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文档简介
功能性食品学
参考用书:
主讲教师:程丽《功能性食品学》郑建仙主编,中国轻工业出版社《功能食品学》刘静波林松毅主编,化学工业出版社《功能食品》常锋顾宗珠主编,化学工业出版社《功能性食品》刘景圣孟宪军主编,中国农业出版社第二章生物活性成分(功效成分)化学和营养学本章学习的目的掌握功能性食品七大生物活性成分(功能性碳水化合物;氨基酸、肽和蛋白质;功能性脂质;维生素和维生素类似物;矿物元素;植物活性成分;益生菌)化学和营养学。化学:研究生物活性成分的来源、制备、结构、性能、分析和应用。营养学:研究生物活性成分对人体的营养保健规律及对各种慢性病的预防改善作用。第一节功能性碳水化合物定义:在增强机体免疫力、降低血脂、调解肠道菌群方面具有生理功效的碳水化合物。一、膳食纤维膳食纤维(Dietaryfiber,DF):不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素的总称。*
粗纤维(Crudefiber,CF):植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂处理后的剩余残渣。分类:可溶性膳食纤维(SDF,solubledietaryfiber)不可溶性膳食纤维(IDF,insolubledietaryfiber)(一)定义膳食纤维3.果胶及果胶类物质4.木质素主链由半乳糖醛酸以α(1→4)糖苷键连接而成的聚合物,部分半乳糖醛酸羧基被甲酯化,主链上还有少量(1→2)鼠李糖。甲氧基含量超过7%的为高甲氧基果胶;低于7%的为低甲氧基果胶,低甲氧基果胶凝胶时需要Ca2+。天然果胶含有阿拉伯聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、鼠李聚糖等。溶于水形成凝胶,对维持膳食纤维的结构有重要作用。松柏醇、芥子醇、和对羟基肉桂醇组成,非多糖,细胞壁的结构成分之一,复杂的三维结构,人和动物都不能消化木质素。5.抗性淀粉(resistantstarch,RS),抗酶解淀粉健康人体小肠内剩余的不被消化吸收的淀粉及其降解物的总称。1RS1(因种子结构的物理包裹而不能消化的淀粉)。分类:2RS2(某些生淀粉颗粒)。3RS3(高度凝沉淀粉)。4RS4(某些化学改性淀粉)。(三)膳食纤维的物化特性1.高持水力①自身体重的1.5-25倍②水溶性膳食纤维>非水溶性膳食纤维调节肠道功能,有利于增加粪便的含水量及体积,促进粪便的排泄2.吸附作用吸附、螯合胆固醇、胆汁酸、肠道内有毒物质(内源性毒素)、有毒化学药品(外源性毒素)3.阳离子交换作用羧基、羟基、氨基等侧链,产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用,可与阳离子,尤其是有机阳离子进行交换。4.无能量填充剂本身体积较大,缚水后体积更大,肠道内起填充剂的容积作用,易引起饱腹感。5.发酵作用被大肠内微生物发酵降解,产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸,降低大肠pH值,调节肠道菌群,诱导产生有益菌,抑制有害菌。3.降血脂膳食纤维胆固醇胆汁酸胆汁酸胆汁酸膳食纤维膳食纤维与胆汁酸相结合,排出体外胆汁酸的排出意味着胆固醇的消耗降低胆固醇!胆汁酸的循环!胆汁酸(胆固醇的最终代谢产物)随胆汁流入肠道,参加脂类消化,受肠道细菌的作用,变成次级胆汁酸95%次级胆汁酸被肠壁从新吸收,经过静脉回到肝脏,经肝细胞处理变回胆汁酸,与新合成的胆汁酸一起再次循环膳食纤维有益菌有害菌增加肠活动抑制有害菌的增加益生菌能保护肠内环境、预防癌、抗老化、提高免疫力等,特别是水溶性膳食纤维。5.调节肠道菌群膳食纤维是有益菌的食物便秘预防致癌物质生成的抑制增加有益菌。。。(五)膳食纤维的有效摄入量FDA成人:总20-35g/d不溶性纤维70-75%可溶性纤维25-30%我国成人:适宜摄入25g/d中等30g/d
高能量35g/d
二、活性多糖活性多糖(activepolysaccharide):具有免疫调节活性、抗肿瘤活性等特殊生理功能的多糖。1984年---荚膜多糖---疫苗(一)真菌多糖1.定义:从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出来的,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,具有增强免疫力、抗肿瘤活性的特性。2.种类:香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、银耳多糖、虫草多糖、茯苓多糖、金针菇多糖、木耳多糖等。香菇多糖
定义:
从香菇(Lentinusedodes)子实体或菌丝中分离的一种多糖,以β-1,3葡聚糖为主,有免疫激活和抗肿瘤活性。■日本学者千原,1969年,第一次报道了香菇子实体中分离的6种胞外多糖中有2种具有明显抗肿瘤活性。
■经热水提取的香菇多糖可调节人休内有免疫功能的T细胞活性,可降低甲基胆蒽诱发肿瘤的能力。香菇对癌细胞有强烈的抑制作用,对小白鼠肉瘤S-180的抑制率为97.5%,对艾氏癌的抑制率为80%。虫草多糖
定义:
由甘露糖、虫草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、葡萄糖、岩藻糖组成的多聚糖。
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虫草多糖为白色粉末,无异味,易溶于水,多糖的化学定性试验呈阳性反应,多糖与蒽酮试剂反应为蓝绿色,与苯酚−硫酸试剂反应为桔红色,与α−萘酚试剂反应为紫红色。不溶于高浓度乙醇与有机溶剂。
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来源:①从天然虫草子实体中提取;②从人工培养虫草子实体中提取;③从发酵培养的菌丝体和发酵液中提取。■
活化巨噬细胞刺激抗体产生,提高人体免疫能力,改善呼吸系统,抑制肿瘤生长,并具有抗肿瘤、抗辐射、降血糖和血浆脂蛋白,还能抗心律失常,抗心肌缺血,扩张外周血管,降压,降血脂,抑制血小板聚集。灵芝多糖
定义:
目前已分离到的有200多种,其中大部分为β–葡聚糖,少数为α–葡聚糖,多糖链由三股单糖链构成,是一种螺旋状立体构形物,其立体构形和DNA、RNA相似,螺旋层之间主要以氢键固定,分子量从数百到数十万,除一小部分小分子多糖外,大多不溶于高浓度酒精,在热水中溶解,大多存在于灵芝细胞内壁。■
能提高机体免疫力,提高机体耐缺氧能力,消除自由基,抑制肿瘤、抗辐射,提高肝脏、骨髓、血液合成DNA、RNA、蛋白质能力,延长寿命,灵芝多糖还具有刺激宿主非特异性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性。
茯苓多糖
定义:
从多孔菌科真菌茯苓菌核中提取的有效成分。具有免疫增强活性,可用于抗病毒、抗肿瘤,减轻放、化疗副作用,以及治疗慢性肝炎、延缓衰老等。
