功能食品的安全性、保健食品的原材料1.ppt

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,*,功能食品的安全性评价 功能食品的原材料,功能食品的发展趋势,天然,有效,安全,功能食品的安全性评价,（一）食品的安全性及其控制,1.食品安全性的概念,2.食品安全性的现代问题,3.食品安全性的控制：GMP和HACCP,（二）功能性食品安全性评价,1.食品安全毒理评价的发展进程,2.食品安全性毒理学评价程序,（三）食品安全性的风险评价,食品安全性的概念,1984年(wHO):把食品安全性和食品卫生的概念等同：生产、加工、储存、分配和制作食品过程中确保食品安全可靠，有益于健康并且适合人消费的种种必要条件和措施。1996年(WHO),食品安全性：对食品按其原定用途进行制作和或食用时不会使消费者受害的一种担保。,食品卫生：为确保食品安全性和适合性在食物链的所有阶段必须采用的一切条件和措施。,1999年(杨洁彬等食品安全性):食品中不应含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或因素，从而导致消费者急性和慢性毒害或感染疾病，或产生危及消费者及其后代健康的隐患。,食品安全性的现代问题,微生物的污染,食品生产过程中有毒有害物质的污染,食品包装材料以及各种食品添加剂等的污染,生物技术食品、辐照食品的安全性问题,食品安全性的控制,GMP,HACCP,GMP良好食品生产规范(good manufacturing practice),1969年由美国食品与药品管理局(FDA)建立,首先出现在药品行业，近几年才在食品行业加以应用。,GMP的目的是为各种食品制造、加工、包装、储藏等有关方面制定出一个统一的指导原则。,不同的企业应根据本企业的具体情况制定出适合于本企业的详细规则。,GMP的内容,1先决条件:包括加工环境、工厂建筑、道路、行程、地表排水系统、废物处理等。,2设施:包括提供制作、储藏、冷藏、冷冻空间和排风、供水、排水、排污、照明等设施合适的人员组成等。,3加工、储藏、分配操作:物质的购买和储藏；机器、机器配件、配料、包装材料、添加剂、加工辅助品的使用及合理性；成品外观、包装、标签和成品保存；成品仓储、运输和分配；成品的再加工；成品申请、抽检和试验，良好的实验室操作等。,4卫生和食品安全：特殊的储藏条件热处理、冷藏、冷冻、脱水、化学保藏；清洗计划、清洗操作、污水管理、害虫控制；个人卫生和操作；外来物控制、残留金属检测、碎玻璃检测以及化学物质检测等。,5管理职责:包括提供资源、管理和监督、质量保证和技术人员；人员培训；提供卫生监督管理程序；满意程度；产品撤销等。,功能性食品安全性评价,一、食品安全毒理评价的发展进程,在人体试验和判断识别的基础上发展起来,经历了从观察到科学分析的转变,剂量反应,分,析化学及其在食品上的应用,靶物质预测试验(动物研究),微生物学的应用,三、食品安全性毒理学评价内容,第一阶段：急性毒性试验,第二阶段：遗传毒性试验，传统致畸试验，短期喂养试验,第三阶段：亚慢性毒性试验,第四阶段：慢性毒性试验,第一阶段：急性毒性试验(1)_,目的,测定LD,50,，了解受试物的毒性强度、性质和可能的靶器官，为进一步进行毒性试验的剂量和毒性观察指标的选择提供依据，并根据LD,50,进行毒性分级。,食品安全性毒理学评价程序,凡属,我国创新的物质，特别是其化学结构提示有慢性毒性、遗传毒性或致癌性可能的，或产量大、使用面广、摄入机会多的,，必须进行全部四个阶段的毒性试验,凡属于,已知物质,(指经过安全性评价并允许使用的化学结构基本相同的衍生物或类似物)者，则可进行前三阶段试验，并按试验结果判断是否需要进行第四阶段试验；,凡属,已知的化学物质，世界卫生组织对其已公布每人每日允许摄入量(ADI)的，同时申请单位又有资料证明我国产品的质量规格与国外产品一致,，则可先进行第一、第二阶段试验。如果产品质量或试验结果与国外资料一致，一般不要求进行进一步的毒性试验，否则尚应该进行第三阶段试验。,LD,50,LD,50,:(median lethal dose)即半数致死量或称致死中量。它是指受试动物经口一次或在24h内多次染毒后，能使受试动物中有半数(50)死亡的剂量。,LD,50,是衡量化学,物质急性毒性大小的基本数据,急性毒性,(LD,50,),剂量分级,级,别,大鼠口服,(mg,kg),LD,50,(mg,kg),相当于人的致死剂量,(g,人,),极毒,15000,500000,2500,第一阶段：急性毒性试验_,结果判定,如LD,50,小于人的可能摄入量的100 倍，则放弃该受试物用于保健食品；,如LD,50,大于或等于100 倍者，则可考虑进入下一阶段毒理学试验。