《功能性食品》讲稿.doc

河南工业大学粮油食品学院功能性食品讲稿任 顺 城二00七年九月第一章 绪论食品（food）：指人类的饮食之物。从食品对人的功能来看，（一般）食品具备两大功能：（1）营养功能(第一功能)食品具有满足人体所需热能和营养成分的功能。（2）感官（感觉）功能（第二功能）感官（感觉）功能不提供营养，但能通过食品的色、香、味、形刺激机体的感觉器官，形成所谓“好吃”的嗜好特性。与一般食品所不同，还有一类食品，除具备上述两大功能以外，还具有机体防御、生命节律调节、预防疾病、恢复身体健康等保健功能。此功能被称之为食品的第三功能，具有这种功能的食品称之为“功能性食品”（functional foods）。人体的生理状态分为三态：健康态（健康）、诱病态（健康异常）、病理态（疾病）。诱病态是介入健康态和病理态的“第三态”，当诱病态积累到一定程度时，转变为病理态；反之，如果通过合理的调节，则转变为病理态。当人体处于由病态时，如果从外界提供某些刺激，能使体内潜在的生理调节机能发挥生理调节作用，从而促进向健康态转变。在人类发展过程中很容易想到由食品提供这种刺激。这正是我们期望功能性食品所具有的功能。因此，功能性食品本质上是能够刺激和活化处于诱病态的人体潜在的生理调节机能，促进人体向健康态转变的食品。一、功能性食品的概念及作用功能性食品一词最早于1962年出现在日本厚生省的文件中。1987年日本文部省在食品功能的系统性解释与展开报告中最先正式使用了“功能性食品”这一措辞。1989年4月厚生省进一步明确了功能性食品的定义；“具有生物防御、生命节律调整、预防疾病、恢复健康等有关的功能因子，经设计加工，对生物体有明显调节功能的食品”。目前，关于“功能食品”的提法，各国略有差异，如欧美等国的“健康食品”（healthy food）或“营养食品”（nutritional food）、德国所说的“改善食品”（perform food）、我国俗称的“保健食品”以及日本所称的“特定保健用食品”（food for specified health），这些叫法虽然在定义、称谓、划分范围的等方面略有区别，但基本看法是一致的：功能性食品是不同于一般食品有区别于药品的一类特殊食品；功能性食品具备一般食品的共性，又具有其独特的效应，既具有所谓平衡和调节生理节律、保健祛病、增强体质的功能。作用方式：人体的生理状态分为三态：健康态、亚健康态（诱发病态）、疾病态。亚健康态是介于健康态和疾病态之间的“第三态”，当第三态积累到一定程度时，就会转变为疾病态。功能性食品的作用本质在于能够刺激和活化处于亚健康态人体潜在的生理功能，发挥机体自身调节作用，促进人体向健康态转变，防止疾病发生，达到增进健康的目的。功能食品的健康声称：1.有关增强机体健康和心理状态的功能声称。包括增强机体免疫、缓解机体体力疲劳、美容、抗氧化等。2.有关降低疾病风险的功能声称。特别是降低与生活方式相关的慢性病的风险。二、功能性食品特性1、 功能性食品首先是食品，由食品原料组成，具有食品的形态，通过饮食摄取。2、 功能性食品界于一般食品和药品之间，对象是处于诱病态的健康异常人，它不起直接的医疗作用，而是唤起潜在于人体有用的功能，刺激活化人体调节功能，助人向健康态发展。3、 当摄取功能性食品时，以通常的形态和方法摄取，无需特别加以限制，而且长期连续食用，不会有副作用，更无积蓄中毒的可能。三、功能性食品产生的历史背景及其发展阶段（一）功能性食品产生的历史背景1. 人们消费意识的变化：2. 人口结构的变化： 3. 现代疾病发病率的上升： 4. 环境污染的不断加剧：5. 相关科学技术的发展：6. 其它因素：（二）功能性食品发展的三个阶段功能性食品从产生到现在共经历了三个阶段，大体上产生出三代功能性食品。1. 第一代功能性食品：这是最原始的一代功能食品，包括各类强化食品。主要是根据食品中各类营养素或强化的营养素推知该类食品的生理调节功能。这类功能视频的功能未经任何实验验证。6070年代欧美各国非常流行，目前我国的多数功能性食品均属于这一代产品。目前欧美各国包括日本仅将此类产品列入一般性食品。2. 第二代功能性食品：这类食品特别强调原料的天然性，是经过科学的人体及动物试验，证明具有某项生理调节功能得一类食品，但对其中具体发挥作用的活性成分（功能因子）及其含量等并不十分明确，80年代中期在西方国家发展很快。目前我国的少数功能性食品属于这一代产品。3. 第三代功能性食品：这一类功能食品是在第二代功能性食品的基础上产生的，其产品不但要经过动物及人体的充分试验，证明该产品具有某项调节功能，而且还要求有毒理学数据，明确功能因子的结构、含量及存在形式（稳定的形态）。这是90年代以后工业发达国家主要发展的功能性食品。四、功能食品与一般食品和药品的区别（一）我国食品药品的一般分类种 类包括内容药 品处方药、非处方药保健食品第三代保健食品第二代保健食品营养素补充剂一般食品新资源食品特殊营养食品普通食品1.特殊营养食品:通过改变食品中营养素的成分和含量比例，以适应某些特殊人群营养需要的食品。包括婴幼儿食品、营养强化食品、调整营养素食品（低糖食品、低钠食品、低谷蛋白食品）等。