3.真菌多糖的生理活性A.免疫调节功能B.抗肿瘤C.抗突变作用D.降血压、降血脂、降血糖E.抗病毒作用激活T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞、刺激抗体产生。对癌细胞有很强的抑制作用虫草多糖—心律失常灵芝多糖—心血管系统调节爱滋病毒(HIV)、单纯疱疹病毒(HSV-1,HSV-2)、巨细胞病毒(CMV)、流感病毒等。F.抗氧化清除自由基、提高抗氧化酶活性抑制脂质过氧化的活性、可起到保护生物膜和延缓衰老。双芝元片奥雪虫草(二)植物多糖1.种类:茶多糖、枸杞多糖、银杏叶多糖等。2.生理活性:(三)动物多糖1.种类:海参多糖、壳聚糖、透明质酸等。A.抑制肿瘤B.调节免疫C.延缓衰老D.抗疲劳E.降血糖A.增强免疫、抗肿瘤B.降血脂C.排出肠道毒素、降低重金属对人的危害、抗辐射、防龋齿2.生理活性:透明质酸糖胺聚糖的一种,由葡糖醛酸和N-乙酰氨基葡糖形成的多糖,不含硫酸基取代。又称玻尿酸、糖醛酸。■润滑关节,调节血管壁的通透性,调节蛋白质,水电解质扩散及运转,促进创伤愈合等。尤为重要的是,透明质酸具有特殊的保水作用,是目前发现的自然界中保湿性最好的物质,被称为理想的天然保湿因子,例如:2%的纯透明质酸水溶液能牢固地保持98%水分。
三、功能性低聚糖低聚糖:或寡糖,由3-9个单糖经糖苷键连接而成的低聚度合糖。不被消化吸收而直接进入大肠内,优先被双歧杆菌所利用。(一)低聚糖的生理功效1.促使双歧杆菌增殖2.减少有毒发酵产物及有害细菌的产生、抑制病源菌和腹泻3.防止便秘4.增强免疫力、抗肿瘤5.降低胆固醇6.保护肝功能7.合成维生素、促进钙的消化吸收。8.低能量、不会引起龋齿1.异麦芽酮糖(Isomaltulose)白色结晶,无臭、味甜、甜度约为蔗糖的42%,甜味纯正,与蔗糖基本相同,无不良后味,熔点122~124℃,耐酸,耐热,不易水解,热稳定性比蔗糖低,易溶于水,其水溶液的黏度亦比同等浓度的蔗糖略低。在肠道内可被酶解,由机体吸收利用。对血糖值影响不大,不致龋齿。2.乳酮糖(Lactulose)乳酮糖则是由半乳糖与果糖以β-(1一4)糖苷键合组成的。味甜,比乳糖甜,但不如蔗糖。乳酮糖在小肠内不被消化吸收,到达大肠被双歧杆菌利用,具有较高的增殖活性,因此乳酮糖被列为低热值甜味剂和功能性食品添加剂。另外可使人工哺喂的婴儿肠道菌群与母乳哺喂的婴儿肠道菌群相接近,因此在婴儿配方奶粉当中乳酮糖是一种必需添加剂。3.大豆低聚糖(SoybeanOligodaccharide)大豆低聚糖是大豆中所含可溶性碳水化合物的总称呼,它是a-半乳糖苷类,主要由水苏糖、棉子糖和蔗糖组成,其中功效成分为水苏糖和棉籽糖。大豆低聚糖是一种低甜度、低热量的甜味剂,其甜度为蔗糖的70%,其热量仅是蔗糖热能的1/2,而且安全无毒。■改善肠道生态环境,增殖双歧杆菌。防治便秘,预防洗肠引起的肠黑变,肠麻痹,抑制有害菌,提高机体抗病力,降血脂,调节血压,纠正儿童偏食厌食。促进钙锌吸收,防止骨质疏松,促进维生素合成,抗衰老。4.低聚果糖(Fructooligosacde)低聚果糖是指2~5个果糖基为链节,以一个葡萄糖基为链的端基,以果糖基→果糖连接键为主体骨架连结形成的碳水化合物。即是指1~4个果糖连接在蔗糖上而形成的蔗果三糖(GF2)、蔗果四糖(GF3)、蔗果五糖(GF4)和蔗果六糖(GF5)的混合物。■甜度为蔗糖的0.3-0.6倍。既保持了蔗糖的纯正甜味性质,又比蔗糖甜味清爽。是具有调节肠道菌群,增殖双歧杆菌,促进钙的吸收,调节血脂,免疫调节,抗龋齿等保健功能的新型甜味剂,已在乳制品、乳酸菌饮料、固体饮料、糖果、饼干、面包、果冻、泠饮等多种食品中应用。分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1-7个半乳糖基。在自然界中,动物的乳汁中存在微量的GOS,而人母乳中含量较多,婴儿体内的双歧杆菌菌群的建立很大程度上依赖母乳中的GOS。7.低聚半乳糖(Galactooligosaccharides,GOS)8.低聚异麦芽糖单糖数在3-5不等,各葡萄糖分子之间至少有一个是α−(1-6)糖苷键结合而成,包括异麦芽糖、异麦芽三糖、潘糖、异麦芽四糖及以上的各支链低聚糖。低聚半乳糖(GOS)与低聚果糖(FOS)及低聚异麦芽糖(IMO)比较项次细菌低聚半乳糖低聚异麦芽糖低聚果糖1青春双歧杆菌B.adolescentils++++++2两歧双歧杆菌B.bifidum++--3婴儿双歧杆菌B.infantis++++++4长双歧杆菌B.longum+++++5短双歧杆菌B.breve+++++6嗜酸乳杆菌L.acidophilus++++7干酪乳杆菌L.casei++-
8唾液乳杆菌L.salivarius++-++项次细菌低聚半乳糖低聚异麦芽糖低聚果糖1艰难梭菌C.difficile+--2大肠埃希氏菌E.coli++--四、单糖衍生物1,6-二磷酸果糖(Esafosfina)(FDP)改善缺氧条件下的心肌细胞的能量代谢,避免缺氧条件下的组织损伤。第二节氨基酸、肽和蛋白质一、半必须氨基酸必须氨基酸:赖氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)、色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、苏氨酸(Thr)半必须氨基酸:虽然人体能合成,但在严重的应激或疾病状态下容易发生缺乏现象。(一)牛磺酸(带有氨基的磺酸,非氨基酸)存在:动物乳汁、脑与心脏中,肌肉中含量最高缺乏:影响体力、视力、心脏与脑的正常工作生理功能
1.促进婴幼儿脑组织和智力发育
2.提高神经传导和视觉机能
3.防止心血管病
4.影响脂类的吸收
5.改善内分泌状态,增强人体免疫
6.影响糖代谢
7.抑制白内障的发生发展
8.改善记忆的功能
9.维持正常生殖功能
10.其他功能
人均年消费牛磺酸量日本美国英国德国加拿大法国韩国印尼新加坡中国(g)(二)精氨酸(Arg)缺乏:不能维持N平衡与正常生理功效,导致血氨过高,甚至昏迷功效:促进胶原组织合成,加速伤口愈合防止胸腺退化,尤其是受伤后退化维持足够的免疫力(三)谷氨酰胺(Gln)存在:肌肉蛋白、血液中作用:防止肠衰竭①防止肠衰竭的重要营养素②衡量是否肠衰竭的指标,发生肠衰竭,血中谷氨酰胺水平会下降二、氨基酸和氨基酸衍生物(一)γ-氨基丁酸存在:哺乳动物的脑和骨髓中,抑制神经传导。作用:①降压作用②健脑作用③调节心律失常作用⑤
防止皮肤老化、消除体臭作用④
调节激素的分泌作用⑥
醒酒作用⑦
