功能性食品課件

1、第六章 其它功能成分吉林大學(xué)功能性食品教學(xué)團(tuán)隊(duì)第六章 其它功能成分第一節(jié) 自由基清除劑第二節(jié) 條件性必需氨基酸第三節(jié) 微量元素第四節(jié) 有益微生物第五節(jié) 其他第一節(jié) 自由基清除劑自由基是指獨(dú)立存在的帶有不成對(duì)電子的原子、分子或離子。自由基具有高度的化學(xué)活性，是人體生命活動(dòng)中多種生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物，人的生命離不開(kāi)自由基。自由基清除劑能夠清除機(jī)體代謝過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)多自由基，因此是一種可增進(jìn)人體健康的重要活性物質(zhì)，也是一類重要的保健食品的功效成分。一、自由基理論(一)自由基的產(chǎn)生及對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)的影響1.自由基的種類2.自由基的產(chǎn)生3.自由基對(duì)生命 大分子的損害4.自由基積極的 生物學(xué)功能體內(nèi)主要

2、的氧自由基的種類與生成機(jī)體內(nèi)活性氧自由基的產(chǎn)生途徑3.自由基對(duì)生命大分子的損害(1)引發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng) 3.自由基對(duì)生命大分子的損害(2)致使蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)、聚合、肽鏈斷裂等多種損傷3.自由基對(duì)生命大分子的損害(3)致使核酸結(jié)構(gòu)改變(4)粘多糖分子如透明 質(zhì)酸經(jīng)氧化斷鏈，則 可導(dǎo)致結(jié)締組織基質(zhì) 與滑液的正常性質(zhì)與 功能喪失(1)增強(qiáng)白細(xì)胞的吞噬功能，提高殺菌效果；(2)促進(jìn)前列腺素的合成；(3)參與脂肪加氧酶產(chǎn)物的生成；(4)參與膠原蛋白的合成；(5)參與肝臟的解毒作用。此外，自由基(如O2 ) 在調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂，維持人 體正常的氧化代謝過(guò)程，增強(qiáng)抗菌素效力和抑制腫瘤方面也發(fā)揮作用。4.自由

3、基積極的生物學(xué)功能二、自由基與疾病的關(guān)系1.自由基與衰老(1)生命大分子的交聯(lián)聚合和脂褐素的累積。(2)器官組織細(xì)胞的破壞與減少。(3)免疫功能的降低。二、自由基與疾病的關(guān)系 2. 自由基與癌癥 自由基作用于脂質(zhì)產(chǎn)生的過(guò)氧化產(chǎn)物，既能致癌又能致突變。致癌和致突變?cè)诜肿铀缴系臋C(jī)理是相同的。脂質(zhì)氧化終產(chǎn)物丙二醛有致突變作用，另一種醛類產(chǎn)物則使DNA發(fā)生交聯(lián)或出現(xiàn)單鏈斷裂情況。3自由基與缺血后重灌流損傷 缺血組織重灌流時(shí)造成的微血管和實(shí)質(zhì)器官的損傷主要是由活性氧自由基引起的，這已在多種器官中得到證明。在創(chuàng)傷性休克、外科手術(shù)、器官移植、燒傷、凍傷和血栓等血液循環(huán)障礙時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)缺血后重灌流損傷。二、

4、自由基與疾病的關(guān)系二、自由基清除劑生命有機(jī)體內(nèi)存在一些能清除自由基的物質(zhì)，這些物質(zhì)稱為“自由基清除劑”。應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)：1、自由基清除劑只有在足夠濃度時(shí)才起作用。2、清除劑只有在產(chǎn)生自由基的位置附近才能起作用。3、清除劑與自由基反應(yīng)后本身往往變成了新的自由基，這個(gè)新自由基的毒性或活潑性應(yīng)小于原來(lái)自由基的毒性或活潑性才能起防護(hù)作用。二、自由基清除劑 自由基清除劑的分類：1、酶類清除劑(抗氧化酶)酶類清除劑主要有超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSHPx)等。2、非酶類清除劑(抗氧化劑) 非酶類清除劑主要有維生素E、維生素C、胡蘿卜素和還原型谷骯甘肽(GSH)

5、。3、硒、鋅、銅、生物類黃酮(主要有黃酮類、黃酮醇類、雙黃酮類)、銀杏萜內(nèi)酯、茶多酚、泛醌(輔酶Q)、植酸、丹參酮、五味子素、黃苓甙及其銅鋅絡(luò)合物等，都是較好的天然抗氧化劑。自由基清除劑及其作用機(jī)理三、自由基清除劑的應(yīng)用(一)超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶是最重要的自由基清除劑，它是一類含金屬的酶，按金屬輔基成分的不同可分為三種。最常見(jiàn)的一種含有銅鋅金屬輔基SOD(CuZnSOD)，該酶的純品呈藍(lán)綠色，由兩條肽鏈組成，每條各含有一個(gè)銅原子和一個(gè)鋅原子，活性中心的核心是銅。第二種是含有錳輔基的SOD(MnSOD)，該酶的純品為粉紅色，由四條或兩條肽鏈組成。 第三種是含有鐵的SOD(FeSOD)，該

