第四章食品原料中的抗营养成分一、植酸和草酸二、多酚类化合物三、消化酶抑制剂食品原料营养---------取决于可食部分营养组成n动植物积累营养成分是为了自身生长 繁殖和发育的需要n植物为避免有害微生物和动物损害形成防护系统 形态学保护机制 长 棘 刺 硬壳化学保护机制 分泌异气 产生有害成分 如皂素 糖苷 生物碱等作物在种子或可食部位积累一些蛋白质,对人是有害的,不可利用和消化的如:核糖体失活蛋白(RIP),抗真菌蛋白 蛋白酶抑制剂 淀粉酶抑制剂 糖结合蛋白等n在常规食品中存在较多时影响食品中有效成分的吸收利用一、植酸n主要存在于:植物的籽 根 干和茎;以豆科植物的籽谷物的麸皮和胚芽中含量最高n抗营养性体现:与金属离子形成复合物,影响有益矿物元素的吸收和利用第一节植酸和草酸如:食品中的和胰液 胆汁等脏器向小肠分泌的锌 铜等矿物元素;与内源性蛋白质酶 淀粉酶 脂肪酶等络合降低酶活性,导致蛋白质消化和利用率降低与金属形成的复合物稳定性影响因素:¤食物原料的酸碱性pH=7.4稳定性顺序为:Cu2+ >Zn2+ > Co2+ > Mn2+ > Fe3+ > Ca2+ ¤矿物元素本身的性质n吸收矿物元素的部位:十二指肠和空肠的上半部,pH=6,而在Ph=3-9大多数三元复合物(如锌-钙-植酸)溶解度非常小,多数以沉淀析出n动物实验表明:添加植酸酶可明显提高蛋白质和氨基酸在猪小肠和大肠中的消化率动物饲料中添加植酸酶可提高蛋白质和矿物元素利用率二、草酸(乙二酸)广泛存在于植物性食品原料中1、草酸的有害性n食用过多含草酸的食品(原料)造成尿路结石草酸+钙 草酸钙的过饱和 结晶核形成 结晶增长 结晶凝集 结石形成附着于肾小管管腔上皮 抑制因子:枸橼酸 镁和高分子抑制物质 日常饮食含草酸多的食物(原料):菠菜 巧克力 花生 竹笋 茶等草酸摄入量影响因素:肠道内草酸分解菌量(抗生素可使之减少) ;摄入钙和脂肪量预防因草酸过多引起结石的方法:¤多饮水和均衡饮食 1L风险高,2L以上小¤限制过度食用动物蛋白 含硫氨基酸抑制肾小管钙的重吸收,导致尿钙增加,易于形成结石¤多摄入含钙食物钙与草酸形成草酸钙沉淀排出体外 推荐食物:乳制品 豆腐 小鱼等¤限制含草酸食物的摄入¤含草酸多食物用水煮(草酸可溶性)可将其去除n使必需矿物元素的生物有效性降低第二节食品原料中的多酚类化合物一、分类(根据结构和生物合成途径)黄烷醇类花色苷类 黄酮类 酚酸类及其他氰苷:豆类(四季豆 豇豆)核果和果仁中水解产生氰氢酸,与细胞色素氧化酶中的铁结合使机体缺氧窒息,烧煮加热时应敞口,使氰氢酸挥发甲状腺素:可致甲状腺代偿性肿大皂苷类: 土豆 茄子中.土豆发芽时芽眼附近及发绿的表皮茄苷剧增,引起中毒,加热祛除,去掉芽眼分类糖苷名称配基存在食品（原料）黄烷酮橙皮苷 柚皮苷 新橙皮苷橙皮素 柚皮素温州蜜橘 葡萄柚 夏橙 柑橘类 枳壳 臭橙 夏橙黄酮芹菜苷芹菜素荷兰芹 芹菜黄酮醇芸香苷（芦丁 ） 栎皮苷（槲皮 苷） 异栎苷槲皮素 槲皮素 槲皮素葱头（洋葱） 茶叶 荞麦 茶 茶 玉米黄酮醇杨梅苷 紫云英苷杨梅黄酮 茨非醇野生桃 草莓 杨梅 蕨菜异黄酮黄豆苷异黄醇大豆食品（原料）中的主要黄酮类物质n存在特点:分布广 含量差异大 种类多例 如:单宁(单宁酸 倍单宁酸 鞣酸)—特殊酚类化合物食品原料中单宁分两类:缩合单宁 水解单宁(倍单宁和鞣花单宁)n稳定性与其结构关系密切¤ 分子中羟基数目增加,稳定性降低¤ 甲基化及糖基化程度提高,稳定性增加¤ pH愈大温度越高和氧浓度越大,越容易破坏二、抗营养性及有害性n对必需金属元素的络合作用n对蛋白质和酶的络合沉淀作用多酚对酶的络合沉淀作用是酶活性分析前必须先考虑的问题PVP(聚乙烯吡咯烷酮) 硼酸buffer 过量的还原剂 Tween 80 单宁与protein starch 消化酶形成复合物降低了食品的营养性的机理:n明显抑制消化酶如果胶酶 淀粉酶 脂酶 蛋白水解酶 β-糖苷酶及纤维素酶活性n在消化道内单宁与糖 蛋白质 脂肪等生物大分子形成复合物,降低了它们的消化吸收槟榔(含单宁11-26%)—食道癌—远东地区高粱---食道癌(加勒比海诸岛)过量饮茶---胃癌n多酚类具有抗癌 防止心血管疾病,抗氧化及清除自由基的作用抗氧化机理:n具有转移氢原子的能力,作为键断裂抗氧化剂n能络合过渡金属离子而抑制自由基的形成第三节消化酶抑制剂主要是:蛋白酶抑制剂(PI):胰蛋白酶抑制剂(LTI) 胰凝乳蛋白酶抑制剂α-淀粉酶抑制剂一、PI分类Kunitz型:与胰蛋白有专一结合位点 ,分子量较大,热稳定性差Bowman-Birk型:能同时抑制两个ser蛋白酶 胰蛋白酶 和胰凝乳蛋白酶活性,分子量较小,热稳定性强二、组成上的相似性:Cys含量特高,其次是 Asp Arg Lys Glu Cys含量高有利于形成分子内二硫键,具有高度的耐热耐酸性二、消化酶抑制剂作用机理根据蛋白酶抑制剂与其靶酶作用方式为互补型 抑制剂占据靶酶的识别位点与结合部位,并与酶活性基团形成氢键而封闭靶酶活性中心(LTI)n相伴型抑制剂分子不占据靶酶的识别位点,而是与酶分子并列相伴,并在与酶活性基团形成氢键的同时封锁酶与底物的结合部位(如:凝血酶抑制剂水蛭素)n覆盖型 抑制剂以类似线性分子的形式覆盖到靶酶活性中心附近的区域上,从而阻止了活性中心与底物接触(如:木瓜蛋白酶抑制剂)三、影响PI的因素及毒性的去除影响PI活性的因素:纯度 如纯化的宽叶菜豆蛋白酶抑制(KSTI)360min加热,活性仍保留70%,提取物60min 活性大部分丧失pH范围 酸性条件下稳定性高于碱性条件,中性条件下稳定热处理温度和时间 高时间长活性损失大压力 中性条件下 高压使活性很快失去 去除毒性的方法:加热PI的负面报道多,近年来发现正面作用nPI对病毒的复制有强而持久的抑制作用n对生物天然抵抗防御机制的形成起重要作用如:从人尿中提取的UTI对急性胰腺炎 肺气肿 出血性和败血性休克有独特疗效植物来源的PI具有抗某些病虫害的天然防御功能。