改善脂质代谢,防止动脉硬化。(二)蛋氨酸缺乏:食欲减退、生长减缓、肾脏肿大、肝脏铁堆积等现象,最后导致肝坏死或纤维化。作用:①利用甲基对有毒物进行甲基化,起到解毒作用②抗溃疡作用,用于治疗胃溃疡(三)肌氨酸存在:鱼和肉食品中。作用:①增加肌肉无氧力量和爆发力②增加蛋白质的合成,增长肌肉③有效的改善运动表现、力量和恢复。(四)赖氨酸缺乏:厌食、营养性贫血、发育不良作用:①调节人体代谢平衡②促进胃蛋白酶和胃酸的分泌③提高钙的吸收及其在体内的积累、加速骨骼生长。④利尿的辅助药物。(五)色氨酸特征:转化成神经传导物质---5-羟色胺。作用:①5-羟色胺的前体②抗闷剂、抗痉挛剂、胃分泌调节剂、胃粘膜保护剂和抗昏迷剂。(六)胱氨酸和半胱氨酸作用:①缓解中毒②作为粘液的分解剂,用于防治支气管炎等咳痰的排出困难。③促进毛发生长、治疗秃发症(七)5-羟基色氨酸特征:控制人体睡眠、情绪状况的神经传导物质-----血清素的前体物质。作用:①抗抑郁②抑制食欲、减肥③镇静,改善睡眠④收缩血管作用⑤缓和经前综合症⑥治疗偏头痛(八)N-乙酰基-L-半胱氨酸作用:①解毒、护肝功能②抗氧化功能③降低痰浓度(九)S-腺苷甲硫氨酸作用:①抗抑郁②护肝和治疗各种肝病③抗氧化作用④对关节炎、偏头痛和纤维素增生有一定的治疗效果⑤对中枢圣经系统疾病,如癫痫等有疗效(十)褪黑素作用:①调节生物钟的活性物质②干预人类的许多神经活动,睡眠、情绪、智力等。不宜服用人群:儿童、孕妇、哺乳期妇女、准备怀孕的妇女、精神病患者、正在服用类固醇的人、有严重过敏、或自身免疫疾病的人、患有免疫系统肿瘤如白血病和淋巴肿瘤的人。三、活性肽定义:①
一类分子量小于6000Da,具有多种生物学功能的多肽。②
蛋白质中20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,是源于蛋白质的多功能化合物。功能:人体代谢和生理调节、提高免疫力、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂、易消化吸收,食用安全性极高,当前国际保健品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。生产方法:①
天然活性肽的提取。细菌、真菌、动植物体内……③
蛋白质水解。酸水解、碱水解……②
化学合成法。液相、固相……④
酶法。⑤
微生物发酵法。⑥
基因重组法。DNA重组技术……分类:(一)按来源乳肽:动物乳中酪蛋白与乳清蛋白制得。易溶于水、易吸收、耐酸、耐碱,需求最大,应用最广的保健食品素材。大豆肽:大豆蛋白制得。低抗原性、抑制胆固醇、促进脂质代谢、发酵等。玉米肽:玉米蛋白制得。抗疲劳,改善肝、肾、肠胃疾病患者营养的功能,并可促进酒精代谢,用做醒酒食品。水产肽:各种鱼肉蛋白制得。如沙丁鱼肽,是血管紧张素转换酶抑制肽,不含苦味,可用于制作防治高血压的保健食品或制剂。豌豆肽:豌豆蛋白制得。口味温和、价廉,可用于婴儿配方乳粉。卵白肽:卵蛋白制得。具有易消化吸收、低抗原、耐热等特点,可用于流动食品、营养食品或糕点中。复合肽:动植物、水产、畜产等多种蛋白质混合物制得的复合肽,具有改善脂质代谢功能,可用于各类保健食品。胶原肽:胶原蛋白制得。具有抗氧化、美容功效,用于美容保健食品。
(二)按活性抑制胆固醇肽:抑制胆固醇。大豆等植物蛋白经胃蛋白酶或胰酶作用而制得,具有高疏水性,能刺激甲状腺素的分泌,促进胆固醇的胆汁酸化,增加胆固醇排泄,用于降胆固醇的保健食品。机体预防功能肽:增强机体预防能力。如谷胱甘肽(GSH),系用微生物细胞或酶生物合成,也可用大肠杆菌重组生产,具有多种重要生理功能。肝性脑病防治肽:肝脑性病防治。动物或植物蛋白酶解制得,如高F值寡肽,用于防治肝性脑病药品和护肝保健食品或抗疲劳食品。促进矿物质元素吸收肽:促进矿物质吸收。主要是动物乳中酪蛋白经胰蛋白酶作用后制得的酪蛋白磷酸肽(CPP),具有促进钙、铁、锌吸收的功能,可用于幼儿、老年食品等产品。血管紧张素转换酶抑制肽(ACEI):从天然蛇毒中分离和细菌胶原酶降解胶原蛋白或牛乳酪蛋白、大豆、玉米、沙丁鱼、磷虾蛋白等酶解而制得的ACEI肽,是血管紧张素转换酶抑制剂,具有降血压的显著功效。其低肽易消化吸收,具有促进细胞增殖、提高毛细血管通透性等作用,可用做降压功能食品基料。
抗菌肽:抗微生物肽,广泛分布于自然界,在原核生物和真核生物中都存在。如乳链菌肽(Nisin)即具有很强杀菌作用。抗菌肽主要用于食品防腐保鲜。
(一)酪蛋白磷酸肽(CPP)生理功能:①促进钙的吸收(乐力、三得利、无限力)功能性食品中常用的活性肽定义:从酪蛋白水解物中分离出的富含磷酸丝氨酸的短肽,有α和β两种结构。α-CPP含有37个氨基酸残基,分子量4600;β-CPP含有25个氨基酸残基,分子量3100。②防止龋齿(牙膏、漱口液、口服含片、口香糖等)④提高繁殖性能
⑤增强机体免疫力
③促进铁、锌的吸收(二)谷胱甘肽(GSH)定义: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,机体内最主要的、含量最丰富的含巯基的低分子肽。分子量307.33,无色透明晶体,等电点5.93。分布:广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中。生产方法:①从小麦胚芽中提取
②利用兰藻光合成谷胱甘肽
③发酵培养高谷胱甘肽酵母,再进行提取。
功能:②解毒剂①抗氧化剂③抗过敏⑤保护白细胞-SH基,清除人体内的自由基。防褐变,防止色素沉积。减少皮肤黑色素形成,防止水果褐变……抗油质氧化,防止呈味核苷酸(肌苷酸、鸟苷酸)食品(香肠、酱油)中的呈味核苷酸分解而失去鲜味。强化食品风味、延长保质期肉类风味等强化剂。用于各种加工食品中可作调味剂、风味剂……碘、乙酸、芥子气、铅、汞、砷等重金属盐络合、氟化物、一氧化碳、致癌物质等相结合。乙酰胆碱、胆碱酯酶的失衡引起的过敏,有抗过敏作用……④护肝剂保护肝脏,抑制脂肪肝……对放射线、放射性药物或抗肿瘤药物引起的白细胞减少症有预防作用,可用于肿瘤放化疗的辅助治疗……(三)高F值低聚肽F值:支链氨基酸(缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸)与芳香氨基酸(酪氨酸、苯丙氨酸)的摩尔比值。作用:①防治肝性脑病②改善蛋白质的营养状况③抗疲劳作用由动物、植物蛋白经酶解后制得的支链氨基酸含量高、芳香族氨基酸含量低的寡肽。定义:(四)降压肽抑制血管紧张素转化酶(ACE)的活性,ACE能促进血管紧张素Ⅰ转变为血管紧张素Ⅱ,血管紧张素Ⅱ使末梢血管收缩导致血压升高来源1.来自乳酸蛋白的降压肽2.来自鱼贝类的降压肽3.来自植物的降压肽C12肽:Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Phe-Gly-GysC7肽:Ala-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-ArgC6肽:Thr-Thr-Met-Pro-Leu-TrpC8肽(沙丁鱼):Leu-Lys-Val-Gly-Val-Lys-Gln-TyrC11肽(沙丁鱼):Tyr-Lys-Ser-Phe-Ile-Lys-Gly-Tyr-Pro-Val-MetC8肽(金枪鱼):Pro-Thr-His-Ile-Lys-Trp-Gly-Asp大豆降压肽玉米降压肽Pro-Pro-Val-His-Leu无花果降压肽Ala-Val-Asp-Pro-Ile-Arg,Leu-Tyr-Pro-Val-Lys,Leu-Val-Arg(五)大豆肽功能:①易于消化吸收②促进脂肪代谢③增强肌肉运动力、加速肌红细胞的恢复。