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1、功能性食品资源,第一章 功能因子,功能因子：是功能性食品中起生理作用的成分，又称生理活性成分或有效成分,功效成分的分类,第一节 功能性碳水化合物,定义：在增强机体免疫力、降低血脂、调解肠道菌群等方面具有生理功效的碳水化合物。,5,分类 ：根据糖类能否水解及水解产物分类： 1： 单糖：不能再被水解的多羟基醛、酮，是糖类的基本单位。如:核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖 2：低聚糖（寡糖)：由2-10个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。以双糖存在最为广泛，蔗糖、麦芽糖和乳糖是其重要代表 3：多糖：由10个以上单糖分子缩合而成。如淀粉、糖原、纤维素。 4：复合糖：与非糖物质结合的糖，如糖蛋白、糖脂
2、。,一、活性多糖,活性多糖（active polysaccharide）：具有免疫调节活性、抗肿瘤活性等特殊生理功能的多糖。,（一）真菌多糖,1. 定义：从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出来的，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，具有增强免疫力、抗肿瘤活性的特性。,2. 种类：香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、银耳多糖、虫草多糖、茯苓多糖、金针菇多糖、木耳多糖等。,香菇多糖,定义： 从香菇(Lentinus edodes)子实体或菌丝中分离的一种多糖，以-1,3葡聚糖为主，有免疫激活和抗肿瘤活性 。,日本学者千原，1969年，第一次报道了香菇子实体中分离的6种胞外多糖中有2种
3、具有明显抗肿瘤活性。经热水提取的香菇多糖可调节人休内有免疫功能的T细胞活性，可降低甲基胆蒽诱发肿瘤的能力。香菇对癌细胞有强烈的抑制作用，对小白鼠肉瘤S-180的抑制率为97.5%，对艾氏癌的抑制率为80%。,日本学者在1969年报道的2种具有明显抗肿瘤活性的香菇多糖结构：主链由-1,3糖苷键连接的D-葡聚糖。主链、上约有23%葡萄糖残基在C6分支点连有侧链。,9,判断糖的构型原则,在直链中以C5的羟基为判断标准。在环状结构中， C5的羟基参与成环，此时以C5上的羟甲基为判断标准：若其在环上则为D-构型，在环下的为L-构型。,判断-或-构型的原则,D-构型糖中，半缩醛羟基在环上的为-型，半缩醛羟
4、基在环下的为-型。,10,-D-(+)-吡喃葡萄糖 -D-(+)-吡喃葡萄糖,虫草多糖,定义： 由甘露糖、虫草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、葡萄糖、岩藻糖组成的多聚糖。, 来源：从天然虫草子实体中提取；从人工培养虫草子实体中提取；从发酵培养的菌丝体和发酵液中提取。, 活化巨噬细胞刺激抗体产生，提高人体免疫能力，改善呼吸系统，抑制肿 瘤生长，并具有抗肿瘤、抗辐射、降血糖和血浆脂蛋白，还能抗心律失常，抗心肌缺血，扩张外周血管，降 压，降血脂，抑制血小板聚集。, 药理学现代研究结果中，青海冬虫夏草含有虫草酸约7%（虫草酸是一种D-甘露醇），糖类28.9%，脂肪约8.4%，蛋白质约25%。,冬虫
5、夏草,冬虫夏草是一种真菌，是一种特殊的虫和真菌共生的生物体。是冬虫夏草真菌的菌丝体通过各种方式感染蝙蝠蛾（鳞翅目蝙蝠蛾科蝙蝠蛾属昆虫）的幼虫，以其体内的有机物质作为营养能量来源进行寄生生活，经过不断生长发育和分化后，最终菌丝体扭结并形成子座伸出寄主外壳，从而形成的一种特殊的虫菌共生的生物体。入药部位为菌核和子座的复合体,冬虫夏草生长周期冬虫夏草生长的寄主昆虫蝙蝠蛾的一生需要经过虫卵期（约4572天）、幼虫期（约680940天）、蛹期（约4258天）、蝙蝠蛾成虫期（约312天），也就是说虫草蝙蝠蛾一生需要2至3年的生长周期。 冬虫夏草生长环境虫草是一种昆虫与真菌的结合体。虫是虫草蝙蝠蛾的幼虫，菌