,如动物未出现死亡的剂量大于或等于10g/kgBW（涵盖人体推荐量的100 倍），则可进入下一阶段毒理学试验。,对人体推荐量较大和其它一些特殊原料的保健食品，按最大耐受量法最大给予剂量动物未出现死亡，也可进入下一阶段毒理学试验。,1.遗传毒性试验,目的：,对受试物的遗传毒性以及是否具有潜在致癌作用进行筛选。,结果判定：,（1）如三项试验（,Ames 试验,或V79/HGPRT 基因突变试验，,骨髓细胞微核试验,或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验，及TK 基因突变试验或,小鼠精子畸形分析,（或睾丸染色体畸变分析试验）中的任一项）中，体外或体内有一项或以上试验阳性，一般应放弃该受试物用于保健食品。,（2）如三项试验均为阴性，则可继续进行下一步的毒性试验。,第二阶段：遗传毒性试验 30 天喂养试验 传统致畸试验(1),2.30 天喂养试验,目的：,对只需进行第一、二阶段毒性试验的受试物，在急性毒性试验的基础上，通过30 天喂养试验，进一步了解其毒性作用，观察对生长发育的影响，并可初步估计最大未观察到有害作用剂量。,第二阶段：遗传毒性试验，30 天喂养试验，传统致畸试验,结果判定：,（,1,）,对只要求进行第一、二阶段毒理学试验的受试物，若30 天喂养试验的最大未观察到有害作用剂量大于或等于人的可能摄入量的100 倍，综合其它各项试验结果可初步做出安全性评价。,（,2,）,对于人的可能摄入量较大的保健食品，在最大灌胃剂量组或在饲料中的最大掺入量剂量组未发现有毒性作用，综合其它各项试验结果和受试物的配方、接触人群范围及功能等有关资料可初步做出安全性评价。,（,3,）,若最小观察到有害作用剂量小于人的可能摄入量的100 倍，或观察到毒性反应的最小剂量组其受试物在饲料中的比例小于或等于10，且剂量又小于人的可能摄入量的100倍，原则上应放弃该受试物用于保健食品。但对某些特殊原料和功能的保健食品，在小于人的可能摄入量的100 倍剂量组，如果个别指标实验组与对照组出现差异，要对其各项试验结果和受试物的配方、理化性质及功能和接触人群范围等因素综合分析以判断是否为毒性反应后，决定该受试物可否用于保健食品或进入下一阶段毒性试验。,3.传统致畸试验,目的：,了解受试物是否具有致畸作用。,结果判定：,以LD,50,或30 天喂养实验的最大未观察到有害作用剂量设计的受试物各剂量组，如果在任何一个剂量组观察到受试物的致畸作用，则应放弃该受试物用于保健食品，如果观察到有胚胎毒性作用，则应进行进一步的繁殖试验。,第二阶段：遗传毒性试验，30 天喂养试验，传统致畸试验,第三阶段：亚慢性毒性试验（90,天喂养试验、繁殖试验、代谢试验,）,1.90 天喂养试验，繁殖试验：,目的：观察受试物以不同剂量水平经较长期喂养后对动物的毒作用性质和靶器官，了解受试物对动物繁殖及对子代的发育毒性，观察对生长发育的影响，并初步确定最大未观察到有害作用剂量，为慢性毒性和致癌试验的剂量选择提供依据。,结果判定,（,1,）,国外少数国家或国内局部地区有食用历史的原料或成分,如最大未观察到有害作用剂量大于人的可能摄入量的100 倍，可进行安全性评价。,若最小观察到有害作用剂量小于或等于人的可能摄入量的100 倍，或最小观察到有害作用剂量组其受试物在饲料中的比例小于或等于10，且剂量又小于或等于人的可能摄入量的100 倍，原则上应放弃该受试物用于保健食品。,（,2,）,国内外均无食用历史的原料或成分，根据这两项试验中的最敏感指标所得最大未观察到有害作用剂量进行评价的原则是：,最大未观察到有害作用剂量小于或等于人的可能摄入量的100 倍者表示毒性较强，应放弃该受试物用于保健食品。,最大未观察到有害作用剂量大于100 倍而小于300 倍者，应进行慢性毒性试验。,大于或等于300 倍者则不必进行慢性毒性试验，可进行安全性评价。,第三阶段：亚慢性毒性试验（90,天喂养试验、繁殖试验、代谢试验,）,2.代谢试验,目的：了解受试物在体内的吸收、分布和排泄速度以及蓄积性，寻找可能的靶器官；为选择慢性毒性试验的合适动物种、系提供依据；了解代谢产物的形成情况。,结果判定：,根据主要代谢物的结构及性质，推断受试物在体内的可能代谢途径以及有无毒性代谢,物的生成情况。,第四阶段：慢性毒性试验（包括致癌试验）,目的：,了解经长期接触受试物后出现的毒性作用以及致癌作用；最后确定最大未观察到有害作用剂量和致癌的可能性，为受试物能否应用于保健食品的最终评价提供依据。