功能性食品资源 碳水化合物类

6 CH 5 4
2OH
O
2
OH
OH
3
H 1 C OH
α-D-吡喃葡萄糖
OH
判断糖的构型原则
在直链中以C5的羟基为判断标准。在环状结构中， C5的羟基参与成环，此时以C5上的羟甲基为判断标准： 若其在环上则为D-构型，在环下的为L-构型。
判断α-或β-构型的原则
D-构型糖中，半缩醛羟基在环上的为β-型， 半缩醛羟基在环下的为α-型。
此项技术的中试成功将对中国酒精工业的发展起到积极的
推动作用，对于解决人类将面临的能源危机、粮食紧缺及
环境污染等问题均具有重大的意义。
3. 果胶及果胶类物质
主链由半乳糖醛酸以α（1→4）糖苷键连接而成的聚合 物，部分半乳糖醛酸羧基被甲酯化，主链上还有少量 （1→2）鼠李糖。甲氧基含量超过7%的为高甲氧基果胶； 低于7%的为低甲氧基果胶，低甲氧基果胶凝胶时需要Ca2+。 天然果胶含有阿拉伯聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、 鼠李聚糖等。溶于水形成凝胶，对维持膳食纤维的结构有 重要作用。
功能性食品资源
第一章 功能因子
功能因子：是功能性食品中起生理作用的成分，又 称生理活性成分或有效成分
分类 功能性糖
举
例
活性多糖、功能性低聚糖 功效成分的分类
功能性脂类
aa、肽与Pr Vit和类似物 矿物元素
ω -3、ω -6、磷脂
牛磺酸、免疫球蛋白、酶蛋白 水溶性、油溶性、生物类黄酮 常量元素、微量元素
灵芝多糖
定义： 目前已分离到的有200多种，其中大部分为β –葡聚糖，
少数为α –葡聚糖，多糖链由三股单糖链构成，是一种 螺旋状立体构形物，其立体构形和DNA、RNA相似，螺旋 层之间主要以氢键固定，分子量从数百到数十万，除一 小部分小分子多糖外，大多不溶于高浓度酒精，在热水 中溶解，大多存在于灵芝细胞内壁。 ■ 能提高机体免疫力，提高机体耐缺氧能力，消除自由基， 抑制肿瘤、抗辐射，提高肝脏、骨髓、血液合成DNA、RNA、 蛋白质能力，延长寿命，灵芝多糖还具有刺激宿主非特异 性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性。
β-D-(+)-吡喃葡萄糖
HO H HO H H CH2OH D- 葡 萄糖
10
C
H OH H OH O
[a]=+190
虫草多糖
葡萄糖、岩藻糖组成的多聚糖。 ■ 来源：①从天然虫草子实体中提取；②从人工培养虫草 子实体中提取；③从发酵培养的菌丝体和发酵液中提取。 ■ 药理学现代研究结果中，青海冬虫夏草含有虫草酸约7%（虫 草酸是一种D-甘露醇），糖类28.9%，脂肪约8.4%，蛋白质约25%。 ■ 活化巨噬细胞刺激抗体产生，提高人体 免疫能力，改善呼吸系统，抑制肿 瘤生 长，并具有抗肿瘤、抗辐射、降血糖和 血浆脂蛋白，还能抗心律失常，抗心肌 缺血，扩张外周血管，降 压，降血脂， 抑制血小板聚集。
植物活性成分 皂苷、生物碱、有机硫化合物 益生菌 双歧杆菌
低能量食品成分 蔗糖替代品、脂肪替代品
第一节
功能性碳水化合物
定义：在增强机体免疫力、降低血脂、调解肠 道菌群等方面具有生理功效的碳水化合物。
分类 ：
根据糖类能否水解及水解产物分类： 1： 单糖： 不能再被水解的多羟基醛、酮，是糖类的基本单位。
（三）膳食纤维的物化特性 1. 高持水力
① 自身体重的1.5-25倍 ② 水溶性膳食纤维>非水溶性膳食纤维
调节肠道功能，有利于增加粪便的含水量及体 积，促进粪便的排泄
2. 吸附作用
（一）真菌多糖
1. 定义：从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出来的，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，具有增强免疫力、抗肿瘤活性的特性。
2. 种类：香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖、银耳多糖、虫草多糖、 茯苓多糖、金针菇多糖、木耳多糖等。
香菇多糖
定义： 从香菇(Lentinus edodes)子实体或菌丝中分离 的一种多糖，以β-1,3葡聚糖为主，有免疫激活 和抗肿瘤活性 。
2. 半纤维素
几种不同类型的单糖构成的异质多聚体 ，主链为木糖、 半乳糖或甘露糖，支链上带有阿拉伯糖或半乳糖。初生壁
的主要结构