④较低的过敏性定义:大豆蛋白经酶水解而成的由3-6个氨基酸残基组成的低肽的混合物,相对分子量低于1000,大多数在300-600之间⑤降胆固醇⑥降血压应用:①作为过敏体质者的蛋白质来源②即减肥又增强肌力、消除疲劳的功能性食品③运动员的蛋白质来源④高胆固醇、高血压患者的蛋白质来源生产方法:酶解法和微生物发酵法(六)抗菌肽定义:又称抗微生物肽,具有抗菌作用的多肽。广泛分布于自然界,在原核生物和真核生物中都存在,由植物、微生物、昆虫和脊髓动物在微生物感染时迅速合成而得。分类:①微生物抗菌肽。乳酸链球菌素(nisin)②植物抗菌多肽。大麦中的thionins③昆虫抗菌多肽。溶菌酶、蚯蚓抗菌多肽④高等脊椎动物抗菌肽。乳酸链球菌素(nisin):乳酸链球菌产生的多肽,抗肿瘤、促进人体免疫、抑制致癌物质酶的产生与活性。天然的防腐剂。溶菌酶:专门作用于细胞壁的水解酶,酸性条件下稳定。抗菌、杀菌、抗病毒、抗肿瘤。增殖双歧杆菌、防龋齿。活性肽—食品中的应用(一)特殊营养品①胶原蛋白肽粉:添加胶原蛋白肽及其他功能成份。通过口服方式,解决美容、抗衰老问题②骨胶原钙片:添加骨胶原蛋白肽、钙及其他功能成份。强化钙吸收与利用(二)用于保健食品
多肽胶囊、降脂肽软胶囊、青春肽软胶囊(三)用于传统食品①乳品(开发系列功能乳品)
降脂奶粉:添加大豆肽及其他功能成份
补钙奶粉:添加钙和促钙吸收功能成份(CPP)降压奶粉:添加玉米肽等功能成份。
老人奶粉:根据老人身体特点,添加相应营养素和功能成份。
调整消化奶粉:添加调整肠道菌群和促进消化的功能成份。
病康复奶粉:根据各种不同病症,设计不同配方。例如:手术后、产后、放化疗后等,成为探视病人的礼品。②糕点(开发健康概念的糕点,如月饼、饼干)健康月饼:添加大豆肽和其他功能因子,消除脂肪、糖过量摄入对人体的影响,既可享受美味,又不伤害身体。补钙饼干:添加促进钙吸收的的CPP。促消化饼干:添加白蛋白多肽和其他营养成份。运动饼干:添加大豆多肽、白蛋白多肽和其他营养成份,用于运动疲劳恢复。疾病康复饼干:针对不同疾病病人选择不同的配方,亦可开发探视病人的礼品。③
酒类(开发保健酒)护肝酒、促进酒精代谢的酒、提高免疫的酒、抗风湿痛风的酒以及其他营养酒④肉制品(开发健康肉制品)系列火腿肠:降脂、降压、补钙、健脑、补血等⑤健康快餐食品长期食用快餐食品对健康有害,利用肽的健康功能,加上其他营养成份,开发利于健康的快餐食品四、活性蛋白定义:具有一般蛋白的营养作用外,还有某些特殊生理功能的一类蛋白质。(例,乳铁蛋白、金属硫蛋白、免疫球蛋白、大豆蛋白、超氧化物歧化酶SOD)(一)乳铁蛋白(Lactoferrin)简介:一种天然蛋白质的降解物,存在于牛乳和母乳中。晶体呈红色,是一种铁结合性糖蛋白,相对分子量77100±1500。牛乳铁蛋白pI8,母乳铁蛋白pI6。
1分子乳铁蛋白中还有2个铁结合部分。分子由单一肽键构成,谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸的含量较高;少量半胱氨酸;终端含一个丙氨酸。分子中有乳糖、半乳糖等糖苷。铁含量150-250mg/kg,蛋白含量93%。生理功能:①促进肠道对铁的吸收(提高铁的吸收5-7倍)②抑菌、抗病毒作用(pH7.4效果最好,pH<6基本没有抑菌作用)③提高机体免疫力:调解吞噬细胞、NK细胞④防癌作用⑤调节发炎反应,抑制感染部位炎症⑥对婴儿健康成长有重要作用乳铁蛋白的应用:补充(铁的吸收):铁的吸收主要在十二指肠和空肠上段,肠上皮细胞释放出的转铁蛋白与铁离子结合成复合物,进入细胞,进入胞内的铁一部分在细胞底侧膜通过主动运输进入血,其余与铁蛋白结合留在细胞内不被吸收,以防铁的过量吸收。铁强化铁产品、婴儿配方奶粉、运动员补铁食品(二)金属硫蛋白(Meallothionein,MT)简介:Margoshes和Vallee于1957年首先从马的肾皮质中发现的一种含有大量镉、锌和半胱氨酸的低分子蛋白质,因它是金属与硫蛋白结合的产物,故称金属硫蛋白。人体、动物、植物及微生物体内均含有金属硫蛋白,且其理化特性基本一致。金属硫蛋白在Cd、Zn、Cu、Hg、Ag的诱导下,在动物肝脏中合成。特征:相对分子量低(6000-7000),高金属含量(每分子含金属原子7-12个),独特的氨基酸组成(半胱氨酸23%-30%,不含芳香族氨基酸和组氨酸)每摩尔金属硫蛋白还有60-61个氨基酸,其中含-SH的氨基酸有18个,占总数的30%,且每3个-SH键可结合1个2价金属离子生理功能:①参与体内微量元素的储存、运输和代谢,平衡机体的矿物离子②清除自由基,拮抗电离辐射③对重金属的解毒作用④抗溃疡作用⑤防癌抗肿瘤⑥参与激素和发育过程调解,增强机体对各种应激的反应➆参与细胞DNA的复制和转录,蛋白质的合成与分解,以及能量代谢的调节过程金属硫蛋白的应用:①保健食品或辅助治疗食品,供患者食用②做成特殊营养食品,共给长期与Hg、Pb等重金属接触的工作人员,预防重金属中毒(三)免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)简介:一类具有抗体活性、能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白,是构成体液免疫作用的主要物质。呈Y字形结构,由2条重链和2条轻链构成,单体相对分子量为150000-170000。免疫球蛋白有5种:IgG、IgA,IgD,IgE,IgM。在体内起主要作用的是IgG。特征:存在于血液、体液、黏膜分泌液及B淋巴细胞膜中。是构成体液免疫作用的主要物质,与抗原结合导致某些(如排除或中和毒性)变化和过程的发生,与补体结合后杀死细菌和病毒,增强机体的防御能力生理功能:①促进免疫细胞对病原体的吞噬,当第二次与同病原体接触时可与之发生凝集反应②促进免疫细胞对肿瘤细胞或受感染细胞的杀伤和破坏③能通过胎盘传递给胎儿,增强胎儿和新生儿的机体防御能力④与补体结合后可杀死有害细菌和病毒,增强机体的防御能力。免疫球蛋白的应用:①婴儿配方奶粉②提高免疫力的保健食品中(1990年美国StollInternation