6、是虫草真菌，每当盛夏，海拔3800米以上的雪山草甸上，冰雪消融，体小身花的蝙蝠蛾便将千千万万个虫卵留在花叶上。继而蛾卵变成小虫，钻进潮湿疏松的土壤里，吸收植物根茎的营养，逐渐将身体养得洁白肥胖。这时，球形的子囊孢子遇到虫草蝙幅蛾幼虫，便钻进虫体内部，吸引其营养，萌发菌丝。当虫草蝙蝠蛾的幼虫食到有虫草真菌的叶子时也会成为虫草。受真菌感染的幼虫，逐渐蠕动到距地表二至三厘米的地方，头上尾下而死。这就是“冬虫”。幼虫虽死，体内的真菌却日渐生长，直至充满整个虫体。来年春末夏初，虫子的头部长出一根紫红色的小草， 高约二至五厘米，顶端有菠萝状的囊壳， 这就是“夏草”。虫草这时发育得最饱满，体内有效成份最高，
7、是采集的最好季节。,灵芝多糖,定义： 目前已分离到的有200多种，其中大部分为葡聚糖，少数为葡聚糖，多糖链由三股单糖链构成，是一种螺旋状立体构形物，其立体构形和DNA、RNA相似，螺旋层之间主要以氢键固定，分子量从数百到数十万，除一小部分小分子多糖外，大多不溶于高浓度酒精，在热水中溶解，大多存在于灵芝细胞内壁。, 能提高机体免疫力，提高机体耐缺氧能力，消除自由基，抑制肿瘤、抗辐射，提高肝脏、骨髓、血液合成DNA、RNA、蛋白质能力，延长寿命，灵芝多糖还具有刺激宿主非特异性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性。,茯苓多糖,定义： 从多孔菌科真菌茯苓菌核中提取的有效成分。具有免疫增强活
8、性，可用于抗病毒、抗肿瘤，减轻放、化疗副作用，以及治疗慢性肝炎、延缓衰老等。,重达120斤的“茯苓王”,云芝多糖,定义：云芝子实体提取物中的有效成分，云芝多糖是云芝提取物中的主要活性成份,多糖它是含有糖苷键的葡聚糖，并测出主要是是-1，3和-1，6糖苷键。并含有少量-1,4糖苷键。,云芝多糖的功能,1.提高机体免疫功能：云芝菌体多糖对小鼠腹腔巨噬细胞可加强其吞噬作用。云芝多糖(PSK)对用60Co 200全身一次照射，造成小鼠免疫功能低下，具有一定的治疗作用。能明显增加被照射小鼠血清溶菌酶含量和脾指数，认为对巨噬细胞的非特异性免疫功能具有促进作用。 2.抗肿瘤作用：云芝多糖(PSK)对肉瘤S1
9、80、白血病L1210和腺AI755均有抑制作用。 3.抗动脉粥样硬化作用：实验证明云芝多糖(PSK)能有效地抑制动脉粥样硬化斑块的形成和发展。 4.对中枢神经系统的作用：云芝多糖(PSK)能改善小鼠和大鼠学习记忆功能，对东莨菪碱所致大鼠学习记忆障碍，有明显的改善作用。,真菌多糖的生理活性,A. 免疫调节功能,B. 抗肿瘤,C. 抗突变作用,D. 降血压、降血脂、降血糖,E. 抗病毒作用,激活T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞、刺激抗体产生。,对癌细胞有很强的抑制作用,虫草多糖心律失常 灵芝多糖心血管系统调节,爱滋病毒（HIV）、单纯疱疹病毒（HSV-1，HSV-2）、巨
10、细胞病毒（CMV）、流感病毒等。,F. 抗氧化,清除自由基、提高抗氧化酶活性抑制脂质过氧化的活性、可起到保护生物膜和延缓衰老。,双芝元片,奥雪虫草,二、膳食纤维,膳食纤维（Dietary fiber，DF）：是指人体消化酶不能消化、不被小肠吸收、在大肠内能部分或全部发酵的植物性成分、糖水化合物及其类似物。,分类： 可溶性膳食纤维（SDF, soluble dietary fiber） 不可溶性膳食纤维（IDF, insoluble dietary fiber）,（一）定义,膳食纤维,（二）膳食纤维的化学组成,1. 纤维素,主要食品配料：微晶纤维素(MCC)、羧甲基纤维素(CMC),纤维素是自然
11、界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。纤维素的分子式（C6H10O5）n，由D-葡萄糖以-1，4糖苷键连接而成的大分子直链线性多糖，分子量500002500000，相当于30015000个葡萄糖基。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。,纤维素作为植物的骨架。,-1,4-糖苷键,人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解，从而得以吸收利用。食物纤维素是一种不被消化吸收的物质，过去认为是“废物”，现
