活性多糖分析

活性多糖分析第1页/共70页功能性食品主讲人：张文娜第2页/共70页第二章活性多糖第一节膳食纤维一、膳食纤维的定义与分类二、膳食纤维的化学组成与物化性质三、膳食纤维的生理功能四、膳食纤维的缺点五、膳食纤维的推荐摄入量六、膳食纤维的加工七、膳食纤维的应用第二节真菌多糖一、物理性质与功效的关系二、生理功能三、加工第3页/共70页主要内容重点掌握：膳食纤维的物化特性、生理功能及缺点真菌多糖的生理功能理解：膳食纤维的定义、分类、化学组成真菌多糖的物理性质和功效的关系了解：膳食纤维的加工、应用及其推荐使用量真菌多糖的加工、应用第4页/共70页概述多糖定义：由糖苷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、高等陆生植物中。第5页/共70页概述具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”(biologicalresponsemodifier，BRM)或活性多糖（activepolysaccharides）。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。第6页/共70页第一节膳食纤维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综合”“包括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、黏质、寡糖、果胶以及少量组成成分如：蜡质、角质、软木质。一、膳食纤维的定义与分类（一）膳食纤维定义1、膳食纤维的定义第7页/共70页重量法测定总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维化学法定量的测定其中每一种中性糖和总的酸性糖（糖醛酸），还可单独测定木质素。一、膳食纤维的定义与分类（一）膳食纤维定义第一节膳食纤维1、膳食纤维的测定方法第8页/共70页粗纤维膳食纤维一、膳食纤维的定义与分类（一）膳食纤维定义第一节膳食纤维2、膳食纤维与粗纤维的区别第9页/共70页一、膳食纤维的定义与分类（二）膳食纤维的分类第一节膳食纤维1、溶解特性不溶性膳食纤维水溶性膳食纤维2、来源分类植物来源动物来源海藻多糖类微生物多糖合成类3、营养学会分类总的膳食纤维可溶性膳食纤维水溶性膳食纤维非淀粉多糖第10页/共70页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)。二、膳食纤维的化学组成（一）膳食纤维的化学组成第一节膳食纤维第11页/共70页（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）溶解性与粘性第一节膳食纤维二、膳食纤维的化学组成（二）膳食纤维的物化性质第12页/共70页第一节膳食纤维三、膳食纤维的生理功能膳食纤维的生理功能调整肠胃功能(整肠作用)；防止便秘；改善肠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。预防阑尾炎的发生调节血糖值调节血脂控制肥胖消除外源有害物质第13页/共70页第14页/共70页1.束缚Ca2+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。第一节膳食纤维四、膳食纤维的缺点第15页/共70页美国FDA推荐的总膳食纤维的摄入量为每日20-35g(成人)我国营养学会在2000年提出，成年人适宜摄人量为30克/日，目前我国国民从日常食物中摄取的膳食纤维只能达到8-12克/日。第一节膳食纤维五、膳食纤维的推荐摄入量第16页/共70页小麦膳食纤维大豆纤维甜菜纤维玉米纤维新型纤维第一节膳食纤维六、膳食纤维的加工第17页/共70页原料粉碎浸泡冲洗漂白脱色脱水干燥成品粉碎、过筛第一节膳食纤维六、膳食纤维的加工膳食纤维加工工序第18页/共70页第一节膳食纤维六、膳食纤维的加工不同的加工方法对膳食纤维产品的功能特性的影响反复的水浸泡冲洗和频繁的热处理会明显减少纤维终产品的持水力与膨胀力高温短时的挤压处理会对纤维产品的功能特性产生良好的影响第19页/共70页第一节膳食纤维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.在馅料、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七、膳食纤维的应用第20页/共70页第二节真菌多糖概述真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的一类活性多糖。真菌多糖主要有香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、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。