农副产品综合利用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 农副产品综合利用化学基础,农副产品综合利用,1,学习目标和要求,重点掌握农副产品中与综合利用技术相关的碳水化合物、蛋白质、脂类、植酸和黄酮等化合物的种类、组成、结构和功能，初步了解不同化合物的分离与制备技术理论。,2,3,4,5,6,7,8,1.1,碳水化合物,碳水化合物是自然界中存在最多，分布最广的一类重要的有机化合物，存在于各种植物的种子、茎、叶、秆及块根中。是绿色植物光合作用的主要产物，在植物中含量可达到干重的80%，动物中肝糖原、血糖原也属于碳水化合物，占动物干重的2%左右。,9,单糖：不能再被水解为更小,低聚糖：由,210,个单糖通过,多糖：单糖聚合度大于,10,的糖。,1.1.1 碳水化合物的组成和结构,单位的糖。,糖苷键连接的低聚合度糖。,10,1.1.1.1 单糖,单糖中除了己糖中普糖糖和果糖给人提供能量外，戊糖中的木糖及糖醇也是功能性单糖，木糖醇产业化已取得良好的经济效益。,11,1.1.1.2低聚糖,低聚糖：分为普通低聚糖和功能性低聚糖。,功能性低聚糖包括低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚乳果糖、乳酮糖、大豆低聚糖、低聚木糖、低聚龙胆糖等。,低聚糖可作为甜味剂，自然界中只有少数食品中含有天然的功能性低聚糖。,12,低聚糖的功能：,改善人体内微生态环境，调节胃肠功能，防治便秘，增加维生素合成，提高人体免疫功能；,具有水溶性膳食纤维功能，改善血脂代谢，降低胆固醇和甘油三酯含量；,属非胰岛素依赖，不会使血糖升高；,发热量低，减肥；,防止龋齿。,13,根据多糖功能不同，分为结构多糖和功能多糖；,多糖的功能：具有高分子的聚阴离子，能调节体内的阴离子浓度；能与一些物质结合，调节机体免疫功能，防御细菌或病毒的感染；具有抗凝血活性，对抗血栓的形成；能激活脂蛋白酶，调节集体脂类代谢；血管壁上的多糖具有大的粘滞性，可保持或维持管壁坚韧性和通透性。,1.1.1.3 多糖,14,1.1.2 碳水化合物的制备,制备依据：在酸性、碱性或酶的作用下糖苷键,断裂分解。,制备方法：酸法水解,碱法水解,酶水解,15,1.1.2.1,单糖制备,16,17,18,1.1.2.2,低聚糖的制备,三种方法：,从天然原料中提取,用化学合成法制备,酶学方法生产,19,酶法制备低聚糖：,1、转移糖苷合成法：,以核苷二磷酸为底物，ATP水解释放能量，通过专一性较强的糖苷转移酶催化合成。,用此法合成的低聚糖有环糊精、海藻糖、龙胆二糖、帕拉金糖。,20,2、可逆水解合成法,糖苷酶可逆水解反应催化单糖缩合成寡糖,A-B+H,2,O=A-H+B-OH,该方法的特点是受体底物的特异性不高，缺点是合成得率较低，一般需酶浓度高，反应时间长。,用该法合成的低聚糖有低聚甘露糖，低聚半乳糖和低聚异麦芽糖等。,21,3.用聚糖酶降解高分子多糖，生成短链的低聚糖,如：甘露聚糖酶水解甘露聚糖生产低聚甘露糖；,壳聚糖酶水解壳聚糖生产壳低聚糖；,果聚糖酶生产低聚果糖及用木聚糖酶生产低聚木糖。,22,23,24,1.1.2.3 多糖的制备,大多数多糖以氢键、盐键等与其他多糖或物质聚合在一起，因此必须用有效方法破坏多糖链与其他物质的共价结合，方能达到提取多糖的目的。,多糖的提取有水（冷水、热水）提取法、中性盐溶液提取法、碱提取法、水解酶消化提取法、蛋白酶水解法。,25,26,27,28,29,30,1.1.2.4 多糖的分离纯化,多糖与蛋白质结合不是物理或离子结合，而是共价结合。经碱液提取及蛋白酶水解的组织消化液，是组分及性质相近的多糖混合物。,多糖的分离纯化方法：,1.利用溶解度不同分离：多糖具有较强的极性，在水溶液中加入乙醇、丙酮或甲醇等有机溶剂，即可产生沉淀。常用的沉淀剂有：乙醇、钡盐、锌盐、乙酸钾等；方法有乙醇沉淀法和含盐溶液沉淀法。,31,2.利用电离性质不同的分离方法：多糖分子中可电离基团有羟基及硫酸基，其pK不同，数量也存在差别，这些成为分离多糖的依据。常用的方法有季铵盐络合法和电泳分离。,3.其他方法：如离子交换层析法、凝胶过滤法、酶法、超离心法、高效液相色谱法等。,32,1.2 蛋白质,1.2.1 蛋白质的组成和结构（复习）,1.2.2 蛋白质的分离纯化,1.2.2.1 蛋白质分离纯化的一般原则,农副产品综合利用中蛋白质的利用首先要分离纯化，并保持原有的生物活性。