活性微量元素及其加工技术

1、第五章 活性微量元素及其加工技术教学目标掌握硒、铬、锗三种活性微量元素的生理功能了解富含上述三种活性微量元素的功能性食品基料的加工方法了解富含上述三种活性微量元素的功能食品加工的步骤和过程掌握一种功能性食品基料和功能性食品的加工方法和技术要点阅读资料世界是由100多种元素组成的，组成人体的元素约有50多种，人体含量较多的元素有11种，它们约占人体质量的99.5%。人体中的这些无机营养元素按照其在人体中的含量可以分为常量元素和微量元素，占人体含量在0.01%以上的为常量元素，例如钙、钾等。在人体含量在0.01%以下的为微量元素。例如铁、碘、氟、硒、铬、锗等。元素名称含量/%元素名称含量/%元素名

2、称含量/%氧65.00磷1.00镁0.05碳18.00钾0.35氢10.00硫0.25氮3.00钠0.15钙2.00氯0.15第一节 活性硒一、概述发现 硒是人体必需的重要的微量元素，虽然含量只占人体重的0.01%以下，却广泛存在于人体组织细胞，发挥多种作用。1966年召开了第一届硒在生物和医学中的应用国际讨论会；1972年国外学者证实硒是谷胱甘肽过氧化物酶的活性成份；1973年，世界卫生组织向全世界确认：硒是人类和动物生命中必需的微量元素，对人体来说，它不能自制但又必不可少。组成与分布硒可分为有机硒和无机硒，真正发挥生物活性作用的是有机硒。硒在生物体内主要以硒代氨基酸（Se-Cys和Se-M

3、et）的形式存在，构成含硒蛋白质，含硒蛋白分为酶类和非酶类。已知有重要生理意义的含硒酶类有：谷胱甘肽过氧化酶（GSH-Px）、磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHGSH-Px）、血浆谷胱甘肽过氧化物酶（PGSH-Px）和型碘化甲状腺5-脱碘酶（IDI）等。机体内富含线粒体、内质网、微粒体等细胞器的细胞存在的地方都分布着硒，如动物的肝、肾、睾丸等都是硒在体内的主要分布器官。其次在前列腺精囊腺、精液中也有较高含量，脑、骨及消化道的分布最少。代谢硒被食入后主要在十二指肠被吸收。反刍动物以硒代甲硫氨酸和硒代胱氨酸的形式被吸收。硒吸收到体内后，主要由血浆运送，在组织中大部分与蛋白质（氨基酸及硫基）结合而固定，

4、供机体利用，发挥各种作用。硒的排泄途径是尿、粪或呼气，体内硒的主要排出途径是经尿排出，未被吸收的食物硒和少量随胆汁、胰液及肠液一起分泌到肠内的硒由粪便排出，另外还有部分硒能进入皮毛而被排出。意义缺硒可导致人体生长发育停滞、免疫力降低、劳累后头晕、心悸、疲乏、气短、恶心，以及脱发、脱甲，部分患者可出现皮肤症状、神经症状及牙齿损害。硒的抗氧化能力比维生素E强50100倍。二、硒的生理功能及作用机理（一）参与构成含硒的酶类 硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的必需组成因子。 GSH-Px催化还原型的谷胱甘肽成为氧化型，使对人体有毒的过氧化物还原为无害的羟基化合物。 O -CH=CH- -CH-C

5、H-OOH CH2-CH- +H2O H2O 2GSH GSSG OH 维生素E抑制其反应 GSH-Px催化此反应 O -CH=CH- -CH-CH-OOH CH2-CH- +H2O H2O 2GSH GSSG OH 维生素E抑制其反应 GSH-Px催化此反应 O -CH=CH- -CH-CH-OOH CH2-CH- +H2O H2O 2GSH GSSG OH 维生素E抑制其反应 GSH-Px催化此反应维生素E也是抗氧化剂，但和GSH-PX发挥抗氧化机制不同，VE阻止不饱和脂肪酸被氧化成氢过氧化物，GSH-PX迅速将产物分解为醇和水。VE和硒之间不能相互替代虽然二者在动物营养中有协同作用，但在