第二节真菌多糖一、物理性质与功效的关系二、生理功能三、加工免疫促进剂第21页/共70页第二节真菌多糖一、物理性质与功效的关系（一）溶解度与功效的关系降低分子量、引入分支或对支链进行适当修饰可以提高溶解度，增强活性。（二）分子量与功效的关系分子量越大，结构功能单位越多，活性越强。（三）黏度与功效的关系黏度过高影响扩散与吸收第22页/共70页第二节真菌多糖1、真菌多糖的免疫调节功能2、抗肿瘤的功能。3、真菌多糖的抗突变作用4、降血压、降血脂、降血糖的功能5、真菌多糖的抗病毒作用6、真菌多糖的抗氧化作用7、真菌多糖的其它功能：真菌多糖还具有抗辐射、抗溃疡和抗衰老等功能二、生理功能第23页/共70页第二节真菌多糖三、加工从栽培真菌子实体提取香菇多糖金针菇多糖发酵法短时间生产大量的真菌菌丝体香菇多糖第24页/共70页功能性甜味剂第25页/共70页主要内容功能性甜味剂的种类、物化性质及甜味特性功能性单糖的生理代谢性质功能性单糖的加工及应用功能性低聚糖的生理功能及加工应用功能性低聚糖的种类、性质及其应用第26页/共70页定义只具有特殊生理功能或特殊用途的甜味剂，也可理解为可代替蔗糖应用在功能性食品中的甜味第27页/共70页功能性甜味剂分四大类：•（1）功能性单糖；•（2）功能性低聚糖；•（3）多元糖醇；•（4）强力甜味剂。功能性甜味剂以其特殊的生理功能，既能满足人们对甜食的偏爱，又不会引起副作用，并对糖尿病、肝病患者有一定的辅助治疗作用。功能甜味剂将是21世纪发展的方向。它对发展食品工业，提高人们的健康水平，丰富人们的物质生活起着重要的作用。第28页/共70页功能性单糖功能性单糖的独特性质甜度大，等甜度下能量值低，可在低能量食品中应用代谢途径与胰岛素无关，可供糖尿病人食用不易被口腔微生物利用，对牙齿的不利影响比蔗糖小，不易造成龋齿单糖几乎都是D-糖，属于功能食品基料的只能是D-糖第29页/共70页果糖的物化性质与甜味性质蜂蜜和水果中含量较高己酮糖性质：可以发生美拉德反应；可被酵母发酵利用，不是口腔微生物的最适底物，不造成龋齿；净能量值低，可作为功能性甜味剂甜味是蔗糖的1.2~1.8倍甜味消失快，可很好用于果汁饮料第30页/共70页果糖的生理代谢性质果糖优于其它甜味剂的最重要的是其生理代谢特性。果糖在体内的代谢不受胰岛素的控制,在肝脏内果糖首先磷酸化生成1-磷酸果糖，然后分解成丙糖，丙糖进一步合成为葡萄糖和甘油三酯或进入酵解途径。身体正常的人仅有极少量葡萄糖从肝脏释放出来，因此人体摄入果糖不会引起摄入葡萄糖和蔗糖容易引起的严重的饭后血糖高峰和低血糖。果糖在体内代谢不会产生乳酸，不会引起肌肉酸痛、倦怠感。果糖与体内的细胞结合力强，在极稳定的状态下释放热能，具有强化人体耐力及代谢的效果，是运动饮料的良好甜味剂。第31页/共70页果葡糖浆组成主要是果糖和葡萄糖，故称为“果葡糖浆”第32页/共70页L-糖对某一特定的L-糖和D-糖，它们的差别仅由于它们的镜像关系引起的。其他物化性质均相同。甜味性质相似用L-糖代替D-糖加工相同的食品，同时降低产品的能量第33页/共70页L-糖的生理代谢性质L-糖不提供能量与D-糖的口感一样口腔微生物不能发酵L-糖，因此不引起龋齿对通常由细菌引起的腐败具有免疫力作为D-糖的替代品，不需要另外添加填充剂在水溶液中稳定在需经热处理的食品中加工稳定可用在焙烤食品中，能发生美拉德反应适合糖尿病和其他糖代谢紊乱病人食用第34页/共70页功能性单糖的加工和应用第35页/共70页功能性低聚糖定义：有3~9个单糖分子通过糖苷键连接形成直链或支链的低聚合糖。β-1，4-糖苷键连接成的低聚糖。称：直接低聚糖或普通低聚糖，如：蔗糖、乳糖、麦芽糖α-1，6-糖苷键连接成的低聚糖。称：双歧增值因子。第36页/共70页低聚糖的生理功能直接生理功能1.低热量，难消化。2.有水溶性膳食纤维作用3.抗龋齿4.肠道中有益菌群双歧杆菌增殖第37页/共70页间接生理功能1.抑制病原菌2.抑制有毒物代谢和有害酶的产生3.防止腹泻4.防止便秘5.降低血清胆固醇6.保护肝功能7.降低血压的作用8.提高机体免疫力，抗肿瘤9.营养素吸收促进作用，产生营养素10.血糖值的改善作用第38页/共70页功能性低聚糖的摄入剂量和副作用功能性低聚糖纯品日摄入有效剂量是低聚果3.0g，低聚半乳糖2.0～2.5g，大豆低聚糖2.0g，低聚木糖0.7g。Hata等报道大豆低聚糖最大的不引起腹泻剂量为男人0.64g／kg女人0.96g/kg。Spiesel等报道低聚果糖引起腹泻的最小剂量男人44g、女人49g。低聚半乳糖急性中毒的LD50＞15g／kg(对兔)。第39页/共70页功能性低聚糖的种类低聚糖产品中有的以原料冠其首命名，如大豆低聚糖，其中主要含的是水苏糖，少量棉籽糖，还有蔗糖；有的则以单糖或二糖基命名，如低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚龙胆糖、低聚木糖、帕拉金糖学名为异麦芽酮糖、海藻糖等。