第五章--水產(chǎn)食品原料中的生物活性物質(zhì)

1、第五章 水產(chǎn)食品原料中的生物活性物質(zhì),海洋生物有環(huán)境的特異性，決定了其特殊的結(jié)構(gòu)和奇妙的生理功能，體內(nèi)能夠生成多種多樣的化合物。這些化合具有的多種生理性功能或藥效作用。如?；撬?、EPA、PHA等。,第一節(jié)活性肽,一、活性肽 活性肽:由數(shù)個Aa結(jié)合成為低肽，低肽具有比Aa更好的消化吸收功能，其營養(yǎng)和生理效果更為優(yōu)越。如促鈣吸收肽、降血壓肽、降血脂肽、免疫調(diào)節(jié)肽等 . 功能肽的制備涉及到酶的選擇性、活力、酶解終點、酶解液中肽類的確認、混合物的近代分離技術，最終是其功能性評價，因此，活性肽的研究開發(fā)周期長、投入大。,降血壓肽 分離方法:從食品Pr是通過降解的方法獲得抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶ACE的活性肽

2、,由體內(nèi)蛋白酶在溫和條件下水解Pr而獲得,食用安全性極高.而且,突出的優(yōu)點是對血壓正常的人無降血壓作用.,3、種類：魚貝類中被證實具有降血壓功能的活性肽有： 來自沙丁魚的C8肽、C11肽。 從南極磷蝦脫脂蛋白中分離得到的C3肽。 金槍魚中得到C8肽。 從大馬哈魚頭部提取降血壓的保健藥品與食品。,二、天然存在活性肽,天然存在于魚貝類組織中的肽類只有: 三肽的谷胱甘肽; 鵝肌肽; 鯨肌肽等。 谷胱甘肽是一種特殊的Aa衍生物，又是含有疏基的三肽,在生物體內(nèi)有著重要的生理功能:,1、作為解毒劑，不用于丙烯醋、氟化物、CO、重金屬及有機溶劑的體毒上。2、作為自由基清降劑，可保護細胞膜，使之免遭氧化性破壞

3、，防止紅cell溶血及促進高鐵血紅蛋白的還原。3、對放射性藥物，放射線or由于腫瘤藥物所引起的白cell減少等癥狀能起到保護作用。4、能夠糾正乙 膽大堿酯酶的不平衡，起到抗過敏作用。5、對缺氧血癥、惡心以及肝臟疾病所引起的不適具有緩解作用。6、可防止皮膚老化及色素沉著，減少黑色素的形成，改善皮膚抗氧化能力并使皮膚產(chǎn)生光澤。7、治療眼角膜病8、改善性功能,發(fā)展,從黑斑海兔等數(shù)種海產(chǎn)腹足類分離生具有誘發(fā)產(chǎn)卵活性的G-9肽及C27-34； 從海兔、海綿等中分離出具有強力抗腫瘤活性的肽（截尾海兔肽、膜海鞍肽AE等）； 從海綿中提取70多種肽類均具有顯著的抗菌、抗癌活性，其中大部分為環(huán)肽與脂肪，分子富含

4、特殊的Aa（養(yǎng)羚基Aa、又一酮基Aa烯鍵、炔鍵等）； 從藻類中也發(fā)現(xiàn)了一此具有抗菌、抗癌活性的環(huán)肽、C18肽等。,第二節(jié) ?；撬?一、理化特性 一氨基乙磺酸,分子式:MH2-CH2-CH2-SO3H 物性：燃點305310；純品為無色or白色結(jié)晶，無臭； 化學性質(zhì)穩(wěn)定，溶于水及酒精、極性溶劑，不溶于乙醚等有機溶劑，是一種含硫的非蛋白Aa，在體內(nèi)以游離狀態(tài)存在，參與體內(nèi)蛋白的生物合成。 。,二、牛磺酸的生理功能,1、促進嬰幼兒腦組織和智力發(fā)育。Tau在新生兒大腦發(fā)育中起重要作用（幼小動和腦中Tau遠高于成體），目時，新生兒體內(nèi)合成Tau的酶CSAD尚不成熟，活性較低，更有賴于從food中獲取?；?/p>

