第1章功能性食品理論基礎(chǔ)VIP

第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 功能因子 是功能性食品中調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能的活性成分 又稱(chēng)功效成分 活性成分 保健因子 是功能性食品的關(guān)鍵物質(zhì) 目前已確定的功能因子主要有以下9類(lèi) 蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 生物活性肽 活性多糖 功能性甜味劑 自由基清除劑 功能性礦物質(zhì)及微量元素 功能性維生素 功能性油脂 活性菌類(lèi)及其它活性物質(zhì) 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)第2節(jié)生物活性肽第3節(jié)活性多糖第4節(jié)功能性甜味劑第5節(jié)自由基清除劑第6節(jié)功能性礦物質(zhì)第7節(jié)功能性維生素第8節(jié)功能性油脂第9節(jié)活性菌類(lèi)及其他活性物質(zhì) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 蛋白質(zhì)是生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì) 是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ) 有多種分類(lèi)方法 若功能可分為以下兩類(lèi) 活性蛋白 在生命活動(dòng)中一切有活性的蛋白質(zhì) 如酶 抗體 激素 運(yùn)輸?shù)鞍?收縮蛋白等 非活性蛋白 起到生物保護(hù)或支持作用的蛋白質(zhì) 如角蛋白 絲蛋白 清蛋白酪蛋白 麥醇溶蛋白 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 一 免疫球蛋白二 乳鐵蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白有著比較廣泛的研究背景和應(yīng)用潛力的是免疫球蛋白 乳鐵蛋白和溶菌酶等作為具有抑菌蛋白也得到廣泛的關(guān)注 一 免疫球蛋白 Immunoglobulin 簡(jiǎn)稱(chēng)Ig 是一類(lèi)具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似 能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白 普遍存在于哺乳動(dòng)物的血液 組織液 淋巴液及外分泌液中 在動(dòng)物體內(nèi)具有重要的免疫和生理調(diào)節(jié)作用 是構(gòu)成體液免疫作用的主要物質(zhì) 與補(bǔ)體結(jié)合殺死細(xì)菌和病毒 增強(qiáng)機(jī)體的防御能力 是檢查體液免疫功能的重要指標(biāo) 補(bǔ)充 免疫 抗原 抗體及補(bǔ)體 免疫 是人體的一種生理功能 人體依靠這種功能識(shí)別 自己 和 非己 成分 破壞和排斥進(jìn)入人體的抗原物質(zhì) 或人體產(chǎn)生的損傷細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞 抵抗或防止微生物或寄生物的感染 抗原 能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答 并與免疫應(yīng)答產(chǎn)物抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)外結(jié)合 發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì) 抗體 在抗原刺激下 由B淋巴細(xì)胞或記憶細(xì)胞增殖分化成的漿細(xì)胞所產(chǎn)生的 可與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白 分布在血清 組織液及中 1964年世界衛(wèi)生組織將具有抗體活性以及與抗體相關(guān)的球蛋白統(tǒng)稱(chēng)為免疫球蛋白 所有抗體都是免疫球蛋白 但并非所有免疫球蛋白都是抗體 補(bǔ)體 存在于血清中協(xié)助免疫反應(yīng)的一組血清蛋白質(zhì) 可被抗原 抗體復(fù)合物或微生物激活 使病原微生物裂解或被吞噬 免疫球蛋白 Ig 的生理功能 調(diào)理吞噬作用 殺傷和破壞腫瘤細(xì)胞或受感染的細(xì)胞 通過(guò)胎盤(pán)傳遞給胎兒 增強(qiáng)胎兒和新生兒的免疫力 與補(bǔ)體結(jié)合殺死有害細(xì)菌和病毒 增強(qiáng)機(jī)體免疫力 市場(chǎng)上銷(xiāo)售的免疫球蛋白的來(lái)源及應(yīng)用 大多從新鮮豬血中提取 主要用于功能性食品中免疫球蛋白的添加 如添加在大豆蛋白 奶制品中 尤其是在兒童食品 老年食品以及學(xué)生食品中 免疫球蛋白添加到奶粉中制成高級(jí)母乳化奶粉 也可添加到其他嬰兒食品中 成年人口服免疫球蛋白可以防止大腸桿菌性腹瀉 并可用免疫功能低下癥 如癌癥患者的輔助治療 人體內(nèi)免疫球蛋白的來(lái)源 母體遺傳 通過(guò)胎盤(pán)傳遞給胎兒 通過(guò)乳汁傳遞給嬰兒 依靠胎盤(pán)和乳汁傳遞的免疫因子使嬰兒得到最初的抗病能力 體內(nèi)免疫器官合成 人體所需免疫球蛋白大部分依賴(lài)于免疫器官的合成 22歲免疫器官的功能最旺盛 合成免疫球蛋白的能力最強(qiáng) 55歲后免疫器官退化合成免疫球蛋白數(shù)量減少 免疫器官有胸腺 骨髓 脾臟 扁桃體 淋巴結(jié)等 體外補(bǔ)充 主要是來(lái)自乳 蛋 在牛初乳和常乳中 Ig總含量分別為50和0 6mg mL 其中約80 86 為IgG 人乳免疫球蛋白主要以IgA為主 含量為4 1 4 75 g g 體外注射丙種球蛋白是一種快速有效的方式 臨床主要用于免疫缺陷病以及傳染性肝炎 麻疹 水痘 腮腺炎等的防治 免疫球蛋白的分類(lèi) 按結(jié)構(gòu)分五類(lèi) IgG IgA IgM IgD和IgE共5種 多數(shù)為丙種球蛋白 球蛋白 其中IgG是最主要的免疫球蛋白 約占人血漿丙種球蛋白的70 所以 人血漿內(nèi)的免疫球蛋白大多數(shù)存在于丙種球蛋白中 免疫球蛋白的活性易受到溫度 pH的影響 溫度60 以上 pH 4時(shí) 活性損失較大 不同動(dòng)物乳汁中Ig的含量 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 1962年 Porter首先提出IgG分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)模式 后來(lái)證實(shí) 其他幾類(lèi)Ig也都具有與IgG相似的基本結(jié)構(gòu) 所有Ig的基本結(jié)構(gòu)均由4條多肽鏈 即2條相同的重鏈和2條相同的輕鏈借二硫鍵連接組成的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu) 活性Ig可以是這種基本結(jié)構(gòu)單位的單體或聚合體 對(duì)于聚合態(tài)免疫球蛋白IgA和IgM而言 比IgG基本結(jié)構(gòu)多了附加的多肽鏈 此外 Ig為糖蛋白 糖基連接于重鏈 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 含四條異源性多肽鏈 分子量較大的為重鏈 H鏈 較小的為輕鏈 L鏈 兩條H鏈和兩條L鏈的氨基酸組成完全相同 Ig多肽鏈內(nèi)的二硫鍵連接形成的110個(gè)氨基酸殘基組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)稱(chēng)為Ig的結(jié)構(gòu)域或功能區(qū) 