功能食品研发进展

功能食品研发进展内容摘要：

hermophilus）。 3 双歧杆菌属（ Bifidobacterium）  细胞呈现多种形态，如：短杆状较规则形、纤细杆状带尖细末端、球形、长而稍弯曲状、各种分枝或分叉形等。  细胞革兰氏阳性，不抗酸，不形成芽孢，不运动。  厌氧，好氧条件下不能在平皿上生长，不过对氧的敏感性不同的种和菌株存在一定差异。  本属最适生长温度 37～ 41℃ ，初始生长最适～。 分解糖，从葡萄糖产生乙酸和乳酸，两者理论上产生比例为 3∶ 2。  目前应用最广泛的双歧杆菌包括：短双歧杆菌（ B. breve）、长双歧杆菌（ B. longum）、两歧双歧杆菌（ B. bifidum）、婴儿双歧杆菌（ B. infantis）、青春双歧杆菌（ B. adolesce）等。 （ 2） 乳酸菌的生理功效  在功能食品上的功效，集中于维持肠道菌群的平衡，并由此产生对机体的整体效果。 在泌尿生殖系统中也有应用。  临床上，乳酸菌制品主要用于治疗腹泻、痢疾、肠炎、肝硬化、便秘、消化功能紊乱等。 复合菌较单一菌种更据优势：本身即可保持相对稳定；在人体微生态环境中，具有更大的缓冲能力和环境适应能力；可迅速在肠道中黏附、定殖和繁殖。 生理功效：  1 调节肠道菌群平衡，纠正肠道功能紊乱。  乳酸菌必须具备黏附、竞争排斥、占位和产生抑制物等特性，才能在微环境中保持优势。  除了黏附外，乳酸菌能产生以下作用：  1）产生有机酸：发酵糖类产生大量的醋酸和乳酸，使肠道处于酸性环境中，抑制病原菌，促进肠道蠕动。  2）产生 H2O2：可抑制葡萄球菌等的生长繁殖。  3）产生糖苷酶：降解长黏膜上皮细胞的复杂多糖，后者是致病菌和细菌毒素的潜在受体。 酶的作用可阻止毒素对上皮细胞可能产生的黏附与侵入作用。  4）产生细菌素：如乳链球菌素，对许多革兰氏阳性菌都具有抑制作用。  5）分解胆盐：双歧杆菌等可将结合的胆酸分解成游离的胆酸，后者对细菌的抑制作用较前者强。 2 抑制内毒素、抗衰老。  双歧杆菌可抑制肠道腐败菌繁殖，从而减少肠道中内毒素及尿素酶的含量，使血液中内毒素和氨含量下降。  乳酸菌产生的乳酸能抑制肠道腐败细菌的生长，减少这些细菌产生的毒胺、靛基质、吲哚、氨、硫化氢等致癌物及其他毒性物质对机体的损害，延缓衰老进程。 3 免疫激活，抗肿瘤。  乳酸菌及其产物能诱导干扰素，促进细胞分裂而产生体液及细胞免疫，这在许多双歧杆菌中均得到证实。  乳酸菌的抗肿瘤作用是由于肠道菌群的改善，抑制了致癌物的产生。 同时乳酸菌及其代谢产物激活了免疫功能，抑制肿瘤细胞增值。 4 降低血清胆固醇。  事实：东非 Massai族居民长期摄取高胆固醇膳食，但因大量饮用酸奶，仍保持较低的胆固醇水平。 给 53名美国人喝酸奶，每餐240mL， 1周后可见胆固醇降低。  一种解释：乳杆菌能使胆汁酸脱盐结合而使粪便中的胆固醇减少，粪肠球菌及其提取物具有降低血清胆固醇和甘油三酯的作用。 5 促进 Ca的吸收、生成营养物质。  发酵乳酸菌能提高 Ca、 P和 Fe的利用率，促进 Ca和维生素 D的吸收。  乳糖分解产生的糖是构成脑神经系统中的脑磷脂成分，与婴儿出生后脑的迅速生长有密切关系。 许多牛乳的维生素含量因微生物的代谢而增加，维生素的产生与微生物种类、培养温度、培养时间和其他几种过程参数密切相关。 