水产食品原料中的生物活物质市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第五章第五章 水产食品原料中生物活性物质 第1页海洋生物有环境特异性，决定了其特殊结构和奇妙生理功效，体内能够生成各种多样化合物。这些化合含有各种生理性功效或药效作用。如牛磺酸、EPA、PHA等。第2页第一节第一节活性肽活性肽一、一、活性肽活性肽活性肽:由数个Aa结合成为低肽，低肽含有比Aa更加好消化吸收功效，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、免疫调整肽等.功效肽制备包括到酶选择性、活力、酶解终点、酶解液中肽类确实认、混合物近代分离技术，最终是其功效性评价，所以，活性肽研究开发周期长、投入大。第3页降血压肽 分离方法:从食品Pr是经过降解方法取得抑制血管担心素转化酶ACE活性肽,由体内蛋白酶在温和条件下水解Pr而取得,食用安全性极高.而且,突出优点是对血压正常人无降血压作用.第4页3、种类：鱼贝类中被证实含有降血压功效活性肽有：来自沙丁鱼C8肽、C11肽。从南极磷虾脱脂蛋白中分离得到C3肽。金枪鱼中得到C8肽。从大马哈鱼头部提取降血压保健药品与食品。第5页二、天然存在活性肽v天然存在于鱼贝类组织中肽类只有:v三肽谷胱甘肽;v鹅肌肽;v鲸肌肽等。v谷胱甘肽是一个特殊Aa衍生物，又是含有疏基三肽 第6页在生物体内有着主要生理功效在生物体内有着主要生理功效:1、作为解毒剂，不用于丙烯醋、氟化物、CO、重金属及有机溶剂体毒上。2、作为自由基清降剂，可保护细胞膜，使之免遭氧化性破坏，预防红cell溶血及促进高铁血红蛋白还原。3、对放射性药品，放射线or因为肿瘤药品所引发白cell降低等症状能起到保护作用。4、能够纠正乙 胆大碱酯酶不平衡，起到抗过敏作用。5、对缺氧血症、恶心以及肝脏疾病所引发不适含有缓解作用。6、可预防皮肤老化及色素从容，降低黑色素形成，改进皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽。7、治疗眼角膜病8、改进性功效第7页发展v从黑斑海兔等数种海产腹足类分离生含有诱发产卵活性G9肽及C2734；v从海兔、海绵等中分离出含有强力抗肿瘤活性肽（截尾海兔肽、膜海鞍肽AE等）；v从海绵中提取70各种肽类均含有显著抗菌、抗癌活性，其中大部分为环肽与脂肪，分子富含特殊Aa（养羚基Aa、又一酮基Aa烯键、炔键等）；v从藻类中也发觉了一此含有抗菌、抗癌活性环肽、C18肽等。第8页第二节第二节 牛磺酸牛磺酸 一、理化特征一、理化特征v 一氨基乙磺酸一氨基乙磺酸,分子式分子式:MH2-CH2-CH2-SO3Hv物物性性：燃燃点点305310；纯纯品品为为无无色色or白白色结晶，无臭；色结晶，无臭；v化化学学性性质质稳稳定定，溶溶于于水水及及酒酒精精、极极性性溶溶剂剂，不不溶溶于于乙乙醚醚等等有有机机溶溶剂剂，是是一一个个含含硫硫非非蛋蛋白白Aa，在在体体内内以以游游离离状状态态存存在在，参参加加体体内内蛋蛋白白生物合成。生物合成。第9页二、牛磺酸生理功效v1、促进婴幼儿脑组织和智力发育。Tau在新生儿大脑发育中起主要作用（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、胎儿中枢神精系统及视网膜等发育有着亲密关系，长久单纯牛奶喂养，易造成Tau缺乏。第10页v2、提升神经传导和视觉机解。猫饵料中若缺乏Tau，会造成其视网膜变性，长久缺乏，终至失明。老鼠体内含有丰富Tau，所以猫头鹰要捕食老鼠，婴儿若缺乏Tau也会发生视网膜功效紊乱与生长、智力发育迟缓。v3、预防心血管病。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预防动脉硬化；对降低血液中胆固醇含量有特殊疗效，可防治眼结。第11页v4、改进内分泌状态，增强人体免疫力。Tau能促进重体激素分泌，活化胰腺功效，从面改进机体内分泌系统状态，有益机体代谢；含有促进机体免疫力增加作用。v5、其它：Tau还是人体肠道内双 杆菌促生长因子，优化肠道内细菌群结构，还含有抗氧化作用。它解在cell内预防Hclo及其它氧化剂对cell成份氧破坏，降低许多药品毒副作用。