公司生产的含有活性免疫球蛋白的功能性奶粉,可抵抗常见的24种致病菌和病毒)(四)大豆蛋白简介:存在于大豆籽粒中的储藏性蛋白的总称,约占大豆总量的30%,由于其必需氨基酸组成接近标准蛋白,是一种优质蛋白。主要成分11S球蛋白(可溶性蛋白),7S球蛋白(β-与γ-浓缩球蛋白)。可溶性蛋白与β-浓缩球蛋白两者占球蛋白总量的70%。大豆球蛋白的营养价值:大豆蛋白的氨基酸模式,能满足2岁-成年人对必需氨基酸的需要。②改善骨质疏松与优质蛋白相比,大豆蛋白造成的尿钙流失较少。对预防和改善骨质疏松来说,减少尿钙流失比补钙重要。③抑制高血压在大豆蛋白中含有3个可抑制血管紧张肽原酶活性的短肽片断,因此有抗高血压作用。④平衡氨基酸大豆蛋白的氨基酸模式,能满足2岁-成年人对必需氨基酸的需要生理功能:①调节血脂与肠内胆固醇结合,阻碍固醇类物质的吸收,并且促进肠内胆固醇排出体外。大豆球蛋白对血浆胆固醇的影响,有3点:对于血液中胆固醇含量正常的人来说,大豆球蛋白具有降低血液中低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇比值的作用。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。对血浆胆固醇含量高的人,大豆球蛋白有降低胆固醇作用大豆蛋白的应用:肉类食品、焙烤食品、乳制品、蛋白饮料。低热量、高营养保健食品的基本配料。(五)超氧化物歧化酶(SOD)简介:又称过氧化物歧化酶,生物体内防御氧化损伤的一种重要酶,是一类含金属的酶,按金属辅基的不同可分为3种,它们是含铜与锌超氧化物歧化酶(Cu·Zn-SOD)、含锰超氧化物(Mn-SOD)和含铁超氧化物(Fe-SOD)。三种SOD都催化超氧化物阴离子自由基歧化为过氧化氢与氧,维持细胞内超氧自由基处于无害的低水平。SOD属于酸性蛋白,结构和功能稳定,能耐受各种物理化学因素的作用,对热、pH和蛋白水解酶的稳定性比较高。通常pH5.3-9.5范围内,SOD催化反应速度不受影响。生理功能:①治疗自身免疫性疾病自身免疫性疾病有一定疗效,如红斑狼疮、硬皮病、皮肌炎、出血性直肠炎。②与放疗结合治疗癌症③延缓衰老由于SOD能够清除自由基,因而有延缓衰老的作用④治疗炎症和水肿用来治疗风湿病,如风湿及类风湿关节炎、肩周炎等,具有疗效好、毒副作用小、不易发生过敏反应、可较长时间应用等优点⑤消除肌肉疲劳运动前供给SOD,可保护肌肉避免出现疲劳和损伤⑥预防老年性白内障进入老年期前即开始经常服用抗氧化剂或注射SOD。一旦白内障形成,则SOD无疗效➆美容护肤作为超氧阴离子自由基的清除剂,不仅应用于临床,而其还开发出SOD系列化妆品,SOD面膜、SOD面膜超氧化物歧化酶的应用:食品、药品及化妆品的有效成分,广泛添加剂用于医药、化妆品、牙膏和食品中。开发SOD啤酒、SOD果汁、SOD冰淇淋、奶粉、酸奶、奶糖、治疗及保健口服液、抗衰老保健品、胶丸、含片。可用于治疗类风湿性关节炎、红斑狼疮心血管疾病;加入牙膏中,可防止牙龈炎;加入到食品中,可抗氧化,抗衰老。超氧化物歧化酶的制备:动物血液(如牛血、猪血)或大蒜、沙棘果提取而得,也可以从细菌(Bacillus,Serratia,Streptocoocus)或绿色木霉(Trehoderma)培养后的培养液中提取而得。第三节功能性脂类高脂肪膳食与冠心病、肥胖症、某些癌症有密切关系。现代消费者对食品中脂质含量非常敏感,但又不能接受减脂或无脂的食品的粗糙口感,因此人们开始关注具有保健功能的油脂,并开发出低能量的脂肪替代品。主要包括:不饱和脂肪酸、磷脂、低能量脂肪替代品、二十八烷醇、谷维素、维生素E。他们对现在社会富贵病(高血压、高血脂、高血糖、心脑血管疾病和癌症)有良好的治疗效果。
一多不饱和脂肪酸分子中含有两个或以上的双键的不饱和脂肪酸。根据多不饱和脂肪酸分子中双键的位置不同又可分为ω-3多不饱和脂肪酸和ω-6多不饱和脂肪酸。15141181ω(一)ω系列多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸分子中,距羧基最远的双键在倒数第6个碳原子上的,称为ω-6多不饱和脂肪酸。如果出现在倒数第三个碳原子上,则称为ω-3多不饱和脂肪酸。Linoleicacid,LA,亚油酸α-Lindenicacid,ALA,α-亚麻酸γ-LinolenicAcid,GLA,γ-亚麻酸Arachidonicacid,AA,花生四烯酸Eicosapentaenoicacid,EPA,二十碳五烯酸Docesahexaenoicacid,DHA,二十二碳六烯酸ω-6系列ω-3系列C20:5ω3(EPA)C20:4ω6(AA)C18:3ω6(γ-亚麻酸)C18:2ω6(亚油酸)C22:6ω3(DHA)C18:3ω3(α-亚麻酸)(二)必需脂肪酸最初发现亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸不能有机体自行合成而必须从食物中摄取,因此被称为必需脂肪酸。近年的研究表明,花生四烯酸可由亚油酸经机体转化合成得到充分的供应,而亚麻酸队也可由亚油酸在体内部分转化而得,但仍有大部分人不能因此而保持血液中的亚麻酸含量。因此现代人的观点亚油酸和亚麻酸为必需脂肪酸。且顺式有活性,反式没有。二ω-3多不饱和脂肪酸定义:多不饱和脂肪酸分子中,距羧基最远的双键在倒数第3个碳原子上的脂肪酸,称为ω-3多不饱和脂肪酸。1α-亚麻酸(C18:3ω3)存在:紫苏油(45%-70%)、胡桃油(10%-16%)、马脂(15%)、弯曲栅藻(30%)、土曲霉(21%)2二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)存在:海产鱼油中(EPA、DHA)、海藻中(EPA)来源:制备方法:1从鱼油中分离提纯EPA和DHA2发酵法制备EPA和DHA3利用基因工程提高藻类和真菌产生EPA和DHA的数量ω-3多不饱和脂肪酸生理功能(日本的研究成果)①降血脂血压,预防心脑血管疾病②抑制血小板凝集,预防血栓形成与中风,预防老年痴呆③增强视网膜的反射能力,预防视力退化④增强记忆力,提高学习能力。⑤预防动脉硬化,对糖尿病有一定疗效。⑥预防炎症和哮喘。➆抗过敏。⑧抑制促癌物质前列腺素的形成,因而防癌(特别是乳腺癌和直肠癌)。ω-3多不饱和脂肪酸的摄入量生理作用摄入剂量(g/d)显效时间(周)抗血小板凝集和抗血栓作用降脂作用抗炎作用2-344-242-441-4三、ω-6多不饱和脂肪酸定义:多不饱和脂肪酸分子中,距羧基最远的双键在倒数第6个碳原子上的脂肪酸,称为ω-6多不饱和脂肪酸。1亚油酸(C18:2ω6
)2γ-亚麻酸
(C18:3ω6)来源:存在:红花油(75%-78%)、小麦胚芽油(50%)、月见草(73%)大豆油、菜籽油、花生油、芝麻油、米糠油(29%-42%)等食用油存在:月见草(7%-13%)、玻璃苣(20%-25%)、黑加仑(16%)3花生四烯酸(C20:4ω6
)存在:亚油酸的代谢产物。动物肝脏、霉菌ω-6多不饱和脂肪酸生理功能①预防动脉粥样硬化②降血脂。γ-亚麻酸被认为是预防和治疗高血脂症疗效最好、安全性最高的物质,它能将抵血清中甘油三酯和胆固醇③预防高血压,改善过敏性湿疹四、磷脂定义:含有磷酸根的类脂化合物,普遍存在于动、植物细胞的原生质和生物膜中,对生物膜的生物活性和机体的正常代谢有重要的调节功能。(一)磷脂的分类
1磷脂的分类(按组成)
①
甘油醇磷脂②神经氨基醇磷脂(分布于细胞膜中的鞘磷脂)
2甘油醇磷脂
①
卵磷脂(phosphatidylcholine,PC)广泛存在动物体内,动物脑、精液中含量较多,禽类卵黄中最为丰富(8%-10%)
②脑磷脂(phosphatidylethanolamines,PE)与卵磷脂共同存在于动物脑组织和神经组织中,脑磷脂以动物脑组织中含量最多,占脑干干重的(4%-6%)
③
肌醇磷脂(phosphatidylinositols,PI)存在于多种动植物组织中,常与脑磷脂共存
④
