1、1,第一篇：保健（功能）食品的理论基础,第一章 活性多糖第二章 功能性甜味剂第三章 功能性油脂第四章 自由基清除剂第五章 微量元素第六章 氨基酸、多肽、蛋白质,2,第一章 活性多糖,第一节 膳食纤维 第二节 植物多糖本章的基本要求：熟悉各类活性多糖的膳食来源，了解其加工工艺及应用，掌握各类活性多糖的定义与分类、化学结构和物化性质、生理功能、作用机理及构效关系。,3,4,姬松茸,5,第一章 活性多糖,多糖是由糖苷链连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”或活性多糖。,6,第一节 膳食纤维,Dietary fiber,7,一 膳食纤维的定义,“凡是不能被
2、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”。,纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。,现被中国营养协会定为继水、蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质之后的第七大营养素。,8,膳食纤维与粗纤维的区别,传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收，但人体大肠内的某些微生物仍能降解它的部分组成成分。,9,大量成分 非淀粉多糖：纤维素、半纤维素、果胶、亲水胶质（海藻多糖） 非多糖类：木质素 少量物质 植物细胞残余物：蜡质、角质、软木质 其它
3、：抗性低聚糖、改性淀粉、动物来源抗消化物质（甲壳素）、美拉得反应产物,由多种糖基组成的一类多糖，其主链上由木聚糖、半乳聚糖或甘露糖组成，在其支链上带有阿拉伯糖或半乳糖，大部分为不可溶性。,苯基类丙烷的聚合物，具有复杂的三维结构；存在于细胞壁中难以与纤维素分离；人和动物均不能消化木质素。,二 膳食纤维的构成与分类,(一） 膳食纤维的构成,化学结构与直链淀粉相似，由约数千个葡萄糖经-1，4糖苷键连接而成，不能被人体胃肠道的酶所消化。,10,总膳食纤维（TDF） ： 非淀粉多糖、木质素、抗性淀粉、动物抗性物质，以及角质、蜡质等植物细胞残余物 可溶性膳食纤维（SDF） ： 果胶等亲水胶体物质：树胶、果
4、胶、藻胶、豆胶等 部分半纤维素不溶性膳食纤维（IDF） ： 纤维素、木质素、部分半纤维素、原果胶和动物性的甲壳素和壳聚糖,（二）膳食纤维的分类,11,三 膳食纤维的分析方法,1 洗涤纤维法 ：简便快速，成本低，但精度不高,用酸性洗涤剂除去淀粉、蛋白质和半纤维素，而残留纤维素和木质素.,酸性洗涤纤维法(ADF法)：中性洗涤纤维法(NDF法)：,用中性洗涤剂除去淀粉、蛋白质，而保留纤维素、木质素和半纤维素.,12,2 酶 化学法：受仪器设备制约,方法：将样品用淀粉酶完全水解，溶液离心后，残渣通过酸水解之后测定单糖，通过转换系数得出总糖即为NSP,原理：测定样品中的非淀粉多糖(NSP)作为膳食纤维测
5、定指标 非淀粉多糖是指食物样品除去淀粉后，所剩的残渣用酸水解成中性糖，然后用GLC或HPLC定量检测，所测得糖份总和即为非淀粉多糖。,13,3 酶重量法：是目前公认测定TDF 、SDF 、IDF的方法,原理：利用酶的处理使得可被人体消化道消化吸收的部分水解去除，根据重量分析测得那些未被水解的残留部分就是膳食纤维。,方法：用蛋白酶和淀粉葡萄糖苷酶进行酶法消化，除去蛋白质和淀粉，加入4份乙醇沉淀SDF，过滤，用不同浓度的乙醇和丙酮洗涤、干燥称重，分两份，双份样品之一用来分析蛋白质，另一份高温灼烧并测灰分。,14,总之，目前膳食纤维的定义与测定方法之间仍然存在一定的差距，包含所有膳食纤维组成成分的测