重鏈和輕鏈靠近N端的約110個(gè)氨基酸的序列變化很大 為可變區(qū) V區(qū) 靠近C端氨基酸序列相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域 為恒定區(qū) C區(qū) 免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)模式圖 抗原結(jié)合部位位于重鏈和輕鏈的可變區(qū)內(nèi) 故這個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)決定了抗體結(jié)合抗原的特異性 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 一 免疫球蛋白二 乳鐵蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 二 乳鐵蛋白 Lactoferrin Lf 的基本結(jié)構(gòu)和組成 1939年 Sorensen等人在分離乳清蛋白時(shí)得到一種紅色蛋白 1959年Groves用色譜法得到純的紅色物質(zhì) 確認(rèn)這種紅色物質(zhì)是一種含鐵蛋白質(zhì) 稱(chēng)之為乳鐵蛋白 又稱(chēng)紅蛋白 乳鐵蛋白存在于牛乳和母乳中 晶體呈紅色 是一種鐵結(jié)合性糖蛋白 1分子乳鐵蛋白含2個(gè)鐵結(jié)合部位 乳鐵蛋白不僅能結(jié)合Fe3 且對(duì)Cu2 也有結(jié)合作用 也是每個(gè)Lf分子含兩個(gè)Cu2 乳鐵蛋白的生理功能 具有結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)鐵的能力 到達(dá)腸道的特殊接受細(xì)胞中后再釋放出鐵 增強(qiáng)腸道對(duì)鐵的吸收 抑菌作用 抗病毒效應(yīng) 調(diào)節(jié)吞噬細(xì)胞功能 調(diào)節(jié)發(fā)炎反應(yīng) 抑制感染部位炎癥 抑制由于Fe2 引起的脂氧化 Fe2 或Fe3 的生物還原劑 如抗壞血酸鹽 是脂氧化的誘導(dǎo)劑 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 一 免疫球蛋白二 乳鐵蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 三 溶菌酶 Lysozyme Lz 又稱(chēng)胞壁質(zhì)酶或N 乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶 1922年英國(guó)細(xì)菌學(xué)家Fleming在人的眼淚和唾液中發(fā)現(xiàn)并命名 存在于鳥(niǎo) 家禽的蛋清 哺乳動(dòng)物的眼淚 唾液 血漿 尿 乳汁和組織 如肝腎 細(xì)胞中 蛋清含量最豐富 對(duì)熱穩(wěn)定性很高 母乳中的活力比雞蛋清的高3倍 比牛乳L(zhǎng)z高6倍 溶菌酶 Lz 的生理功能 水解微生物細(xì)胞壁中的N 乙酰葡萄糖胺與N 乙酰胞壁質(zhì)酸間的 1 4 糖苷鍵 使菌體細(xì)胞壁溶解殺死球菌 在食品中的應(yīng)用 用于香腸 魚(yú)片 火腿 蔬菜和水果的防腐劑 在日本 Lz還用于豆腐的保存 而且Lz可以使腸道雙歧桿菌 Bifidusbacillus 增殖 對(duì)嬰幼兒的腸道菌群有平衡作用 溶菌酶還可用于保存海產(chǎn)品 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 一 免疫球蛋白二 乳鐵蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 四 大豆球蛋白 Glycinin 大豆球蛋白是存在于大豆籽粒中的儲(chǔ)藏性蛋白的總稱(chēng) 是大豆中富含甘氨酸的一種球蛋白 約占大豆總量的30 大豆球蛋白的氨基酸模式 除了嬰兒以外 自2周歲的幼兒至成年人 都能滿足其對(duì)必需氨基酸的需要 將大豆球蛋白與牛肉相混合 不論大豆球蛋白與牛肉按什么比例混合 其蛋白質(zhì)利用率都沒(méi)有什么差別 也就是說(shuō) 在保持氮平衡的情況下 即使將大豆球蛋白置換牛肉 其整體營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與牛肉沒(méi)多大差別 大豆球蛋白的生理功能 對(duì)血漿膽固醇含量高的人 大豆球蛋白有降低膽固醇的作用 當(dāng)攝取高膽固醇食物時(shí) 大豆球蛋白可以防止血液中膽固醇的升高 對(duì)血液中膽固醇含量正常的人 大豆球蛋白可降低血液中低密度脂蛋白 LDL 高密度脂蛋白 HDL 的比值 LDL容易沉積在脈管壁上 其在血清中含量越高 動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的可能性就越大 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì) 一 免疫球蛋白二 乳鐵蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 五 酶蛋白 重點(diǎn)介紹超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 超氧化物歧化酶 SOD 廣泛分布于各種生物體內(nèi) 是極其重要的一類(lèi)抗氧化酶 幫助機(jī)體細(xì)胞抵御各種氧化損傷 催化底物超氧自由基發(fā)生歧化反應(yīng) 維持細(xì)胞內(nèi)超氧自由基處于無(wú)害的低水平狀態(tài) SOD分類(lèi) SOD是金屬酶 根據(jù)其金屬輔基的不同分三類(lèi) 銅鋅超氧化物歧化酶 Cu Zn SOD 錳超氧化物歧化酶 Mn SOD 和鐵超氧化物歧化酶 Fe SOD 延緩皮膚衰老的大寶SOD蜜 SOD的生理功能 清除機(jī)體代謝過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)量超氧陰離子自由基 延緩因自由基侵害引起的衰老 提高人體對(duì)因自由基侵害而誘發(fā)疾病的抵抗力 如腫瘤 炎癥 肺氣腫 白內(nèi)障和自身免疫疾病等 提高人體對(duì)自由基外界誘發(fā)因子的抵抗力 如煙霧 輻射 有毒物品等 增強(qiáng)機(jī)體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力 減輕腫瘤患者在化療 放療時(shí)的疼痛及副作用 如骨髓損傷或白細(xì)胞減少等 消除機(jī)體疲勞 增強(qiáng)對(duì)超負(fù)荷大運(yùn)動(dòng)量的適應(yīng)力 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 GSH Px 谷胱甘肽有還原型 GSH 和氧化型 GSSG 兩種形式 還原型的占絕大多數(shù) 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶能催化GSH變?yōu)镚SSG 使有毒的過(guò)氧化物還原成無(wú)毒的羥基化合物 同時(shí)促進(jìn)H2O2的分解 是體內(nèi)清除H2O2和許多有機(jī)氫過(guò)氧化物的一種重要的過(guò)氧化物分解酶 保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能不受過(guò)氧化物的干擾和損害 硒是GSH Px的必需組成成分 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)第2節(jié)生物活性肽第3節(jié)活性多糖第4節(jié)功能性甜味劑第5節(jié)自由基清除劑第6節(jié)功能性礦物質(zhì)第7節(jié)功能性維生素第8節(jié)功能性油脂第9節(jié)活性菌類(lèi)及其他活性物質(zhì) 第2節(jié)生物活性肽 生物活性肽 或活性肽 