丝氨酸磷脂(phosphatidylserines,PS)动物脑组织和红细胞中的主要脂(二)磷脂的生理功能①构成生物膜的主要成分(保护和物质交换通道)③促进脂肪代谢,预防出现脂肪肝④降血压、降血脂、改善血液循环,预防心血管疾病。⑤能显著增强人体免疫力。⑥对胃粘膜具有保护作用。②促进大脑发育和神经传导,提高大脑活力,改善记忆(三)磷脂的应用①普通食品中大豆磷脂,食品添加剂及乳化剂③其他化妆品、洗涤剂、涂料、纺织中为乳化剂。②功能性食品预防老年痴呆、美容、减肥、学生健脑益智第四节维生素与维生素类似物定义:维持人体正常生命活动所必需的、天然食物中含量很少,在机体内即不能合成,又不能充分贮存。
分类:脂溶性维生素:维生素A、维生素D、维生素E、维生素K①化学组成仅含碳、氢和氧,溶于油质和脂溶剂,不溶于水②食品中与脂类共同存在,随脂肪经淋巴系统吸收,随胆汁少量排出,摄入后大部分储存于脂肪组织中③缺乏症状的出现缓慢,大量摄入易引起中毒水溶性维生素:维生素B族、维生素C①化学组成除碳、氢和氧外,还有氮、硫、钴等元素,溶于水,不溶于油脂和脂溶剂②满足机体需要后多余的部分随尿液排出,体内仅有少量储存④缺乏症状出现较快,毒性很小③绝大多数以辅酶或辅基形式参与各种酶系统,在中间代谢的很多环节(如呼吸、羧化)发挥重要作用一、脂溶性维生素(一)维生素A视黄醇维生素A只存在于动物性食物中,鱼肝油中含量较多,前体物质——胡萝卜素存在于蔬菜中,尤其深绿色和黄色植物中含量丰富维生素A的化学性质脂溶性、无色或淡黄色,有A1和A2两种形式,A1为视黄醇,A2为3-脱氢视黄醇。对热和碱较稳定,对光、酸和氧不稳定。维生素A的生理功能①保持在暗淡光线的环境中正常的视觉③促进骨骼、牙齿和机体的生长发育④改善性能力⑤一种重要的自由基清除剂⑥提高机体免疫力,抗肿瘤②维持上皮组织细胞的正常功能维生素A不足或缺乏时,夜盲症、干眼症、骨骼发育缓慢、心血管疾病和肿瘤。食品中视黄醇当量RE(ug)RE(ug)=视黄醇(ug)
+
0.167β-胡萝卜素(ug)+0.084其他维生素A原类胡萝卜素(ug)(二)维生素D维生素D3维生素D2维生素D因为具有抗佝偻病作用,被称为抗佝偻病维生素。存在于动物肝脏、禽蛋、乳制品、鱼类等,鱼肝油中含量最为丰富,蔬菜、谷物、水果中含量少。维生素D的化学性质脂溶性、白色无味晶体,有D2和D3两种形式。在中性和碱性溶液中能耐高温和氧化,在酸性溶液中易分解,对光敏感,脂肪酸败也会使其破坏,但通常的储存和加工不会引起维生素D损失。维生素D的生理功能①促进钙、磷的吸收,维持正常血钙水平和磷酸盐水平③维持血液中正常的氨基酸浓度④调节柠檬酸代谢。②促进骨骼与牙齿的生长发育。(三)维生素ER1R2R3活性比αCH3CH3CH3100βCH3HCH340γHCH3CH310δHHCH31生育酚(Tocopherol)
生育三烯酚(Tocotrienol)所有具有α-生育酚活性的生育酚、三烯生育酚及其衍生物的总称,包括4种生育酚和4种三烯生育酚。维生素E的化学性质脂溶性、分天然与合成两类、天然维E为棕红色液体,对酸、热稳定(200℃),对氧、碱、紫外线、铁盐不稳定。α-生育酚:活性最高、自然界分布最广。维生素E缺乏生殖、神经、循环系统及肌肉和肝脏方面的病变。维生素E的生理功能①重要的自由基清除剂、抗氧化剂,抗衰老、减少老年斑沉积。③提高机体免疫功能④防止动脉粥样硬化、保持血红细胞完整性、调解体内化合物的合成。②参与多种酶活动,维持和促进生殖机能。(增强细胞抗氧化作用;阻止多价不饱和酸过氧化、抑制过氧化脂生成;保护生物膜结构与功能)(如果,动物缺乏维E则生殖器官发育受损至不孕;人类尚未发现缺乏维E导致的不育症,但常用维E治疗先兆性流产和习惯性流产)维生素E的分布①菜油:如,向葵花油、玉米油、大豆油、花生油、棉籽油。②坚果(花生、瓜子)、沙棘果等。
③五谷、鱼、花生酱、蔬菜。(美国,强化早餐谷物)④动物性食品中,蛋、肝。(四)维生素K维生素K1(叶绿醌,Phylloquinone)
维生素K2
(甲萘醌,Menaquinone)与血液凝固有关,又称为凝血维生素,是一族类似结构的化合物,其共同有甲基化萘醌环,但是在3号位置上的烃侧链则不同。天然维生素K1,K2,人工合成维生素K3,K4MK-n(n异戊烯链的数目)MK-n(n=4,5,7)与维K1活性相当MK-1
1%维K1活性相当MK-10
30-49%维K1活性相当维生素K的化学性质脂溶性、黄色油状物,对热和还原剂稳定,但易被酸、碱、氧化剂、光(紫外线)和醇。维生素K缺乏皮下、肌肉、胃、肠道出血,软骨钙化和严重变形的骨质生长,不可溶钙盐沉积在动脉壁上。易见于胆管阻塞患者和新生儿,表现为凝血时间延长。维生素K的生理功能②具有还原性,可清除自由基,保护食品中(脂类)不被氧化,减少肉品腌制中亚硝胺的生成;③增强肌肉组织的弹性,增进肠蠕动和分泌,增加胆管扩约肌的张力;④防止动脉粥样硬化、保持血红细胞完整性、调解体内化合物的合成。①促进肝脏合成凝血酶原,调节凝血因子合成,促进血液凝固;维生素K的分布①深绿色蔬菜:菠菜、卷心菜。②动物内脏、鱼类、肉类、乳类、麦麸、大豆。
③人体肠道菌群可以合成。⑤镇痛、解痉孪作用。二、水溶性维生素(一)维生素C能防止坏血病,又被称为抗坏血酸。维生素C(L-抗坏血酸)
还原型维生素C的化学性质水溶性,6碳化合物,还原型和氧化型。白色无味晶体粉末,溶于水,对空气、光、热、碱、氧化酶、铜及铁不稳定。维生素C(L-脱氢抗坏血酸)
氧化型维生素C缺乏早期症状多为非特异性,表现为厌倦、疲劳、肌肉痉挛、骨关节和肌肉关疼痛、牙龈疼痛出血、易骨折及伤口难以愈合。严重缺乏会引起坏血病。维生素C的分布①新鲜水果:猕猴桃、鲜枣、柠檬、桔子、橙子②蔬菜:辣椒、番茄、甘蓝、萝卜维生素C的生理功能②促进骨骼和牙齿生长,增强毛细血管壁强度,避免骨骼和牙齿周围出现渗血现象;③影响脂肪和类脂的代谢;④改善铁、钙和叶酸的作用;①促进胶原生物合成,有利于组织创伤口的愈合;⑤重要的自由基清除剂;⑥增强机体对外界环境的应激能力;➆提高机体免疫力,抗肿瘤;维生素C的抗肿瘤机理②能清除自由基,保护生命大分子尤其是DNA免受自由基侵害,从而防止细胞癌变;③能够抑制亚硝酸盐向致癌物亚硝胺转化(胃中);④促进胶原物质的生成,增强机体组织的坚固性以及对肿瘤细胞的抵抗力。;①提高机体免疫力,促进淋巴细胞形成;⑤能使病毒失活,抑制病毒的致癌作用;(二)维生素B1(硫胺素)维生素B1(硫胺素)抗脚气病维生素、抗神经炎维生素,因分子中含有硫和氨基故又叫硫胺素。属维生素B族,维生素B1的化学性质水溶性,由一个嘧啶分子和一个噻唑分子通过甲烯基连接的盐酸盐形式。纯品为无色针状晶体,市售产品为白色晶体粉末。干燥时很稳定,不易被氧化,较耐热,酸介质中很稳定,但碱性和中性环境中易被氧化失活,高压和紫外线下也失活。铜、铁、锰等金属离子和光会加速其的氧化作用。维生素B1的缺乏脚气病(包括干脚气病、湿脚气病、婴儿脚气病),胃肠蠕动缓慢,消化液分泌减少,食欲不振,消化不良等。维生素B1的分布粮谷、豆类、酵母、干果、坚果、动物内脏、蛋类、瘦猪肉、乳类、蔬菜、水果等。全粒谷物、杂粮。维生素B1的生理功能②维护神经与消化系统;③促进生长发育;④促进胃肠蠕动,改善便秘,促进机体生长发育;①参与糖代谢(糖代谢)、促进能量代谢,影响机体整个代谢工程;(三)维生素B2(核黄素)维生素B2(核黄素)机体生物氧化过程中起递氢作用,为碳水化合物、氨基酸和脂肪酸的代谢必不可少。维生素B2的化学性质纯品黄棕色针状晶体,味苦,无气味。微溶于水,水溶液略带绿色和黄色荧光。干燥状态下性质稳定。中性和酸性中较稳定,碱性易被破坏。对光敏感,尤其紫外线。维生素B2的缺乏②