比较重要的有低聚异麦芽糖、低聚果糖、水苏糖、大豆低聚糖等第40页/共70页功能低聚糖的加工方法及应用三个途径：从原料提取化学合成法酶学方法第41页/共70页功能性甜味剂重点掌握的内容功能性单糖的种类、特点和生理功能功能性低聚糖的生理功能第42页/共70页第二章活性肽类掌握生物活性肽的概念、种类掌握生物活性肽的生理功能第43页/共70页第二章活性肽类第一节生物活性肽矿物元素结合肽酶调节剂和抑制剂抗菌肽神经活性肽免疫活性肽第二节调味肽酸味肽甜味肽苦味肽咸味肽增强风味肽激素肽第三节其他活性肽抗氧化肽营养肽第44页/共70页第二章活性肽类概述：生物活性肽（简称活性肽）：指的是一类分子量小于6000D，具有多种生物学功能的多肽。食用安全性极高。二三肽可被直接吸收第45页/共70页生物活性肽的生理功能⑴调节体内的水分、电解质平衡；⑵为免疫系统制造对抗细菌和感染的抗体，提高免疫功能；⑶促进伤口愈合；⑷在体内制造酵素，有助于将食物转化为能量；⑸修复细胞，改善细胞代谢，防止细胞变性，能起到防癌的作用；⑹促进蛋白质、酶、酵素的合成与调控；⑺沟通细胞间、器官间信息的重要化学信使；⑻预防心脑血管疾病；⑼调节内分泌与神经系统；⑽改善消化系统、治疗慢性胃肠道疾病；⑾改善糖尿病、风湿、类风湿等疾病；⑿抗病毒感染、抗衰老，消除体内多余的自由基；⒀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。第46页/共70页生物活性肽的应用酪蛋白磷酸肽CPP，干扰素，杀菌素，谷胱甘肽肽类激素：胰岛素、人体生长激素、促性腺素，SARS病毒抑制肽第47页/共70页肽可以通过磷酸化、糖基化或酰基化而被修饰。依据其功能，可以分为生理活性肽、调味肽、抗氧化肽和营养肽。第48页/共70页降压肽降压肽的来源：乳酪蛋白的肽类；鱼贝类；植物类（大豆多肽、玉米多肽）；食用安全性高，对正常人无降血压作用。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；降低血清胆固醇第49页/共70页高F值低聚肽Fischer值，是支链氨基酸（Branchedchainaminoacids,BC）和芳香族氨基酸(Aromaticminoacids,AC)的摩尔比值，蛋白质酶解形成的低分子活性肽。功能：防治肝性脑病；改善蛋白质营养状况；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。第50页/共70页活性肽主要种类生理活性肽调味肽抗氧化肽营养肽第51页/共70页第一节生物活性肽生物活性肽是沟通细胞间与器官间信息的重要化学信使，通过内分泌等作用方式，使机体形成一个高度严密的控制系统，调节生长、发育、繁殖、代谢和行为等生命过程。这些多肽统称为生物活性肽。第52页/共70页生物活性肽主要种类矿物元素结合肽酶调节剂和抑制剂抗菌肽神经活性肽免疫活性肽第53页/共70页一、矿质元素结合肽特点：磷酸化的丝氨酸基团和谷氨酸残基酪蛋白磷酸酶（CPP）：结合矿质元素形成可溶磷酸盐（Fe2+、Mn2+、Cu2+、Se2+、Ca2+）是Ca2+在体内运输的载体GlnSer第54页/共70页CPP的生理功能促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育预防和改善骨质疏松促进骨折患者的康复预防和改善缺铁性贫血抗龋齿第55页/共70页二、酶调节和抑制剂谷胱甘肽（GSH）、肠促胰酶肽第56页/共70页1、GSH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，广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中。GSH在小肠可以被完全吸收，能保护红细胞膜的完整性、对于需要巯基的酶有保护和恢复活性功能、参与氨基酸的吸收及转运、参与高铁血红蛋白的还原作用及促进铁的吸收第57页/共70页GSH在生物体内的重要作用第58页/共70页2、肠促胰酶肽从未精制的催胰液素中分离出来，由肠组织中制备得到。作用于胰脏的腺泡细胞，能促进淀粉酶和胰蛋白酶的分泌。但不太影响胰液中的水分和碳酸氢盐的量。具有促使胆囊收缩的作用，促进胆液的分泌。此外，还起着促进消化管运动、胃液分泌、胰岛素分泌等功能。第59页/共70页三、抗菌活性肽抗菌活性肽，它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起括环形肽、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，具有很强的抑菌效果。来源于微生物、动植物、食物蛋白酶解产物第60页/共70页四、神经活性肽多种食物蛋白经过酶解后，会产生神经活性肽，如来源于小麦谷蛋白的类鸦片活性肽，它是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶酶解产物。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。神经活性肽可以调节人的情绪、呼吸、脉搏、体温等。第61页