,蛋白质的纯化是利用各种蛋白之间的相似性来除去非蛋白质，利用各蛋白质的差异（大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性等）将目的蛋白质从其他蛋白质中纯化出来。,33,常用的分离纯化方法：,盐析、有机溶剂提取、层析和结晶等是利用混合物中几个组分分配率的差别，把它们分配到可用机械方法分离的2个或几个物相中。,电泳、超速离心、超滤等是将混合物置于单一物相中，通过物理立场的作用使各组分分配于不同区域而达到分离目的。,34,35,36,37,38,39,40,1.2.3 肽,41,42,43,44,45,46,1.2.3.1 生物活性肽的概念,组成蛋白质分子的氨基酸数目少于50，相对分子量小于6000u，在构象上较松散、具有某些特殊生理功能和生物活性的肽类，即对生命体的生命活动有裨益或具有生理作用的肽类。,中国多肽产业宣传片,活性多肽,47,1.2.3.2 生物活性肽的种类,按来源：内源性生物活性肽和外源性生物活性肽,按功能：抗菌肽、降压肽、阿片肽、免疫调节肽、抗氧化肽、抗血栓肽、降脂肽、矿物元素吸收促进肽、降胆固醇肽等。,48,49,50,1.抗菌肽：具有光谱抗菌活性，不仅可以抑制多种细菌或真菌，而且可以在不伤及正常细胞的情况下抑制动物体内的肿瘤细胞。,抗菌肽主要分为3种：,某一种或两种氨基酸含量高，如脯氨酸；,含有分子内二硫键，稳定主要的B-折叠结构；,A-螺旋结构，含有两性分子区域。,51,2.神经活性肽,存在于许多食品蛋白质的水解物中，如酪激肽、乳啡肽、内啡肽、脑啡肽等。能调节神经的信息传递。,阿片活性肽是人们研究最早的一类生理活性肽，具有戒毒作用。,3.血管紧张素-I转化酶（ACE）抑制肽,调节机体血压，可从麦胚蛋白、乳蛋白、大豆蛋白、鱼肉蛋白和玉米蛋白中获得。,52,53,54,55,4.免疫活性肽,具有免疫调节作用。,用胰蛋白酶对大豆蛋白酶解，获得六肽，能刺激巨噬细胞和多核白细胞的吞噬作用。,也可从大米、小麦蛋白酶解物中获得。,5.抗氧化肽,蛋白质水解成多肽后，具有抗氧化作用的基团暴露出来，能更好地发挥抗氧化作用。,抗氧化肽有肌肽、谷胱甘肽、大豆蛋白酶解物等。,56,57,58,59,60,61,6.促矿物质吸收肽酪蛋白磷酸钛,（CPPs）,酪蛋白磷酸钛又称矿物质元素结合肽，是牛乳酪蛋白经单酶或复合酶水解，再经分离纯化得到的含有成簇磷酸丝氨酸酰基的天然多肽。,在机体内，可与多种游离矿物质元素如钙、铁、硒等结合，形成可溶性的有机磷酸盐。,磷酸丝氨酸酰基可抵制肠道中蛋白酶的水解作用，因此CPPs在体内仍能保持活性。,62,63,64,65,66,67,68,1.2.3.3 生物活性肽的吸收机制和功能,1.吸收机制,多肽以完整的形式100%被人体吸收和利用；,多肽的吸收不需消耗人体能量；,多肽可在人体中表现出载体和信使作用；,总之，多肽的吸收机制与其他各种物质的吸收机制大不相同，其吸收机制优于一切物质。,69,2.生物学功能,功能性肽：即生物活性肽，参与调节动物的某些生理活动或具有某些特殊作用；,营养肽：不具有特殊生理调节功能，只为蛋白质合成提供氮架的小肽。,多肽功能：营养平衡、抗溃疡、抗风湿、类胰岛素、降血脂、降血粘、降血压、提高免疫力、抗菌、抗病毒、抗衰老等。,70,科学家指出：无论从吸收速度还是生物学功能上，肽都将引发营养品革命，21世纪将是肽的世纪。,71,1.2.3.4 肽的制备方法,三种：,1.从植物、动物或微生物中提取存在于生物体内的各种天然活性肽，即提取法；,2.由游离氨基酸经人工方法化学合成活性肽，即固相、液相合成法；,3.利用消化过程中产生活性多肽或体外水解蛋白质生产活性肽，有微生物发酵法、酶解法、化学水解法。,目前最常用酶解法。,72,73,74,75,1.酶解所用的蛋白酶,来自动物、植物和微生物中提取的天然的或人工合成的蛋白酶。,内切酶：动物蛋白酶（胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶等）、植物蛋白酶（木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等）、微生物蛋白酶（碱性蛋白酶、复合蛋白酶、中性蛋白酶、枯草杆菌酶等）。,外切酶：能够把处于肽链末端的疏水性氨基酸水解出来，降低多肽的苦味。