5、酸（人及三哺乳類動物初乳中?；撬岷扛哂诔墒烊椋?；?；撬崤c幼兒、胎兒的中樞神精系統(tǒng)及視網(wǎng)膜等的發(fā)育有著密切的關系，長期單純的牛奶喂養(yǎng)，易造成Tau缺乏。,2、提高神經(jīng)傳導和視覺機解。貓的餌料中若缺少Tau，會導致其視網(wǎng)膜變性，長期缺乏，終至失明。老鼠體內(nèi)含有豐富的Tau，所以貓頭鷹要捕食老鼠，嬰兒若缺乏Tau也會發(fā)生視網(wǎng)膜功能紊亂與生長、智力發(fā)育遲緩。 3、防止心血管病。Tau在循環(huán)系統(tǒng)中可抑制血小板凝集，降低血脂，保持人體正常血壓和防止動脈硬化；對降低血液中膽固醇含量有特殊療效，可防治眼結(jié)。,4、改善內(nèi)分泌狀態(tài)，增強人體免疫力。Tau能促進重體激素分泌，活化胰腺功能，從面改善機體內(nèi)分泌系統(tǒng)的

6、狀態(tài)，有益機體代謝；具有促進機體免疫力的增長作用。 5、其他：Tau還是人體腸道內(nèi)雙 桿菌的促生長因子，優(yōu)化腸道內(nèi)細菌群結(jié)構(gòu)，還具有抗氧化作用。它解在cell內(nèi)預防Hclo及其他氧化劑對cell成分的氧破壞，降低許多藥物的毒副作用。,三、Tau在海洋生物中的分布及應用,貝類、魷魚、章魚、甲殼類的Tau含量較高 貝類特別是馬氏珠母貝肉、牡蠣中的Tau含量較高，按干基計，前者為7.2%，后者為5.1%，珍珠的主要藥效成分就是?；撬?。 應用：在治療病毒性肝炎和功能性子宮出血方面得到臨床應用。 日本用牡蠣內(nèi)提取液粉末治療精神分裂癥患者。 在老年保健方面，海洋生物中富含的Tau又作為一種抗智力衰退、抗疲

7、勞、溶劑強身的有效成分使用,四、Tau的制備,方法：酶法和合成法。 合成法：2氨基乙醇與硫酸脂化（or溴化）后加NaSO3還原。 酶法提取Tau，由魚、貝類軟體動物的肉中提取，扇貝邊是提取Tau的良好材料。,方法： 將扇貝邊清冼干凈，凍存，用時直接解凍，勿冼，以防對凍解時引起汁液損失。 將扇貝邊粗碎后，用水抽提其中的Aa，粗濾去雜質(zhì)，洗濾液備用。 將扇貝邊進一步破碎，過濾，除去固形物，得濾液。 將上述兩部分濾液混合，加入1%2%的活性炭脫色，過濾，得無色透明液。 將脫色液經(jīng)過離子交換柱后，真空濃縮，冷卻結(jié)晶，即得較純的Tau。,第三節(jié) 鱟試劑及其鱟素,一、鱟的種類 1、美洲鱟屬：美洲鱟（一種）

8、 2、東方鱟屬：東方鱟（中國鱟）、南方鱟、 黃鱟 3、蝎鱟屬：圓尾鱟,二、鱟試劑（鱟變形cell溶生物）,制備方法：用無菌法采集鱟血，離心分離血球和血漿，去掉血漿，低滲破裂血細胞，最終添加輔助劑而得。鱟變形cell終時物遇內(nèi)毒素能迅速形成凝膠。 原理：把體檢物加入一定量鱟試劑，CAL遇內(nèi)毒素能夠迅速形成凝膠，要據(jù)鱟試劑產(chǎn)生凝膠與否來檢測體檢物的內(nèi)毒素存在與否。 特點：靈敏、快速、簡便、 重復性好的特點。,生產(chǎn)規(guī)模：美國食品藥品管理局（FDA）于1973年11月將鱟試劑列為許可生物制品。目前，我國廈門、湛江等地已建有專門生產(chǎn)鱟試劑的工廠。 分布：鱟血cell含兩種顆粒，體積大而電鏡下密度較小的大

