功能性食品第二章活性多糖

功能性食品第二章活性多糖第一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第一节膳食纤维第二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五一、膳食纤维的定义与分类（一）膳食纤维的定义“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。第三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五

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。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第四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）膳食纤维的分类溶解性：不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维。来源：植物来源、动物来源、海藻多糖类、微生物多糖类和合成类。营养学会：总的膳食纤维、可溶膳食纤维和水溶膳食纤维、非淀粉多糖第五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五二、膳食纤维的化学组成与物化性质（一）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)。第六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五(二)膳食纤维的物化特性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.溶解性与粘性第七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三、膳食纤维的生理功能（一）调整肠胃功能(整肠作用）1.防止便秘2.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻4.避免阑尾炎的发生第八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）调节血糖值（三）调节血脂（四）控制肥胖（五）消除外源有害物质第九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五可溶性和不溶性膳食纤维在生理作用方面的差别生理作用不溶性膳食纤维可溶性膳食纤维咀嚼时间延长缩短胃内滞留时间略有延长延长对肠内pH值的变化无降低与胆汁酸的结合结合不结合

可发酵性极弱较高

肠粘性物质偶有增加增加

大便量增加关系不大

血清胆固醇不变下降

食后血糖值不变抑制上升

对大肠癌有预防作用不明显第十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五四、膳食纤维的缺点1.束缚Ca2+和一些微量元素2.束缚人体对维生素的吸收和利用3.引起不良生理反应第十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五五、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。美国能量委员会推荐的总膳食纤维中，不溶性膳食纤维占70%～75%，可溶性膳食纤维占25%～30%。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。中等能量摄人的(10MJ)为30g/d，高能量摄入的(12MJ)为35g/d。第十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五六、膳食纤维的加工（一）小麦纤维加工方法：原料预处理→浸泡漂洗→脱水干燥→粉碎→过筛→灭菌→包装→成品。产品为粒状化学成分：果胶类物质4%、半纤维素35%、纤维素18%、木质素13%、蛋白质≤8%、脂肪≤5%、矿物质≤2%和植酸≤0.5%，膳食纤维总量在80%以上。性质：这种产品对20℃水的膨胀力为4.7mL／g并保持17h不变。该产品颗粒适宜，可直接食用也可与酸奶、面包等一起食用；若要加工成食品添加剂，只需再经粉碎过筛即可。第十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）大豆纤维1.大豆皮膳食纤维工艺流程：大豆皮→粉碎→筛选→调浆→软化→过滤→漂白→离心→干燥→粉碎→成品2.多功能纤维（MFA）工艺流程：豆渣→湿热处理→脱腥→干燥→粉碎→筛选→成品化学成分：68%总膳食纤维，20％植物蛋白性质：持水性高SoyaDietaryFibre第十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（三）甜菜纤维（四）玉米纤维（五）新型纤维1.壳聚糖：以甲壳类物质为原料，脱险Ca、P、蛋白质、色素等制备成甲壳素(Chitin)，进一步脱去分子中的乙酰基而获得的一种天然高分子化合物2.菊粉生产工艺流程：菊芋块茎→清洗→切片→沸水提取→过滤→石灰乳除杂→阴离子交换树脂脱色→阳离子交换树脂脱盐→真空浓缩→喷雾干燥→菊粉成品第十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五七、膳食纤维的应用1.焙烤食品2.在果酱、果冻食品3.制粉业4.在制糖业中5.馅料、汤料食品6.油炸食品7.饮料制品8.其他食品DietaryFiberTabletFIBE-MINI第十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第二节真菌多糖第十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的、可以控制细胞分裂分化，调节细胞生长衰老的一类活性多糖。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黑木耳多糖。CordycepsSinensis

第十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五物理性质与功效的关系（一）溶解度与功效的关系多糖溶于水是其发挥生物学活性的首要条件（二）分子量与功效的关系真菌多糖的抗肿瘤活性与分子量大小有关，分子量大于16kD时才有抗肿瘤活性（三）粘度与功效的关系多糖的粘度主要是由于多糖分子间的氢键相互作用产生，还受多糖分子质量大小的影响，它不仅在一定程度上与其溶解度呈正相关，还是临床上药效发挥的关键控制因素之一，如果粘度过高，则不利于多糖药物的扩散与吸收

