植物营养素101:植物化合物基础课程

植物营养素

植物化合物介绍

植物是健康饮食的一大部分。水果、蔬菜、和全谷物为身体提供必要的营养和滋养。这一类的食物含有大量维生素和矿物质,在保持健康上能发挥积极的作用,而这些您喜爱的作物所提供的好处超越您的可见范围。植物充满了被称为植物营养素的强力化合物。

这些植物化合物能促进和保持身体健康。但身体无法自行制造这些重要营养素,因此需要可靠的来源提供这些植物化合物。吃多样化的植物性食物有助于补充您的饮食,让您身体获得所需要的植物营养素。

全面均衡的饮食能为您提供数十种植物营养素,而每一种营养素对其植物来源和您的身体都发挥着专门的作用。抗氧化能力是植物营养素最重要的功能之一,这些植物化合物也有助于保护眼睛、维持健康的免疫系统、促进细胞信号传输。植物营养素对您的健康是有益的、重要的、和有价值的。

重要词汇

想了解植物营养素在人体内如何工作,需要了解一些新的词汇。认识以下术语,将有助于了解植物营养素对于健康的重要性和价值。

  • 植物营养素:植物中一种对人体健康和营养有积极影响的化合物。植物营养素也可被称为植物化学物质。
  • 自由基:含有不成对电子的分子。自由基非常活跃,它能激发氧化作用。
  • 氧化剂:这些分子含有氧,并具有高度活性,容易和其他分子起作用,改变它们的化学性质。这些变化最终会对细胞产生毒性。
  • 抗氧化剂:一种分子,能减缓或减少自由基和其他氧化剂对生物造成的损伤。抗氧化剂会中和潜在危险分子中的不成对电子,而防止发生所谓氧化的化学反应。
  • 类胡萝卜素:一类天然产生的植物色素,类胡萝卜素在水果和蔬菜中产生红色、橙色、和黄色。这些植物营养素能保护植物免于氧化损伤。
  • 多酚:这些植物营养素集中在植物叶子的组织中,能阻止掠食者,帮助植物保持健康。多酚是我们饮食中最大的抗氧化剂类。
  • 生物类黄酮:生物类黄酮是多酚的一个子类别,它们在植物中具有相同的功能,但化学结构不同。生物类黄酮含有独特的化学特征,如酮和醇基(分别为碳氧双键和氢氧单键)。

植物营养素在人体内的功用

植物营养素在植物中充当色素,为水果和蔬菜带来鲜艳的色彩。它们还能保护、强化、和加强植物的健康,但这些化合物也可在维持您的健康上发挥作用。

植物营养素可作为抗氧化剂,能帮助保护人体免受自由基的侵害。人体需要保持氧化剂(自由基等)和非活性分子的平衡。当这种平衡转变为对氧化剂有利时,您的细胞健康就会受到损害。

这些植物化合物会中和潜在危险分子中的不成对电子,以帮助中和氧化剂并保持健康的平衡。这种化学相互作用能使氧化剂保持稳定,避免产生氧化损伤。

植物营养素分类

植物营养素

以下是关于一些主要植物营养素类别的数据和例子。虽然它们的结构不同,但每一种植物营养素的作用都有相同的目标:减少氧化损伤并保护您的健康。

类胡萝卜素

光合细菌、藻类、和植物产生超过750种称为类胡萝卜素的色素。类胡萝卜素有助于保护植物免受光线的有害波长之害,让植物可以通过阳光获得能量。这些色素也是保护植物细胞的光合作用部分。

这类植物营养素是鲜红色、橙色、和黄色水果和蔬菜的色素来源。类胡萝卜素是强有力的抗氧化剂,对于保护眼睛健康和帮助促进细胞沟通的顺畅极为重要。

β-胡萝卜素

β-胡萝卜素可能是最知名的类胡萝卜素和植物营养素。它是维生素A的前体。由于您的身体无法制造维生素A,因此您需要在饮食中有一种原维生素(例如β-胡萝卜素),以便在有需要时,您的身体就能将它转变成维生素A。

β-胡萝卜素能在体内转化成维生素A,并支持眼睛健康。这种转化是在十二指肠(小肠的第一部分)发生的,肠内酵素将β-胡萝卜素分解成称为视黄醛的两种活性维生素A分子,这是体内可使用的维生素A形式,它也跟身体中许多复杂的过程有关。

茄红素、叶黄素、和玉米黄素

这三种类胡萝卜素也有助于维持眼睛健康。但它们的功用与β-胡萝卜素不同。

光进入眼睛就会集中在视网膜上,并经眼睛里的视杆细胞和视锥细胞过滤。茄红素、叶黄素和玉米黄素的化学结构也使它们能吸收光。这些色素特别能吸收蓝光,蓝光已被证实会引起光诱导的氧化损伤。

但这些植物营养素的功用不仅如此。如以上所提及的类胡萝卜素,有助于使身体的细胞信号传输更有效率和更可靠。它们是如何做到的呢?类胡萝卜素会刺激产生一种称为连结蛋白的蛋白质,这些蛋白质能帮助邻近细胞更快地交换信息。

