食品原料中的抗营养成分课件

1、食品原料中的抗营养成分1 第四章食品原料中的抗营养成分第四章食品原料中的抗营养成分 一一、植酸和草酸植酸和草酸 二、二、多酚类化合物多酚类化合物 三三、消化酶抑制剂消化酶抑制剂 食品原料中的抗营养成分2 食品原料营养食品原料营养- 取决于可食部分营养组成取决于可食部分营养组成 n动植物积累营养成分动植物积累营养成分 是为了自身生长是为了自身生长 繁殖和发育的需要繁殖和发育的需要 n植物为避免有害微生物和动物损害植物为避免有害微生物和动物损害 形成防护系统形成防护系统 食品原料中的抗营养成分3 形态学保护机制形态学保护机制 长长 棘棘 刺刺 硬壳硬壳 化学保护机制化学保护机制 分泌异气分泌异气

2、产生有害成分产生有害成分 如皂素如皂素 糖苷糖苷 生物碱等生物碱等 作物在种子或可食部位积累一些蛋白质作物在种子或可食部位积累一些蛋白质,对人是有害的对人是有害的,不不 可利用和消化的可利用和消化的如如:核糖体失活蛋白核糖体失活蛋白(RIP),抗真菌蛋白抗真菌蛋白 蛋白蛋白 酶抑制剂酶抑制剂 淀粉酶抑制剂淀粉酶抑制剂 糖结合蛋白等糖结合蛋白等 n在常规食品中存在较多时影响食品中有效在常规食品中存在较多时影响食品中有效 成分的吸收利用成分的吸收利用 食品原料中的抗营养成分4 一、植酸一、植酸 n主要存在于主要存在于: 植物的籽植物的籽 根根 干和茎干和茎;以豆科植物的籽以豆科植物的籽 谷物的麸皮

3、和胚芽中含量最高谷物的麸皮和胚芽中含量最高 n抗营养性体现抗营养性体现: 与金属离子形成复合物与金属离子形成复合物,影响有益影响有益 矿物元素的吸收和利用矿物元素的吸收和利用 第一节植酸和草酸第一节植酸和草酸 食品原料中的抗营养成分5 如如:食品中的和胰液食品中的和胰液 胆汁等脏器向小肠分泌的胆汁等脏器向小肠分泌的 锌锌 铜等矿物元素铜等矿物元素; 与内源性蛋白质酶与内源性蛋白质酶 淀粉酶淀粉酶 脂肪酶等络合降低脂肪酶等络合降低 酶活性酶活性,导致蛋白质消化和利用率降低导致蛋白质消化和利用率降低 与金属形成的复合物稳定性影响因素与金属形成的复合物稳定性影响因素: 食物原料的酸碱性食物原料的酸碱

4、性pH=7.4稳定性顺序为稳定性顺序为: Cu2+ Zn2+ Co2+ Mn2+ Fe3+ Ca2+ 矿物元素本身的性质矿物元素本身的性质 食品原料中的抗营养成分6 n吸收矿物元素的部位吸收矿物元素的部位:十二指肠和十二指肠和 空肠的上半部空肠的上半部,pH=6,而在而在Ph=3-9大多大多 数三元复合物数三元复合物(如锌如锌-钙钙-植酸植酸)溶解度非溶解度非 常小常小,多数以沉淀析出多数以沉淀析出 n动物实验表明动物实验表明:添加植酸酶可明显提添加植酸酶可明显提 高蛋白质和氨基酸在猪小肠和大肠中高蛋白质和氨基酸在猪小肠和大肠中 的消化率的消化率 动物饲料中添加植酸酶可提高蛋动物饲料中添加植酸

5、酶可提高蛋 白质和矿物元素利用率白质和矿物元素利用率 食品原料中的抗营养成分7 二二、草酸草酸(乙二酸乙二酸) 广泛存在于植物性食品原料中广泛存在于植物性食品原料中 1、草酸的有害性草酸的有害性 n食用过多含草酸的食品食用过多含草酸的食品(原料原料)造成尿路结石造成尿路结石 草酸草酸+钙钙 草酸钙的过饱和草酸钙的过饱和 结晶核形成结晶核形成 结晶增长结晶增长 结晶凝集结晶凝集 结石形成结石形成 附着于肾小管管腔上皮附着于肾小管管腔上皮 食品原料中的抗营养成分8 抑制因子抑制因子:枸橼酸枸橼酸 镁和高分子抑制物质镁和高分子抑制物质 日常饮食含草酸多的食物日常饮食含草酸多的食物(原料原料): 菠菜