,76,2.酶解作用特点,条件温和、水解效率高、不破坏氨基酸结构、产生有害物质的可能性小、安全性高等优点；,水解产物是小分子肽和氨基酸，易为人体消化吸收，也更适于食品加工领域的应用。,随着固定化酶技术和膜反应器的发展，蛋白酶的成本降低，酶技术应用更广。,77,3.生物活性肽的分离纯化技术,和蛋白质分离纯化技术相同；,主要有：超滤、凝胶过滤层析、凝胶电泳、离子交换树脂、反相高效液相色谱等。,78,1.3 脂类,植物油脂主要贮存于种子中，也有果实、果肉、果皮和种仁中的。在加工过程中得到米糠、饼粕、小麦胚芽等大量的副产品，也含有大量的油脂。,79,1.3.3 农副产品中脂类化合物的组成、结构和功能,动物油脂：包括乳脂、猪脂、牛脂、鱼脂等常见的动物脂肪。,80,81,82,83,84,植物油脂：主要包括大豆油、花生油、棉籽油、菜籽油、可可脂、棕榈油、向日葵油、芝麻油、玉米油、红花油、米糠油、小麦胚芽油、亚麻油、橄榄油、椰子油、桐油等。,85,86,87,88,89,90,91,1.3.4 植物油脂分离技术,传统植物油提取工艺：,压榨法和浸出法,92,1.压榨法：借助机械外力作用，将油脂从油料中挤压出来的提取方法。是目前常用的主要方法。可分为一次压榨和预榨法。,一次压榨又称全压榨，要求压榨过程将榨料中尽可能多的油脂榨出，压榨后饼中残油一般为35%。,预榨仅要求压榨过程将榨料中约70%的油脂榨出，榨饼中残油一般为1518%，预榨饼再进行溶剂浸出提油。,93,螺旋榨油机是利用螺旋轴在榨笼内螺旋推进料坯时，边挤压成饼边挤出油脂的一种连续式榨油设备。分为热榨油和冷榨油。,热榨油是指油料经高温火炒或蒸再进行压榨。它能够提高出油率，气味特香，颜色较深，产量较高，产品中存留的残渣较少，容易保存但容易造成高温氧化，引起蛋白质变性。,冷榨油是指原料不经蒸、炒等高温处理，而是在原料预清理后直接压榨，压榨的出油温度低于70,。低温冷榨可防止油脂高温氧化，避免油中蛋白质产生高温变性，从而使原料风味更完整，营养素保留更全，缺点是出油率低、气温较差，生产成本较高。,94,2.浸出法,是较先进的制油方法，是应用固液萃取原理，选用某种能够溶解油的有机溶剂，经过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油料中油脂被萃取出来的一种方法，多采用预榨饼后浸提。溶剂的选择应使油脂在其中的溶解度很大，而其他非油脂物质溶解度很小，溶剂易气化，易与油脂分离，易回收，安全性和稳定性好，价格低廉等。,我国用的最多的溶剂是六碳烷烃和环烷烃，也用丙烷、丁烷等。,95,浸出法提油具有提油率高，粕中残油率低，劳动强度低、生产效率高，粕中蛋白质变性程度小，质量较好，容易实现大规模生产和生产自动化等优点。,缺点是浸提出来的毛油含非油物质较多，色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易燃易爆，并具有一定毒性，生产的安全性差，还会造成油脂中溶剂的残留。,96,97,98,1.3.4.2 植物油脂提取新技术,1.水代法,水代法即将水加到经预处理后的油料中，利用非油物质对油和水的亲和力不同，以及油、水之间比重的不同将油脂分离出来。,主要用于含油率高的油料作物产油，如芝麻、花生、向日葵等。,水代法提油的优点是：提取的油脂品质好，尤其是以芝麻为原料的小磨香油；提取工艺和设备简单，能源消耗少；以水为溶剂，无燃爆危险，不污染环境，可同事分离油和蛋白质。,缺点是出油率低，浸提过程中易感染微生物。,小磨香油的制作,小磨香油与压榨法的区别,99,2.水酶法,以机械和酶解为手段降解植物细胞壁，使油脂得以释放。,优点：提油的同时，能有效回收植物原料中的蛋白质及碳水化合物。设备简单、操作安全，不仅可以提高效率，而且所得的毛油质量高、色泽浅、易于精炼。该技术处理条件温和，能生产脱毒的蛋白产品；生产过程相对能耗低，污染少，易于处理。,100,3.反胶束萃取技术,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,我国大豆加工普遍以制油为中心，在尽量满足制油要求条件下，才考虑对蛋白资源利用。大豆制油现主要采用溶剂浸出法，此法可制取大豆中绝大部分油脂，制取油脂后含溶剂大豆粕脱溶方法主要有高温脱溶、闪蒸脱溶和真空低温脱溶等工艺。