12、在认为它在保障人类健康，延长生命方面有着重要作用。因此，称它为第七种营养素。,2. 半纤维素,几种不同类型的单糖构成的异质多聚体 ，主链为木糖、半乳糖或甘露糖，支链上带有阿拉伯糖或半乳糖。初生壁的主要结构,半纤维素的应用之一,半纤维素糖类发酵酒精是利用生物技术，由可再生的植物纤维原料制取酒精，一直是国际关注的研究热点. 本项目以玉米棒芯为原料，经稀酸水解将半纤维转化为戊糖，进一步发酵为酒精。其总体水平为中国首创，国际先进。此项技术的中试成功将对中国酒精工业的发展起到积极的推动作用，对于解决人类将面临的能源危机、粮食紧缺及环境污染等问题均具有重大的意义。,3. 果胶及果胶类物质,主链由半乳糖醛酸
13、以（14）糖苷键连接而成的聚合物，部分半乳糖醛酸羧基被甲酯化，主链上还有少量（12）鼠李糖。甲氧基含量超过7%的为高甲氧基果胶；低于7%的为低甲氧基果胶，低甲氧基果胶凝胶时需要Ca2+。天然果胶含有阿拉伯聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、鼠李聚糖等。溶于水形成凝胶，对维持膳食纤维的结构有重要作用。,SWANSON苹果果胶胶囊,日本农业研究机构不久前宣布，过敏者在一定时期内摄取定量的苹果果胶，可使血液内导致过敏的组胺浓度下降，从而预防过敏症的发生。在实验中，研究人员让14名经常过敏的人每天吃8克苹果果胶，3周后的血液检查结果显示，与吃果胶前相比，患者体内导致过敏的组胺浓度下降了24%。,保健功能：
14、 1.预防过敏症； 2.降低血浆胆固醇； 3.改善血糖反应； 4.改善肠胃功能； 5.预防肥胖或减肥; 6.排除体内毒素； 7.提高多种维生素和矿物质的生物利用度； 8.抑制癌细胞扩散或肿瘤的形成。,4. 木质素,松柏醇、芥子醇、和对羟基肉桂醇组成，非多糖，细胞壁的结构成分之一，复杂的三维结构，人和动物都不能消化木质素。,5. 抗性淀粉 (resistant starch, RS), 抗酶解淀粉,健康人体小肠内剩余的不被消化吸收的淀粉及其降解物的总称。,1 RS1(因种子结构的物理包裹而不能消化的淀粉)。,分类：,2 RS2(某些生淀粉颗粒)。,3 RS3(高度凝沉淀粉)。,4 RS4(某些化
15、学改性淀粉)。,6.壳聚糖 (Chitosan),甲壳素脱除乙酰基后的产物，即由N-氨基葡萄糖单体通过（14）糖苷键连接而成的直链线性多糖，是常见的粘多糖。, 壳聚糖难被人体胃肠消化吸收，当人把它们摄入体内后，它们可与相当于自身质量许多倍的甘油三酯、脂肪酸、胆汁酸和胆固醇等脂类化合物生成络合物，该络合物不被胃酸水解，不被消化系统吸收；还具有非常爽口的甜味和调解血压、消除脂肪肝、降低胆固醇和增强免疫力的功能，而且还具有提高食品的保水性及水分调节作用，可作为糖尿病和肥胖病的保健食品添加剂。,（三）膳食纤维的物化特性,1. 高持水力, 自身体重的1.5-25倍, 水溶性膳食纤维非水溶性膳食纤维,调节
16、肠道功能，有利于增加粪便的含水量及体积，促进粪便的排泄,2. 吸附作用,吸附、螯合胆固醇、胆汁酸、肠道内有毒物质（内源性毒素）、有毒化学药品（外源性毒素）,3. 阳离子交换作用,羧基、羟基、氨基等侧链，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交换。,4. 无能量填充剂,本身体积较大，缚水后体积更大，肠道内起填充剂的容积作用，易引起饱腹感。,5. 发酵作用,被大肠内微生物发酵降解，产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸，降低大肠pH值，调节肠道菌群，诱导产生有益菌，抑制有害菌。,1. 调节血糖水平,(1) 膳食纤维在胃肠内吸水以后,使胃、肠扩张,产生饱腹感,使胃排空时间滞后，减少进食量,将有助于控制血糖； (2) 膳食纤维进入机体后吸水膨胀形成凝胶系统,增加食物粘滞性,会吸附其他可消化营养物质从而限制其向胃肠道粘膜表面弥散并削弱或抑制胃肠道内消化酶与食物接触；在消化层形成不动水层,阻止葡萄糖扩散，延缓或阻碍葡萄糖在肠道吸收。这样,血液中糖分只能缓慢增加。,