6、防治某些营养缺乏病方面是不能相互替代的。美国俄亥俄州立大学的DonMahan教授指出，这两种营养素必须分别对待，因为它们在动物机体中具有各自的生物学功能，虽然它们都为抗氧化剂，但VE起细胞外抗氧化作用，而硒在细胞内起抗氧化作用。硒与维生素E在体内的生物化学作用，起着复杂的补偿和协调作用。硒与维生素 E的协同作用主要表现在：1硒可减少细胞膜所需的维生素E量；2硒是维持胰腺正常生理功能所必需的维生素的微量元素，而胰腺的主要功能之一是促进消化道对脂肪的消化吸收，从而提高维生素E的吸收利用率；3血浆硒与血浆维生素E含量呈正相关，补硒有助于维持机体组织较高水平的维生素E；4维生素E可维持体内硒活性，减少

7、机体硒损失；5维生素E是脂肪膜组成，可防止脂质氧化和活性氧化物（ROS）的产生，因此，在维生素E作用下清除ROS 所需GSH-Px量减少，对硒需要量也随之减少。例-补硒与银屑病 的关系银屑病（Psoriasis)，俗称牛皮癣，其特征是出现大小不等的丘疹，红斑，表面覆盖着银白色鳞屑，边界清楚，好发于头皮、四肢伸侧及背部。有报道称，补硒可增强GSH-Px的活性，清除过多的氧自由基，阻断脂质过氧化的自由基链式反应，对银屑病可能起一定治疗作用。（二）非酶硒化物的清除自由基功能 含硒酶中的硒约占人体总硒量的1/3。 部分非酶硒化物也具有清除自由基和抑制生物膜脂质过氧化的作用。 硒化物对过氧自由基（ROO

8、.）有很强的清除效果，且有机硒的清除效果优于无机硒。（三）提高机体的免疫力 硒能有效地提高机体的免疫水平，其作用涉及体液免疫和细胞免疫。 缺硒会降低机体的体液免疫反应，补硒可以消除这些影响。 在细胞免疫方面，缺硒会导致巨噬细胞数量的减少、巨噬细胞与中性粒细胞杀伤力的降低。 硒能有效地减轻运动后产生的内源性自由基所致的脂质过氧化反应，增强抗氧化能力，促进运动后的恢复，硒影响抗氧化能力是硒影响训练机体免疫功能的主要机理。（四）抗肿瘤作用人群调查发现，硒缺乏地区肿瘤发病率明显较高，土壤及谷物中的硒水平越低，癌症的死亡率就越高，其中以结肠、直肠、前列腺、乳腺和肺部癌症及白血病的相关程度最大。硒预防和抑

9、制肿瘤作用的机制是多方面的。 谷胱甘肽过氧化酶清除自由基； 硒能激活机体免疫系统； 硒能提高中性粒细胞的活性。（五）对部分重金属元素解毒作用 硒与金属有很强亲和力。 硒作为带负电荷的非金属离子，在动物体内通过与带正电荷的砷、汞、镉、铅、银等有害金属离子相结合，形成金属-硒-蛋白质复合物，把能诱发癌变的金属离子排出体外，缓减了有毒金属离子对组织的损害，起到了减毒排毒的作用。（六）保护心血管、维护心肌健康 高血硒地区的人心血管系统疾病的发病率低于其他地区。 硒对心肌纤维、小动脉及微血管的结构与功能有重要作用。 以心肌损伤为特点的克山病，缺硒是重要原因。（七）促进生长、保护视觉器官 硒是动物生长与繁

10、殖所必需的。 缺硒可引起生长迟缓。 白内障与糖尿病患者补充硒后，视觉功能有所改善。 硒降低AFTB1对肝脏的损伤。改善视力作用硒有保护视神经，预防白内障，增强视力的功能。人眼的巩膜、水晶体、视网膜内含硒量很高，有趣的是视力敏锐的鹫鹰，其视网膜内含硒量比人高100倍。降低血糖作用近年来研究发现，硒具有类胰岛素样作用，可降低血糖。许多研究证实，糖尿病因葡萄糖和糖基化蛋白质自动氧化等可产生大量自由基。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心物，GSH-Px能分解过氧化物，减少自由基产生，故能保护胰岛素肽键间二硫键免受氧化破坏，从而表现出降血糖作用。三、硒缺乏与硒中毒（一）硒缺乏 硒缺乏已被证实是克山病的主要