2.新资源食品：在我国新研制、新发现、新引进的，无食用习惯或仅在个别地区有食用习惯，符合食品基本要求的物品。部分新资源食品经过保健功能检测后，可申报批准为保健食品。3.营养素补充剂：单纯以一种或数种化学合成或从天然动植物中提取的营养素为原料加工制成的食品。我国仅局限于维生素和矿物质，不得以提供能量为目的。营养素补充剂与特殊营养食品的区别:（1）不一定以食品作载体（2）补充的营养素是其每日营养素供给量（RAD)的1/3-2/3，其中水溶性维生素可达一个RDA.4.第二、三代保健食品 （1）有明确毒副作用的药物不宜作为开发保健食品的原料。用于保健食品的114种中草药原料，一个保健品中的中草药数目不能超过4种。名单外的物品不得超过1种。 （2）经中药管理部门批准的中成药或已受国家保护的中药配方不能用来开发为保健食品。 （3）保健食品如系中药，其用量应控制在临床用量的1/2以下。（二）保健食品与一般食品、药品的比较 1.保健食品具有保健功能而区别于普通食品。 2.保健食品不同于药品，不以治疗疾病为目的而区别于药品。 3.有效成分：药品单一且已知。 4.毒副作用：药品几乎都有。 5.摄取时间、量五、功能性食品的分类n 1.根据功能分类日常保健功能：这类食品是根据各种不同健康消费群的生理特点和营养需求而设计的，该类食品所强调的是增强体质、增进健康有关的健康功能。包括11项，如抗氧化功能、增强免疫力功能、缓解体力疲劳功能、减肥功能、辅助改善记忆功能等。特种保健功能：这类食品功能是与某些症状减轻、辅助药物治疗、和降低疾病风险有关的保健功能，主要以健康异常的人为适用对象。共16项，其中与病因复杂的常见病和生活方式性疾病有关的保健功能12项，如辅助降血压功能、辅助降血糖功能、改善睡眠功能等。与病因单一，保护外源性有害因子作用有关的保健功能，如促进排铅功能等。四、功能性食品的评价标准1、 具有所类属食品应有的营养素、基本形态及、色、味等。2、 有明确的生理调节功能。3、 已知功能因子的化学结构和含量。4、 功能因子浓度保持在一定水平，无需严格限制摄取量。5、 已经确定其安全性。五、功能性食品的质量管理1、 制定和规范营养成分和功能成分的检测方法2、 功能性食品除要符合食品质量卫生外，还要对加入的一些特殊成分进行毒理学鉴定。3、 提供产品具有功能的依据。4、 不得含有禁用的成分，如兴奋剂、激素等。5、 应标明保质期、保存期及储藏要求。6、 建立规范的生产工艺和检测系统。六、功能因子种类1、活性多糖：如膳食纤维、昆虫甲壳素、香菇多糖等。2、功能性甜味剂：如功能性单糖、功能性低聚糖、多元糖醇、强力甜味剂等。3、肽与蛋白质：如谷光甘肽、降压肽等。4、功能型油脂：如多不饱和脂肪酸、磷脂、胆碱、油脂替代品等 。鱼类中含有大量的DHA（二十二碳六烯酸 ） ，而大脑的发育不可缺少DHA。 “吃鱼的孩子更聪明，吃鱼的女士更漂亮，吃鱼的男士更健壮，吃鱼的民族更兴旺。” 。 5、维生素：维生素A、C、D，B族维生素等。6、微量活性元素：如硒、锗、镉、铜、铁、锌等。7、乳酸菌：如双歧杆菌。8、自由基清除剂：如酶类清除剂、非酶类清除剂。9、其它活性成分：如黄酮类、生物碱、皂苷、植物甾醇、等。国外较为流行的功能成分（基料）1.抗氧化剂类2.益生菌、益生元、合生元益生菌:系一种对人体有益的细菌，以维持肠道菌丛的平衡。益生元:是通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成分.合生元:是将益生菌和益生元联合应用，可同时发挥益生菌和益生元的生理功能，使益生菌和益生元协调作用，共同对抗疾病，维护机体的微生态平衡。第二章 功能因子功能性食品中真正起生理调节作用的成分是其中的功能因子，富含功能因子的物质即功能性食品基料。目前，已被确定具有生理调节功能的物质有9大类，上百种之多，它们中有些是从天然物质中提取的，有些是人工合成的。1. 活性多糖：如膳食纤维、抗肿瘤多糖、降血糖等2. 功能性甜味剂：如功能性单糖、功能性低聚糖、多元糖醇、强力甜味剂等3. 肽与蛋白质：如谷光甘肽、降压肽等4. 功能型油脂：如多不饱和脂肪酸、油脂替代品、磷脂、胆碱等5. 维生素：6. 微量活性元素，如硒、锗、镉、铜、铁、锌等7. 乳酸菌：8. 自由基清除剂：如酶类清除剂、非酶类清除剂9. 其它活性成分：如黄酮类、皂苷、植物甾醇第一节 活性多糖活性多糖：指具有某种特殊生理功能的多糖化合物，主要包括膳食纤维、真菌多糖和一些天然植物多糖。一、膳食纤维（Dietary fiber） 粗纤维（crude fibre）：指植物体经特定浓度的酸、碱、醇、醚等溶剂作用后的剩余残渣。 膳食纤维也称食物纤维，是植物的支柱组织及种子的保护膜，可視為植物細胞壁的主要成分。是一种非常重要，并为国际上一致公认的功能因子，被喻为除蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质和水之外的第七大营养素。1976年Trowell提出，膳食纤维是指那些“不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素部分”。