第二章活性多糖4.11

FoodFunctionalfoodActivepolysaccharidesFoodFunctionalfood2本章内容提要第一节膳食纤维第二节真菌多糖FoodFunctionalfood3多糖的基本概念多糖是由糖苷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。FoodFunctionalfood4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。FoodFunctionalfood5第一节膳食纤维生理功能及在我国开发的必要性膳食纤维与疾病的关系在功能性食品中的应用膳食纤维的定义与物化性质FoodFunctionalfood6第一节、膳食纤维膳食纤维(Dietaryfiber)这一名词是在1972年，Trowell等人在测定食品中各种营养成分时给出了膳食纤维的定义，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。FoodFunctionalfood7FoodFunctionalfood81、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”。1999年11月2日在84thAACC(美国谷物化学师协会标准)年会上举行专门会议对膳食纤维的定义进行了讨论。FoodFunctionalfood9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。FoodFunctionalfood102、膳食纤维与粗纤维的区别传统意义上的粗纤维(crudefiber)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。对于同一种产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异，两者之间没有一定的换算关系。FoodFunctionalfood11膳食纤维的能量虽然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。从这个意义上说，膳食纤维的净能量并不严格等于零。膳食纤维被大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起因。FoodFunctionalfood12（二）、膳食纤维的分类1、根据溶解特性的不同：A.不溶性膳食纤维(NDF)；B.水溶性膳食纤维(SDF)。FoodFunctionalfood132、按来源分类分为：植物来源如纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚糖等；动物来源如：甲壳素、壳聚糖和胶原等；海藻多糖类如：海藻酸盐、卡拉胶和琼脂等；微生物多糖：黄原胶等。合成类如：羧甲基纤维素等FoodFunctionalfood14我国营养学会将膳食纤维分为：1.总的膳食纤维2.可溶膳食纤维3.水溶膳食纤维4.非淀粉多糖FoodFunctionalfood151、不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分膳食纤维，是构成细胞壁的主要成分。包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性的甲壳素和壳聚糖。其中木质素不属于多糖类，是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化合物。FoodFunctionalfood162、水溶性膳食纤维不被人体消化酶消化，但溶于温水或热水且其水溶性又能被4倍体的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹果、橘类中的果胶，植物种子中的胶，海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产物黄原胶，以及人工合成的羧甲基纤维素钠盐等。FoodFunctionalfood17二、膳食纤维的化学组成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)通常①②构成细胞壁的初级成分，通常是死组织，没有生理活性。来源不同的膳食纤维其活性差别很大FoodFunctionalfood18膳食纤维的化学组成纤维素，半纤维素果胶和果胶类物质膳食纤维FoodFunctionalfood19三、膳食纤维的物化性质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、溶解性与黏性FoodFunctionalfood201、高持水力膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团，具有很强的持水力。持水性可以增加人体排便的体积与速度，减轻直肠内压力，同时也减轻了泌尿系统的压力，从而缓解了诸如膀胱炎、膀胱结石和肾结石这类泌尿系统疾病的症状，并能使毒物迅速排出体外。backFoodFunctionalfood212、吸附作用膳食纤维分子表面带有很多活性基团，可以吸附螯合胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有毒物质(内源性毒素)、化学药品和有毒医药品(外源性毒素)等有机化合物。膳食纤维的这种吸附螯合的作用，与其生理功能密切相关。backFoodFunctionalfood22膳食纤维与胆汁酸的吸附作用是膳食纤维降血脂功能的机理之一。研究认为：肠腔内，膳食纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间的相互作用，其中氢键结合可能是主要的作用形式。FoodFunctionalfood233、对阳离子有结合和交换能力膳食纤维化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基团，可产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与阳离子，尤其是有机阳离子进行可逆的交换，从而影响消化道的pH、渗透压及氧化还原电位等，并出现一个缓冲的环境以利于消化吸收。backFoodFunctionalfood244、无能量填充剂膳食纤维体积较大，遇水膨胀后体积更大，易引起饱腹感。同时，由于膳食纤维还会影响可利用碳水化合物等成分在肠内的消化吸收，使人不易产生饥饿感。膳食纤维对预防肥胖症十分有利。