6、定方法有待于进一步建立。 我国膳食纤维测定的国家标准方法仍为 中性洗涤剂法(GBl239490),15,四 膳食纤维的理化特性,膳食纤维调节生理反应时，主要是通过其理化性状影响胃肠功能及影响营养素的吸收。,1 高持水性与低能量容积作用,大量的亲水基团：持水能力：因来源、加工方法而异。功能：增容、稀释,2 溶解性与粘性,水中的分散性：非真溶液，束缚水分子功能：影响营养物质的吸收,16,3 发酵的敏感性,易被大肠内微生物酵解： 酵解程度和速度与纤维类别、形状（如大小）、食物内容等有关酵解产物： 产生短链脂肪酸(主要为乙酸、丙酸、丁酸)、氢气功能： 降低肠道pH，刺激肠道蠕动；影响肠道菌群的菌相构成
7、,17,4 吸附作用,分子表面存在活性基团：吸附螯合胆汁酸等 作用力：氢键、疏水键、静电力,5 阳离子交换能力,作用力：分子中的羧基、羟基、氨基可与阳离子结合、置换：胃肠内与矿物质结合功能：影响胃肠环境（pH值、渗透压、氧化还原电位等），从而影响消化吸收。,18,五 膳食纤维的生理活性,1 改善大肠功能 ：,增加粪便量及排便次数： IDF增容、菌体增容、持水增容湿润刺激蠕动、缩短通过时间： 增容作用、脂肪酸刺激作用稀释大肠内容物、吸附有害物： 稀释有毒代谢产物，降低肠道刺激为正常大肠菌群提供发酵底物：益生菌增殖等功能：预防便秘、痔疮、辅助抑制肿瘤（结肠 癌等）,19,2 调节血糖 ： 主要来自
8、SDF，抑制空腹、餐后血糖值升高,延缓和抑制对糖类的消化吸收: 延缓胃排空速率、延缓淀粉在小肠消化、 减慢葡萄糖在小肠吸收改善末梢组织对胰岛素的感受性,功能：对型糖尿病有一定的控制效果,20,降低血浆胆固醇水平（降血脂） ： 主要来自SDF，IDF作用极小,降低冠心病的发病死亡 血清胆固醇每下降1可减少心血管疾病发生的危险率达2； 流行病学调查：DF摄入量高与冠心病死亡的危险性大幅降低有关。,降低LDL胆固醇，HDL胆固醇水平影响很小: 吸附肠腔内胆汁酸，减少胆汁酸的重吸收阻断胆固醇的肠肝循环 降低膳食胆固醇的吸收率。 被大肠内细菌发酵降解，所产生的短链脂肪酸对肝脏胆固醇的生物合成，可能有抑制
9、作用。,21,4 降低营养素吸收速率和利用率 ：,营养素吸收的物理屏障 完整的细胞壁会减缓消化酶进入植物性食物内； 肠内容物体积、容量、粘度的增加均可能降低酶、底物、营养素扩散到吸收表面的速度； 天然纤维对钙、铁、锌等元素吸收有抑制作用 （可能与植酸有关）。,抑制消化糖、脂肪、蛋白质的胰酶活性 机制尚不清楚（某些非纯化纤维中含有某些酶的抑制剂）,22,功能：肥胖的控制 影响食物营养素的摄入 无能量体积填充、减缓胃排空速率、延长饱腹感，降低食物摄入量,23,国外: 英国国家顾问委员会：2530g/d 美国FDA :20-35g/d 亚洲营养工作者：24g/d 我国 : 低能量摄入(7.5MJ)成
10、年人： 25g/d 中等能量摄入(10MJ)成年人：30g/d 高能量摄入(12MJ)成年人： 35g/d,六 膳食纤维推荐摄入量,24,七 膳食纤维的主要食物来源,膳食纤维的最好来源是天然食物中天然膳食纤维,在摄入膳食纤维的同时，还能摄入其它微量生理活性组分。,25,部分代表性食物中膳食纤维的含量 g/100g可食部,食物名称 TDF* IDF 食物名称 TDF IDF 稻米（粳米） 0.6 0.4 胡萝卜 3.2 1.3 稻米（糙米） 2.2 2.0 白萝卜 1.8 1.0 小麦粉(全麦) 11.3 2.1 大白菜 1.0 0.6 小麦粉(精白) 3.9 0.6 小白菜 1.1 0.6 麦
