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1、第二章第二章 生物活性成份化学与营养学生物活性成份化学与营养学 本章内容是传统食品化学、营养学发展，本章内容是传统食品化学、营养学发展，是功效食品学基础内容，以生物活性成份为是功效食品学基础内容，以生物活性成份为主要研究对象。主要研究对象。生物活性成份化学研究其起源、制备、结生物活性成份化学研究其起源、制备、结构、性能、分析与应用等。构、性能、分析与应用等。生物活性成份营养学研究其对人体营养保生物活性成份营养学研究其对人体营养保健规律及对各种慢性病预防改进作用。健规律及对各种慢性病预防改进作用。第1页主要内容主要内容1、功效性碳水化合物、功效性碳水化合物2、氨基酸、肽和蛋白质、氨基酸、肽和蛋白
2、质3、功效性脂类、功效性脂类4、维生素和维生素类似物、维生素和维生素类似物5、矿物元素、矿物元素6、植物活性成份、植物活性成份7、益生菌、益生菌第2页第一节第一节 功效性碳水化合物功效性碳水化合物v本节关键点本节关键点一、膳食纤维一、膳食纤维1.膳食纤维定义与分类膳食纤维定义与分类2.膳食纤维化学组成与物化性质膳食纤维化学组成与物化性质3.膳食纤维生理功效膳食纤维生理功效4.膳食纤维副作用膳食纤维副作用5.膳食纤维加工、应用及推荐摄入量膳食纤维加工、应用及推荐摄入量二、真菌多糖二、真菌多糖第3页一、膳食纤维一、膳食纤维(Dietary fiber)(Dietary fiber)1.1.膳食纤维
3、定义膳食纤维定义v1972年，年，Trowell等人在测定食品中各种营养等人在测定食品中各种营养成份时给出了膳食纤维定义，即成份时给出了膳食纤维定义，即食物中不被食物中不被消化吸收植物成份消化吸收植物成份。v1976年年Trowell博士又将膳食纤维定义扩展为博士又将膳食纤维定义扩展为“不被人体消化吸收多糖类碳水合物和木质不被人体消化吸收多糖类碳水合物和木质素素”。主要是指那些不被人体消化吸收多糖。主要是指那些不被人体消化吸收多糖类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量较少成份如糖蛋白、角质、蜡等。较少成份如糖蛋白、角质、蜡等。第4页v膳食纤维定义为膳食纤维
4、定义为“凡是不能被人体内源酶消化吸收凡是不能被人体内源酶消化吸收可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质总和可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质总和”。这一定义包含了食品中大量组成成份如纤维素、。这一定义包含了食品中大量组成成份如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少许组成成份如蜡质、角质、软木质。糖、果胶以及少许组成成份如蜡质、角质、软木质。v总之，当前膳食纤维定义与测定方法总之，当前膳食纤维定义与测定方法(找文件找文件?)?)之间之间依然存在一定差距，包含全部膳食纤维组成成份测依然存在一定差距，包含全部膳食纤维组成
5、成份测定方法有待于深入建立。定方法有待于深入建立。第5页膳食纤维与粗纤维区分膳食纤维与粗纤维区分 v粗纤维粗纤维(Crude fiber)概念，传统意义上粗纤维是指植概念，传统意义上粗纤维是指植物经特定浓度酸、碱、醇或醚等溶剂作用后剩下残物经特定浓度酸、碱、醇或醚等溶剂作用后剩下残渣。强烈溶剂处理造成几乎渣。强烈溶剂处理造成几乎100%水溶性纤维、水溶性纤维、50%60%半纤维素和半纤维素和1030纤维素被溶解损失掉。纤维素被溶解损失掉。所以，对于同一个产品，其粗纤维含量与总膳食纤所以，对于同一个产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大差异，维含量往往有很大差异，二者之间没有一定换算关二者