11、原因。克山病是一种由于缺硒而引起的以多发性灶状心肌坏死为主要病变的地方性心肌病，这种病在我国的东北、西南、西北地区较为常见。于1935年在我国黑龙江省克山县发现，因而命名克山病。70年代末急性克山病的发病率已由建国初期的52/10万下降到万。1980年农村改革开放后，患病率急剧下降。 大节骨病也与缺硒有关，大节骨病主要是发生在青少年中的一种骨关节系统病，主要症状为关节骨变粗、变形、运动时疼痛、肌肉萎缩，严重时甚至丧失劳动力。 妊娠高血压综合征是常见的妊娠期合并症，是围产期母婴死亡的重要原因之一。硒元素可以预防和减少妊娠高血压综合征的发生，可能是因其本身可以提高体内谷胱甘肽过氧化酶的活性，提高机

12、体免疫 力，改善过氧化脂质对血管壁的损伤。 另外，老年人皮肤上出现的“老年斑”也是缺硒的一种表现。 硒已被作为人体必需的微量元素，目前，中国营养学会推荐的成人摄入量为每日50-200微克，而我国2/3地区硒摄入量低于最低推荐值，因此，中国是一个既有丰富硒资源，又存在大面积硒缺乏地区。 世界硒都-恩施“湖北省恩施自治州岩石、土壤、动植物硒富集均达到世界之最”，为世界70%以上缺硒地区的人类带来了福音，硒产品和硒矿床的开发利用前景广阔。中国科技大学尹雪斌博士等就在该地区发现超过 10000 ppm的含硒岩石。恩施市目前已于中国科技大学、中国科学院地理资源研究所等建立了战略合作关系。目前，州内重点开

13、发物种。是以市场需求的硒品种类。 1、1991年硒资源综合开发富硒植物蛋白系列产品、保健产品、富硒茶、硒矿泉水，富硒烟。 2、特种食品资源：莼菜、薇菜、蕨菜，云豆、魔芋、葛仙米、凤姜、茗合、山药等稀有品种，斐声海内外。 3、州境内的恩施市、建始县、宣恩县等地均蕴藏着丰富的硒矿泉水资源。泉水含硒量0.014-0.02 mg/L，并含有锶、锌、钙、镁、锗等十几种有益元素。（二）硒中毒硒的摄入量过多会引起硒中毒。硒的中毒剂量为每日1015mg。超出机体对它的排泄时,它的一些毒性作用就会表现出来，如严重的呼吸系统刺激症状、口腔中充满了典型的金属味、肺水肿和由于二甲基硒的原因使呼出的气味中充满了大蒜的味

14、道。人群硒中毒表现为 1 头发干燥、变脆、易断裂，眉毛、胡须、腋毛等体毛脱落。 2脱甲 3麻痹中毒机理主要是硒抑制了含巯基的酶的活性。因此，需要合理地摄入硒。硒的剂量效应 一般来说，肝、肾、海产品及肉类为硒的良好来源。食物中硒的含量一般是：动物内脏鱼类肉类谷类蔬菜水果。但也有例外，如蔬菜中的大蒜和中药中的黄芪都含有较多的硒，因而也被称为抑癌、抗癌食品或药物。海产品如虾、蟹的含硒量高，但被人体的吸收利用率比较低。 四、富硒制品的制备硒 制备方法 通过人工方法可以转化无机硒为有机硒，并且提高硒的生理活性与吸收率，同时降低其毒性。这些方法包括， 微生物合成转化法 植物种子发芽转化法 植物天然合成转化

15、法（一）富硒酵母 微生物合成转化法。 利用酵母高度的富硒能力及将无机硒转化为有机硒的转化能力，在培养基中加入无机硒，通过微生物培养制取富硒酵母粉。富硒酵母 制备的工艺流程 硒麦芽汁发酵培养分离酵母干燥粉碎富硒酵母粉 酵母菌种啤酒酵母亚硒酸钠溶液离心机分离无机硒有机硒占95%1 富硒酵母中硒的存在形式与普通酵母中硒的天然存在形式相似，其有机硒含量占总硒量的95%以上。2 动物试验表明，富硒酵母没有致畸和致突变，其毒性大大低于亚硒酸钠。（二）富硒麦芽 植物种子发芽转化法。 用含有无机硒的水浸泡小麦或大麦种子，在适宜温度和湿度下，在麦种发芽过程中，将硒吸收并转化成有机硒。富硒麦芽是我国独创的天然碱性