B族维生素及维生素 C在发酵乳中的稳定性较鲜乳高。 6 抗感染。  乳酸菌，主要是乳杆菌，在防治泌尿生殖系统感染方面有较明显的功效。 阴道内源性菌群具有共凝聚（ Coaggregate）作用，可在阴道上皮细胞表面定殖。 乳杆菌是健康女性阴道的正常菌群，能与其他细菌发生共凝聚，从而抑制病原菌的生长。 （二） 益生素  益生素是能促进乳酸菌生长繁殖的物质，由于通常是对双歧杆菌起作用，故又称双歧因子（ bifidus factors）。  1 双歧因子 1  N－乙酰－葡萄糖胺的寡糖或多糖。 促进两歧双歧杆菌生长。 首先在母乳中发现。 N－乙酰半乳糖胺和 N－乙酰甘露糖胺对两歧双歧杆菌生长也具有促进作用，但较乙酰葡萄糖胺弱一些。 2 双歧因子 2  酪蛋白经酶水解生成的多肽及次黄嘌呤，可促进两歧双歧杆菌生长。  往牛乳中添加 20％经胃蛋白酶消化过的乳，对活体外双歧杆菌的生长及产酸影响很大。 由母乳 κ－酪蛋白中分离出的糖肽，在50mg/kg浓度下就可促进两歧双歧杆菌的增值。 双歧杆菌中有很多菌株在纯牛乳中不能产生，需要添加酪蛋白降解产生的肽或氨基酸。 因为这些菌株缺乏分解蛋白质的活性。 除了添加酪蛋白水解物外，可加入嗜酸乳杆菌共同培养。 嗜酸乳杆菌能分解蛋白质。  乳清蛋白、酵母提取液、牛肉浸液、大豆胰蛋白酶水解产物等也是双歧杆菌生长因子，其中酵母提取液效果最好。  双歧杆菌生长促进因子有抑制共同成分：含硫的肽。 如果其二硫键被还原或烷基化，则失去作用。 但仅含有二硫键的物质，如谷胱甘肽，也没有作用。 3 植物提取物  明间用胡萝卜汁治疗婴儿消化不良或痢疾，胡萝卜汁中含有双歧因子：磷酸泛酰巯基乙胺，是双歧生长因子辅酶 A的前体。  马铃薯提取物对培养于牛乳中的双歧杆菌有促进生长作用。  玉米提取物也能促进双歧杆菌在牛乳中的生长。 4 溶菌酶 鸡蛋中的溶菌酶可促进婴儿体内双歧杆菌增值，母乳中溶菌酶含量：40mg/100mL，牛乳中平均含量：13μg/100mL。  5 双泛酰硫乙胺 双歧杆菌不能利用泛酸，但双泛酰硫乙胺能促进其生长。  6 核苷酸（ Nucleotide） 核苷酸在肠道内可促进双歧杆菌增值。 婴儿配方乳中添加核苷酸后，粪便中双歧杆菌和乳酸杆菌数量明显增多。  7 功能性低聚糖 功能性低聚糖，包括低聚果糖、低聚乳果糖、大豆低聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖等，是目前最实用的双歧因子。  8 膳食纤维 壳聚糖、菊粉等膳食纤维也是比较实用的双歧因子。 四 功能性碳水化合物专论 增强免疫力、降低血脂、调节肠道菌群等生理功效 （一） 膳食纤维  （ 1）膳食纤维的定义 膳食纤维（ Dietary fiber）：指那些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素的总称。  （ 2） 膳食纤维的化学组成  1 纤维素  2 半纤维素：种类很多，如阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖、 β（ 1→3 ，1→4 ）葡聚糖等。 少部分可溶于水，绝大部分不溶于水。  3 果胶及果胶类物质： 果胶：主链是经 α（ 1→4 ）糖苷键连接而成的聚半乳糖醛酸，主链中连有 α（ 1→2 ）鼠李糖，部分半乳糖醛酸被甲酯化。 