第十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第二十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五二、生理功能（一）真菌多糖的免疫调节功能（二）抗肿瘤的功能（三）真菌多糖的抗突变作用（四）降血压、降血脂、降血糖的功能（五）真菌多糖的抗病毒作用（六）真菌多糖的抗氧化作用（七）抗辐射、抗溃疡和抗衰老等功能第二十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三、加工（一）香菇多糖1.提取法（1）工艺流程鲜香菇→捣碎→浸渍→过滤→浓缩→乙醇沉淀→乙醇、乙醚洗涤→干燥→成品。2.深层发酵法（1）工艺流程菌种→斜面培养→一级种子培养→二级种子培养→深层发酵→发酵液第二十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五栽培:周期长深层液体发酵:在极短的时间内获得菌丝、微生物蛋白、多糖类物质第二十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五发酵虫草菌粉

第二十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第三章功能性甜味剂第二十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第一节功能性单糖第二十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五一、功能性单糖的物化性质与甜味特性（一）果糖的物化特性与甜味特性1.物化特性无色针状或三棱形结晶结晶，在pH3.3时最稳定，其热稳定性较蔗糖和葡萄糖低；具有还原性，能与可溶性氨基化合物发生美拉德褐变；，可被酵母发酵利用故可用于焙烤食品中。不是口腔微生物的合适底物，不易造成龋齿。净能量值为15.5kJ／g第二十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五2.甜味特性甜度一般为蔗糖的1.2～1.8倍第二十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）果葡糖浆的物化性质与甜味特性根据固形物果糖含量有三个品种：F42糖浆，含果糖42%；F55糖浆，含果糖55%；F90糖浆，含果糖90%，是第三代产品，又叫高纯糖浆各种果葡糖浆的化学成分成分42%果葡糖浆55%果葡糖浆90%果葡糖浆果糖/%425590葡萄糖/%52409多糖/%641固形物/%717780相对于蔗糖的甜度1-11.2+第二十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五结晶果糖与果葡糖浆的比较特性结晶果糖42%果葡糖浆55%果葡糖浆90%果葡糖浆物理状态结晶体液体液体液体化学组成己酮糖，纯单糖葡萄糖、果糖、麦芽糖、异构麦芽糖和更高级糖类混合物葡萄糖、果糖和更高级糖类混合物葡萄糖、果糖和更高级糖类混合物果糖含量/%99.629.842.469.3水分含量/%0.2292323相对于蔗糖的甜度1.3～1.80.90～0.950.95～11～1.3贮藏运输容器袋装圆桶罐圆桶罐、箱式罐圆桶罐、箱式罐最适合使用的典型食品营养食品和低能量食品，要求特别甜的干混合物色拉调味料、焙烤食品、果酱和果冻软饮料、水果罐头软饮料、液体营养食品第三十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五二、功能性单糖的生理代谢性质（一）果糖的生理代谢性质血糖指数表食物名称葡萄糖蔗糖果糖麦芽糖苹果葡萄白面包血糖指数10059±1020±5105±1239±364±1169±5第三十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）L-糖生理代谢性质1.不提供能量；2.与D-糖的口感一样；3.口腔微生物不能发酵L—糖，因此它不会引起牙齿龋变反应；4.对通常由细菌引起的腐败具有免疫力；5.作为D-糖的替代品，不需另外添加填充剂；6.在水溶液中稳定；7.在需经热处理的食品加工中稳定；8.可用在焙烤食品中，能发生美拉德褐变反应；9.适合于糖尿病人或其他糖代谢紊乱病人食用。第三十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三、功能性单糖的加工