16、食品，它以麦芽为载体利用种子发芽的复杂生理生化过程，把无机硒转化成以硒蛋氨酸为主的有机硒，在这个转化的过程中产生了大量的酶类，如淀粉酶、蛋白酶等20余种，所含的硒易于人体吸收利用。麦芽中还含大量的维生素C、维生素E等多种维生素，还有类黄硐和麦绿素等营养成分。尤其是麦芽中的维生E与硒的协同作用使富硒麦芽具有更强的生理活性。富硒麦芽 制备的工艺流程 硒 麦种浸泡保温发芽风干干燥粉碎亚硒酸钠水溶液使麦芽枯萎1 富硒麦芽中有机硒含量占总硒量的97%左右，有机硒中60%以上结合于蛋白质上。2 富硒麦芽经急性毒理、蓄积毒理和致畸致突变试验均呈阴性，且硒的吸收率和留存率高于亚硒酸钠。（三）富硒豆芽 植物种子

17、发芽转化法。 用含无机硒的水浸泡绿豆或黄豆，在适宜温度和湿度下，在绿豆或黄豆发芽的过程中，将硒吸收并转化成有机硒。富硒豆芽 制备的工艺流程 硒 豆种浸泡保温发芽绿豆或黄豆亚硒酸钠这样得到的鲜豆芽含硒量为2040mg/Kg。富硒豆芽经压榨取汁后可调配成富硒功能性饮料，也可以直接加工成富硒豆浆等。（四）富硒茶叶 植物天然合成转化法。 法一：在种植茶叶的土壤中喷洒一定浓度的无机硒水溶液，茶树吸收土壤中的硒并富集于叶子中。 法二：通过叶面喷施亚硒酸钠溶液，采摘茶叶来制备富硒茶。五、富硒基料在功能食品中的应用（一）富硒功能性饼干 面粉58、富硒麦芽粉、多功能纤维粉、高果糖浆、乳糖醇，起酥油8。6、食盐1

18、。2，大豆磷脂，碳酸氢钠、碳酸氢铵、水适量。 这种饼干的生产工艺与普通酥性饼干大致相同。首先，将富硒麦芽粉与一小部分面粉预混合倒入和面机内与主料面粉充分混匀，其他配量少的辅料，如大豆磷脂、起酥油、高果糖浆、碳酸氢钠、乳糖醇等也要预混合后一起倒入和面机中，控制和面温度2530，和面时间1015分钟，和好面的面团含水量宜为15（占面粉总量），将和好的面团静置熟化10分钟后，经冲印或辊印成型，送入烤炉中进行烘烤，烘烤温度240260，时间34分钟。（二）富硒早餐食品配方：富硒麦芽粉、面粉、食盐、糖、水及酵母等。（三）富硒多糖饮料配方：富硒绿豆芽汁、柠檬酸、葡聚糖、香菇浸出液、苯甲酸钠、香精、木糖醇。

19、 由北京大学研制的富硒康口服液，其主要成份富硒酵母，含量高，易吸收，并富含人体必需的18种氨基酸、多种维生素，尤其是B族维生素含量丰富；此外，还含有锌、铁、钙、镁等多种微量元素。这些元素配合富硒酵母的协同作用，不但大大提高了富硒酵母的生物利用率，而且全面及时地补充人体必需的多种营养成份，是中老年人的日常保健理想之选。从某种意义上讲，人体遭受的病痛是免疫力失调，免疫功能下降的结果。导致免疫力下降的主要原因是人体内的“自由基”和过氧化物不能及时排出，过多堆积所致。硒是一种抗氧化剂，能够激活人体内处于休眠状态的“谷胱甘肽过氧化物酶”的活性，及时清除堆积的“自由基”，保护细胞和组织，并能提高人体抵抗力

20、，从根本上防止多种疾病的产生。一、概述发现1957年Schwarz和Mertz发现从猪肾中提取出一种称作“葡萄糖耐量因子”的化合物能恢复大鼠受损的葡萄糖耐量。以后认定这种“葡萄糖耐量因子”的主要成分是铬，并确定铬是增强胰岛素作用的必需元素。第二节 活性铬铬在自然界有两种形式：三价铬和六价铬。在化学元素周期表中，铬是一种过渡元素，能以多种化学价电子状态存在，但以Cr、Cr+、Cr3+、Cr6+最常见。Cr3+是最稳定的一种形式，人体内的铬几乎以Cr3+存在于配位化合物中，它的配位键是一定pH条件下溶解、吸收、发挥生理功能的先决条件。无机铬活性小，吸收率大约为0.5%，若与有机物结合后，具有强大的