n 膳食纤维定义：膳食纤维：凡是不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、胶质、改性纤维素、寡糖、果胶以及蜡质、角质、软木质。膳食纤维和粗纤维差异很大，膳食纤维包括粗纤维差。（一）膳食纤维的化学组成（主要成分）膳食纤维的化学组成主要有纤维素(Cellulose)、半纤维素(Hemicellulose)、果胶物质（Pectic substances）、植物胶质（Plant gums）、微生物多糖、糖蛋白(Glycoproteins)和木质素(Lignin)等七大类。膳食纤维分类：a) 可溶性膳食纤维（SDF）：包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素（树胶、果胶、藻胶、豆胶、琼脂、羧甲基纤维素等）。 b) 不可溶膳食纤维（IDF）：包括纤维素、木质素和部分半纤维素（纤维素、半纤维素和木质素、果胶及少量树胶）。（二）膳食纤维的物化特性膳食纤维所具有的重要生理调节功能与其独特的物理、化学性质有关。1. 高持水力含较多的亲水集团,所持水分可达自身重量的1.525倍.很多研究表明，膳食纤维持水性的可以增加人体排便的体积与速度，减轻直肠内的压力，同时也减轻了泌尿系统的压力，从而缓轻了诸如膀胱炎、膀胱结石等症状，并能使毒物迅速排出体外。2. 结合和交换阳离子的能力羧基和羟基类基团-具有弱酸性阳离子交换树脂的作用-影响消化道的pH值、渗透压、氧化还原电位-出现一个更缓冲的环境以利于物质的消化吸收。3. 吸附和螯合有机化合物的能力膳食纤维表面的活性基团-可以螯合吸附胆固醇之类的有机分子-有利于胆固醇及肠道中的内源性和外源性有毒物质排出。4. 类似填充剂的容积作用饱腹感，对预防肥胖症大有益处。5. 改善肠道中微生物菌群的组成肠道中的肠液和微生物菌群对食物的消化吸收起着重要作用。膳食纤维-增加好氧微生物-减少厌氧微生物一般来说，厌氧微生物产生较多的致癌物，这是膳食纤维能预防结肠癌的重要原因之一。（三）膳食纤维的功能生理功能：1. 预防便秘、结肠癌现在，对膳食纤维在预防便秘、结肠癌方面的作用已成定论。结肠癌是由于某种刺激物或毒物停留在结肠内的时间过长而引起的。2. 降低血清胆固醇，预防由冠状动脉硬化引起的心脏病膳食纤维对预防和改善冠状动脉硬化引起的心脏病具有重要的作用，这种作用起因于膳食纤维促进了体内血脂和脂蛋白代谢的正常进行。在脂肪代谢过程中，纤维可通过某种作用起到抑制或延缓胆固醇鱼甘油三酯在淋巴中的吸收。膳食纤维能够阻止机体对脂肪的吸收，因为它能缩短脂肪通过肠道的时间，具有粘性的膳食纤维还会阻止分子团向小肠吸收细胞表面转移。胆固醇的代谢途径主要是通过粪便，而胆汁酸又是胆固醇的代谢产物，为了补充被纤维吸附而排出体外的那部分胆汁酸，就需有更多的胆固醇进行代谢，使体内胆固醇含量得以显著下降。3.调节糖尿病人的血糖水平。增加膳食纤维的食用量，可以改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的需求，从而达到调节糖尿病人的血糖水平。(I型糖尿病为胰岛素依赖型； II型糖尿病为非胰岛素依赖型)。4. 改变食物消化过程，增加饱腹感，达到减肥的作用。5. 其他功能：多种结石、静脉血管曲张、十二指肠溃疡、痔疮等。对食品质量的影响：货架寿命，产品质构、稳定性、体积、能量、增稠、乳化等。（四）膳食纤维的品种国内外已研究开发的膳食纤维共6大类30余种。1、 谷物纤维如小麦纤维、燕麦纤维、大麦纤维、黑麦纤维、玉米纤维、米糠纤维等。小麦纤维能改善面包质构、提高产品的持水性、延长货架寿命。燕麦纤维是一种高级纤维，降低胆固醇和预防心血管疾病效果特别好。黑麦纤维能赋予食品特殊风味。2、 豆类纤维如豌豆纤维、大豆纤维、蚕豆纤维等3、 水果、蔬菜纤维果蔬纤维研究较多的是橘子纤维、胡萝卜纤维、葡萄纤维、杏仁纤维等4、 微生物纤维5、 其它天然纤维6、 合成、半合成纤维（八）膳食纤维在功能性食品中的应用举例1. 直接添加膳食纤维到面包、饼干、面条、糖果以及早餐食品、小吃食品，添加量330%。 如小麦纤维面包（加入量6%）、甘蔗纤维面包（7%）、苹果纤维面包（3%）、豆皮纤维面包（6%）、米糠纤维面包（10%）。小麦纤维饼干（12%）。甜菜纤维糕点（6%）。甘蔗纤维口香糖（30%）等等。2. 直接用富含纤维的原料如麸皮、豆渣、米糠、果皮、香菇柄等，配以其它辅料制成各种纤维食品。二、真菌多糖真菌多糖是一种很重要的食品功能因子，广泛存在于香菇、灵芝、银耳、蘑菇、茯苓、黑木耳、猴头菇等大型食用和药用真菌中。真菌多糖在增强人体的免疫功能及抗肿瘤方面具有很强的活性，近年来，对真菌多糖的研究十分活跃。（一）几种抗肿瘤真菌多糖的化学结构及其抗肿瘤活性1. 香菇多糖（Lentinan） 1969年由日本的千原吴郎首次从香菇子实体中分离出一种抗肿瘤的多糖，其主连是由（1 3）糖苷键连接的葡聚糖，约有23%的葡萄糖残疾在C6位连有侧链。侧链有三种：一种是单一的葡萄糖分子，以其C1位与主链相连；另一种是（1 6）糖苷键连接的低聚葡萄糖；再一种是另一种是（1 3）糖苷键连接的低聚葡萄糖。