4食品原料中的抗营养成分

*,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,动植物积累营养成分,是为了自身生长 繁殖和发育的需要,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,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,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,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,:,Cu,2,+,Zn,2+,Co,2+,Mn,2+,Fe,3+,Ca,2+,矿物元素本身的性质,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,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,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,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,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,),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,对必需金属元素的络合作用,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,:,明显抑制,消化酶,如,果胶酶 淀粉酶 脂酶 蛋白水解酶,-,糖苷酶及纤维素酶,活性,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,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,:,具有转移氢原子的能力,作为键断裂抗氧化剂,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,-,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),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,),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,PI,对病毒的复制有强而持久的抑制作用,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,