,实 例,食品安全性的风险评价,一、安全摄入量的确定,二、膳食暴露评价,三、风险鉴定,功能食品原材料,功能性食品添加剂,功能因子,药食两用材料,可用于保健食品的物品一、功能性食品添加剂,（1）,生物合成品，如谷氨酸钠，柠檬酸，维生素C，酵母等，超过200万吨，占80。这些产品大都能被人体消化吸收，具有营养功能。有的其化学结构和天然存在的相同，亦可称为视同天然物。,天然提取物，包括天然色素，天然香料，天然甜味剂(甘草甜、甜菊苷等)，增稠剂(琼脂、卡拉胶、瓜尔胶、果胶、变性淀粉等)，占10 。这些产品部分具有生理活性。,用石油化工原料纯化学合成的产品，如苯甲酸钠、糖精、甜蜜素、合成色,素等。,一、功能性食品添加剂,（2）,天然色素,甜味剂,增稠剂,乳化剂,防腐剂,功能食品的配料,（一）天然色素,主要从植物中提取，很多具有生理活性。,红曲米：,含有调节血脂的功能因子洛伐他汀,叶黄素：减少发,生老年性视网膜黄斑性病变和自内障的危险,1.红曲米（1）,明代本草纲目中记载红曲可做为中医药材，认为红曲营养丰富、无毒无害、具有健脾消食、活血化淤的特殊功效。历来被视为安全性高的食品补充剂。,本世纪七十年代末，日本学者远藤章教授等人从红曲中分离出一种能降低人体血液中胆固醇的有效物质，并且命名为Monacolin-k,从此给功能性红曲有调节血脂作用提供了科学的依据。,1985年，美国科学家Goldstein和 Brown进一步找出了 monacolin-k抑制胆固醇合成的作用机理，并因此获得诺贝尔奖。,1.红曲米（2）,主要功能成份及其作用机理,莫纳可林K（Monacolin-K,或称洛伐他汀（Lovastatin）能抑制胆固醇合成限速酶（HMG-CoA还原酶），降低TC、LDLC、TG，同时升高HDLC。麦角固醇（维生素D前体）转化为维生素D，促进机体对钙、磷等元素的吸收。有利于骨骼生成、预防骨质疏松。-氨基丁酸（-GABA）降血压，降舒张压。天然植物激素（Isoflavone）类雌激素活性物质能预防骨质疏松、更年期综合症。,2.叶黄素（1）,在甘蓝、羽衣甘蓝、菠菜等深绿色叶菜以及金盏花、万寿菊等花卉中含量最高。而人类的眼睛含有高量,2.叶黄素（2）,抗氧化性能,对眼睛的特殊作用,（1）视网膜及黄斑区,（2）晶状体,（二）甜味剂,分为非营养性高倍甜味剂和营养性甜味剂,高倍甜味剂：天然（甘草甜）,合成,营养性甜味剂：糖醇（木糖醇）,1.甘草甜,从甘草根中提取的有效成分之一,有一定的肾上腺皮质激素样作用，具有保护肝细胞膜、抗炎、免疫调节等作用,主要用于治疗伴有谷丙转氨酶升高的各种急慢性肝病（临床常用药物有美能、强力宁、甘利欣、甘平等）。,抑制艾滋病毒,抑制SARS病毒,2.糖 醇,防龋齿,不升血糖,双歧杆菌增殖功能,护肝功能（木糖醇）,木糖醇、麦芽糖醇、山梨醇、乳糖醇,（三）增,稠,剂,高甲氧基果胶：清除胆固醇、抑制内源性胆固醇的生成；,降解的瓜尔豆胶：调节血脂,黄原胶：抗氧化和增强免疫功能,低分子化的海藻酸钾：显著的降压作用,胡萝巴胶：作为糖尿病人和高胆固醇患者的食品配料。,胡卢巴籽提取物，抑制人体对胆固醇的吸收。,（四）乳化剂,辛葵酸甘油酯,一种乳化性能优良的用于乳化香精的食品添加剂，可应用于饮料、冰淇淋、糖果、巧克力、氢化植物油中。,安全：在肠道内极易水解、吸收，吸收速度比一般油脂快4倍，并在肝脏和身体内不积累。,多功能：黏度低、耐氧化性、低凝固点以及和各种溶剂、油脂、维生素的相溶性好，在食品中尚有抑制微生物繁殖的防腐功效,中碳链脂肪酸甘油酯，作为,脂肪代用品,（在体内吸收代谢速度快，不会引起肥胖），可用于调节脂肪代谢紊乱症，且能降低胆固醇，又可作为预防和治疗,高血脂,和,脂肪肝,的功能成分。,对,癌,细胞还有杀伤作用，可应用于辅助药物治疗肝癌，又不影响正常肝细胞。,兼具,抑菌,作用。,（五）防腐剂,乳酸链球菌素(nisin),亦称乳链菌肽，可用食用蛋白质原料经发酵法生成。由34个氨基酸组成的肽，人体能消化代谢，无毒性。,1969年就被WHO/FAO食品添加剂法规委员会推荐为安全的食品防腐剂。,1988年从欧洲引入我国,1994年通过国家鉴定并实现了工业化生产。,对革兰氏阳性菌，包括葡萄球菌、链球菌、微球菌等有害菌有较强的抑制作用。,乳制品和肉制品：有较好的抑菌效果（可降低杀菌温度，从而改善熟肉制品的口感）,防龋齿功能（在口腔中能抑制糖类发酵）,抑制幽门螺旋杆菌。,（六）功能食品的配料,低聚糖,海藻糖,赤藓醇,谷氨酰胺,谷胱甘肽,酪蛋白磷酸肽,C,CP，和调节血压的肽,大豆肽,多不饱和脂肪酸,花生四烯酸,(AA),二、功能因子,功能性低聚糖,功能性多糖,腺苷受体阻断剂,功能性油脂,(functional fat),L-,肉碱,(L,carnitine),褪黑素,(melatonin),黄酮类化合物,(flavonoids),皂苷,(saponins,）,氨,基,酸,肽与蛋白质,抗氧化剂,(antioxidant),三、药食两用材料 四、可用于保健食品的物品（自学）,功效成分：能通过激活酶的活性或其他途径，调节人体机能的物质。