,116,高温脱溶，成本较低，但脱溶大豆粕蛋白质严重变性，一般仅作为饲料，极大浪费蛋白资源；闪蒸脱溶或真空低温脱溶，大豆粕蛋白质变性小，成本较高，可进一步用以制取浓缩蛋白或分离蛋白，但大豆粕中蛋白仍有少部分变性。工业化生产大豆浓缩和分离蛋白方法现存有很多缺点：例如，对环境造成污染、使蛋白质发生不可逆变性等。所以这些方法都亚于反胶束萃取法。,117,反胶束萃取技术制取大豆蛋白具有很多突出优点：工艺简单、条件温和、不会引起蛋白变性、且产品纯度高、成本低、溶剂和表面活性剂可反复使用、易解决环境污染问题，反胶束萃取过程易放大等。利用反胶束技术可同时分离大豆蛋白和油脂，简化加工工艺、提高原料利用率、降低生产成本、增加经济效益。,瑞士 Leser 等首次提出用反胶束技术同时分离植物油脂和蛋白，在此基础上，陈复生等进行更深一步研究，油脂和蛋白萃取率都得以很大提高，并研究出反胶束技术萃取大豆蛋白最佳工艺条件。因此，该技术具有良好应用前景，优于过去制油及制取大豆浓缩蛋白技术，现正被越来越多国家研究和开发。,118,4.超临界CO,2,萃取法,超临界CO,2,萃取方法利用超临界流体具有的优良溶解性及这种溶解性随温度和压力变化而变化的原理，通过调整流体密度来提取不同物质。,超临界CO,2,萃取植物油脂具有很多优点：工艺简单、节约能源、萃取温度较低、生物活性的物质受到保护； CO,2,作为萃取溶剂，资源丰富、价格低、无毒、不燃不爆，不污染环境；提取油脂时改变蛋白质的特性与结构，有利于蛋白质的开发和利用。,119,利用超临界CO,2,萃取技术提取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽油、红花油等技术已有研究。,超临界CO,2,萃取植物油脂存在耐高压设备昂贵，生产成本高，不易操作，批处理量小等不足。,120,5.超声波处理法,超声波萃取法利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应、机械振动、扰动效应、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分溶剂，促进提取的进行。,121,超声波可加速提取过程的分散、均化、雾化过程，可避免高温对目标成分的破坏。,超声波萃取法不仅萃取率高、速度快、效率高，而且是室温萃取、无需加热，节约能源，对天然产物和生物活性成分的提取尤其有优势。,超声波已在葵花籽油、猕猴桃籽油、松子油、苦杏仁油提取方面有报道。,122,1.4 植酸、黄酮、生物碱,1.4.1 植酸,植酸：又称肌酸、环己六醇六磷酸盐，它主要存在于植物的种子、根干和茎中，其中以豆科植物的种子、谷物的麸皮和胚芽中含量最高。,淡黄色至淡褐色浆状液体 ，易溶于水、乙醇和丙酮，几乎不溶于乙醚、苯和氯仿。,123,植酸的功能：,1、植酸以植酸钙镁钾盐的形式广泛存在于植物种子内，也存在于动物有核红,细胞,内，可促进,氧合血红蛋白,中氧的释放，改善血红细胞功能，延长血红细胞的生存期；,2、植酸本身就是对人体有益的营养品，植酸在人体内水解产物为,肌醇,和磷脂，前者具有抗衰老作用，后者是人体细胞重要组成 部分；,3、抗氧化性，且安全无毒，广泛用作果蔬、肉制品等食品保鲜剂和防腐剂；,4、植酸水解得到的肌醇具有生理活性，如是某些生物体的生长因子，是治疗脂肪肝的首选药物，也是治疗心血管疾病的良好药物，还可用于保健食品饮料及饲料工业中。,124,植酸的提取工艺,工业上用盐酸等强酸水溶液浸泡米糠、麸皮等，使其中的植酸钙溶解出来，然后用碱金属或铰盐中和，再经酸解，精制得成品。,125,126,是未来植酸生产的趋势。,127,128,植酸在食品工业中的应用,1.,129,2.植酸作为防腐剂与其他防腐剂复合使用具有更好的保鲜和防腐效果。,3.植酸对金属离子的强螯合作用广泛应用到发酵、食品化工等各个领域。,4.在水产品罐头加工中，易出现类似玻璃状的结晶磷酸铵镁，添加一定的植酸可以有效封锁镁离子，保证产品质量。,5.植酸可与CO,2,、维生素等互相配合添加到冷藏产品中，防止褐变。,130,1.4.2 黄酮类化合物,黄酮类化合物泛指2个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。