植物功效成分简介(植物营养液的成分)

一、植物功效成分分类

植物功效成分复杂，结构类型多样，至今没有一个公认的分类系统。不同的教科书、参考书中，也都有其各自的分类方法。

1、按照化合物结构类型分类

是最常见的一种分类方法，如黄酮、蒽醌、香豆素、木脂素、萜类甾体、生物碱、糖类等。同一种骨架类型的化合物，其理化性质、光谱特征都有相对特征的规律，便于学习、掌握和应用。但这种分类方法也有不足，如生物碱是一大类含氮的化合物，并没有固定的基本骨架。

2、按照植物次生代谢产物的生物合成途径分类

植物次生代谢产物的生物合成，主要有四个途径，即异戊二烯途径、莽草酸途径、氨基酸途径和多聚乙酰途径，以及一些分支途径和复合途径，分别产生菇类与肖体、苯丙素和酚类、生物碱类以及含硫化合物等。

萜类主要来自异戊二烯途径(isoprene pathway)，又称类萜途径(terpenoid pathway)。 以异戊烯基焦磷酸(IPP)为前体，提供C5结构单元，在酶的催化下依次头尾连接形成单萜、倍半萜和二萜。两分子的倍半萜尾尾相连形成鲨烯，再衍化成甾体和三萜；两分子二萜尾尾相连则形成四萜（类胡萝卜素）。

苯丙素和酚类来自莽草酸途径(shikimate pathway)，又称苯丙烷途径(phenylpropanoid pathway)。以莽草酸为前体，在酶的作用下产生苯丙氨酸和酪氨酸的C9结构单元，进一步合成一系列的苯丙素和酚类代谢产物，如黄酮、木脂素、香豆素、芳香族生物碱及其他酚酸类化合物。

生物碱种类繁多，化学结构复杂，根据化合物结构类型及生物合成途径大致可以分为异喹啉类(isoquinoline alkaloids)、喹啉类(quinoline alkaloids)、吡咯烷类(pyrrolidine alkaloids)，类萜吲哚类(terpenoid indole alkaloids)等几大类。大部分芳香族的生物碱，如异喹啉类、吲哚类生物碱来自莽草酸代谢途径中的酪氨酸、色氨酸；也有的来自其他氨基酸，如赖氨酸、鸟氨酸（吡咯烷类）。因此，生物碱类的生物合成是来自氨基酸途径(amino acid pathway)，即由氨基酸脱羧成为胺类，再经过甲基化、氧化、还原、重排等一系列化学反应转变为生物碱。

微生物以及部分植物中的次生代谢产物来自多聚乙酰途径(polyketides pathway)，又称聚酮途径，如蒽醌、萘醌、苯甲酸衍生物、哌啶生物碱等。

3. 按照化合物的理化性质分类

植物化学成分，往往有其特有的理化性质，如挥发油、色素、皂苷、有机酸、生物碱、鞣质、油脂和蜡类等。这种分类方法，便于掌握其在植物中的存在状态，物理、化学性质，提取、分离、检识方法，与其应用也有较密切的关系。如鞣质可与蛋白质结合，鞣皮为革，故名之。但这种分类方法不能反映出各类成分的结构特征，如色素不仅包括了胡萝卜素、叶绿素，也包括了黄酮、蒽醌等。

4. 按照化合物的生理功能分类

不同类型的化合物，往往具有不同的生理功能或活性，如维生素、蜕皮激素、抗生素、强心苷、凝集素、昆虫拒食剂、微量元素等。这种分类方法与生物活性有密切关系，便于作为药物而开发利用。缺点是不能包括所有的天然化合物，因为到目前为止，人类关于天然化合物的生物活性的认识只是初步的。

目前以化学成分的结构类型为主，兼顾生物合成途径和来源，分为糖及苷类、苯丙素类、蒽醌类、黄酮类、鞣质及其他酚类萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷类、生物碱类等。

二、植物功效成分简介

1、糖及苷类

糖是植物最储存的基本形式，是植物普遍存在的成分。糖根据聚合度的大小，分为单糖、低聚糖（寡糖）和多聚糖（多糖）。单糖是糖的基本单元，根据端基碳原子的差别，分为醛糖、酮糖、糖醇；根据碳原子的数目，分为六碳糖、五碳糖、四碳糖等；根据衍生化的情况，分为去氧糖、甲基糖、氨基糖等；根据是否具有还原性，分为还原糖、非还原糖。

苷类是糖的端基碳通过苷键与配基结合而成的一大类成分。根据苷键原子不同，分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷，其中氧苷占绝大多数。苷多为无色、无臭的晶体或粉末，能溶于水，可溶于乙醇、甲醇、丁醇等极性较大的有机溶剂，有些苷元分子较小的苷可溶于乙酸乙酯、氯仿。糖苷键的构型，苷元与糖、糖与糖之间的连接位置、连接方式是苷类化合物结构研究的重点。苷类广泛分布于植物中，苷元的类型多种多样。