21、生物活性，易为人体吸收，其吸收率可达10%一25%。存在形式 铬在体内含量约510毫克，广泛存在于组织中。主要功能：作为“糖耐量因子”(GTF因子)调节胰岛素与细胞膜上受体的硫基形成二硫键，增加组织细胞对胰岛素的敏感性，增强胰岛素的作用。三价铬是人体必需的微量元素，而六价铬对人体有毒性。无机三价铬吸收极差，有机铬被肠道吸收后进人血液，代谢后经肾由尿液排出。二、铬的生理功能及作用机理（一）铬与葡萄糖耐量因子铬是葡萄糖耐量因子（GTF）的重要组成部分。GTF能增强葡萄糖的氧化利用以使葡萄糖转化为脂肪，降低血液中胰岛素水平。人体内的GTF可由无机铬转化而成。糖尿病人不能利用膳食中的无机铬合成足够数量

22、的GTF，需要从膳食中摄取现成的GTF。人体内铬含量随年龄不同而有差异，新生儿3岁前婴儿儿童成人老年人；成人则随着年龄增大而体内铬含量递减，因此，老年人多缺铬。（二）铬在糖代谢中作用糖尿病是一种常见病。成人糖尿病患病率约为3%，估计到2010年，全球糖尿病人将超过2亿。糖尿病的发展涉及多种病理过程，已有令人信服的证据表明，微量元素在胰岛素的生成和作用以及糖尿病人的能量底物代谢中起着极为重要的作用。三价铬参与糖代谢，是不可缺少的微量元素。 缺铬会使组织对胰岛素的敏感性降低。 三价有机复合铬化物能增强胰岛素的活性，产生显著的相当于高水平胰岛素的作用。 铬还与一些酶的活性有关。铬是琥珀-细胞色素脱氢

23、酶、葡萄糖磷酸变位酶等酶系统的必需微量元素，参与机体糖、脂肪代谢，促进糖碳链及醋酸根渗入脂肪，并加速脂肪氧化，有助于动脉壁脂质的运输和清除，能预防动脉粥样硬化的发生和发展。（三）铬脂代谢中作用 铬与脂肪代谢有明显关系，维持正常血清胆固醇水平作用。 铬能促进脂肪的消耗，目前美国专利报道了一些含有有机铬的减肥配方，在美国有人甚至把有机铬称为脂肪燃烧器。铬能抑制脂肪酸和胆固醇的合成，从而达到降低甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白的作用，还能改善心肌缺氧，纠正心律不齐。铬是葡萄糖耐量因子的活性成分，缺铬引起糖耐量受损，甘油三醋增加，导致高甘油三醋血症，促使动脉硬化的发生。（四）对蛋白质核酸代谢的作用 铬参

24、与蛋白质代谢，能促进肌肉的增加。 铬在核蛋白中含量特别高，与DNA的合成和代谢有一定的作用。三、铬缺乏与铬中毒（一）铬缺乏1铬缺乏原因(l)摄入不足(2)消耗过多如当人体被烧伤、感染、外伤、体力消耗过度及发热等均可使铬消耗量增大，出现尿铬排出增多，引起铬缺乏。摄入不足缺乏铬元素的主要原因是在精制食品的过程中铬被丢失过多，据统计食品精加工后铬丢失分别是:面粉40%、脱脂牛奶50%、大米75%、白糖(从红糖加工)90%以上；主要食用在缺铬土壤中生长的食物引起缺铬；饮用水中缺铬，例如，居住在耶路撒冷周边难民营的儿童均缺铬，而居住在约旦难民营的儿童则不缺铬，两地难民营均由联合国难民救济署统一供给完全相