6、菠菜 巧克力巧克力 花生花生 竹笋竹笋 茶等茶等 草酸摄入量影响因素草酸摄入量影响因素: 肠道内草酸分解菌量肠道内草酸分解菌量(抗生素可使之减少抗生素可使之减少) ; 摄入钙和脂肪量摄入钙和脂肪量 食品原料中的抗营养成分9 预防因草酸过多引起结石的方法预防因草酸过多引起结石的方法: 多饮水和均衡饮食多饮水和均衡饮食 1L风险高风险高,2L以上小以上小 限制过度食用动物蛋白限制过度食用动物蛋白 含硫氨基酸抑制肾小管钙含硫氨基酸抑制肾小管钙 的重吸收的重吸收,导致尿钙增加导致尿钙增加,易于形成结石易于形成结石 多摄入含钙食物多摄入含钙食物 钙与草酸形成草酸钙沉淀排出体外钙与草酸形成草酸钙沉淀排出体

7、外 推荐食物推荐食物:乳制品乳制品 豆腐豆腐 小鱼等小鱼等 食品原料中的抗营养成分10 限制含草酸食物的摄入限制含草酸食物的摄入 含草酸多食物用水煮含草酸多食物用水煮 (草酸可溶性草酸可溶性)可将其去除可将其去除 n使必需矿物元素的生物有效性降低使必需矿物元素的生物有效性降低 食品原料中的抗营养成分11 第二节食品原料中的多酚类化合物第二节食品原料中的多酚类化合物 一一、分类分类(根据结构和生物合成途径根据结构和生物合成途径) 黄烷醇类黄烷醇类 花色苷类花色苷类 黄酮类黄酮类 酚酸类及其他酚酸类及其他 食品原料中的抗营养成分12 氰苷氰苷:豆类豆类(四季豆四季豆 豇豆豇豆)核果和果仁中核果和果

8、仁中 水解产生氰氢酸水解产生氰氢酸,与细胞色素氧化酶中的铁与细胞色素氧化酶中的铁 结合使机体缺氧窒息结合使机体缺氧窒息,烧煮加热时应敞口烧煮加热时应敞口,使使 氰氢酸挥发氰氢酸挥发 甲状腺素甲状腺素:可致甲状腺代偿性肿大可致甲状腺代偿性肿大 皂苷类皂苷类: 土豆土豆 茄子中茄子中.土豆发芽时芽眼附近土豆发芽时芽眼附近 及发绿的表皮茄苷剧增及发绿的表皮茄苷剧增,引起中毒引起中毒,加热祛除加热祛除, 去掉芽眼去掉芽眼 食品原料中的抗营养成分13 分类分类糖苷名称糖苷名称配基配基存在食品（原料）存在食品（原料） 黄烷酮黄烷酮橙皮苷橙皮苷 柚皮苷柚皮苷 新橙皮苷新橙皮苷 橙皮素橙皮素 柚皮素柚皮素 温

9、州蜜橘温州蜜橘 葡萄柚葡萄柚 夏橙夏橙 柑橘类柑橘类 枳壳枳壳 臭橙臭橙 夏橙夏橙 黄酮黄酮芹菜苷芹菜苷芹菜素芹菜素荷兰芹荷兰芹 芹菜芹菜 黄酮醇黄酮醇芸香苷（芦丁）芸香苷（芦丁） 栎皮苷（槲皮栎皮苷（槲皮 苷）苷） 异栎苷异栎苷 槲皮素槲皮素 槲皮素槲皮素 槲皮素槲皮素 葱头（洋葱）葱头（洋葱） 茶叶茶叶 荞麦荞麦 茶茶 茶茶 玉米玉米 黄酮醇黄酮醇杨梅苷杨梅苷 紫云英苷紫云英苷 杨梅黄酮杨梅黄酮 茨非醇茨非醇 野生桃野生桃 草莓草莓 杨梅杨梅 蕨菜蕨菜 异黄酮异黄酮黄豆苷黄豆苷异黄醇异黄醇大豆大豆 食品（原料）中的主要黄酮类物质食品（原料）中的主要黄酮类物质 食品原料中的抗营养成分14 n

10、存在特点存在特点: 分布广分布广 含量差异大含量差异大 种类多种类多 例例 如如:单宁单宁(单宁酸单宁酸 倍单宁酸倍单宁酸 鞣酸鞣酸) 特殊酚类化合物特殊酚类化合物 食品原料中单宁分两类食品原料中单宁分两类: 缩合单宁缩合单宁 水解单宁水解单宁(倍单宁和鞣花单宁倍单宁和鞣花单宁) 食品原料中的抗营养成分15 n稳定性与其结构关系密切稳定性与其结构关系密切 分子中羟基数目增加分子中羟基数目增加,稳定性降低稳定性降低 甲基化及糖基化程度提高甲基化及糖基化程度提高,稳定性增加稳定性增加 pH愈大温度越高和氧浓度越大愈大温度越高和氧浓度越大, 越容易破坏越容易破坏 食品原料中的抗营养成分16 二、抗营