是一類(lèi)分子量小于6000D 具有多種生物學(xué)功能的多肽 是蛋白質(zhì)中25個(gè)天然氨基酸以不同組成和排列方式構(gòu)成的從二肽到復(fù)雜的線性 環(huán)形結(jié)構(gòu)的不同肽類(lèi)的總稱(chēng) 50個(gè)以下氨基酸組成的化合物稱(chēng)為多肽 食用安全性極高 是當(dāng)前國(guó)際食品界最熱門(mén)的研究課題和極具發(fā)展前景的功能因子 具有多種人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能 如提高免疫 抗菌 抗病毒 降血壓 降血脂等 生物活性肽的生理功能 13點(diǎn) 調(diào)節(jié)體內(nèi)的水分 電解質(zhì)平衡 為免疫系統(tǒng)制造對(duì)抗細(xì)菌和感染的抗體 提高免疫功能 促進(jìn)傷口愈合 在體內(nèi)制造酵素 有助于將食物轉(zhuǎn)化為能量 修復(fù)細(xì)胞 改善細(xì)胞代謝 防止細(xì)胞變性癌變 促進(jìn)蛋白質(zhì) 酶 酵素的合成與調(diào)控 溝通細(xì)胞間 器官間信息的重要化學(xué)信使 預(yù)防心腦血管疾病 調(diào)節(jié)內(nèi)分泌與神經(jīng)系統(tǒng) 改善消化系統(tǒng) 治療慢性胃腸道疾病 改善糖尿病 風(fēng)濕 類(lèi)風(fēng)濕等疾病 抗病毒感染 抗衰老 消除體內(nèi)多余的自由基 促進(jìn)造血功能 治療貧血 防止血小板聚集 能提高血紅細(xì)胞的載養(yǎng)能力 生物活性肽的主要種類(lèi) 谷胱甘肽降壓肽礦物元素結(jié)合肽高F值低聚肽抗菌肽神經(jīng)活性肽免疫活性肽其它肽類(lèi) 生物活性肽 谷胱甘肽 GSH 是由谷氨酸 半胱氨酸和甘氨酸通過(guò)肽鍵縮合而成的三肽化合物 存在于動(dòng)物肝臟 血液 酵母和小麥胚芽中 西紅柿 卷心菜 大蒜 洋蔥中也富含谷胱甘肽 谷胱甘肽具有獨(dú)特的生理功能 被稱(chēng)為長(zhǎng)壽因子和抗衰老因子 日本在20世紀(jì)50年代開(kāi)始研制并應(yīng)用于食品 現(xiàn)已在食品加工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 我國(guó)對(duì)谷胱甘肽的研究還處于起步階段 目前主要以酵母發(fā)酵法生產(chǎn)谷胱甘肽 谷胱甘肽在生物體內(nèi)的作用 作為解毒劑 可用于丙烯腈 氟化物 CO 重金屬以及有機(jī)溶劑的解毒 作為自由基清除劑 可保護(hù)細(xì)胞膜 使之免遭氧化性破壞 防止紅細(xì)胞溶血及促進(jìn)高鐵血紅蛋白的還原 對(duì)白細(xì)胞減少癥起到保護(hù)作用 降壓肽 來(lái)自乳酪蛋白的肽類(lèi) 魚(yú)貝類(lèi) 大豆多肽 玉米多肽 食用安全性高 對(duì)正常人無(wú)降血壓作用 生理功能 易消化吸收 促進(jìn)脂肪代謝 增強(qiáng)肌力 加速肌紅細(xì)胞恢復(fù) 抗過(guò)敏 降低血清膽固醇 如植物降壓肽 適用于高血壓 高血脂 冠心病 腦動(dòng)脈硬化 腎功能衰退 頭暈?zāi)垦?心煩少眠 大便秘結(jié)等 其成分有黃芩 決明子 山楂 槲寄生 臭梧桐葉 桑白皮 地龍等 生物活性肽的主要種類(lèi) 谷胱甘肽降壓肽礦物元素結(jié)合肽高F值低聚肽抗菌肽神經(jīng)活性肽其它肽類(lèi) 生物活性肽 礦物元素結(jié)合肽 能與多種礦物元素結(jié)合形成可溶性的有機(jī)磷酸鹽 充當(dāng)?shù)V物元素在體內(nèi)的載體 促進(jìn)人體對(duì)鈣 鐵 鋅等二價(jià)礦物營(yíng)養(yǎng)素的吸收和利用 酪蛋白磷酸肽是研究最多的礦物元素結(jié)合肽 它以牛乳酪蛋白為原料 通過(guò)生物技術(shù)制得的具有生物活性的多肽 用于各種營(yíng)養(yǎng) 保健食品中 酪蛋白磷酸肽的生理功能 1 促進(jìn)成長(zhǎng)期兒童骨骼和牙齒的發(fā)育 2 預(yù)防和改善骨質(zhì)疏松癥 3 促進(jìn)骨折患者的康復(fù) 4 預(yù)防和改善缺鐵性貧血 5 抗齲 q 齒 生物活性肽的主要種類(lèi) 谷胱甘肽降壓肽礦物元素結(jié)合肽高F值低聚肽抗菌肽神經(jīng)活性肽免疫活性肽其它肽類(lèi) 生物活性肽 高F值低聚肽 是動(dòng) 植物蛋白經(jīng)酶解后制得的具有高支鏈 低芳香族氨基酸組成的寡肽 以低苯丙氨酸寡肽為代表 因具有獨(dú)特的氨基酸組成和生理功能而受到食品和醫(yī)藥界的高度關(guān)注 目前國(guó)內(nèi)已研制出以魚(yú)蛋白 大豆蛋白 葵花蛋白為原料的高F值低聚肽 但還沒(méi)用到食品中 功能 防治肝性腦病 輔助治療肝硬化 改善蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況 糾正血漿及腦中的氨基酸病態(tài)模式 改善肝昏迷和精神狀態(tài) 抗疲勞 在應(yīng)激情況下直接向肌肉提供能源 可作為高強(qiáng)度工作者和運(yùn)動(dòng)員的食品營(yíng)養(yǎng)劑 生物活性肽的主要種類(lèi) 谷胱甘肽降壓肽礦物元素結(jié)合肽高F值低聚肽抗菌肽神經(jīng)活性肽免疫活性肽其它肽類(lèi) 生物活性肽 抗菌肽 常與抗生素肽和抗病毒肽聯(lián)系在一起 包括環(huán)形肽 糖肽和脂肽 如短桿菌肽 桿菌肽 多粘菌素 乳酸殺菌素 枯草菌素和乳酸鏈球菌肽等 抗菌肽熱穩(wěn)定性較好 生理功能 具廣譜抗菌活性 對(duì)細(xì)菌有很強(qiáng)的殺傷作用 某些抗菌肽對(duì)部分病毒 真菌 原蟲(chóng)和癌細(xì)胞等有殺滅作用 提高免疫力 加速傷口愈合過(guò)程 神經(jīng)活性肽 多種食物蛋白經(jīng)酶解后會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)活性肽 如來(lái)源于小麥谷蛋白的類(lèi)鴉片活性肽 是體外胃蛋白酶及嗜熱菌蛋白酶解產(chǎn)物 神經(jīng)活性肽包括類(lèi)鴉片活性肽 內(nèi)啡肽 腦啡肽和其它調(diào)控肽 生理功能 調(diào)節(jié)人體情緒 呼吸 脈搏 體溫等 與普通鎮(zhèn)痛劑不同的是 無(wú)任何副作用 免疫活性肽 能刺激巨噬細(xì)胞的吞噬能力 抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng) 抗腫瘤 分為內(nèi)源免疫活性肽和外源免疫活性肽兩種 內(nèi)源免疫活性肽包括干擾素 白細(xì)胞介素和 內(nèi)啡肽 它們是激活和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答的中心 外源免疫活性肽主要來(lái)自于人乳和牛乳中的酪蛋白 其它肽類(lèi) 酸味肽 甜味肽 苦味肽 咸味肽及增強(qiáng)風(fēng)味的肽 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)第2節(jié)生物活性肽第3節(jié)活性多糖第4節(jié)功能性甜味劑第5節(jié)自由基清除劑第6節(jié)功能性礦物質(zhì)第7節(jié)功能性維生素第8節(jié)功能性油脂第9節(jié)活性菌類(lèi)及其他活性物質(zhì) 第3節(jié)活性多糖 活性多糖 具有某種特殊生物活性的多糖化合物 由糖甙鍵連接起來(lái)的醛糖或酮糖組成的天然大分子 大量存在于藻類(lèi) 真菌 植物中 生理功能 抗腫瘤 免疫 降血脂 降血糖 通便等 分類(lèi) 按來(lái)源分為植物多糖 微生物多糖 微生物多糖又分為真菌多糖 細(xì)菌多糖 主要介紹膳食纖維和真菌多糖 一 膳食纖維 Dietaryfiber 膳食纖維的定義 食物中不被消化吸收的植物成分 1976年擴(kuò)展為 不被人體消化吸收的多糖類(lèi)碳水合物和木質(zhì)素 1999年定義 凡是不能被人體內(nèi)源酶消化吸收的可食用植物細(xì)胞 多糖 木質(zhì)素以及相關(guān)物質(zhì)的總和 包括纖維素 半纖維素 木質(zhì)素 果膠質(zhì) 改性纖維素 粘質(zhì) 寡糖 果膠以及少量組成成分如蠟質(zhì) 角質(zhì)等 也指不被人體小腸消化吸收 而在人體大腸能部分或全部發(fā)酵的植物性成分 碳水化合物及其相類(lèi)似物質(zhì)的總和 膳食纖維與粗纖維的區(qū)別 傳統(tǒng)意義上的粗纖維是指植物經(jīng)特定濃度的酸 堿 醇或醚等溶劑作用后的剩余殘?jiān)?