功能食品开发与应用陈秀丽87课件

功能食品开发与应用陈秀丽功能食品加工技术目录/1.活性多糖及其加工技术2.活性多肽及其加工技术3.功能性油脂及其加工技术4.活性微量元素及其加工技术5.活性菌类及其加工技术6.强化食品加工技术PART02活性铬7/3/2025一、概述发现1957年Schwarz和Mertz发现从猪肾中提取出一种称作“葡萄糖耐量因子”的化合物能恢复大鼠受损的葡萄糖耐量。以后认定这种“葡萄糖耐量因子”的主要成分是铬，并确定铬是增强胰岛素作用的必需元素。活性铬7/3/2025铬在自然界有两种形式：三价铬和六价铬。在化学元素周期表中，铬是一种过渡元素，能以多种化学价电子状态存在，但以Cr、Cr+、Cr3+、Cr6+最常见。Cr3+是最稳定的一种形式，人体内的铬几乎以Cr3+存在于配位化合物中，它的配位键是一定pH条件下溶解、吸收、发挥生理功能的先决条件。无机铬活性小，吸收率大约为0.5%，若与有机物结合后，具有强大的生物活性，易为人体吸收，其吸收率可达10%一25%。存在形式7/3/2025铬在体内含量约5～10毫克，广泛存在于组织中。

主要功能：作为“糖耐量因子”(GTF因子)调节胰岛素与细胞膜上受体的硫基形成二硫键，增加组织细胞对胰岛素的敏感性，增强胰岛素的作用。三价铬是人体必需的微量元素，而六价铬对人体有毒性。无机三价铬吸收极差，有机铬被肠道吸收后进入血液，代谢后经肾由尿液排出。二、铬的生理功能及作用机理7/3/2025（一）铬与葡萄糖耐量因子铬是葡萄糖耐量因子（GTF）的重要组成部分。GTF能增强葡萄糖的氧化利用以使葡萄糖转化为脂肪，降低血液中胰岛素水平。人体内的GTF可由无机铬转化而成。糖尿病人不能利用膳食中的无机铬合成足够数量的GTF，需要从膳食中摄取现成的GTF。人体内铬含量随年龄不同而有差异，新生儿>3岁前婴儿>儿童成人>老年人；成人则随着年龄增大而体内铬含量递减，因此，老年人多缺铬。7/3/2025（二）铬在糖代谢中作用糖尿病是一种常见病。成人糖尿病患病率约为3%，到2015年，全球糖尿病人4.15亿。另外有3.18亿人糖耐量受损（前期患病率6.7%）中国是全球糖尿病患者第一大国，2015年病患人数高达1.096亿人，130万人死于糖尿病及其并发症。每年新患糖尿病的人数达到了700万,平均约5秒钟就有一个人患病。糖尿病的发展涉及多种病理过程，已有令人信服的证据表明，微量元素在胰岛素的生成和作用以及糖尿病人的能量底物代谢中起着极为重要的作用。7/3/2025三价铬参与糖代谢，是不可缺少的微量元素。缺铬会使组织对胰岛素的敏感性降低。三价有机复合铬化物能增强胰岛素的活性，产生显著的相当于高水平胰岛素的作用。

铬还与一些酶的活性有关。铬是琥珀-细胞色素脱氢酶、葡萄糖磷酸变位酶等酶系统的必需微量元素，参与机体糖、脂肪代谢，促进糖碳链及醋酸根渗入脂肪，并加速脂肪氧化，有助于动脉壁脂质的运输和清除，能预防动脉粥样硬化的发生和发展。7/3/2025（三）铬在脂代谢中作用铬与脂肪代谢有明显关系，维持正常血清胆固醇水平作用。

