植物性食物中的奇葩——植物化学物质
时间：2016-07-01 12:35:35
来源：科信食品与营养信息交流中心
作者：何洪巨
“植物化学物质”是天然存在的、含量较少的一类具有抗氧化、调节机体免疫系统或其它生理功能的化学物质。这类物质在我们食用的植物性食物中普遍存在，虽然未被列为营养素，却对人体有一定的健康益处。今天，由科信中心食品与营养信息交流中心的专家组成员何洪巨老师与大家分享植物化学物质这朵奇葩。
植物化学物质是朵奇葩
植物性食物除了通过光合作用产生人体所需要的营养素外，还会形成其他的植物化学物质，如色素、壳聚糖、自我保护的气味、为抵抗小动物或昆虫侵袭的“毒性”物质等，这些物质被称之为光合作用的次级产物。这些物质中有的可能会对人体产生一定的危害，如皂甙类会刺激胃肠道引起打嗝腹胀，一些植物黏液会引起皮肤瘙痒，还有的能使人头晕眼花、白细胞凝聚等。另外，有的植物化学物质牢牢地与营养素结合使营养素不能被及时、充分地吸收利用，如植酸会牢牢地与钙、镁、铁等结合。植物化学物质既会对人体健康产生副作用，又有着其特有的保健作用，不得不说它是朵奇葩。
常见的植物化学物质有哪些？对健康有何益处？
流行病学研究结果显示，蔬菜丰富的膳食有利于降低罹患癌症、心血管疾病等慢性疾病的风险，这些有益作用除了归功于科学均衡的整体膳食模式外，还可能与蔬菜中含有的植物化学物质有关。至今发现的植物化学物种类有成千上万种，常见的植物化学物质有以下几种。
1.类胡萝卜素
类胡萝卜素是水果和蔬菜中广泛存在的植物次级代谢产物，因为他们的存在，蔬菜水果会显示出橙色、红色、黄色或者黄绿色，它具有抗氧化、抗自由基的作用。在自然界中存在700多种天然类胡萝卜素，对人体有营养意义的大约有40-50种。
不同蔬菜中类胡萝卜素的类型及含量不同。花椰菜、抱子甘蓝和芥蓝等绿色蔬菜含80%-90%的叶黄素及环氧类胡萝卜素，而只含有10%-20%的β-胡萝卜素。而胡萝卜、甘薯等蔬菜只含有少量的叶黄素，却含有大量的β-胡萝卜素、α-胡萝卜素及番茄红素等碳氢类胡萝卜素。番茄含有大量的番茄红素，β-胡萝卜素和其它类胡萝卜素的含量较少。绿叶蔬菜中主要含有β-胡萝卜素。
2.多酚
多酚是所有酚类衍生物的总称，主要包括酚酸和类黄酮。类黄酮是广泛存在于植物界的一大类多酚化合物，多以甙类形式存在，主要存在于水果和蔬菜的外层及整粒的谷物中。
其中，人们最熟悉的应该是花青素，花青素普遍存在于植物组织中，在其中呈现亮橙黄、桃红、紫等多种颜色，比如樱桃、紫甘蓝、茄子。这里值得提醒的是，很多朋友清洗蔬菜水果时发现水中有颜色浸出，就会怀疑蔬菜水果被染色处理过，其实这是花青素。由于花青素是一种天然的水溶性色素，当蔬菜、水果的组织被破坏时，花青素就会溶到水里，呈现出某种颜色。
类黄酮类化合物对人类健康有重要作用，除了为人类清除自由基，它还具有抗过敏、消炎、抗病毒、防止高血压、关节炎、抗突变、抗癌等多方面的作用。
3.有机硫化物
有机硫化物主要存在于葱属蔬菜中，如大蒜、洋葱、大葱、韭菜、韭葱等。葱属蔬菜风味组分并非原本就存在于组织中，大部分是当组织细胞破碎时，由细胞中酶作用产生。比如，当葱或者蒜在组织被破坏时散发出特有的气味，就是它们所含的蒜氨酸在酶的作用下形成的蒜素引起的。蒜素是一种不稳定的有机硫化物。葱蒜类蔬菜中的有机硫化物对人体具有特殊的生理效应，如在预防心血管疾病、抗癌作用、调节血糖、及免疫调节等方面。