,又称为功能因子、活性成分、有效成分。,功效成分与营养素的相互关系,1 2 3,营养素和功效成分的交叉关系,1、仅作营养素（如：淀粉、蔗糖、脂肪等）。,2、既是营养素又是功效成分（如：维生素、矿物元素等）。,3、仅作功效成分（如：L-肉碱，皂甙，二十八醇，生物碱，褪黑素，益生菌等）,功能性低聚糖,功能性低聚糖是由210个相同或不相同的单糖以糖苷键结合而成。它不被人类胃肠道消化，故属于一类不消化性糖类。,功能性低聚糖的种类,低聚糖产品中有的以原料冠其首命名，如大豆低聚糖，其中主要含的是水苏糖，少量棉籽糖，还有蔗糖；,有的则以单糖或二糖基命名，如低聚异麦芽糖、低聚果糖。低聚半乳糖、低聚果糖、乳酮糖-也称乳果糖或异构乳糖、低聚龙胆糖）、低聚木糖、帕拉金糖学名为异麦芽酮糖、海藻糖等,已知的功能性低聚糖有1000多种，自然界中只有少数食品中含有天然的功能性低聚糖，例如：洋葱、大蒜、天门冬、菊苣根和伊斯兰洋蓟块茎等含有低聚果糖，大豆中含有大豆低聚糖。,低聚糖的生理功能,很难或不被人体消化吸收。用于低热量或减肥食品的功能性基料，或供糖尿病人食用。,具有润肠通便和改善肠道菌群作用(作为双歧杆菌的增殖因子)。,预防牙齿龋变。,具有降低血清胆固醇，调节血脂的功能。,增强机体免疫功能。,功能性低聚糖纯品日摄入有效剂量是低聚果糖3.0g，低聚半乳糖2.02.5g，大豆低聚糖,2.0g，低聚木糖0.7g。,Hata等报道大豆低聚糖最大的不引起腹泻剂量为男人0.64gkg、女人0.96g/kg。Spiesel等报道低聚果糖引起腹泻的最小剂量男44g、女49g。低聚半乳糖急性中毒的LD5015gkg(对兔)。,功能性低聚糖的摄入剂量和副作用,功能性低聚糖的加工方法,从天然原料中提取,化学合成法,酶学方法,（1）转移糖苷合成法,（2）可逆水解合成法,（3）酶水解法,功能性多糖,膳食纤维,真菌多糖,壳聚糖,植物多糖,多糖,多糖,是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。是所有生命有机体的重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关，大量存在于藻类、真菌、高等陆生植物中。,具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”(biological response modifier，BRM)或,活性多糖,（active polysaccharides）。很多多糖都具有抗肿瘤、免疫、抗补体、降血脂、降血糖、通便等活性。,膳食纤维,（一）膳食纤维的定义,1.膳食纤维,膳食纤维(Dietary fiber)即食物中不被消化吸收的植物成分。,1976年又扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量较少的成分如糖蛋白、角质、蜡等。,膳食纤维定义：“凡是不能被人体,内源酶,消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质的总和”。,这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。,膳食纤维与粗纤维的区别,传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎100%水溶性纤维、50%60%半纤维素和1030纤维素被溶解损失掉。因此，对于同一种产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异,膳食纤维的化学组成与物化性质,1、膳食纤维的化学组成,膳食纤维的化学组成包括三大类：,纤维状碳水化合物(纤维素)。,基质碳水化合物(果胶类物质等)。,填充类化合物(木质素)。,其中，、构成细胞壁的初级成分，通常是死组织，没有生理活性。来源不同的膳食纤维，其化学组成的差异可能很大。,膳食纤维的物化特性,（1）高持水力,（2）吸附作用,（3）对阳离子有结合和交换能力,（4）无能量填充剂,（5）发酵作用,（6）溶解性与粘性,膳食纤维的生理功能,（1）调整肠胃功能(整肠作用),防止便秘,改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用,缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻,（2）调节血糖值,（3）调节血脂,（4）控制肥胖,（5）消除外源有害物质,表 可溶性和不溶性膳食纤维在生理作用方面的差别,过量摄入可能造成的一些副作用,1.