2、苯丙素类

苯丙素是一类以苯丙基（C6-C3）为基本骨架单位构成的化合物，其中香豆素和木脂素为其代表性成分。

香豆素是顺式邻羟基桂皮酸脱水形成的内酯，在稀碱溶液中内酯环可水解开环，生成能溶于水的顺式羟基桂皮酸的盐，加酸后可环合成为原来的内酯。

木脂素是由反式香豆酸衍生、聚合而形成的一类具有C6-C3结构单元的化合物，多数为二聚体，也有三聚体或四聚体。一般呈游离状态存在，少数与糖结合成苷。木脂素通常分布于植物的树脂和木质部中，故名木脂素。

3、醌类

醌类是分子中具有芳香二酮类结构的化合物。 其中，酮基在对位者(1,4－二酮）称为对醌，酮基在邻位者(l,2-二酮）称为邻醌。 根据芳香环稠合程度的不同，主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蔥醌四种类型，以蔥醌及其衍生物最为常见。醌类分子中多具有酚胫基，有一定的酸性。

4、黄酮类

黄酮类泛指具有两个苯环通过中间三碳链连接而成的一类化学成分，具有（C6-C3-C6）基本骨架。根据C环的取代模式和是否开裂，又分为黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮、查耳酮，以及橙酮、黄烷醇、花色素类等，是天然酚类化合物中数量最多的一类成分。黄酮多呈黄色，在植物体内大多以苷的形式存在。黄酮多具有游离酚羟基，显酸性。

5、鞣质及其他酚类

鞣质又称丹宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物的总称。由没食子酸或其聚合物与葡萄糖及多元醇所形成的酯称为可水解鞣质，由黄烷醇及其衍生物形成的聚合物称为缩合鞣质，由两者共同组成的植物聚合物称为复合鞣质。鞣质大多为无定形粉末，其水溶液遇重金属盐如醋酸铅、醋酸铜等能产生沉淀，还能与蛋白质、多种生物碱盐类形成沉淀。

其他酚类主要包括二苯乙烯类、缩酚酸类、苯乙醇苷类、多聚间苯三酚类等几类中药中常见的、具有较强生理活性的化合物。

6、萜类和挥发油

萜类基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位(C5单位），包括单萜、环烯醚萜、倍半萜、二萜及二倍半萜、三萜、四萜、多萜类等，是天然产物中数量最多的一类化合物。

单萜、倍半萜多具有挥发性，为挥发油的主要构成成分。含氧较多的倍半萜不具有挥发性。环烯醚萜、二萜和二倍半萜多为结晶性固体。游离萜类化合物亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂。

挥发油又称精油，是一类可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体物质。 这类成分主要是单萜、倍半萜和芳香族化合物，以及脂肪酸酯、含氮及含硫化合物。挥发油为无色或淡黄色的透明油状液体，具有芳香味，常温下能挥发，有较强的折光性和旋光性。

7、三萜及其苷类

三萜由6个异戊二烯单位构成，常以苷的形式存在，称为三萜皂苷。三萜类化合物结构类型很多，多数为四环三萜和五环三萜，也有少数为链状、单环、双环和三环三萜。三萜皂苷分子量较大，不易结晶，多为无色或白色无定形粉末，仅少数为晶体。 三萜皂苷因含有糖，故大多具有吸湿性。大多数三萜皂苷极性较大，可溶于水，易溶于热水、稀醇、热甲醇和热乙醇中，在含水丁醇或戊醇中溶解度较好。三萜皂苷的水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，且有溶血性。

8、甾体及其苷类

甾体及其苷类化合物分子结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核，主要 包括甾体皂苷、强心苷、植物甾醇、胆汁酸、C21甾体、昆虫变态激素等。甾体皂苷的水溶液也多具有发泡性、溶血性。

9、生物碱类

生物碱是一类含氮的小分子有机化合物，氮原子多在环上，有类似碱的性质，可与酸结合成盐。多数生物碱在较低的剂量下就具有明显的生理活性。

生物碱种类繁多，化学结构复杂。根据化合物结构类型及生物合成途径大致可以分为异喹啉类、喹啉类、吡咯烷类、吲哚萜类等几大类。

游离的生物碱大多不溶或难溶于水，能溶于乙醇、氯仿、丙酮、乙醚和苯等有机溶剂。而生物碱盐尤其是无机酸盐和小分子有机酸盐则易溶于水及乙醇，不溶或难溶于常见的有机溶剂。

10、其他类成分

除上面介绍的各类成分，有些中药中尚含有脂肪酸、有机含硫化合物、天然色素、氨基酸、肽类和酶、核苷类，以及无机元素。