25、同食品，调查耶路撒冷难民营儿童缺铬的原因时发现，其饮用水中铬含量比约旦难民营儿童的饮用水中的铬含量少3倍缺铬的症状人体缺铬主要表现出类似胰岛素缺乏的症状，如血糖、血脂、尿糖升高、糖耐量下降、动脉粥样硬化、末梢神经功能障碍及心脑血管病、生长停滞等。铬摄入不足，可使甘氨酸、丝氨酸、蛋氨酸渗入心肌蛋白的过程受到妨碍，补充三价铬可使渗入量明显增加。儿童缺铬后生长发育受阻，可能与蛋白质合成受损有关。防治措施(l)预防。疑为缺铬的人群都应多吃含铬高的食品，如海藻类、菌类、鱼类、蛋类、奶制品、动物肝脏、牛肉、鸡肉、面粉、红糖、酵母、葡萄、萝卜、绿豆、赤豆、豌豆等，或在食品中添加适量氯化铬；治疗增加铬消耗的疾

26、病。(2)治疗。诊断为缺铬的病人可用氯化铬180-1000/天口服，待症状减轻后减量，并注意多吃含铬高的食物，以防复发。（二）铬中毒1 中毒原因铬在工业上广泛应用于铬化学工业，例如，镀铬、颜料、飞机或汽车涂漆、制革，凡操作上述工艺的工人，因吸入含铬浓度高的粉尘、烟雾，或皮肤接触铬化合物均可能引起铬中毒。2 中毒机制1）对DNA的损伤作用2）诱导细胞凋亡3）对细胞周期的干扰作用 细胞周期是细胞生命活动的基本过程，细胞在周期时相的变迁中进入增殖、分化、衰老和死亡等生理过程，若细胞周期调控异常，则细胞将进入病理状态，如增殖失控、低分化或未分化直至形成肿瘤。4）对核转录因子的影响3 中毒症状铬中毒分全

27、身和局部两种症状。(l)全身症状：多见于误服铬化合物几分钟至几小时，出现恶心、呕吐、腹痛、吞咽困难、血压下降甚至休克。其后出现肾、肝功能损害症状，如肝脏肿大、谷丙转氨酶升高、血胆红素升高、蛋白尿、少尿、甚至无尿等急性肾功能衰竭等症状和体征。婴儿误服含铬的颜料可出现惊厥、昏迷、瞳孔散大等中枢神经系统症状;(2)局部症状：吸入含铬气体到一定浓度可能引起上呼吸道炎症和粘膜溃疡。常在咽、喉部出现红、肿、热、痛、咳嗽、呼吸困难，发生支气管炎，甚至肺炎。4 防治措施(l)误服中毒的治疗彻底洗胃。患者应立即用温清水彻底洗胃，在洗胃过程中动作要轻，以免伤及已受损的口腔、食管、胃粘膜。最好是让患者口服清洗液后再

28、催吐，反复进行数次，然后用牛奶或鸡蛋清保护食管和胃粘膜;保护器官功能。有器官功能障碍者要保护好器官功能，如肝、肾功能损害者，要保护好肝肾功能;促进排泄。可同时用硫代硫酸钠、二琉基丙磺酸钠促进铬的排泄，均有解毒作用。(2)皮肤粘膜中毒的治疗患者应先用清水彻底将皮肤粘膜冲洗干净，防止从皮肤粘膜继续吸收引起全身中毒；皮炎可用氢化可地松或5%硫代硫酸钠软膏涂于患处；铬溃疡可用10%的维生素C溶液湿敷，维生素c可使Cr6+变成Cr3+ ，再与Cr3+形成络合物使其失去毒性。四、富铬制品的制备工艺铬的食物来源为肉类及整粒粮食、豆类。有机铬或以GTF形式存在的铬消化吸收率高，主要分布在牡蛎、啤酒酵母、干酵母

29、、蛋黄、肝脏、肉制品、海产品中。（一）富铬酵母微生物合成转化法。利用酵母富集能力、无机铬转化为有机铬的转化能力，在培养基中加入无机铬， 通过微生物培养制取富铬酵母粉。富铬酵母 制备工艺菌种培养扩大培养离心干燥粉碎富铬酵母粉啤酒酵母 添加三氯化铬 无机铬 富铬酵母粉中的铬有97.7%以有机铬存在， 可以作为功能食品基料来使用。（二）富铬绿豆芽 植物种子发芽转化法。 通过绿豆发芽过程将铬富集，无机铬转化为有机铬。 铬含量为普通绿豆芽的100倍。富铬绿豆芽制备工艺绿豆浸泡培养发芽干燥 粉碎成品三氯化铬 水溶液 富铬绿豆芽中的铬有95%左右为有机铬。说明在绿豆芽发芽过程中添加的无机铬（三氯化铬）并不是