強(qiáng)烈的溶劑處理導(dǎo)致幾乎100 水溶性纖維 50 60 半纖維素和10 30 纖維素被溶解損失掉 因此 對(duì)于同一種產(chǎn)品 其粗纖維含量與總膳食纖維含量往往有很大的差異 兩者間沒(méi)有一定的換算關(guān)系 膳食纖維按溶解性分為 不溶性膳食纖維 水溶性膳食纖維 膳食纖維按按來(lái)源分為 植物來(lái)源 纖維素 半纖維素 木質(zhì)素 果膠 阿拉伯膠 愈瘡膠和半乳甘露聚糖等 動(dòng)物來(lái)源 甲殼素 殼聚糖和膠原等 海藻多糖類(lèi) 海藻酸鹽 卡拉膠和瓊脂等 微生物多糖 黃原膠等 合成類(lèi) 羧甲基纖維素等 膳食纖維的化學(xué)組成 包括三大類(lèi) 纖維狀碳水化合物 纖維素 基質(zhì)碳水化合物 果膠類(lèi)物質(zhì)等 填充類(lèi)化合物 木質(zhì)素 其中 構(gòu)成細(xì)胞壁的初級(jí)成分 通常是死組織 沒(méi)有生理活性 來(lái)源不同的膳食纖維 其化學(xué)組成的差異可能很大 膳食纖維的物化特性 6點(diǎn) 高持水力 膳食纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)中含很多親水基團(tuán) 有很強(qiáng)的持水力 增加排便的體積與速度 減輕直腸內(nèi)壓力 吸附作用 膳食纖維分子表面有很多活性基團(tuán) 可吸附螯合膽固醇 膽汁酸以及腸道內(nèi)的有毒物質(zhì) 化學(xué)藥品等 對(duì)陽(yáng)離子有結(jié)合和交換能力 影響消化道的pH 滲透壓及氧化還原電位等 出現(xiàn)一個(gè)更緩沖的環(huán)境以利于消化吸收 無(wú)能量填充劑 膳食纖維體積大 遇水膨脹后體積更大 易產(chǎn)生飽腹感 對(duì)預(yù)防肥胖癥有利 發(fā)酵作用 膳食纖維不能被消化道內(nèi)的酶降解 但能被大腸內(nèi)的微生物發(fā)酵降解 產(chǎn)生乙酸 丙酸和丁酸等 使大腸內(nèi)pH降低 誘導(dǎo)產(chǎn)生好氣有益菌 抑制厭氣腐敗菌 好氣菌群產(chǎn)生的致癌物質(zhì)較少 這是膳食纖維預(yù)防結(jié)腸癌的重要原因 溶解性與粘性 水溶性纖維易被腸道內(nèi)的細(xì)菌發(fā)酵 粘性纖維有利于延緩和降低消化道中其他食物成分的消化吸收 膳食纖維的生理功能 4點(diǎn) 調(diào)整腸胃功能 膳食纖維縮短糞便在腸內(nèi)通過(guò)的時(shí)間 增加排便量 排便次數(shù) 預(yù)防便秘 改善腸內(nèi)菌群 使雙歧桿菌等有益菌活化 繁殖 產(chǎn)生有機(jī)酸使大腸內(nèi)酸性化 抑制有害菌的繁殖 并吸收有害菌產(chǎn)生的二甲基聯(lián)氨等致癌物質(zhì) 清除腸道內(nèi)的膽汁酸 減少癌變的危險(xiǎn)性 膳食纖維能降低大腸癌 結(jié)腸癌 乳腺癌 胃癌 食管癌等癌癥的發(fā)生 緩和由有害物質(zhì)所導(dǎo)致的中毒和腹瀉 調(diào)節(jié)血糖值 水溶性膳食纖維隨著凝膠的形成 阻止糖類(lèi)的擴(kuò)散 推遲在腸內(nèi)的吸收 抑制糖類(lèi)吸收后血糖的上升和血胰島素升高的反應(yīng) 控制肥胖 大多富含膳食纖維的食物含少量的脂肪 粘性纖維使碳水化合物的吸收減慢 消除外源有害物質(zhì) 膳食纖維對(duì)汞 砷 鎘和高濃度的銅 鋅都具有清除能力 膳食纖維的缺點(diǎn) 過(guò)量攝入會(huì)束縛Ca2 和一些微量元素 許多膳食纖維對(duì)Ca Cu Zn Fe Mn等金屬離子都有不同程度的束縛作用 束縛人體對(duì)維生素的吸收和利用 果膠 樹(shù)膠和大麥 小麥 燕麥等的膳食纖維對(duì)維生素A 維生素E和胡蘿卜素都有不同程度的束縛能力 引起不良生理反應(yīng) 過(guò)量攝入 尤其是攝入凝膠性強(qiáng)的膳食纖維 如瓜爾豆膠等會(huì)有腹脹 大便次數(shù)減少 便秘等副作用 富含膳食纖維的食物 膳食纖維在蔬菜水果 粗糧雜糧 豆類(lèi)及菌藻類(lèi)食物中含量豐富 常見(jiàn)富含膳食纖維的食物有 小白菜 白蘿卜 空心菜 韭菜 蒜苗 黃豆芽 鮮豌豆 毛豆 苦瓜 生姜 草莓 蘋(píng)果 鮮棗 金針菜 干 膳食纖維的應(yīng)用 在焙烤食品中的應(yīng)用 在果醬 果凍食品中的應(yīng)用 在制粉業(yè)中的應(yīng)用 在制糖業(yè)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用 在餡料 湯料食品中的應(yīng)用 在油炸食品中的應(yīng)用 在飲料制品中的應(yīng)用 膳食纖維的加工 現(xiàn)已開(kāi)發(fā)的膳食纖維共6大類(lèi)約30余種 這6大類(lèi)是 谷物纖維 豆類(lèi)種子和種皮纖維 水果和蔬菜纖維 微生物 其他天然纖維以及合成和半合成纖準(zhǔn) 生產(chǎn)中應(yīng)用的只有10余種 利用膳食纖維最多的是烘焙食品 膳食纖維依據(jù)原料及對(duì)其纖維產(chǎn)品特性要求的不同 其加工方法有很大的不同 必需的幾道加工工序包括 原料粉碎 浸泡沖洗 漂白脫色 脫水干燥和成品粉碎 過(guò)篩等 小麥纖維的加工 小麥麩俗稱(chēng)麩皮 小麥制粉的副產(chǎn)物 麩皮所含膳食纖維約45 5 其中纖維素23 半纖維素65 木質(zhì)素約6 水溶性多糖約5 另含一定量的蛋白質(zhì) 胡蘿卜素 維生素E Ca K Mg Fe Zn Se等多種營(yíng)養(yǎng)素 為粗糧佳品 加工方法 原料預(yù)處理 浸泡漂洗 脫水干燥 粉碎 過(guò)篩 滅菌 包裝 成品 大豆皮膳食纖維的加工 大豆皮 粉碎 篩選 調(diào)漿 軟化 過(guò)濾 漂白 離心 干燥 粉碎 成品 大豆多功能纖維的加工 多功能纖維是由大豆種子的內(nèi)部成分組成 與種皮或麩皮的普通纖維不同 這種纖維是由大豆?jié)窦庸に５男迈r不溶性殘?jiān)鼮樵?經(jīng)特殊的濕熱處理轉(zhuǎn)化內(nèi)部成分而達(dá)到活化纖維生理功能的作用 再經(jīng)脫腥 干燥 粉碎和過(guò)篩等工序而制成 外觀呈乳白色 粒度小于面粉 豆渣 濕熱處理 脫腥 干燥 粉碎 篩選 成品 第3節(jié)活性多糖 活性多糖 具有某種特殊生物活性的多糖化合物 由糖甙鍵連接起來(lái)的醛糖或酮糖組成的天然大分子 是所有生命有機(jī)體的重要組成成分 大量存在于藻類(lèi) 真菌 植物中 生理功能 抗腫瘤 免疫 降血脂 降血糖 通便等活性 分類(lèi) 按來(lái)源分為植物多糖 微生物多糖 微生物多糖又分為真菌多糖 細(xì)菌多糖 主要介紹膳食纖維和真菌多糖 二 真菌多糖 真菌多糖 是從真菌子實(shí)體 菌絲體 發(fā)酵液中分離出的 可以控制細(xì)胞分裂分化 調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)衰老的一類(lèi)活性多糖 真菌多糖的抗腫瘤活性與分子量大小有關(guān) 分子量越大其結(jié)構(gòu)功能單位越多 抗癌活性越強(qiáng) 主要有 香菇多糖 靈芝多糖 銀耳多糖 冬蟲(chóng)夏草多糖 茯苓多糖 金針菇多糖 黑木耳多糖等 真菌多糖的生理功能 7點(diǎn) 免疫調(diào)節(jié)功能 真菌多糖不僅能激活T B淋巴細(xì)胞 巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞 NK 等免疫細(xì)胞 還能活化補(bǔ)體 對(duì)免疫系統(tǒng)發(fā)揮多方面的調(diào)節(jié)作用 抗腫瘤的功能 抗突變作用 基因突變是癌變的前提 盡管并非所有突變都會(huì)導(dǎo)致癌變 但抑制突變的發(fā)生有利于癌癥的預(yù)防 降血壓 降血脂 降血糖的功能 抗病毒作用 抗氧化作用 清除自由基 提高抗氧化酶活性和抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的活性 保護(hù)生物膜和延緩衰老的作用 其它功能 抗輻射 抗?jié)兒涂顾ダ系裙δ?