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活性多糖


活性多糖

多糖是由糖苷键连接起来的醛糖或酮糖组 成的天然大分子。

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(activepolysaccharides)。

一、膳食纤维
(一)膳食纤维的定义
1. 膳食纤维(Dietary fiber)
食物中不被消化吸收的植物成分

不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素
(包含植物体内含量较少的成分:糖蛋白、角质、蜡)

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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。 包括了食品中的大量组成成分如纤维素、 半纤维素、木质、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。

(二)膳食纤维的分类
膳食纤维有许多种分类方法:

1、溶解特性
不溶性膳食纤维 水溶性膳食纤维

不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化 且不溶于热水的那部分膳食纤维,是构成细胞壁 的主要成分,包括纤维素、半纤维素、木质素、 原果胶和动物性的甲壳素和壳聚糖。 水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化, 但溶于温水或热水且其水溶性又能被4倍体的乙 醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹 果、桔类中的果胶,植物种子中的胶,海藻中的 海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产物黄原胶, 以及人工合成的羧甲基纤维素钠盐等。

2、来源分类
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植物来源:纤维素、半纤维素、木质素、果胶、 阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚糖等; 动物来源:甲壳素、壳聚糖和胶原等; 海藻多糖类:海藻酸盐、卡拉胶和琼脂等; 微生物多糖:黄原胶等; 合成类:羧甲基纤维素等。

(三)膳食纤维的测定方法
重量法、化学法
重量法较简单,主要测定总膳食纤维、可溶 性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。重量法中目前 应用较多的是酶法。一般分别用AACC32-07、 AACC32-06方法测定总膳食纤维、可溶性膳食纤 维和不可溶性膳食纤维。 化学法则可定量地测定其中每一种中性糖和 总的酸性糖(糖醛酸),还可单独测定木质素。

(四)膳食纤维与粗纤维的区别
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10%~30%纤维素被溶解损失掉。 对于同一种产品,其粗纤维含量与总膳食 纤维含量存在很大的差异。

三、膳食纤维的化学组成与物化性质
一)膳食纤维的化学组成 不同种类的膳食纤维主要区别在于组成成分的相对含 量、分子中糖苷键的性质、聚合度以及支链构成的 差异等。 ①纤维状碳水化合物(纤维素、半纤维素) ②基质碳水化合物(果胶类物质等) ③填充类化合物(木质素)
①、②构成细胞壁的初级成分,通常是死组织。 ③也是 构成植物细胞壁的成分,具有使细胞相连的作用,通过 形成交织网来硬化细胞壁。主要位于纤维素纤维之间, 起抗压作用。

1、纤维素
纤维素是β-吡喃葡萄糖经β-1,4糖苷键连接而成的直 链线性多糖。 在植物细胞壁中,纤维素分子链由结晶区与非结 晶区组成,非结晶结构内的氢键结合力较弱,易被溶 剂破坏。 纤维素经过化学修饰之后,可以形成水溶性改性 纤维素,一般用作增稠剂、稳定剂。

非纤维素多糖(Noncellulosic polysaccharides): 果胶类物质、β-葡聚糖和半纤维素等物质。

2、半纤维素
主要由阿拉伯糖、木糖 ,有时候有半乳 糖所构成。(具有空间螺旋状结构) 半纤维素同样是植物细胞壁的构成成分。 不同植物中半纤维素的种类、含量均不相同。 不同种类的半纤维素其水溶性也不同,有 的可溶于水,但绝大部分都不溶于水

3、果胶及果胶类物质
果胶主链是几百个半乳糖醛酸经α-1,4糖苷键连接 而成的线性多糖。 主链中常连有Rha(鼠李糖),GalA(半乳糖醛 酸)经常被甲基酯化。根据酯化程度的不同可分为高 酯果胶(DE>50%)、低酯果胶(DE<50%)。 果胶类物质主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯 半乳聚糖等。 果胶与果胶类物质均能溶于水,并形成凝胶。在 谷物纤维中含量很少,在果蔬、豆类中含量丰富。

4、木质素
主要来自木本植物。 本质素是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉 桂醇所组成的大分子化合物。天然存在的木 质素大多与碳水化合物紧密结合在一起,很 难将之分离开来。 许多真菌能产生分解木质素的酶,因而 它们可以生长在腐朽的树干上。