其化学结构为：2. 银耳多糖（Tremellan）银耳多糖是存在于银耳子实体中的一种酸性多糖，主链是由（1 3）糖苷键连接的甘露聚糖，支链则由葡萄糖醛酸和木糖组成。银耳深层发酵孢子子实体中的酸性杂多糖，支链结构有所不同。其化学结构为：3. 灵芝多糖（Ganoderma Lucidum Polysaccharide）灵芝菌属品种很多,灵芝和紫芝是其主要种类,药用价值很高。灵芝多糖目前已分离出多种，是具有螺旋状立体构形的聚糖，其螺旋形结构主要由氢键来保持其稳定性。是一种大分子的化合物，分子量从数百到数十万，不溶于高浓度的乙醇，微溶于低浓度乙醇及冷水中，可在热水中溶解。在灵芝中存在于细胞壁中。液体培养的发酵液中，有灵芝菌丝分泌胞外多糖存在。灵芝多糖大多为杂多糖，除含有葡萄糖外，大多数还含有阿拉伯糖、木糖、半乳糖、岩藻糖、甘露糖等其它单糖，它是灵芝中最有效的成份之一。4.茯苓多糖（Pachyman）茯苓生长在各种松树的根际，1980年由日本成井确认其主链是一种线性（1 3）糖苷键连接的葡聚糖，支链由910个葡萄糖残基通过（1 6）糖苷键连接,不溶于水。该多糖基本上没有抗癌活性，分析认为这是由于结构中含有较长的（1 6）糖苷键支链的缘故。后来该多糖经过氧化水解处理得到了不含（1 6）糖苷键的新多糖，命名为茯苓异多糖（Pachymaran）,它能溶于水，具有很强的抗肿瘤活性。5.灰树花多糖灰树花是一种食用菌。其多糖主链是由（1 3）糖苷键连接的葡聚糖，侧链主要为（1 6）糖苷键连接的葡萄糖残基，少量的为由（1 4）或（1 3）键连接的葡萄糖短链。6.黑木耳多糖据报道，日本东北大学的三嘉喜等人分离出两种葡聚糖，其中一种能溶于水，是由（1 3）糖苷键连接的葡聚糖作为主链，平均每三个残基通过C6分支点连接有一个葡萄糖残基侧链，该糖具有很强的抗肿瘤活性。另一种虽然也有（1 3）葡聚糖主链和C6位单个残基，但因它具有高度分支的侧链，故基本上没有抑肿瘤活性。（二）真菌多糖的生理功能1.抗肿瘤活性：研究表明，具有抗肿瘤活性的多糖大都是由（1 3）糖苷键连接的D-葡聚糖。如香菇多糖、云芝多糖、茯苓多糖、冬虫夏草多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖、平菇多糖、草菇多糖等。2. 免疫增强作用：真菌多糖的抗肿瘤活性主要是通过提高机体的免疫力来实现的。如香菇多糖、云芝多糖、猪苓多糖等。3. 抗衰老作用：银耳多糖可明显延长果蝇的平均寿命达28%，增加小鼠脑、肝组织中的超氧化物歧化酶（SOD）的活性。如银耳多糖。4. 促进蛋白质与核酸的合成：如银耳多糖。5. 抵抗放射性破坏、增加白细胞含量：可作为肿瘤患者放化疗期间的辅助治疗物质。6. 抗溃疡、抗炎症作用：如银耳多糖。7. 降血糖作用：如银耳多糖、猴头菇多糖、黑木耳多糖。8. 降血脂 、抗血栓作用：如银耳多糖。9. 保肝作用：如银耳多糖，能促进肝蛋白质的合成，增加肝细胞中糖原含量。10. 抗凝血作用：如银耳多糖可影响血小板的凝集力与粘着力，从而延长凝血时间。11. 增强骨髓造血功能：如银耳多糖。接受多糖的放射组，骨髓有核细胞叫对照组多186%。12. 对心血管和神经系统的作用：如银耳多糖可治疗慢性肺源性心脏病。灵芝多糖对中枢神经系统有镇静、镇痛作用，可增强心肌收缩力等。（三）真菌活性多糖的结构特点1、大多为（1 3）糖苷键连接的D-葡聚糖，如抗肿瘤多糖。2、相当一部分为杂多糖。3、大部分有分支，且分支短时往往活性强。4、大多数具有三股螺旋构象。（六）真菌多糖在功能性食品中的应用举例1. 液体功能饮料（如金针菇多糖功能性饮料、灵芝多糖功能性饮料、猴头菇多糖功能性饮料）如金针菇多糖功能性饮料生产工艺：新鲜金针菇 加热软化 打浆（加水） 离心液 调配（甜味剂、酸味剂等） 过滤 杀菌 灌装 成品2. 固体功能饮料（如香菇多糖固体功能饮料）3. 功能性奶粉（如茯苓奶粉）三、植物多糖燕麦、枸杞、红枣、魔芋、山药、人参、芦荟等。四、海洋生物多糖第二节 功能性甜味剂长期以来蔗糖一直是食品工业中最重要甜味剂，它不仅提供纯正的的甜味，还给食品提供适宜的粘度、质构、体积以及营养和能量。然而，近年来研究发现，大量食用蔗糖于肥胖症、糖尿病、龋齿、动脉硬化、心肌梗塞等病症有一定的关系。为此，人们开始了对功能性甜味剂的研究，而且近年来对它的开发研究十分迅猛。 为保消费者的健康并促进甜昧剂的国际自由贸易，各国政府的卫生部门均对甜味剂实行适当的管理，尤其对非营养型甜味剂及使用量、使用范围的审批十分严格，审批过程主要考虑2点； 一是在食品生产过程中加人的必要性和可行性： 二是长期使用对人体有无毒害。功能性甜味剂包括四大类：1. 功能性单糖：如果糖、L-糖。2. 功能性低聚糖：如低聚果糖、棉籽糖等。3. 多元糖醇：如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇等。4. 强力甜味剂：如糖精、甜菊苷、甘草甜素、三氯蔗糖、甜味素（Aspartame） 、安赛蜜等。