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第二章功能性食品理论基础1、生物活性肽基本概念与应用状况（酪蛋白磷酸肽等）2、活性蛋白的基本概念、3、免疫球蛋白的生物学功能、牛乳中的免疫球蛋白4、乳铁蛋白的基本性质、生物活性及其影响因素5、溶菌酶的基本性质、加工适应性及其在食品中的应用第一节生物活性寡肽与蛋白质2一、生物活性肽（简称活性肽）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。1、生物活性肽的概念32、生物活性肽的的生理功能：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。45二、主要种类1、谷胱甘肽•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。62、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73、促钙吸收肽：酪蛋白磷酸肽（caseinphosphopeptidesCCP）酪蛋白磷酸肽的分子内具有丝氨酸磷酸化结构，对钙的吸收作用显著。它是应用生物技术从牛奶蛋白中分离的天然生理活性肽，α-酪蛋白磷酸肽β-酪蛋白磷酸肽。酪蛋白磷酸肽的生理功能主要有以下几个方面：•（1）促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育；•（2）预防和改善骨质疏松症；•（3）促进骨折患者的康复；•（4）预防和改善缺铁性贫血；•（5）抗龋齿。84、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。95、抗菌肽抗菌活性肽，它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起，包括环形肽、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。106、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。神经活性肽对人具有重要的作用，它能调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温等，与普通镇痛剂不同的是，它无任何副作用。117、免疫活性肽免疫活性肽能刺激巨噬细胞的吞噬能力，抑制肿瘤细胞的生长，将这种肽称为免疫活性肽。它分为内源免疫活性肽和外源免疫活性肽两种。内源免疫活性肽包括干扰素、白细胞介素和β-内啡肽，它们是激活和调节机体免疫应答的中心。外源免疫活性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白。128、其它肽类酸味肽酸味肽通常由酸性氨基酸：谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐的二肽或三肽组成。甜味肽甜味肽典型的代表是二肽甜味素和阿力甜素，它们具有味质佳、安全性高、热量低等特点。苦味肽苦味是有些食品如啤酒、咖啡、奶酪等的重要口感组分。咸味肽某些碱性二肽，如鸟氨酰牛磺酸-氢氯化物、鸟氨酰基-β-丙氨酸-氢氯化物表现出强烈的咸味，有时伴随着Umami风味。增强风味的肽生物活性肽可以通过模拟、掩蔽、增强风味而提高食品的适口性。13二、氨基酸类•牛黄的成分，1950年结构确定，1960年Curtis实验证明其对脊髓神经元有抑制作用；1969年，Tasper发现猫觉醒时大脑皮层释放牛磺酸；1975年Hayer发现幼猫缺乏牛磺酸导致视网膜退化而失明。•1、结构：2-氨基乙磺酸•2、功能：普遍存在乳汁、脑、心脏、肌肉中，半胱氨酸代谢而来，缺乏影响生长、视力、心脏、脑功能。（一）牛磺酸（二）谷胺酰氨----有效防止肠衰竭14三、蛋白质类免疫球蛋白作为重要的蛋白类生物活性物质，目前有着比较广泛的研究背景和应用潜力，乳铁蛋白和溶菌酶等作为具有抑菌蛋白已经得到广泛的关注，因此主要介绍它们的基本概念、来源与分布、结构与组成、生物活性等。15（一）免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglobulin，简称Ig）是一类具有抗体活性，能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。免疫球蛋白不仅存在于血液中，还存在于体液、粘膜分泌液以及B淋巴细胞膜中。它是构成体液免疫作用的主要物质，与补体结合后可杀死细菌和病毒，因此，可增强机体的防御能力。食物来源的免疫球蛋白----主要是来自乳、蛋等畜产品.近年来人们对牛初乳和蛋黄来源的免疫球蛋白研究开发的较多。在牛初乳和常乳中，Ig总含量分别为50和0.6mg／mL,其中约80％～86％为IgG。人乳免疫球蛋白主要以IgA为主，含量为4.1～4.75μg／g。从鸡蛋黄中提取的免疫球蛋白为IgY，是鸡血清IgG在孵卵过程中转移至鸡蛋黄中形成的，其生理活性与鸡血清IgG极为相似，相对分子质量164000。其活性易受到温度、pH的影响。当温度在60℃以上、pH4时，活性损失较大。16二乳铁蛋白（一）、Lf的基本性质•1、Lf的基本结构和组成•乳铁蛋白是一种天然蛋白质的降解物，是一种铁结合糖蛋白，存在于牛乳和母乳中。乳铁蛋白晶体呈红色，是一种铁结合性糖蛋白，牛乳铁蛋白的等电点（pI）为8，比人乳铁蛋白高2个pH单位。在1分子乳铁蛋白中，含有2个铁结合部位。谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和丙氨酸的含量较高；除含少量半胱氨酸外，几乎不含其他含硫氨基酸；终端含有一个丙氨酸基团。17（二）、Lf的生物活性及其影响因素1、Lf的生物活性乳铁蛋白具有结合并转运铁的能力，到达人体肠道的特殊接受细胞中后再释放出铁，这样就能增强铁的吸收利用率，降低有效铁的使用量，减少铁的负面影响。乳铁蛋白对铁的结合，避免了人体内OH·有害物质的生成。