铬能促进脂肪的消耗，目前美国专利报道了一些含有有机铬的减肥配方，在美国有人甚至把有机铬称为脂肪燃烧器。7/3/2025铬能抑制脂肪酸和胆固醇的合成，从而达到降低甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白的作用，还能改善心肌缺氧，纠正心律不齐。铬是葡萄糖耐量因子的活性成分，缺铬引起糖耐量受损，甘油三酯增加，导致高甘油三酯血症，促使动脉硬化的发生。7/3/2025（四）对蛋白质核酸代谢的作用铬参与蛋白质代谢，能促进肌肉的增加。铬在核蛋白中含量特别高，与DNA的合成和代谢有一定的作用。7/3/2025三、铬缺乏与铬中毒（一）铬缺乏1铬缺乏原因(l)摄入不足(2)消耗过多如当人体被烧伤、感染、外伤、体力消耗过度及发热等均可使铬消耗量增大，出现尿铬排出增多，引起铬缺乏。7/3/2025摄入不足缺乏铬元素的主要原因是在精制食品的过程中铬被丢失过多，据统计食品精加工后铬丢失分别是:面粉40%、脱脂牛奶50%、大米75%、白糖(从红糖加工)90%以上；主要食用在缺铬土壤中生长的食物引起缺铬；饮用水中缺铬，例如，居住在耶路撒冷周边难民营的儿童均缺铬，而居住在约旦难民营的儿童则不缺铬，两地难民营均由联合国难民救济署统一供给完全相同食品，调查耶路撒冷难民营儿童缺铬的原因时发现，其饮用水中铬含量比约旦难民营儿童的饮用水中的铬含量少3倍7/3/2025２缺铬的症状人体缺铬主要表现出类似胰岛素缺乏的症状，如血糖、血脂、尿糖升高、糖耐量下降、动脉粥样硬化、末梢神经功能障碍及心脑血管病、生长停滞等。铬摄入不足，可使甘氨酸、丝氨酸、蛋氨酸渗入心肌蛋白的过程受到妨碍，补充三价铬可使渗入量明显增加。儿童缺铬后生长发育受阻，可能与蛋白质合成受损有关。7/3/2025３防治措施(l)预防。疑为缺铬的人群都应多吃含铬高的食品，如海藻类、菌类、鱼类、蛋类、奶制品、动物肝脏、牛肉、鸡肉、面粉、红糖、酵母、葡萄、萝卜、绿豆、赤豆、豌豆等，或在食品中添加适量氯化铬；治疗增加铬消耗的疾病。(2)治疗。诊断为缺铬的病人可用氯化铬180-1000μɡ/天口服，待症状减轻后减量，并注意多吃含铬高的食物，以防复发。7/3/2025（二）铬中毒1中毒原因铬在工业上广泛应用于铬化学工业，例如，镀铬、颜料、飞机或汽车涂漆、制革，凡操作上述工艺的工人，因吸入含铬浓度高的粉尘、烟雾，或皮肤接触铬化合物均可能引起铬中毒。7/3/20252中毒症状铬中毒分全身和局部两种症状。(l)全身症状：多见于误服铬化合物几分钟至几小时，出现恶心、呕吐、腹痛、吞咽困难、血压下降甚至休克。其后出现肾、肝功能损害症状，如肝脏肿大、谷丙转氨酶升高、血胆红素升高、蛋白尿、少尿、甚至无尿等急性肾功能衰竭等症状和体征。婴儿误服含铬的颜料可出现惊厥、昏迷、瞳孔散大等中枢神经系统症状;(2)局部症状：吸入含铬气体到一定浓度可能引起上呼吸道炎症和粘膜溃疡。常在咽、喉部出现红、肿、热、痛、咳嗽、呼吸困难，发生支气管炎，甚至肺炎。7/3/20253防治措施(l)误服中毒的治疗①彻底洗胃。患者应立即用温清水彻底洗胃，在洗胃过程中动作要轻，以免伤及已受损的口腔、食管、胃粘膜。最好是让患者口服清洗液后再催吐，反复进行数次，然后用牛奶或鸡蛋清保护食管和胃粘膜;②保护器官功能。有器官功能障碍者要保护好器官功能，如肝、肾功能损害者，要保护好肝肾功能;③促进排泄。可同时用硫代硫酸钠、二琉基丙磺酸钠促进铬的排泄，均有解毒作用。7/3/2025(2)皮肤粘膜中毒的治疗患者应先用清水彻底将皮肤粘膜冲洗干净，防止从皮肤粘膜继续吸收引起全身中毒；皮炎可用氢化可地松或5%硫代硫酸钠软膏涂于患处；铬溃疡可用10%的维生素C溶液湿敷，维生素c可使Cr6+变成Cr3+

，再与Cr3+形成络合物使其失去毒性。7/3/2025四、富铬制品的制备工艺铬的食物来源为肉类及整粒粮食、豆类。有机铬或以GTF形式存在的铬消化吸收率高，主要分布在牡蛎、啤酒酵母、干酵母、蛋黄、肝脏、肉制品、海产品中。7/3/20257/3/2025（一）富铬酵母微生物合成转化法。

利用酵母富集能力、无机铬转化为有机铬的转化能力，在培养基中加入无机铬，通过微生物培养制取富铬酵母粉。7/3/2025富铬酵母

制备工艺菌种培养→扩大培养→离心→干燥→粉碎→富铬酵母粉啤酒酵母添加三氯化铬无机铬

富铬酵母粉中的铬有97.7%以有机铬存在，可以作为功能食品基料来使用。7/3/2025【应用范围】·可作为补铬保健食品和药品的原料·可作为营养强化食品中铬营养素强化的原料·可用于畜牧养殖业，作为饲料中铬营养素强化的原料·其他需要强化铬营养素的产品【产品特点】☆铬含量高富铬酵母的铬含量可达2500mg/kg左右，通常为2000mg/kg或1000mg/kg左右。其蛋白质含量为40%，富含完整的B族维生素和多种矿物质☆利用率高富铬酵母中的铬与酵母中的蛋白有机的结合，其人体吸收率远远高于无机铬。☆毒性低富铬酵母的毒性大大低于三氯化铬7/3/20257/3/2025（二）富铬绿豆芽植物种子发芽转化法。通过绿豆发芽过程将铬富集，无机铬转化为有机铬。铬含量为普通绿豆芽的100倍。7/3/2025富铬绿豆芽制备工艺

绿豆→浸泡→培养发芽→干燥

→粉碎→成品三氯化铬水溶液

富铬绿豆芽中的铬有95%左右为有机铬。说明在绿豆芽发芽过程中添加的无机铬（三氯化铬）并不是单纯以扩散或离子吸附的方式在豆芽上沉集。7/3/2025五、富铬基料在功能食品中的应用目前，在食品加工中应用的富铬基料以富铬酵母为主，这是因为富铬酵母不仅含有较多的有机铬，还含有丰富的蛋白质、核酸、糖原、脂肪、多种Ｂ族维生素和其他多种微量元素。7/3/20251点心、面包、饼干等快餐食品用作点心、面包、饼干的营养强化剂，添加量2~3%；改善点心、面包、生面团质量，增加延展性，添加量0.5~1%。7/3/20252熟食品、冷冻食品

富铬酵母能提高熟食品、冷冻食品的风味，添加量2~3%。7/3/20253肉类制品

富铬酵母可提高肉类制品的黏合性和保水性，并且能增加香味，添加量1~3%。在肉类制品中，添加富铬酵母能起到抗氧化作用。7/3/20254饮料、调味料

富铬酵母自溶或酶解液可以与一定量的果汁、调味汁等配成营养强化饮料与调味液。7/3/20257/3/20