第12页三、Tau在海洋生物中分布及应用v贝类、鱿鱼、章鱼、甲壳类Tau含量较高 v贝类尤其是马氏珠母贝肉、牡蛎中Tau含量较高，按干基计，前者为7.2%，后者为5.1%，珍珠主要药效成份就是牛磺酸。v应用：在治疗病毒性肝炎和功效性子宫出血方面得到临床应用。v日本用牡蛎内提取液粉末治疗精神分裂症患者。v在老年保健方面，海洋生物中富含Tau又作为一个抗智力衰退、抗疲劳、溶剂强身有效成份使用 第13页四、Tau制备v方法：酶法和合成法。v合成法：2氨基乙醇与硫酸脂化（or溴化）后加NaSO3还原。v酶法提取Tau，由鱼、贝类软体动物肉中提取，扇贝边是提取Tau良好材料。第14页方法：v将扇贝边清冼洁净，冻存，用时直接解冻，勿冼，以防对冻解时引发汁液损失。v将扇贝边粗碎后，用水抽提其中Aa，粗滤去杂质，洗滤液备用。v将扇贝边深入破碎，过滤，除去固形物，得滤液。v将上述两部分滤液混合，加入1%2%活性炭脱色，过滤，得无色透明液。v将脱色液经过离子交换柱后，真空浓缩，冷却结晶，即得较纯Tau。第15页 第三节第三节 鲎试剂及其鲎素鲎试剂及其鲎素 一、鲎种类v1、美洲鲎属：美洲鲎（一个）v2、东方鲎属：东方鲎（中国鲎）、南方鲎、黄鲎v3、蝎鲎属：圆尾鲎第16页二、鲎试剂（鲎变形cell溶生物）v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终时物遇内毒素能快速形成凝胶。v原理：把体检物加入一定量鲎试剂，CAL遇内毒素能够快速形成凝胶，要据鲎试剂产生凝胶是否来检测体检物内毒素存在是否。v特点：灵敏、快速、简便、重复性好特点。第17页v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。当前，我国厦门、湛江等地已建有专门生产鲎试剂工厂。v分布：鲎血cell含两种颗粒，体积大而电镜下密度较小大颗粒和体积面电镜下密度大小颗粒，鲎试剂分布在大颗粒上。v内毒素与鲎试剂基本凝固反应机制：v内毒素与因子C（凝集开启因子）作用，开启整个凝集反应。第18页三、鲎素v分布：鲎素类抗菌肽存在于体积小而电镜下密度大颗粒中。v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，对取得性免疫缺点综合病毒（HZV）有抗性。v特点：在低PH高温下是相当稳定。第19页第四节第四节 n3多不饱和脂肪多不饱和脂肪一、EPA、DHA生理活性v1、心血管疾病EPA含有升高高密度脂蛋白（HDL）和降低低密度脂蛋白（LDL）作用，含有抗血拴及扩张血管活性。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LDL有一块掉下来，堵塞管道血栓。vLDL：1、甘油三酸酯 2、胆固醇（涣散网状形状）vHDL（high density lipoprotein）结合紧密，体积小。v1、高不饱和脂肪酸HUFA 2、磷脂（能部掉积聚在血管壁上LDL）v进口鱼EPA DHAv国产DHAEPA第20页v2、炎症疾病。补充鱼food可减轻胶原所致关节炎症状，降低前列腺素类合成和血管（cell）脂质氧化酶产物，调整cell各种活性因子，鱼油有显著抗皮炎作用，使银屑病发病率降低。v3、抑癌作用。EPA和DHA经过改变细胞膜流动性及其它膜性质，促进cell代谢和修复，阻止肿瘤cell异常增生，从而起到抑癌作用。v4、神经系统。DHA是组成脑磷脂必要脂肪酸，它与脑cell功效亲密相关，DHA能增强记忆力，预防老年性痴呆症方面得到应用。第21页二、EPA、DHA在鱼贝类分布 EPA、DHA在低温下呈液状，普通冷水性鱼贝类中含量较高。沙丁鱼油，狭鳕 肝油中EPA含量高于DHA，其它鱼种普通DHA含量高于EPA，且洄游性鱼类如金枪鱼类DHA含量高达20%40%左右。贝类中除扇贝和缢蛏之外，均EPA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DHA，高达30%40%，而相对EPA含量低，5%1%左右第22页三、EPA、DHA在food上应用 因EPA、DHA双键多，在光、热、氧化 化剂作用下，极易氧化，所以将其添加到food中时，首先必须做好预防其氧化有效办法，普通惯用是加入天然抗氧化剂VE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有鱼糜制品、鱼罐头、糖果、婴儿奶粉、DHA强化鸡蛋、人造奶油等。