第1章功能性食品理论基础

第1章功能性食品理论基础 第1章功能性食品理论基础 功能因子 是功能性食品中调节人体生理机能的活性成分 又称功效成分 活性成分 保健因子 是功能性食品的关键物质 目前已确定的功能因子主要有以下9类 蛋白类生物活性物质 生物活性肽 活性多糖 功能性甜味剂 自由基清除剂 功能性矿物质及微量元素 功能性维生素 功能性油脂 活性菌类及其它活性物质 第1章功能性食品理论基础 第1节蛋白类生物活性物质第2节生物活性肽第3节活性多糖第4节功能性甜味剂第5节自由基清除剂第6节功能性矿物质第7节功能性维生素第8节功能性油脂第9节活性菌类及其他活性物质 第1节蛋白类生物活性物质 蛋白质是生物体最基本的结构物质和功能物质 是生命活动的物质基础 有多种分类方法 若功能可分为以下两类 活性蛋白 在生命活动中一切有活性的蛋白质 如酶 抗体 激素 运输蛋白 收缩蛋白等 非活性蛋白 起到生物保护或支持作用的蛋白质 如角蛋白 丝蛋白 清蛋白酪蛋白 麦醇溶蛋白 第1节蛋白类生物活性物质 一 免疫球蛋白二 乳铁蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白有着比较广泛的研究背景和应用潜力的是免疫球蛋白 乳铁蛋白和溶菌酶等作为具有抑菌蛋白也得到广泛的关注 一 免疫球蛋白 Immunoglobulin 简称Ig 是一类具有抗体活性或化学结构与抗体相似 能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白 普遍存在于哺乳动物的血液 组织液 淋巴液及外分泌液中 在动物体内具有重要的免疫和生理调节作用 是构成体液免疫作用的主要物质 与补体结合杀死细菌和病毒 增强机体的防御能力 是检查体液免疫功能的重要指标 补充 免疫 抗原 抗体及补体 免疫 是人体的一种生理功能 人体依靠这种功能识别 自己 和 非己 成分 破坏和排斥进入人体的抗原物质 或人体产生的损伤细胞和肿瘤细胞 抵抗或防止微生物或寄生物的感染 抗原 能够刺激机体产生免疫应答 并与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞在体内外结合 发生特异性反应的物质 抗体 在抗原刺激下 由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的 可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白 分布在血清 组织液及中 1964年世界卫生组织将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为免疫球蛋白 所有抗体都是免疫球蛋白 但并非所有免疫球蛋白都是抗体 补体 存在于血清中协助免疫反应的一组血清蛋白质 可被抗原 抗体复合物或微生物激活 使病原微生物裂解或被吞噬 免疫球蛋白 Ig 的生理功能 调理吞噬作用 杀伤和破坏肿瘤细胞或受感染的细胞 通过胎盘传递给胎儿 增强胎儿和新生儿的免疫力 与补体结合杀死有害细菌和病毒 增强机体免疫力 市场上销售的免疫球蛋白的来源及应用 大多从新鲜猪血中提取 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 尤其是在儿童食品 老年食品以及学生食品中 免疫球蛋白添加到奶粉中制成高级母乳化奶粉 也可添加到其他婴儿食品中 成年人口服免疫球蛋白可以防止大肠杆菌性腹泻 并可用免疫功能低下症 如癌症患者的辅助治疗 人体内免疫球蛋白的来源 母体遗传 通过胎盘传递给胎儿 通过乳汁传递给婴儿 依靠胎盘和乳汁传递的免疫因子使婴儿得到最初的抗病能力 体内免疫器官合成 人体所需免疫球蛋白大部分依赖于免疫器官的合成 22岁免疫器官的功能最旺盛 合成免疫球蛋白的能力最强 55岁后免疫器官退化合成免疫球蛋白数量减少 免疫器官有胸腺 骨髓 脾脏 扁桃体 淋巴结等 体外补充 主要是来自乳 蛋 在牛初乳和常乳中 Ig总含量分别为50和0 6mg mL 其中约80 86 为IgG 人乳免疫球蛋白主要以IgA为主 含量为4 1 4 75 g g 体外注射丙种球蛋白是一种快速有效的方式 临床主要用于免疫缺陷病以及传染性肝炎 麻疹 水痘 腮腺炎等的防治 免疫球蛋白的分类 按结构分五类 IgG IgA IgM IgD和IgE共5种 多数为丙种球蛋白 球蛋白 其中IgG是最主要的免疫球蛋白 约占人血浆丙种球蛋白的70 所以 人血浆内的免疫球蛋白大多数存在于丙种球蛋白中 免疫球蛋白的活性易受到温度 pH的影响 温度60 以上 pH 4时 活性损失较大 不同动物乳汁中Ig的含量 免疫球蛋白的结构 1962年 Porter首先提出IgG分子的化学结构模式 后来证实 其他几类Ig也都具有与IgG相似的基本结构 所有Ig的基本结构均由4条多肽链 即2条相同的重链和2条相同的轻链借二硫键连接组成的对称结构 活性Ig可以是这种基本结构单位的单体或聚合体 对于聚合态免疫球蛋白IgA和IgM而言 比IgG基本结构多了附加的多肽链 此外 Ig为糖蛋白 糖基连接于重链 免疫球蛋白的结构 含四条异源性多肽链 分子量较大的为重链 H链 较小的为轻链 L链 两条H链和两条L链的氨基酸组成完全相同 Ig多肽链内的二硫键连接形成的110个氨基酸残基组成的环状结构称为Ig的结构域或功能区 重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大 为可变区 V区 靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域 为恒定区 C区 