二、功能性低聚糖低聚糖（Oligosaccharide）或称寡糖，是由210个单糖通过糖苷键连接形成的直链或支链的低度聚合糖，有功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。普通低聚糖：能被机体消化吸收，不是双歧杆菌的增值因子。如蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、麦芽三糖等。功能性低聚糖：这类糖大部分不被机体消化吸收，是双歧杆菌的增值因子。如低聚果糖、大豆低聚糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖、低聚木糖、Palatinose(帕拉金糖)、水苏糖、棉籽糖等。功能性低聚糖的生理活性1.很难或不被人体消化吸收2.具有润肠通便和改善肠道菌群作用3.预防牙齿龋变4.具有降低血清胆固醇，调节血脂作用5.增强机体免疫功能大豆低聚糖的功能特性：1. 大豆低聚糖中的水苏糖 、棉子糖对双歧杆菌有增值作用。由于人体内缺乏水解水苏糖 、棉子糖的水解酶（-D-半乳糖苷酶），所以它们可不经消化吸收直接到达大肠内为双歧杆菌所利用。实验表明，成人每天摄取10g大豆低聚糖（含70%水苏糖和20%面子堂），一周后每克粪便中的双歧杆菌数由原来的108增至109.6，而肠内腐败细菌的菌数有所减少。2. 在面包中食用大豆低聚糖，可起延缓淀粉老化、延长产品货架寿命。大豆低聚糖在食品中的应用：大豆低聚糖已代替部分蔗糖用于饮料、冰淇淋、点心、糖果、巧克力等。三、多元糖醇对于大多数人而言，糖醇还是一个陌生的字眼，可是随着我国糖尿病人的增多人们逐渐认识到功能性糖醇所起的作用是谁也不能替代的。功能性糖醇是国际公认的食糖替代品，常用的有木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、甘露醇、乳糖醇等。这些物质热量低、不刺激胰岛素分泌，能缓解糖尿病，可防治肥胖、预防龋齿等，有一定的热量和甜度，所以常被称为营养性甜味剂或功能性糖醇。山梨糖醇在糖醇类中产量最大，占糖醇类总产量的54以上。国际上使用量较大的是山梨糖醇。世界总产量约80万吨，美国18万吨，法国16万吨，日本13万吨。与相应糖类甜味剂比，多元糖醇的共同特点：n 甜度较低。n 粘度较低。n 吸湿性较大（乳糖醇、甘露糖醇例外）n 不参与美拉德反应n 能量值较低。 糖醇的生理功能 1.具有良好防龋齿效果 2.一般不影响血糖值3.对人体表现出较强耐受性四、强力（高倍）甜味剂日本国内目前使用的强力甜味剂主要有：1、 阿斯巴甜（Aspaitame）,年销量约210220吨，其甜度约为白糖的200倍。2、 甜蜜素（Cyclamate），其甜度为白糖的30倍，年销量2030吨。3、 蔗糖素（Sucralose）它是一种以蔗糖为原料的新型甜味剂，甜度相当于白糖的600倍左右，年销量为4050吨左右。4、 甜菊糖（甜叶菊甙），系从巴西甜叶菊中提取的一种天然甜味剂，年销量约30吨左右，主要从中国和东南亚进口。强力甜味剂分类：1.化学合成：糖精、甜密素（Cyclamate）、甜味素（Aspartame）、安赛甜（Acesulfame-K）等。2.半合成：三氯蔗糖、二氢查耳酮的衍生物。3.天 然：二氢查耳酮、甜菊苷、甜菊双糖苷、甘草甜素、嗦吗甜（Thaumatin）。强力甜味剂的优点：1.甜度高，使用量少，应用时的能量值基本为零。2.不会引起龋齿。3.可供糖尿病人、肥胖症人、心血管病人等食用。4.部分品种如Aspartame，Thaumatin还有风味增强作用。强力甜味剂缺点：1. 甜味不够纯正（三氯蔗糖例外），与蔗糖有一定的距离。2. 多数带有程度不一的苦涩味或金属异味。3. 多数场合下需配合食用填充剂或低甜度甜味剂，如固体或半固体食品中应用。第三节 活性肽与活性蛋白质小肽优于氨基酸：一是某些小肽不需消化，直接吸收。吸收时不会被二次水解；二是较氨基酸吸收快速；三是以完整的形式被机体吸收；四是小肽具有主动吸收、优先吸收的特点；五是低耗，与氨基酸比较，小肽吸收具有低耗或不需消耗人体能量的特点，某些小肽通过十二指肠人体黏膜吸收后，直接进入血液循环，以自身能量将小肽营养输送到人体各个部位及细胞组织，发挥其生物学功能；六是小肽吸收具有不饱和的特点；七是氨基酸只有20种，功能有限，而小肽以氨基酸为底物，可合成上百上千种。无论从吸收速度还是生物学功能上肽都优于氨基酸；肽是取代氨基酸等营养物质的新兴营养品。21世纪将是肽的世纪。生物活性肽的显著功效1.小肽在生物体内作为载体和运输工具，将人们平常所食的营养输送到人体各个部位，充分发挥其功能；2.小肽在生物体内作为神经递质，传递信息；3.小肽具有极强的活性和多样性，可全面调节人体生理功能，增强人体生理活性；4.肽不仅能提供人体生长发育所需的营养物质，而且具有特殊的生物学功能，可防治血栓、高血脂、高血压，延缓衰老，抗疲劳，提高机体免疫力，促进人体对蛋白质、维生素、氨基酸、钙、铁、锌、硒、镁、铜等多种对人体有益微量元素的吸收；5.特殊状况下的人群补充营养。一、活性肽与功能食品有关的活性肽主要有谷胱甘肽、降血压肽、促进钙吸收肽和易消化吸收肽。