6、酶的純品為黃色或黃褐色，由兩條肽鏈組成，大多為每一個(gè)二聚體中含有一個(gè)鐵原子。(一)超氧化物歧化酶 SOD存在于幾乎所有的靠氧呼吸的生物體內(nèi)，從細(xì)菌、真菌、高等植物、高等動(dòng)物直至人體內(nèi)均有存在。具有生物活性的SOD可從動(dòng)物血液(如豬血、牛血和馬血)的紅細(xì)胞中提取，也可從牛奶、細(xì)菌、真菌、高等植物（如小白菜葉)中提取。(一)超氧化物歧化酶(一)超氧化物歧化酶 SOD生理功能：(1)抗衰老(2)提高機(jī)體對(duì)多種疾病的抵抗力。(3)增強(qiáng)機(jī)體對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)力。(4)減輕腫瘤患者在放療、化療過(guò)程中的嚴(yán)重毒副作用，如骨髓抑制、白細(xì)胞減少、皮膚放射損傷等。(一)超氧化物歧化酶SOD在食品工業(yè)中的應(yīng)用(1)作為

7、保健食品的功效因子或食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑(2)制作各種劑型的SOD或復(fù)合型食品(3)用作抗氧化劑(4)作為水果、蔬菜良好的保鮮劑。 自由劑清除劑即抗氧化劑在食品中主要是防止食品氧化變性。 天然抗氧化劑的分類： 第一類是一些植物本身； 第二類是動(dòng)植物提取物； 第三類是微生物發(fā)酵產(chǎn)物； 第四類是在食物加工過(guò)程形成的或本身就是食品的配方成分。(二)自由基清除劑在食品中的應(yīng)用 用于防止食品氧化變性的天然抗氧化劑(三)含抗氧化劑的中草藥及制品 丹酚酸、丹參酮、丹參素、復(fù)方丹參、五味子甲素、五味子乙素、五味子酚、甘草黃酮、知母寧、三七皂甙、川彎嗪、大蒜素、茶多酚、白花丹醌、蟻獅多糖、大豆皂甙、人參皂甙、沒(méi)食子酸

8、、五倍子酸、黃芩甙、金屬硫蛋白、槲皮素、云芝多糖等。第二節(jié) 條件性必需氨基酸 一、?；撬崤；撬崾桥；堑慕M成成分，1827年?；撬岜话l(fā)現(xiàn)存在于牛膽汁中，故得名。?；撬岬幕瘜W(xué)名稱為氨基乙磺酸 (H2NCH2CH2SO3H)，分子式C2H7NO3S，分子量125.4，白色棒狀結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，溶于水，不溶于乙醇、乙醚、丙酮之類有機(jī)溶劑，微溶于95乙醇，328分解。牛磺酸廣泛分布于體內(nèi)各組織器官，尤以腦組織的濃度最高。胚胎腦組織?；撬釢舛缺瘸赡昴X組織高34倍，出生后迅速降低。?；撬嶂饕杂坞x氨基酸形式存在，不參與蛋白質(zhì)組成。一、?；撬?一)牛磺酸的生理功能1保護(hù)視網(wǎng)膜2促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育3抗氧化作

9、用4調(diào)節(jié)滲透壓5促進(jìn)脂肪消化吸收 (二)?；撬岬氖澄镏衼?lái)源（mg/100g）(三)?；撬岬闹苽?四)?；撬岬膽?yīng)用二、精氨酸精氨酸是鳥氨酸循環(huán)中的一個(gè)組成成分，具有極其重要的生理功能。多吃精氨酸，可以增加肝臟中精氨酸酶的活性，有助于將血液中的氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟判钩鋈ァ?一、精氨酸的生理功能(1)正氮平衡與創(chuàng)傷愈合作用。(2)免疫調(diào)節(jié)作用。(3)補(bǔ)充精氨酸能減少患腫瘤動(dòng)物的腫瘤體積，降低腫瘤的轉(zhuǎn)移率，提高動(dòng)物的活存時(shí)間與存活率。(4)精氨酸可刺激垂體分泌生長(zhǎng)激素，對(duì)促進(jìn)兒童生長(zhǎng)有作用。二、精氨酸的制備谷氨酰胺是人體中含量最多的一種氨基酸。在肌肉蛋白質(zhì)中，游離的谷氨酰胺要占細(xì)胞內(nèi)氨基酸總量的61，比所