束缚Ca2+和一些微量元素。,2.束缚人体对维生素的吸收和利用。,3.引起不良生理反应。,膳食纤维的加工,小麦纤维,大豆纤维（大豆皮膳食纤维和多功能纤维）,甜菜纤维,玉米纤维,新型纤维（菊粉）,膳食纤维的应用,1.在焙烤食品中的应用,2.在果酱、果冻食品中的应用,3.在制粉业中的应用,4.在制糖业中的开发应用,5.在馅料、汤料食品中的应用,6.在油炸食品中的应用,7.在饮料制品中的应用,真菌多糖,真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的、可以控制细胞分裂分化，调节细胞生长衰老的一类活性多糖。,真菌多糖主要有香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、银耳多糖、冬虫夏草多糖、茯苓多糖、金针菇多糖、黑木耳多糖等,研究表明：香菇多糖、银耳、灵芝多糖、茯苓多糖等食药性真菌多糖具有抗肿瘤、免疫调节、抗突变、抗病毒、降血脂、降血糖等方面功能。,物理性质与功效的关系,多糖溶于水是其发挥生物学活性的首要条件,真菌多糖的抗肿瘤活性与分子量大小有关，分子量越大其结构功能单位越多。抗癌活性越强。,降低多糖粘度，提高其活性,生理功能,1、真菌多糖的免疫调节功能,2、抗肿瘤的功能,3、真菌多糖的抗突变作用,4、降血压、降血脂、降血糖的功能,5、真菌多糖的抗病毒作用,6、真菌多糖的抗氧化作用,7、真菌多糖的其它功能：真菌多糖还具有抗辐射、抗溃疡和抗衰老等功能,加工,从栽培真菌子实体提取,发酵法：短时间生产大量的真菌菌丝体。,壳聚糖,（一）保健功能,1、降血脂,2、降血压,3、止血和促进伤口愈合,4、对消化道的保护作用,5、强化免疫功能对癌症有抑制作用,6、清除体内自由基，延缓衰老,（二）甲壳质和壳聚糖在医学上的应用,1、低热能食物及丸片剂赋形剂,2、药物缓释剂,3、医用膜材料,4、医用微胶囊,产品：喜多胺、壳糖安、第六要素,功能性油脂,多不饱和脂肪酸的结构、分类、生理功能及来源,多不饱和脂肪酸的分析,多不饱和脂肪酸的保护与安全性,磷脂的分类、结构及理化性质,磷脂的生理功能,腺苷受体阻断剂,多不饱和脂肪酸,（一）多不饱和脂肪酸的结构与分类,1、定义：多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids,PUFA）-是指含有两个或两个以上双键且碳链长为1822个碳原子的直链脂肪酸，是研究和开发功能性脂肪酸的主体和核心。,2、种类：亚油酸（LA）、-亚麻酸（GLA）、花生四烯酸（AA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等。,亚油酸及亚麻酸被公认为人体必需的脂肪酸（EA），在人体内可进一步衍化成具有不同功能作用的高度不饱和脂肪酸，如AA、EPA、DHA等。,3、命名：,目前有三种命名体系,多不饱和脂肪酸因其结构特点及在人体内代谢的相互转化方式不同，主要可分成-3、-6两个系列。在多不饱和脂肪酸分子中，距羧基最远端的双键是在倒数第3个碳原子上的称为-3或n-3多不饱和脂肪酸，如，在第6个碳原子上的，则称为-6（n-6）多不饱和脂肪酸。,-3和-6两个系列的主要种类及化学结构如下:,-3 系列：包括十八碳三烯酸（俗称-亚麻酸）,（ALA）；二十碳五烯酸（EPA）；二十二碳六烯（DHA）。,-6系列：包括十八碳二烯酸（俗称亚油酸）（LA）；十八碳三烯酸（俗称-亚麻酸）（GLA）；二十碳四烯酸（俗称花生四烯酸）（AA）。,-3 系列结构式,-6系列结构式,（二）多不饱和脂肪酸的生理功能,1、多不饱和脂肪酸与心血管疾病,2、多不饱和脂肪酸与细胞生长,3、多不饱和脂肪酸的抗癌作用,4、多不饱和脂肪酸的免疫调节作用,5、其他作用,（三）多不饱和脂肪酸的来源,1、多不饱和脂肪酸的动植物资源,（1）亚油酸,亚油酸作为最早被确认的必需脂肪酸和重要的多不饱和脂肪酸，在我们日常食用的绝大部分油脂中的含量都在9%以上，而且在主要食用植物油脂如大豆油、棉籽油、菜子油、葵花籽油、花生油、米糠油、芝麻油等食用油脂中的含量都较高，还有一些含亚油酸特别高的油脂资源,（2）-亚麻酸,-亚麻酸在大豆油、菜子油、葵花籽油中都有一定的含量，相对于亚油酸而言，-亚麻酸的资源和日常可获得性要差很多，但在一些藻类与微生物中存在较多的-亚麻酸资源。