,根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置（ 2-或3-位）以及三碳链是否构成环状等特点，可将主要的天然黄酮类化合物分类：黄酮类（flavones）、黄酮醇（flavonol）、二氢黄酮类（flavonones）、二氢黄酮,醇类,(flavanonol）、花色素类（anthocyanidins）、黄烷-3，4二醇类（flavan-3,4-diols）、双苯吡酮类（xanthones）、查尔酮(chalcones）和双黄酮类（biflavonoids）等十五种。另外，还有一些黄酮类化合物的结构很复杂，其中包括榕碱及异榕碱等,生物碱,型黄酮。,131,132,天然黄酮类化合物多以,苷类,形式存在 ，并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同可以组成各种各样,黄酮苷,类。组成黄酮苷的,糖类,包括,单糖,、,双糖,、,三糖,和酰化糖。黄酮苷固体为无定形粉末，其余黄酮类化合物多为结晶性固体。黄酮类化合物不同的颜色为,天然色素,家族添加了更多色彩。这是由于其母核内形成,交叉共轭体系,，并通过电子转移、重排，使共轭链延长，因而显现出颜色。,黄酮苷,一般易溶于水、,乙醇,、,甲醇,等极性强的溶剂中；但难溶于或不溶于苯、,氯仿,等有机溶剂中。,糖链,越长则水溶度越大。黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性。酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。,133,黄酮类物质的功能,1.抗氧化剂；,2.甜味剂；,3.食用色素；,4.风味增强剂；,5.对肾脏疾病的作用；,6.治疗心脑血管疾病；,7.解毒护肝药物；,8.消炎、止咳平喘药物；,9.无公害有机农药。,134,黄酮类化合物的生理功能,1 清除自由基,机理：与超氧阴离子反应阻止自由基反应的引发，与铁离子络合阻止羟基自由基的生成，与脂质过氧化基反应阻止脂质过氧化过程。,135,2 调节免疫功能,增强巨噬细胞吞噬能力和自然杀伤细胞活性；,增加抗体产量，调节体液免疫功能和细胞免疫功能；,通过血脑屏障吸收活性自由基，起抗衰老作用。,136,3 保护心血管系统,能影响血管的,脆性,和,渗透性,，改善血液循环状态，增加冠脉流量；,选择性地与血管壁上的血栓结合，起抗血栓形成作用；,防治血管老化和脑血管供血不足作用；,137,4 抗癌作用,致癌物(,苯、苯并芘、亚硝基化合物),，是由惰性物经生物转化成的高活性物质，能破坏细胞结构，引发疾病，转化中产生一些自由基中间物，进一步形成活性很强的羟基自由基和单线态氧，引发癌症。,黄酮类化合物可以作为寻找有效抗癌活性物质。,138,5 抗炎作用,黄酮类化合物具有抗病原微生物、抗炎症、抗感染作用。,据研究，黄酮类化合物的抗炎作用可能与前列腺素生物合成过程中的脂氧化酶受到抑制有关。,139,6 保护肝脏作用,能促进组织再生，修复内脏器官的病变组损伤。,临床上用以治疗急、慢性肝炎，肝硬化以及多种肝损伤等。,140,7 调节内分泌功能,国外流行病因学研究证明，东方人的乳腺癌、结肠癌和大肠癌的发病率远低于西方人，其重要原因是东方人的食物中含有大量的,植物雌激素,。,141,植物雌激素,植物雌激素主要有3类：异黄酮类、木酚素类和coumestans，均含在植物及其种籽里。植物雌激素的分子结构与哺乳动物雌激素结构相似，是一类具有类似动物雌激素生物活性的植物成分，可以起到模拟、干扰、双向调节内分泌水平的生理化作用。它们对激素相关疾病有广泛作用，尤其对乳腺癌、前列腺癌、绝经期综合征、心血管病和骨质疏松有一定的预防作用。,142,8 抗菌及抗病毒作用,木犀草素、黄芩甘、黄芩素均有一定程度的抗菌作用。,143,9 解痉作用,解除平滑肌痉挛（抽搐）作用，如异甘草素、黄豆苷原。,144,10 其他作用,缓解高血压患者的头痛-大豆苷、葛根素；,止咳、祛痰；,抑制酪氨酸酶活性，减少皮肤黑色素生；成，吸收紫外线，消除黄褐斑。,145,原料,1） 豆类,：大豆等;,2） 水果类,：山楂、葡萄柚、蔷薇果、柑桔、柠檬、红桔、樱桃、李;,葡萄柚,蔷薇果,146,3） 蔬菜类,：花茎甘蓝、洋葱、番茄;,甘蓝,147,4） 中草药类,：杜仲、黄芩、红花、金银花、菊花、甘草、陈皮、射干、地锦、淫羊藿、蒲黄等;,杜仲,黄芩,148,射干,射干,地锦,149,5） 其他,：沙棘、茶叶、葡萄酒、蜂蜜、啤酒、咖啡等。