免疫球蛋白IgG的结构模式图 抗原结合部位位于重链和轻链的可变区内 故这个区域的结构决定了抗体结合抗原的特异性 第1节蛋白类生物活性物质 一 免疫球蛋白二 乳铁蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 二 乳铁蛋白 Lactoferrin Lf 的基本结构和组成 1939年 Sorensen等人在分离乳清蛋白时得到一种红色蛋白 1959年Groves用色谱法得到纯的红色物质 确认这种红色物质是一种含铁蛋白质 称之为乳铁蛋白 又称红蛋白 乳铁蛋白存在于牛乳和母乳中 晶体呈红色 是一种铁结合性糖蛋白 1分子乳铁蛋白含2个铁结合部位 乳铁蛋白不仅能结合Fe3 且对Cu2 也有结合作用 也是每个Lf分子含两个Cu2 乳铁蛋白的生理功能 具有结合并转运铁的能力 到达肠道的特殊接受细胞中后再释放出铁 增强肠道对铁的吸收 抑菌作用 抗病毒效应 调节吞噬细胞功能 调节发炎反应 抑制感染部位炎症 抑制由于Fe2 引起的脂氧化 Fe2 或Fe3 的生物还原剂 如抗坏血酸盐 是脂氧化的诱导剂 第1节蛋白类生物活性物质 一 免疫球蛋白二 乳铁蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 三 溶菌酶 Lysozyme Lz 又称胞壁质酶或N 乙酰胞壁质聚糖水解酶 1922年英国细菌学家Fleming在人的眼泪和唾液中发现并命名 存在于鸟 家禽的蛋清 哺乳动物的眼泪 唾液 血浆 尿 乳汁和组织 如肝肾 细胞中 蛋清含量最丰富 对热稳定性很高 母乳中的活力比鸡蛋清的高3倍 比牛乳Lz高6倍 溶菌酶 Lz 的生理功能 水解微生物细胞壁中的N 乙酰葡萄糖胺与N 乙酰胞壁质酸间的 1 4 糖苷键 使菌体细胞壁溶解杀死球菌 在食品中的应用 用于香肠 鱼片 火腿 蔬菜和水果的防腐剂 在日本 Lz还用于豆腐的保存 而且Lz可以使肠道双歧杆菌 Bifidusbacillus 增殖 对婴幼儿的肠道菌群有平衡作用 溶菌酶还可用于保存海产品 第1节蛋白类生物活性物质 一 免疫球蛋白二 乳铁蛋白三 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储藏性蛋白的总称 是大豆中富含甘氨酸的一种球蛋白 约占大豆总量的30 大豆球蛋白的氨基酸模式 除了婴儿以外 自2周岁的幼儿至成年人 都能满足其对必需氨基酸的需要 将大豆球蛋白与牛肉相混合 不论大豆球蛋白与牛肉按什么比例混合 其蛋白质利用率都没有什么差别 也就是说 在保持氮平衡的情况下 即使将大豆球蛋白置换牛肉 其整体营养价值与牛肉没多大差别 大豆球蛋白的生理功能 对血浆胆固醇含量高的人 大豆球蛋白有降低胆固醇的作用 当摄取高胆固醇食物时 大豆球蛋白可以防止血液中胆固醇的升高 对血液中胆固醇含量正常的人 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容易沉积在脉管壁上 其在血清中含量越高 动脉粥样硬化发生的可能性就越大 第1节蛋白类生物活性物质 一 免疫球蛋白二 乳铁蛋白三 溶菌酶四 大豆球蛋白五 酶蛋白 五 酶蛋白 重点介绍超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶 超氧化物歧化酶 SOD 广泛分布于各种生物体内 是极其重要的一类抗氧化酶 帮助机体细胞抵御各种氧化损伤 催化底物超氧自由基发生歧化反应 维持细胞内超氧自由基处于无害的低水平状态 SOD分类 SOD是金属酶 根据其金属辅基的不同分三类 铜锌超氧化物歧化酶 Cu Zn SOD 锰超氧化物歧化酶 Mn SOD 和铁超氧化物歧化酶 Fe SOD 延缓皮肤衰老的大宝SOD蜜 SOD的生理功能 清除机体代谢过程中产生的过量超氧阴离子自由基 延缓因自由基侵害引起的衰老 提高人体对因自由基侵害而诱发疾病的抵抗力 如肿瘤 炎症 肺气肿 白内障和自身免疫疾病等 提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力 如烟雾 辐射 有毒物品等 增强机体对环境的适应力 减轻肿瘤患者在化疗 放疗时的疼痛及副作用 如骨髓损伤或白细胞减少等 消除机体疲劳 增强对超负荷大运动量的适应力 谷胱甘肽过氧化物酶 GSH Px 谷胱甘肽有还原型 GSH 和氧化型 GSSG 两种形式 还原型的占绝大多数 谷胱甘肽过氧化物酶能催化GSH变为GSSG 使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物 同时促进H2O2的分解 是体内清除H2O2和许多有机氢过氧化物的一种重要的过氧化物分解酶 保护细胞膜的结构和功能不受过氧化物的干扰和损害 硒是GSH Px的必需组成成分 第1章功能性食品理论基础 第1节蛋白类生物活性物质第2节生物活性肽第3节活性多糖第4节功能性甜味剂第5节自由基清除剂第6节功能性矿物质第7节功能性维生素第8节功能性油脂第9节活性菌类及其他活性物质 第2节生物活性肽 生物活性肽 或活性肽 是一类分子量小于6000D 具有多种生物学功能的多肽 是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性 环形结构的不同肽类的总称 50个以下氨基酸组成的化合物称为多肽 食用安全性极高 是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子 具有多种人体代谢和生理调节功能 如提高免疫 抗菌 抗病毒 降血压 降血脂等 生物活性肽的生理功能 13点 调节体内的水分 电解质平衡 为免疫系统制造对抗细菌和感染的抗体 