2、功能性食品---活性成分

功能性食品FUNCTIONALFOOD粮油食品学院任顺成第二章生物活性成分第三代保健食品将是21世纪发展的重点，而功能因子的构效、量效关系及其作用机理的研究是发展第三代保健食品的关键。目前功能食品中常见活性成分主要包括功能性低聚糖、活性多糖、功能性油脂、活性肽和蛋白质、牛磺酸、L-肉碱、褪黑素、皂苷、黄酮类、番茄红素、原花青素、核酸、益生菌、益生元等。第1节功能性低聚糖功能性低聚糖（functionaloligosaccharide）：由2～10个单糖以糖苷键结合而成的聚合物.包括：低聚异麦芽糖（isomaltooligosaccharide,IMO）、低聚木糖（xylo-oligosaccharides,XOS）、低聚半乳糖（galactooligosaccharide,GOS）、低聚果糖（fructo-oligosaccharides,FOS）、低聚龙胆糖(gentiooligosaccharide)、水苏糖(stachyose)、棉籽糖(raffinose)、异麦芽酮糖(palatinose或isomaltulose)等.人体消化道不能消化吸收，也不能产生能量，但可进入大肠并被大肠中的双歧杆菌等有益微生物所利用，具有调节肠道微生态平衡，促进人体健康的保健功能，故称其为双歧杆菌增值因子或益生元（prebiotics）。低聚异麦芽糖是众多功能性低聚糖中开发最早、产量最大、应用最广的一种，被广泛应用于各类保健品、饮品、奶制品、糖果和面食等。低聚木糖是一种选择性极高的双歧杆菌增殖因子，是国内外竞相研究开发的功能性低聚糖之一。低聚半乳糖是存在于动物乳汁中的一种功能性低聚糖，在乳制品、婴儿食品中应用较普遍。低聚果糖的开发和应用非常普遍,它由蔗糖和1～3个果糖基通过β-1,2-糖苷键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖（分别简称为GF2、GF3、GF4）及其混合物。低聚果糖的化学结构OHOOHHOCH2OHOOHOHOHOCH2CH2OHOHOHOCH2CH2OHOHOOHHOCH2OHOOHOHOHOCH2CH2OHOHOHOCH2CH2OOHOHOHOCH2CH2OHOHOOHHOCH2OHOOHOHOHOCH2CH2OHOHOHOCH2CH2OOHOHOHOCH2OHOHOHOCH2CH2OHCH2OGF2、GF3、GF4功能性低聚糖的生理功能：低热量，难消化；改善肠道菌群，抑制病原菌；润肠通便，预防便秘；预防牙齿龋变；降低血清胆固醇，调节血脂和血压；增强机体免疫能力，抵抗肿瘤发生。第2节活性多糖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（activepolysaccharide）。活性多糖有三大类，即植物多糖、真菌多糖和海洋生物多糖。粗纤维（crudefibre）：指植物体经特定浓度的酸、碱、醇、醚等溶剂作用后的剩余残渣。膳食纤维（dietaryfibre）又称食用纤维(ediblefibre)：Trowell于1972年首次给膳食纤维的定义是“食物中不被人体消化吸收的植物成分”。1976年Trowell修改为“不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物和木质素”。1999.11.2在84thAACC年会上对膳食纤维的定义进行了专门讨论。一、膳食纤维膳食纤维：凡是不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。主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。膳食纤维的分类：水溶性和水不可溶性两类。a)水溶性膳食纤维：不被人体消化道酶消化，但溶于热水且其水溶性又能被4倍体积乙醇沉淀的那部分膳食纤维。主要包括果胶、海藻酸、卡拉胶、琼脂、黄原胶以及羧甲基纤维素钠盐等。