舌炎--舌面清晰、不脱屑、呈红紫色或洋红;
③
脂溢性皮肤炎--鼻翼、鼻唇沟壁、眼睑、耳朵等多处显现脂溢性皮炎和丝状赘肉等,鼻黏内溢脂性毛囊角质化;④
眼睛方面的症状--易疲劳、视力模糊、发痒流泪、眼睛酸痛、角膜充血
;①
口角炎--患者嘴唇红肿发光、口角破裂继而发生溃烂发炎;
维生素B2的分布维生素B2的生理功能②很多氧化酶系统(谷胱甘肽还原酶、氨基酸氧化酶等)的辅酶,对细胞增殖和机体的生长起着调节作用;③由于是人脑中许多酶都需要维生素B2,对智力发育产生影响;④参与肾上腺皮质产生皮质类固醇、骨髓细胞形成、调节甲状腺调节酶活性。①作为辅酶参与生物氧化过程起传递氢的作用;②
植物性来源:花生、绿叶蔬菜
①动物性来源:肝、肾和心脏,乳类、蛋黄、蟹③酵母中含量最丰富(四)维生素B3(泛酸)自然界中普遍存在的维生素,存在于各种动植物组织中,所以也称为遍多算。维生素B3(泛酸)维生素B3的化学性质粘稠的淡黄色油状物,无臭、微苦。易溶于水、乙醇、甘油,微溶于乙醚和戊醇不溶于氯仿和苯。中性水溶液中,稳定;酸碱和长时间干热时易分解,蒸煮却破坏很少。具有旋光性,右旋有活性。(泛酸钙)维生素B3的缺乏轻度缺乏:疲乏、食欲差、消化不良、易感染重度缺乏:肌肉协调性差、肌肉痉挛、胃肠痉挛、脚部灼痛等维生素B3的分布维生素B3的生理功能②参与抗体、胆固醇、神经鞘氨醇、柠檬酸脂及一些类固醇类物质的合成。③维持正常血糖浓度。①作为辅酶A的重要组成成分,在碳水化合物、脂肪、蛋白代谢过程中起转移酰基的作用;②
植物性来源:水果、蔬菜
①动物性来源:肉、肝脏、肾脏、牛奶、鸡蛋、③种子:坚果、全麦(碳水化合物代谢中:参与三羧酸循环,为机体释放能量)(脂肪代谢中:参与脂肪酸的合成与降解)(蛋白质代谢中:参与血红素的前体物质卟啉的合成)④真菌:酵母维生素B5的缺乏②
食欲丧失,舌炎,胃酸缺乏,对称性皮肤炎,神经症状
;
③
癞皮病末期时出现严重之皮肤炎,腹泻,痴呆,甚而死亡
;①
疲劳,倦怠,头痛,恶心,呕吐,背痛,体重减轻;
维生素B5(烟酸)(五)维生素B5(烟酸、维生素PP)属于维生素B族。烟酸在人体内转化为烟酰胺,烟酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分,参与体内脂质代谢,组织呼吸的氧化过程和糖类无氧分解的过程。维生素B5的化学性质白色针状晶体,味苦,不易吸湿,溶于水和醇,不溶于醚。较稳定,高压灭菌锅也不会破坏。所有维生素中最稳定的,不被光、空气、热及高压所破坏,对酸碱业稳定。维生素B5的分布②
植物性来源:西红柿、叶菜类蔬菜、西兰花、胡萝卜、红薯、芦笋①动物性来源:肝、肾和心脏,乳类、蛋黄③种子:坚果、全谷物食品、豆类④真菌:蘑菇、啤酒酵母维生素B5的生理功能②辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成成分,参与碳水化合物、脂类和蛋白的代谢①
生理上为传递搬运电子,使末稍血管舒张作用;吡哆醇吡哆醛吡哆胺(六)维生素B6包括三种物质,吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。他们在人体内互相转化。植物中主要是吡哆醇、动物体内主要是吡哆醛、吡哆胺。多种氨基酸的辅酶,参与多种代谢。维生素B6的化学性质白色结晶物质,易溶于水和酒精,微溶于脂溶剂。酸溶液中稳定,碱溶液中易被破坏。空气中稳定,中性和碱性溶液中对紫外线敏感。吡哆醇耐热;吡哆醛和吡哆胺不耐热。维生素B6的缺乏②人体或动物贫血;
①
脑功能不可逆性损伤与智力发育迟缓;
维生素B6的分布维生素B6的生理功能②把食物中的蛋白质转化为人体蛋白质的过程中起重要作用,参与氨基酸的脱羧作用,也参与了某些氨基酸(色氨酸)的合成,故也称为代谢维生素③参与脂肪代谢,降低血中胆固醇的含量,可以预防肾结石①主要作为辅酶,常以磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的形式参与蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢②
干酵母、米糠、全麦、菠菜、豆类,且人体肠道能步分合成
①肉、奶、蛋以及鱼中含量居多③酵母中含量最丰富④参与原血红素的合成(七)维生素B7(生物素、维生素H)又称维生素H,水溶性含S维生素。微生素B7(生物素)维生素B7的化学性质无色、无臭的针状结晶,微溶于冷水,易溶于热水。对热稳定,易被强酸、强碱、及氧化剂破坏而失去生物活性,也易被紫外线破坏。维生素B7的生物活性作为辅酶参与脱羧、羧化和脱氨反应,起二氧化碳载体的作用,同时参与人体内二氧化碳的固定维生素B7的分布②花椰菜、蛋类、蘑菇、坚果、花生酱①动物组织中,动物肝脏、肾、大豆、酵母③肠道细菌也能合成(八)维生素B9(叶酸、维生素M)自然界中广泛存在的维生素,因为绿叶中含量丰富,所以称作叶酸。微生素B9(叶酸)维生素B9的化学性质亮黄色结晶状粉末,无臭、无味,微溶于水,但钠盐易溶于水,但在水溶液易被光破坏。在酸性溶液中不稳定,在中性和碱性溶液中对热很稳定,但易被紫外线破坏,常温下储存也可引起很到损失。维生素B9的缺乏膳食中缺乏会使血液中半胱氨酸水平升高,引起动脉硬化,引发冠心病;
①血红细胞的发育和成熟受到影响,造成婴儿和孕妇的巨红细胞性贫血;
③导致结肠癌、前列腺癌和宫颈癌;
孕妇缺乏会产生畸形儿(神经管畸形和唇裂畸形);
维生素B9的分布维生素B9的生理功能②参与DNA、RNA合成中的嘌呤和嘧啶的形成,与细胞增殖、组织生长和机体发育相关,间接控制蛋白质合成③血液中血红蛋白结构卟啉基的形成,红细胞和白细胞生长有关①参与人体所有一碳单位转移的生化反应(亚氨甲基-CH=NH;甲酰基-HCO;羟甲基-CH2OH;亚甲基-CH2—;甲基-CH3)②动物食品:动物的肝脏、肾脏、禽肉及蛋类,如猪肝、鸡肉、
牛肉、羊肉
①
蔬菜:菠菜、小白菜、莴苣、黄豆、玉米等粗粮、葵花籽以及其他带叶的蔬菜和水果中
④大脑中长链脂肪酸的代谢有关、参与肌酸、肾上腺素的合成⑤神经管的形成有重要作用唯一含有金属元素的维生素,并非单一物质,而是几种结构、功能相关的化合物的总称,因都还有钴,所以称为钴胺素。(九)维生素B12(钴胺素)微生素B12(钴胺素)维生素B12的化学性质水溶性。在吸收時需要与钙结合,大部分被小腸所吸收。人体只能利用甲钴胺和腺苷钴胺,其他钴胺素要在细胞中转化为这两种形式才能被人体利用
。维生素B12的生理功能②两个分子之间的甲基转移①碳上氢原子与临位碳上一个集团的交换。转化成辅酶B12维生素B12的分布②动物食品:动物性食物,如动物肝脏、牛肉、猪肉、蛋、牛奶、奶酪
①
