五章水产食品原料中的生物活物质

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,*,*,第五章,水产食品原料中的生物活性物质,1,海洋生物有环境的特异性，决定了其特殊的结构和奇妙的生理功能，体内能够生成多种多样的化合物。这些化合具有的多种生理性功能或药效作用。如牛磺酸、,EPA,、,PHA,等。,2,第一节,活性肽,一、,活性肽,活性肽:由数个,Aa,结合成为低肽，低肽具有比,Aa,更好的消化吸收功能，其营养和生理效果更为优越。如促钙吸收肽、降血压肽、降血脂肽、免疫调节肽等,.,功能肽的制备涉及到酶的选择性、活力、酶解终点、酶解液中肽类的确认、混合物的近代分离技术，最终是其功能性评价，因此，活性肽的研究开发周期长、投入大。,3,降血压肽,分离方法,:,从食品,Pr,是通过降解的方法获得抑制血管紧张素转化酶,ACE,的活性肽,由体内蛋白酶在温和条件下水解,Pr,而获得,食用安全性极高,.,而且,突出的优点是对血压正常的人无降血压作用,.,4,3,、种类：鱼贝类中被证实具有降血压功能的活性肽有：,来自沙丁鱼的,C,8,肽、,C,11,肽。,从南极磷虾脱脂蛋白中分离得到的,C,3,肽。,金枪鱼中得到,C,8,肽。,从大马哈鱼头部提取降血压的保健药品与食品。,5,二、天然存在活性肽,天然存在于鱼贝类组织中的肽类只有:,三肽的谷胱甘肽;,鹅肌肽;,鲸肌肽等。,谷胱甘肽是一种特殊的,Aa,衍生物，又是含有疏基的三肽,6,在生物体内有着重要的生理功能,:,1,、作为解毒剂，不用于丙烯醋、氟化物、,CO,、重金属及有机溶剂的体毒上。,2,、作为自由基清降剂，可保护细胞膜，使之免遭氧化性破坏，防止红,cell,溶血及促进高铁血红蛋白的还原。,3,、对放射性药物，放射线,or,由于肿瘤药物所引起的白,cell,减少等症状能起到保护作用。,4,、能够纠正乙,胆大碱酯酶的不平衡，起到抗过敏作用。,5,、对缺氧血症、恶心以及肝脏疾病所引起的不适具有缓解作用。,6,、可防止皮肤老化及色素沉着，减少黑色素的形成，改善皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽。,7,、治疗眼角膜病,8,、改善性功能,7,发展,从黑斑海兔等数种海产腹足类分离生具有诱发产卵活性的,G-,9,肽及,C,27,-,34,；,从海兔、海绵等中分离出具有强力抗肿瘤活性的肽（截尾海兔肽、膜海鞍肽,AE,等）；,从海绵中提取,70,多种肽类均具有显著的抗菌、抗癌活性，其中大部分为环肽与脂肪，分子富含特殊的,Aa,（养羚基,Aa,、又一酮基,Aa,烯键、炔键等）；,从藻类中也发现了一此具有抗菌、抗癌活性的环肽、,C,18,肽等。,8,第二节,牛磺酸,一、理化特性,一氨基乙磺酸,分子式:,MH,2,-CH,2,-CH,2,-SO,3,H,物性：燃点,305,310,；纯品为无色,or,白色结晶，无臭；,化学性质稳定，溶于水及酒精、极性溶剂，不溶于乙醚等有机溶剂，是一种含硫的非蛋白,Aa,，在体内以游离状态存在，参与体内蛋白的生物合成。,。,9,二、牛磺酸的生理功能,1,、促进婴幼儿脑组织和智力发育。,Tau,在新生儿大脑发育中起重要作用（幼小动和脑中,Tau,远高于成体），目时，新生儿体内合成,Tau,的酶,CSAD,尚不成熟，活性较低，更有赖于从,food,中获取牛磺酸（人及三哺乳类动物初乳中牛磺酸含量高于成熟乳）；牛磺酸与幼儿、胎儿的中枢神精系统及视网膜等的发育有着密切的关系，长期单纯的牛奶喂养，易造成,Tau,缺乏。,10,2,、提高神经传导和视觉机解。猫的饵料中若缺少,Tau,，会导致其视网膜变性，长期缺乏，终至失明。