提高免疫功能 促进伤口愈合 在体内制造酵素 有助于将食物转化为能量 修复细胞 改善细胞代谢 防止细胞变性癌变 促进蛋白质 酶 酵素的合成与调控 沟通细胞间 器官间信息的重要化学信使 预防心脑血管疾病 调节内分泌与神经系统 改善消化系统 治疗慢性胃肠道疾病 改善糖尿病 风湿 类风湿等疾病 抗病毒感染 抗衰老 消除体内多余的自由基 促进造血功能 治疗贫血 防止血小板聚集 能提高血红细胞的载养能力 生物活性肽的主要种类 谷胱甘肽降压肽矿物元素结合肽高F值低聚肽抗菌肽神经活性肽免疫活性肽其它肽类 生物活性肽 谷胱甘肽 GSH 是由谷氨酸 半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物 存在于动物肝脏 血液 酵母和小麦胚芽中 西红柿 卷心菜 大蒜 洋葱中也富含谷胱甘肽 谷胱甘肽具有独特的生理功能 被称为长寿因子和抗衰老因子 日本在20世纪50年代开始研制并应用于食品 现已在食品加工领域得到广泛应用 我国对谷胱甘肽的研究还处于起步阶段 目前主要以酵母发酵法生产谷胱甘肽 谷胱甘肽在生物体内的作用 作为解毒剂 可用于丙烯腈 氟化物 CO 重金属以及有机溶剂的解毒 作为自由基清除剂 可保护细胞膜 使之免遭氧化性破坏 防止红细胞溶血及促进高铁血红蛋白的还原 对白细胞减少症起到保护作用 降压肽 来自乳酪蛋白的肽类 鱼贝类 大豆多肽 玉米多肽 食用安全性高 对正常人无降血压作用 生理功能 易消化吸收 促进脂肪代谢 增强肌力 加速肌红细胞恢复 抗过敏 降低血清胆固醇 如植物降压肽 适用于高血压 高血脂 冠心病 脑动脉硬化 肾功能衰退 头晕目眩 心烦少眠 大便秘结等 其成分有黄芩 决明子 山楂 槲寄生 臭梧桐叶 桑白皮 地龙等 生物活性肽的主要种类 谷胱甘肽降压肽矿物元素结合肽高F值低聚肽抗菌肽神经活性肽其它肽类 生物活性肽 矿物元素结合肽 能与多种矿物元素结合形成可溶性的有机磷酸盐 充当矿物元素在体内的载体 促进人体对钙 铁 锌等二价矿物营养素的吸收和利用 酪蛋白磷酸肽是研究最多的矿物元素结合肽 它以牛乳酪蛋白为原料 通过生物技术制得的具有生物活性的多肽 用于各种营养 保健食品中 酪蛋白磷酸肽的生理功能 1 促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育 2 预防和改善骨质疏松症 3 促进骨折患者的康复 4 预防和改善缺铁性贫血 5 抗龋 q 齿 生物活性肽的主要种类 谷胱甘肽降压肽矿物元素结合肽高F值低聚肽抗菌肽神经活性肽免疫活性肽其它肽类 生物活性肽 高F值低聚肽 是动 植物蛋白经酶解后制得的具有高支链 低芳香族氨基酸组成的寡肽 以低苯丙氨酸寡肽为代表 因具有独特的氨基酸组成和生理功能而受到食品和医药界的高度关注 目前国内已研制出以鱼蛋白 大豆蛋白 葵花蛋白为原料的高F值低聚肽 但还没用到食品中 功能 防治肝性脑病 辅助治疗肝硬化 改善蛋白质营养状况 纠正血浆及脑中的氨基酸病态模式 改善肝昏迷和精神状态 抗疲劳 在应激情况下直接向肌肉提供能源 可作为高强度工作者和运动员的食品营养剂 生物活性肽的主要种类 谷胱甘肽降压肽矿物元素结合肽高F值低聚肽抗菌肽神经活性肽免疫活性肽其它肽类 生物活性肽 抗菌肽 常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起 包括环形肽 糖肽和脂肽 如短杆菌肽 杆菌肽 多粘菌素 乳酸杀菌素 枯草菌素和乳酸链球菌肽等 抗菌肽热稳定性较好 生理功能 具广谱抗菌活性 对细菌有很强的杀伤作用 某些抗菌肽对部分病毒 真菌 原虫和癌细胞等有杀灭作用 提高免疫力 加速伤口愈合过程 神经活性肽 多种食物蛋白经酶解后会产生神经活性肽 如来源于小麦谷蛋白的类鸦片活性肽 是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶解产物 神经活性肽包括类鸦片活性肽 内啡肽 脑啡肽和其它调控肽 生理功能 调节人体情绪 呼吸 脉搏 体温等 与普通镇痛剂不同的是 无任何副作用 免疫活性肽 能刺激巨噬细胞的吞噬能力 抑制肿瘤细胞的生长 抗肿瘤 分为内源免疫活性肽和外源免疫活性肽两种 内源免疫活性肽包括干扰素 白细胞介素和 内啡肽 它们是激活和调节机体免疫应答的中心 外源免疫活性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白 其它肽类 酸味肽 甜味肽 苦味肽 咸味肽及增强风味的肽 第1章功能性食品理论基础 第1节蛋白类生物活性物质第2节生物活性肽第3节活性多糖第4节功能性甜味剂第5节自由基清除剂第6节功能性矿物质第7节功能性维生素第8节功能性油脂第9节活性菌类及其他活性物质 第3节活性多糖 活性多糖 具有某种特殊生物活性的多糖化合物 由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子 大量存在于藻类 真菌 植物中 生理功能 抗肿瘤 免疫 降血脂 降血糖 通便等 分类 按来源分为植物多糖 微生物多糖 微生物多糖又分为真菌多糖 细菌多糖 主要介绍膳食纤维和真菌多糖 一 膳食纤维 Dietaryfiber 膳食纤维的定义 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 1999年定义 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 包括纤维素 半纤维素 木质素 果胶质 改性纤维素 粘质 寡糖 果胶以及少量组成成分如蜡质 角质等 也指不被人体小肠消化吸收 而在人体大肠能部分或全部发酵的植物性成分 