（一）果葡糖浆的加工第三十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）结晶果糖的加工第三十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（三）L-糖加工第三十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第二节功能性低聚糖第三十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五低聚糖（Oligosaccharide）或寡糖，由2～10个分子单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖。直接低聚糖或普通低聚糖:β-1，4葡萄糖苷键等连接双歧增殖因子:α-1，6葡萄糖苷键连接日本低聚糖消费量增长情况第三十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五一、低聚糖的生理功能（一）直接生理功能1.低热量，难消化。2.有水溶性膳食纤维作用3.低龋齿性糖类4.肠道中有益菌群双歧杆菌增殖第三十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）间接生理功能1.抑制病原菌2.抑制有毒物代谢和有害酶的产生3.防止腹泻4.防止便秘5.降低血清胆固醇6.保护肝功能7.降低血压的作用8.提高机体免疫力，抗肿瘤9.营养素吸收促进作用，产生营养素

10.血糖值的改善作用第三十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五二、功能性低聚糖的摄入剂量和副作用低聚果糖3.0g低聚半乳糖2.0～2.5g大豆低聚糖2.0g低聚木糖0.7g。第四十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三、功能性低聚糖的种类、性质及其应用第四十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三、功能性低聚糖的种类、性质及其应用（一）低聚异麦芽糖葡萄糖之间至少有一个以α-1,6糖苷键结合而成的单糖数在2～5不等的一类低聚糖，商品低聚异麦芽糖主要由异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖和四糖组成第四十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（二）低聚半乳糖低聚半乳糖是在乳糖分子上通过β-1，6糖苷键结合1～4个半乳糖的杂低聚糖，其产品中含有半乳糖基乳糖、半乳糖基葡萄糖、半乳糖基半乳糖等，属于葡萄糖和半乳糖组成的杂低聚糖。

第四十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（三）低聚果糖蔗糖分子上以β-1,2糖苷键与1～3个果糖结合而成的低聚糖，主要由蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖组成的混合物

第四十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五(四)乳酮糖半乳糖与果糖通过β-1，4糖苷键结合的双糖第四十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（五）低聚乳果糖第四十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五(六)棉子糖广泛存在于甜菜、棉籽中，是由α-Ｄ(+)-吡喃半乳糖（1→6）、α-Ｄ(+)-吡喃葡萄糖（1→2）、β-Ｄ(-)—呋喃果糖构成的三糖第四十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（七）水苏糖“超强双歧因子”

