功能性食品生產(chǎn)主要技術(shù)方法

1、功能性食品生產(chǎn)的主要技術(shù)方法功能食品的發(fā)展為消費(fèi)者提供一條選擇健康食品的最佳途徑。功能食品當(dāng)中發(fā)揮功能作用的物質(zhì)稱為生物活性物質(zhì),具有延緩衰老、 提高機(jī)體免疫力、 抗腫瘤、 抗輻射等功能 , 大多生物活性物質(zhì)具有熱敏性,在生物活性物質(zhì)的提取分離中保留其生物活性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。功能食品的生產(chǎn)技術(shù)主要包括，生物工程技術(shù)（包括發(fā)酵工程，酶工程，基因工程，細(xì)胞工程等），分離純化技術(shù)，超微粉碎技術(shù)，冷凍干燥技術(shù)，微膠囊技術(shù)，冷殺菌技術(shù)。目前對于功能食品的研究集中于：1. 活性多糖及其加工技術(shù)， 活性多糖包括膳食纖維，真菌活性多糖，植物活性多糖。2. 活性多肽及其加工技術(shù)，酪蛋白磷酸肽（酶解- 沉淀法，

2、酶解 -離子交換法），谷胱甘肽（萃取法，發(fā)酵法），降血壓肽功能性油脂及其加工技術(shù)3. 多不飽和脂肪酸， 磷脂活性微量元素及其加工技術(shù)。4. 自由基清除劑及其加工技術(shù)（超氧化物歧化酶，沉淀法制備，離子交換層析法）5. 活性菌類及其加工技術(shù)6. 功能性甜味料及其加工技術(shù)。1. 一般分離技術(shù)1.1 初步分離純化從固液分離出來后的提取液需初步分離純化,進(jìn)一步除去雜質(zhì)。 常用的初步分離純化技術(shù)主要有萃取分離、沉淀分離、吸附澄清、分子蒸餾技術(shù)、膜過濾法、樹脂分離方法等。1.1.1 萃取分離萃取分離萃取分離法既是一個(gè)重要的提取方法, 又是一個(gè)從混合物中初步分離純化的一個(gè)重要的常用分離方法。 這是因?yàn)槿軇┹腿?/p>

3、具有傳質(zhì)速度快、操作時(shí)間短、 便于連續(xù)操作、容易實(shí)現(xiàn)自動化控制、 分離純化效率高等優(yōu)點(diǎn)。萃取分離法 :一是水一有機(jī)溶劑萃取, 即用一種有機(jī)溶劑將目標(biāo)產(chǎn)物自水溶液中提取出來, 達(dá)到濃縮和純化的目的 ; 二是兩水相萃取 ,這是近期出現(xiàn)的、引人注目的、極有前途的新型分離純化技術(shù)。當(dāng)兩種性質(zhì)不同、互不相溶的水溶性高聚物混合 , 并達(dá)到一定的濃度時(shí) ,就會產(chǎn)生兩相 ,兩種高聚物分別溶于互不相溶的兩相中。常用的兩水相萃取體系為聚乙二醇( P E G ) 一葡聚糖 ( eD x t ar n )系統(tǒng)1.1.2 沉淀分離純化沉淀分離純化利用加人試劑或改變條件使功能活性成分(或雜質(zhì) ) 生成不溶性顆粒而沉降的沉

4、淀法是最常用和最簡單的分離純化方法, 由于其濃縮作用常大于純化作用, 因此通常作為初步分離的一種方法。沉淀分離純化方法主要有鹽析法、等電點(diǎn)法、 有機(jī)溶劑沉淀法、非離子型聚合物沉淀法、聚電解質(zhì)沉淀法、高價(jià)金屬離子沉淀法和其他沉淀方法等1.1.3吸附澄清技術(shù)吸附澄清是通過吸附澄清劑的吸附、架橋、絮凝作用以及無機(jī)鹽電解質(zhì)微粒和表面電荷產(chǎn)生絮凝作用等,使許多不穩(wěn)定的微粒聯(lián)結(jié)成絮團(tuán),并不斷增長變大,以增加微粒半徑,加快其沉降速度,提高濾過率。1.1.4分子蒸餾技術(shù)分子蒸餾是利用液體混合物各分子受熱后會從液面逸出,并在離液面小于輕分子平均自由程而大于重分子平均自由程處設(shè)置一個(gè)冷凝面,使輕分子不斷逸出,而重

5、分子達(dá)不到冷凝面 ,從而打破動態(tài)平衡而將混合物中的輕重分子分離。1.1.5 膜過濾法膜過濾法是以壓力為推動力,依靠膜的選擇透過性進(jìn)行物質(zhì)的分離純化的方法,包括微濾、納濾、超濾、反滲透和電滲析等類型。膜過濾法具有比普通分離方法更突出的優(yōu)點(diǎn), 由于在分離時(shí) , 料液既不受熱升溫,又不發(fā)生相變化 , 功能活性成分不會散失或破壞,容易保持活性成分的原有功能。1.2 高度分離純化經(jīng)過初步分離純化后的功能活性成分, 純度可能還達(dá)不到要求 , 還含有一些雜質(zhì), 需要進(jìn)一步的高度分離純化 ,才能滿足對功能活性成分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和活性的研究。 高度分離純化的方法大體有結(jié)晶分離純化和色譜法分離純化等。1.2.1 結(jié)