9、顆粒和體積面電鏡下密度大的小顆粒，鱟試劑分布在大顆粒上。 內(nèi)毒素與鱟試劑的基本凝固反應機制： 內(nèi)毒素與因子C（凝集啟動因子）作用，啟動整個凝集反應。,三、鱟素,分布：鱟素類抗菌肽存在于體積小而電鏡下密度大的顆粒中。 作用：鱟素有抗凝血作用，對真茵有抗性，對流感病毒A、口腔泡疹病毒有抗性，對獲得性免疫缺陷綜合病毒（HZV）有抗性。 特點：在低PH高溫下是相當穩(wěn)定的。,第四節(jié) n3多不飽和脂肪,一、EPA、DHA的生理活性 1、心血管疾病 EPA具有升高高密度脂蛋白（HDL）和降低低密度脂蛋白（LDL）作用，具有抗血拴及擴張血管的活性。 LDL（low density lipoprotein）含量

10、高,易粘附在血管壁上,通道小,血壓高,且血管壁得不到足夠營養(yǎng)動脈粥樣硬化，若粘附在血管上的LDL有一塊掉下來，堵塞管道血栓。 LDL：1、甘油三酸酯 2、膽固醇（松散網(wǎng)狀形狀） HDL（high density lipoprotein）結(jié)合緊密，體積小。 1、高不飽和脂肪酸HUFA 2、磷脂（能部掉積聚在血管壁上的LDL） 進口的魚EPA DHA 國產(chǎn)的DHAEPA,2、炎癥疾病。補充魚的food可減輕膠原所致關節(jié)炎的癥狀，減少前列腺素類的合成和血管（cell）脂質(zhì)氧化酶產(chǎn)物，調(diào)節(jié)cell多種活性因子，魚油有顯著的抗皮炎作用，使銀屑病的發(fā)病率降低。 3、抑癌作用。EPA和DHA通過改變細胞膜的

11、流動性及其他膜性質(zhì)，促進cell代謝和修復，阻止腫瘤cell的異常增生，從而起到抑癌作用。 4、神經(jīng)系統(tǒng)。DHA是構(gòu)成腦磷脂的必要脂肪酸，它與腦cell的功能密切相關，DHA能增強記憶力，防止老年性癡呆癥方面得到應用。,二、EPA、DHA在魚貝類的分布,EPA、DHA在低溫下呈液狀，一般冷水性魚貝類中的含量較高。沙丁魚油，狹鱈 肝油中EPA含量高于DHA，其他魚種一般DHA含量高于EPA，且洄游性魚類如金槍魚類的DHA含量高達20%40%左右。貝類中除扇貝和縊蟶之外，均EPA含量高于DHA，而螺旋藻、小球藻EPA含量高達30%以上，遠高于DHA。大型洄游性魚類（金槍魚、魚堅魚）眼窩脂肪中含有高

12、濃度的DHA，高達30%40%，而相對EPA含量低，5%1%左右,三、EPA、DHA在food上的應用,因EPA、DHA雙鍵多，在光、熱、氧化 化劑作用下，極易氧化，因此將其添加到food中時，首先必須做好防止其氧化的有效措施，一般常用的是加入天然抗氧化劑VE和兒茶素or沖氮氣等。 膠囊（含量為25%-30%）；直接添加到食品應用的有魚糜制品、魚罐頭、糖果、嬰兒奶粉、DHA強化雞蛋、人造奶油等。,第五節(jié) 甲殼質(zhì)及其衍生物,一、結(jié)構(gòu) 甲殼質(zhì)：N乙酰D葡萄糖胺為單體，以糖苷鍵（B14）結(jié)合多聚糖分子式(C8H13O5N)n 甲殼胺：甲殼質(zhì)的脫乙酰產(chǎn)物，脫乙酰度在80%以上。將甲殼質(zhì)放入濃度40%6

13、0%的NaOH or KOH溶液中，加熱到100180，脫去?；玫郊讱ぐ贰?二、化學性質(zhì),甲殼質(zhì)：不溶于水、稀酸、稀堿及醇、醚等有機溶劑，且對氧化劑也比較穩(wěn)定。 主鏈水解（HCL溶液100F）G胺鹽酸鹽。 脫乙?；磻?0%60%NaOH溶液100180）甲殼胺。 ?；磻?。與羧基化合物反應，其C3C6上的羥基（ 酯鍵結(jié)合）酰化，可制備許多有用的衍生物。 羧甲基化反應。在堿性溶液中與CH2COOH進行羧基化反應，得可溶性衍生物，反應點在C8上。,羥乙基化的反應?；瘔A性溶液中和壞氧乙烷反應得羥乙甲殼質(zhì)，可溶于水。 硫酸酯化反應。甲殼質(zhì)的羥基被取代生成硫酸，具有凝血作用。 醛化、硝化、丙烯睛化