碳水化合物及其相类似物质的总和 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 50 60 半纤维素和10 30 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 两者间没有一定的换算关系 膳食纤维按溶解性分为 不溶性膳食纤维 水溶性膳食纤维 膳食纤维按按来源分为 植物来源 纤维素 半纤维素 木质素 果胶 阿拉伯胶 愈疮胶和半乳甘露聚糖等 动物来源 甲壳素 壳聚糖和胶原等 海藻多糖类 海藻酸盐 卡拉胶和琼脂等 微生物多糖 黄原胶等 合成类 羧甲基纤维素等 膳食纤维的化学组成 包括三大类 纤维状碳水化合物 纤维素 基质碳水化合物 果胶类物质等 填充类化合物 木质素 其中 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 膳食纤维的物化特性 6点 高持水力 膳食纤维化学结构中含很多亲水基团 有很强的持水力 增加排便的体积与速度 减轻直肠内压力 吸附作用 膳食纤维分子表面有很多活性基团 可吸附螯合胆固醇 胆汁酸以及肠道内的有毒物质 化学药品等 对阳离子有结合和交换能力 影响消化道的pH 渗透压及氧化还原电位等 出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收 无能量填充剂 膳食纤维体积大 遇水膨胀后体积更大 易产生饱腹感 对预防肥胖症有利 发酵作用 膳食纤维不能被消化道内的酶降解 但能被大肠内的微生物发酵降解 产生乙酸 丙酸和丁酸等 使大肠内pH降低 诱导产生好气有益菌 抑制厌气腐败菌 好气菌群产生的致癌物质较少 这是膳食纤维预防结肠癌的重要原因 溶解性与粘性 水溶性纤维易被肠道内的细菌发酵 粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收 膳食纤维的生理功能 4点 调整肠胃功能 膳食纤维缩短粪便在肠内通过的时间 增加排便量 排便次数 预防便秘 改善肠内菌群 使双歧杆菌等有益菌活化 繁殖 产生有机酸使大肠内酸性化 抑制有害菌的繁殖 并吸收有害菌产生的二甲基联氨等致癌物质 清除肠道内的胆汁酸 减少癌变的危险性 膳食纤维能降低大肠癌 结肠癌 乳腺癌 胃癌 食管癌等癌症的发生 缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 调节血糖值 水溶性膳食纤维随着凝胶的形成 阻止糖类的扩散 推迟在肠内的吸收 抑制糖类吸收后血糖的上升和血胰岛素升高的反应 控制肥胖 大多富含膳食纤维的食物含少量的脂肪 粘性纤维使碳水化合物的吸收减慢 消除外源有害物质 膳食纤维对汞 砷 镉和高浓度的铜 锌都具有清除能力 膳食纤维的缺点 过量摄入会束缚Ca2 和一些微量元素 许多膳食纤维对Ca Cu Zn Fe Mn等金属离子都有不同程度的束缚作用 束缚人体对维生素的吸收和利用 果胶 树胶和大麦 小麦 燕麦等的膳食纤维对维生素A 维生素E和胡萝卜素都有不同程度的束缚能力 引起不良生理反应 过量摄入 尤其是摄入凝胶性强的膳食纤维 如瓜尔豆胶等会有腹胀 大便次数减少 便秘等副作用 富含膳食纤维的食物 膳食纤维在蔬菜水果 粗粮杂粮 豆类及菌藻类食物中含量丰富 常见富含膳食纤维的食物有 小白菜 白萝卜 空心菜 韭菜 蒜苗 黄豆芽 鲜豌豆 毛豆 苦瓜 生姜 草莓 苹果 鲜枣 金针菜 干 膳食纤维的应用 在焙烤食品中的应用 在果酱 果冻食品中的应用 在制粉业中的应用 在制糖业中的开发应用 在馅料 汤料食品中的应用 在油炸食品中的应用 在饮料制品中的应用 膳食纤维的加工 现已开发的膳食纤维共6大类约30余种 这6大类是 谷物纤维 豆类种子和种皮纤维 水果和蔬菜纤维 微生物 其他天然纤维以及合成和半合成纤准 生产中应用的只有10余种 利用膳食纤维最多的是烘焙食品 膳食纤维依据原料及对其纤维产品特性要求的不同 其加工方法有很大的不同 必需的几道加工工序包括 原料粉碎 浸泡冲洗 漂白脱色 脱水干燥和成品粉碎 过筛等 小麦纤维的加工 小麦麸俗称麸皮 小麦制粉的副产物 麸皮所含膳食纤维约45 5 其中纤维素23 半纤维素65 木质素约6 水溶性多糖约5 另含一定量的蛋白质 胡萝卜素 维生素E Ca K Mg Fe Zn Se等多种营养素 为粗粮佳品 加工方法 原料预处理 浸泡漂洗 脱水干燥 粉碎 过筛 灭菌 包装 成品 大豆皮膳食纤维的加工 大豆皮 粉碎 筛选 调浆 软化 过滤 漂白 离心 干燥 粉碎 成品 大豆多功能纤维的加工 多功能纤维是由大豆种子的内部成分组成 与种皮或麸皮的普通纤维不同 这种纤维是由大豆湿加工所剩的新鲜不溶性残渣为原料 经特殊的湿热处理转化内部成分而达到活化纤维生理功能的作用 再经脱腥 干燥 粉碎和过筛等工序而制成 外观呈乳白色 粒度小于面粉 豆渣 湿热处理 脱腥 干燥 粉碎 筛选 成品 第3节活性多糖 活性多糖 具有某种特殊生物活性的多糖化合物 由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子 是所有生命有机体的重要组成成分 大量存在于藻类 真菌 植物中 生理功能 抗肿瘤 免疫 降血脂 降血糖 通便等活性 分类 按来源分为植物多糖 微生物多糖 微生物多糖又分为真菌多糖 细菌多糖 主要介绍膳食纤维和真菌多糖 二 真菌多糖 真菌多糖 是从真菌子实体 菌丝体 发酵液中分离出的 可以控制细胞分裂分化 调节细胞生长衰老的一类活性多糖 真菌多糖的抗肿瘤活性与分子量大小有关 分子量越大其结构功能单位越多 抗癌活性越强 主要有 香菇多糖 灵芝多糖 银耳多糖 