10、有的其他氨基酸要高。在血中的含量也最高，占血漿中游離氨基酸總量的20。在劇烈運(yùn)動(dòng)、受傷、感染等應(yīng)激條件下，谷氨酰胺的需要量大大超過(guò)了機(jī)體合成谷氨酰胺的能力。這時(shí)，體內(nèi)谷氨酰胺含量降低，蛋白質(zhì)合成量減少，出現(xiàn)小腸粘膜萎縮與免疫功能低下現(xiàn)象。三、谷氨酰胺谷氨酰胺生理功能 (1)它在酰胺基上的氮是生物合成核酸的必需物質(zhì)。 (2)它是器官與組織之間氮與碳轉(zhuǎn)移的載體。 (3)是氨基氮從外周組織轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)臟的攜帶者。 (4)是蛋白質(zhì)合成與分解的調(diào)節(jié)器。 (5)是腎臟排泄氨的重要基質(zhì)。 (6)是核酸生物合成的必要前體。 (7)是小腸粘膜的內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞與成纖維細(xì)胞能量供應(yīng)的主要物質(zhì)。

11、 (8)能形成其他氨基酸。 (9)維持體內(nèi)的酸堿平衡。第三節(jié) 微量元素 一、硒硒的生理功能：1.具有抗氧化作用2.抑制腫瘤作用3.硒與金屬有很強(qiáng)的親和力4.保護(hù)心血管，維護(hù)心肌的健康部分食物的硒含量(mgkg) 部分食物的硒含量(mgkg)鉻的生理功能：(1)是葡萄糖耐量因子的組成成分 “葡萄糖耐量”指的是經(jīng)口服或注射葡萄糖使血糖水平升高后，由機(jī)體細(xì)胞從血液中帶走的糖，使得血糖濃度降回原來(lái)正常水平的速度。二、鉻鉻的生理功能(2)鉻對(duì)糖類代謝的影響 鉻參與體內(nèi)的糖類代謝，是維持機(jī)體正常的葡萄糖耐量、生長(zhǎng)和壽命不可缺少的微量元素。缺鉻會(huì)使組織對(duì)胰島素的敏感性降低，注射胰島素后血漿中的鉻濃度會(huì)暫時(shí)地

12、升高。鉻的生理功能 (3)鉻對(duì)脂質(zhì)代謝的影響鉻能影響機(jī)體的脂質(zhì)代謝，缺鉻可能會(huì)引起脂代謝方面的失調(diào)或紊亂。對(duì)人體的試驗(yàn)表明，補(bǔ)充富鉻酵母可顯著改善葡萄糖耐量，有助于維持血清膽固醇和甘油三脂的正常水平。鉻的生理功能 (4)鉻的其他生化功能。 鉻能激活某些酶，這些酶大多參與了體內(nèi)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝過(guò)程。不過(guò)這些酶中有一部分也可被其他金屬元素(如鐵、鋅和鎂等)所活化。鉻能激活胰蛋白酶，但其他金屬同樣也有此作用。部分天然食物中鉻含量(mgkg) 鍺于1868年由德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，1887年合成了第一個(gè)有機(jī)鍺化合物。但直到20世紀(jì)60年代，其生物學(xué)作用才被廣泛研究。目前研究較多的有機(jī)鍺化合物包括有機(jī)

13、鍺倍半氧化物、螺鍺及其衍生物，含硫配位的有機(jī)鍺化合物、四烴基鍺及其鹵化物，鍺氧烷類和三烴基鍺乙酸酯等。 三、鍺Ge132的生理功能(1)免疫調(diào)節(jié)作用。(2)抗癌防癌作用。(3)抗肝病作用。(4)抗衰老作用。富含鍺的食物 鍺在天然食物中的存在比較廣泛，但含量一般都在lppm以下。蔬菜和豆類的平均含量為0.150.45ppm。因此，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化法制成富鍺食品，如富鍺酵母、富鍺豆芽、 富鍺雞蛋、富鍺牛乳、富鍺蜂蜜，也可制成有機(jī)鍺口服液等。部分天然食物中的鍺含量(mgkg)有益微生物，是指對(duì)人體具有保健功能的有益菌群。一、乳酸菌的種類 乳酸菌是一類可發(fā)酵利用碳水化合物(主要是葡萄糖）而產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)

14、菌通稱。 乳酸菌分為乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬5個(gè)屬。第四節(jié) 有益微生物乳桿菌同型發(fā)酵乳桿菌：德氏乳桿菌、保加利 亞乳桿菌、瑞士乳桿菌、嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌等； 異型發(fā)酵乳桿菌：短乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌。雙歧桿菌目前已知的雙歧桿菌有24種，應(yīng)用于發(fā)酵乳制品生產(chǎn)的僅有5種，即兩歧雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和青春雙歧桿菌，它們都存在于人的腸道內(nèi)。 （一)營(yíng)養(yǎng)作用 (二)抗菌和維持腸道菌群平衡 (三)抗腫瘤作用 (四)降低膽固醇 (五)增強(qiáng)免疫功能 (六) 解毒保肝作用 (七)抗輻射作用二、乳酸菌的生理功能 發(fā)酵食品可分成九類：飲料、谷制品、乳制品、魚制品

