文章鉴读|黑龙江八一农垦大学李志江教授：植物多酚的生物合成、非生物胁迫调控与生理功能研究进展

食品工业科技编辑部

2025-08-13

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黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术中心，黑龙江省农产品加工与质量安全重点实验室，黑龙江省杂粮加工及质量安全工程技术研究中心的邰振甲，王欣卉，宋雪健，李志明，张东杰，李志江等人主要介绍了植物多酚的结构特征、生物合成途径及其在非生物胁迫下的调控机制，并概述了植物多酚的多种生理功能及其作用原理，旨在为植物多酚的富集和功能性产品开发提供科学依据。

摘要：植物多酚是植物组织中一类具有酚羟基结构的次生代谢产物，其生物合成涉及莽草酸、苯丙烷和类黄酮途径。植物多酚的生物合成和积累受非生物胁迫因素影响，适量的非生物因素胁迫条件，如光照、温度、盐和重金属离子等，有助于提升植物细胞中多酚合成酶的蛋白表达和活性水平，促进多酚的合成和积累，以期获取具有高生物含量成分的植物资源。植物多酚具有抗氧化、抗炎、抗癌、抑菌和调节血糖等生理功能。因此，本综述首先介绍了植物多酚的结构和分类及其在植物体内的合成途径和相关合成酶的研究现状；其次介绍了各种非生物胁迫因素对多酚生物合成的影响；最后总结其各种生理功能及其作用机制。以期为通过非生物胁迫手段，实现植物多酚资源的富集和特定功能的提升提供新思路。

PART.01

结果

1 植物多酚的分类

本章节主要介绍了植物多酚的分类，将其分为类黄酮和非类黄酮两大类。类黄酮具有C-C-C骨架，包括黄酮醇、黄烷醇、黄酮、花青素、黄烷酮、异黄酮等，主要存在于叶片和果实表皮中。非类黄酮包括酚酸类和单宁类，酚酸类根据碳骨架和取代位置不同分为羟基苯甲酸型和羟基肉桂酸型，以及其衍生物。单宁类则分为缩合单宁和水解单宁，分别以黄烷-3-醇和棓酸或其衍生物为基础结构。

2 植物多酚的生物合成及非生物胁迫调控

本章节主要介绍了植物多酚的生物合成途径及其在非生物胁迫下的调控机制。植物多酚的生物合成涉及莽草酸途径、苯丙烷途径和类黄酮途径等多个途径，其中苯丙烷途径是核心，关键酶如PAL、C4H、CHS等在其中发挥重要作用。非生物胁迫如UV-B辐射、极端温度等可以激活这些生物合成途径，提高相关酶的基因表达和活性，从而增加多酚的积累，帮助植物抵御胁迫。适量的非生物胁迫是提高植物多酚含量的有效策略。

3 植物多酚的生理功能

本章节主要介绍了植物多酚的生理功能，包括抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌和调节血糖等方面。植物多酚通过清除自由基、调节抗氧化酶活性、抑制炎症信号通路、促进细胞凋亡、抑制肿瘤生长和血管生成、增加细菌细胞膜通透性、抑制细菌代谢和调节糖代谢相关酶活性等机制，发挥其生理功能。

图 1 黄酮类化合物结构图

Figure 1. Structure of flavonoids

图 2 酚酸类化合物结构图

Figure 2. Structure of phenolic acids

注：A：羟基苯甲酸型；B：羟基肉桂酸型。

图 3 缩合单宁和水解单宁结构图

Figure 3. Structure of condensed and hydrolyzed tannins

注：A：缩合单宁；B：水解单宁。

图 4 植物多酚生物合成途径

Figure 4. Plant polyphenol biosynthetic pathways

表 1 参与多酚合成通路的酶

Table 1 Enzymes involved in the polyphenol synthesis pathway

表 2 非生物胁迫对植物多酚类物质代谢的影响

Table 2 Effect of abiotic stress on the metabolism of plant polyphenols

PART.02

思维导图

PART.03

结论

本文总结了植物多酚的生物合成途径、非生物胁迫对多酚合成的调控作用以及多酚的生理功能。重点包括：植物多酚的生物合成与糖酵解、磷酸戊糖、莽草酸等途径相关；非生物胁迫通过激活苯丙烷和类黄酮途径增加多酚合成；未来研究应关注天然酚类物质富集、多酚类物质“绿色”来源以及提高多酚稳定性和生物活性的方法。章节还强调了植物多酚在高效富集、功能性食品开发和食品抑菌防腐等方面的应用潜力。

引用本文：邰振甲，王欣卉，宋雪健，等. 植物多酚的生物合成、非生物胁迫调控与生理功能研究进展[J]. 食品工业科技，2025，46（15）：425−434. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024080304.

Citation：TAI Zhenjia, WANG Xinhui, SONG Xuejian, et al. Research Progress of the Biosynthesis, Abiotic Stress Regulation and Physiological Functions in Plant Polyphenols[J]. Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(15): 425−434. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024080304.

基金项目：黑龙江省自然科学基金资助项目（LH2024C086）；国家重点研发计划项目子任务（2023YFD1202705-6）；黑龙江省杂粮生产与加工优势特色学科项目（2022-78）；黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目（YJSCX2023-ZX20）。

通信作者简介

李志江，博士，黑龙江八一农垦大学教授，博士研究生导师，毕业于韩国江陵原州大学。中国食品科学技术学会传统酿造食品分会理事、黑龙江省食品科学技术学会理事、黑龙江省高层次D类人才。主要从事发酵与酿造食品、高粱营养与功能食品研究工作。主持国家级课题1项、省级课题5项，厅局级课题8项，参与国家和省部级项目课题10余项。参与获得省科技进步一等奖1项（第3完成人）、二等奖1项（第7完成人），主持获得厅局一等奖项1、二等奖1项。发表论文50篇，其中Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Function、Food Research International等发表SCI论文20余篇。授权专利5项，出版专著2部。

（以上信息来自黑龙江八一农垦大学官网）

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