冬虫夏草多糖 茯苓多糖 金针菇多糖 黑木耳多糖等 真菌多糖的生理功能 7点 免疫调节功能 真菌多糖不仅能激活T B淋巴细胞 巨噬细胞和自然杀伤细胞 NK 等免疫细胞 还能活化补体 对免疫系统发挥多方面的调节作用 抗肿瘤的功能 抗突变作用 基因突变是癌变的前提 尽管并非所有突变都会导致癌变 但抑制突变的发生有利于癌症的预防 降血压 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质过氧化的活性 保护生物膜和延缓衰老的作用 其它功能 抗辐射 抗溃疡和抗衰老等功能 真菌多糖的两种加工工艺 从真菌子实体提取 由于人工栽培真菌子实体 生产周期长达半年以上 而且价格也比较高 发酵法 真菌深层发酵工艺易于连续化生产 规模大 生产周期缩 产量高 降低了价格 短时间生产大量的真菌菌丝体 但发酵法生产多糖一次性投资大 设备多 工艺流程长 而且部分菌丝体缺乏子实体的芳香风味 香菇多糖的两种加工工艺 提取法 鲜香菇 捣碎 浸渍 过滤 浓缩 乙醇沉淀 乙醇 乙醚洗涤 干燥 成品 深层发酵法 菌种 斜面培养 一级种子培养 二级种子培养 深层发酵 发酵液 发酵液中提取多糖 第1章功能性食品理论基础 第1节蛋白类生物活性物质第2节生物活性肽第3节活性多糖第4节功能性甜味剂第5节自由基清除剂第6节功能性矿物质第7节功能性维生素第8节功能性油脂第9节活性菌类及其他活性物质 第4节功能性甜味剂 甜味剂 是指能赋于食品甜味的一种调味剂 功能性甜味剂 FunctionalSweeteners 是指具有特殊生理功能或特殊用途的食品甜味剂 也可理解为可代替蔗糖应用在功能性食品中的甜味剂 功能性甜味剂能量低 具有双歧杆菌增殖功能 在饮料 婴幼儿奶粉 乳加工制品 发酵乳制品等无糖食品需求日益增大 功能性甜味剂以其特殊的生理功能 既满足人们对甜食的偏爱又不引起副作用 对糖尿病 肝病患者有一定的辅助治疗作用 补充 甜味剂 白糖 分白砂糖 绵白糖 蔗糖含量99 以上 腌制食品中使用最为广泛 红糖 蔗糖含量84 游离果糖 葡萄糖多 杂质多易结块 既增加甜味 还增加色泽 用于红烧 酱等肉制品和酱腌菜加工 冰糖 成份是含结晶水的蔗糖 与白糖在体内分解的成份一样 所以 冰糖可以代替白糖 功能性甜味剂分类 功能性单糖 仅果糖一种 功能性低聚糖 如低聚异麦芽糖 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 包括赤藓糖醇 木糖醇 山梨糖醇 甘露糖醇 麦芽糖醇 异麦芽糖醇等 强力甜味剂 如阿斯巴甜 纽甜 二氢查耳酮 甘草甜素 甜菊苷 罗汉果精 甜蜜素 安赛蜜等 强力甜味剂的甜度很高 通常都在蔗糖的50倍以上 功能性单糖 仅果糖一种 原因是 甜度大 等甜度下能量值低 代谢途径与胰岛素无关 供糖尿病人食用 摄入果糖不会引起摄入葡萄糖和蔗糖容易引起的饭后血糖高峰和低血糖 在体内代谢不产生乳酸 不会引起肌肉酸痛 不易被口腔微生物利用 不易造成龋齿 功能性低聚糖 由2 10个分子单糖通过糖苷键连接形成的低度聚合糖 又称寡糖 种类 如棉籽糖 异麦芽酮糖 乳酮糖 低聚果糖 低聚木糖 低聚半乳糖 低聚异麦芽糖 低聚异麦芽酮糖 大豆低聚糖 低聚壳聚糖 海藻糖等 如洋葱 大蒜 天门冬等均含有天然的功能性低聚糖 大豆中含大豆低聚糖 人体肠道内没有水解低聚糖的酶系统 不被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌利用 是双歧杆菌的增殖因子 功能性低聚糖的直接生理功能 低热量 难消化 有水溶性膳食纤维作用 龋齿与口腔中突变链球菌有关 功能性低聚糖不能被突变链球菌利用 不会形成龋齿 促进肠道中双歧杆菌增殖 是双歧杆菌的增殖因子 由于功能性低聚糖促进双歧杆菌的增殖 从而表现出更多的生理功能 功能性低聚糖的间接生理功能 10点 抑制病原菌 双歧杆菌对外源 内源病源微生物的抑制 抑制有毒物代谢和有害酶的产生 防止腹泻 防止便秘 双歧杆菌增加了乙酸 乳酸的分泌 刺激肠道的蠕动 降低血清胆固醇 保护肝功能 有毒的代谢产物减少 减轻肝的负担 降低血压的作用 提高机体免疫力 抗肿瘤 双歧杆菌提高机体免疫力 营养素吸收促进作用 产生营养素 双歧杆菌能产生维生素B1 B2 B6 B12 叶酸等 血糖值的改善作用 功能性低聚糖的加工方法 从天然原料中提取 如棉子糖 甜菜汁中 大豆低聚糖等 但大多数天然原料中的低聚糖含量极低 操作费时 成本高 化学合成法 以葡萄糖 半乳糖和甘露糖等为原料 比较烦琐 复杂 酶学方法 其一是转移糖苷合成法 以核苷二磷酸糖为底物 由三磷酸腺苷水解提供能量 通过糖苷转移酶催化合成 其二水解合成法 用糖苷酶催化单糖缩合成寡糖 其三是酶水解法 用聚糖酶降解高分子多糖 生成短链的低聚糖 第1章功能性食品理论基础 第1节蛋白类生物活性物质第2节生物活性肽第3节活性多糖第4节功能性甜味剂第5节自由基清除剂第6节功能性矿物质第7节功能性维生素第8节功能性油脂第9节活性菌类及其他活性物质 一 自由基的产生机理及来源 自由基 Freeradical 是由单质或化合物的均裂而产生的带有未成对电子的原子或基团 其单电子有强烈的配对倾向 倾向于以各种方式与其他原子基团结合 形成更稳定的结构 因而自由基非常活泼 成为许多反应的活性中间体 或 能独立存在 含有未成对电子的原子 原子团 分子或离子 很不稳定 具有强氧化性 自由基的分类 氧自由基 是含有不成对电子的氧 占自由基总量的95 是人体氧化过程中释放的一种活泼的有害物质 如超氧阴离子 O2 过氧化氢分子 H2O2 羟自由基 OH 氢过氧基 HO2 烷过氧基 ROO 烷氧基 RO 过氧亚硝酸盐 ONOO 氢过氧化物 