,（3）-亚麻酸,含量较高的-亚麻酸资源在自然界和人类食物中不太常见，而且因其含量比例低很难成为有经济价值的可利用资源，如燕麦和大麦中的脂质含有0.25%1.0%的-亚麻酸，乳脂中含0.1%0.35%。现已发现一些植物的油籽中含有较为丰富的-亚麻酸。,（,4）DHA 和EPA,陆地植物油中几乎不含EPA与DHA，在一般陆地动物油中也测不出。但高等动物的某些器官与组织中，例如眼、脑、睾丸等中含有较多的DHA。海藻类及海水鱼是EPA与DHA的重要来源，在海产鱼油中或多或少地含有AA、EPA、DPA、DHA四种脂肪酸，以EPA和DHA的含量较高。,2、多不饱和脂肪酸的微生物资源,由于动物、植物资源的种种限制,微生物本身具有低成本，培养迅速，生产周期，以规模化生产等优点，因而有着非常广阔的前景。,PUFA广泛存在于微藻类、细菌真菌的细,胞中，但不同种类以及不同菌株含量及组成不同。,（四）多不饱和脂肪酸的保护与安全性,使用抗氧化剂,制成胶囊形式,磷脂,（一）磷脂的定义及分类,1.甘油醇磷脂 由,甘油,、脂肪酸、磷酸和其他基团（如胆碱、氨基乙醇、丝氨酸、脂性醛基、脂酰基或肌醇等的一或二种）所组成，是磷脂酸的衍生物。包括卵磷脂、脑磷脂（丝氨酸磷脂和氨基乙醇磷脂）、肌醇磷脂、缩醛磷脂和心肌磷脂。,2.神经氨基醇磷脂,神经氨基醇,（简称神经醇）、脂酸、磷酸与氮碱组成的脂质。,磷脂的结构及理化性质,1、甘油醇磷脂,甘油醇磷脂的基本结构：,式中R1、R2表示脂酰基的碳氢基，X表示氮碱基或其他化学基团（功能）,卵磷脂（胆碱磷脂、磷脂酰胆碱）,结构：卵磷脂分子含甘油、脂酸、磷酸、胆碱等基团。甘油三酯的脂酰基被磷酸胆碱基取代。自然界存在的卵磷脂为L-卵磷脂，结构式为：,卵磷脂分子中的脂肪酸随不同磷脂而异。,天然卵磷脂常常是含有不同脂肪酸的几种卵磷脂的混合物。,脑磷脂（氨基乙醇磷脂、丝氨酸磷脂）,脑组织和神经组织中提取的磷脂，心、肝及其他组织中也含有，常与卵磷脂共同存在于组织中。,结构：两种脑磷脂的结构与卵磷脂的相似，只是分别以氨基乙醇或丝氨酸代替胆碱的位置，以其羟基-OH与磷酸脱水结合。,性质：脑磷脂的脂肪酸通常有四种，即软脂酸、硬脂酸、油酸及少量二十碳四烯酸。性质与卵磷脂相似,肌醇磷脂（磷脂酰肌醇）,由磷脂酸与肌醇结合的脂质，结构与卵磷脂、脑磷脂相似，是由肌醇代替胆碱位置构成。,磷脂的生理功能,1、调整生物膜的形态和功能,2、促进神经传导，提高大脑活力,3、促进脂肪代谢，防止脂肪肝,4、降低血清胆固醇、改善血液循环、预防心血管疾病,磷脂的来源,磷脂存在于所有动、植物的细胞内。,植物:主要分布于种子、坚果及谷类中,人类和其它动物体:主要存在于脑、肾及肝等器官内。,其中主要加以利用的来源为鸡蛋黄，大豆等。,L肉碱 carnitine,（CH,3,）,2,N-CH,2,-CH-CH,2,-COOH,OH,（一）生理功能,1、促进脂肪酸的运输与氧化,2、加速精子的成熟并提高活力,3、提高机体的耐受力,4、防止乳酸积累,5、促进碳水化合物和氨基酸的利用,（二）L肉碱的应用,1、婴儿配方食品,2、运动员食品,3、减肥健美食品,褪黑素,N乙酰5甲氧基色胺,主要生理功能：,（1）、助眠,（2）、延缓衰老,（3）、调节免疫功能,（4）、抗肿瘤,（5）、预防心血管疾病,（6）、提高性功能,脑白金胶囊：,功效成份：每粒含褪黑素3mg,保健作用：改善睡眠、润肠通便,适宜人群：中老年人,自由基清除剂,自由基理论的产生机理及来源,自由基对机体活动的影响,自由基清除剂的基本概念,英国人Harman于1956年提出了自由基学说。该学说认为，自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。,自由基（Free radical）是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物，具有高度的化学活性，是机体有效的防御系统，若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。但自由基产生过多而不能及时地清除，它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器，造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。,自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（Homdytic Fission）而产生的带有未成对电子的原子或基团。它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。