6、晶分離純化結(jié)晶是溶質(zhì)呈晶態(tài)從溶液中析出的過程。由于初析出的結(jié)晶多少總會帶一些雜質(zhì),因此需要反復(fù)結(jié)晶才能得到較純的產(chǎn)品。從比較不純的結(jié)晶再通過結(jié)晶作用精制得到較純的結(jié)晶,這一過程叫重結(jié)晶。晶體內(nèi)部有規(guī)律的結(jié)構(gòu),規(guī)定了晶體的形成必須是相同的離子或分子,才可能按一定距離周期性地定向排列而成, 所以能形成晶體的物質(zhì)是比較純的。1.2.2 色譜法分離純化紙色譜是以紙和吸附的水作為固定相的液相色譜法, 主要應(yīng)用于親水化合物的分離。通常的紙色譜是正相色譜,但有時(shí)也將濾紙用極性較小的液體處理作為固定液, 而以極性大的含水溶劑為流動相,此即為反相紙色譜法。 紙色譜點(diǎn)樣量少 , 分離后的純品量少 ,難以大量收集供

7、功能活性成分的進(jìn)一步研究之用。薄層色譜是將吸附劑涂布在薄板上作為固定相的液相色譜法。 薄層色譜的點(diǎn)樣量比紙色譜大 , 分離純化效果也比紙色譜好 , 可用于純度鑒定 ; 也可將分離后的斑點(diǎn)刮下 , 溶解后收集純品 , 但收集量還是太小 , 除特殊的情況外, 一般也不用做純品的收集方法。2. 現(xiàn)代提取方法分離是食品加工中的一個(gè)主要操作，它是依據(jù)某些理化原理將一種中間產(chǎn)品中的不同組分分離。生產(chǎn)功能食品時(shí) ,常利用一些功效成分含量較高的功能性動植物基料,如銀杏葉、荷葉、茶葉、茶樹花、山藥等,以提取黃酮、酚類、生物堿、多糖等功能活性成分川。經(jīng)典提取方法主要是有機(jī)溶劑提取法, 這種提取方法往往不需要特殊的

8、儀器,因此應(yīng)用比較普遍?，F(xiàn)代提取方法是以先進(jìn)的儀器為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新的提取方法,主要有水蒸氣蒸餾技術(shù)、超聲波提取技術(shù)、微波提取技術(shù)、生物酶解提取技術(shù)、固相萃取技術(shù)。2.1 水蒸氣蒸餾技術(shù)水蒸氣蒸餾是利用被蒸餾物質(zhì)與水不相混溶, 使被分離的物質(zhì)能在比原沸點(diǎn)低的溫度下沸騰 , 生成的蒸氣和水蒸氣一同逸出 ,經(jīng)冷凝、冷卻 ,收集到油水分離器中 ,利用提取物不溶于水的性質(zhì)以及與水的相對密度差將其分離出來,達(dá)到分離的目的。2.2 超聲波提取技術(shù)天然植物有效成分大多存在于細(xì)胞壁內(nèi), 細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成決定了其是植物細(xì)胞有效成分提取的主要障礙 , 現(xiàn)有的機(jī)械方法或化學(xué)方法有時(shí)難以取得理想的破碎效果。超聲波提

9、取技術(shù)是利用超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng) ,加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、 擴(kuò)散和溶解 , 加速了有效成分的浸出, 大大提高了提取效率。2.3 微波提取技術(shù)微波提取技術(shù)是利用微波能來提高提取率的一種新技術(shù)。 微波提取過程中 , 微波輻射導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì) , 尤其是水分子吸收微波能 , 產(chǎn)生大量熱量 , 使細(xì)胞內(nèi)溫度迅速上升 , 液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破 , 形成微小的孔洞 ; 進(jìn)一步加熱 , 導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞壁水分減少 , 細(xì)胞收縮 , 表面出現(xiàn)裂紋。 孔洞和裂紋的存在使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) , 溶解并釋放出胞內(nèi)產(chǎn)物。2.4 生物酶解提取技術(shù)生物酶解提取技術(shù)是利用

10、酶反應(yīng)具有高度專一性等特性,根據(jù)植物細(xì)胞壁的構(gòu)成,選擇相應(yīng)的酶 , 將細(xì)胞壁的組成成分水解或降解,破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),使有效成分充分暴露出來溶解、混懸或膠溶于溶劑中,從而達(dá)到提取細(xì)胞內(nèi)有效成分的一種新型提取方法。由于植物提取過程中的屏障細(xì)胞壁被破壞,因而酶法提取有利于提高有效成分的提取效率。此外,由于許多植物中含有蛋白質(zhì), 因而采用常規(guī)提取法, 在煎煮過程中 , 蛋白質(zhì)遇熱凝固 ,影響有效成分的溶出。2.5 固相萃取技術(shù)固相萃取 ( S P E ) 是根據(jù)液相色譜法原理,利用組分在溶劑與吸附劑間選擇性吸附與選擇性洗脫的過程 ,達(dá)到提取分離、 富集的目的 ,即樣品通過裝有吸附劑的小柱后,目標(biāo)產(chǎn)物保留

11、在吸附劑上 ,先用適當(dāng)?shù)娜軇┫慈ルs質(zhì), 然后在一定的條件下選用不同的溶劑,將目標(biāo)產(chǎn)物洗脫下來。3. 膜分離技術(shù)3.1 膜分離技術(shù)概述膜分離技術(shù)自 1950年開始應(yīng)用于海水的脫鹽，至今已經(jīng)成為最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一， 被廣泛應(yīng)用于化工、制藥、生物以及食品工業(yè)等領(lǐng)域。膜分離技術(shù)以選擇性透過膜為分離介質(zhì)， 借助外界推動力，對兩種組分或多種組分進(jìn)行分級、分離和富集。與其它分離技術(shù)相比，膜分離為物理過程， 無需引入外源物質(zhì)， 節(jié)約能源的同時(shí)， 減少了對環(huán)境的污染;其次，膜分離在常溫下進(jìn)行，過程中沒有相變， 適宜對食品工業(yè)中生物活性物質(zhì)進(jìn)行分離及濃縮。將膜分離技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)的濃縮、澄清以及分離，可