真菌多糖的兩種加工工藝 從真菌子實(shí)體提取 由于人工栽培真菌子實(shí)體 生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)半年以上 而且價(jià)格也比較高 發(fā)酵法 真菌深層發(fā)酵工藝易于連續(xù)化生產(chǎn) 規(guī)模大 生產(chǎn)周期縮 產(chǎn)量高 降低了價(jià)格 短時(shí)間生產(chǎn)大量的真菌菌絲體 但發(fā)酵法生產(chǎn)多糖一次性投資大 設(shè)備多 工藝流程長(zhǎng) 而且部分菌絲體缺乏子實(shí)體的芳香風(fēng)味 香菇多糖的兩種加工工藝 提取法 鮮香菇 搗碎 浸漬 過(guò)濾 濃縮 乙醇沉淀 乙醇 乙醚洗滌 干燥 成品 深層發(fā)酵法 菌種 斜面培養(yǎng) 一級(jí)種子培養(yǎng) 二級(jí)種子培養(yǎng) 深層發(fā)酵 發(fā)酵液 發(fā)酵液中提取多糖 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)第2節(jié)生物活性肽第3節(jié)活性多糖第4節(jié)功能性甜味劑第5節(jié)自由基清除劑第6節(jié)功能性礦物質(zhì)第7節(jié)功能性維生素第8節(jié)功能性油脂第9節(jié)活性菌類(lèi)及其他活性物質(zhì) 第4節(jié)功能性甜味劑 甜味劑 是指能賦于食品甜味的一種調(diào)味劑 功能性甜味劑 FunctionalSweeteners 是指具有特殊生理功能或特殊用途的食品甜味劑 也可理解為可代替蔗糖應(yīng)用在功能性食品中的甜味劑 功能性甜味劑能量低 具有雙歧桿菌增殖功能 在飲料 嬰幼兒奶粉 乳加工制品 發(fā)酵乳制品等無(wú)糖食品需求日益增大 功能性甜味劑以其特殊的生理功能 既滿足人們對(duì)甜食的偏愛(ài)又不引起副作用 對(duì)糖尿病 肝病患者有一定的輔助治療作用 補(bǔ)充 甜味劑 白糖 分白砂糖 綿白糖 蔗糖含量99 以上 腌制食品中使用最為廣泛 紅糖 蔗糖含量84 游離果糖 葡萄糖多 雜質(zhì)多易結(jié)塊 既增加甜味 還增加色澤 用于紅燒 醬等肉制品和醬腌菜加工 冰糖 成份是含結(jié)晶水的蔗糖 與白糖在體內(nèi)分解的成份一樣 所以 冰糖可以代替白糖 功能性甜味劑分類(lèi) 功能性單糖 僅果糖一種 功能性低聚糖 如低聚異麥芽糖 低聚半乳糖 低聚果糖 大豆低聚糖 低聚乳果糖 低聚木糖等 多元糖醇 包括赤蘚糖醇 木糖醇 山梨糖醇 甘露糖醇 麥芽糖醇 異麥芽糖醇等 強(qiáng)力甜味劑 如阿斯巴甜 紐甜 二氫查耳酮 甘草甜素 甜菊苷 羅漢果精 甜蜜素 安賽蜜等 強(qiáng)力甜味劑的甜度很高 通常都在蔗糖的50倍以上 功能性單糖 僅果糖一種 原因是 甜度大 等甜度下能量值低 代謝途徑與胰島素?zé)o關(guān) 供糖尿病人食用 攝入果糖不會(huì)引起攝入葡萄糖和蔗糖容易引起的飯后血糖高峰和低血糖 在體內(nèi)代謝不產(chǎn)生乳酸 不會(huì)引起肌肉酸痛 不易被口腔微生物利用 不易造成齲齒 功能性低聚糖 由2 10個(gè)分子單糖通過(guò)糖苷鍵連接形成的低度聚合糖 又稱(chēng)寡糖 種類(lèi) 如棉籽糖 異麥芽酮糖 乳酮糖 低聚果糖 低聚木糖 低聚半乳糖 低聚異麥芽糖 低聚異麥芽酮糖 大豆低聚糖 低聚殼聚糖 海藻糖等 如洋蔥 大蒜 天門(mén)冬等均含有天然的功能性低聚糖 大豆中含大豆低聚糖 人體腸道內(nèi)沒(méi)有水解低聚糖的酶系統(tǒng) 不被消化吸收而直接進(jìn)入大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌利用 是雙歧桿菌的增殖因子 功能性低聚糖的直接生理功能 低熱量 難消化 有水溶性膳食纖維作用 齲齒與口腔中突變鏈球菌有關(guān) 功能性低聚糖不能被突變鏈球菌利用 不會(huì)形成齲齒 促進(jìn)腸道中雙歧桿菌增殖 是雙歧桿菌的增殖因子 由于功能性低聚糖促進(jìn)雙歧桿菌的增殖 從而表現(xiàn)出更多的生理功能 功能性低聚糖的間接生理功能 10點(diǎn) 抑制病原菌 雙歧桿菌對(duì)外源 內(nèi)源病源微生物的抑制 抑制有毒物代謝和有害酶的產(chǎn)生 防止腹瀉 防止便秘 雙歧桿菌增加了乙酸 乳酸的分泌 刺激腸道的蠕動(dòng) 降低血清膽固醇 保護(hù)肝功能 有毒的代謝產(chǎn)物減少 減輕肝的負(fù)擔(dān) 降低血壓的作用 提高機(jī)體免疫力 抗腫瘤 雙歧桿菌提高機(jī)體免疫力 營(yíng)養(yǎng)素吸收促進(jìn)作用 產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)素 雙歧桿菌能產(chǎn)生維生素B1 B2 B6 B12 葉酸等 血糖值的改善作用 功能性低聚糖的加工方法 從天然原料中提取 如棉子糖 甜菜汁中 大豆低聚糖等 但大多數(shù)天然原料中的低聚糖含量極低 操作費(fèi)時(shí) 成本高 化學(xué)合成法 以葡萄糖 半乳糖和甘露糖等為原料 比較煩瑣 復(fù)雜 酶學(xué)方法 其一是轉(zhuǎn)移糖苷合成法 以核苷二磷酸糖為底物 由三磷酸腺苷水解提供能量 通過(guò)糖苷轉(zhuǎn)移酶催化合成 其二水解合成法 用糖苷酶催化單糖縮合成寡糖 其三是酶水解法 用聚糖酶降解高分子多糖 生成短鏈的低聚糖 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)第2節(jié)生物活性肽第3節(jié)活性多糖第4節(jié)功能性甜味劑第5節(jié)自由基清除劑第6節(jié)功能性礦物質(zhì)第7節(jié)功能性維生素第8節(jié)功能性油脂第9節(jié)活性菌類(lèi)及其他活性物質(zhì) 一 自由基的產(chǎn)生機(jī)理及來(lái)源 自由基 Freeradical 是由單質(zhì)或化合物的均裂而產(chǎn)生的帶有未成對(duì)電子的原子或基團(tuán) 其單電子有強(qiáng)烈的配對(duì)傾向 傾向于以各種方式與其他原子基團(tuán)結(jié)合 形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 因而自由基非常活潑 成為許多反應(yīng)的活性中間體 或 能獨(dú)立存在 含有未成對(duì)電子的原子 原子團(tuán) 分子或離子 很不穩(wěn)定 具有強(qiáng)氧化性 自由基的分類(lèi) 氧自由基 是含有不成對(duì)電子的氧 占自由基總量的95 是人體氧化過(guò)程中釋放的一種活潑的有害物質(zhì) 如超氧陰離子 O2 過(guò)氧化氫分子 H2O2 羥自由基 OH 氫過(guò)氧基 HO2 烷過(guò)氧基 ROO 烷氧基 RO 過(guò)氧亞硝酸鹽 ONOO 氫過(guò)氧化物 ROOH 和單線態(tài)氧 1O2 等 統(tǒng)稱(chēng)為活性氧 ROS 非氧自由基 氫自由基 H 和有機(jī)自由基 R 等 氧自由基的產(chǎn)生 人體細(xì)胞在正常的代謝過(guò)程中 或受到外界條件的刺激 如高壓氧 高能輻射 抗癌劑 抗菌劑 殺蟲(chóng)劑 麻醉劑等藥物 香煙 煙霧和光化學(xué)空氣污染物等作用 氧自由基的有害作用 在體內(nèi)肆意掠奪其它分子的電子 破壞細(xì)胞 DNA RNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 使體內(nèi)細(xì)胞組織 器臟的功能降低 并不能被再修復(fù) 使體內(nèi)的免疫系統(tǒng)功能下降 從而導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生 甚至死亡 英國(guó)人Harman于1956年提出了自由基學(xué)說(shuō) 自由基攻擊生命大分子造成組織細(xì)胞損傷 是引起機(jī)體衰老的根本原因 也是誘發(fā)腫瘤等惡性疾病的重要起因 自由基誘發(fā)疾病的原因 自由基非?