多酚

多酚具有独特的形状和一个描述其化学成份的名称。想要多一点了解他们,我们就得深入探讨一下化学。

化学化合物有各种形式和各样的独特结构,而原子在各分子中的顺序和位置决定了它的功能。多酚主要由两种原子模式所组成:苯环和醇基。

苯环是由碳和氢以及交替出现的单、双键所组成的循环化学环。醇基则是由连接到另一个原子(如碳)的氧和氢所组成。一个苯环和一个醇基加在一起等于一个酚。当多个酚串连在一起就产生多酚。这种化学形式很重要,因为它确实能让多酚吸收并中和多余的电子。

多酚是饮食中数量最多的抗氧化剂。目前已知它们能促进心血管健康。而白藜芦醇和姜黄素这两种多酚在健康饮食中尤其重要,它们是膳食补充品的关键成份。

白藜芦醇

白藜芦醇是饮食中常见的抗氧化多酚,在花生、浆果、葡萄、和红酒中都可以找到它。

白藜芦醇的好处是近期才刚被发现的。1990年代,当科学家正在研究与饮用红葡萄酒有关的健康益处时,偶然发现了白藜芦醇。

多年来,人们一直仔细观察法国人的饮食。法国人经常吃高度含有饱和脂肪的食物,但他们却拥有健康的心脏和血管。他们还喝大量的葡萄酒。这种现像被称为「法国悖论」(French paradox)。白藜芦醇在红葡萄酒中被发现后,研究人员更进一步查看,想了解它是否有助于解释这些观察到的矛盾现象。

白藜芦醇本身就是扑灭自由基和其他活性含氧物的最佳物质,但它也能支持其他重要分子的功能。谷胱甘肽是人体中最普遍存在的分子之一,它与白藜芦醇配搭,能帮助保护人体细胞免于氧化损伤,如此将有助于维持健康的细胞功能。

葡萄籽萃取物

植物营养素

由于葡萄含有白藜芦醇(主要在葡萄皮中)和葡萄籽萃取物,这两种植物营养素功能非常相似。您可以猜到葡萄籽萃取物就是来自葡萄籽。它是一种能维护心血管健康的强大抗氧化剂。

植物营养素能支持健康的静脉脉动的功能,使血液顺利流回心脏,因此可帮助身体维持正常范围内的健康血压,对循环系统有好处。

姜黄素

如果您喜欢热带美食,那您该高兴了!因为您喜欢的一些食物都含有丰富的植物营养素。姜黄素是一种多酚类化合物,在人类营养中占有重要地位。这种植物营养素已被证实有能力支持健康的大脑和关节功能。

姜黄素存在于姜黄中,是一种从热带植物姜黄的根部所萃取的香料。姜黄能为菜肴添加鲜艳的黄橙色。这种充满活力的多酚在印度一向被用来作为药用,新的科学研究也为它古老的传说增添了可信度。

姜黄素的很多益处是来自其抗氧化的能力,但它也会扰乱细胞介素和激素(如环氧合酶)的路径,这也是姜黄素帮助维护关节健康功能的方式。

姜黄素对大脑健康提供的支持以不同的方式呈现。由于老化,记忆会受到累积在脑中的「垃圾」或「斑块」影响。斑块是凝结在大脑组织的蛋白质,它会干扰细胞信号传输。姜黄素已被证明有助于分解这些斑块,并使它们更难形成。这种植物营养素也已被证实可支持脑细胞的成长,并维护健康的认知功能和记忆。

绿茶萃取物

每天有数百万人喝绿茶,但饮料必须喝得非常多,才能获得能量的提升。绿茶萃取物可以帮助您保持健康的体重。

绿茶萃取物是天然的咖啡因来源,而且含有大量的多酚。这种植物营养素已被证实可增加身体每天所使用的能量;而使用更多能量,就更容易达到健康的体重。

它的作用原理是:绿茶萃取物能支持去甲肾上腺素(调节热量产生和脂肪氧化的神经传导物)的作用。多酚还会氧化脂肪细胞,并加快身体使用能量的速度。这种新陈代谢的增加会产生热量并燃烧脂肪,但却不会对心跳速率产生严重影响。

橄榄果实萃取物

植物营养素

橄榄果实萃取物和其他橄榄衍生化合物的主要功用是作为抗氧化剂,它们能保护身体免受不健康氧化的影响。这就是橄榄果实萃取物为何能减少有毒化学物质导致皮肤发红和过敏的原因。