12、以較好地保持產(chǎn)品原有的色、香、味和多種營養(yǎng)成分。另外，膜分離設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、易操作、易維修的特點(diǎn)，使其在化工、制藥、生物以及食品工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。3.2膜分離技術(shù)在功能食品中的應(yīng)用功能食品的發(fā)展為消費(fèi)者提供一條選擇健康食品的最佳途徑。功能食品當(dāng)中發(fā)揮功能作用的物質(zhì)稱為生物活性物質(zhì)，具有延緩衰老、提高機(jī)體免疫力、抗腫瘤、抗輻射等功能，大多生物活性物質(zhì)具有熱敏性， 在生物活性物質(zhì)的提取分離中保留其生物活性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。膜分離技術(shù)是在常溫下進(jìn)行操作，對生物活性物質(zhì)的分離是一種較為理想的分離技術(shù)。Loginov 等用超濾膜對亞麻籽皮提取物中的蛋白質(zhì)和多酚進(jìn)行分離， 通過調(diào)節(jié) pH 值為

13、4.4 ，使蛋白質(zhì)凝集，離心后使用截留分子量為 30 KDa 聚醚砜超濾膜對上清液過濾。通過蛋白質(zhì)凝集，多酚純度由 33.5%增至 56. 0% ，超濾后多酚純度進(jìn)一步增至 76. 6% 。許浮萍等將膜分離與醇沉法相結(jié)合，對大豆異黃酮純化。試驗(yàn)采用20 nm和50 nm兩種孔徑的膜對脫脂豆粕的乙醇萃取液進(jìn)行超濾。4. 超微粉碎技術(shù)4.1超微粉碎技術(shù)概述微粉碎技術(shù)是近年來隨著現(xiàn)代化工、電子、生物、材料及礦產(chǎn)開發(fā)等高新技術(shù)的不斷發(fā)展而興起的，是國內(nèi)外食品加工的高科技尖端技術(shù)。在國外，美國、日本市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉、海帶粉、花粉和胎盤粉等，多是采用超微粉碎技術(shù)加工而成; 而我

14、國也于 20 世紀(jì) 90 年代將此技術(shù)應(yīng)用于花粉破壁，隨后一些口感好、營養(yǎng)配比合理、易消化吸收的功能性食品 ( 如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等 ) 應(yīng)運(yùn)而生。 超微粉碎技術(shù)是利用機(jī)械或流體動力的方法， 將物料顆粒粉碎至微米級甚至納米級微粉的過程。 微粉是超微粉碎的最終產(chǎn)品，具有一般顆粒所不具備的一些特殊理化性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性、 化學(xué)反應(yīng)活性等。其粒徑限度至今尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，普遍認(rèn)為將微粉粒徑界定為小于 75 m較為合理。超微粉碎的原理與普通粉碎相同，只是細(xì)度要求更高，它利用外加機(jī)械力，使機(jī)械力轉(zhuǎn)變成自由能， 部分地破壞物質(zhì)分子間的內(nèi)聚力，來達(dá)到粉碎的目的。超微粉碎技術(shù)是利用各種特

15、殊的粉碎設(shè)備，通過一定的加工工藝流程，對物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等，將粒徑在3 mm 以上的物料粉碎至粒徑為10 m 以下的微細(xì)顆粒，從而使產(chǎn)品具有界面活性，呈現(xiàn)出特殊功能的過程。與傳統(tǒng)的粉碎、 破碎、碾碎等加工技術(shù)相比，超微粉碎產(chǎn)品的粒度更加微小。 超微粉碎是基于微米技術(shù)原理的。隨著物質(zhì)的超微化， 其表面分子排列、電子分布結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，產(chǎn)生塊 (粒 )材料所不具備的表面效應(yīng)、 小尺寸效應(yīng)、 量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)， 從而使得超微產(chǎn)品與宏觀顆粒相比具有一系列優(yōu)異的物理、化學(xué)及表界面性質(zhì)。4.2 超微粉碎技術(shù)在功能食品中的應(yīng)用Zhu 等制備了苦瓜超微粉 , 并用于糖尿病患者的治療

16、 , 發(fā)現(xiàn)食用 1 周后 ,患者血糖從21.40 mmol/L 降至 12.54 mmol/L,表明苦瓜超微粉具有較好的抑制糖尿病的性能, 可作為降血糖性功能食品開發(fā)利用.Sun 等制備了杏鮑菇超微粉 , 并研究其在小鼠體內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)和抗氧化作用 , 結(jié)果發(fā)現(xiàn) ,杏鮑菇超微粉具有良好的抗氧化、抗病毒和抗腫瘤功能.Kurek等將燕麥纖維超微粉以一定質(zhì)量比加入小麥粉面團(tuán)中, 隨著超微粉比例的增加, 面團(tuán)體積變小 ,含水量及彈性增加,為開發(fā)高膳食纖維含量的面包提供了參考。4.3超微粉碎技術(shù)應(yīng)用前景展望有關(guān)超微粉碎技術(shù)在功能保健食品中應(yīng)用的研究，國內(nèi)外都在進(jìn)行之中，但研究尚屬初步。隨著人類生存環(huán)境的惡

17、化，水資源和空氣污染現(xiàn)象的加劇。各種惡性疾病發(fā)病率的上升，這些因素都刺激著人們更加關(guān)注自身的健康。因此，人們對功能保健食品都寄托了很大的希望。包括超微粉碎技術(shù)在內(nèi)的各種食品加工新技術(shù)，將在功能保健食品中得到更深入廣泛的應(yīng)用。總之，隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展，必將出現(xiàn)更多、更為先進(jìn)的高新技術(shù)，超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用還只是在一個(gè)起步的階段，超微細(xì)粉技術(shù)， 因?yàn)橛兄渌话惴鬯榉绞剿鶝]有的優(yōu)勢與特點(diǎn)，以后在湯料、 藥材的生產(chǎn)中肯定會起到更加突出的作用，相信在不久的將來，這種節(jié)能，高效產(chǎn)品品質(zhì)高的新技術(shù)會更加趨于完善。5. 微膠囊技術(shù)5.1微膠囊技術(shù)概述納米微膠囊 (nanocapsule)，