b)水不可溶膳食纤维：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、原果胶以及动物性的甲壳素和壳聚糖。生理功能1.预防便秘；2.降血脂；3.预防结肠癌；3.稳定血糖；4.预防肥胖；5.减轻重金属的伤害。中国营养学会推荐，每人每日摄入膳食纤维25-30g。美国FDA推荐：20-35g/天。英国国家顾问委员会建议膳食纤维的摄入量为25g-30g/天。澳大利亚人每日平均摄入膳食纤维25g，可明显地减少冠心病的发病率和死亡率。加拿大的一份调查结果为每人日膳食纤维的摄入量为22-24g。膳食纤维的日推荐量常见食物中膳食纤维含量(单位：g/100g)品种含量品种含量品种含量品种含量稻米（粳）0.4百叶0.1芥菜0.7禽肉及乳0糙米(标二)0.2胡萝卜（黄）0.7苋菜0.8绿豆芽0.7小麦粉0.4胡萝卜（红）0.7葱头1.1豆腐0.1燕麦3.1白萝卜1.0百合1.0莴苣笋0.4玉米面（黄）1.5藕粉0.3莴苣0.4冬笋0.8芝麻6.2土豆0.3柑橘0.4桃0.4花生2.7大白菜0.4苹果1.2香蕉0.9黄豆芽1.0小白菜0.6鸭梨1.3二、抗性淀粉抗性淀粉(resistantstarch，RS)，又称抗酶解淀粉、难消化淀粉，是指“健康者小肠中不吸收的淀粉及抗性淀粉降解产物”。分类：营养学上，淀粉可分为快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）和具有抗消化性的抗性淀粉（RS）。多数学者根据淀粉来源和抗酶解性的不同，将抗性淀粉分为四类：RS1(物理包埋淀粉),指淀粉酶无法接近的淀粉,存在于完整或部分研磨的谷粒、豆粒之中；RS2(抗性淀粉颗粒),指未经糊化的生淀粉粒和未成熟的淀粉粒,存在于生马铃薯、生豌豆、绿香蕉中；RS3(回生淀粉),指糊化后的淀粉在冷却或储存过程中部分重结晶,是凝沉的淀粉聚合物,存在于冷米饭、冷面包、油炸土豆片中；RS4(化学改性淀粉),指由基因改造或化学改性引起淀粉分子结构发生变化从而产生抗酶性的一类抗性淀粉,如交联淀粉、接枝频率较高的接枝共聚淀粉等。主要生理功能对肠道疾病的预防功能；对体重的控制功能；对糖尿病的预防功能；促进矿物质吸收的功能；燕麦、枸杞、红枣、魔芋、山药、人参、芦荟等。三、其他植物多糖四、真菌多糖真菌多糖（fungipolysaccharide）是指各种真菌的子实体和菌丝体所产生的一类代谢产物。目前，在全球范围内约有数千种真菌，其中不仅有许多有实用价值的美味真菌，也有许多具有保健功能的真菌。真菌多糖广泛存在于香菇、灵芝、银耳、蘑菇、茯苓、黑木耳、猴头菇等大型食用和药用真菌中。多数以β-1，3-糖苷键连接为主的D-葡聚糖或以α-1，3-糖苷键、α-1，2-糖苷键为主的甘露糖。相当一部分为杂多糖。多数为杂多糖。多数有分支，且分支短时往往活性强。多数具有三股螺旋构象。结构特点1.免疫调节功能。2.抗肿瘤功能。3.抗突变作用。4.一些真菌多糖还具有降血压、降血脂、降血糖、抗病毒、抗氧化、抗辐射、抗衰老、利尿保肝等功能。生理功能五、海洋生物多糖海洋生物多糖（marinepolysaccharide）分类（1）海藻多糖：指海藻中所含的各种高分子碳水化合物，是一类多组分混合物，一般为水溶性，多具高粘度或凝固能力，如褐藻酸、褐藻淀粉、褐藻糖胶，琼胶，卡拉胶等。（2）海洋动物多糖：如甲壳动物的甲壳素（chitin)，鱼类，贝类中的糖胺聚糖及酸性粘多糖等，其中甲壳质和壳聚糖因具有较强的生物活性而备受关注。（3）海洋微生物多糖：主要包括海洋微藻多糖、海洋细菌多糖和海洋真菌多糖。生理功能：主要在降血脂、降血糖、抗肿瘤、抗血栓、排铅解毒、保护肝脏、止血、促进伤口愈合、抗菌消炎及防治龋齿等方面具有保健功能。第3节功能性油脂功能性油脂（functionalfat）:对人体健康有促进作用，并具有特殊生理功能的一大类脂溶性物质。作为功能食品的活性成分，目前应用最多的是多不饱和脂肪酸、磷酯和脂肪替代物。一、多不饱和脂肪酸EPA和DHA都属于ω-3系列。主要存在于深海冷水鱼体内，随季节、产地不同，鱼油EPA、DHA含量在4％～40％之间。