11、养性及有害性二、抗营养性及有害性 n对必需金属元素的络合作用对必需金属元素的络合作用 n对蛋白质和酶的络合沉淀作用对蛋白质和酶的络合沉淀作用 多酚对酶的络合沉淀作用是酶活性多酚对酶的络合沉淀作用是酶活性 分析前必须先考虑的问题分析前必须先考虑的问题 PVP(聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮) 硼酸硼酸buffer 过量的还原剂过量的还原剂 Tween 80 食品原料中的抗营养成分17 单宁与单宁与protein starch 消化酶形消化酶形 成复合物降低了食品的营养性成复合物降低了食品的营养性 的机理的机理: n明显抑制明显抑制消化酶消化酶如如果胶酶果胶酶 淀粉酶淀粉酶 脂脂 酶酶 蛋白水解酶蛋

12、白水解酶 -糖苷酶及纤维素酶糖苷酶及纤维素酶 活性活性 食品原料中的抗营养成分18 n在消化道内单宁与糖在消化道内单宁与糖 蛋白质蛋白质 脂肪脂肪 等生物大分子形成复合物等生物大分子形成复合物, 降低了它们的消化吸收降低了它们的消化吸收 槟榔槟榔(含单宁含单宁11-26%)食道癌食道癌远东地区远东地区 高粱高粱-食道癌食道癌(加勒比海诸岛加勒比海诸岛) 过量饮茶过量饮茶-胃癌胃癌 食品原料中的抗营养成分19 n多酚类具有抗癌多酚类具有抗癌 防止心血管疾病防止心血管疾病, 抗氧化及清除自由基的作用抗氧化及清除自由基的作用 抗氧化机理抗氧化机理: n具有转移氢原子的能力具有转移氢原子的能力,作为键

13、断裂抗作为键断裂抗 氧化剂氧化剂 n能络合过渡金属离子而抑制自由基的能络合过渡金属离子而抑制自由基的 形成形成 食品原料中的抗营养成分20 第三节消化酶抑制剂第三节消化酶抑制剂 主要是主要是:蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂(PI): 胰蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂(LTI) 胰凝乳蛋白酶抑制剂胰凝乳蛋白酶抑制剂 -淀粉酶抑制剂淀粉酶抑制剂 食品原料中的抗营养成分21 一一、PI分类分类 Kunitz型型:与胰蛋白有专一结合位点与胰蛋白有专一结合位点 , 分子量较大分子量较大,热稳定性差热稳定性差 Bowman-Birk型型: 能同时抑制两个能同时抑制两个ser蛋白酶蛋白酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 和胰凝乳蛋

14、白酶活性和胰凝乳蛋白酶活性, 分子量较小分子量较小,热稳定性强热稳定性强 食品原料中的抗营养成分22 二二、组成上的相似性组成上的相似性: Cys含量特高含量特高,其次是其次是 Asp Arg Lys Glu Cys含量高有利于形成分含量高有利于形成分 子内二硫键子内二硫键,具有高度的耐具有高度的耐 热耐酸性热耐酸性 食品原料中的抗营养成分23 二、消化酶抑制剂作用机理二、消化酶抑制剂作用机理 根据蛋白酶抑制剂与其靶酶作用方式根据蛋白酶抑制剂与其靶酶作用方式 为为 互补型互补型 抑制剂占据靶酶的识别位点与结合抑制剂占据靶酶的识别位点与结合 部位部位,并与酶活性基团形成氢键而封闭靶酶并与酶活性基

15、团形成氢键而封闭靶酶 活性中心活性中心(LTI) 食品原料中的抗营养成分24 n相伴型相伴型抑制剂分子不占据靶酶的识别位点抑制剂分子不占据靶酶的识别位点, 而是与酶分子并列相伴而是与酶分子并列相伴,并在与酶活性基团形并在与酶活性基团形 成氢键的同时封锁酶与底物的结合部位成氢键的同时封锁酶与底物的结合部位(如如:凝凝 血酶抑制剂水蛭素血酶抑制剂水蛭素) n覆盖型覆盖型 抑制剂以类似线性分子的形式覆盖抑制剂以类似线性分子的形式覆盖 到靶酶活性中心附近的区域上到靶酶活性中心附近的区域上,从而阻止了活从而阻止了活 性中心与底物接触性中心与底物接触(如如:木瓜蛋白酶抑制剂木瓜蛋白酶抑制剂) 食品原料中的抗营养成分25 三三、影响影响PI的因素及毒性的去除的因素及毒性的去除 影响影响PI活性的因素活性的因素: 纯度纯度 如纯化的宽叶菜豆蛋白酶抑制如纯化的宽叶菜豆蛋白酶抑制(KSTI)360min加加 热热,活性仍保留活性仍保留70%,提取物提取物60min 活性大部分丧失活性大部分丧失 pH范围范围 酸性条件下稳定性高于碱性条件酸性条件下稳定性高于碱性条件, 中性条件下稳定中性条件下稳定 食品原料中的抗营养成分26 热处理温度和时间热处理温度和时间 高时间长活性损失大高时间长活性损失大 压力压力 中性条件下中性条件下 高压使活性很快失去高压使活性很快失去 去除毒性的方