11、麸 42.2 31.3 圆白菜 1.5 1.0 大麦米 17.3 9.9 芥菜 1.6 1.1 燕麦片 10.3 5.3 花椰菜 2.4 1.2 玉米面 11.0 5.6 青椒（甜） 1.6 1.4 黄豆 12.5 5.5 橙、桔 2.4 0.6 绿豆 9.6 6.4 苹果 1.9 1.2 豆腐 0.5 0.4 梨 2.6 2.0 甘薯 3.0 1.0 西瓜 0.4 0.2 马铃薯 1.6 0.7 黄瓜 1.0 0.5,注：我国食物成分表中只有IDF值。 TDF值来自美国、加拿大食物成分数据,26,八 膳食纤维的种类与加工,膳食纤维的种类： DF资源非常丰富，目前已开发的DF可分为六类,谷物纤
12、维: 小麦纤维、燕麦纤维、玉米纤维、米糠纤维等豆类种子及种皮纤维：大豆纤维水果、蔬菜纤维：苹果纤维微生物纤维：黄原胶其它纤维：甘蔗、甜菜、魔芋、菊粉、甲壳素合成、半合成纤维：改性聚葡萄糖,27,膳食纤维的加工：,根据原料及对产品特性要求的不同，膳食纤维加工方法各不相同。但有几道工序是共同的：,原料预处理 浸泡冲洗 脱水 干燥 成品粉碎、过筛,根据原料及产品要求，还需选择以下处理,脱淀粉: 酸解，酶解（a-淀粉酶糖化酶）脱脂、脱蛋白：碱处理，酶解脱腥、脱色：酸碱处理；过氧水、次氯酸其它工艺：米糠纤维的脱植酸,28,工艺条件的控制指标： 产品得率、持水性、溶胀率,注意：过度的冲洗、热处理和极端化学
13、处理，会使绝大部分的SDF、40左右的半纤维、10纤维素损失.,比如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，这样会影响其生理功能的发挥。,29,九 膳食纤维的应用,焙烤食品: 饼干、面包、酥饼、糕点饮料：固体、液体冷饮：冰激凌、雪糕果酱、果冻：,1 应用食品种类：,2 膳食纤维类保健食品：,国产: 36进口：4,30,泰尔牌复合膳食纤维粉国食健字G20041333湖南泰尔制药有限公司通便,美多膳食纤维饮品上海美好生物技术有限公司主要原料： 聚葡萄糖（可溶性膳食纤维），维生素C，阿斯巴甜保健功能：改善胃肠道功能（润肠通便）适宜人群：便秘者不适宜人群：无,31,32,3
14、3,34,35,便秘的症状： 是指由于粪便在肠内停留过久，以致大便次数减少、大便干结、排出困难或长时间用力排便、直肠胀感、排便不尽感。越来越多残余的食物积聚在直肠，阻碍血液循环，甚至出现痔疮、肛裂和出血。 一般两天以上无排便，可提示便秘存在。,什么是便秘 不是一种病，而是多种疾病的一个症状，是最常见的消化道症状。,36,便秘的分类器质性便秘 是由各种疾病 (如消化道疾病、内分泌代谢疾病、药物及化学品中毒、神经系统疾病等)所致的便秘 功能性便秘 由于生活规律改变、情绪抑郁、饮食因素、排便习惯不良、药物作用等因素所致的便秘。 除肠道易激综合征外，功能性便秘患者一般可通过生活规律化，合理饮食、调畅情
15、志等手段达到治愈便秘的目的。,37,肠道易激综合征（IBS） 多见于20-50岁的女性特点：常有腹痛、腹涨、腹泻或便秘等症状。内在机制：痢疾和食物中毒之后、滥用泻药或灌肠，引起 结肠活动失去规律、蠕动节律紊乱和痉挛。诱因：精神过于紧张、激动，工作生活过于劳累； 饮酒、生冷或刺激性食物可加重病情； 虽常有发作症状，但检查结肠并无器质性病变。,38,便秘的危害,有损美容：长期便秘，有害物质再吸收入血液，导致皮肤粗糙，无光泽，形成痤疮、色素沉着、颜面色斑等。,心理和精神障碍：经久不愈，会给其生活带来极大的痛苦，加重精神和心理的创伤。有学者报道，男性长期便秘易患帕金森症。,加重心脑血管疾病：高龄患者，