二)膳食纤维的物化特性
1、高持水力

亲水基团
持水量可达自重1.5~25倍 膳食纤维的高持水力是其增加人体排便的体 积与速度、减轻直肠内压力以及减轻泌尿系统 压力的重要原因,可以减轻泌尿系统疾病,迅 速使肠内毒物排除体外。

2、对阳离子有结合和交换能力

羧基、羟基和氨基等侧链基团 弱酸性阳离子交换树脂

影响消化道的pH、渗透压及氧化还原电位
对人体内矿物质代谢: 1)对有害元素(铅)排除体外十分有利 2)对有益元素(钙、铁)的保留不利 所以富含膳食纤维的食物应该注意有益矿质元素 的补充。

3、对有机化合物的吸附、螯合作用

活性基团
吸附螯合胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有毒 物质(内源性毒素)、化学药品和外源性毒 素(残留农药、细菌代谢物)等有机化合物

4、无能量填充剂

膳食纤维

吸水膨胀

饱腹感

影响机体对其他食物成分的消化吸收, 预防肥胖症。

5、改善肠道内微生物区系(发酵作用)

膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降 解,但却能被大肠内的微生物所发酵降解, 产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸,使大 肠内pH降低,从而影响微生物菌群的生长和 增殖,有利于需氧有益菌(产生致癌物少) 生长,抑制厌氧腐败菌(产生致癌物较多)。

6、溶解性与粘性

水溶性纤维更易被肠道内的细菌所发酵, 粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物 成分的消化吸收。

三、膳食纤维的生理功能
1、低(无)能量,预防肥胖症 遇水膨胀后体积更大,易引起饱腹感。 大多数富含膳食纤维的食物,仅含有少量的脂肪。 粘性纤维使碳水化合物的吸收减慢,防止了餐后 血糖的迅速上升并影响氨基酸代谢,对肥胖病人起到 减轻体重的作用。 膳食纤维能与部分脂肪酸结合,使脂肪酸通过消 化道,不能被吸收,因此对控制肥胖症有一定的作用。

2、调节血糖水平 膳食纤维中的可溶性纤维,能抑制餐后血糖值 的上升,其原因是延缓和抑制机体对葡萄糖的 吸收速率和数量。 并改善末梢组织对胰岛素 的感受性,降低对胰岛素的要求。 水溶性膳食纤维 凝胶 阻止了 糖类的扩散,推迟了在肠内的吸收 抑 制了糖类吸收后血糖的上升和血胰岛素升高的 反应。 提高可溶性膳食纤维的摄入量可以防止 Ⅱ型糖尿病的发生。但对Ⅰ型糖尿病作用很小。

3、调节血脂 膳食纤维可以有效降低血清总胆固醇(TC)和 低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),但对血清甘油三 酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)影响不 大。
低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),致动脉硬化因子 高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),抗动脉硬化因子

可溶性膳食纤维可螯合低密度脂蛋白胆固醇,从 而抑制机体对胆固醇的吸收,并降低血浆胆固醇 5%~10%,高密度脂蛋白胆固醇降得很少或不降。 不溶性纤维很少能改变血浆胆固醇水平。

降血脂可能机理: 1)具有黏性的膳食纤维阻止了脂类分子向小肠吸 收细胞移动; 2)膳食纤维对胆汁的稀释而降低了对食物中脂类 物质的乳化作用; 3)增加了胆汁酸的排出,使血液中胆固醇更多地 转化成 胆汁酸,降低了血液中胆固醇的水平。

4、防止便秘
膳食纤维促进肠胃蠕动,缩短了食糜在肠内 停留时间,加速粪便排出; 膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解, 先分解成单糖而后又生成短链脂肪酸。短链脂 肪酸被利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度 增加、粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内 的转移而使粪便易于排出,从而达到预防便秘 的作用。

5、改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用
膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解,先分 解成单糖而后又生成短链脂肪酸。使结肠内pH值下降, 影响微生物的生长繁殖,促进双歧杆菌等有益菌的活 化、繁殖,抑制肠内有害菌的生长,并吸收掉有害菌 所产生的致癌物质。 粪便中可能会有—种或多种致癌物,由于膳食纤 维能促使它们随粪便一起排出,缩短了粪便在肠道内 的停留时间,减少了致癌物与肠壁的接触,并降低致 癌物的浓度。 膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸,从而减少癌 变的危险性。