4.硫代葡萄糖苷
硫代葡萄糖苷(硫苷)是广泛存在于十字花科蔬菜如花椰菜、白菜中特有的植物化学物质。硫苷存在于十字花科蔬菜的根、茎、叶和种子中，种子中含量较高。十字花科蔬菜在被食用或机械破碎时，硫苷在酶的作用下可水解产生异硫氰酸酯等化合物。异硫氰酸酯类化合物可以抑制由多种致癌物诱发的癌症。目前发现有20多种天然和人工合成的异硫氰酸酯类化合物是致癌作用的有效抑制剂。
我国的十字花科蔬菜品种主要有白菜、花椰菜、西兰花、甘蓝、萝卜、芥菜，建议人们在日常饮食中适当增加摄入量。
5.植酸
植酸是天然存在于谷类、豆类和蔬菜中、富含磷的一种有机化合物。植酸的结构中含有六分子磷酸，完全解离时负电性很强，具有强烈的螯合能力，能阻止小肠对矿物质的吸收，故在营养学上被视为抗营养因子。但是，越来越多的研究表明植酸具有抗癌、抗氧化、抗炎症、降血脂、防肾结石等方面的生理功能。人们也越发关注植酸在癌症、肾结石、糖尿病、心脏病等疾病中发挥的有利作用。
6.植物固醇
植物固醇广泛存在于各种植物油、坚果和植物种子中，具有多种生理功能。
目前发现各种植物中都有植物固醇存在，花椰菜、西兰花、油麦菜等蔬菜的植物固醇含量较高，冬瓜、茄子、柿子椒等果实类蔬菜中植物固醇含量较低；水果中橙子、橘子、山楂等水果的植物固醇含量较高，而西瓜、香瓜等的植物固醇含量较低。相比较于蔬菜和水果，豆类、坚果类和植物油的植物固醇含量最高。
胆固醇导致的高胆固醇血症，可以引发动脉粥样硬化、静脉血栓、冠心病等，多数心血管疾病均与胆固醇过高有关。从化学结构来看植物固醇与胆固醇相似度较高，主要的区别是前者增加了一个侧链。植物固醇进入人体后不能被人体吸收利用，但可抑制肠道对胆固醇的吸收，同时还可以”裹挟”胆固醇，通过排泄输出体外，从而减少人体对胆固醇的吸收，对于预防各种心血管疾病大有益处。除此之外，植物固醇还有防治前列腺疾病，降低乳腺癌、结肠癌、胃癌的发病风险，以及抗炎、抗病毒等生理功能。
哪些人群需要限制植物化学物质的摄入？
我们之所以称“植物化学物质是朵奇葩”是因为它们不仅具有一定的健康保健作用，某些情况下对某些人群，会对人体造成一定的副作用。
蒜素有很强的提高免疫和杀菌作用，但空腹大量食用大蒜，会使胃粘膜受到损害，易引起急性胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡。大量食用还能引起胃蠕动加快，产生不适感。有肾、心脏等疾病的患者在治疗期间，应慎食较多的大蒜。
大豆皂苷主要存在于豆科植物中，能抑制胆固醇吸收预防高血脂，能扩张心脑血管防治心血管疾病，也有防治糖尿病、增强免疫力、抗病毒等生理功能。但是大豆皂苷不适合准备做手术以及手术恢复期的病人食用，也不适合患有甲状腺肿大及甲状腺功能低下的病人食用。
植物固醇会抑制胆固醇的吸收，对于预防各种心血管疾病大有益处，但是植物固醇也会影响人体吸收维生素A、D、E等脂溶性维生素，影响矿物质的吸收。因此，儿童、孕妇及哺乳期妇女不宜食用额外添加植物固醇的食品。