6、之间没有一定换算关系系。v即使膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸即使膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收，但人体大肠内收，但人体大肠内一些微生物仍能降解一些微生物仍能降解它部分组成它部分组成成份。从这个意义上说，膳食纤维净能量并不严格成份。从这个意义上说，膳食纤维净能量并不严格等于零。而且，膳食纤维被等于零。而且，膳食纤维被大肠内微生物降解大肠内微生物降解后一后一些成份被认为是其生理功效一个起因。些成份被认为是其生理功效一个起因。第6页 植物起源植物起源有：纤维素、半纤维素、木质素、有：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果胶、阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚
7、糖等；主要起源，也是研究和应用最多一类。等；主要起源，也是研究和应用最多一类。动物起源动物起源有：甲壳素、壳聚糖和胶原等有：甲壳素、壳聚糖和胶原等 海藻多糖类海藻多糖类有：海藻酸盐、卡拉胶和琼脂等有：海藻酸盐、卡拉胶和琼脂等 微生物多糖微生物多糖如黄原胶等如黄原胶等 合成类合成类如羧甲基纤维素等如羧甲基纤维素等2 2、膳食纤维分类、膳食纤维分类起源不一起源不一样样第7页 溶解特征溶解特征不溶性膳食纤维不溶性膳食纤维：不被人体消化道酶消化：不被人体消化道酶消化且不溶于热水那部分，包含纤维素、半纤且不溶于热水那部分，包含纤维素、半纤维素、木质素、原果胶、甲壳素和壳聚糖，维素、木质素、原果胶、甲壳素
8、和壳聚糖，其中木质素不属于多糖类，是使细胞壁保其中木质素不属于多糖类，是使细胞壁保持一定韧性芳香族碳氢化合物。持一定韧性芳香族碳氢化合物。水溶性膳食纤维水溶性膳食纤维：不被人体消化酶消化，：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但溶于温水或热水且其水溶性又能被4 4倍倍体乙醇再沉淀那部分膳食纤维。主要包含体乙醇再沉淀那部分膳食纤维。主要包含果胶、海藻酸、卡拉胶、琼脂、黄原胶、果胶、海藻酸、卡拉胶、琼脂、黄原胶、羧甲基纤维素钠盐等。羧甲基纤维素钠盐等。第8页中国营养学会中国营养学会 总膳食纤维总膳食纤维可溶膳食纤维可溶膳食纤维水溶膳食纤维水溶膳食纤维非淀粉多糖。非淀粉多糖。第9页3
9、 3、膳食纤维化学组成、膳食纤维化学组成 v纤维素是纤维素是Glcp(吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖)经经-(14)糖苷键糖苷键连接而成直链线性多糖，聚合度大约是数千，连接而成直链线性多糖，聚合度大约是数千，通常所说通常所说“非纤维素多糖非纤维素多糖”(Noncellulosic polysaccharides)泛指泛指果胶类物质果胶类物质、-葡聚糖葡聚糖和和半纤维素半纤维素等物质。等物质。第10页半纤维素半纤维素 半纤维素种类很多，不一样种类半纤维素其半纤维素种类很多，不一样种类半纤维素其水溶性也不一样，有可溶于水，但绝大部分水溶性也不一样，有可溶于水，但绝大部分都不溶于水。不一样植物中半纤维素种类、
10、都不溶于水。不一样植物中半纤维素种类、含量均不相同，其中组成含量均不相同，其中组成谷物和豆类谷物和豆类膳食纤膳食纤维中半纤维素有维中半纤维素有阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖半乳糖甘露聚糖和和-(1 3,1 4)葡聚糖葡聚糖等等数种。数种。第11页果胶及果胶类物质、木质素果胶及果胶类物质、木质素 果胶主链是经果胶主链是经-(14)糖苷键糖苷键连接而成连接而成聚聚GalA(半乳半乳糖醛酸糖醛酸)，主链中连有，主链中连有(12)Rha(鼠李糖鼠李糖)，部分，部分GalA经常被经常被甲基酯化甲基酯化。果胶类物质主要有。果胶类物质主要有阿拉伯聚阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯
11、半乳聚糖糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖等。果胶能形成凝等。果胶能形成凝胶，对维持膳食纤维结构有主要作用。胶，对维持膳食纤维结构有主要作用。木质素木质素 本质素是由本质素是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇3种单体种单体组成大分子化合物。天然存在木质素大多与碳水化组成大分子化合物。天然存在木质素大多与碳水化合物紧密结合在一起，极难将之分离开来。木质素合物紧密结合在一起，极难将之分离开来。木质素没有生理活性。没有生理活性。第12页4 4、膳食纤维物化特征、膳食纤维物化特征v高持水力高持水力亲水基团亲水基团v吸附作用吸附作用膳食纤维分子表面存在活性基团产生氢键、静电力等作用力膳