,沙棘,150,151,1.4.3 生物碱,生物碱,是存在于,自然界,（主要为植物，但有的也存在于动物）中的一类含氮的碱性,有机化合物,，有似碱的性质，所以过去又称为赝碱。大多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的,生物活性,，是中草药中重要的有效成分之一。具有,光学活性,。,生物碱具环状结构，难溶于水，与酸可以形成盐，有一定的,旋光性,和吸收光谱，大多有苦味。呈无色结晶状，少数为液体。生物碱有几千种，由不同的氨基酸或其直接,衍生物,合成而来，是次级代谢物之一，对生物机体有毒性或强烈的生理作用,152,按照生物碱的基本结构，可分为60类左右。主要类型：有机胺类(,麻黄碱,、,益母草碱,、秋水仙碱)、吡咯烷类(古豆碱、,千里光,碱、,野百合,碱)、吡啶类(菸碱、槟榔碱、,半边莲,碱)、异喹啉类(,小檗碱,、吗啡、,粉防己碱,)、吲哚类(,利血平,、,长春新碱,、麦角新碱)、莨菪烷类(,阿托品,、,东莨菪碱,)、咪唑类(,毛果芸香碱,)、喹唑酮类(,常山碱,)、嘌呤类(,咖啡碱,、茶碱)、甾体类(,茄碱,、,浙贝母碱,、,澳洲茄,碱)、二萜类(,乌头碱,、,飞燕草,碱)、其它类,153,生物碱的药理作用,植物体内生物碱含量虽少，但与人类关系密切。许多生物碱是,治病,良药,，如毛莨科,黄连,根茎中的,小蘖,碱是,黄连素,的主要成分，有,抗菌,消炎作用；,萝芙木,中的,利血平,能降,血压,；,石蒜,中的,加兰他敏,对,小儿麻痹后遗症,有疗效，,罂粟,果皮中所含的吗啡碱是著名镇痛剂；,奎宁,碱是有价值的解热药；,三尖杉碱,和,长春花碱,是治癌良药；,秋水仙素,（碱）,能人,工诱变产生,多倍体,。有的生物碱可用来制作农业用的,杀虫剂,。人们在,脊椎,动物和,无脊椎动物,体内也分离到了生物碱，其中某些动物的生物碱与它们所摄取食用的植物有关，,蟾蜍,、蝾螈和某些鱼,类中,发现的生物碱是真正的动物代谢产物 。,154,几种常见生物碱的功能,烟碱,烟草中含有,10,多种生物碱，主要是烟碱，含,2-8%,，纸烟中约含,1.5%,。烟碱又名尼古丁，有剧毒，少量对中枢神经有兴奋作用，能升高血压，大量则一直中枢神经系统，使心脏麻痹以致死亡。,155,2.茛菪碱和阿托品,茛菪碱在碱性条件下或受热时均发生消旋作用，变成消旋的茛菪碱，即阿托品。硫酸阿托品是抗胆碱药，能抑制唾液、汗腺等多种腺体的分泌，并能扩散瞳孔；还用于平滑肌痉挛、胃和十二指肠溃疡病，可用于有机磷、锑元素解毒剂。,3.吗啡和可待因,罂粟中含有20多种生物碱，其中重要的是吗啡和可待因等。吗啡对中枢神经有麻痹作用，有极快的镇痛作用，但易成瘾，不宜常用。,可待因是吗啡的甲基醚，可做镇咳剂。,156,4.麻黄碱,麻黄碱是重要麻黄中含有的一种主要生物碱，又叫麻黄素。,具有兴奋中枢神经、升高血压、扩张支气管、收缩鼻粘膜及止咳作用，也有散瞳作用，常作为治疗气喘的药物。,5.小檗碱,又叫黄连素，具有较强的抗菌作用，常用于治疗菌痢、胃肠炎等疾病的药物。,157,1.4.3.3 生物碱的应用,1.在医药方面的活性及应用,生物碱具有一定的抗肿瘤活性，利用天然生物碱可开发多种药物。,2.在保健方面的应用,肉碱在脂代谢方面有作用，魔芋生物碱通过微生物产生的衍生作用，增加体内肉碱的含量，加速脂肪消耗，达到减肥、降脂的目的。,3.其他,某些生物碱具有一定的抗病毒活性、杀虫活性、抑菌活性及除草活性等，可用作生物农药。,158,1.5天然色素,天然色素是由天然资源获得的,食用色素,。主要从,动物,和,植物,组织及,微生物,（培养）中提取的色素，其中植物性,着色剂,占多数。天然色素不仅具有给食品着色的作用，而且，相当部分天然色素具有,生理,活性。,159,色素分类,天然色素根据来源分为三类：,植物色素 如绿叶中的11r绿素(绿色)、胡萝卜中的胡萝卜素(橙黄色)、番茄中的番茄红素(红色)等；,动物色素 如肌肉中的血红素(红色)、虾壳中的虾红素(红色)等；,微生物色素 如酱豆腐表面的红曲色素 等,160,色素功能,花青素一类天然色素，它们存在于水果和蔬菜中，使得水果和蔬菜呈现红色到蓝色的色调。在工业化生产中，大部分色素的常用来源为葡萄、,接骨木,果、,覆盆子,和红甘蓝（,紫甘蓝,）。,花青素不仅可以作为色素，而且也有许多,生物活性,，不同来源的,花青素,具有不同的特性。