老鼠体内含有丰富的,Tau,，所以猫头鹰要捕食老鼠，婴儿若缺乏,Tau,也会发生视网膜功能紊乱与生长、智力发育迟缓。,3,、防止心血管病。,Tau,在循环系统中可抑制血小板凝集，降低血脂，保持人体正常血压和防止动脉硬化；对降低血液中胆固醇含量有特殊疗效，可防治眼结。,11,4,、改善内分泌状态，增强人体免疫力。,Tau,能促进重体激素分泌，活化胰腺功能，从面改善机体内分泌系统的状态，有益机体代谢；具有促进机体免疫力的增长作用。,5,、其他：,Tau,还是人体肠道内双,杆菌的促生长因子，优化肠道内细菌群结构，还具有抗氧化作用。它解在,cell,内预防,Hclo,及其他氧化剂对,cell,成分的氧破坏，降低许多药物的毒副作用。,12,三、Tau在海洋生物中的分布及应用,贝类、鱿鱼、章鱼、甲壳类的,Tau,含量较高,贝类特别是马氏珠母贝肉、牡蛎中的,Tau,含量较高，按干基计，前者为,7.2%,，后者为,5.1%,，珍珠的主要药效成分就是牛磺酸。,应用：在治疗病毒性肝炎和功能性子宫出血方面得到临床应用。,日本用牡蛎内提取液粉末治疗精神分裂症患者。,在老年保健方面，海洋生物中富含的,Tau,又作为一种抗智力衰退、抗疲劳、溶剂强身的有效成分使用,13,四、Tau的制备,方法：酶法和合成法。,合成法：,2,氨基乙醇与硫酸脂化（,or,溴化）后加Na,SO,3,还原。,酶法提取,Tau,，由鱼、贝类软体动物的肉中提取，扇贝边是提取,Tau,的良好材料。,14,方法：,将扇贝边清冼干净，冻存，用时直接解冻，勿冼，以防对冻解时引起汁液损失。,将扇贝边粗碎后，用水抽提其中的,Aa,，粗滤去杂质，洗滤液备用。,将扇贝边进一步破碎，过滤，除去固形物，得滤液。,将上述两部分滤液混合，加入,1%,2%,的活性炭脱色，过滤，得无色透明液。,将脱色液经过离子交换柱后，真空浓缩，冷却结晶，即得较纯的,Tau,。,15,第三节,鲎试剂及其鲎素,一、鲎的种类,1,、美洲鲎属：美洲鲎（一种）,2,、东方鲎属：东方鲎（中国鲎）、南方鲎、,黄鲎,3,、蝎鲎属：圆尾鲎,16,二、鲎试剂（鲎变形cell溶生物）,制备方法：用无菌法采集鲎血，离心分离血球和血浆，去掉血浆，低渗破裂血细胞，最终添加辅助剂而得。鲎变形cell终时物遇内毒素能迅速形成凝胶。,原理：把体检物加入一定量鲎试剂，CAL遇内毒素能够迅速形成凝胶，要据鲎试剂产生凝胶与否来检测体检物的内毒素存在与否。,特点：灵敏、快速、简便、,重复性好的特点。,17,生产规模：美国食品药品管理局（,FDA,）于,1973,年,11,月将鲎试剂列为许可生物制品。目前，我国厦门、湛江等地已建有专门生产鲎试剂的工厂。,分布：鲎血,cell,含两种颗粒，体积大而电镜下密度较小的大颗粒和体积面电镜下密度大的小颗粒，鲎试剂分布在大颗粒上。,内毒素与鲎试剂的基本凝固反应机制：,内毒素与因子,C,（凝集启动因子）作用，启动整个凝集反应。,18,三、鲎素,分布：鲎素类抗菌肽存在于体积小而电镜下密度大的颗粒中。,作用：鲎素有抗凝血作用，对真茵有抗性，对流感病毒,A,、口腔泡疹病毒有抗性，对获得性免疫缺陷综合病毒（,HZV,）有抗性。,特点：在低,PH,高温下是相当稳定的。,19,第四节,n,3,多不饱和脂肪,一、EPA、DHA的生理活性,1,、心血管疾病,EPA,具有升高高密度脂蛋白（,HDL,）和降低低密度脂蛋白（,LDL,）作用，具有抗血拴及扩张血管的活性。,LDL,（,low density lipoprotein,）含量高,易粘附在血管壁上,通道小,血压高,且血管壁得不到足够营养动脉粥样硬化，若粘附在血管上的,LDL,有,一块掉下来，堵塞管道血栓。