（一）谷胱甘肽（Glutathione,GSH）GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽化合物，在生物体中起着重要的作用，许多蔬菜、薯类、谷物中都含有GSH，面包酵母、小麦胚、动物肝脏等含量甚高。其结构式为： GSH Glu Cys Gly谷胱甘肽由Hopkins于1921年发现，1930年结构被确定。两分子GSH失去氢成为氧化性谷胱甘肽（Oxidized form glutathione, GSSG）, GSSG需还原成GSH才具有生理活性。GSH的制备方法：溶剂萃取法、酶法、发酵法、化学合成法。GSH的生理功能：1. 清除体内的自由基。保护生物膜和生物大分子，延缓衰老，防止动脉硬化等。 R. + GSH RH + GS. 2GS. GSSG ROOH + 2GSH GSSG + ROH + H2O H2O2 + 2GSH GSSG + 2H2O 谷胱甘肽还原酶GSSG 2GSH 2. 对放射线、放射性药物或抗肿瘤药物引起的白细胞减少有保护作用。3.具有解毒功能。能与进入体内的有毒化合物、重金属离子或致癌物结合，排出体外。4. 保护血红蛋白。GSH可阻止H2O2氧化血红蛋白，保护血红蛋白中的-SH，防止溶血出现，从而保证了血红蛋白的正常输氧功能。5. 保护机体内部含巯基的酶分子免受破坏或恢复以破坏的酶分子钟的巯基，使酶活性能正常发挥。6. 对乙醇性的脂肪肝的产生有抑制作用。（二）降血压肽降血压肽是指通过抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性来实现降血压功能的活性肽。这些活性肽的氨基酸序列和肽链长度各不相同，但都具有类似的功能，既抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性。食物蛋白经发酵或酶解产生的ACE抑制肽链长一般为214个氨基酸。对于高血压的预防和控制，除了改善膳食结构、生活习惯、增加体育锻炼外，利用功能性食品来调节生理状态已日益被消费者接受。利用来之天然食物的ACE抑制肽可开发具有调节血压作用的功能性食品，通过长期服用而达到预防、控制、缓解或辅助治疗高血压的目的。国外对于食品蛋白来源的ACE抑制肽的研究已超过20年，并逐步开始投入商业应用。在我国有关这方面的研究已开始活跃。美晨公司在国内继首家实现CPP 工业化生产后，又首次成功地研究开发出可规模化工业生产的高性能的降血压肽，其起效时间短、持续时间长、对正常血压无影响的特点极具吸引力。降血压肽可应用于以预防和缓解高血压为功能指向的中老年食品（如奶粉、乳饮料、速食麦片等），国内目前具有调节血压的功能性食品几乎为空白，孕育着巨大的商机。降血压肽主要有三种来源：1、来自乳酪蛋白的肽类：C6肽：Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Trp。C7肽：Ala-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-Arg。C12肽： Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Phe-Gly-Gys。2、来自鱼贝类：C3肽(南极磷虾)：Leu-Lys-Tyr。C8肽（金枪鱼）：Pro-Thr-His-Ile-Lys-Trp-Gly-Asp。C11肽（沙丁鱼）：Tyr-Lys-Ser-Phe-Ile-Lys-Gly-Tyr-Pro-Val-Met。3、来自植物类：大豆低聚肽：MW1000以下为主。(蛋白水解)玉米低聚肽：连接片段为Pro-Pro-Val-His-Leu。(蛋白水解)无花果低聚肽：如Ala-Val-Asp-Pro-Ile-Arg; Leu-Tyr-Pro-Val-Lys; Leu-Val-Arg。（热水抽提液）。这些活性肽通常由蛋白酶水解蛋白质而获得，食用安全性极高。而且，它们对血压正常的人无降血压作用。（三）促进钙吸收的肽（矿物质结合肽CPP）这类肽主要是酪蛋白磷酸肽（Casein Phosphopeptide, 简称CPP）。有-CPP（C37）和-CPP（C25）两种类型。牛奶酪蛋白是典型的磷蛋白，磷元素以磷酸酯键与丝氨酸形式存在，这些磷酸化的氨基酸结构对酪蛋白性质和功能具有重要意义。（四）易消化吸收的肽牛乳、鸡蛋、大豆等蛋白质经蛋白酶水解而得的多肽混合物，其消化吸收率大大提高。易消化吸收的肽可以作为肠道营养剂或以流质食物的形式提供给处于特殊身体状况的人，譬如，消化不健全的婴儿、消化功能衰退的老人、术后处于康复的病人、某些原因引起的胃肠功能下降者等。由于低聚肽能降低抗原性，故对蛋白质有抗原性过敏反应者能提供安全的蛋白质来源。经酶解的大豆多肽，不仅是肠道中双歧杆菌的增值因子，还可促进其它乳酸菌的生长，增强面包的产气能力，可望添加到酸奶、乳酪、醋、酱油、面包、火腿等发酵食品中，提高产品营养价值、改善品质、增强风味。二、活性蛋白质活性蛋白质是一类有重要生理功能的蛋白质，目前研究较多的主要包括免疫球蛋白和抑制胆固醇的蛋白质。