ROOH 和单线态氧 1O2 等 统称为活性氧 ROS 非氧自由基 氢自由基 H 和有机自由基 R 等 氧自由基的产生 人体细胞在正常的代谢过程中 或受到外界条件的刺激 如高压氧 高能辐射 抗癌剂 抗菌剂 杀虫剂 麻醉剂等药物 香烟 烟雾和光化学空气污染物等作用 氧自由基的有害作用 在体内肆意掠夺其它分子的电子 破坏细胞 DNA RNA和蛋白质的结构 使体内细胞组织 器脏的功能降低 并不能被再修复 使体内的免疫系统功能下降 从而导致各种疾病的发生 甚至死亡 英国人Harman于1956年提出了自由基学说 自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤 是引起机体衰老的根本原因 也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因 自由基诱发疾病的原因 自由基非常活泼 其单电子有强烈的配对倾向 倾向于以各种方式与其他原子基团结合 进而攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器 造成机体在分子水平 细胞水平及组织器官水平的各种损伤 加速机体的衰老进程并诱发各种疾病 二 自由基对机体生命活动的影响 自由基是人体正常的代谢产物 处于产生与清除的动态平衡中 少量的氧自由基对人体不构成威胁 还有特定的促进作用 表现在 增强白细胞的吞噬功能 提高杀菌效果 促进前列腺素的合成 参与脂肪加氧酶的生成 参与胶原蛋白的合成 参与肝脏的解毒作用 参加凝血酶原的合成 参与血管壁松弛而降血压 杀伤外来微生物和肿瘤细胞 过量自由基对生命大分子的损害 对核酸的损害 导致基因突变 细胞死亡 对蛋白质的损害 改变酶蛋白的化学结构 酶的活性丧失 对糖类的损害 是通过氧化性降解使多糖断裂 如影响脑脊液中的多糖 影响大脑的正常功能 对脂质的损害 脂质中的多不饱和脂肪酸含多个双键 化学性质活泼 易受自由基的破坏 导致膜通透性的变化 影响膜的各种生理功能 自由基与疾病的关系 自由基与疾病的关系 8点 自由基与心血管疾病 大多数心血管疾病的主要原因是动脉粥样硬化 自由基攻击动脉血管壁和血清中的不饱和脂肪酸使之发生过氧化反应而生成过氧化脂质刺激动脉壁 增加粥样硬化的趋势 自由基与癌症 自由基与肺气肿 自由基与缺血后重灌流损伤 自由基与眼病 常见的是白内障和老年黄斑变性 自由基与炎症 自由基既能破坏病原菌和病变细胞 也能进攻白细胞造成白细胞大量死亡 引起溶酶体酶的大量释放 杀伤组织细胞 造成骨 软骨的破坏 导致炎症和关节炎 自由基与贫血 自由基与癫痫 三 自由基清除剂 Scavenger 自由基清除剂发挥作用必须满足三个条件 自由基清除剂要有一定的浓度 自由基活泼性极强 一旦产生马上会与附近的生命大分子起作用 所以自由基清除剂必须在自由基附近 且能以极快的速度抢先与自由基结合 大多数情况下 清除剂与自由基反应后会变成新的自由基 这个新自由基的毒性应小于原来自由基的毒性才有防御作用 自由基清除剂的分类 酶类自由基清除剂 主要有超氧化物歧化酶 SOD 过氧化氢酶 CAT 谷胱甘肽过氧化物酶 GPX 等 非酶类自由基清除剂 包括黄酮类 多糖类 维生素C 维生素E 胡萝卜素和还原型谷胱甘肽 GSH 等活性肽类 人为地由膳食补充自由基清除剂 从而达到防御疾病 延缓衰老的目的 酶类自由基清除剂 超氧化物歧化酶 superoxidedismutase SOD SOD是研究得最深入 应用得最广泛的酶类自由基清除剂 1968年 美国人McCord从牛红细胞中提取Cu Zn的酶蛋白质 发现它能催化O2 歧化 命名为超氧化物歧化酶 简称SOD SOD存在于几乎所有靠氧呼吸的生物体内 包括细菌 真菌 高等植物 高等动物和人体中 歧化 同一物质的分子中同一价态的同一元素间发生的氧化还原反应 SOD按其所含金属辅基不同分3类 Cu Zn SOD 存在于真核细胞的细胞质或植物的叶绿体基质 类囊体及线粒体膜间隙中 动物血液 牛肝 猪肝 牛心 豌豆 麦叶等动植物组织中均有存在 由两条肽链组成 每条肽链含有铜 锌原子各一个 活性中心的核心是铜 Fe SOD 存在于原核细胞中 一些真核藻类甚至高等植物银杏 柠檬 番茄等中也有 由两条肽链组成 每个二聚体含一个铁原子 Mn SOD 存在于原核细胞 真核细胞的线粒体中 植物的叶绿体基质 类囊体内也存在 在人体肝脏中含量较高 由两条或四条肽链组成 SOD的理化及生物学特性 属酸性蛋白酶 对pH 热和蛋白酶水解等反应比一般酶稳定 又由于SOD属于金属酶 其性质不仅取决于蛋白质 还取决于结合到活性部位的金属离子 三类SOD的活性中心都含有金属离子 如采用物理或化学方法除去金属离子 则酶活丧失 如重新加上金属离子 则酶活又恢复 SOD是生物体内防御氧化损伤的一种十分重要的金属酶 对氧自由基有强烈清除作用 特别对于超氧阴离子 SOD可将其催化歧化而生成H2O2和O2 故SOD又称为清除超氧阴离子自由基的特异酶 SOD的生理功能 清除体内的过量超氧阴离子自由基 保护DNA 蛋白质和细胞膜免遭O2 的破坏作用 提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力 增强对烟雾 辐射 有毒化学品及医药品的适应性 增强人体自身的免疫力 提高人体对自由基受损引发的一系列疾病的抵抗力治疗由于免疫功能下降而引发的疾病 清除放疗诱发的大量自由基 减少组织损伤 消除疲劳 增强对剧烈运动的适应力 SOD的应用 SOD已广泛地应用于人们生活的各个方面 SOD对治疗关节炎和类风湿性关节炎疗效显著 SOD对治疗癌症 缺血后重灌流损伤 肺气肿 白内障 糖尿病 