第三节 酚类化合物

酚类化合物（phenolics）是所有酚类衍生物的总称，是植物代谢产物经苯丙氨酸裂解酶裂解为苯丙氨酸后所合成的一类化合物，广泛分布于植物界，主要存在于植物的叶、花、根、茎及果实中。

一、结构与分类

（一）结构

酚类化合物是一类具有大而复杂基团的化合物。从化学上讲，酚是苯环（又称芳香环）上含有一个或多个羟基的化合物。多酚类物质（polyphenols）含有酚官能团，是构成植物固体部分的主要物质。

（二）分类

酚类化合物按照其结构可分为：酚酸（phenolic acids）、类黄酮（flavonoids）、二苯乙烯（stilbenes）和单宁（tannins）等，其中尤以类黄酮最为多见。

1.酚酸

酚酸主要由羟基苯甲酸类（hydroxybenzoic acids）和羟基苯丙烯酸类（hydroxycinnamic acids）组成。前者包括羟基苯甲酸、原儿茶酸（protocatechuic acid）、香草酸（vanillic acid）、丁香酸（syringic acid）和没食子酸（gallicacid）；后者包括香豆酸（coumaric acid）、咖啡酸（caffeic acid）、阿魏酸（ferulic acid）和芥子酸（sinapic acid）。绿原酸（chlorogenic acid）是咖啡酸的酯化物，姜黄素（curcumin）则由两个阿魏酸构成。酚酸多以结合形式存在于植物中，加热、发酵等加工过程有助于其游离释放。酚类物质从本质上讲，是天然抗氧化剂的代表物。水果中的越橘、石榴、苹果、红葡萄、草莓、菠萝等以及蔬菜中的花椰菜、菠菜、黄色洋葱、红椒、胡萝卜等化合物含量均较高。

2.类黄酮

类黄酮又可分为黄酮醇（flavonols）、黄酮（flavones）、黄烷醇（flavanols）、黄烷酮（flavanones）、花色素（anthocyanidins）和异黄酮（isoflavones）等。天然状态下类黄酮多与不同糖基结合形成糖苷衍生物。槲皮素（quercetin）属最常见的黄酮醇类，广泛分布于蔬菜、水果、茶叶以及红酒之中。最近的研究表明，摄入23mg/d的槲皮素对人体健康是有益的。茶多酚（teapolyphenols）为茶叶中含有的黄烷醇、黄酮醇以及其他酚酸类物质的总称，主要有表儿茶素（epicatechin）、表儿茶素-3-没食子酯（epicatechin-3-gallate）、表没食子儿茶素（epigallocatechin）、表没食子儿茶素-3-没食子酯（epigallocatechin-3-gallate）。花色素（anthocyanins）为花色素糖苷衍生物，常见的花色素有矢车菊色素（cyanidin）、花葵素（pelargonidin）、飞燕草素（delphinidin）、芍药素（peonidin）和二甲花翠素（malvidin）等。花色素为蔬菜、水果中的色素类物质，黑米中也含有丰富的花色素。异黄酮主要存在于大豆及其制品中，主要包括染料木素（genistein）、大豆苷元（daidzein）和黄豆黄素（glycitein）。由于其广泛地分布在食品和饮料中，成为人类饮食中最重要的化合物。不同国家人群每日黄酮类化合物摄入量为20～70mg。主要的食物来源有绿茶、柑橘、苹果、梨、红葡萄、樱桃、黑莓、桃、杏等水果和胡萝卜、芹菜、西红柿、菠菜、洋葱、西兰花、莴苣、黄瓜等蔬菜，以及谷物、豆类、茶叶、葡萄酒、咖啡豆、可可豆等。

3.二苯乙烯

此类化合物在植物中的分布并不十分广泛，但近年来随着白藜芦醇（resveratrol）生理功能的揭示而备受关注。白藜芦醇即3，4，5-三羟基-1，2-二苯乙烯（3，4，5-trihydroxystlbene），为无色针状结晶，易溶于乙醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿等，常与葡萄糖结合形成苷，是葡萄、虎杖、藜芦、决明子和花生等植物的天然抗毒素。