（一）免疫球蛋白(Immunoglobulin)抗体：机体内B淋巴细胞在抗原刺激下所合成的具特异性免疫功能的球蛋白。抗体与相应抗原能发生特异性结合，从而促进白细胞的吞噬作用，将抗原清除，或使微生物失去致病性，故对机体有利。在另一种情况下，抗体与抗原复合物能导致组织细胞损伤，如变态反应。利用抗原抗体的特异性结合原理，可诊断和防治多种疾病。抗原：凡能激发机体产生体液免疫或细胞免疫，并能与免疫应答的产物（抗体或致敏淋巴细胞）相结合的物质。大多是大分子物质，如蛋白质，但某些小分子物质，如青霉素，虽不是完整抗原，如将其与大分子载体，如蛋白质结合后也能引起免疫应答。对人，有重要性的抗原包括病原微生物，寄生虫、异物血清、异性红细胞、异体组织等。从免疫学理论可知，抗原进入人体后，可促使B淋巴细胞分化为浆细胞而产生抗体，它能与人体的抗原物质发生特异性结合反应，即识别抗原将进入人体的外来抗原杀死的是血浆中的另一类蛋白质补体。不过抗体也能起到中和抗原毒性、抑制抗原运动、溶解和破坏抗原等作用。抗体是一种免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都具有抗体的活性。这里所说的免疫球蛋白是指具有抗体活性，或化学结构与抗体类似的天然球蛋白。它们具有蛋白质的通性。免疫球蛋白广泛存在于哺乳动物和人体的血液、组织液、外分泌液中，目前发现的有无泪，即免疫球蛋白G（IgG）、M（Ig M）、A（Ig A）、D（Ig D）和E（IgE）。它们具有不同的作用，如抗菌、抗病毒、激发B淋巴细胞、调节免疫应答、破坏肿瘤细胞等。免疫球蛋白的获得：1. 免疫血清中。成本较高，很难应用到功能食品。2. 鸡蛋黄：提取成本较低，具有抗体活性，目前主要用在婴儿食品和老年食品中，以提高人体的免疫力，增强对各种疾病的抵抗力。最典型的例子就是生产配制奶粉（仿母乳）。（二）抑制胆固醇的活性蛋白质 抑制胆固醇的活性蛋白质是从大豆种子中提取的，它不仅是优良的蛋白质资源，还可与肠道中的固醇类物质结合，阻碍其吸收，促进其排泄，从而降低血清胆固醇含量。抑制胆固醇的活性蛋白质的优点：1. 对胆固醇值正常的人不起作用。2. 胆固醇正常的人摄取高胆固醇食品时，能抑制其血液中胆固醇的升高。3. 对胆固醇值高的人有明显的降低胆固醇的功效。4. 在总胆固醇中，降低的是恶性胆固醇含量，对良性胆固醇无影响。第四节 乳酸菌乳酸菌的应用历史非常久远，人类就在食品加工上不直觉地应用了乳酸菌。但人类能够科学的研究并利用乳酸菌却始于19世纪中叶，法国巴斯德在研究酒变酸的原因时首先发现了它。后来，许多乳酸菌被相继发现。近些年来发现许多种类的乳酸菌有许多重要生理功能。它们在功能食品领域占有重要地位。一、乳酸菌的种类乳酸菌是一类可发酵利用碳水化合物而产生大量乳酸的细菌，也因此而得名乳酸菌。但并非所有能产生乳酸的细菌都是乳酸菌，这里所说的乳酸菌主要包括：乳酸杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属、片球菌属等5个属。它们可以利用葡萄糖进行同型或异型乳酸发酵。前者发酵产物只有乳酸一种，后者的发酵产物出乳酸外，还有醋酸、乙醇和CO2等产物。.同型发酵的乳酸菌进行的是EMP代谢途径，即葡萄糖经1，6-二磷酸果糖降解成丙酮酸，在于乳酸脱氢酶作用下被NADH2还原成乳酸。异型发酵的乳酸菌进行的是HMS代谢途径（即磷酸戊糖途径，磷酸己糖支路），即葡萄糖县被分解成5-磷酸木酮糖并放出CO2，再于磷酸解酮酶作用下转变成乙酰磷酸和3-磷酸甘油醛；乙酰磷酸进一步还原成醋酸和乙醇，同时释放出磷酸，而3-磷酸甘油醛则通过丙酮酸还原成乳酸。二、乳酸菌的生理功能1. 改善肠内菌丛乳酸菌在人体肠道内繁殖时所产生的乳酸，可以非特异性地拮抗肠道内的内生致病菌，抑制肠道腐败菌的生长，从而改善肠道菌丛。2. 提高人体免疫力，防癌抗癌乳酸菌在抑制肠道有害菌、改善肠内菌丛的同时，也抑制了致癌物的产生。乳酸菌分解某些致癌物；诱导产生干扰素和促细胞分裂剂，促进免疫蛋白抗体的产生，从而提高人体免疫力，增强人的抗癌能力。3. 降低血清胆固醇，预防冠心病如嗜酸乳杆菌。4. 促进食物的消化吸收，预防便秘。乳酸菌在肠道中的繁殖及其代谢产物能促进消化酶的分泌和肠道的蠕动。5. 提高普通乳的消化吸收和营养价值在健康的人群中有相当一部分因体内缺乏-半乳糖苷酶而无法利用乳糖。这些人食用普通乳后，会发生肠内胀气、腹泻、呕吐现象，即所谓乳糖不适症。乳酸菌可以分解乳中的乳糖为葡萄糖和半乳糖。乳中的糖类、蛋白质经乳酸菌分解利用后更易被人体消化吸收。同时乳中的可溶性钙、磷、及某些维生素也有所增加。三、双歧杆菌的保健作用：（1）抑制肠道腐生菌的生长 ；（2）抗癌作用；（3）增强免疫功能；（4）降低胆固醇作用；（5）防止便秘作用；（6）营养作用；（7）其他功能四、乳酸菌发酵制品（一）酸奶原料：新鲜乳、脱脂乳、全脂乳粉、脱脂乳粉、稀奶油或炼乳等，（乙醛作为主要特征风味）。（二）乳酸菌饮料原料：新鲜乳及乳制品，各种辅料（如甜味剂、酸味剂、稳定剂、果汁等）。（三）酸性酪乳原料：主要为脱脂乳，接种产酸菌和产香菌混合发酵，产生奶油香气。