14、、烷基化、脫氨等反應。,三、甲殼質(zhì)的分布及其生理能,分布：水產(chǎn)動物的蝦、蟹殼中甲殼質(zhì)含量較多。一般蝦蟹殼中含25%35%的pr，40%45%的CaCO3和15%20%的甲殼質(zhì)。 海洋浮游生物是一類數(shù)量極大，個體很小，甲殼質(zhì)含量較高的小生物，（南極磷蝦和紅蟹）。,生理功能： 降低膽固醇。使HDL增加，LDL減少。 調(diào)節(jié)腸內(nèi)代謝。腸內(nèi)細菌所產(chǎn)生的腐敗物質(zhì)中糞便中NH3，苯酚、P甲酚、吲哚等是肝癌、膀胱癌、皮膚癌等癌癥的催化劑，攝入甲殼胺后，這些腐敗物質(zhì)明顯減少。 調(diào)節(jié)血壓，可抑制高鹽食物引起的血壓升高。 抗菌性。甲殼胺具有較強的抗真菌性，當甲殼胺溫度達到100ug/ml時，即可表現(xiàn)出抗真菌性，且抗

15、真菌性與甲殼胺顆粒的大小成反比。聚合度降低，則甲殼胺所能抑制的真菌種類減少，但抑制的程度增強。七聚合度的甲殼胺具有最強的抗真菌性。 甲殼素or甲殼胺的完全水解物DG胺鹽酸鹽，可作抗菌消炎藥物，治療骨關節(jié)疾病的藥物。,四、甲殼素及其衍生物的生產(chǎn)及其用途,1、甲殼素、甲殼胺的生產(chǎn)工藝: 蝦蟹殼搗碎浸堿水洗浸酸氧化脫色水洗還原水洗 甲殼質(zhì)（白色、不溶）濃堿保溫水洗脫水甲殼胺 工業(yè)生產(chǎn)工藝：前處理脫鈣脫pr fat脫色甲殼質(zhì)脫乙?；讱ぐ?2、操作要點,1、前處理：清理、烘曬、粉碎 2、脫鈣：酸浸泡法EDTA法 酸浸泡法：效果取決于鹽酸的濃度、鹽酸與殼的比例、浸泡時間，一般鹽酸濃度，脫鈣效果，但甲殼質(zhì)

16、分子降體嚴重，且成本也高。所以鹽度濃度在0.52.5M; 時間:浸泡時間脫鈣越徹底,但分子量降體嚴重,且生產(chǎn)周期長。所以t=1-10h為宜。 殼與酸的比例：1：51：10（W/V），以淹沒為宜。 溫度：20or更低些。,3、脫pr： 方法：堿液消化法（E法有時在實驗室用） 即：將脫鈣后的殼與一定濃度、一定溫度下和一定比例的NaOH溶液在一起一定時間后，將其中的Pr消化下來的方法。 效果取決于堿液濃度、消化時間、處理溫度、殼與堿液的比例，堿液濃度脫pr效果但會引起甲殼質(zhì)的某些基團如CH3COO的生離。較長時間的消化各較高的消人溫度也有些影響。 適宜的堿液濃度、消化時間和溫度210% 15h 65

17、95。 殼與堿液用量之比：1：51：10（W/V），以堿液測好淹沒殼為限。,4、脫色： 方法：氧化法（用高錳酸鉀or重鉻酸備鉀or雙氧水，后通用草酸還原）醚類（加冰乙酸）等有機溶劑溫泡法脫色。 影響：脫色處理既影響產(chǎn)品質(zhì)量（分子量減小，粘度下降），又增加成本，應盡量避免。 注意：脫Ca和脫pr可視具體情況進行一次or數(shù)次，若只進行一次，則可先進行脫鈣處理，也可先脫pr，但實際生產(chǎn)中一般先進行脫鈣處理，使殼軟化，減少堿液用量，且更有利于脫色。,5、脫乙酰 方法：將甲殼質(zhì)與濃度NaOH溶液混合后在加熱條件下反應一定時間，水冼反應產(chǎn)物至中性，并于燥即可得殼原糖（甲過胺）。 甲殼質(zhì)脫乙酰處理的效果，甲