15、、果蔬制品、豆制品、肉制品、淀粉谷物制品、雜類等。 發(fā)酵乳制品的品種很多，常見(jiàn)的有酸奶、乳酸菌飲料、干酪、酸性酪乳、酸性稀奶油、馬奶酒、雙歧桿菌乳和嗜酸菌乳等。三、乳酸菌發(fā)酵食品四、微生態(tài)制劑微生態(tài)制劑(Microecologics)也有人稱之為“微生態(tài)調(diào)節(jié)劑”。是指具有維持宿主的微生態(tài)平衡，調(diào)整其微生態(tài)失調(diào)，提高其健康水平的功能成分。（一）微生態(tài)制劑的分類 1益生菌(Probiosis)，即狹義的微生態(tài)制劑，應(yīng)用一至幾種有益茵。這些菌通常是從相應(yīng)部位分離出的正常菌群，將其培養(yǎng)增殖，濃縮干燥制成菌劑。 2益生素(Probiotics ，有人又譯為“益生元”) 它不被宿主消化吸收，卻又能有選擇性

16、地促進(jìn)其體內(nèi)有益菌如雙歧桿菌的代謝和增殖。 3 合生元(Synbiotics，又譯合生劑)，是指在制劑中包括有益生素和益生菌兩部分的制劑。（二）微生態(tài)制劑標(biāo)準(zhǔn)(1)含一至幾種高質(zhì)量的有效菌株(種)；(2)活菌含量高；(3)保質(zhì)期長(zhǎng)，在此期限內(nèi)不應(yīng)低于原初一半的活菌數(shù)；(4)具有良好的微生態(tài)調(diào)節(jié)和其他保健功能；(5)制劑具有較強(qiáng)的抗氧、抗胃酸和抗膽汁酸功能(可采用膠囊等劑型)；(6)盡可能添加雙歧因子類可促進(jìn)外源性和內(nèi)源性有益菌增殖的物質(zhì)；(7)穩(wěn)定、安全、可靠、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。 一、皂甙（苷）皂甙(苷)又名“皂素”或“皂草苷”，是廣泛存在于植物界以及某些海洋生物中的一種特殊苷類，具有溶血等生物作用，

17、它大多可溶于水，形成膠體溶液，并具有類似肥皂溶液的泡沫，故稱為“皂苷”。從化學(xué)角度看，皂甙是一類由螺甾烷與其生源相似的甾類化合物形成的寡糖甙以及三菇類化合物的寡糖甙。第五節(jié) 其他一、皂甙（苷） 皂甙物質(zhì)的生理活性：抗菌、抗病毒、抗癌、抗生育、抗炎、降血脂、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等多方面的作用，對(duì)心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)和酶活性方面都有生理活性，因此皂甙類成分至今已成為天然藥物研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域。二、黃酮類化合物黃酮類化合物：是指兩個(gè)苯環(huán)(A環(huán)與B環(huán))通過(guò)中間三碳鍵連接而成的一系列化合物。如黃酮、異黃酮、黃烷酮、雙黃酮及其甙類。天然黃酮類多為基本母體的衍生物，常見(jiàn)的取代基有羥基、甲氧基、

18、甲二氧基及萜類等。黃酮類化合物的生理功能(1)對(duì)心血管系統(tǒng)的作用(2)抗氧化性和清除自由基的作用(3)抗腫瘤作用(4)抗菌抗病毒作用黃酮類化合物的食物來(lái)源 三、類胡蘿卜素 類胡蘿卜素是異戊二烯殘基為單元組成的共軛雙鍵為基礎(chǔ)的一類色素。它們都屬于多烯色素。類胡蘿卜素廣泛分布于生物界中，已知的類胡蘿卜素達(dá)300種以上，顏色從黃、橙、紅以至紫色都有，不溶于水，而溶于脂肪溶劑。按組成和溶解性質(zhì)：胡蘿卜素類和葉黃素類。按結(jié)構(gòu)：無(wú)環(huán)化合物，如番茄色素； 單環(huán)化臺(tái)物，如胡蘿卜素； 雙環(huán)化合物，如胡蘿卜素和 胡蘿卜素。（一）類胡蘿卜素的分類1預(yù)防腫瘤2增強(qiáng)免疫功能3抗氧化作用4預(yù)防眼病、心血管疾病(二)類胡蘿卜素的生理功能(三)天然類