沙丁鱼油、狭鳕鱼肝油中EPA含量高于DHA，其它鱼类DHA含量高于EPA，且洄游性鱼类如金枪鱼类的DHA含量高达20%～40%。贝类中除扇贝和缢蛏（cheng)之外，EPA含量高于DHA，而螺旋藻、小球藻EPA含量高达30%以上，远高于DHA。大型洄游鱼类眼窝脂肪中含有高浓度的DHA，高达30%～40%，而EPA含量仅1%～5%。在人体内可由亚麻酸转化而成，但亚麻酸在人体内不能合成，必需由食物提供的“必需脂肪酸”之一。EPA和DHA的主要生理功能预防心脑血管疾病;维护脑和视网膜功能;抑制肿瘤生长;抗炎作用.二、磷脂的主要生理功能细胞膜的组成成分;增智健脑;预防脂肪肝;降血脂.三、脂肪替代物脂肪替代物（fatsubstitute）:能替代脂肪功能的物质，使食品具有类似脂肪的结构及口感，但不产生能量或产能很低。代脂肪(fatreplacer):以油脂为基础成分进行改性的类油脂产品或完全经过化学合成的酯类物质，该产品具有类似油脂的物理性质，其酯键能抵抗人体内脂肪酶的催化水解，不参与能量代谢，且耐高温，可应用于煎炸、焙烤等食品中，如蔗糖多酯（olestra）、羧基酯（carboxylatedesters）、酯化丙氧基甘油（esterifiedpropoxylatedglycerol）等。模拟脂肪(fatmimics)：以碳水化合物或/和蛋白质作为基本组分，以水状液体系来模拟被代替的油状液体系，该类产品在美国、丹麦等地均有产品，可用于冷冻食品、乳制品、人造奶油等。1.代脂肪OORROROROOOORORORRO蔗糖聚酯C18H35OH2CCH2CCH2COC18H35HOOC(CH2)4OCOOCHH2CH2CCCOOOC16H33OC16H33羧酸酯产品组成制造公司Simplesse牛乳、鸡蛋蛋白，球形颗粒，0.1-2μm美国Nutra-Sweet公司Traiblazer鸡蛋白、乳蛋白和黄原胶，不规则纤维，10μm美国Kraft通用食品公司LITA玉米醇溶蛋白，球形微粒，0.3-3μm美国Opta食品配料有限公司2.模拟脂肪产品组成制造公司N-Oil木薯糊精，DE5美国国立淀粉与化学俄做公司Maltrin玉米迈亚糊精，DE=4—7美国谷物加工合作公司PaselliSA-2马铃薯淀粉，DE3荷兰Avebe公司NutrioP-Fibre豌豆纤维丹麦Danish糖业加工厂葡聚糖葡萄糖、山梨醇和柠檬酸的聚合物美国Pfizer公司第4节活性肽和蛋白质一、活性肽一类相对分子量小于6000，具有多种生物学功能的肽。1.酪蛋白磷酸肽（caseinphosphopeptides,CPP）是目前研究最多的矿物质元素结合肽之一，能与多种矿物质元素结合形成可溶性的有机磷酸盐复合体，促进小肠对矿物质吸收。生理功能（1）促进儿童骨骼和牙齿的发育。（2）预防和改善骨质疏松。（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。2.谷胱甘肽（glutathione,GSH）生理功能：（1）解毒，能与进入人体的有毒化合物（如芥子气、丙烯腈、一氧化碳等）、某些药物（如扑热息痛）、重金属离子、致癌物质等结合，并促进其排出体外；（2）清除自由基；（3）保护血红蛋白；（4）保护白细胞。在面包酵母、小麦胚芽和动物肝脏中的含量极高，达100～1000mg/100g，在人血中含26～34mg/100g，鸡血中含58～73mg/100g，猪血中含10～15mg/100g，在西红柿、菠萝、黄瓜中含量也较高，达12～33mg/100g，而在甘薯、绿豆芽、洋葱、香菇中含量较低（0.06～0.7mg/100g）。3.抗菌肽（antimicrobialpeptides）：又称抗菌活性肽，它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起，抗菌肽一般热稳定性好，抑菌效果强。乳铁蛋白是一种结合铁的糖蛋白，作为一种原型蛋白，被认为是宿主抗细菌感染的一种很重要的防卫机制，现已从乳清蛋白中的乳铁蛋白