；顫?其單電子有強(qiáng)烈的配對(duì)傾向 傾向于以各種方式與其他原子基團(tuán)結(jié)合 進(jìn)而攻擊機(jī)體內(nèi)的生命大分子物質(zhì)及各種細(xì)胞器 造成機(jī)體在分子水平 細(xì)胞水平及組織器官水平的各種損傷 加速機(jī)體的衰老進(jìn)程并誘發(fā)各種疾病 二 自由基對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)的影響 自由基是人體正常的代謝產(chǎn)物 處于產(chǎn)生與清除的動(dòng)態(tài)平衡中 少量的氧自由基對(duì)人體不構(gòu)成威脅 還有特定的促進(jìn)作用 表現(xiàn)在 增強(qiáng)白細(xì)胞的吞噬功能 提高殺菌效果 促進(jìn)前列腺素的合成 參與脂肪加氧酶的生成 參與膠原蛋白的合成 參與肝臟的解毒作用 參加凝血酶原的合成 參與血管壁松弛而降血壓 殺傷外來(lái)微生物和腫瘤細(xì)胞 過(guò)量自由基對(duì)生命大分子的損害 對(duì)核酸的損害 導(dǎo)致基因突變 細(xì)胞死亡 對(duì)蛋白質(zhì)的損害 改變酶蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu) 酶的活性喪失 對(duì)糖類(lèi)的損害 是通過(guò)氧化性降解使多糖斷裂 如影響腦脊液中的多糖 影響大腦的正常功能 對(duì)脂質(zhì)的損害 脂質(zhì)中的多不飽和脂肪酸含多個(gè)雙鍵 化學(xué)性質(zhì)活潑 易受自由基的破壞 導(dǎo)致膜通透性的變化 影響膜的各種生理功能 自由基與疾病的關(guān)系 自由基與疾病的關(guān)系 8點(diǎn) 自由基與心血管疾病 大多數(shù)心血管疾病的主要原因是動(dòng)脈粥樣硬化 自由基攻擊動(dòng)脈血管壁和血清中的不飽和脂肪酸使之發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)而生成過(guò)氧化脂質(zhì)刺激動(dòng)脈壁 增加粥樣硬化的趨勢(shì) 自由基與癌癥 自由基與肺氣腫 自由基與缺血后重灌流損傷 自由基與眼病 常見(jiàn)的是白內(nèi)障和老年黃斑變性 自由基與炎癥 自由基既能破壞病原菌和病變細(xì)胞 也能進(jìn)攻白細(xì)胞造成白細(xì)胞大量死亡 引起溶酶體酶的大量釋放 殺傷組織細(xì)胞 造成骨 軟骨的破壞 導(dǎo)致炎癥和關(guān)節(jié)炎 自由基與貧血 自由基與癲癇 三 自由基清除劑 Scavenger 自由基清除劑發(fā)揮作用必須滿足三個(gè)條件 自由基清除劑要有一定的濃度 自由基活潑性極強(qiáng) 一旦產(chǎn)生馬上會(huì)與附近的生命大分子起作用 所以自由基清除劑必須在自由基附近 且能以極快的速度搶先與自由基結(jié)合 大多數(shù)情況下 清除劑與自由基反應(yīng)后會(huì)變成新的自由基 這個(gè)新自由基的毒性應(yīng)小于原來(lái)自由基的毒性才有防御作用 自由基清除劑的分類(lèi) 酶類(lèi)自由基清除劑 主要有超氧化物歧化酶 SOD 過(guò)氧化氫酶 CAT 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 GPX 等 非酶類(lèi)自由基清除劑 包括黃酮類(lèi) 多糖類(lèi) 維生素C 維生素E 胡蘿卜素和還原型谷胱甘肽 GSH 等活性肽類(lèi) 人為地由膳食補(bǔ)充自由基清除劑 從而達(dá)到防御疾病 延緩衰老的目的 酶類(lèi)自由基清除劑 超氧化物歧化酶 superoxidedismutase SOD SOD是研究得最深入 應(yīng)用得最廣泛的酶類(lèi)自由基清除劑 1968年 美國(guó)人McCord從牛紅細(xì)胞中提取Cu Zn的酶蛋白質(zhì) 發(fā)現(xiàn)它能催化O2 歧化 命名為超氧化物歧化酶 簡(jiǎn)稱(chēng)SOD SOD存在于幾乎所有靠氧呼吸的生物體內(nèi) 包括細(xì)菌 真菌 高等植物 高等動(dòng)物和人體中 歧化 同一物質(zhì)的分子中同一價(jià)態(tài)的同一元素間發(fā)生的氧化還原反應(yīng) SOD按其所含金屬輔基不同分3類(lèi) Cu Zn SOD 存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)或植物的葉綠體基質(zhì) 類(lèi)囊體及線粒體膜間隙中 動(dòng)物血液 牛肝 豬肝 牛心 豌豆 麥葉等動(dòng)植物組織中均有存在 由兩條肽鏈組成 每條肽鏈含有銅 鋅原子各一個(gè) 活性中心的核心是銅 Fe SOD 存在于原核細(xì)胞中 一些真核藻類(lèi)甚至高等植物銀杏 檸檬 番茄等中也有 由兩條肽鏈組成 每個(gè)二聚體含一個(gè)鐵原子 Mn SOD 存在于原核細(xì)胞 真核細(xì)胞的線粒體中 植物的葉綠體基質(zhì) 類(lèi)囊體內(nèi)也存在 在人體肝臟中含量較高 由兩條或四條肽鏈組成 SOD的理化及生物學(xué)特性 屬酸性蛋白酶 對(duì)pH 熱和蛋白酶水解等反應(yīng)比一般酶穩(wěn)定 又由于SOD屬于金屬酶 其性質(zhì)不僅取決于蛋白質(zhì) 還取決于結(jié)合到活性部位的金屬離子 三類(lèi)SOD的活性中心都含有金屬離子 如采用物理或化學(xué)方法除去金屬離子 則酶活喪失 如重新加上金屬離子 則酶活又恢復(fù) SOD是生物體內(nèi)防御氧化損傷的一種十分重要的金屬酶 對(duì)氧自由基有強(qiáng)烈清除作用 特別對(duì)于超氧陰離子 SOD可將其催化歧化而生成H2O2和O2 故SOD又稱(chēng)為清除超氧陰離子自由基的特異酶 SOD的生理功能 清除體內(nèi)的過(guò)量超氧陰離子自由基 保護(hù)DNA 蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜免遭O2 的破壞作用 提高人體對(duì)自由基外界誘發(fā)因子的抵抗力 增強(qiáng)對(duì)煙霧 輻射 有毒化學(xué)品及醫(yī)藥品的適應(yīng)性 增強(qiáng)人體自身的免疫力 提高人體對(duì)自由基受損引發(fā)的一系列疾病的抵抗力治療由于免疫功能下降而引發(fā)的疾病 清除放療誘發(fā)的大量自由基 減少組織損傷 消除疲勞 增強(qiáng)對(duì)劇烈運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)力 SOD的應(yīng)用 SOD已廣泛地應(yīng)用于人們生活的各個(gè)方面 SOD對(duì)治療關(guān)節(jié)炎和類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎療效顯著 SOD對(duì)治療癌癥 缺血后重灌流損傷 肺氣腫 白內(nèi)障 糖尿病 貧血等疾病均有療效 SOD在食品方面的應(yīng)用也極為廣泛 SOD的制備 SOD廣泛存在于動(dòng) 植物和微生物體內(nèi) 目前我國(guó)主要是從動(dòng)物血液中提取 受到血源和得率的限制 影響了SOD的生產(chǎn)成本和推廣應(yīng)用 過(guò)氧化氫酶 