谷胱甘肽功能也会受橄榄果实萃取物的刺激。橄榄果实萃取物和谷胱甘肽协同作用,能破坏自由基并抑制氧化压力。

这种多酚还能促进健康的循环作用,有助于支持心脏功能。那是因为健康的动脉有助于维持正常血压,也能促进一般健康。

生物类黄酮

生物类黄酮(也称为黄酮类)是一种特殊的多酚类,因其化学结构而进一步分类。有数百种植物衍生的生物类黄酮具有保持身体健康和强壮的功用。

像其他植物营养素一样,生物类黄酮主要是作为抗氧化剂。但它们也有助于保护肝脏、维持大脑健康等等。此外,生物类黄酮还可用来维护正常的激素水平。

槲皮素和芦丁

槲皮素和芦丁属于一类称为黄酮醇的生物类黄酮。由于其醇基在其化学结构中的位置,这类的生物类黄酮独树一格。

像槲皮素和芦丁这类的黄酮醇会干扰激素之间的信号,促进正常的激素相互作用。槲皮素和芦丁也能为肝脏提供支持。它们共同作用,产生促进尿液排泄毒素的天然过程。

橙皮苷

橙皮苷属于生物类黄酮的黄烷酮类。这些化合物的独特处在于其化学排列的氧–碳双键。

橙皮苷和其他黄烷酮类都是作为保护大脑的抗氧化剂,这些抗氧化剂的作用就像姜黄素(参见上述多酚类部份)。橙皮苷可以抵抗斑块的形成来帮助保护大脑功能,这些蛋白质堆积的班块会干扰脑细胞的沟通。橙皮苷和其他黄烷酮类能优化大脑健康并防止与老化有关的记忆丧失,来帮助维护健康的认知功能。

黄烷酮也被证实具有支持免疫系统并帮助您保持健康的能力。

其他抗氧化剂和重要植物化合物

身体需要适量的植物营养素才能保持健康。但在适当的饮食中还有一些健康所需要的其他重要分子和化学物质。以下化合物对于排毒和消化健康都极为重要。

N-乙酰-L-半胱氨酸

半胱氨酸是组成最重要排毒分子谷胱甘肽所必需的氨基酸。从饮食中获得半胱氨酸比您想象的来得容易;它可在许多动物蛋白质中发现,但它也有几个植物来源,所以您只要加上大蒜就行了。

蒜瓣充满了一种称为氨酸的分子,它含有能帮助身体产生谷胱甘肽所需要的半胱氨酸。但氨酸被封锁在大蒜里面,需要外力压碎、切碎、和咀嚼才能释放蒜素。

蛋白蒜氨酸酶释放蒜素,使其可以被我们的身体吸收。被吸收之后,我们的身体就会从蒜素中释放出半胱氨酸以供使用。其中一种用途就是产生谷胱甘肽。半胱氨酸会增加人体内谷胱甘肽的浓度,并使谷胱甘肽去除外来的化学物质并清除自由基损伤。

α-硫辛酸

谷胱甘肽的解毒过程需依赖α-硫辛酸的帮助。但身体也需要这种抗氧化剂来帮助维持正常的血糖(前提是血糖值原来就在正常范围内),这是因为α-硫辛酸会增加葡萄糖对胰岛素的敏感性;这也有助于维持您的代谢健康。

膳食纤维

phytonutrients

纤维对于健康和舒适的消化极为重要。植物充满了能促进消化的纤维和碳水化合物。

增加纤维可以促进身体对食物中糖的使用。纤维也能软化粪便,有助于缓解偶发性便秘(这是消化不良的副作用之一)。

越来越多的证据显示,高纤饮食有助于体重的控制。纤维丰富的食物可延长饭后的饱足感,这种饱足感能抑制无意识的零食需求,并减少不健康食量。

高纤维食品所提供的营养通常比其低纤维制品提供的更多。用纤维丰富的膳食填饱肚子,就能使身体得到更好的营养,并帮助维持健康的体重。

强有力的作物 – 基本植物营养素的来源

您的饮食中已经含有植物营养素了,您只需要知道怎么获得。各种颜色的水果和蔬菜是类胡萝卜素的优良来源,而深绿色的叶菜都含有丰富的生物类黄酮。植物营养素也藏在某些您喜欢的饮料中—例如红葡萄酒和绿茶。

以下这些植物营养素密集的食物,能帮助您确保身体获得这些重要的植物化合物。虽然这绝不能算是全面性的,但毕竟是一个很好的开始:

  • 红色、橙色、和黄色甜椒
  • 西红柿
  • 萝卜
  • 南瓜
  • 浆果
  • 橙子
  • 绿花菜、白花菜、羽衣甘蓝
  • 深绿色叶菜
  • 坚果和坚果油
  • 橄榄油
  • 红葡萄酒
  • 巧克力
  • 姜黄、姜、和大蒜
  • 高纤全谷物

即使是最好的饮食也可能有所不足,所以要用您的健康饮食作为植物营养素的基础,并考虑增加营养补充品,以获得所需的一切,来享受最健康、最精彩的人生。

 

关于作者

Sydney Sprouse是住在奥勒冈州Forest Grove的自由科学作家。她拥有犹他州州立大学人类生物学的学士学位,并曾在该校担任本科生研究员和写作人员。Sydney是科学的终身学习者,她的目标是尽可能有效地翻译当前的科学研究。她的写作主题特别偏重于人类生物学、健康学和营养学。

 

参考文献

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