4.单宁

单宁为高等植物的次级代谢产物，广泛分布于植物的根、树皮、茎和外层的植物组织，相对分子质量为300～3000，主要分为水解单宁和缩合单宁两大类。水解单宁主要是聚桔酸酯类多酚，即桔酸及其衍生物与多元醇以酯键连接而成，可以分为桔酸单宁和鞣花单宁两类；缩合单宁则主要是聚黄烷醇类多酚或原花色素，即羟基黄烷醇类单体的组合物，单体间以C—C键相连。水解单宁和缩合单宁在结构组成上完全不同，因此它们在化学性质和应用范围上有差异显著。如水解单宁在酸、碱、酶的作用下不稳定，易于水解；而缩合单宁则相对稳定，但在强酸作用下会缩合成不溶于水的物质。单宁的常见形式为茶黄素（茶）、大豆黄素、染料木素和黄豆黄素。

二、生物学作用

（一）抗氧化作用

植物多酚通过抑制体内自由基的形成或直接清除过剩的自由基而抑制脂质过氧化，对自由基诱发的生物大分子损伤起到保护作用。其中酚羟基在黄酮类化合物清除自由基时起到供氢和稳定自由基中间体的作用，并对金属离子螯合，因而对自由基的清除作用十分重要。多数天然多酚不仅可能有着比维生素C、维生素E更强的抗氧化活性，而且在与维生素C、维生素E等同时存在时，具有协同增强效应。除直接清除自由基外，植物多酚还可能通过与蛋白质结合而抑制黄嘌呤氧化酶、酪氨酸酶的活性，或可能通过螯合Cu2+、Fe2+而间接抑制自由基的产生。

（二）心脑血管保护作用

植物多酚物质能抑制血小板的聚集粘连，舒张血管，有助于防止冠心病、动脉粥样硬化和脑卒中等常见心脑血管疾病的发生。如槲皮素能降血脂，阻断动脉粥样硬化，增强血管耐受力，防止动脉血栓形成，可降低心肌梗死的危险。大豆异黄酮在降脂的同时，还可通过干预血小板和凝血酶的作用、抑制平滑肌细胞的增生，从而预防动脉粥样硬化的形成。葡萄原花青素可减轻大鼠缺血后的心肌损伤，降低心脏对缺血再灌注损伤的敏感性，还可通过非竞争抑制血管紧张素转化酶系统而降低大鼠自发性高血压。

（三）抗肿瘤作用

植物多酚可以在癌症发生的不同阶段进行多方面的抑制，同时也是有效的抗诱变剂，能减轻诱变剂的致癌作用，提高染色体的精确修复能力，提高细胞的免疫力，抑制肿瘤细胞的生长。有研究表明，染料木黄酮通过阻滞血管增生，可有效抑制白血病、乳腺癌、结肠癌、肺癌、胃癌的发生，提高某些药物的抗癌效果；原花青素对人乳腺癌、前列腺癌、结肠癌等肿瘤细胞具有生长抑制作用，对致癌因素诱发的皮肤癌、结肠癌、肺癌等肿瘤的发生发展具有抑制作用。

（四）抗菌消炎、抗病毒作用

植物多酚在不影响动植物细胞正常生长的情况下，对多种细菌、真菌、酵母菌甚至病毒都有明显的抑制作用。茶多酚可抑制幽门螺杆菌的生长；柿子单宁酸可抑制破伤风杆菌、白喉棒状杆菌、葡萄球菌等病菌的生长；苹果多酚等具有抗龋功能；二聚鞣花单宁、仙鹤草素可抑制HIV病毒的繁殖。

（五）雌激素样作用

大豆异黄酮的结构与动物体内的雌激素类似，可与雌激素受体结合，但具有双向调节效应：对低雌激素水平者表现为弱的雌激素样作用，可防治一些和雌激素水平下降有关的疾病，如更年期综合征、骨质疏松等；对于高雌激素水平者，表现为抗雌激素活性，可防治乳腺癌、子宫内膜炎。

（六）护肝益肾作用

植物多酚可改善肝、肾血液循环，降低血糖浓度，减轻肝、肾的脂质过氧化。朝鲜蓟提取物，其有效成分主要是黄酮类化合物和绿原酸，具有利胆护肝作用，临床上对肝胆疾病和上腹胀满、食欲不振、恶心、腹痛等有良好疗效。此外，黄酮及其苷类化合物还有利尿作用，尤其是在与生物碱结合时，利尿效果更为明显。

（七）其他作用

植物多酚对多种天然毒素有一定的抑制作用，如柿子单宁通过抑制蛇毒蛋白的活性而对眼镜蛇的毒素有很强的解毒作用。石榴皮和槟榔中的多酚具有驱虫作用。茶多酚能缓解人的晶状体球蛋白的氧化压力，从而起到保护视网膜，防止视力下降的作用。