18、即具有納米尺寸的微膠囊，其顆粒微小，易于分散和懸浮在水中，形成均一穩(wěn)定的膠體溶液，并且具有良好的靶向性和緩釋作用。在功能食品領(lǐng)域中，運(yùn)用納米微膠囊技術(shù)對功能食品中的功能因子進(jìn)行包埋，既可以減少功能因子在加工或貯藏過程中的損失， 又能有效地將功能因子輸送到人體的胃腸道位置。納米膠囊特定的靶向性可以使功能因子改變分布狀態(tài)而濃集于特定的靶組織，以達(dá)到降低毒性、提高療效的目的，并通過控制釋放功能因子提高其生物利用率，同時(shí)保持食品的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)以及其感官吸引力。因此，納米微膠囊技術(shù)對于功能食品的研究與開發(fā)提供了新的理論和應(yīng)用平臺，十分有利于功能食品的發(fā)展。微膠囊技術(shù) (microencapsulation

19、)是指利用天然的或者是合成的高分子包囊材料，將固體的、液體的甚至是氣體的囊核物質(zhì)包覆形成的一種直徑在1 5000m范圍內(nèi)，具有半透性或密封囊膜的微型膠囊的技術(shù)。納米微膠囊技術(shù)是指利用納米復(fù)合、納米乳化和納米構(gòu)造等技術(shù)在納米尺度范圍內(nèi) (1 1000nm)對囊核物質(zhì)進(jìn)行包覆形成微型膠囊的新型技術(shù)。其中，被包覆的物質(zhì)稱為微膠囊的芯材，用來包覆的物質(zhì)稱為微膠囊的壁材。5.2微膠囊技術(shù)在功能食品中的應(yīng)用5.2.1功能性油脂的納米微膠囊化Zambrano-Zaragoza 等采用乳液分散法，制備了以食品級的油脂 ( 紅花油、葵花油、大豆油、 - 胡蘿卜素、 - 生育酚 ) 為芯材的納米微膠囊， 并對納米

20、微膠囊的性質(zhì)進(jìn)行了研究，確定了制備納米微膠囊的最佳條件，制得的食品級油脂的平均粒徑大約在300nm左右，該研究對于油脂類食品的保存和貯藏具有一定的意義。Zimet等采用 - 乳球蛋白和低甲氧基果膠為載體，制備了-3系列多不飽和脂肪酸中的二十二碳六烯酸(DHA)的納米微膠囊，該納米粒子的平均粒徑為100nm，納米微膠囊顯示出了良好的膠體穩(wěn)定性，能夠有效地抑制DHA的氧化分解， 在 40的環(huán)境中將DHA產(chǎn)品放置 100h，經(jīng)過納米微膠囊化的DHA只有 5% 10%被氧化分解掉，而未經(jīng)過處理的DHA卻損失了 80%。這項(xiàng)研究對于將長鏈多不飽和脂肪酸進(jìn)行納米微膠囊化后， 再應(yīng)用于澄清酸飲料中有一定的指

21、導(dǎo)意義。Gkmen等采用噴霧干燥法，用高直鏈玉米淀粉對-3系列不飽和脂肪酸亞麻籽油進(jìn)行納米微膠囊化包埋，并按不同的量添加到生面團(tuán)中，研究其對面包品質(zhì)的影響。5.2.2抗氧化劑類的納米微膠囊化應(yīng)用于功能食品中的抗氧化劑主要包括酚類物質(zhì)、黃酮類化合物( 主要有黃酮醇類、黃酮類、黃烷酮類、黃烷酮醇類等) 、生物堿類等，同時(shí)還包括食用色素中的- 胡蘿卜素、番茄紅素、葉黃素、姜黃素等，都是天然的抗氧化劑。采用納米微膠囊對抗氧化劑進(jìn)行包埋，可以提高其在食品應(yīng)用中的穩(wěn)定性和人體的生物利用率，增強(qiáng)其對人體的保健功效。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)是從茶葉中分離得到的兒茶素類單體，也是最有效的水溶性的多酚

22、類抗氧化劑，具有抗氧化、抗癌、抗突變等生物活性。2010年， Shpigelman等用經(jīng)過熱變性處理的- 乳球蛋白對EGCG進(jìn)行納米微膠囊包埋， 得到的納米粒子尺寸小于50nm，并且該產(chǎn)品對EGCG有很好的保護(hù)作用，能夠有效地防止EGCG的氧化分解， 對開發(fā)澄清飲料這類強(qiáng)化食品有很好的指導(dǎo)意義。2012 年， Shpigelman等通過改變- 乳球蛋白和EGCG的比例，并采用冷凍干燥法對該納米粒子進(jìn)行再改造，研究了納米粒子構(gòu)成的膠體溶液的穩(wěn)定性、尺寸變化、包埋率、感官性質(zhì)以及模擬胃腸道消化的實(shí)驗(yàn)。5.2.3維生素類和礦物質(zhì)類的納米微膠囊化維生素是維持人體正常生理功能、促進(jìn)各種新陳代謝過程中不可

23、缺少的營養(yǎng)成分，維生素幾乎不能由人體合成，必須從食物中獲取，主要包括水溶性維生素(VC、 VB系列、葉酸、泛酸等 ) 和脂溶性維生素(VA、VD、 VE等) 。將維生素制成微膠囊，可以大大提高其穩(wěn)定性。在功能食品中作為功效成分的礦物質(zhì)主要有鈣、鐵、鋅、硒等， 對礦物質(zhì)進(jìn)行微膠囊主要解決礦物質(zhì)自身的不穩(wěn)定性、易對食品產(chǎn)生不良風(fēng)味以及降低毒副作用等問題。Semo等以 rCM 為壁材，對脂溶性的VD2進(jìn)行包埋，成功制備了平均粒徑在150nm左右的 VD2的納米微膠囊。 該研究表明， 微膠囊中的VD2濃度是血清中的5.5 倍，并且 rCM微膠囊的形態(tài)和平均粒徑與天然形成的酪蛋白相似，rCM 微膠囊可以