18、殼胺的質(zhì)量取決于NaOH溶液的濃度、堿處理時間，加熱溫度。 關鍵因素：只有當堿液濃度起過40%后，才能使甲殼質(zhì)轉(zhuǎn)變成甲殼胺，隨著堿濃度，脫乙酰速度，尤其在40%45%范圍內(nèi)濃度增減1%都明顯地影響脫乙酰的速度，但當堿液濃度超過45%時，影響減少且濃度增加，甲殼胺分子發(fā)生嚴重降體，產(chǎn)品粘度大為下降，成本增加，適宜的堿濃度在40%50%之間。,溫度升高，脫乙酰速度，分子降體速度，消耗能量，適宜溫度80100。 時間：時間，脫乙酰度，但在堿液處理的最初幾個小時內(nèi)大部分乙?；摰簦撕蟮膲A處理過程式中反有少數(shù)的乙?；幻撊ァ嶒炞C明：增加脫乙酰度，只能改變堿處理工藝，否則無論怎樣延長時間（堿處理），也

19、不能使乙?；耆撊?，反而會使殼泉糖分子發(fā)生嚴重降體，粘度下降。適宜的堿處理時間1020h。 此外，甲殼質(zhì)本身的性質(zhì)（顆粒大小，分子量、粘度等）也影響甲殼胺的質(zhì)量。,六、甲殼質(zhì)、甲殼胺的性能指標及其測定,1、甲殼質(zhì)的性能指標及其測定： 性能指標：含水量、灰分、含N量、乙酰值、粘度及分子量。 一般情況下，甲殼質(zhì)含水量高于10%，灰分低于1%，含N量接近618%6.9%，粘度及分子量較大。,測定方法： （1）乙酰值的測定：酸堿滴定法 原理：甲殼質(zhì)與濃的強堿作用，乙酰基將水生成乙酸。將乙酸與水的共沸混合物的形成蒸餾出業(yè)并收集起來，后用標準NaOH溶液滴定。 方法：0.1g甲殼質(zhì)與40ml，50%的N

20、aOH溶液混合后加熱回流1.5h，將25ml的85%的H3PO4仔細地加入到蒸餾燒瓶中，混合物接著用準格羅分餾柱分餾。當蒸餾瓶變干時，小心加入15ml熱蒸餾水，整個分餾步驟要一直重復進行到250ml的餾出液被收集出來為止。然后取25ml餾出液用0.01m標準NaOH溶液滴定,用酚肽作指示劑,用濾紙作還原試驗。每個樣品重復測定23次。,（2）分子量的測定： 粘度法。 （3）粘度的測定：用旋轉(zhuǎn)粘度計測定，即先將甲殼質(zhì)配成1%的均勻溶液，然后用合適的轉(zhuǎn)子進行測定，讀出or換算出結(jié)果。 （4）含氮量的測定：凱氏定氮法。 （5）含水量 的測定：常壓干燥法。 （6）灰分的測定：灼燒法。,2、殼聚糖的性能指

21、標及測定：,性能指標：含H2O量10% 灰分1% 脫乙酰度80% 粘度100cps 分子量105道爾頓 測定：脫乙酰度在80%以上的甲殼質(zhì)的解稱作甲殼胺。 測脫乙酰度大小為其性指標。,七、甲殼質(zhì)及其衍生物的用途,1、在food工業(yè)的應用，作為絮凝劑，以加速固體分離，增加液體透明度，或自液體中分理出固體微粒，提高固體產(chǎn)品的得率。還用作模擬食品的結(jié)構(gòu)填充劑、增稠劑、乳化劑、保鮮劑和包裝薄膜等。 2、在農(nóng)業(yè)方面的應用，作種子的保護膜、農(nóng)藥的緩釋劑。 3、在生化方面的應用，是性能良好的固定化細胞、酶的載體，可作為酶固定劑、生物反應器、生物技術用材料等。,4、在醫(yī)藥工業(yè)中的應用：抑制胃酸和胃潰瘍，降低血液中膽固醇和甘油三酸酯