6、缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻
当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时, 小肠腔内的移动速度亢进,营养成分的消化、吸收 降低,并引起食物中毒性腹泻。

7、预防阑尾炎的发生
膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成,减 少此类物质在阑尾内的蓄积,从而减少细菌侵袭阑 尾的机会,避免阑尾炎的发生。

8、消除外源有害物质

由于活性基团对有机化合物的吸附、螯合 作用, 羧基、羟基和氨基等侧链基团对阳离子有结 合和交换能力 膳食纤维对汞、砷、镉和高浓度的铜、 锌都具有清除能力。

四、膳食纤维的缺点
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。 羧基、羟基和氨基等侧链基团对阳离子有结合和交 换能力 2.束缚人体对维生素的吸收和利用。 果胶等膳食纤维量较大时会对维生素A、维生素E和 胡萝卜素等脂溶性维生素束缚能力 3.引起不良生理反应 凝胶性强的膳食纤维,也会有腹胀、大便次数减少、 便秘等副作用 4.影响其他营养物质的吸收 N

五、膳食纤维的推荐摄入量
可溶性膳食纤维:不溶性膳食纤维=1:3
美国FDA推荐的成人总膳食纤维摄入量为20~35g/d

(美国食品药物管理局 ) 低能量摄入(7.5MJ)的成年人,其膳食纤 维的适宜摄入量为25g/d; 中等能量摄人的(10MJ)为30g/d; 高能量摄入的(12MJ)为35g/d。

膳食纤维的种类
来源: 谷物纤维 豆类种子和种皮纤维 水果和蔬菜纤维 微生物 其他天然纤维 合成和半合纤维

二、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。

来源于香菇、银耳、灵芝、茯苓、冬虫夏草等的 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。

一)物理性质与功效的关系
☆真菌多糖溶于水是其发挥生物学活性的首要条件。 降低分子质量、引入支链或对支链进行适当修 饰,均可提高多糖溶解度,从而增强其活性。

☆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。

☆真菌多糖粘度如果过高,则不利于多糖药物的 扩散与吸收。
降低多糖粘度,提高其活性。

(二)生理功能
1、抗肿瘤活性 具有抗肿瘤活性的多糖大多是由β-1,3糖苷键连 接的D-葡聚糖。 香菇多糖、茯苓多糖、核盘菌多糖、银耳多糖、 灵芝多糖

2、免疫调节功能 真菌多糖具有抗肿瘤活性,主要是通过机体的免 疫力来实现的。 细胞免疫、体液免疫 3、抗突变作用 4、抗辐射作用 5、降血压、降血脂、降血糖的功能 6、抗溃疡、抗炎症作用 7、抗氧化作用 8、抗衰老等功能 9、抗病毒作用

三)加工
1、从栽培真菌子实体提取
多糖从真菌子实体中提取,由于人工栽培真 菌子实体,生产周期长达半年以上,而且价格也 比较高。

2、发酵法短时间生产大量的真菌菌丝体
真菌深层发酵工艺来获真菌多糖,易于连续 化生产,规模大,生产周期缩,产量高,一次性 投资大。

三、海洋生物多糖
1、卡拉胶 为产于海洋的红藻的主要糖聚物。 (具有凝胶特性) 2、褐藻胶 来源于褐藻;具有亲水性、溶液具有高黏性 3、琼脂 红藻科中紫红色海藻细胞壁内的一种多糖。易溶于热水,可形 成凝胶。 4、甲壳质 壳聚糖,甲壳动物的外壳的组成成分。不溶于水。 5、氨基多糖 黏多糖、结缔组织多糖,存在海洋动物组织(刺参、海星、鲨 鱼)

海洋生物多糖的生物活性
1、海藻多糖: 降血脂、降血糖、抗凝血、抗肿瘤、抗辐 射、提高免疫力、抗氧化 2、海洋动物多糖: 消炎抑菌作用、抗血栓形成、抗肿瘤、降 血脂、防动脉硬化


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