24、部分地保護(hù)VD2，防止紫外光照射引起的VD2 的降解。 CM可以作為包埋、保護(hù)和傳遞敏感疏水性營養(yǎng)物質(zhì)的納米載體，對于開發(fā)和生產(chǎn)富集脫脂或低脂的食品有重要的意義。Haham等在上述研究基礎(chǔ)上，制備了以 rCM 為壁材，平均粒徑為 (91 ± 8)nm 的 VD3納米微膠囊 (VD3-rCM) ，并研究了超高壓均質(zhì)對微膠囊性質(zhì)的影響，評價(jià)了 rCM/CM對 VD3的熱降解和光降解的保護(hù)作用，并通過臨床實(shí)驗(yàn)評價(jià)了 VD3的生物利用率。5.3微膠囊技術(shù)應(yīng)用前景展望納米微膠囊技術(shù)，它是涉及物理和膠體化學(xué)、高分子物理和化學(xué)、分散及干燥技術(shù)、納米技術(shù)中的納米材料和納米加工學(xué)等多交叉性學(xué)科。納米微

25、膠囊技術(shù)作為微膠囊技術(shù)的發(fā)展和延伸， 在功能食品加工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，尤其是人們對功能食品中的功效成分的保持與生物利用率的重視，針對功能食品中的功效成分在應(yīng)用過程中的溶解度低、功能靶向性差、 生物活性低以及生物利用率差等問題，采用納米微膠囊技術(shù)對各種功效成分進(jìn)行包埋， 增強(qiáng)其在生物體內(nèi)的功能靶向釋放性能，提高生物利用率， 延長貯藏穩(wěn)定期。納米微膠囊作為一種復(fù)合相功能材料，其發(fā)展趨勢將朝著膠囊的粒徑小、分布窄、分散性好、選擇性高、應(yīng)用范圍廣等方面進(jìn)行。納米微膠囊技術(shù)在功能食品領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展取得了一些進(jìn)展，但對于納米微膠囊技術(shù)本身而言，在理論和應(yīng)用方面都還剛剛起步，需要進(jìn)行更

26、深入的研究。6. 超臨界 CO2萃取超臨界流體萃取技術(shù) ( S F E )是近 20 年來發(fā)展起來的提取技術(shù), 它既是提取技術(shù) ,又是較理想的分離技術(shù)。 超臨界流體萃取是根據(jù)超臨界流體對溶質(zhì)有很強(qiáng)的溶解能力,且在溫度和壓力變化時(shí) , 流體的密度、 赫度和擴(kuò)散系數(shù)隨之變化,溶質(zhì)的親和力也隨之變化,從而使不同性質(zhì)的溶質(zhì)被分段萃取出來, 達(dá)到萃取、 分離的目的。 這種流體可以是單一的,也可以是復(fù)合的 ,添加適當(dāng)?shù)膴A帶劑可以大大增加其溶解性和選擇性。用于超臨界流體的物質(zhì)很多 ,但最常用的是二氧化碳,利用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)提取功能食品的功效成分,對于提高功效成分的純度和活性具有重要的作用。第一章活性

27、微量元素及其加工技術(shù)第一節(jié)活性硒一、概述硒是人體必需的重要的微量元素，雖然含量只占人體重的 0.01%以下，卻廣泛存在于人體組織細(xì)胞，發(fā)揮多種作用。 硒可分為有機(jī)硒和無機(jī)硒，真正發(fā)揮生物活性作用的是有機(jī)硒。 硒在生物體內(nèi)主要以硒代氨基酸的形式存在， 構(gòu)成含硒蛋白質(zhì)，含硒蛋白分為酶類和非酶類。 缺硒可導(dǎo)致人體生長發(fā)育停滯、免疫力降低、勞累后頭暈、心悸、疲乏、氣短、惡心，以及脫發(fā)、脫甲，部分患者可出現(xiàn)皮膚癥狀、神經(jīng)癥狀及牙齒損害。硒的抗氧化能力比維生素E 強(qiáng) 50100倍。二、硒的生理功能（一）參與構(gòu)成含硒的酶類硒是谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的必需組成因子。GSH-Px 催化還原型的谷胱甘

28、肽成為氧化型，使對人體有毒的過氧 化物還原為無害的羥基化合物。（二）非酶硒化物的清除自由基功能硒化物對過氧自由基 （ROO）.有很強(qiáng)的清除效果， 且有機(jī)硒的清除效果優(yōu)于無機(jī)硒。（三）提高機(jī)體的免疫力硒能有效地提高機(jī)體的免疫水平，其作用涉及體液免疫和細(xì)胞免疫。（四）抗腫瘤作用硒預(yù)防和抑制腫瘤作用的機(jī)制是多方面的。谷胱甘肽過氧化酶清除自由基； 硒能激活機(jī)體免疫系統(tǒng)； 硒能提高中性粒細(xì)胞的活性 .（五）對部分重金屬元素解毒作用硒與金屬有很強(qiáng)親和力。 把能誘發(fā)癌變的金屬離子排出體外， 緩減了有毒金屬離子對組織的損害，起到了減毒排毒的作用。（六）保護(hù)心血管、維護(hù)心肌健康硒對心肌纖維、小動脈及微血管的結(jié)構(gòu)