,LDL,：,1,、甘油三酸酯,2,、胆固醇（松散网状形状）,HDL,（,high density lipoprotein,）结合紧密，体积小。,1,、高不饱和脂肪酸,HUFA 2,、磷脂（能部掉积聚在血管壁上的,LDL,）,进口的鱼,EPA,DHA,国产的,DHA,EPA,20,2,、炎症疾病。补充鱼的,food,可减轻胶原所致关节炎的症状，减少前列腺素类的合成和血管（,cell,）脂质氧化酶产物，调节,cell,多种活性因子，鱼油有显著的抗皮炎作用，使银屑病的发病率降低。,3,、抑癌作用。,EPA,和,DHA,通过改变细胞膜的流动性及其他膜性质，促进,cell,代谢和修复，阻止肿瘤,cell,的异常增生，从而起到抑癌作用。,4,、神经系统。,DHA,是构成脑磷脂的必要脂肪酸，它与脑,cell,的功能密切相关，,DHA,能增强记忆力，防止老年性痴呆症方面得到应用。,21,二、EPA、DHA在鱼贝类的分布,EPA,、,DHA,在低温下呈液状，一般冷水性鱼贝类中的含量较高。,沙丁鱼油，狭鳕,肝油中,EPA,含量高于,DHA,，其他鱼种一般,DHA,含量高于,EPA,，且洄游性鱼类如金枪鱼类的,DHA,含量高达,20%,40%,左右。,贝类中除扇贝和缢蛏之外，均E,PA,含量高于,DHA,，而螺旋藻、小球藻,EPA,含量高达,30%,以上，远高于,DHA,。,大型洄游性鱼类（金枪鱼、鱼坚鱼）眼窝脂肪中含有高浓度的,DHA,，高达,30%,40%,，,而相对,EPA,含量低，,5%,1%,左右,22,三、EPA、DHA在food上的应用,因,EPA,、,DHA,双键多，在光、热、氧化,化剂作用下，极易氧化，因此将其添加到,food,中时，首先必须做好防止其氧化的有效措施，一般常用的是加入天然抗氧化剂,V,E,和儿茶素,or,冲氮气等。,胶囊（含量为25%-30%）；直接添加到食品应用的有鱼糜制品、鱼罐头、糖果、婴儿奶粉、DHA强化鸡蛋、人造奶油等。,23,第五节 甲壳质及其衍生物,一、结构,甲壳质：,N,乙酰,D,葡萄糖胺为单体，以糖苷键（,B1,4,）结合多聚糖分子式,(C,8,H,13,O,5,N)n,甲壳胺：甲壳质的脱乙酰产物，脱乙酰度在,80%,以上。将甲壳质放入浓度,40%,60%,的,NaOH or KOH,溶液中，加热到,100,180,，脱去酰基得到甲壳胺。,24,二、化学性质,甲壳质：不溶于水、稀酸、稀碱及醇、醚等有机溶剂，且对氧化剂也比较稳定。,主链水解（,HCL,溶液,100,F,）,G,胺盐酸盐。,脱乙酰基反应（,40%,60%NaOH,溶液,100,180,）甲壳胺。,酰化反应。与羧基化合物反应，其,C,3,C,6,上的羟基（,酯键结合）酰化，可制备许多有用的衍生物。,羧甲基化反应。在碱性溶液中与,CH2COOH,进行羧基化反应，得可溶性衍生物，反应点在,C,8,上。,25,羟乙基化的反应。化碱性溶液中和坏氧乙烷反应得羟乙甲壳质，可溶于水。,硫酸酯化反应。甲壳质的羟基被取代生成硫酸，具有凝血作用。,醛化、硝化、丙烯睛化、烷基化、脱氨等反应。,26,三、甲壳质的分布及其生理能,分布：水产动物的虾、蟹壳中甲壳质含量较多。一般虾蟹壳中含,25%,35%,的,pr,，,40%,45%,的,CaCO,3,和,15%,20%,的甲壳质。,海洋浮游生物是一类数量极大，个体很小，甲壳质含量较高的小生物，（南极磷虾和红蟹）。,27,生理功能：,降低胆固醇。使,HDL,增加，,LDL,减少。,调节肠内代谢。肠内细菌所产生的腐败物质中粪便中,NH,3,，苯酚、,P,甲酚、吲哚等是肝癌、膀胱癌、皮肤癌等癌症的催化剂，摄入甲壳胺后，这些腐败物质明显减少。