乳铁蛋白生物活性：①刺激肠道中铁的吸收。②抑菌作用，抗病毒效应。③调节吞噬细胞功能。④调节发炎反应，抑制感染部位炎症。⑤抑制由于Fe2＋引起的脂氧化，Fe2＋或Fe3＋的生物还原剂（如抗坏血酸盐）是脂氧化的诱导剂。18三、溶菌酶溶菌酶（Lysozyme，Lz，EC（3.2.1.17））又称胞壁质酶（Muramidase）或N—乙酰胞壁质聚糖水解酶（N—Acetylmuramideglycanohydralase），它于1922年由英国细菌学家Fleming在人的眼泪和唾液中发现并命名。它广泛存在于鸟、家禽的蛋清,哺乳动物的眼泪、唾液、血浆、尿、乳汁和组织（如肝肾）细胞中，其中以蛋清中含量最为丰富，而人的眼泪、唾液中的Lz活力远高于蛋清中Lz的活力。19（一）、Lz的基本性质Lz是一种碱性球蛋白，广泛存在于鸟和家禽的蛋清中。其酶蛋白性质稳定，对热稳定性很高。母乳中的Lz活力比鸡蛋清Lz高3倍，比牛乳Lz高6倍。Lz是由129个氨基酸组成水解破坏组成微生物细胞壁的N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰胞壁质酸间的β－（1，4）糖苷键，使菌体细胞壁溶解而起到杀死球菌的作用。20（二）、Lz的加工适应性热稳定性Lz在酸性pH下是稳定的，此时100℃的加热对Lz仅有很小的活力损失。在pH4.5（100℃，3min）、pH5.29（100℃，3min）下加热Lz是稳定的。一般认为Lz在酸性条件下稳定，在碱性条件不稳定。21（三）、Lz在食品中的应用由于Lz对多种微生物有抑制作用，因此可以用于食品保藏。目前已经用于香肠、鱼片、火腿、蔬菜和水果的防腐剂。在日本，Lz还用于豆腐的保存。Lf、Lz有防止肠道炎和变态反应的作用，因此可用于婴幼儿食品。而且Lz可以使肠道Bifidusbacillus增殖，对婴幼儿的肠道菌群有平衡作用。溶菌酶还可用于保存海产品。22（二）、大豆球蛋白（Glycinin）大豆球蛋白是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％。1、蛋白质的营养价值大豆球蛋白的氨基酸模式，除了婴儿以外，自2周岁的幼儿至成年人，都能满足其对必需氨基酸的需要。232、降低胆固醇大豆球蛋白对血浆胆固醇的影响：①对血浆胆固醇含量高的人，大豆球蛋白有降低胆固醇的作用。②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。③对于血液中胆固醇含量正常的人来说，大豆球蛋白可降低血液中LDL／HDL胆固醇的比值。作为蛋白质来源的大豆球蛋白，以140g／d剂量连续摄取1个月，可以改善并保持健康状况。若进一步过量摄取，则会抑制Fe的吸收。不过，摄取量在0.8g／kg左右，对Fe、Zn等微量元素的利用没有影响。24（三）、酶蛋白1、超氧化物歧化酶（SOD）超氧化物歧化酶（EC1.15.1.1）是生物体内防御氧化损伤的一种重要的酶，能催化底物超氧自由基发生歧化反应，维持细胞内超氧自由基处于无害的低水平状态。SOD是金属酶，根据其金属辅基成分的不同，可将SOD分为三类：铜锌超氧化物歧化酶（Cu／Zn-SOD）、锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）和铁超氧化物歧化酶（Fe-SOD）。SOD都属于酸性蛋白，结构和功能比较稳定，能耐受各种物理或化学因素的作用，对热、pH和蛋白水解酶的稳定性比较高。通常，在pH5.3～9.5范围内，SOD催化反应速度不受影响。252、SOD的生理功效：清除机体代谢过程中产生过量的超氧阴离子自由基，延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象，如延缓皮肤衰老和脂褐素沉淀的出现。②提高人体对由于自由基侵害而诱发疾病的抵抗力，包括肿瘤、炎症、肺气肿、白内障和自身免疫疾病等。③提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力，如烟雾、辐射、有毒化学品和有毒医药品等，增强机体对外界环境的适应力。④减轻肿瘤患者在进行化疗、放疗时的疼痛及严重的副作用，如骨髓损伤或白细胞减少等。⑤消除机体疲劳，增强对超负荷大运动量的适应力。26思考题：1.多肽的保健价值2.简述免疫球蛋白的种类和生物学功能。3.请说明乳铁蛋白与转铁蛋白关系，并简述乳铁蛋白的生物活性。4.简述溶菌酶的生物活性及其在食品中的应用。请阅读有关文献，阐述其他蛋白类生物活性物质的名称和所具有的生物活性27第二节活性多糖多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。多糖是所有生命有机体的重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关，大量存在于藻类、真菌、高等陆生植物中。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。28一、膳食纤维（一）膳食纤维的定义1.膳食纤维膳食纤维(Dietaryfiber)即食物中不被消化吸收的植物成分。1976年又扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量较少的成分如糖蛋白、角质、蜡等。29膳食纤维定义：“凡是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总和”。这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木质、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。302.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。强烈的溶剂处理导致几乎100%水溶性纤维、50%～60%半纤维素和10％～30％纤维素被溶解损失掉。因此，对于同