第23页第五节第五节 甲壳质及其衍生物甲壳质及其衍生物 v一、结构v甲壳质：N乙酰D葡萄糖胺为单体，以糖 苷 键（B14）结 合 多 聚 糖 分 子 式(C8H13O5N)nv甲壳胺：甲壳质脱乙酰产物，脱乙酰度在80%以上。将甲壳质放入浓度40%60%NaOH or KOH溶液中，加热到100180，脱去酰基得到甲壳胺。第24页二、化学性质v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。v主链水解（HCL溶液100F）G胺盐酸盐。v脱 乙 酰 基 反 应（40%60%NaOH溶 液100180）甲壳胺。v酰化反应。与羧基化合物反应，其C3C6上羟基（酯键结合）酰化，可制备许多有用衍生物。v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C8上。第25页v羟乙基化反应。化碱性溶液中和坏氧乙烷反应得羟乙甲壳质，可溶于水。v硫酸酯化反应。甲壳质羟基被取代生成硫酸，含有凝血作用。v醛化、硝化、丙烯睛化、烷基化、脱氨等反应。第26页三、甲壳质分布及其生理能v分布：水产动物虾、蟹壳中甲壳质含量较多。普 通 虾 蟹 壳 中 含 25%35%pr，40%45%CaCO3和15%20%甲壳质。v海洋浮游生物是一类数量极大，个体很小，甲壳质含量较高小生物，（南极磷虾和红蟹）。第27页生理功效：v降低胆固醇。使HDL增加，LDL降低。v调整肠内代谢。肠内细菌所产生腐败物质中粪便中NH3，苯酚、P甲酚、吲哚等是肝癌、膀胱癌、皮肤癌等癌症催化剂，摄入甲壳胺后，这些腐败物质显著降低。v调整血压，可抑制高盐食物引发血压升高。v抗菌性。甲壳胺含有较强抗真菌性，当甲壳胺温度到达100ug/ml时，即可表现出抗真菌性，且抗真菌性与甲壳胺颗粒大小成反比。聚合度降低，则甲壳胺所能抑制真菌种类降低，但抑制程度增强。七聚合度甲壳胺含有最强抗真菌性。v甲壳素or甲壳胺完全水解物DG胺盐酸盐，可作抗菌消炎药品，治疗骨关节疾病药品。第28页四、甲壳素及其衍生物生产及其用途v1、甲壳素、甲壳胺生产工艺: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v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第29页2、操作关键点v1、前处理：清理、烘晒、粉碎v2、脱钙：酸浸泡法EDTA法 酸浸泡法：效果取决于盐酸浓度、盐酸与壳百分比、浸泡时间，普通盐酸浓度，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=110h为宜。壳与酸百分比：1：51：10（W/V），以淹没为宜。温度：20or更低些。第30页3、脱pr：v方法：碱液消化法（E法有时在试验室用）v即：将脱钙后壳与一定浓度、一定温度下和一定百分比NaOH溶液在一起一定时间后，将其中Pr消化下来方法。v效果取决于碱液浓度、消化时间、处理温度、壳与碱液百分比，碱液浓度脱pr效果但会引发甲壳质一些基团如CH3COO生离。较长时间消化各较高消人温度也有些影响。v适宜碱液浓度、消化时间和温度210%15h 6595。v壳与碱液用量之比：1：51：10（W/V），以碱液测好淹没壳为限。第31页4、脱色：v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。v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，应尽可能防止。v注意：脱Ca和脱pr可视详细情况进行一次or数次，若只进行一次，则可先进行脱钙处理，也可先脱pr，但实际生产中普通先进行脱钙处理，使壳软化，降低碱液用量，且更有利于脱色。第32页5、脱乙酰v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）。v甲壳质脱乙酰处理效果，甲壳胺质量取决于NaOH溶液浓度、碱处理时间，加热温度。