backFoodFunctionalfood255、发酵作用膳食纤维不能被人体消化道内的酶所降解，但能被大肠内的微生物所发酵降解，产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸，使大肠内pH降低，从而影响微生物菌群的生长和增殖，诱导产生大量的好气有益菌，抑制厌气腐败菌。backFoodFunctionalfood26不同种类的膳食纤维降解的程度不同：如水溶性纤维素中果胶等几乎可被完全降解，而纤维素等不易为微生物所作用；同一来源的膳食纤维，颗粒小者较颗粒大者更易降解，而单独摄入的膳食纤维较包含于食物基质中的更易被降解FoodFunctionalfood27发酵作用膳食纤维的发酵作用由于好气菌群产生的致癌物质较厌气菌群少，即使产生也能很快随膳食纤维排出体外，这是膳食纤维能预防结肠癌的一个重要原因。由于菌落细胞是粪便的一个重要组成部分，因此膳食纤维的发酵作用也会影响粪便的排泄量。backFoodFunctionalfood286、溶解性与黏性水溶性纤维更易被肠道内的细菌发酵，黏性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收。在胃肠道中，膳食纤维可使其中的内容物黏度增加，增加非搅动层厚度，降低胃排空率，延缓和降低葡萄糖、胆汁酸和胆固醇等物质的吸收。backFoodFunctionalfood29四、膳食纤维的生理功能1、调整肠胃功能(整肠作用)2、调节血糖值3、调节血脂4、控制肥胖5、消除外源有害物质nextFoodFunctionalfood301、调整肠胃功能(整肠作用)⑴防止便秘⑵改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用⑶缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻⑷预防阑尾炎的发生backFoodFunctionalfood31（1）.防止便秘⑴使食糜在肠内通过的时间缩短，大肠内容物的量相对增加，有助于大肠的蠕动，增加排便次数⑵膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解，先分解成单糖而后又生成短链脂肪酸。短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度增加、粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出，从而达到预防便秘的作用。FoodFunctionalfood32（2）.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用⑴膳食纤维能改善肠内的菌群，使双歧杆菌等有益菌活化、繁殖，并因而产生有机酸，使大肠内酸性化，从而抑制肠内有害菌的繁殖，并吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等致癌物质。⑵粪便中可能会有多种致癌物，由于膳食纤维能促使它们随粪便一起排出，缩短了粪便在肠道内的停留时间，减少了致癌物与肠壁的接触，并降低致癌物的浓度。⑶膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸，从而减少癌变的危险性。FoodFunctionalfood33（3）.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时，小肠腔内的移动速度亢进，营养成分的消化、吸收降低，并引起食物中毒性腹泻。而当有膳食纤维存在时可缓和中毒程度，延缓在小肠内的通过时间，提高消化道酶的活性和对营养成分正常的消化吸收。FoodFunctionalfood34（4）.预防阑尾炎的发生膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成，减少此类物质在阑尾内的蓄积，从而减少细菌侵袭阑尾的机会，避免阑尾炎的发生。backFoodFunctionalfood352、调节血糖值膳食纤维能够延缓和抑制对糖类的消化吸收，并改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求。水溶性膳食纤维随着凝胶的形成阻止了糖类的扩散，推迟在肠内的吸收，从而抑制血糖值升高和血胰岛素升高。膳食纤维能改变消化道激素的分泌，从而控制糖类的消化吸收，减少小肠内糖类与肠壁的接触，延迟血糖值的上升。backFoodFunctionalfood363、调节血脂可螯合胆固醇，从而抑制机体对胆固醇的吸收，并降低胆固醇5%~10%，且降低的都是低密度胆固醇。膳食纤维能结合胆固醇的代谢分解产物胆酸，从而促使胆固醇向胆酸转化，进一步降低血浆胆固醇水平。纤维摄入量与冠心病死亡的危险性大幅度降低有关。backFoodFunctionalfood374、控制肥胖大多数膳食纤维食物含有少量的脂肪。黏性纤维使碳水化合物的吸收减慢，防止了餐后血糖的迅速上升并影响氨基酸代谢，对肥胖病人起到减肥的作用。膳食纤维能与部分脂肪酸结合，使脂肪酸通过消化道，不能被吸收。backFoodFunctionalfood385、消除外源有害物质膳食纤维对汞、砷、镉和高密度的铜、锌都具有清除能力，可使他们的浓度由中毒水平减低到安全水平。backFoodFunctionalfood39五、膳食纤维的副作用1、束缚Ca2+和一些微量元素许多膳食纤维对Ca、Cu、Zn、Fe、Mn等金属离子都有不同程度的束缚作用。2、束缚人体对维生素的吸收和利用果胶、树胶和大麦、小麦、燕麦、羽扇豆等的纤维对维A、维E和胡罗卜素都有不同程度的束缚作用。FoodFunctionalfood403、引起不良生理反应过量摄入，尤其是摄入凝胶性强的膳食纤维，如瓜儿豆胶等会有腹胀、大便次数减少、便秘等副作用。4、影响人体对其他营养物质的吸收膳食纤维会对氮代谢和生物利用率产生一些影响。FoodFunctionalfood41六、膳食纤维的推荐摄入量美国FDA推荐的成人总膳食纤维摄入量为20~35g/d我国低能量摄入(7.5MJ)的成年人，其膳食纤维的适宜摄入量为25g/d。中等能量摄入的(10MJ)为30g/d，高能量摄入的(l2MJ)为35g/d。合理的可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比例大约是1：3FoodFunctionalfood42七、膳食纤维的加工已开发的膳食纤维共6大类谷物纤维豆类种子种皮纤维水果和蔬菜纤维微生物其他天然纤维合成和半合成纤维。利用膳食纤维最多的是烘焙食品FoodFunctionalfood43加工方法原料粉碎浸泡冲洗漂白脱色脱水干燥和成品粉碎过筛FoodFunctionalfood44（一）小麦纤维wheatbr