,氧自由基和非氧自由基,氧自由基 占95%。包括超氧阴离子（O2）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH）、氢过氧基（HO2）、烷过氧基（ROO）、烷氧基（RO）、氮氧自由基（NO）、过氧亚硝酸盐（ONOO）、氢过氧化物（ROOH）和单线态氧（1O2）等，它们又统称为,活性氧（reactive oxygenspecies，ROS）,非氧自由基 主要有氢自由基（H）和有机自由基（R）等。,产生因素,外界条件的刺激（如高压氧、高能辐射、抗癌剂、抗菌剂、杀虫剂、麻醉剂等药物，香烟烟雾和光化学空气污染物等作用）,人体内酶催化反应,自由基反应包含3个阶段，即引发、增长和终止阶段,自由基的来源,超氧阴离子自由基（O2）-非常重要，从黄嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶通过酶的一电子还原作用释放的氧产生的或由呼吸链裂解生成的。人体利用的氧气中约有1%3%转化为O2,过氧化氢分子（H2O2）-一种重要的非自由基活性物，容易在活细胞中扩散。过氧化氢酶能有效地将其转变成水，生成氧自由基。,羟自由基（OH）-活性最强，其半衰期估计为10-9秒，其产生后能迅速起反应。在射线等高能辐射下，通过体内水的均裂作用或经金属催化过程由内源的过氧化氢分子形成。紫外线能将过氧化氢分子分裂成两个羟自由基分子过氧基自由基-半衰期比较长，可达数秒，在生物系统中扩散的途径相当长。在脂质过氧化过程中，从多不饱和脂肪酸去掉一个氢原子开始，能形成过氧基自由基。羟自由基能启动这一反应过程。,烷氧自由基（RO）和有机的氢过氧化物（ROOH）-，脂质过氧化作用进一步产生，后者可能重排成为内过氧化物中间产物，然后分裂产生乙醛。,单线态分子氧1O2）-另一种非自由基的活性物，可能是体内的组织暴露于光中形成的。其半衰期估计为10-6秒，具体时间取决于周围基质的性质。它能通过转移其激发态能量或通过化学结合与其它分子相互作用。单线态分子氧优先发生化学反应的靶为双键部位。,氧化氮自由基（NO）-它是精氨酸在酶作用下形成的一种信号化合物，能松弛血小管平滑肌，防止血小板的凝集，从而降低血压。也可通过激活参与初级免疫的巨嗜细胞而产生。它的半衰期为650秒，很容易与氧发生反应，反应产物NO2也是自由基。它还能与生物分子直接反应或与O2结合形成过氧亚硝酸盐（ONOO）。O过多会产生细胞毒性。,自由基对机体生命活动的影响,（一）自由基积极的生物学功能,1增强白细胞的吞噬功能，提高杀菌效果,2促进前列腺素的合成,3参与脂肪加氧酶的生成,4参与胶原蛋白的合成,5参与肝脏的解毒作用,6参加凝血酶原的合成,7参与血管壁松弛而降血压,8杀伤外来微生物和肿瘤细胞,（二）自由基对生命大分子的损害,OH 是最活泼的自由基，也是毒性最大的自由基。,O2的毒性是机体发生氧中毒的主要原因,1自由基对核酸的损害导致细胞死亡。,2自由基对蛋白质的损害改变酶蛋白的化学结构，导致酶生物活性的丧失。,3自由基对糖类的损害-自由基通过氧化性降解使多糖断裂，如影响脑脊液中的多糖，从而影响大脑的正常功能。,4自由基对脂质的损害-脂质中的多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼，最易受自由基的破坏，发生过氧化反应。引起膜中蛋白质及酶的交联或失活，导致膜通透性的变化，严重影响膜的各种生理功能。,衰老自由基学说,1生命大分子的交联聚合和脂褐素的累积,2器官组织细胞的破坏与减少,3免疫功能的降低,自由基与疾病的关系,1自由基与心血管疾病,2自由基与癌症,3自由基与肺气肿,4自由基与缺血后重灌流损伤,5自由基与眼病,6自由基与炎症,7自由基与贫血,8自由基与癫痫,自由基清除剂,少量的氧自由基-促进细胞增殖，刺激白细胞和吞噬细胞杀灭细菌，消除炎症，分解毒物。,人体内自由基的数量过多-就会对生物膜和其他组织造成损伤，破坏细胞结构，干扰人体的正常代谢活动，引起疾病，加速人体衰老进程。,生命有机体内会产生一些物质能清除这些自由基，将它们统称为自由基清除剂（Scavenger）。,酶类清除剂和非酶类清除剂,酶类清除剂 抗氧化酶，主要有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）等几种。,非酶类自由基清除剂一般包括黄酮类、多糖类、维生素C、维生素E、-胡萝卜素和还原型谷胱甘肽（GSH）等活性肽类。,自由基清除剂,大多,为抗氧化剂,自由基清除剂发挥作用必须满足三个条件：,自由基清除剂要有一定的浓度；,自由基清除剂必须在自由基附近，并且能以极快的速度抢先与自由基结合,在大多数情况下，清除剂与自由基反应后会变成新的自由基，这个新的自由基的毒性应小于原来自由基的毒性才有防御作用。