第四十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五(八)大豆低聚糖由水苏糖、棉子糖和蔗糖组成的混合物，占大豆总固形物的7%～10%第四十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（九）低聚龙胆糖龙胆二糖、龙胆三糖、龙胆四糖的杂低聚糖，在低聚龙胆糖结构中连接单个葡萄糖的键是β-(1→6)糖苷键（十）低聚木糖由2～7个木糖以β-(1→4)糖苷键结合而构成的低聚糖，其中以二糖和三糖为主（十一）帕拉金糖异麦芽酮糖，是葡萄糖与果糖以α-1,6糖苷键结合的双糖第五十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（十二）海藻糖2分子葡萄糖C1，C1结合的非还原性二糖海藻糖在食品和药品中可以非常有效地保护生物膜和生物大分子，从而避免细胞受到干燥、冷冻和渗透压巨变造成的伤害。最新研究还发现，海藻糖可以有效保护DNA免受由放射线引起的损伤。第五十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（十三）麦芽低聚糖（十四）偶联糖（十五）低聚壳聚糖第五十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五四、加工1.加工方法（1）从天然原料中提取（2）化学合成法（3）酶学方法①转移糖苷合成法②可逆水解合成法③酶水解法第五十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五2.加工工艺（1）低聚异麦芽糖淀粉→调浆→淀粉乳（浓度30%，pH6）→喷射液化（α-淀粉酶）→糖化（α-葡萄糖苷酶，pH5～6，55～60℃）→灭酶→过滤（硅藻土）→脱色（活性炭）→脱盐（离子交换树脂）→真空浓缩→IMO-500（糖浆）→柱分离→IMO-900（糖浆）→喷雾干燥→IMO-900P（糖粉）第五十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（2）低聚半乳糖乳糖溶液(40%)→转移反应(β-半乳糖苷酶，pH5，50℃，24h)→脱盐（离子交换树脂）→色谱分离→脱色（活性炭）→真空浓缩→产品（3）低聚果糖①菊芋→菊粉→菊粉酶水解→过滤（硅藻土）→脱色→脱盐→真空浓缩→产品②蔗糖(50%～60%)固定化酶柱或固定化床生物反应器(24h，50～60℃)→糖液→脱色（活性炭）→脱盐（离子交换树脂）→真空浓缩→产品第五十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五（三）大豆低聚糖乳清→加热（到70℃）→过滤→脱盐（离子交换树脂或电渗析）→脱色（活性炭）→浓缩（反渗透至糖浆12%，真空浓缩）→净化（膜分离）→产品第五十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第五章调节血糖的功能性食品第五十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五一分类糖尿病是由于体内胰岛素不足而引起的以糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱为特征的常见慢性病。1.Ⅰ型糖尿病:胰岛素依赖型糖尿病（IDDM）2.Ⅱ型糖尿病:非胰岛素依赖型糖尿病（NIDDM）人體消化血糖需要胰島素、胰島素受體、GTF（耐糖因子），三者缺一不可。缺胰島素會型成第一型糖尿病，缺GTF會型成第二型糖尿病。第五十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期五二糖尿病的起因1.遗传因素2.自身免疫因素3.病毒感染因素4.β-细胞功能与胰岛素释放异常5.胰岛素受体异常、受体抗体与胰岛素相抵抗6.神经因素7.胰岛素拮抗激素的存在第五十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期五三糖尿病的发病机理(一)非胰岛素依赖型糖尿病的发病机理（1）胰岛素受体或受体后缺陷（2）在胰岛素相对不足与拮抗激素增多条件下，肝糖原沉积减少，分解与糖异生作用增多，肝糖输出量增多。（3）由于胰岛β-细胞缺陷、胰岛素分泌迟钝、第一高峰消失或胰岛素分泌异常等原因，导致胰岛素分泌不足引起高血糖。第六十页，共七十四页，编辑于2023年，星期五Thehumoralsideofinsulinresistance第六十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期五第六十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期五(二)胰岛素依赖型糖尿病的发病机理病毒感染等因素扰乱了体内抗原，使患者体内的T、B淋巴细胞致敏。由于机体自身存在免疫调控失常，导致了淋巴细胞亚群失衡，B淋巴细胞产生自身抗体，K细胞活性增强，胰岛β-细胞受抑制或被破坏，导致胰岛素分泌的减少，从而产生疾病。第六十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期五TypeIDiabetesMellitusPathway第六十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期五四糖尿病与高血脂症的关系糖尿病患者血脂异常的特点是：1.甘油三酯升高（有30%~40%的病人甘油三酯水平＞2.25mmol/L）;2.餐后血脂水平高于普通人群；3.高密度脂蛋白胆固醇下降，可防止血管硬化；4.致病性很强的LDL由于糖化和氧化，消除减慢，因此，其对糖尿病大血管病变的危害性最大。第六十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期五五、糖尿病的表现1.多食2.多尿3.多饮4.体重减少第六十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期五六、患者专用功能性食品的开发原理糖尿病患者的营养特点是：总能量控制在仅能维持标准的体重水平；有一定数量的优质蛋白质与碳水化合物；低脂肪；高纤维；杜绝能引起血糖波动的低分子糖类（包括蔗糖与葡萄糖等）。足够的维生素、微量元素与活性物质。第六十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期五在开发糖尿病专用功能性食品时，有关能量、碳水化合物、蛋白质、脂肪等营养素的搭配原则是：1.能量：以维持正常体重为宜；2.碳水化合物：占总能量的55%~60%；3.蛋白质：与正常人一样按0.8g/kg体重供给，老年人适当增加。减少蛋白质摄入量，可能会延缓糖尿病、肾病的发生与发展；4.脂肪：占总能量的30%或低于30%。减少饱和脂肪酸，增加多不饱和脂肪酸，以减少心血管并发症的发生。5.胆固醇：控制在300mg/d以内，以减少心血管病并发症的发生；6.钠：不超过3g/d，以防止高血压。第六