来源于,葡萄皮,的花青素可以降低,心脏病,的危险，来源于接骨木果的花青素对,流感病毒,具有抵抗作用，来源于覆盆子的花青素对视力具有良好的保护作用。,161,另一大类具有营养特性的天然色素是类,胡萝卜素,。类胡萝卜素广泛分布在自然界中，一般呈现黄色、橙色和红色。大多数水果和蔬菜都含有,类胡萝卜素,的混合物 。,胡萝卜素应用于,黄油,和,人造黄油,中已经有很多年的历史，它不仅给这些产品提供黄色的色调，而且还可以提供,维生素A,，这主要是由于胡萝卜素在人体内可以转化成维生素A 。,162,叶黄素是一种来自,万寿菊,的黄色素。人们才意识到它是一种,抗氧化剂,，可以对抗,斑点,退化（一种导致老年人失明的疾病）。,番茄红素,是一种鲜艳的红色色素，它是一种很强的,抗氧化剂,，可以预防许多种,癌症,。,姜黄素,也具有抗氧化性，同时具有抗炎的特性。,163,164,1.6风味物质,天然风味物质是指能对人的嗅觉（气味）和味觉（滋味）产生刺激而获得感觉的物质。它给食品带来风味，而风味则是食品感官质量的重要指标之一，也是食品能否为消费者接受的主要因素之一。风味不仅决定人们对食品喜爱与否，而且可以决定食欲，从而影响消化和吸收。,食品风味物质,165,天然物质的气味有7种类型：,蔬菜的清香味。与醇类相关，而葱、蒜等刺激性较强的蔬菜以含多硫化物为主。,水果香。多为酯类，特别是内酯化合物。,鱼味。是由氧化三甲胺类化合物决定的。随着鱼新鲜度的下降，氧化三甲胺还原成三甲胺，引起腥味。,乳及乳制品香味。来自低分子的脂肪酸和它们的衍生物。,肉香味。多为含硫、含氮的化合物。,166,另一类产品，需经过加工之后，方出现香味，如芝麻、花生、茶、咖啡经焙炒之后才出现香味。因这类物质含有香味化合物的前体，经过加工，前体物质转化成香味物质。一般也把它们当作天然风味物质。发酵产品的香气。如酒、酸奶、干酪等，是由于微生物的作用，使一些前体物质转化为香气物质。因为是生物性转化，通常也列为天然风味物质。,167,天然物质的滋味一般分为6种。,甜味。以双糖（蔗糖、麦芽糖）和单糖（葡萄糖、果糖）为主。蔗糖使用最广。果糖最甜，是蔗糖的1.7倍。高果糖浆是果糖和葡萄糖的混合糖浆，由玉米等含淀粉多的谷、薯类为原料制成，可以代替蔗糖，用于食品制造，且有许多蔗糖不具备的优点，如吸湿性好等，能提高食品质量。从甜味菊中提取的甜菊甙（商业上又称甜菊精）是最有名的天然甜味剂，它的甜度很高，约是蔗糖的300倍，但它在化学结构上不属于糖类，为低热量物质，适用于糖尿病人。,酸味。食品中的酸味大部分来自有机酸，以柠檬酸最普遍。苹果酸、富马酸、酒石酸也是水果中常见的有机酸，但食品加工中并不普遍采用。发酵性酸奶、泡菜中的酸为乳酸，有特殊风味。只有在可乐型饮料中使用无机酸磷酸，这是该类型饮料的主要特点之一。酸味适当，不仅给人以清新感，而且能够解渴。偏酸食品也易于保存。,168,咸味。由盐类形成，以氯化钠为主。咸味对调味起很大作用。咸度不当，食品的风味不能呈现。人们已发现心血管病与摄入钠有一定关系，故不少国家和地区提倡低钠食品。,苦味。一般给人以不愉快的感觉。但某些苦味会给人一种特殊的刺激，感到清香可口。如啤酒酒花的苦味，它是由一类生物碱造成的。,鲜味。肉、海鲜的特殊味道，它来自氨基酸和核苷酸。其中的谷氨酸（味精）和肌苷酸是产生鲜味的典型物质。一般说来，东方人对这种味觉有偏爱。,辣味。来自辣椒和其他的香辛类植物，刺激性强，有促进食欲的作用 。,169,洋葱的生理作用：,洋葱中的营养成分十分丰富，不仅富含,钾,、维生素C、,叶酸,、,锌,、,硒,，及纤维质等营养素，更有两种特殊的营养物质-槲皮素和前列腺素A。这两种特殊营养物质，令洋葱具有了很多其他食物不可替代的健康功效：,1、预防癌症,洋葱的防,癌,功效来自于它富含的硒元素和槲皮素。硒是一种抗氧化剂，能刺激人体免疫反应，从而抑制癌细胞的分裂和生长，同时还可降低致癌物的毒性。而槲皮素则能抑制致癌细胞活性，阻止癌细胞生长。一份调查显示，常吃洋葱比不吃的人患胃癌的几率少25%，因胃癌致死者少30%。,170,2、维护心血管健康,洋葱是所知惟一含前列腺素A的蔬菜。前列腺素A能扩张血管、降低血液黏度，因而会产生降血压、增加冠状动脉的血流量，预防血栓形成的作用。洋葱中含量丰富的槲皮素，其生物的可利用率很高，科学家研究报告指出，槲皮素可能有助于防止低密度脂蛋白（LDL）的氧化，对于动脉粥样硬化，能提供重要的保护作用。,171,3、 刺激食欲，帮助消化,洋葱含有葱蒜辣素，有浓郁的香气，加工时因气味刺鼻而常使人流泪。