29、與功能有重要作用。以心肌損傷為特點(diǎn)的克山病，缺硒是重要原因。（七）促進(jìn)生長、保護(hù)視覺器官硒是動物生長與繁殖所必需的。缺硒可引起生長遲緩。三、富硒制品的制備微生物合成轉(zhuǎn)化法。植物種子發(fā)芽轉(zhuǎn)化法。植物天然合成轉(zhuǎn)化法。四、富硒基料在功能食品中的應(yīng)用（一）富硒功能性餅干面粉 58、富硒麥芽粉 1.4 、多功能纖維粉 8.5 、高果糖漿 5.7 、乳糖醇 14.5 ，起酥油 8。 6、食鹽 1。2，大豆磷脂 1.2 ，碳酸氫鈉 0.6 、碳酸氫銨 0.3 、水適量。這種餅干的生產(chǎn)工藝與普通酥性餅干大致相同。首先，將富硒麥芽粉與一小部分面粉預(yù)混合倒入和面機(jī)內(nèi)與主料面粉充分混勻， 其他配量少的輔料， 如大豆

30、磷脂、起酥油、高果糖漿、碳酸氫鈉、乳糖醇等也要預(yù)混合后一起倒入和面機(jī)中，控制和面溫度 25 30，和面時(shí)間 10 15 分鐘，和好面的面團(tuán)含水量宜為 15（占面粉總量），將和好的面團(tuán)靜置熟化 10 分鐘后，經(jīng)沖印或輥印成型， 送入烤爐中進(jìn)行烘烤，烘烤溫度 240 260，時(shí)間 34 分鐘。（二）富硒早餐食品配方：富硒麥芽粉、面粉、食鹽、糖、水及酵母等。（三）富硒多糖飲料配方：富硒綠豆芽汁、檸檬酸、葡聚糖、香菇浸出液、苯甲酸鈉、香精、木糖醇。第二節(jié)活性鉻一、概述1957 年 Schwarz 和 Mertz 發(fā)現(xiàn)從豬腎中提取出一種稱作“葡萄糖耐量因子”的化合物能恢復(fù)大鼠受損的葡萄糖耐量。 以后認(rèn)定

31、這種 “葡萄糖耐量因子” 的主要成分是鉻，并確定鉻是增強(qiáng)胰島素作用的必需元素。 鉻在自然界有兩種形式：三價(jià)鉻和六價(jià)鉻。 Cr3+ 是最穩(wěn)定的一種形式，人體內(nèi)的鉻幾乎以 Cr3+存在于配位化合物中，它的配位鍵是一定 pH 條件下溶解、吸收、發(fā)揮生理功能的先決條件。二、鉻的生理功能及作用機(jī)理（一）鉻與葡萄糖耐量因子鉻是葡萄糖耐量因子（ GTF）的重要組成部分。 GTF 能增強(qiáng)葡萄糖的氧化利用以使葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪，降低血液中胰島素水平。（二）鉻在糖代謝中作用微量元素在胰島素的生成和作用以及糖尿病人的能量底物代謝中起著極為重要的作用。（三）鉻脂代謝中作用鉻與脂肪代謝有明顯關(guān)系，維持正常血清膽固醇水平作

32、用。（四）對蛋白質(zhì)核酸代謝的作用鉻參與蛋白質(zhì)代謝，能促進(jìn)肌肉的增加。鉻在核蛋白中含量特別高，與DNA的合成和代謝有一定的作用。三、富鉻制品的制備工藝鉻的食物來源為肉類及整粒糧食、 豆類。有機(jī)鉻或以 GTF形式存在的鉻消化吸收率高，主要分布在牡蠣、啤酒酵母、干酵母、蛋黃、肝臟、肉制品、海產(chǎn)品中。四、富鉻基料在功能食品中的應(yīng)用目前，在食品加工中應(yīng)用的富鉻基料以富鉻酵母為主， 這是因?yàn)楦汇t酵母不僅含有較多的有機(jī)鉻，還含有豐富的蛋白質(zhì)、核酸、糖原、脂肪、多種族維生素和其他多種微量元素。第二章自由基清除劑及其加工技術(shù)一、自由基的概念及其對人體的影響定義：自由基是指任何包含一個(gè)或多個(gè)未成對電子并能獨(dú)立存在

33、的原子或基團(tuán)種類 : 包括氫自由基（ H·）、超氧陰離子自由基（ O2 - · ）、羥自由基（· OH）、烷氧基（ R·）、氫過氧基（ HO2- ）、單線態(tài)氧（ 1O2，屬于活性氧，是普通氧 3O2 的激發(fā)態(tài)） 。自由基的利與弊: （PPT的圖）第一節(jié)黃酮類化合物一、概述黃酮類化合物是優(yōu)良的活性氧清除劑和脂質(zhì)抗氧化劑， 它是廣泛存在于自然界的一大類化合物，多具有艷麗的色澤，是許多中草藥中主要活性成分之一。生理功能：1 清除自由基機(jī)理：與超氧陰離子反應(yīng)阻止自由基反應(yīng)的引發(fā)，與鐵離子絡(luò)合阻止羥基自由基的生成，與脂質(zhì)過氧化基反應(yīng)阻止脂質(zhì)過氧化過程。2 調(diào)節(jié)免疫

34、功能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬能力和自然殺傷細(xì)胞活性；增加抗體產(chǎn)量，調(diào)節(jié)體液免疫功能和細(xì)胞免疫功能；通過血腦屏障吸收活性自由基，起抗衰老作用。3 保護(hù)心血管系統(tǒng)能影響血管的脆性和滲透性，改善血液循環(huán)狀態(tài)，增加冠脈流量；選擇性地與血管壁上的血栓結(jié)合，起抗血栓形成作用；防治血管老化和腦血管供血不足作用。4 抗癌作用致癌物 ( 苯、苯并芘、亞硝基化合物 ) ，是由惰性物經(jīng)生物轉(zhuǎn)化成的高活性物質(zhì)，能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，引發(fā)疾病，轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生一些自由基中間物，進(jìn)一步形成活性很強(qiáng)的羥基自由基和單線態(tài)氧，引發(fā)癌癥。5 抗炎作用黃酮類化合物具有抗病原微生物、抗炎癥、抗感染作用。6 保護(hù)肝臟作用能促進(jìn)組織再生，修復(fù)內(nèi)臟器官的病變