半纤维素的应用之一
半纤维素糖类发酵酒精是利用生物技术，由可再生的植 物纤维原料制取酒精，一直是国际关注的研究热点. 本项 目以玉米棒芯为原料，经稀酸水解将半纤维转化为戊糖， 进一步发酵为酒精。其总体水平为中国首创，国际先进。
二、膳食纤维
膳食 纤维
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（一）定义
膳食纤维（Dietary fiber，DF）：是指人体消化酶不能 消化、不被小肠吸收、在大肠内能部分或全部 发酵的植物性成分、糖水化合物及其类似物。 分类： 可溶性膳食纤维（SDF, soluble dietary fiber） 不可溶性膳食纤维（IDF, insoluble dietary fiber）
日本学者千原，1969年，第一次报
道了香菇子实体中分离的6种胞外多糖
中有2种具有明显抗肿瘤活性。 经热水提取的香菇多糖可调节人休
内有免疫功能的T细胞活性，可降低甲
基胆蒽诱发肿瘤的能力。香菇对癌细胞 有强烈的抑制作用，对小白鼠肉瘤S180的抑制率为97.5%，对艾氏癌的抑制 率为80%。
日本学者在1969年报道的2种具有明显抗肿瘤活性的香菇 多糖结构：主链由β-1,3糖苷键连接的D-葡聚糖。主链、上约 有23%葡萄糖残基在C6分支点连有侧链。
（二）膳食纤维的化学组成
1. 纤维素
纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植 物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然 的最纯纤维素来源。 纤维素的分子式（C6H10O5）n，由D-葡萄糖以β-1，4糖苷 键连接而成的大分子直链线性多糖，分子量50000～2500000， 相当于300～15000个葡萄糖基。不溶于水及一般有机溶剂。是 植物细胞壁的主要成分。
如:核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖
2：低聚糖（寡糖)： 由2-10个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。
以双糖存在最为广泛，蔗糖、麦芽糖和乳糖是其重要代表
3：多糖：
由10个以上单糖分子缩合而成。如淀粉、糖原、纤维素。
4：复合糖： 与非糖物质结合的糖，如糖蛋白、糖脂。
5
一、活性多糖
活性多糖（active polysaccharide）：具有免疫调节 活性、抗肿瘤活性等特殊生理功能的多糖。
茯苓多糖
定义： 从多孔菌科真菌茯苓菌核中提取的有效成分。具有免疫
增强活性，可用于抗病毒、抗肿瘤，减轻放、化疗副作 用，以及治疗慢性肝炎、延缓衰老等。
重达120斤的“茯苓王”
云芝多糖
定义：云芝子实体提取物中的有效成分，云芝多糖是云芝提取
物中的主要活性成份,多糖它是含有β—糖苷键的葡聚糖，
并测出主要是是β-1，3和β-1，6糖苷键。并含有少量
冬虫夏草生长周期 冬虫夏草生长的寄主昆虫—蝙蝠蛾的一生需要经过虫卵期（ 约45—72天）、幼虫期（约680—940天）、蛹期（约42—58天 ）、蝙蝠蛾成虫期（约3—12天），也就是说虫草蝙蝠蛾一生需 要2至3年的生长周期。 冬虫夏草生长环境 虫草是一种昆虫与真菌的结合体。虫是虫草蝙蝠蛾的幼虫 ，菌是虫草真菌，每当盛夏，海拔3800米以上的雪山草甸上， 冰雪消融，体小身花的蝙蝠蛾便将千千万万个虫卵留在花叶上 。继而蛾卵变成小虫，钻进潮湿疏松的土壤里，吸收植物根茎 的营养，逐渐将身体养得洁白肥胖。这时，球形的子囊孢子遇 到虫草蝙幅蛾幼虫，便钻进虫体内部，吸引其营养，萌发菌丝 。当虫草蝙蝠蛾的幼虫食到有虫草真菌的叶子时也会成为虫草 。 受真菌感染的幼虫，逐渐蠕动到距地表二至三厘米的地方 ，头上尾下而死。这就是“冬虫”。幼虫虽死，体内的真菌却 日渐生长，直至充满整个虫体。来年春末夏初，虫子的头部长 出一根紫红色的小草， 高约二至五厘米，顶端有菠萝状的囊壳 ， 这就是“夏草”。虫草这时发育得最饱满，体内有效成份最
主要食品配料：微晶纤维素 (MCC)、羧甲基纤维素
• 纤维素——作为植物的骨架。
β-1,4-糖苷键