果胶类物质：主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖等。 果胶及果胶类物质均能溶于水形成凝胶，对维持膳食纤维的结构有重要作用。  4 木质素：是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇 3种单体组成的大分子化合物。 无生理活性。 天然存在的木质素大多与碳水化合物紧密结合在一起，很难将之分开。 （ 3）膳食纤维的理化特征  1 高持水力：膳食纤维的持水力大小及其束缚水的存在形式，影响其生理功能的发挥。  2 吸附作用：可吸附或螯合胆固醇、胆汁酸、肠道内的有毒物质、有毒化学医药品等。 涉及静电力、氢键力、疏水相互作用等。  3 阳离子交换作用：可与阳离子，尤其有机阳离子进行交换，影响消化道的 pH、渗透压等，出现一个更缓冲的环境，有利于消化吸收。  4 无能量填充剂  5 发酵作用：能被大肠内的微生物所发酵降解，产生乙酸、丙酸和丁酸等，降低大肠 pH，调节肠道菌群，诱导产生大量的好气有益菌，抑制厌养腐败菌。 （ 4） 膳食纤维的生理功效  1 低（无）能量，预防肥胖症  2 调节血糖水平：有助于延缓和降低餐后血糖和血清胰岛素水平的升高，改善葡萄糖耐量曲线。 机理：延缓和降低机体对葡萄糖的吸收速度和数量。  3 降血脂：可有效降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平。 机理： 1）吸附肠腔内胆汁酸，减少胆汁酸的重吸收，阻断胆固醇的肠肝循环。 2）降低膳食胆固醇的吸收率。 3）被大肠内细菌发酵降解，所产生的短链脂肪酸，对肝脏胆固醇的生物合成可能有抑制作用。  4 抑制有毒发酵产物、润畅通便、预防结肠癌：食物残渣在结肠可能被微生物发酵产生的有毒代谢产物：氨（肝毒素）、胺（肝毒素）、亚硝胺（致癌物）、苯酚与甲苯酚（促癌物）、吲哚与 3－甲基吲哚（致癌物）、次级胆汁酸（致癌物或结肠癌促进物）等。 可被膳食纤维吸附螯合，并促进排除体外。 丁酸的作用：  a 结肠上皮细胞过度增生极易导致结肠癌，丁酸可抑制上皮细胞的过度增生和转化，预防结肠上皮细胞癌变。  b 可促进癌细胞的分化，抑制肿瘤细胞系初级阶段的生长与增殖，降低其生长速率。  c 丁酸可诱导肿瘤细胞产生与正常细胞相似的类型，使正常细胞增殖，并有助于促使转化细胞向正常细胞转变而防止其癌变。 5 调节肠道菌群：调节 pH，某些膳食纤维是双歧杆菌的增殖因子。 （ 5） 膳食纤维的有效摄入量 FDA： 20～ 35g/d。 我国：低能量摄入（ ）： 25 g/d；中等能量摄入（ 10MJ）： 30 g/d；高能量（ 12MJ） 35 g/d。 （二） 活性多糖 来自植物、真菌、微生物的不少多糖，具有免疫调节功能，有的还有明显的抗肿瘤活性。 还有的能调节血糖 （ 1）真菌多糖  具有增强免疫力、抗肿瘤活性的真菌多糖的共同结构特征：以 β（ 1→3 ）糖苷键连接的葡聚糖主链具有三股螺旋构象，沿主链随机分布着由 β（ 1→6 ）连接的葡萄糖基。  香菇、灵芝、猪苓、冬虫夏草等大部分真菌多糖，都具有抗肿瘤活性。 （ 2） 植物多糖 人参多糖、米糠多糖、南瓜多糖等。 （三 ）功能性低聚糖  低聚。