活性多糖及其加工技术.doc

活性多糖及其加工技术多糖是天然大分子物质，几乎存在于所有生物体中。它既是提供能量的主要物质(如淀粉、糖原等)，又是生物的结构物质(如纤维素、半纤维素等)。近20年来的研究表明，从些生物体内提取的多糖物质具有增强免疫力、抗肿瘤、抗辐射、抗袁老、排除机体内毒物等生理功能，而且对正常细胞无毒副作用，具有显著的生物活性。这类具有某种特殊生物活性的多糖化合物统称为活性多糖。现在，关于活性多糖的结构、生理活性、分离纯化及应用的研究进展迅速，将分离的活性多糖制成各种药品或功能食品也正成为新药相功能食品行业新的发展领域之一。根据生物来源不同，活性多糖可分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。植物多糖包括高等植物多糖和低等植物多糖。动物多糖种类较少，多为糖蛋白或蛋白聚糖，如甲壳动物的壳聚糖、动物结缔组织中的硫酸软骨袁和刺参多糖等。微生物多糖主要包括细菌、放线菌活性多糖、原核藻类多糖和真菌多糖等。本章重点对在药品和功能食品产业化中比较成熟的高等植物活性多糖、动物活性多糖和真菌活性多糖的生理功能、制备工艺及应用加以阐述。其中属于植物活性多糠的膳食纤维，由于其功能、结构和制备工艺与其它植物活性多糠差异较大而单独作为一节进行阐述。多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。多糖是所有生命有机体的重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关，大量在干藻类、真菌、高等陆生植物中。具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”（biological response modifier，BRM）或活性多糖（active polysaccharides）。很多多糖都具有抗肿瘤、免疫、抗补体、降血脂、降血糖、通便等活性。一、膳食纤维膳食纤维（Dietary fiber）即食物中不被消化吸收的植物成分。1976年扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量较少的成分如糖蛋白、角质、蜡等。1 膳食纤维的定义膳食纤维定义：“凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质的总和。”这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。2 膳食纤维与粗纤维的区别传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎100水溶性纤维、5060半纤维素和1030纤维素被溶解损失掉。因此，对于同一种产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异。3 膳食纤维的分类（1）根据溶解特性分 1 水溶性膳食纤维 2 不容性膳食纤维可溶性和不溶性膳食纤维在生理作用方面的差别（2）根据来源分 1植物来源：纤维素、半纤维素、木质素、果胶、 阿拉伯胶、愈疮胶、半乳甘露聚糖等； 2动物来源：甲壳素、壳聚糖、胶原等； 3海藻多糖类：海藻酸盐、卡拉胶、琼脂等； 4微生物多糖：黄原胶等； 5合成类：羧甲基纤维素等。4 膳食纤维的化学组成 膳食纤维的化学组成包括三大类： （1）纤维状碳水化合物（纤维素） （2）基质碳水化合物（果胶类物质等） （3）填充类化合物（木质素）其中（1）（2）构成细胞壁的初级成分，通常是死组织，没有生理活性。来源不同的膳食纤维，其化学组成的差异可能很大。5 膳食纤维的物化性质（1）高持水力（2）吸附作用（3）对阳离子有结合和交换能力（4）无能量填充剂（5）发酵作用（6）溶解性与粘性6 膳食纤维的生理功能（1）调整肠胃功能（整肠作用） 防止便秘 改善肠道内菌群和辅助抑制肿瘤作用 缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻。（2）调节血糖值（3）调节血脂（4）控制肥胖（5）消除外源有害物质7 膳食纤维的缺点过量摄入可能造成的一些副作用：（1）束缚钙离子和一些微量元素（2）束缚人体对维生素的吸收和利用（3）引起不良生理反应8 膳食纤维的制备工艺（1）原料（2）制备不溶性膳食纤维：粗分离法、化学法、酶法、发酵法（3）制备可溶性膳食纤维：乙醇沉淀法、膜浓缩法、挤压膨化法、沉淀转化法9 膳食纤维的应用（1） 在焙烤食品中的应用（2） 在果酱、果冻食品中的应用（3） 在制粉业中的应用（4） 在制糖业中的开发应用（5） 在陷料、汤料食品中的应用（6） 在油炸食品中的应用（7） 在饮料制品中的应用第7、8课时【课 题】 2.2 真菌活性多糖和植物活性多糖【教学目的与要求】通过本节内容的学习，让学生掌握真菌活性多糖和植物活性多糖的结构和生理功能，以及在功能食品中的应用。【重点与难点】真菌活性多糖的结构；生理功能和在功能食品中的应用；真菌活性多糖的制备工艺【教学内容】2.2.1 真菌活性多糖真菌多糖包括酵母菌多糖、霉菌多糖、真核藻类多糖和大型真菌多糖等。这里讨论的是可供药用和(或)食用的大型真菌多糖。真菌多糖包括结构多糖和活性多糖，结构多糖指组成细胞壁的结构成分几丁质，活性多糖指一类真菌作为能量贮存物质的多糖。不过从它们对人体的功能来讲，都属于生物活性多糖。本节主要讨论后一类。一、真菌活性多糖的生理功能由于真菌活性多糖和植物活性多糖在结构和功能方面十分相似，故本节将这两类多糖的结构与功能放在一起讨论。二、活性多糖的生理功能活性多糖具有很多功能，其核心功能是增强机体免疫力，其它许多功能都以该功能为基础，不同多糖在功能方面有所侧重，分述如下：1增强机体免疫功能多糖最为突出而普通的功能就是其对机体免疫功能的加强。2抗肿瘤肿瘤是一类严重威胁人类健康的疾病。现已证明，许多食物或食物成分都具有抗肿瘤作用，如豆类食物、十字花科蔬菜、胡萝卜素、番茄红素、姜黄素、多糖等。就多糖的抗肿瘤作用而言，可将抗肿瘤多糖分为两大类：(1)具有细胞毒性的多糖(2)作为生物免疫反应调节剂的多糖3抗突变突变是肿瘤发生的前提，所谓突变是指在一些遗传因素或非遗传因素的作用下，使人体中调控细胞生长、增殖及分化的正常细胞基因发生突变、激活和过度表达，从而使正常细胞发生癌变的过程。而某些食物或作物成分就可以减少或减弱这一过程的发生。人类膳食中就有大量的抗突变成分，如大蒜中的有机硫化物、B族维生素、维生素A、维生素c、类黄酮、多糖等。目前发现具有抗突变活性的多糖有人参多糖、波叶大黄多糖、魔芋多糖、枸杞子多糖、紫芸多糖等。4降血脂高血脂症是指血液中脂肪成分异常增高的病症，它能直接导致动脉粥样硬化、冠心病等。而后者的死亡率较高，因此积极防治高脂血症具有十分重要的意义。现已发现的具有降血脂活性的多糖有海带多糖、褐藻多糖、甘蔗多糖、硫酸软骨素、灵芝多糖、茶叶多糖、紫菜多糖、魔芋多糖等。5抗衰老免疫系统与机体的衰老有密切的关系。随年龄增大，免疫功能下降或紊乱，结果胸腺萎缩，T细胞损耗，从而导致机体袁老，寿命缩短。多糖能从整体上提高机体免疫功能，在一定程度上延缓衰老，防治老年病。6抗菌、抗病毒近年来，硫酸酯化多糖作为抗菌素，可以治疗艾滋病引起了人们的广泛重视，许多经硫酸酯化的多糖，如香菇多糖、地衣多糖、右旋糖酐、裂幅菌多糖、木聚糖、答叶多糖的硫酸强有明显的抑制HIV-1活性，其作用机理是干扰HIV1对宿主细胞的免疫调节功能。三、影响活性多糖功能的因素1 活性多糖的结构2 活性多糖的相对分子质量3 活性多糖的分支度4 活性多糖的溶解度5 提取方法四、真菌活性多糖的制备工艺1 真菌多糖深层发酵法2 真菌活性多糖提取纯化工艺五、真菌活性多糖在功能食品中的应用1 灵芝多糖口服液生产工艺2 灵芝菌丝体袋泡茶生产工艺3 香菇营养面包生产工艺4 金阵菇冰激凌生产工艺2.2.2 植物活性多糖一、植物活性多糖的制备工艺植物活性多糖制备方法有两类：一类是从植物中提取，其主要缺点是植物资源有限且生长缓慢，故制得的多糖成本较高；另一类是植物细胞大规模培养法，与真菌液体发酵法类似，这种方法在大型发酵罐内进行，可通过调节培养基的组成、发酵工艺条件等