人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中， 虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等 功能。 草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解 ，从而得以吸收利用。 食物纤维素是一种不被消化吸收的物质，过去认为是“ 废物”，现在认为它在保障人类健康，延长生命方面有着重 要作用。因此，称它为第七种营养素。
SWANSON苹果果胶胶囊
日本农业研究机构不久前宣布，过敏者 在一定时期内摄取定量的苹果果胶，可使血 液内导致过敏的组胺浓度下降，从而预防过 敏症的发生。在实验中，研究人员让14名经 常过敏的人每天吃8克苹果果胶，3周后的血 液检查结果显示，与吃果胶前相比，患者体 内导致过敏的组胺浓度下降了24%。
和腺AI755均有抑制作用。
3.抗动脉粥样硬化作用：实验证明云芝多糖(PSK)能有效地
抑制动脉粥样硬化斑块的形成和发展。
4.对中枢神经系统的作用：云芝多糖(PSK)能改善小鼠和大 鼠学习记忆功能，对东莨菪碱所致大鼠学习记忆障碍，有明 显的改善作用。
真菌多糖的生理活性
A. 免疫调节功能
激活T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、自 然杀伤细胞等免疫细胞、刺激抗体产生。
保健功能： 1.预防过敏症； 2.降低血浆胆固醇； 3.改善血糖反应； 4.改善肠胃功能； 5.预防肥胖或减肥; 6.排除体内毒素； 7.提高多种维生素和矿物质的生物利用度； 8.抑制癌细胞扩散或肿瘤的形成。
4. 木质素
松柏醇、芥子醇、和对羟基肉桂醇组成，非多糖，细胞壁 的结构成分之一，复杂的三维结构，人和动物都不能消化木 质素。
β-1,4糖苷键。
云芝多糖的功能
1.提高机体免疫功能：云芝菌体多糖对小鼠腹腔巨噬细胞 可加强其吞噬作用。云芝多糖(PSK)对用60Co 200γ 全身一次照射，造成小鼠免疫功能低下，具有一
定的治疗作用。能明显增加被照射小鼠血清溶菌酶含量和脾指数，认为对巨噬细胞的非特异性免疫功能具有促进作用。
2.抗肿瘤作用：云芝多糖(PSK)对肉瘤S180、白血病L1210
5. 抗性淀粉 (resistant starch, RS), 抗酶解淀粉
健康人体小肠内剩余的不被消化吸收的淀粉及其降解
物的总称。
分类： 1 RS1(因种子结构的物理包裹而不能消化的淀粉)。 2 RS2(某些生淀粉颗粒)。 3 RS3(高度凝沉淀粉)。 4 RS4(某些化学改性淀粉)。
6.壳聚糖 (Chitosan)
定义： 由甘露糖、虫草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、
冬虫夏草
冬虫夏草是一种真菌，是一种特殊的虫和真菌共
生的生物体。是冬虫夏草真菌的菌丝体通过各种方
式感染蝙蝠蛾（鳞翅目蝙蝠蛾科蝙蝠蛾属昆虫）的 幼虫，以其体内的有机物质作为营养能量来源进行 寄生生活，经过不断生长发育和分化后，最终菌丝 体扭结并形成子座伸出寄主外壳，从而形成的一种 特殊的虫菌共生的生物体。入药部位为菌核和子座 的复合体
甲壳素脱除乙酰基后的产物，即由N-氨基葡萄糖单体通过β （1→4）糖苷键连接而成的直链线性多糖，是常见的粘多糖。
■ 壳聚糖难被人体胃肠消化吸收，当人把它们摄入体内后， 它们可与相当于自身质量许多倍的甘油三酯、脂肪酸、胆 汁酸和胆固醇等脂类化合物生成络合物，该络合物不被胃 酸水解，不被消化系统吸收；还具有非常爽口的甜味和调 解血压、消除脂肪肝、降低胆固醇和增强免疫力的功能， 而且还具有提高食品的保水性及水分调节作用，可作为糖 尿病和肥胖病的保健食品添加剂。
双芝元片
B. 抗肿瘤 对癌细胞有很强的抑制作用 C. 抗突变作用 D. 降血压、降血脂、降血糖
虫草多糖—心律失常 灵芝多糖—心血管系统调节
奥雪虫草
E. 抗病毒作用 F. 抗氧化
爱滋病毒（HIV）、单纯疱疹病毒（HSV-1，HSV-2）、 巨细胞病毒（CMV）、流感病毒等。
清除自由基、提高抗氧化酶活性抑制脂质过氧化的活性、 可起到保护生物膜和延缓衰老。
9
CH2OH O H H H OH H OH OH H OH
α-D-(+)-吡喃葡萄糖
H C H HO H H CH2OH D- 葡 萄糖 [a]=+1130 OH H OH O H HO H H OH CHO OH H OH OH CH2OH D- 葡 萄糖 混合 [a]=+520
CH2OH O OH H H OH H H OH H OH