,人为地由膳食补充自由基清除剂，从而达到防御疾病、延缓衰老的目的,酶类自由基清除剂,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）,过氧化氢酶（catalase，CAT）,谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）,超氧化物歧化酶（SOD）是目前研究得最深入、应用得最广泛的一种酶类自由基清除剂。,1968年，美国人McCord在Fridovich指导下，从牛红细胞中提取CuZn的酶蛋白质，并发现它能催化O2歧化，所以把这种酶蛋白命名为超氧化物歧化酶，英文简称为SOD。,SOD,种类、结构及分布,SOD存在于几乎所有靠氧呼吸的生物体内，包括细菌、真菌、高等植物、高等动物和人体中。,SOD是一类含金属的酶，按其所含金属辅基不同可分为含铜锌SOD（CuZn-SOD）、含锰SOD（Mn-SOD）和含铁SOD（Fe-SOD）3种。,CuZn-SOD（最为常见，应用最广泛）主要存在于真核细胞的细胞质中或高等植物的叶绿体基质、类囊体内以及线粒体膜间隙中。在动物血液、牛肝、猪肝、牛心、豌豆、麦叶等动植物组织中均有存在。该酶由两条肽链组成，每条肽链含有铜、锌原子各一个，活性中心的核心是铜。,Fe-SOD主要存在于原核细胞中，一些真核藻类甚至高等植物如银杏、柠檬、番茄等组织内也有存在。此酶也由两条肽链组成，一般每个二聚体含有一个铁原子。,Mn-SOD主要存在于原核细胞和真核细胞的线粒体中，在植物的叶绿体基质、类囊体内也会存在，在人体肝脏中含量较高。此酶的纯品呈粉红色，由两条或四条肽链组成。,SOD理化及生物学特性,SOD属酸性蛋白酶，对pH、热和蛋白酶水解等反应比一般酶稳定。又由于SOD属于金属酶，其性质不仅取决于蛋白质，还取决于结合到活性部位的金属离子。三类SOD的活性中心都含有金属离子。如采用物理或化学方法除去金属离子，则酶活丧失；如重新加上金属离子，则酶活又恢复。,SOD是生物体内防御氧化损伤的一种十分重要的金属酶，对氧自由基有强烈清除作用，特别对于,超氧阴离子（O2），,SOD可将其催化歧化而生成H2O2和O2，故SOD又称为清除超氧阴离子自由基的特异酶。,SOD的生理功能,清除体内产生的过量的超氧阴离子自由基，保护DNA、蛋白质和细胞膜免遭O2的破坏作用.,提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力，增强机体对烟雾、辐射、有毒化学品及医药品的适应性；,增强人体自身的免疫力，提高人体对自由基受损引发的一系列疾病的抵抗力治疗由于免疫功能下降而引发的疾病；,清除放疗所诱发的大量自由基，减少正常组织的损伤，,消除疲劳，增强对剧烈运动的适应力。,SOD的应用,SOD在医疗上的应用,对治疗关节炎和类风湿性关节炎疗效显著。此外，SOD对治疗癌症、缺血后重灌流损伤、肺气肿、白内障、糖尿病、贫血等疾病均有疗效。,SOD在食品方面的应用也极为广泛,SOD应用的局限性,半衰期短。SOD的体内半衰期为68分钟，体外半衰期（25时）为910天；,代谢速率快。,酶分子量大，均在32000以上。因此，透皮或透膜吸收困难，体内或细胞内作用弱；,酶制剂不宜口服，口服易被胃酸变性、胃蛋白酶和胰蛋白酶水解破坏,大分子异性蛋白，不宜大剂量、长时间使用,对靶细胞或靶部位的亲和力低，药用趋向性不明显。因此，对疾病的疗效缺乏特异性作用；,酶的稳定性不高，对理化因素较为敏感,药物作用单一性大、常规剂量单独使用疗效欠佳。,SOD的制备,SOD广泛存在于动、植物和微生物体内，但目前我国主要是从动物血液中提取。受到血源和得率的限制，影响了SOD的生产成本和推广应用。,过氧化氢酶是另一种酶类清除剂，又称为触酶，以铁卟啉为辅基的结合酶。,促使H2O2分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，从而使细胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御体系的关键酶之一。,CAT作用于过氧化氢的机理实质上是H2O2的歧化，必须有两个H2O2先后与CAT相遇且碰撞在活性中心上，才能发生反应。H2O2浓度越高，分解速度越快。,几乎所有的生物机体都存在过氧化氢酶。其普遍存在于能呼吸的生物体内，主要存在于植物的叶绿体、线粒体、内质网、动物的肝和红细胞中，其酶促活性为机体提供了抗氧化防御机理。,过氧化氢酶（catalase，CAT）