贫血等疾病均有疗效 SOD在食品方面的应用也极为广泛 SOD的制备 SOD广泛存在于动 植物和微生物体内 目前我国主要是从动物血液中提取 受到血源和得率的限制 影响了SOD的生产成本和推广应用 过氧化氢酶 catalase CAT 是以铁卟啉为辅基的结合酶 促使H2O2分解为分子氧和水 清除体内的过氧化氢 使细胞免受H2O2的毒害 CAT作用于过氧化氢的机理实质上是H2O2的歧化 必须有两个H2O2先后与CAT相遇且碰撞在活性中心上 才能发生反应 H2O2浓度越高 分解速度越快 主要存在于植物的叶绿体 线粒体 内质网 动物的肝和红细胞中 其酶促活性为机体提供了抗氧化防御机理 谷胱甘肽过氧化物酶 GPX 硒是谷胱甘肽过氧化酶的活性成分 是GPX催化反应的必要组分 Se GPX存在于胞浆和线粒体基质中 它以谷胱甘肽 GSH 为还原剂分解体内的氢过氧化物 使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物 并使过氧化氢分解成醇和水 防止细胞膜和其它生物组织免受过氧化损伤 大蒜富含硒 GPX与体内的超氧化物歧化酶 SOD 和过氧化氢酶 CAT 一起构成了抗氧化防御体系 自由基清除剂的分类 酶类清除剂 主要有超氧化物歧化酶 SOD 过氧化氢酶 CAT 谷胱甘肽过氧化物酶 GPX 等 非酶类自由基清除剂 包括黄酮类 多糖类 维生素C 维生素E 胡萝卜素和还原型谷胱甘肽 GSH 等活性肽类 对氧自由基具有清除作用的维生素主要有维生素 维生素 及维生素 的前体 胡萝卜素 黄酮是具有酚羟基的一类还原性化合物 由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化作用 四 富含自由基清除剂的食品 许多动 植物中含有抗自由基的活性成分 如姜含挥发油和姜辣素 其成份有姜酚 姜酮和姜烯酚 绿茶的主要成分是茶多酚 银杏 竹叶的有效成分是黄酮和酚类 各种果品蔬菜中的维生素 五味子 小叶女贞 柴胡 车前子 党参 灵芝等也含有多种活性成分 对含自由基清除剂的功能性食品的研究趋势 从天然动植中提取有效成分 添加于各种饮料或固态食品中作为功能性食品的功能因子或食品营养强化剂 目前已有添加SOD的功能性食品有蛋黄酱 牛奶 可溶性咖啡 啤酒 白酒 果汁饮料 矿泉水 酸牛乳 冷饮等 利用微生物发酵或细胞培养生产功能因子 如在固体培养基上培育冬虫夏草 用大蒜细胞培养或深红酵母生产SOD 可得到自由基清除剂含量更丰富的功能性食品 第1章功能性食品理论基础 第1节蛋白类生物活性物质第2节生物活性肽第3节活性多糖第4节功能性甜味剂第5节自由基清除剂第6节功能性矿物质第7节功能性维生素第8节功能性油脂第9节活性菌类及其他活性物质 第6节功能性矿物质 矿物质 食物或机体灰分中那些为人体生理功能所必需的无机元素 也称无机盐 人体已发现有20余种必需的无机盐 约占人体重量的4 5 常量元素 含量较多的 5g 为钙 磷 钾 钠 氯 镁 硫七种 每人每天的膳食需要量在100mg以上 占人体体重0 01 以上 微量元素 铁 碘 铜 锌 锰 钴 钼 硒 铬 镍 硅 氟 钒等元素也是人体必需的 每天的膳食需要量甚微 占人体体重0 01 以下的元素 常量元素 钙 磷 钾 钠 氯 镁 硫 在体内的主要生理功能 构成人体组织的重要成分 大部分是由钙 磷和镁组成 软组织含钾较多 在细胞外液中与蛋白质一起调节细胞膜的通透性 维持正常的渗透压和酸碱平衡 维持神经肌肉兴奋性 如钠 镁 钾 钙等 构成酶的成分或激活酶的活性参与物质代谢 常量元素在人体新陈代谢中会部分排出 须通过膳食补充 钙和磷 均是骨和牙的重要矿物成分 骨的钙 磷之比几乎是恒定的 二者之一在体内的含量显著变动时另一个也随之改变 钙和磷常一起考虑 钙 人体内含量较多的元素之一 含量约为1000 1200g 99 的钙以磷酸盐的形式集中在骨骼和牙齿内 称为 骨钙 其余1 的钙大部分以离子状态存在于软组织 细胞液及血液中 少部分与柠檬酸螯合 或与蛋白质结合 这一部分统称为 混溶钙池 也称 混合钙库 骨钙 骨组织储藏的钙占99 以上 骨被誉为钙库 骨钙和血液循环不断交换 每天可达250 1000mg 成人每天约有700mg的钙出入骨组织 老年人钙的溶出占优势 骨质疏松 血钙 血液中的钙不及人体总钙量的0 1 正常人血中钙 磷浓度之间存在一定关系 以mg L 1表示时 Ca P 350 400 当 400时 二者以骨盐形式沉积在骨组织 当 350时 则将妨碍骨组织的钙化 甚至使骨盐再溶解 影响成骨作用 引起佝偻病或骨软化症 补充 吃金奇仕补钙却得了佝偻病 2012年03月14日 杭州的一位妈妈在论坛上发帖 称她的宝宝出生后每次体检的结果都正常 从9个月大时开始吃金奇仕鱼肝油和乳钙 第12个月时却被诊断出得了佝偻病 上海 济南等地都出现了类似的事件 一位成都爸爸称服用7个月金奇仕宝宝中度佝偻病 广州市质监局现已介入事件调查 金奇仕公司则表示 他们每批次产品都经过检验检疫 这次钙指标都正常 只有磷超标了 补充佝偻病症状 婴儿抬头 坐 站 行走都较晚 食欲不振 睡眠不安 易夜惊 多汗 枕部形成秃发 大脑皮层功能异常条件反射形成缓慢 语言发育落后 贫血等症状 严重的患儿表现为前囟 x n 闭合延迟 两侧肋骨与肋软骨连接部位肥大 外观看象两串珠子 称 肋串珠 胸廓下缘肋骨外翻 严重者出现 鸡胸 双下肢弯曲形成 O 形腿或 X 形腿 补充 奶制品是最优质的钙源对于婴幼儿如何补钙的问题 浙江省营养学会临床营养专业委员会主任委员 浙二医院医师张片红表示 0到6个月的宝宝补钙 只要纯母乳喂养 钙的补充是完全足够的 如果人工喂养 配方奶粉补钙也足够 而6个月到36个月的宝宝补钙 