烹调对植物化学物质的影响如何？
一般来说，煮的烹调方式容易使一些水溶性植物化学物质流失，与此相比，蒸制烹调可大大降低这种损失。有研究认为脂溶性物质(如β-胡萝卜素)，蒸的烹调方式损失反而大于煮。
微波烹调对植物化学物质的影响因植物种类不同而异。目前的国内外研究发现，经微波烹调之后，总酚或者可溶性多酚含量会上升的有甜辣椒、绿豆、花椰菜、菠菜、胡萝卜、洋葱、土豆，而南瓜、豌豆、葱、白菜的多酚含量则会下降。
日常生活中人们经常使用电压力锅进行烹调，有研究表明，压力烹调可提高可溶性酚类物质和可溶性黄酮类物质的含量。国外有研究发现，新鲜花椰菜经压力烹调后，β－胡萝卜素含量增加，而新鲜甜辣椒则与其相反，且甜辣椒中的维生素C 和矿物质含量也有所降低。压力烹调可提高芜菁中黄酮类物质的含量，降低硫苷、奎宁酸和酚类物质的含量，其中高压对硫苷的损害尤为严重，其程度甚至高于煮制烹调。
国内有人对比了榨汁、煮制、焯三种烹调方式对花色苷的影响，实验结果表明，慢煮对豆类和谷物中花色苷稳定性的影响最大，榨汁次之，快煮影响最小；而对薯类和蔬菜食物中花色苷稳定性的影响从大到小依次为榨汁、煮制和焯。
植物性食物中的植物化学物质在加热烹调过程中可发生不同程度的变化，但是植物化学物质种类极其繁多，烹调方法也随着科技的发展而不断增加，因此暂时很难发现其中的规律性。为了最大程度地保留对人体健康有益处的植物化学物质，研究者还需要对更多的食物种类进行广泛研究，积极推动人类生活质量的提高。
专家简介
植物化学物质是朵奇葩
植物性食物除了通过光合作用产生人体所需要的营养素外，还会形成其他的植物化学物质，如色素、壳聚糖、自我保护的气味、为抵抗小动物或昆虫侵袭的“毒性”物质等，这些物质被称之为光合作用的次级产物。这些物质中有的可能会对人体产生一定的危害，如皂甙类会刺激胃肠道引起打嗝腹胀，一些植物黏液会引起皮肤瘙痒，还有的能使人头晕眼花、白细胞凝聚等。另外，有的植物化学物质牢牢地与营养素结合使营养素不能被及时、充分地吸收利用，如植酸会牢牢地与钙、镁、铁等结合。植物化学物质既会对人体健康产生副作用，又有着其特有的保健作用，不得不说它是朵奇葩。
常见的植物化学物质有哪些？对健康有何益处？
流行病学研究结果显示，蔬菜丰富的膳食有利于降低罹患癌症、心血管疾病等慢性疾病的风险，这些有益作用除了归功于科学均衡的整体膳食模式外，还可能与蔬菜中含有的植物化学物质有关。至今发现的植物化学物种类有成千上万种，常见的植物化学物质有以下几种。
1.类胡萝卜素
类胡萝卜素是水果和蔬菜中广泛存在的植物次级代谢产物，因为他们的存在，蔬菜水果会显示出橙色、红色、黄色或者黄绿色，它具有抗氧化、抗自由基的作用。在自然界中存在700多种天然类胡萝卜素，对人体有营养意义的大约有40-50种。
不同蔬菜中类胡萝卜素的类型及含量不同。花椰菜、抱子甘蓝和芥蓝等绿色蔬菜含80%-90%的叶黄素及环氧类胡萝卜素，而只含有10%-20%的β-胡萝卜素。而胡萝卜、甘薯等蔬菜只含有少量的叶黄素，却含有大量的β-胡萝卜素、α-胡萝卜素及番茄红素等碳氢类胡萝卜素。番茄含有大量的番茄红素，β-胡萝卜素和其它类胡萝卜素的含量较少。绿叶蔬菜中主要含有β-胡萝卜素。
2.多酚