30、单纯以扩散或离子吸附的方式在豆芽上沉集。五、富铬基料在功能食品中的应用目前，在食品加工中应用的富铬基料以富铬酵母为主，这是因为富铬酵母不仅含有较多的有机铬，还含有丰富的蛋白质、核酸、糖原、脂肪、多种族维生素和其他多种微量元素。1 点心、面包、饼干等快餐食品 用作点心、面包、饼干的营养强化剂，添加量23%； 改善点心、面包、生面团质量，增加延展性，添加量0.51%。2 熟食品、冷冻食品 富铬酵母能提高熟食品、冷冻食品的风味，添加量23%。3 肉类制品 富铬酵母可提高肉类制品的黏合性和保水性，并且能增加香味，添加量13%。 在肉类制品中，添加富铬酵母能起到抗氧化作用。4 饮料、调味料 富铬酵母自溶

31、或酶解液可以与一定量的果汁、调味汁等配成营养强化饮料与调味液。六、铬在畜禽业中的应用1饲料添加剂1992年Page首次发现，饲粮中添加200 mg/kg吡啶羧酸铬可显著提高猪胴体瘦肉率和背最长肌面积、降低背膘厚之后，国内外学者尝试了各种不同化学形式的铬（酵母铬、烟酸铬、吡啶羧酸铬等）改善畜禽胴体组成的应用效果，取得了一定的成果。2提高动物免疫能力有机铬促进产量的同时能够提高动物免疫力及抗应激能力，补充吡啶羧酸铬或赖氨酸铬使非热应激条件下的高产牛血清中的抗体IgG的浓度有所提高，使热应激条件下的头胎牛乳中体细胞数值下降。3对动物繁殖能力的影响添加铬后，猪繁殖性能的改善与提高，是因为铬协助胰岛素作

32、用于母猪繁殖周期的内分泌轴所致。铬可协调胰岛素作用于丘脑促性腺激素，刺激垂体释放黄体激素（LH），促进卵巢成熟，刺激排卵，提高产仔数。七 展望铬在体内糖、脂肪、蛋白质代谢等过程中的作用已经得到了认可。铬功能食品的开发将成为改善铬摄人量不足的重要手段。如富铬酵母、富铬微藻、富铬奶粉、富铬功能饮料等产品。铬在改善胴体品质、提高瘦肉率上的效果也受到了养殖界的首肯。此外，铬现在也被用于TDN方案中(经静脉注射来补充给机体所需要的营养物质)，以避免机体缺乏症的发生。随着分子生物学、基因工程等技术的不断发展，大量的新型而有效的铬功能食品将会被不断地研制开发，用以治疗人和动物的一些代谢性疾病。雪源康口服液通

33、过决明子、山楂、富铬酵母的协同作用，共同发挥对机体的生理调节作用。临床试验证明：雪源康口服液安全无毒副作用，能明显改善机体细胞微循环，调节内分泌代谢，提高患者机体抗高血糖、高血脂侵蚀的能力，修复机体受损细胞，减轻机体因“三高症”而引起的细胞氧化受损，防止脏器官病变，缓解各类并发症及心脑血管疾病的发生。对“三高症”及“三高症”所引发的各种心脑血管疾病均有明显的预防和缓解作用。 第三节 活性锗一、概述 1 锗的发现德国化学家Winkler于1886年从矿石中发现了锗,是介乎金属与非金属中间的金属半导体。Corner 1913年从植物中测出了锗，Duloit 1929年从动物体中发现了锗。锗是一种微

34、量元素，少数几种矿物质，如硫砷铜矿、硫银锗锡矿、硫银锗矿等含有较多的锗。日本科学家浅井一彦等人于1968年首先人工合成有机锗化合物-羧乙基锗倍半氧化物，即Ge-132。上世纪80年代以来，我国学者也相继合成了Ge-132、Ge-201、Ge-202、Ge-203、Ge-162等。2 锗的分类锗的化合物有无机锗和有机锗两种，无机锗(GeO2)毒性较大，对人体是严格禁用的；有机锗对人体健康有益，目前有机锗很多，通常所说的有机锗指的是Ge-132。3 有机锗1）烃基锗化合物 烃基锗化合物的毒性很小，如四乙基锗。2）倍半氧/硫锗化合物 1971年日本学者合成的-羧乙基锗倍半氧化物(即Ge-132)，具