v关键原因：只有当碱液浓度起过40%后，才能使甲壳质转变成甲壳胺，伴随碱浓度，脱乙酰速度，尤其在40%45%范围内浓度增减1%都显著地影响脱乙酰速度，但当碱液浓度超出45%时，影响降低且浓度增加，甲壳胺分子发生严重降体，产品粘度大为下降，成本增加，适宜碱浓度在40%50%之间。第33页v温度升高，脱乙酰速度，分子降体速度，消耗能量，适宜温度80100。v时间：时间，脱乙酰度，但在碱液处理最初几个小时内大部分乙酰基脱掉，今后碱处理过程式中反有少数乙酰基被脱去。试验证实：增加脱乙酰度，只能改变碱处理工艺，不然不论怎样延长时间（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。适宜碱处理时间1020h。v另外，甲壳质本身性质（颗粒大小，分子量、粘度等）也影响甲壳胺质量。第34页六、甲壳质、甲壳胺性能指标及其测定1、甲壳质性能指标及其测定：性能指标：含水量、灰分、含N量、乙酰值、粘度及分子量。普通情况下，甲壳质含水量高于10%，灰分低于1%，含N量靠近618%6.9%，粘度及分子量较大。第35页测定方法：（1）乙酰值测定：酸碱滴定法v原理：甲壳质与浓强碱作用，乙酰基将水生成乙酸。将乙酸与水共沸混合物形成蒸馏出业并搜集起来，后用标准NaOH溶液滴定。方法：0.1g甲壳质与40ml，50%NaOH溶液混合后加热回流1.5h，将25ml85%H3PO4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馏出液被搜集出来为止。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23次。第36页v（2）分子量测定：v粘度法。v（3）粘度测定：用旋转粘度计测定，即先将甲壳质配成1%均匀溶液，然后用适当转子进行测定，读出or换算出结果。v（4）含氮量测定：凯氏定氮法。v（5）含水量 测定：常压干燥法。v（6）灰分测定：灼烧法。第37页2、壳聚糖性能指标及测定：v性能指标：含H2O量10%灰分1%脱乙酰度80%v粘度100cps 分子量105道尔顿v测定：脱乙酰度在80%以上甲壳质解称作甲壳胺。v测脱乙酰度大小为其性指标。第38页七、甲壳质及其衍生物用途v1、在food工业应用，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，提升固体产品得率。还用作模拟食品结构填充剂、增稠剂、乳化剂、保鲜剂和包装薄膜等。v2、在农业方面应用，作种子保护膜、农药缓释剂。v3、在生化方面应用，是性能良好固定化细胞、酶载体，可作为酶固定剂、生物反应器、生物技术用材料等。第39页v4、在医药工业中应用：抑制胃酸和胃溃疡，降低血液中胆固醇和甘油三酸酯，。甲壳质硫酸衍生物有抗凝血作用，能抑制肾上腺皮质激素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，药品包膜（缓释剂）。v5、日用化装品应用 吸水吸油性能好，婴儿尿布、高级妇女卫生巾；滋润补养头发功效，头发定性、洗发剂、清洁剂。v6、水质净化处理中应用 做凝聚剂用于水质净化 第40页第六节第六节 抗肿瘤活性物质抗肿瘤活性物质（一）、藻类v1、鞭毛藻amphidinolade大环内酯物。v2、蓝藻（陆楼蓝藻）大环内酯物，scgtophgcin.B。v3、褐藻海带、马尾藻、铜藻、半叶马尾藻提取硫酸多糖。v4、绿藻（刺核藻）G醛硫酸对肉瘤，欧利希氏癌腹水。固形癌等移植癌有抑制效果。v5、狭叶海带，羽叶藻，海带粗岩藻聚糖。第41页（二）、海绵动物v 软海绵软海绵素类，奥卡达酸。v居苔海绵 海绵内酯很强cell毒性。（三）、腔肠动物v集沙群海葵雌性珊瑚虫沙海葵毒素。（四）、软体及外肛动物v海藻（饵料）耳状截尾海兔截尾海兔肽。（五）、步骤形动物及原索动物v加勒比海产群体海蛸 膜海蛸肽（环状多肽）含有强有力抗病毒作用和免疫抑制作用，已能进行人工合成。第42页复习题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活性肽有哪些？活性肽含有哪些生理活性功效？3、牛磺酸主要分布在那些海洋生物重？它含有哪些活性功效？4、简述利用扇贝裙边制备牛磺酸工艺5、鲎试剂含有哪些作用？怎样制备？6、简述EPA、DHA生理活性功效？7、试述甲壳质（甲壳胺）生产工艺以及技术关键点？8、试述甲壳质（甲壳胺）用途？第43页