多酚是所有酚类衍生物的总称，主要包括酚酸和类黄酮。类黄酮是广泛存在于植物界的一大类多酚化合物，多以甙类形式存在，主要存在于水果和蔬菜的外层及整粒的谷物中。
其中，人们最熟悉的应该是花青素，花青素普遍存在于植物组织中，在其中呈现亮橙黄、桃红、紫等多种颜色，比如樱桃、紫甘蓝、茄子。这里值得提醒的是，很多朋友清洗蔬菜水果时发现水中有颜色浸出，就会怀疑蔬菜水果被染色处理过，其实这是花青素。由于花青素是一种天然的水溶性色素，当蔬菜、水果的组织被破坏时，花青素就会溶到水里，呈现出某种颜色。
类黄酮类化合物对人类健康有重要作用，除了为人类清除自由基，它还具有抗过敏、消炎、抗病毒、防止高血压、关节炎、抗突变、抗癌等多方面的作用。
3.有机硫化物
有机硫化物主要存在于葱属蔬菜中，如大蒜、洋葱、大葱、韭菜、韭葱等。葱属蔬菜风味组分并非原本就存在于组织中，大部分是当组织细胞破碎时，由细胞中酶作用产生。比如，当葱或者蒜在组织被破坏时散发出特有的气味，就是它们所含的蒜氨酸在酶的作用下形成的蒜素引起的。蒜素是一种不稳定的有机硫化物。葱蒜类蔬菜中的有机硫化物对人体具有特殊的生理效应，如在预防心血管疾病、抗癌作用、调节血糖、及免疫调节等方面。
4.硫代葡萄糖苷
硫代葡萄糖苷(硫苷)是广泛存在于十字花科蔬菜如花椰菜、白菜中特有的植物化学物质。硫苷存在于十字花科蔬菜的根、茎、叶和种子中，种子中含量较高。十字花科蔬菜在被食用或机械破碎时，硫苷在酶的作用下可水解产生异硫氰酸酯等化合物。异硫氰酸酯类化合物可以抑制由多种致癌物诱发的癌症。目前发现有20多种天然和人工合成的异硫氰酸酯类化合物是致癌作用的有效抑制剂。
我国的十字花科蔬菜品种主要有白菜、花椰菜、西兰花、甘蓝、萝卜、芥菜，建议人们在日常饮食中适当增加摄入量。
5.植酸
植酸是天然存在于谷类、豆类和蔬菜中、富含磷的一种有机化合物。植酸的结构中含有六分子磷酸，完全解离时负电性很强，具有强烈的螯合能力，能阻止小肠对矿物质的吸收，故在营养学上被视为抗营养因子。但是，越来越多的研究表明植酸具有抗癌、抗氧化、抗炎症、降血脂、防肾结石等方面的生理功能。人们也越发关注植酸在癌症、肾结石、糖尿病、心脏病等疾病中发挥的有利作用。
6.植物固醇
植物固醇广泛存在于各种植物油、坚果和植物种子中，具有多种生理功能。
目前发现各种植物中都有植物固醇存在，花椰菜、西兰花、油麦菜等蔬菜的植物固醇含量较高，冬瓜、茄子、柿子椒等果实类蔬菜中植物固醇含量较低；水果中橙子、橘子、山楂等水果的植物固醇含量较高，而西瓜、香瓜等的植物固醇含量较低。相比较于蔬菜和水果，豆类、坚果类和植物油的植物固醇含量最高。
胆固醇导致的高胆固醇血症，可以引发动脉粥样硬化、静脉血栓、冠心病等，多数心血管疾病均与胆固醇过高有关。从化学结构来看植物固醇与胆固醇相似度较高，主要的区别是前者增加了一个侧链。植物固醇进入人体后不能被人体吸收利用，但可抑制肠道对胆固醇的吸收，同时还可以”裹挟”胆固醇，通过排泄输出体外，从而减少人体对胆固醇的吸收，对于预防各种心血管疾病大有益处。除此之外，植物固醇还有防治前列腺疾病，降低乳腺癌、结肠癌、胃癌的发病风险，以及抗炎、抗病毒等生理功能。
哪些人群需要限制植物化学物质的摄入？