12、食纤维分子表面存在活性基团产生氢键、静电力等作用力v对阳离子有结合和交换能力对阳离子有结合和交换能力分子中羧基、羟基、氨基可与阳离子结分子中羧基、羟基、氨基可与阳离子结合合、置换置换v无能量填充剂无能量填充剂v发酵作用发酵作用易被大肠内微生物酵解易被大肠内微生物酵解v溶解性与粘性溶解性与粘性第13页5 5、膳食纤维生理功效、膳食纤维生理功效（1）调整肠胃功效）调整肠胃功效(整肠作用整肠作用)预防便秘预防便秘增加粪便量及排便次数、刺激蠕动、缩短经过时间增加粪便量及排便次数、刺激蠕动、缩短经过时间 改进肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用改进肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用为正常存在大肠菌群提供发为正常存在大肠菌
13、群提供发酵底物酵底物 缓解由有害物质所造成中毒和腹泻缓解由有害物质所造成中毒和腹泻稀释大肠内容物稀释大肠内容物、吸附有害吸附有害物物（2）调整血糖值）调整血糖值延缓解抑制对糖类消化吸收，改进末梢组织对胰岛素延缓解抑制对糖类消化吸收，改进末梢组织对胰岛素感受性感受性（3）调整血脂）调整血脂（4）控制肥胖）控制肥胖降低营养素吸收速率、利用率降低营养素吸收速率、利用率，影响吸收部位，影响吸收部位（5）消除外源有害物质）消除外源有害物质第14页可溶性和不溶性膳食纤维差异可溶性和不溶性膳食纤维差异不显著有预防作用对大肠癌抑制上升不变食后血糖值下降不变血清胆固醇关系不大增加大便量增加偶有增加肠粘性物质较高
14、极弱可发酵性不结合结合与胆汁酸结合降低无对肠内pH值改变延长略有延长胃内滞留时间缩短延长咀嚼时间可溶性膳食可溶性膳食纤维纤维不溶性膳食不溶性膳食纤维纤维生理作用生理作用第15页6 6、膳食纤维缺点、膳食纤维缺点束缚束缚Ca和一些微量元素和一些微量元素 许多膳食纤维对许多膳食纤维对Ca、Cu、Zn、Fe、Mn等金属离子都等金属离子都有不一样程度束缚作用，有不一样程度束缚作用，束缚人体对维生素吸收和利用束缚人体对维生素吸收和利用 研究表明：果胶、树胶和大麦、小麦、燕麦等膳食纤研究表明：果胶、树胶和大麦、小麦、燕麦等膳食纤维对维对维生素维生素A、维生素、维生素E和胡萝卜素和胡萝卜素都有不一样程度束都
15、有不一样程度束缚能力。由此说明膳食纤维对缚能力。由此说明膳食纤维对脂溶性维生素脂溶性维生素有效性有有效性有一定影响。一定影响。引发不良生理反应引发不良生理反应 过量摄入，尤其是摄入凝胶性强膳食纤维，如瓜尔豆过量摄入，尤其是摄入凝胶性强膳食纤维，如瓜尔豆胶等会有腹胀、大便次数降低、便秘等副作用。胶等会有腹胀、大便次数降低、便秘等副作用。第16页7 7、膳食纤维推荐摄入量、膳食纤维推荐摄入量v美国美国FDA推荐成人总膳食纤维摄入量为推荐成人总膳食纤维摄入量为2035g/d。美。美国能量委员会推荐总膳食纤维中，不溶性膳食纤维占国能量委员会推荐总膳食纤维中，不溶性膳食纤维占70%75%，可溶性膳食纤维
16、占，可溶性膳食纤维占25%30%。v 我国低能量摄入我国低能量摄入(7.5MJ)成年人，其膳食纤维适宜摄入成年人，其膳食纤维适宜摄入量为量为25g/d。中等能量摄人。中等能量摄人(10MJ)为为30g/d，高能量摄，高能量摄入入(12MJ)为为35g/d。但对患病者来说剂量普通都有所加。但对患病者来说剂量普通都有所加大。膳食纤维生理功效显著性与膳食纤维中百分比有大。膳食纤维生理功效显著性与膳食纤维中百分比有很大关系，合理可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维百很大关系，合理可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维百分比大约是分比大约是1:3。第17页8 8、膳食纤维加工、膳食纤维加工v必需几道加工工序为包含必需