35、組損傷。臨床上用以治療急、慢性肝炎，肝硬化以及多種肝損傷等。7 調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能國外流行病因?qū)W研究證明，東方人的乳腺癌、結(jié)腸癌和大腸癌的發(fā)病率遠(yuǎn)低于西方人，其重要原因是東方人的食物中含有大量的植物雌激素。二、黃酮類化合物的制備工藝（一）原料1 豆類：大豆等 ;2 水果類：山楂、葡萄柚、薔薇果、柑桔、檸檬等。3 蔬菜類：花莖甘藍(lán)、洋蔥、番茄4 中草藥類：杜仲、黃芩、紅花、金銀花、菊花、甘草、陳皮、射干、地錦、淫羊藿、蒲黃等 ;（二）減壓蒸餾法黃酮類化合物在水中有一定溶解度，易溶于甲醇、 乙醇、醋酸乙酯等有機(jī)溶劑。用熱水浸提出多糖、脂類及黃酮類化合物等可溶性成分，再用有機(jī)物溶劑進(jìn)一步提純。（三）樹脂

36、柱純化法離子交換樹脂是一種不溶性高分子物質(zhì)，對溶液中的離子具有選擇吸附能力 ;選擇適宜的樹脂，極性相近的黃酮類被吸附在樹脂柱內(nèi)，得到富集、純化，然后用洗脫劑洗脫出來。（四）堿提取酸沉淀法黃酮苷類不溶于酸性水，易溶于堿性水;采用堿液提取，再在提取液中加酸，黃酮苷類即可沉淀析出。簡便易行，如蘆丁、橙皮苷、黃芩苷的提取。（五）超聲波提取破壞植物細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)有效成分大量溶于有機(jī)溶劑，提高提取效率。（六）超臨界 CO2提取在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當(dāng)然，對應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得

37、到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的， 所以超臨界流體萃取過程是由萃取和分離組合而成的。三、黃酮類化合物的應(yīng)用黃酮類化合物的兩種利用方式：1 植物提取液直接制取功能食品。2 提取液經(jīng)濃縮、分離純化、干燥，制取高純度的黃酮化合物，用于食品抗氧化劑和制造功能食品。第二節(jié)超氧化物歧化酶一、概述1969 年 Mccord 和 Fridivich 首次從牛血紅細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)并分離出超氧化物歧化酶。超氧化物歧化酶可以專一清除超氧自由基（ O2 - · ）。生理功能：1 延緩由于自由基侵害引起的衰老現(xiàn)象2 治療由自由

38、基損傷而誘發(fā)的疾病3 消除肌肉疲勞4 提高人體的抵抗力二、超氧化物歧化酶的制備工藝（二）沉淀法制備超氧化物歧化酶原理1 SOD熱穩(wěn)定性好，溫度低于 80，短時(shí)間熱處理酶活力損失不大，一般雜蛋白在高于 55易變性沉淀。2 酶蛋白在等電點(diǎn)時(shí)，溶液中的靜電荷為零，酶蛋白的溶解度最小而沉淀下來。3 在超氧化物歧化酶粗酶溶液中加入一些弱極性有機(jī)溶劑 （丙酮），改變?nèi)芤旱慕殡姵?shù)，使不同種類的蛋白質(zhì)的溶解度產(chǎn)生不同程度的下降， 把超氧化物歧化酶和其他的雜蛋白分開。（三）離子交換層析法離子交換劑為固定相，液體為流動相的系統(tǒng)中進(jìn)行。SOD等電點(diǎn)在 46 之間， pH>7.0 時(shí)帶負(fù)電，能被陰離子交換劑吸

39、附，根據(jù)離子交換劑對蛋白質(zhì)結(jié)合力差異， 用具有一定離子強(qiáng)度流動相進(jìn)行洗脫，就可和其他雜蛋白分開。經(jīng)透析，冷凍干燥（四）鹽析法和金屬螯合親和層析法（五）酵母發(fā)酵法將酵母菌種進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，離心收集菌體，懸浮于磷酸鉀緩沖液中，超聲波破壁，離心除去殘?jiān)?，得粗酶提取液，?jīng)鹽析和柱層析得酵母SOD。三、超氧化物歧化酶的修修飾工藝為了提高 SOD的穩(wěn)定性，有必要對SOD分子進(jìn)行修飾改造。途徑有1 對 SOD氨基酸殘基進(jìn)行化學(xué)修飾2 用水溶性大分子對 SOD氨基酸殘基進(jìn)行共價(jià)修飾3 對 SOD進(jìn)行酶切修飾第三章活性菌類（益生菌）及其加工技術(shù)一、益生菌概述二、益生菌的生理學(xué)功能（ 1）維持腸道菌群平衡，治療腸道

40、功能紊亂益生菌可粘附于腸粘膜上皮細(xì)胞， 通過自身及產(chǎn)生代謝物和抑制物排斥致病菌；（ 2）抗癌、抗腫瘤作用益生菌的抗腫瘤作用是由于益生菌的存在及其生成的代謝產(chǎn)物優(yōu)化了腸道菌群的組合，增強(qiáng)了免疫功能，抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖和致癌物質(zhì)的產(chǎn)生。3）增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能人體免疫功能會隨著年齡的增長而降低, 免疫系統(tǒng)的功能失調(diào)將帶來健康問題 , 如過敏和炎癥反應(yīng)。（ 4）營養(yǎng)作用益生菌代謝產(chǎn)生的酸可促進(jìn)對維生素 D、鈣和鐵離子的吸收。當(dāng)某些因素造成腸道菌群失調(diào)時(shí)，明顯表現(xiàn)出維生素缺乏癥。（ 5）控制內(nèi)毒素的產(chǎn)生益生菌可抑制腸道中腐敗細(xì)菌的繁殖， 從而減少腸道中內(nèi)毒素和尿素酶的含量，使血液中內(nèi)毒素和氨含量下降。