正是这特殊气味可刺激胃酸分泌，增进食欲。动物实验也证明，洋葱能提高胃肠道张力，促进胃肠蠕动，从而起到开胃作用，对萎缩性胃炎、胃动力不足、消化不良等引起的食欲不振有明显效果。,172,4、 杀菌、抗感冒,洋葱中含有植物杀菌素如大蒜素等，有很强的杀菌能力，能有效抵御流感病毒、预防感冒。这种植物杀菌素经由呼吸道、泌尿道、汗腺排出时，能刺激这些位置的细胞管道壁分泌，所以又有祛痰、利尿、发汗以及抑菌防腐等作用。,根据皮色，洋葱可分为白皮、黄皮和紫皮三种。从营养价值的角度评估，紫皮洋葱的营养更好一些。这是因为紫皮洋葱相对于其他两个品种的洋葱味道更辛辣，这就意味着其含有更多的蒜素。此外，紫皮洋葱的紫皮部分含有更多的槲皮素。,173,5、洋葱对“富贵病”有很好的预防,除此之外，洋葱可有效预防“富贵病”，洋葱含有黄尿丁酸，可使细胞更好利用糖分，从而降低血糖。洋葱还含有前列腺素，可扩张血管，减少外周血管阻力，促进钠的排泄，使增高的血压下降。,174,6、其他药效,（1）所含前列腺素A是种较强的血管扩张剂，可对抗儿茶酚胺等升压物质，促进钠盐排泄，有降血压作用；,（2）所含硫化物能促进脂肪代谢，具有降血脂、抗动脉硬化作用；,（3）洋葱所含类黄酮能降低血小板的粘滞性，常吃洋葱可预防血栓，减少心梗和脑血栓概率；,（4）洋葱含有与降糖药甲磺丁脲相似的有机物，能明显降低血糖含量；,（5）所含硫化物、微量元素硒等，能抑制,胃癌,、食道癌、结肠癌、乳腺癌等；,（6）洋葱所含挥发油能助性，老人常吃洋葱可提高性生活质量；,（7）洋葱可提高实验鼠的,骨密度,，常吃洋葱可预防骨质疏松；,（9）洋葱富含维生素C、尼克酸，它们能促进细胞间质的形成和损伤细胞的修复，使皮肤光洁、红润而富有弹性，具美容作用。所含硫质、维生素E等，能阻止不饱和脂肪酸生成,脂褐质,色素，可预防老年斑。,175,大蒜可以预防流感吗？,生姜治百病，吃法有讲究,176,1.7 甾醇化合物,又称固醇，类固醇的一种。固醇类化合物广泛分布于生物界。用碱性溶液提取动植物组织中的,脂类,，其中常有多少不等的、不能为碱所皂化的物质，它们均以环戊烷多氢菲为基本结构，并含有醇基，故称为固醇类化合物。胆固醇是高等动物细胞的重要组分。它与长链,脂肪酸,形成的,胆固醇酯,是,血浆脂蛋白,及细胞膜的重要组分。植物细胞膜则含有其它固醇如,豆固醇,及,谷固醇,。真菌和,酵母,则含有菌固醇。胆固醇是动物组织中其它固醇类化合物如,胆汁醇,、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3等,177,植物甾醇广泛存在于植物的,根,、,茎,、,叶,、,果实,和,种子,中，是植物,细胞膜,的组成部分，在所有来源于植物种子的油脂中都含有甾醇。植物性甾醇不溶于水、碱和酸，但可以溶于,乙醚,、苯、氯仿、,乙酸乙酯,、,石油醚,等,有机溶剂,中,其中一种叫迈卡的植物含有大量优质的 植物甾醇。,178,生理功能 ：,预防心血管系统疾病,动物性食品摄入过多或人体调节功能出现障碍，会导致,血清,中胆固醇浓度过高，容易引发高血压及冠心病。植物甾醇可促进胆固醇的异化，,抑制,胆固醇在肝脏内的生物合成，并抑制胆固醇在肠道内的吸收，从而具有预防心血管疾病的作用。胆固醇还是细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输,抑制肿瘤作用,植物甾醇具有阻断,致癌物,诱发癌细胞形成的功能，,-谷甾醇,等植物甾醇对大肠癌、皮肤癌、宫颈癌的发生具有一定程度的抑制 作用,179,促进新陈代谢,与肾小管的重吸收作用有关，维持第二性征，其中,肾上腺糖皮质激素,可升高血糖浓度。促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。,调节激素水平,植物甾醇最大的功能就是“智能管理”的类激素功能，它在体内能表现出一定的激素活性，但却无激素的副作用，当人体激素水平高于正常值时，植物甾醇会“工作”，展现它碍胆激素吸收的作用，降低人体激素水平，当人体激素水平低于正常值时，植物甾醇会“转化”成人体所有的激素，提高人体,激素,水平，从而达到平衡。常见的含植物甾醇的有瓜蒌仁（俗称吊瓜子）等。调节人体激素水平，在抗衰老等方面都有特殊效果。,180,See you！,思考题：P45，2、4题，其中第四题只写功能。,181,