美国较普遍。（四）干酪原料：以乳、奶油等。第五节 其它生理活性成分一、自由基清除剂自由基（Free radical）：是指一类外层轨道上具有不配对价电子的基团、原子或分子，具有极高的化学活性。正常情况下，机体内自由基的产生与消除时刻处于动态平衡之中，当这一平衡被破坏，自由基过多或消除能力下降，在体内积聚，进而引起生物大分子如脂质、蛋白质、核酸的损伤，导致细胞结构的破坏和机体的衰老,引起疾病的发生。抗氧化剂可使体内自由基或者活性氧的攻击目标由生物大分子转向抗氧化剂分子。抗氧化剂是否能起到这个作用，就在于它能否与生物分子竞争同有害自由基反应的活性。具有代表性的自由基是以氧形成的自由基最为重要，这类自由基主要有三种，即O2-.、.OH和ROO.。很多实验已经证明，天然抗氧化基和自由基清除剂（Free radical scavenger）是很多中草药的有效成分，它们正在为治疗人类疾病发挥着重要作用。生物体内氧化还原反应中，约有25%的氧会产生超氧阴离子自由基O2-.，它的毒性是机体发生氧中毒的主要原因。超氧阴离子自由基O2-.是基态氧接受一个电子产生的第一个氧自由基，在三种具有代表性的自由基O2-.、. OH和ROO.中，该自由基形成最早，是其它氧自由基的前身，因此，对于超氧阴离子自由基的清除具有特别重要的意义。羟基自由基.OH是氧三电子还原产物，是最活泼的自由基，也是已知的自由基中最强的氧化剂，反应性极强，寿命极短（平均为10-3秒），对生物机体的危害极大，几乎能与任何生物大分子（如蛋白质、核酸、脂质）等发生作用，导致机体受损和基因突变，引起机体衰老和癌变。自由基清除剂分类：1. 酶类：超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等。2. 非酶类：维生素E、维生素C、-胡萝卜素、还原性谷胱甘肽(GSH)、黄酮类等。（一）SOD、CAT、GSH-PxSOD的主要作用是清除体内过多的超氧阴离子自由基O2-.，同时生成H2O2, H2O2又可被CAT清除生成H2O和O2。除CAT外，GSH-Px也可清除H2O2，还可清除脂类过氧化自由基ROO.与ROOH。其反应式为： SODO2-. + O2-. + 2H+ H2O2 + O2 CAT H2O2 H2O + O2 GSH-PxH2O2 + 2GSH GSSG + 2H2O GSH-PxROOH + 2GSH GSSG + ROH + H2OO2在进行单电子还原时首先生成O2- .，其次生成H2O2，第三才生成. OH。所以细胞利用SOD和CAT阻止O2- .或H2O2的生成，也就避免了生成更加活泼的. OH。正如前面所述，体内自由基过多、清除过慢，会加速机体衰老、诱发各种疾病。SOD既然能清除人体内过多的O2- .，自然可延缓衰老，提高人体免疫力并增强对疾病的抵抗力。SOD作为一种临床药物已用于多种疾病的治疗。如治疗免疫性疾病、癌症、骨髓损伤、炎症、消除肌肉疲劳等。作为一种活性成分，SOD已在化妆品、牙膏和功能性食品中崭露头角。二、高级醇、生物碱、酚类、黄酮类、皂甙和萜类化合物等6. 油脂替代品（Oil and fat substitute）或油脂模拟品（Oil and fat minics）油脂替代品:是指具有某些令人希望的物理和感官性质的物质，在食品配方中用它们代替脂肪时可避免志方过量摄入。在目前国外市场上销售的低脂烘烤食品、低脂乳制品、低脂色拉调味料及低脂快餐食品中，大都添加油脂替代品。含油脂替代品的低脂食品正逐步被越来越多的消费者所接受。如1992年在美国加州的调查显示，60%的消费者认为含传统油脂替代品的食品比传统食品更有利于健康。在美国市场，1991年油脂替代品总产值约为1亿美元，1996年约为3.05亿美元，2002年约为6.65亿美元，油脂替代品的增长速度超过20%。油脂替代品分为三类：1、合成物质类油脂替代品：他是由糖的羟基与脂肪酸的羧基发生酯化反应得到的一类非极性物质，在人体内不能水解，不提供热量，耐高温，其外观、风味、热稳定性、货架寿命均与天然脂肪相似，是唯一能经受高温油炸的油脂替代品。在国外已由该产品出售。如蔗糖聚酯（Olestra），由蔗糖与6-8个脂肪酸分子酯化而成。通过改变脂肪酸的链长与饱和度，得到能模拟油脂的系列脂肪替代品。这类产品是由Proctar & Gamble联合公司于1987年研制成功。另为还有羧酸酯、丙氧基甘油酯、丙二酸酯等。 蔗糖聚酯 羧酸酯2、蛋白质为基质的油脂替代品：主要原料有牛乳蛋白、卵清蛋白、大豆蛋白、玉米醇溶蛋白。油脂替代品要求疏水基团在外部，此种油脂替代品的加工过程称为“微粒化”过程，涉及到加热和均指处理，此技术已获多国专利。通过“微粒化”处理使蛋白质粒径控制在0.1-2m之内。人体口腔粘膜对此粒径范围的颗粒感觉不到，因而是用时出现类似油脂的滑腻感。该产品主要用于冷冻食品、乳制品、人造奶油等。以蛋白质为基础成分的油脂模拟品产 品组 成制 造 公 司Simplesse牛乳、鸡蛋蛋白，球形颗粒，0.12m美国Nutra-Sweet公司Traiblazer鸡蛋白、乳蛋白和黄原胶，不