17、几道加工工序为包含原料粉碎原料粉碎、浸泡冲洗浸泡冲洗、漂白漂白脱色脱色、脱水干燥脱水干燥和和成品粉碎成品粉碎、过筛过筛等。等。v重复重复水浸泡冲洗水浸泡冲洗和和频繁热处理频繁热处理会显著降低纤维终产品会显著降低纤维终产品持水力与膨胀力持水力与膨胀力，影响其生理功效发挥。，影响其生理功效发挥。v高温短时挤压机高温短时挤压机处理会对纤维产品功效特征产生良好处理会对纤维产品功效特征产生良好影响，增加产品持水力与膨胀力；可改良其色泽与风影响，增加产品持水力与膨胀力；可改良其色泽与风味；并能钝化部分引发不良风味分解酶。味；并能钝化部分引发不良风味分解酶。v详细加工工艺及参数（详细加工工艺及参数（大豆纤维
18、、小麦纤维大豆纤维、小麦纤维等）等）可可到中国期刊网上查询。到中国期刊网上查询。第18页9 9、膳食纤维应用、膳食纤维应用v在焙烤食品中应用在焙烤食品中应用v在果酱、果冻食品中应用在果酱、果冻食品中应用v在制粉业中应用在制粉业中应用v在制糖业中开发应用在制糖业中开发应用v在馅料、汤料食品中应用在馅料、汤料食品中应用v在油炸食品中应用在油炸食品中应用v在饮料制品中应用在饮料制品中应用第19页二、真菌多糖二、真菌多糖v真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出、真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出、能够控制细胞分裂分化，调整细胞生长衰老一类活能够控制细胞分裂分化，调整细胞生长衰老一类
19、活性多糖。性多糖。v真菌多糖主要有香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、银真菌多糖主要有香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、银耳多糖、冬虫夏草多糖、茯苓多糖、金针菇多糖、耳多糖、冬虫夏草多糖、茯苓多糖、金针菇多糖、黑木耳多糖等。黑木耳多糖等。v对真菌多糖研究主要始于对真菌多糖研究主要始于50年代，在年代，在60年代以后成为年代以后成为免疫促进剂而引发人们兴趣。研究表明：香菇多糖、免疫促进剂而引发人们兴趣。研究表明：香菇多糖、银耳、灵芝多糖、茯苓多糖等食药性真菌多糖含有银耳、灵芝多糖、茯苓多糖等食药性真菌多糖含有抗肿瘤、免疫调整、抗突变、抗病毒、降血脂、降抗肿瘤、免疫调整、抗突变、抗病毒、降血脂、降血糖等方面
20、功效。血糖等方面功效。第20页1 1、物理性质与功效关系、物理性质与功效关系v溶解度与功效关系溶解度与功效关系v分子量与功效关系分子量与功效关系v粘度与功效关系粘度与功效关系2 2、生理功效、生理功效v真菌多糖免疫调整功效真菌多糖免疫调整功效v抗肿瘤功效抗肿瘤功效v真菌多糖抗突变作用真菌多糖抗突变作用v降血压、降血脂、降血糖功效降血压、降血脂、降血糖功效v真菌多糖抗病毒作用真菌多糖抗病毒作用v真菌多糖抗氧化作用真菌多糖抗氧化作用v真菌多糖其它功效（抗辐射、抗溃疡和抗衰老等功真菌多糖其它功效（抗辐射、抗溃疡和抗衰老等功效）效）第21页3 3、加工、加工真菌多糖加工方法有两种真菌多糖加工方法有两种
21、v 一个是从栽培真菌子实体提取，普通粉碎后在真一个是从栽培真菌子实体提取，普通粉碎后在真菌子实体中加入多糖菌子实体中加入多糖520倍体积水、稀酸或稀碱倍体积水、稀酸或稀碱(0.2lmol/L)，在，在5080温度下进行浸提，有时温度下进行浸提，有时为了加速浸提速度，也可添加些纤维素酶或半纤为了加速浸提速度，也可添加些纤维素酶或半纤维素酶。维素酶。v另一个是发酵法短时间生产大量真菌菌丝体。另一个是发酵法短时间生产大量真菌菌丝体。第22页自学内容自学内容v植物多糖植物多糖v功效性低聚糖功效性低聚糖v单糖衍生物单糖衍生物主要是了解种类、结构，掌握其功效主要是了解种类、结构，掌握其功效第23页作业题作业题1.什么是膳食纤维，其与粗纤维有何区分？什么是膳食纤维，其与粗纤维有何区分？2.膳食纤维化学组成是什么？各有什么特点膳食纤维化学组成是什么？各有什么特点？3.简述大豆纤维生理功效和加工方法。简述大豆纤维生理功效和加工方法。4.举例说明膳食纤维在食品加工中应用。举例说明膳食纤维在食品加工中应用。5.真菌多糖加工方法有几个？各是什么？真菌多糖加工方法有几个？各是什么？第24页