,调节血压，可抑制高盐食物引起的血压升高。,抗菌性。甲壳胺具有较强的抗真菌性，当甲壳胺温度达到,100ug/ml,时，即可表现出抗真菌性，且抗真菌性与甲壳胺颗粒的大小成反比。聚合度降低，则甲壳胺所能抑制的真菌种类减少，但抑制的程度增强。,七,聚合度的甲壳胺具有最强的抗真菌性。,甲壳素,or,甲壳胺的完全水解物,D,G,胺盐酸盐，可作抗菌消炎药物，治疗骨关节疾病的药物。,28,四、甲壳素及其衍生物的生产及其用途,1、甲壳素、甲壳胺的生产工艺:,虾蟹壳捣碎浸碱水洗浸酸氧化脱色水洗还原水洗,甲壳质（白色、不溶）浓碱保温水洗脱水甲壳胺,工业生产工艺：前处理脱钙脱,pr fat,脱色甲壳质脱乙酰化甲壳胺,29,2、操作要点,1,、前处理：清理、烘晒、粉碎,2,、脱钙：酸浸泡法,EDTA,法,酸浸泡法：效果取决于盐酸的浓度、盐酸与壳的比例、浸泡时间，一般盐酸浓度，脱钙效果，但甲壳质分子降体严重，且成本也高。所以盐度浓度在,0.52.5M;,时间,:,浸泡时间脱钙越彻底,但分子量降体严重,且生产周期长。所以,t=1-10h,为宜。,壳与酸的比例：,1,：,5,1,：,10,（,W/V,），以淹没为宜。,温度：,20,or,更低些。,30,3,、脱,pr,：,方法：碱液消化法（,E,法有时在实验室用）,即：将脱钙后的壳与一定浓度、一定温度下和一定比例的,NaOH,溶液在一起一定时间后，将其中的,Pr,消化下来的方法。,效果取决于碱液浓度、消化时间、处理温度、壳与碱液的比例，碱液浓度脱,pr,效果但会引起甲壳质的某些基团如,CH,3,COO,的生离。较长时间的消化各较高的消人温度也有些影响。,适宜的碱液浓度、消化时间和温度,2,10% 1,5h 65,95,。,壳与碱液用量之比：,1,：,5,1,：,10,（,W/V,），以碱液测好淹没壳为限。,31,4,、脱色：,方法：氧化法（用高锰酸钾,or,重铬酸备钾,or,双氧水，后通用草酸还原）醚类（加冰乙酸）等有机溶剂温泡法脱色。,影响：脱色处理既影响产品质量（分子量减小，粘度下降），又增加成本，应尽量避免。,注意：脱,Ca,和脱,pr,可视具体情况进行一次,or,数次，若只进行一次，则可先进行脱钙处理，也可先脱,pr,，但实际生产中一般先进行脱钙处理，使壳软化，减少碱液用量，且更有利于脱色。,32,5,、脱乙酰,方法：将甲壳质与浓度,NaOH,溶液混合后在加热条件下反应一定时间，水冼反应产物至中性，并于燥即可得壳原糖（甲过胺）。,甲壳质脱乙酰处理的效果，甲壳胺的质量取决于,NaOH,溶液的浓度、碱处理时间，加热温度。,关键因素：只有当碱液浓度起过,40%,后，才能使甲壳质转变成甲壳胺，随着碱浓度，脱乙酰速度，尤其在,40%,45%,范围内浓度增减,1%,都明显地影响脱乙酰的速度，但当碱液浓度超过,45%,时，影响减少且浓度增加，甲壳胺分子发生严重降体，产品粘度大为下降，成本增加，适宜的碱浓度在,40%,50%,之间。,33,温度升高，脱乙酰速度，分子降体速度，消耗能量，适宜温度,80,100,。,时间：时间，脱乙酰度，但在碱液处理的最初几个小时内大部分乙酰基脱掉，此后的碱处理过程式中反有少数的乙酰基被脱去。实验证明：增加脱乙酰度，只能改变碱处理工艺，否则无论怎样延长时间（碱处理），也不能使乙酰基完全脱去，反而会使壳泉糖分子发生严重降体，粘度下降。适宜的碱处理时间,10,20h,。,此外，甲壳质本身的性质（颗粒大小，分子量、粘度等）也影响甲壳胺的质量。,34,六、甲壳质、甲壳胺的性能指标及其测定,1,、甲壳质的性能指标及其测定：,性能指标：含水量、灰分、含,N,量、乙酰值、粘度及分子量。