35、有广谱抗癌活性。3）螺锗化合物 1974年美国化学家首次合成了锗的螺环化合物，它是疗白血病的有效药物。4）含磷的有机锗化合物 很多有机磷化合物具有很好的生物活性。-羧乙基锗倍半氧化物 4 锗在动物体内的分布、代谢动物体内的许多酶(如胍氨酸酶、细胞色素氧化酶)、脑皮质和灰质成分中均含有痕量锗。在组织器官中，锗分布量的多少依次是肾、肝、脾、肺、胃、肌肉、心、脑。口服锗3 h后血锗浓度达高峰，24 h后几乎消失。锗在体内不产生蓄积作用，一般在47 d内由肾、直肠以尿、粪形式排出。二、锗的生理功能及作用机理大量的动物实验和临床研究表明，有机锗具有广泛预防和治疗疾病的效用。 近年来，对有机锗在医疗、保健

36、、食品方面的开发应用，各国学者进行了大量的研究。 （一）抗癌作用临床研究表明，有机锗对胃癌、肺癌、乳腺癌等有一定的疗效。浅井一彦等最先合成并报道了具有抗癌活 性的有机锗化合物Ge-132，随后许多学者对有机锗的抗癌功能进行了大量研究。（二）抗突变作用通过抗突变作用是有机锗化合物实现抗肿瘤活性的一种可能机制。（三）抗衰老作用实验证实，Ge-132有助于提高超氧化物歧化酶的活性，减少脂质过氧化终产物丙二醛的产生。锗具有独特的电子层结构，其最外层电子排布方式为4S24P2，这4个外层电子是负电荷载体，当外来物质的原子接近它时，其中任何一个电子都可以跳出自己的轨道，而成为自由电子。其自由电子具有清除自

37、由基的作用。（四）增强机体的免疫功能有机锗的免疫调节功能是锗研究中的热点。试验表明， Ge-132可使免疫力降低小鼠的免疫反应正常化，其增强免疫反应的最佳剂量约为100mg/Kg。（五）抗疟疾作用螺锗对恶性疟原虫氯喹抗药株都有抑制作用。有机锗还有减轻局部炎症和组织损害，治疗呼吸道感染，降低血黏滞度和胆固醇作用以及增效吗啡镇痛等作用。三、锗缺乏与锗中毒成年人平均每天摄入锗量为。锗的毒性问题 有机锗都有一定的毒副作用，应注意用量。一般认为无机锗的毒副作用很大，有机锗的毒副作用较小。 无机锗中毒会损伤肾脏、肝脏和造血系统，长期大量服用有机锗也会导致肝、肾损害及震颤，干扰磷钙代谢等。四、富锗制品的制备

38、工艺（一）富锗酵母 微生物合成转化法。 利用酵母对锗的富集作用、无机锗转化为有机锗的能力，在培养基中加入GeO2或Ge-132，通过微生物培养制取富锗酵母粉。富锗酵母 制备工艺 锗培养基试管静置培养振荡培养发酵罐培养 菌种分离菌体干燥粉碎富锗酵母粉GeO2或Ge-132葡萄酒酵母、啤酒酵母（二）富锗豆芽 植物种子发芽转化法。 通过绿豆或黄豆发芽过程将锗富集，无机锗转化为有机锗。 Ge-132 绿豆或黄豆浸泡培养发芽（三）富锗鸡蛋将GeO2、Ge-132或氨基酸锗氧化物等配成水溶液添加入蛋鸡饲料中。鸡吸收饲料中锗，经代谢后富集部分锗于鸡蛋中。五、富锗基料在功能食品中的应用（一）富锗黑米挂面（二）富锗冰淇淋（三）有机锗保健饮品1 有机锗口服液有机锗口服液也称为浓缩型有机锗饮料，主要原料有：有机锗、纯蒸馏水、维生素C、-胡萝 卜素，天然甜叶菊苷、微量元素，是一种滋补品,具有治疗和保健作用，特别适合中老年人饮用