我们之所以称“植物化学物质是朵奇葩”是因为它们不仅具有一定的健康保健作用，某些情况下对某些人群，会对人体造成一定的副作用。
蒜素有很强的提高免疫和杀菌作用，但空腹大量食用大蒜，会使胃粘膜受到损害，易引起急性胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡。大量食用还能引起胃蠕动加快，产生不适感。有肾、心脏等疾病的患者在治疗期间，应慎食较多的大蒜。
大豆皂苷主要存在于豆科植物中，能抑制胆固醇吸收预防高血脂，能扩张心脑血管防治心血管疾病，也有防治糖尿病、增强免疫力、抗病毒等生理功能。但是大豆皂苷不适合准备做手术以及手术恢复期的病人食用，也不适合患有甲状腺肿大及甲状腺功能低下的病人食用。
植物固醇会抑制胆固醇的吸收，对于预防各种心血管疾病大有益处，但是植物固醇也会影响人体吸收维生素A、D、E等脂溶性维生素，影响矿物质的吸收。因此，儿童、孕妇及哺乳期妇女不宜食用额外添加植物固醇的食品。
烹调对植物化学物质的影响如何？
一般来说，煮的烹调方式容易使一些水溶性植物化学物质流失，与此相比，蒸制烹调可大大降低这种损失。有研究认为脂溶性物质(如β-胡萝卜素)，蒸的烹调方式损失反而大于煮。
微波烹调对植物化学物质的影响因植物种类不同而异。目前的国内外研究发现，经微波烹调之后，总酚或者可溶性多酚含量会上升的有甜辣椒、绿豆、花椰菜、菠菜、胡萝卜、洋葱、土豆，而南瓜、豌豆、葱、白菜的多酚含量则会下降。
日常生活中人们经常使用电压力锅进行烹调，有研究表明，压力烹调可提高可溶性酚类物质和可溶性黄酮类物质的含量。国外有研究发现，新鲜花椰菜经压力烹调后，β－胡萝卜素含量增加，而新鲜甜辣椒则与其相反，且甜辣椒中的维生素C 和矿物质含量也有所降低。压力烹调可提高芜菁中黄酮类物质的含量，降低硫苷、奎宁酸和酚类物质的含量，其中高压对硫苷的损害尤为严重，其程度甚至高于煮制烹调。
国内有人对比了榨汁、煮制、焯三种烹调方式对花色苷的影响，实验结果表明，慢煮对豆类和谷物中花色苷稳定性的影响最大，榨汁次之，快煮影响最小；而对薯类和蔬菜食物中花色苷稳定性的影响从大到小依次为榨汁、煮制和焯。
植物性食物中的植物化学物质在加热烹调过程中可发生不同程度的变化，但是植物化学物质种类极其繁多，烹调方法也随着科技的发展而不断增加，因此暂时很难发现其中的规律性。为了最大程度地保留对人体健康有益处的植物化学物质，研究者还需要对更多的食物种类进行广泛研究，积极推动人类生活质量的提高。
专家简介
何洪巨，博士，研究员。国家蔬菜工程技术研究中心营养品质实验室主任，农业部蔬菜种子质量监督检验测试中心副主任。1988年以来一直从事蔬菜营养品质与食品安全方面的研究工作，1999获得德国慕尼黑科技大学博士学位。2000年因在蔬菜生物活性物质的研究方面的突出成绩入选北京市科技新星计划（培养与造就跨世纪的青年学科和技术带头人）。获得中国科学技术协会二等奖1项，申请国家发明专利8项，获得国家发明专利2项，实用新型专利1项。参加制定国家标准1项，农业部标准2项。
【本文版权属于科信食品与营养信息交流中心（chinafic.org），禁止转载。如有需要，请联系media@chinafic.org。】