需要吃一定量的配方奶粉 婴幼儿补钙的最好方式是食用奶或奶制品 同时让宝宝到户外活动 或补充维生素D 缺乏日光 婴幼儿可以额外地补充维生素D 给孩子补钙有人青睐排骨汤 其实排骨中的钙含量低 骨头中的钙又难以溶解在汤中 无论就钙的含量或者吸收率来看 奶类最佳 母乳最优 其次是配方奶 再后是鲜奶 鱼 蛋 豆类 绿叶蔬菜等值得推荐 补充维生素D促进钙的吸收 晒太阳是获得维生素D的最经济 最容易的办法 长期素食的孩子易缺钙 蔬菜中的植酸 草酸与钙反应生成不溶性的盐 影响了对钙的吸收 偏食 挑食加重缺钙现象 但补钙过量可能增加肺 脑 肾 心血管 眼周围组织发生钙沉积 产生肾结石的潜在危险 钙的生理功能 构成骨骼和牙齿的主要成分 起支持和保护作用 混合钙库的钙维持细胞的正常生理状态 与镁 钾 钠等保持一定比例 使组织表现适当的应激 促进体内某些酶的活动 调节某些酶的活性 如腺苷酸环化酶 磷酸二酯酶 色氨酸羧化酶等 钙起电荷载体作用 调节受体结合和离子通透性 起电荷载体作用 参与神经肌肉的活动 神经递质的释放 神经肌肉的兴奋 神经冲动的传导 肌肉收缩等 钙的吸收 钙的吸收主要在小肠上端进行 维生素D可促进肠道对钙 磷的吸收 并使它沉着在骨中 血钙低时 还可使骨中的钙溶解到血中 食用含草酸多的菠菜 钙难于吸收 原因是草酸与钙形成不溶于水的草酸钙沉淀在消化道里 菠菜在开水中焯一下可去草酸 乳糖可增强钙的扩散转运 它被乳糖酶水解成葡萄糖和半乳糖改善钙的吸收 其它糖如蔗糖 果糖也能增加钙吸收率 蛋白质被消化成的赖氨酸 色氨酸 精氨酸 亮氨酸 组氨酸等与钙形成可溶性钙盐促进钙的吸收 钙的排泄 吸收的钙大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落和消化液的分泌排入肠道 由粪便 尿液 汗液排出 钙吸收后进入细胞外液 与细胞内液 肾小球滤液和骨盐可交换部分的钙不断地进行交换 钙的需要量 中国营养学会推荐的钙供给量标准 mg d 1 为 初生至10岁为600 10 13岁为800 13 16岁为1200 16 19岁为1000 成年男女 600 孕妇为1500 乳母为2000 钙在食物中的含量 乳及乳制品含钙丰富 吸收率高 水产品中小虾米皮含钙特多 其次是海带 骨粉含钙20 以上 吸收率约为70 蛋壳粉含大量钙 干果豆和豆制品及绿叶蔬菜含钙也不少 谷物 肉类和禽类含钙不多 膳食中补充骨粉或蛋壳粉可以改善钙的营养状况 补充 葡萄糖酸钙口服液 保健品 治疗钙缺乏症 如骨质疏松 手足抽搐症 骨发育不全 佝偻病 以及妊娠和哺乳期妇女 绝经期妇女钙的补充 磷 在营养上对它很少注意 细胞中普遍存在磷 成人体内含磷750 50g 约占体重的1 矿物质总量的1 4 其中87 6 以羧磷灰石的形式构成骨盐储存在骨骼和牙齿中 10 与蛋白 脂肪 糖及其他有机物结合构成软组织 磷的生理功能 磷对骨骼生长 牙齿发育 肾功能和神经传导都是不可缺少的 钙和磷形成难溶性盐而使骨与牙结构坚固 磷是核酸 磷脂和某些酶的组成成分 有助于碳水化合物 脂肪和蛋白质的代谢 磷脂是细胞膜脂类的成分 与膜的通透性有关 磷酸盐能调节维生素D的代谢 维持钙的内环境稳定 在体液的酸碱平衡中起缓冲作用 钙和磷的平衡有助于无机盐的利用 磷的吸收和排泄 从膳食摄入的磷酸盐70 在小肠内吸收 磷的吸收需要维生素D 维生素D缺乏时 血清中无机磷酸盐下降 佝偻病往往钙正常而磷含量较低 钙 镁 铁 铝等金属离子常与磷酸形成难溶性盐而影响磷的吸收 高脂肪食物或脂肪消化与吸收不良时 肠中磷的吸收增加 但这种情况会减少钙的吸收 扰乱钙磷平衡 磷主要经肾随尿排泄 膳食摄入的未吸收的磷 和分泌到胃肠道的内源磷一起随粪便排出 磷的需要量 我国膳食以谷类为主 磷偏高 很少见磷缺乏病 磷缺乏时引起精神混乱 厌食 关节僵硬等现象 近年来聚磷酸盐 偏磷酸等广泛用于食品添加剂 可引起磷摄入过多 表现为神经兴奋 手足抽搐和惊厥 磷在食物中的含量 人乳含磷为150 175mg L 1 钙 磷比为2 1 牛乳含磷100mg L 人乳含量可满足正常婴儿生长的需要 谷物类 肉 鱼 牛乳 乳酪 豆类和硬壳果等含磷较多 镁 是人体细胞内的主要阳离子之一 浓集于线粒体中 仅次于钾和磷 在细胞外液 镁仅次于钠和钙而居于第三位 1934年首次发现人类的镁缺乏病 才认识到镁是人类生存不可缺少的元素 成人体内镁总量约为20 28g或43mg kg 1 其中55 在骨骼中 27 在软组织 1 左右在细胞外液 镁的生理功能 酶的激活剂 激活多种酶 如已糖激酶 羧化酶 丙酮酸脱氢酶 肽酶 胆碱酯酶等 参与蛋白质 脂肪和碳水化物代谢 离子转运 神经冲动的产生和传递 肌肉收缩等 骨细胞结构和功能所必需的元素 对心血管的影响 影响心肌的收缩过程 胃肠道作用 具有利胆作用 碱性镁盐可中和胃酸 钙与镁的拮抗 镁与钙使神经肌肉兴奋或抑制的作用相同 但镁和钙又有拮抗作用 竞争与某些酶的结合 镁和钙对细胞渗透压的作用相反 镁和钙在肠道吸收时有竞争作用 镁与钾 镁能兴奋细胞膜上的钠 钾 ATP酶 使细胞外钾向细胞内移动 镁能降低钾离子的通透性 减少细胞失钾 镁的吸收 主要由小肠吸收 吸收与膳食摄入量密切相关 摄入少时吸收率增加 摄入多吸收率降低 镁主动运输通过肠壁 其途径与钙相同 摄入量高时 二者在肠道竞争吸收 膳食磷酸盐和乳糖的含量 肠腔内镁的浓度及食物在肠内的过渡时间对镁的吸收都有影响 氨基酸增加难溶性镁盐的溶解度 蛋白质促进镁吸收 膳食纤维降低镁的吸收 使血清 骨及肾的镁水平低 镁的排泄 成人食物供应镁约200mg d 1 从胆汁 胰液分泌到肠道 其中60 70 随粪便排出 少量保留在新生组织 有些在汗液或脱落的皮