catalase CAT 是以鐵卟啉為輔基的結(jié)合酶 促使H2O2分解為分子氧和水 清除體內(nèi)的過(guò)氧化氫 使細(xì)胞免受H2O2的毒害 CAT作用于過(guò)氧化氫的機(jī)理實(shí)質(zhì)上是H2O2的歧化 必須有兩個(gè)H2O2先后與CAT相遇且碰撞在活性中心上 才能發(fā)生反應(yīng) H2O2濃度越高 分解速度越快 主要存在于植物的葉綠體 線粒體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 動(dòng)物的肝和紅細(xì)胞中 其酶促活性為機(jī)體提供了抗氧化防御機(jī)理 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 GPX 硒是谷胱甘肽過(guò)氧化酶的活性成分 是GPX催化反應(yīng)的必要組分 Se GPX存在于胞漿和線粒體基質(zhì)中 它以谷胱甘肽 GSH 為還原劑分解體內(nèi)的氫過(guò)氧化物 使有毒的過(guò)氧化物還原成無(wú)毒的羥基化合物 并使過(guò)氧化氫分解成醇和水 防止細(xì)胞膜和其它生物組織免受過(guò)氧化損傷 大蒜富含硒 GPX與體內(nèi)的超氧化物歧化酶 SOD 和過(guò)氧化氫酶 CAT 一起構(gòu)成了抗氧化防御體系 自由基清除劑的分類(lèi) 酶類(lèi)清除劑 主要有超氧化物歧化酶 SOD 過(guò)氧化氫酶 CAT 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 GPX 等 非酶類(lèi)自由基清除劑 包括黃酮類(lèi) 多糖類(lèi) 維生素C 維生素E 胡蘿卜素和還原型谷胱甘肽 GSH 等活性肽類(lèi) 對(duì)氧自由基具有清除作用的維生素主要有維生素 維生素 及維生素 的前體 胡蘿卜素 黃酮是具有酚羥基的一類(lèi)還原性化合物 由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化作用 四 富含自由基清除劑的食品 許多動(dòng) 植物中含有抗自由基的活性成分 如姜含揮發(fā)油和姜辣素 其成份有姜酚 姜酮和姜烯酚 綠茶的主要成分是茶多酚 銀杏 竹葉的有效成分是黃酮和酚類(lèi) 各種果品蔬菜中的維生素 五味子 小葉女貞 柴胡 車(chē)前子 黨參 靈芝等也含有多種活性成分 對(duì)含自由基清除劑的功能性食品的研究趨勢(shì) 從天然動(dòng)植中提取有效成分 添加于各種飲料或固態(tài)食品中作為功能性食品的功能因子或食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑 目前已有添加SOD的功能性食品有蛋黃醬 牛奶 可溶性咖啡 啤酒 白酒 果汁飲料 礦泉水 酸牛乳 冷飲等 利用微生物發(fā)酵或細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)功能因子 如在固體培養(yǎng)基上培育冬蟲(chóng)夏草 用大蒜細(xì)胞培養(yǎng)或深紅酵母生產(chǎn)SOD 可得到自由基清除劑含量更豐富的功能性食品 第1章功能性食品理論基礎(chǔ) 第1節(jié)蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)第2節(jié)生物活性肽第3節(jié)活性多糖第4節(jié)功能性甜味劑第5節(jié)自由基清除劑第6節(jié)功能性礦物質(zhì)第7節(jié)功能性維生素第8節(jié)功能性油脂第9節(jié)活性菌類(lèi)及其他活性物質(zhì) 第6節(jié)功能性礦物質(zhì) 礦物質(zhì) 食物或機(jī)體灰分中那些為人體生理功能所必需的無(wú)機(jī)元素 也稱(chēng)無(wú)機(jī)鹽 人體已發(fā)現(xiàn)有20余種必需的無(wú)機(jī)鹽 約占人體重量的4 5 常量元素 含量較多的 5g 為鈣 磷 鉀 鈉 氯 鎂 硫七種 每人每天的膳食需要量在100mg以上 占人體體重0 01 以上 微量元素 鐵 碘 銅 鋅 錳 鈷 鉬 硒 鉻 鎳 硅 氟 釩等元素也是人體必需的 每天的膳食需要量甚微 占人體體重0 01 以下的元素 常量元素 鈣 磷 鉀 鈉 氯 鎂 硫 在體內(nèi)的主要生理功能 構(gòu)成人體組織的重要成分 大部分是由鈣 磷和鎂組成 軟組織含鉀較多 在細(xì)胞外液中與蛋白質(zhì)一起調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的通透性 維持正常的滲透壓和酸堿平衡 維持神經(jīng)肌肉興奮性 如鈉 鎂 鉀 鈣等 構(gòu)成酶的成分或激活酶的活性參與物質(zhì)代謝 常量元素在人體新陳代謝中會(huì)部分排出 須通過(guò)膳食補(bǔ)充 鈣和磷 均是骨和牙的重要礦物成分 骨的鈣 磷之比幾乎是恒定的 二者之一在體內(nèi)的含量顯著變動(dòng)時(shí)另一個(gè)也隨之改變 鈣和磷常一起考慮 鈣 人體內(nèi)含量較多的元素之一 含量約為1000 1200g 99 的鈣以磷酸鹽的形式集中在骨骼和牙齒內(nèi) 稱(chēng)為 骨鈣 其余1 的鈣大部分以離子狀態(tài)存在于軟組織 細(xì)胞液及血液中 少部分與檸檬酸螯合 或與蛋白質(zhì)結(jié)合 這一部分統(tǒng)稱(chēng)為 混溶鈣池 也稱(chēng) 混合鈣庫(kù) 骨鈣 骨組織儲(chǔ)藏的鈣占99 以上 骨被譽(yù)為鈣庫(kù) 骨鈣和血液循環(huán)不斷交換 每天可達(dá)250 1000mg 成人每天約有700mg的鈣出入骨組織 老年人鈣的溶出占優(yōu)勢(shì) 骨質(zhì)疏松 血鈣 血液中的鈣不及人體總鈣量的0 1 正常人血中鈣 磷濃度之間存在一定關(guān)系 以mg L 1表示時(shí) Ca P 350 400 當(dāng) 400時(shí) 二者以骨鹽形式沉積在骨組織 當(dāng) 350時(shí) 則將妨礙骨組織的鈣化 甚至使骨鹽再溶解 影響成骨作用 引起佝僂病或骨軟化癥 補(bǔ)充 吃金奇仕補(bǔ)鈣卻得了佝僂病 2012年03月14日 杭州的一位媽媽在論壇上發(fā)帖 稱(chēng)她的寶寶出生后每次體檢的結(jié)果都正常 從9個(gè)月大時(shí)開(kāi)始吃金奇仕魚(yú)肝油和乳鈣 第12個(gè)月時(shí)卻被診斷出得了佝僂病 上海 濟(jì)南等地都出現(xiàn)了類(lèi)似的事件 一位成都爸爸稱(chēng)服用7個(gè)月金奇仕寶寶中度佝僂病 廣州市質(zhì)監(jiān)局現(xiàn)已介入事件調(diào)查 金奇仕公司則表示 他們每批次產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)檢疫 這次鈣指標(biāo)都正常 只有磷超標(biāo)了 補(bǔ)充佝僂病癥狀 嬰兒抬頭 坐 站 行走都較晚 食欲不振 睡眠不安 易夜驚 多汗 枕部形成禿發(fā) 大腦皮層功能異常條件反射形成緩慢 語(yǔ)言發(fā)育落后 貧血等癥狀 嚴(yán)重的患兒表現(xiàn)為前囟 x n 閉合延遲 兩側(cè)肋骨與肋軟骨連接部位肥大 外觀看象兩串珠子 稱(chēng) 肋串珠 胸廓下緣肋骨外翻 嚴(yán)重者出現(xiàn) 雞胸 雙下肢彎曲形成 O 形腿或 X 形腿 補(bǔ)充 奶制品是最優(yōu)質(zhì)的鈣源對(duì)于嬰幼兒如何補(bǔ)鈣的問(wèn)題 浙江省營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)臨床營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員 浙二醫(yī)院醫(yī)師張片紅表示 0到6個(gè)月的寶寶補(bǔ)鈣 只要純母乳喂養(yǎng) 鈣的補(bǔ)充是完全足夠的 如果人工喂養(yǎng) 配方奶粉補(bǔ)鈣也足夠 而6個(gè)月到36個(gè)月的寶寶補(bǔ)鈣 