16、排便时用力过大，会使血压升高，机体耗氧量增加，很容易诱发脑溢血、心绞痛、心肌梗死。,发生痔疮：痔疮是由肛门的细小血管和结缔组织形成。便秘、长坐、年老等原因会导致肛门附近的血液循环受到阻碍或令到周围的组织变弱，引起血管肿胀及血管组织突出，形成痔疮。,39,便秘的预防,饮食不宜过于精细：应多食含纤维素多的食物，如粗粮、蔬菜（木耳、海带、冬菇、竹笋、胡萝卜、芹菜、韭菜、菠菜等）及干鲜水果、果仁之类，如核桃仁、瓜子仁、香蕉、柠檬、花生米等，可防止大便干结。要养成定时排便的习惯：逐渐建立起排便反射，但切勿用力憋气、久蹲，会加重痔疮出血或痔核脱出以及脑血管病的发生。适当参加体力活动：如散步、太极拳、 腹式
17、呼吸，还可自我行腹部按摩。,40,便秘的预防,适当用药：严重的高血压、心脏病患者排便时不能用力，可适当服些缓泻剂，如槐角丸、麻仁丸。还可温开水冲服蜂蜜，核桃仁、黑芝麻仁炒熟研末加白糖，也有润肠排便之功。对于因其他疾病，如直肠肛门疾患、糖尿病等引起的便秘，这就需要去医院进一步诊治，切勿自服泻药，反而加重便秘。,41,第二节 植物多糖,Plant Polysaccharide,42,多糖是指由10个以上的单糖聚合而成的高聚糖，可分为均多糖、杂多糖。自然界中多糖广泛存在于植物、动物、微生物组织中，近二十年来，由于分子生物学和细胞生物学的发展，发现多糖及其络合物在生物体中的作用除作为结构物质和能量物质
18、外，更重要的是参与了细胞的各种生命现象。,大量的药理与临床研究表明，多糖具有诸多生物活性，天然植物多糖的研究与应用已成为一个极为活跃的研究领域： 传统植物药草多糖：人参、枸杞、茶 真菌多糖：香菇、木耳、灵芝,一、 植物多糖研究现状：,43,二、 多糖的生理活性：,1 免疫调节 ：植物多糖最主要和最重要的生物活性,激活巨噬细胞激活T和B淋巴细胞激活网状内皮系统通过不同途径活化补体促进干扰素、白细胞介素(IL)的生成，诱生肿瘤坏死因子(TNF),44,2 抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、 延缓衰老,徐国华等证明，南瓜多糖对小鼠S-180、艾氏腹小癌的抑制率分别为37.3和33.3。硫化多糖能从多个环
19、节和步骤干扰人类免疫缺陷病毒(HIV) 对宿主细胞的侵袭，并对HIV有很高的选择性抑制作用。枸杞多糖可延长家蚕五龄期寿命5.14。,目前，一般认为真菌多糖没有直接细胞毒性，不能直接侵袭肿瘤细胞或病毒，而是作为免疫调节剂起到抗肿瘤、抗病毒、延缓衰老的效果。,45,3 降血糖、降血脂、降血压活性,能够促进胰岛分泌胰岛素、影响糖代谢酶的活性南瓜多糖经腹腔注入正常及糖尿病型小鼠后，两者HDL升高，显示出改善脂代谢、降低血脂的活性竹笋多糖能明显降低血压,4 其它活性 ：抗溃疡、抗辐射、保肝、抗突变,人参多糖、波叶大黄多糖、魔芋多糖、枸杞多糖和紫芸多糖等有抗突变作用。,46,三、 植物多糖的构效关系,指多
20、糖的结构与功效间的关系，是多糖研究的热点之一，但目前研究尚不完善，一般认为多糖活性与其化学结构、分子量、溶解度、粘度等有关。,47,四、 植物多糖的分离制备,1 原料 ：,传统种植、栽培细胞培养与深层发酵 工业发酵罐内发酵得到大量的真菌菌丝体,2 多糖提取分离纯化的一般方法 ：（粗多糖）,脱脂、浸提、除蛋白、乙醇沉淀,3 多糖分级纯化的一般方法：（精制品）,透析、分级沉淀、超滤、离心、 柱层析、电泳,48,金克槐耳冲剂 江苏启示盖天力制药 国家中药一类新药槐耳菌质 南京中医药大学 国家中药一类新药 金水宝胶囊 江西国药厂 国家中药一类新药 至灵胶囊 山西大同利群药厂 国家中药一类新药云星胶囊 四川抗生素工业研究所 国家中药二类新药 云芝糖肽胶囊 上海新康制药厂 国家中药二类新药 猪苓多糖胶囊 广东华南药业集团公司 国家中药二类新药 香菇多糖注射液 珠海丽珠制药厂 国家中药二类新药,五 目前国内市场部分食药用真菌产品,功效成分含多糖的国产保健食品319个,