植物食品:糙米维生素缺乏症维生素A:夜盲症,角膜干燥症,皮肤干燥,脱屑维生素B1:神经炎,脚气病,食欲不振,消化不良,生长迟缓维生素B2:口腔溃疡,皮炎,口角炎,舌炎,唇裂症,角膜炎等维生素B12:巨幼红细胞性贫血维生素C:坏血病,抵抗力下降维生素D:儿童的佝偻病,成人的骨质疏松症维生素E:不育,流产,肌肉性萎缩等
维生素都“住”在哪?维生素A:动物肝脏、蛋类、乳制品、胡萝卜、南瓜、香蕉、橘子维生素B1:葵花籽、花生、大豆、猪肉、谷类维生素B6:肉类、谷类、蔬菜和坚果维生素B12:猪牛羊肉、鱼、禽、贝壳类、蛋类维生素C:柠檬、橘子、苹果、酸枣、草莓、辣椒、土豆、菠菜维生素D:鱼肝油、鸡蛋、人造黄油、牛奶、金枪鱼维生素E:谷物胚胎、植物油、绿叶维生素K:绿叶蔬菜中三、维生素类似物(一)苦杏仁苷(Laetvile)杏仁中分离出的一种糖苷。曾将这一物质命名为“维生素B17”,并认为可以治疗癌症,但有争议。(二)肌醇(Inositol)环己六醇。有9种立体异构体,其中只有肌型-肌醇具有生理活性。可促进细胞新陈代谢、助长发育、增进食欲,用于治疗肝脂肪过多症、肝硬化症。(三)L-肉碱(L-Carnitine)L-肉碱是一种类维生素营养素并将其命名为维生素Bt。而事实上,碱的化学结构类似于胆碱,与氨基酸相近①机体产生能量来源物质——脂肪酸的载体,令其在线粒体基质中氧化,产生能量。②可有效地降低胆固醇和甘油三脂,燃烧脂肪;控制体重增强心肌细胞氧化脂肪的能力,减少心肌负担。③促进丙酮酸的代谢,减少乳酸在肌肉细胞中的堆积,缓解疲劳。④预防运动时产生脂质过氧化物,减少细胞不受这些过氧化物的破坏,缓慢细胞老化,延缓人体衰老。生理功能:(四)潘氨酸(Pangamicacid)维生素B15,延长细胞的寿命;缓解酒瘾;快速消除疲劳;使血液中胆固醇值降低;缓解冠状动脉狭窄和气喘症状;防止肝硬化;刺激免疫反应;帮助合成蛋白质。(五)硫辛酸(Lipoicacid)是一种能消除加速老化与致病的自由基、存在于线粒体的酵素,硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞,兼具脂溶性与水溶性的特性,因此可以在全身通行无阻,到达任何一个细胞部位,提供人体全面效能,是唯一兼具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。(六)胆碱(Choline)胆碱是一种强有机碱,是卵磷脂的组成成分,也存在于神经鞘磷脂之中,是机体可变甲基的一个来源而作用于合成甲基的产物,又是乙酰胆碱的前体。人体也能合成胆碱,不易缺乏。①促进脑发育和提高记忆能力②保证信息传递③调控细胞凋亡④构成生物膜的重要组成成分⑤促进脂肪代谢⑥促进体内转甲基代谢⑦降低血清胆固醇生理功能:维生素P,是植物次级代谢产物,它们并非单一的化合物,而是多种具有类似结构和活性物质的总称,因多呈黄色而被称为生物类黄酮。主要包括黄酮、芸香素、橙皮素等。(七)生物类黄酮(Biofalvonoids)生理功能:①调节毛细血管的脆性与渗透性②有效的自由基清除剂,作用仅次于维生素E③具有金属螯合能力,可影响酶与膜的活性④对维生素C有增效作用,稳定人体内维生素C的作用⑤具有抑制细菌和抗生素作用⑥抗癌作用——对恶性肿瘤的抑制;保护细胞免受致癌物的损害(八)辅酶Q10
(ComenzymeQ10
)名泛醌,是一种脂溶性醌,其结构类似于维生素K,因其母核六位上的侧链——聚异戊烯基的聚合度为10而得名,是一种醌环类化合物生理功能:①抗氧化性,心血管系统的应用②抗肿瘤作用及免疫调节作用③抗皮肤皱纹和延缓皮肤衰老④保护心脏⑤抗疲劳⑥抗高血压、抗慢性疲劳综合症第五节矿物质定义:人体生理功能所必需的无机元素的总称。
分类:常量元素:占人体总灰分的60%-80%,钙、磷、镁、钠、钾、氯和硫(7种)①构成人体组织的重要成分,如骨骼、牙齿等硬组织大部分由钙、磷和镁组成;软组织含钾较多②在细胞内外与蛋白质一同调节细胞膜的通透性,控制水分,维持正常的渗透压和酸碱平衡(磷、氯为酸性元素、钠、钾、镁为碱性元素),维持肌肉兴奋③构成酶的成分或激活酶的活力,参与物质代谢微量元素:人体内存在数量极少,但具有重要的生理功能,必需从食品中摄取,铁、锌、铜、锰、钴、钼、硒、铬、碘、氟、锡、硅、钒、镍(14种)①酶和维生素必需的活性因子。(谷胱甘肽过氧化酶含有硒、精氨酸酶含有锰、呼吸酶含有铁和铜)②构成某些激素或参与激素作用,(如甲状腺素含碘、胰岛素含锌、铬是葡萄糖耐量因子的重要组成成分、铜参与肾上腺类固醇的生成)③参与核酸代谢。铬、钴、铜、锌等维持核酸的正常代谢④协助常量元素和营养素发挥作用。(含铁的血红蛋白可以携带并输送氧到各个组织、不同的微量元素参与蛋白质、脂肪、碳水化合物的代谢)一、常量元素参与和调节机体的各种生理功能,如骨组织的形成、神经冲动的传导、肌肉收缩的调节、酶的激活、体液的平衡、渗透压的维持(一)钙(Calcium)人体内重要的元素,各种元素的第五位,含量丰富的矿物质。
钙的生理功能②激活促凝血酶原激酶维持血液纤维蛋白正常生理功能、促进血液凝固③参与激素的合成与代谢,(如促甲状腺激素、胰岛素等的分泌)①
99%的钙用来构成骨骼和牙齿,1%的钙分布在人体软组织和细胞外液,调节人体生理生化反应④参与蛋白质转化维持胎儿、新生儿的正常发育等生理活动钙的来源牛乳、虾米、虾皮、鸡蛋、小麦和大豆粉钙的缺乏佝偻病、骨质疏松、低钙血症钙的补充乳酸钙、葡萄酸钙、柠檬酸钙、碳酸钙、磷酸二钙;强化大米、钙强化乳、钙强化营养豆奶等。(二)磷(Phosphorus)人体内重要的元素,各种元素的第六位,含量丰富的矿物质。化合价有-3、+3和+5,对生命有实际意义的为+5。磷的生理功能②参与构成遗传物质DNA、RNA的基本组成单位——核苷酸,是生命物质的组成成分。③参与构成人体功能物质——三磷酸腺苷(ATP),调节能量代谢①
机体中80%的磷以无机盐形式与钙结合,储存于骨骼和牙齿中,20%的磷以有机结合的形式分布于骨骼肌、皮肤、神经组织和软组织中。④参与机体内酸碱平衡的调节参与机体内糖原的生物合成过程及分解过程⑥参与脂肪在血液中的运输过程[能量调节、骨骼钙化、体液酸碱平调节、遗传信息传递]磷的缺乏因其易吸收,分布广,很少缺乏。缺乏,易患佝偻病、骨软化病、低磷血症。(注,人体内常与钙紧密相连,任何一种元素的缺乏或过量,都会干扰另外一种元素的正常利用)磷的来源广泛存在于动植物,蛋白质含量丰富的食物含磷较丰富,肉、禽、鱼、蛋、果仁、豆类、谷物和动物肝、肾中。(三)镁(Magnesium)人体组成元素中居第四位,一种常见的碱土金属元素,主要以无机盐形式存在,只有+2价一种价态。镁的生理功能②镁是体内许多酶系统的激活剂,是高能磷酸键转移酶的重要激活剂。③是糖、蛋白质等物质代谢的必需元素。①
和钙、磷共同构成骨骼和牙齿的主要成分。④是钙离子兴奋作用的拮抗剂可以通过减少血液中胆固醇的含量而有助于预防心脏病和冠状动脉血栓。镁的来源广泛存在,正常的膳食摄入即可满足机体对镁的生理需要。坚果类、麦麸、麦胚、绿叶蔬菜、豆类、花生、芝麻、海产品。镁的缺乏产生疲倦、恶心、肌肉痉挛、颤抖、心率加快、神经错乱等,影响心血管系统和肾脏的正常生理功
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