需要吃一定量的配方奶粉 嬰幼兒補(bǔ)鈣的最好方式是食用奶或奶制品 同時(shí)讓寶寶到戶外活動(dòng) 或補(bǔ)充維生素D 缺乏日光 嬰幼兒可以額外地補(bǔ)充維生素D 給孩子補(bǔ)鈣有人青睞排骨湯 其實(shí)排骨中的鈣含量低 骨頭中的鈣又難以溶解在湯中 無(wú)論就鈣的含量或者吸收率來(lái)看 奶類(lèi)最佳 母乳最優(yōu) 其次是配方奶 再后是鮮奶 魚(yú) 蛋 豆類(lèi) 綠葉蔬菜等值得推薦 補(bǔ)充維生素D促進(jìn)鈣的吸收 曬太陽(yáng)是獲得維生素D的最經(jīng)濟(jì) 最容易的辦法 長(zhǎng)期素食的孩子易缺鈣 蔬菜中的植酸 草酸與鈣反應(yīng)生成不溶性的鹽 影響了對(duì)鈣的吸收 偏食 挑食加重缺鈣現(xiàn)象 但補(bǔ)鈣過(guò)量可能增加肺 腦 腎 心血管 眼周?chē)M織發(fā)生鈣沉積 產(chǎn)生腎結(jié)石的潛在危險(xiǎn) 鈣的生理功能 構(gòu)成骨骼和牙齒的主要成分 起支持和保護(hù)作用 混合鈣庫(kù)的鈣維持細(xì)胞的正常生理狀態(tài) 與鎂 鉀 鈉等保持一定比例 使組織表現(xiàn)適當(dāng)?shù)膽?yīng)激 促進(jìn)體內(nèi)某些酶的活動(dòng) 調(diào)節(jié)某些酶的活性 如腺苷酸環(huán)化酶 磷酸二酯酶 色氨酸羧化酶等 鈣起電荷載體作用 調(diào)節(jié)受體結(jié)合和離子通透性 起電荷載體作用 參與神經(jīng)肌肉的活動(dòng) 神經(jīng)遞質(zhì)的釋放 神經(jīng)肌肉的興奮 神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo) 肌肉收縮等 鈣的吸收 鈣的吸收主要在小腸上端進(jìn)行 維生素D可促進(jìn)腸道對(duì)鈣 磷的吸收 并使它沉著在骨中 血鈣低時(shí) 還可使骨中的鈣溶解到血中 食用含草酸多的菠菜 鈣難于吸收 原因是草酸與鈣形成不溶于水的草酸鈣沉淀在消化道里 菠菜在開(kāi)水中焯一下可去草酸 乳糖可增強(qiáng)鈣的擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn) 它被乳糖酶水解成葡萄糖和半乳糖改善鈣的吸收 其它糖如蔗糖 果糖也能增加鈣吸收率 蛋白質(zhì)被消化成的賴(lài)氨酸 色氨酸 精氨酸 亮氨酸 組氨酸等與鈣形成可溶性鈣鹽促進(jìn)鈣的吸收 鈣的排泄 吸收的鈣大部分經(jīng)腸粘膜上皮細(xì)胞的脫落和消化液的分泌排入腸道 由糞便 尿液 汗液排出 鈣吸收后進(jìn)入細(xì)胞外液 與細(xì)胞內(nèi)液 腎小球?yàn)V液和骨鹽可交換部分的鈣不斷地進(jìn)行交換 鈣的需要量 中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的鈣供給量標(biāo)準(zhǔn) mg d 1 為 初生至10歲為600 10 13歲為800 13 16歲為1200 16 19歲為1000 成年男女 600 孕婦為1500 乳母為2000 鈣在食物中的含量 乳及乳制品含鈣豐富 吸收率高 水產(chǎn)品中小蝦米皮含鈣特多 其次是海帶 骨粉含鈣20 以上 吸收率約為70 蛋殼粉含大量鈣 干果豆和豆制品及綠葉蔬菜含鈣也不少 谷物 肉類(lèi)和禽類(lèi)含鈣不多 膳食中補(bǔ)充骨粉或蛋殼粉可以改善鈣的營(yíng)養(yǎng)狀況 補(bǔ)充 葡萄糖酸鈣口服液 保健品 治療鈣缺乏癥 如骨質(zhì)疏松 手足抽搐癥 骨發(fā)育不全 佝僂病 以及妊娠和哺乳期婦女 絕經(jīng)期婦女鈣的補(bǔ)充 磷 在營(yíng)養(yǎng)上對(duì)它很少注意 細(xì)胞中普遍存在磷 成人體內(nèi)含磷750 50g 約占體重的1 礦物質(zhì)總量的1 4 其中87 6 以羧磷灰石的形式構(gòu)成骨鹽儲(chǔ)存在骨骼和牙齒中 10 與蛋白 脂肪 糖及其他有機(jī)物結(jié)合構(gòu)成軟組織 磷的生理功能 磷對(duì)骨骼生長(zhǎng) 牙齒發(fā)育 腎功能和神經(jīng)傳導(dǎo)都是不可缺少的 鈣和磷形成難溶性鹽而使骨與牙結(jié)構(gòu)堅(jiān)固 磷是核酸 磷脂和某些酶的組成成分 有助于碳水化合物 脂肪和蛋白質(zhì)的代謝 磷脂是細(xì)胞膜脂類(lèi)的成分 與膜的通透性有關(guān) 磷酸鹽能調(diào)節(jié)維生素D的代謝 維持鈣的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定 在體液的酸堿平衡中起緩沖作用 鈣和磷的平衡有助于無(wú)機(jī)鹽的利用 磷的吸收和排泄 從膳食攝入的磷酸鹽70 在小腸內(nèi)吸收 磷的吸收需要維生素D 維生素D缺乏時(shí) 血清中無(wú)機(jī)磷酸鹽下降 佝僂病往往鈣正常而磷含量較低 鈣 鎂 鐵 鋁等金屬離子常與磷酸形成難溶性鹽而影響磷的吸收 高脂肪食物或脂肪消化與吸收不良時(shí) 腸中磷的吸收增加 但這種情況會(huì)減少鈣的吸收 擾亂鈣磷平衡 磷主要經(jīng)腎隨尿排泄 膳食攝入的未吸收的磷 和分泌到胃腸道的內(nèi)源磷一起隨糞便排出 磷的需要量 我國(guó)膳食以谷類(lèi)為主 磷偏高 很少見(jiàn)磷缺乏病 磷缺乏時(shí)引起精神混亂 厭食 關(guān)節(jié)僵硬等現(xiàn)象 近年來(lái)聚磷酸鹽 偏磷酸等廣泛用于食品添加劑 可引起磷攝入過(guò)多 表現(xiàn)為神經(jīng)興奮 手足抽搐和驚厥 磷在食物中的含量 人乳含磷為150 175mg L 1 鈣 磷比為2 1 牛乳含磷100mg L 人乳含量可滿足正常嬰兒生長(zhǎng)的需要 谷物類(lèi) 肉 魚(yú) 牛乳 乳酪 豆類(lèi)和硬殼果等含磷較多 鎂 是人體細(xì)胞內(nèi)的主要陽(yáng)離子之一 濃集于線粒體中 僅次于鉀和磷 在細(xì)胞外液 鎂僅次于鈉和鈣而居于第三位 1934年首次發(fā)現(xiàn)人類(lèi)的鎂缺乏病 才認(rèn)識(shí)到鎂是人類(lèi)生存不可缺少的元素 成人體內(nèi)鎂總量約為20 28g或43mg kg 1 其中55 在骨骼中 27 在軟組織 1 左右在細(xì)胞外液 鎂的生理功能 酶的激活劑 激活多種酶 如已糖激酶 羧化酶 丙酮酸脫氫酶 肽酶 膽堿酯酶等 參與蛋白質(zhì) 脂肪和碳水化物代謝 離子轉(zhuǎn)運(yùn) 神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳遞 肌肉收縮等 骨細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能所必需的元素 對(duì)心血管的影響 影響心肌的收縮過(guò)程 胃腸道作用 具有利膽作用 堿性鎂鹽可中和胃酸 鈣與鎂的拮抗 鎂與鈣使神經(jīng)肌肉興奮或抑制的作用相同 但鎂和鈣又有拮抗作用 競(jìng)爭(zhēng)與某些酶的結(jié)合 鎂和鈣對(duì)細(xì)胞滲透壓的作用相反 鎂和鈣在腸道吸收時(shí)有競(jìng)爭(zhēng)作用 鎂與鉀 鎂能興奮細(xì)胞膜上的鈉 鉀 ATP酶 使細(xì)胞外鉀向細(xì)胞內(nèi)移動(dòng) 鎂能降低鉀離子的通透性 減少細(xì)胞失鉀 鎂的吸收 主要由小腸吸收 吸收與膳食攝入量密切相關(guān) 攝入少時(shí)吸收率增加 攝入多吸收率降低 鎂主動(dòng)運(yùn)輸通過(guò)腸壁 其途徑與鈣相同 攝入量高時(shí) 二者在腸道競(jìng)爭(zhēng)吸收 膳食磷酸鹽和乳糖的含量 腸腔內(nèi)鎂的濃度及食物在腸內(nèi)的過(guò)渡時(shí)間對(duì)鎂的吸收都有影響 氨基酸增加難溶性鎂鹽的溶解度 蛋白質(zhì)促進(jìn)鎂吸收 膳食纖維降低鎂的吸收 使血清 骨及腎的鎂水平低 鎂的排泄 成人食物供應(yīng)鎂約200mg d 1 從膽汁 胰液分泌到腸道 其中60 70 隨糞便排出 少量保留在新生組織 有些在汗液或脫落的皮