41、（ 9）益生菌的其他功能提高食物轉(zhuǎn)化率；改善人體健康水平等。三、益生菌在食品中的應(yīng)用目前 , 在食品中益生菌主要用于發(fā)酵乳制品的生產(chǎn) , 但它也正逐步被用于開發(fā)各種功能食品 , 如果汁、糖果、冰棋淋、冷凍酸奶等。在中國與亞太地區(qū)益生菌的最普及的應(yīng)用仍是奶制品領(lǐng)域，如酸奶和乳酸菌飲品等。應(yīng)用于功能性食品的常見益生菌也主要指兩大類乳酸菌群：雙歧桿菌和乳桿菌。四、乳酸桿菌在功能食品中的應(yīng)用大豆酸乳飲料是利用大豆代替牛乳生產(chǎn)的發(fā)酵飲料，主要是利用乳酸菌的產(chǎn)酸、生香、脫臭等作用，對豆乳進(jìn)行蛋白質(zhì)、糖分的降解。第四章功能性甜味料及其加工技術(shù)一、概述蔗糖被認(rèn)為會導(dǎo)致某些健康問題，其中最常見是蛀牙，這是由于口

42、腔的細(xì)菌可將食物中的蔗糖成份轉(zhuǎn)換成酸，從而侵蝕牙齒的琺瑯質(zhì)。蔗糖有高熱量，攝取過量容易引起肥胖。功能性甜味劑的分類：1 、功能性單糖；2、功能性低聚糖；3、糖醇；4、強(qiáng)力甜味劑。二、功能性低聚糖功能性低聚糖 - 不被人體消化吸收，但可被人體腸道中的雙歧桿菌等益生菌利用，如低聚果糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖。（一）功能性低聚糖的制備工藝可從 5 條途徑獲得功能性低聚糖1、從天然原料中提??；2、利用轉(zhuǎn)移酶、水解酶催化的糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成；3、天然多糖的酶水解；4、天然多糖的酸水解；5、化學(xué)合成最實(shí)用的方法是利用酶法水解或酶法轉(zhuǎn)移來生產(chǎn)各種低聚糖。（二）、功能性低聚糖在功能食品中的應(yīng)用在歐美、日本等許多

43、市場已出現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于功能性食品。應(yīng)用比較廣泛的主要是低聚果糖和低聚異麥芽糖。低聚果糖和低聚異麥芽糖能有效的促進(jìn)人體內(nèi)有益細(xì)菌 - 雙歧桿菌的生長繁殖，故又稱為“雙歧桿菌生長促進(jìn)因子”，簡稱“雙歧因子”。一種低熱量荸薺纖維營養(yǎng)片用低熱量的荸薺纖維粉為原料， 配以低聚果糖和低聚異麥芽糖作為甜味科， 并配入脫脂無糖奶粉制得。低熱量荸薺纖維營養(yǎng)片屬高纖維低脂肪低糖且蛋白質(zhì)含量較高的食品， 可最大限度地滿足那些喜愛甜食又擔(dān)心發(fā)胖的人群， 亦適宜作為糖尿病、 高血壓、高血脂、高血糖、冠心病、便秘、齲齒、肥胖癥等患者的食品和中老年人的食品。三、多元糖醇多元糖醇是由相應(yīng)的糖經(jīng)鎳催化加氫制備的， 主要產(chǎn)品有木

44、糖醇、 山梨糖醇、甘露糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、異麥芽酮糖醇和氫化淀粉水解物等。（一）多元糖醇的制備1、山梨醇和甘露醇原理：原料經(jīng)鎳催化氫化生產(chǎn)山梨醇和甘露醇。 甘露醇也可以從含量豐富的海藻中提取。隨著酶工程技術(shù)的發(fā)展， 結(jié)合化學(xué)催化工藝， 目前主要采用淀粉為主要原料生產(chǎn)各種多元糖醇，并分別純化而得。2、麥芽糖醇原理：以淀粉為原料制取高麥芽糖漿，在鎳催化作用下加氫反應(yīng)制得。（二）、多元糖醇在功能食品中的應(yīng)用1、在口香糖和泡泡糖中的應(yīng)用利用其抗齲齒和清爽甜味口感。生產(chǎn)工藝包括混合、成型和包裝工序。2、在焙烤食品中的應(yīng)用因?yàn)辂溠刻谴茧y以被面包酵母、 霉菌等菌類利用， 屬于難發(fā)酵性糖質(zhì)，可以延長面包的

45、保質(zhì)期。同時(shí)，加入麥芽糖醇后，面包更加柔軟、口感細(xì)膩，更能防止齲齒，在腸胃內(nèi)吸收緩慢，能抑制脂肪的形成，促進(jìn)鈣的吸收，而所生產(chǎn)出來的餅干，在面團(tuán)粘度、烘烤參數(shù)、顏色、味道、體積及酥脆度等方面都與傳統(tǒng)產(chǎn)品相似。1 王越男 , 孫天松 . 代謝組學(xué)在乳酸菌發(fā)酵食品和功能食品中的應(yīng)用J.中國乳品工業(yè),2017,45(05):27-31.1 孫慧 , 林強(qiáng) , 李佳佳 , 秦國彤 , 魏微 . 膜分離技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用J.應(yīng)用化工,2017,46(03):559-562+568.2Loginovn M，BoussettaN，Lebovka N，et al Separationof polyphenolsand proteinsfrom flaxseed hu