶酸>绿
原酸>对羟苯甲酸>阿魏酸,它们均优于天然抗氧化营养素维生素 E) 抑菌、消炎及抗病毒作用 降血压、降血脂及抗血栓作用 其他功能:增效维生素C功能、止咳平喘祛痰作用等
多酚类的食物来源
金银花绿原酸 花青素
植物多酚在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素,主 要存在于植物的皮、根、壳、叶和果中。绝大多数多酚类化合物为 水溶性物质,存在于植物细胞的液泡中,天然存在的形式多与糖相 结合形成糖苷。
分类
简单酚 简单酚及其衍生物:邻苯酚、愈创木酚、香草酚及联苯三酚等 简单酚酸及其衍生物:水杨酸、原儿茶酸、丁香酸、阿魏酸及绿原酸等 生物类黄酮 多酚单体(黄酮类化合物及其苷类):黄酮类、异黄酮及花青素等
食物中的生物活性成分
1、食物中除了营养素外,还含有其他许多对人体有益的物质。 2、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。 3、这类物质过去较多的称为非营养素生物活性成分,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”。
谷维素
谷维素是阿魏酸与植物甾醇的结合酯,主要存在于米糠油、胚 芽油、稞麦糠油和菜籽油等谷物油脂中,以毛糠油谷维素含量 最高。 生物活性:抗心律失常 、降血脂和抗脂质氧化 、治疗心绞痛、 慢性胃炎、消化性溃疡等疾病 、促进生长和美容
二甲基砜(MSM )
第三节 萜类化合物
四萜、多聚萜.......
挥发油
挥发油成分以萜类化合物为多见,主要是单贴和倍半萜类化合物。 含单贴的挥发油:芳香剂、矫味剂、消炎防腐剂、驱风祛痰剂等 倍半萜内酯:抗肿瘤、抗炎、抑菌、强心、降血脂等
薄荷醇具有镇痛、止痒、仿佛、杀菌及清凉作用
柑橘(特别是果皮)含有丰 富的苎烯,减轻致癌物对机 体的致癌作用
第四节 类胡萝卜素
植物中广泛分布的一类脂溶性色素,属四萜类。
分类
胡萝卜素:α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素及番茄红素等
叶黄素:叶黄素、玉米黄素、隐黄素、辣椒红素增强免疫功能、 预防肿瘤、预防眼病、心血管 病及其他功能
番茄红素
来源:主要存在于成熟的红色水果与蔬菜中,如番茄、西瓜、番石榴、木瓜、草莓等。
植酸
植酸(盐)——广泛存在于植物果实及子
粒中,是植物籽实中肌醇和磷酸的基本贮存形式。
分
植酸磷占植物总磷量的60%~90%,其中芝麻饼和米
布
糠中植酸含量最高。
豆类籽实中的植酸分布于整个种子的蛋白质络合物 中。因此 ,在谷物加工副产品和油产饼粕中植酸的 含量高 ,谷物和豆类籽实中含量相对较低。
植酸的抗营养作用
二萜类
二萜类是一类化学结构类型众多并有较强生物活性的化合物,分为直链、二环、三 环、四环类。
冬凌草中的冬凌 草素具有抗肿瘤 活性
红豆杉树皮中的 红豆杉醇具有抗 白血病及抗肿瘤 的活性
三萜类
有30个碳原子构成的基本碳架,大多数可看作是由6个异戊二烯单体联结而成。
人参皂甙
皂苷 生理活性:抗突变作用 、抗癌作用 、抗氧化作用 、免疫调节 作用 、对心脑血管作用和抗病毒作用 食物来源:主要存在于枇杷、茶叶、豆类及酸枣仁,另外人参、 西洋参、茯苓、甘草、山药、三七、罗汉果等都含有皂苷。
第二节 有机硫化合物