,一般情况下，甲壳质含水量高于,10%,，灰分低于,1%,，含,N,量接近,618%,6.9%,，粘度及分子量较大。,35,测定方法：,（,1,）乙酰值的测定：酸碱滴定法,原理：甲壳质与浓的强碱作用，乙酰基将水生成乙酸。将乙酸与水的共沸混合物的形成蒸馏出业并收集起来，后用标准,NaOH,溶液滴定。,方法：,0.1g,甲壳质与,40ml,，,50%,的,NaOH,溶液混合后加热回流,1.5h,，将,25ml,的,85%,的,H,3,PO,4,仔细地加入到蒸馏烧瓶中，混合物接着用准格罗分馏柱分馏。当蒸馏瓶变干时，小心加入,15ml,热蒸馏水，整个分馏步骤要一直重复进行到,250ml,的馏出液被收集出来为止。然后取,25ml,馏出液用,0.01m,标准,NaOH,溶液滴定,用酚肽作指示剂,用滤纸作还原试验。每个样品重复测定,2,3,次。,36,（,2,）分子量的测定：,粘度法。,（,3,）粘度的测定：用旋转粘度计测定，即先将甲壳质配成,1%,的均匀溶液，然后用合适的转子进行测定，读出,or,换算出结果。,（,4,）含氮量的测定：凯氏定氮法。,（,5,）含水量,的测定：常压干燥法。,（,6,）灰分的测定：灼烧法。,37,2,、壳聚糖的性能指标及测定：,性能指标：含,H,2,O,量,10%,灰分,1%,脱乙酰度,80%,粘度,100cps,分子量,10,5,道尔顿,测定：脱乙酰度在,80%,以上的甲壳质的解称作甲壳胺。,测脱乙酰度大小为其性指标。,38,七、甲壳质及其衍生物的用途,1,、在,food,工业的应用，作为絮凝剂，以加速固体分离，增加液体透明度，或自液体中分理出固体微粒，提高固体产品的得率。还用作模拟食品的结构填充剂、增稠剂、乳化剂、保鲜剂和包装薄膜等。,2,、在农业方面的应用，作种子的保护膜、农药的缓释剂。,3,、在生化方面的应用，是性能良好的固定化细胞、酶的载体，可作为酶固定剂、生物反应器、生物技术用材料等。,39,4,、在医药工业中的应用：抑制胃酸和胃溃疡，降低血液中胆固醇和甘油三酸酯，。甲壳质的硫酸衍生物有抗凝血作用，能抑制肾上腺皮质激素的分泌和促进那里字排泄。还可用于制备人工皮肤、抗凝血制剂、伤口促愈、手术缝线，药物包膜（缓释剂）。,5、日用化妆品的应用 吸水吸油性能好，婴儿尿布、高级妇女卫生巾；滋润补养头发的功能，头发定性、洗发剂、清洁剂。,6、水质净化处理中的应用 做凝聚剂用于水质净化,40,第六节,抗肿瘤活性物质,（一）、藻类,1,、鞭毛藻,amphidinolade,的大环内酯物。,2,、蓝藻（陆楼蓝藻）大环内酯物，,scgtophgcin . B,。,3,、褐藻的海带、马尾藻、铜藻、半叶马尾藻提取的硫酸多糖。,4,、绿藻（刺核藻）,G,醛硫酸对肉瘤，欧利希氏癌的腹水。固形癌等移植癌有抑制效果。,5,、狭叶海带，羽叶藻，海带粗岩藻聚糖。,41,（二）、海绵动物,软海绵软海绵素类，奥卡达酸。,居苔海绵,海绵内酯很强的,cell,毒性。,（三）、腔肠动物,集沙群海葵的雌性珊瑚虫沙海葵毒素。,（四）、软体及外肛动物,海藻（饵料）耳状截尾海兔截尾海兔肽。,（五）、环节形动物及原索动物,加勒比海产群体海蛸,膜海蛸肽（环状多肽）具有强有力的抗病毒作用和免疫抑制作用，已能进行人工合成。,42,复习题,1、名词：活性肽、牛磺酸、甲壳素、甲壳胺、EPA、DHA、鲎试剂、海洋生物活性物质,2、,天然存在于鱼贝类组织中的活性肽有哪些？活性肽具有哪些生理活性功能？,3、牛磺酸主要分布在那些海洋生物重？它具有哪些活性功能？,4、简述利用扇贝裙边制备牛磺酸的工艺,5、鲎试剂具有哪些作用？怎样制备？,6、简述EPA、DHA的生理活性功能？,7、试述甲壳质（甲壳胺）的生产工艺以及技术要点？,8、试述甲壳质（甲壳胺）的用途？,43,