有机硫化合物指含碳硫键的有机化合物,存在于石油和动植物体 内。从数量上说 ,有机硫化合物仅次于含氧或含氮的有机化合物。 有机硫化合物可分为含二价硫的有机化合物和含高价(四价或六价) 硫的有机化合物两大类 。 异硫氰酸盐
分布:十字花科植物卷心菜、甘蓝、油菜、萝卜等
二烯丙基二硫化物 理化性质:分布在大蒜中,无色油状液体,有强烈蒜臭,溶于乙 醇、乙醚,难溶于水,二烯丙基二硫化物氧化为大蒜辣素。
6、抗性淀粉对腹泻的治疗功能
抗性淀粉在食品工业中的应用 1、主食面包和其它焙烤食品(馒头是中国传统面制食品 ,添加 RS ,可制成大众化的功能性保健食品,不仅增加膳食纤维 ,还使 出笼馒头口感良好 ,有特殊香味 ) 2、早餐谷物食品(在早餐谷物食品中含有天然膳食纤维和抗性淀 粉,这些成分还可以提供优异的膨胀性,使谷物食品和休闲食品有 独特的质地,提高谷物的耐泡性) 3、饼干和糕点(饼干和糕点糖油含量较多,水分含量相对低,更 显得添加抗性淀粉的重要,加之饼干加工对面粉筋力要求较低,也 便于较大比例地添加抗性淀粉,故有利于制作以抗性淀粉为主的多 种保健饼干)
分类
来自植物性食物: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。
来自动物性食物:辅酶Q、γ-氨基丁酸、褪黑素及左旋肉碱等。
生物活性
抗癌、免疫调节 抗氧化、抗微生物 降胆固醇 其他(调节血压、血糖、血小板和血凝,以及抑制炎症等 )
吸收、代谢和排泄
吸收:一般吸收率比较低,主动吸收或被动吸收以及肠道代谢
植酸的营养作用
1、很好的保鲜作用(作为绿色天然无毒防腐保鲜 剂) 2、优秀的抗氧化性能(提高面类食品和食用油的 存放保持时间) 3、良好的风味(饮料中加入植酸,可达到快速解 渴的目的,并改善口感)
硫代葡萄糖苷
硫代葡萄糖苷是植物体内合成的一类含氮次级化合物,广泛分 布在高等植物、海绵体、红藻类等450种生物中,其中以十字花科 植物如拟南芥、花椰菜、青花菜中的硫代葡萄糖苷含量最高。尽 管此类物质在整个植物中都有分布,但它在种子中的含量通常最 为丰富。
五倍子
飞杨草
大豆异黄酮
异黄酮是黄酮类化合物中的一种,主要存在于 豆科植物中,大豆异黄酮是大豆生长中形成的一类 次级代谢产物。由于是从植物中提取,与雌激素有 相似结构,因此称为植物雌激素。
生物学功能:预防妇女更年期综合征、防癌、骨质疏松、预防 心血管疾病、预防早老性痴呆症 、美容、延缓衰老的作用
茶多酚 茶多酚又名茶单宁、茶鞣质, 在茶 叶中的含量一般为20~30 % 。 茶多酚是一种褐色至淡黄色的无定 型粉末。易溶于水、甲醇、乙醇、乙 酸乙酯和丙酮,不溶于氯仿及苯等有机 溶剂。茶多酚有较好的耐酸性。在碱 性条件下,易氧化聚合。
物的吸收
代谢: Ⅰ相代谢(如细胞色素P450单加氧酶系催化的羟基化和 去甲基化) Ⅱ相代谢(如与葡萄糖醛酸、硫酸结合及甲基化反应等) 排泄:尿道和胆道排泄,主要是以代谢物的形式
第一节 多酚类化合物
概述
多酚是一类广泛存在于植物体内的具有多个羟基酚类植物成分的 总称,是植物体内重要的次生代谢产物,具有多元酚结构,主要通 过莽草酸和丙二酸途径合成。
生理功能
1、抗氧化作用 2、抗癌作用 3、增强人体免疫力 4、预防心血管病 5、防治骨质疏松、保肝功能 6、抗紫外线辐射功能
辣椒红素
第五节 食物中的抗营养因子
抗性淀粉
健康者小肠中不吸收的淀粉及其降解产物,根据淀粉来源和抗酶解 性的不同,将抗性淀粉分为4类:RS1 、RS2 、RS3 、RS4