农副产品综合利用

2、可逆水解合成法 糖苷酶可逆水解反应催化单糖缩合成寡糖 A-B+H2O======A-H+B-OH 该方法的特点是受体底物的特异性不高，缺点是 合成得率较低，一般需酶浓度高，反应时间长。 用该法合成的低聚糖有低聚甘露糖，低聚半乳糖 和低聚异麦芽糖等。
3.用聚糖酶降解高分子多糖，生成短链的低 聚糖 如：甘露聚糖酶水解甘露聚糖生产低聚甘露 糖； 壳聚糖酶水解壳聚糖生产壳低聚糖； 果聚糖酶生产低聚果糖及用木聚糖酶生产 低聚木糖。
1.1.2.4 多糖的分离纯化
• 多糖与蛋白质结合不是物理或离子结合， 而是共价结合。经碱液提取及蛋白酶水解 的组织消化液，是组分及性质相近的多糖 混合物。 • 多糖的分离纯化方法： 1.利用溶解度不同分离：多糖具有较强的极 性，在水溶液中加入乙醇、丙酮或甲醇等 有机溶剂，即可产生沉淀。常用的沉淀剂 有：乙醇、钡盐、锌盐、乙酸钾等；方法 有乙醇沉淀法和含盐溶液沉淀法。
2.利用电离性质不同的分离方法：多糖分子 中可电离基团有羟基及硫酸基，其pK不同， 数量也存在差别，这些成为分离多糖的依 据。常用的方法有季铵盐络合法和电泳分 离。 3.其他方法：如离子交换层析法、凝胶过滤 法、酶法、超离心法、高效液相色谱法等。
1.2 蛋白质
1.2.1 蛋白质的组成和结构（复习） 1.2.2 蛋白质的分离纯化 1.2.2.1 蛋白质分离纯化的一般原则 农副产品综合利用中蛋白质的利用首先要分 离纯化，并保持原有的生物活性。 蛋白质的纯化是利用各种蛋白之间的相似性 来除去非蛋白质，利用各蛋白质的差异 （大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和 生物学活性等）将目的蛋白质从其他蛋白 质中纯化出来。
2.浸出法 • 是较先进的制油方法，是应用固液萃取原 理，选用某种能够溶解油的有机溶剂，经 过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油料 中油脂被萃取出来的一种方法，多采用预 榨饼后浸提。溶剂的选择应使油脂在其中 的溶解度很大，而其他非油脂物质溶解度 很小，溶剂易气化，易与油脂分离，易回 收，安全性和稳定性好，价格低廉等。 • 我国用的最多的溶剂是六碳烷烃和环烷烃， 也用丙烷、丁烷等。
1.3.4 植物油脂分离技术
传统植物油提取工艺： • 压榨法和浸出法
1.压榨法：借助机械外力作用，将油脂从油 料中挤压出来的提取方法。是目前常用的 主要方法。可分为一次压榨和预榨法。 • 一次压榨又称全压榨，要求压榨过程将榨 料中尽可能多的油脂榨出，压榨后饼中残 油一般为3~5%。 • 预榨仅要求压榨过程将榨料中约70%的油 脂榨出，榨饼中残油一般为15~18%，预榨 饼再进行溶剂浸出提油。
1.1.1.3 多糖
根据多糖功能不同，分为结构多糖和功能多糖；
多糖的功能：具有高分子的聚阴离子，能调节体
内的阴离子浓度；能与一些物质结合，调节机体
免疫功能，防御细菌或病毒的感染；具有抗凝血
活性，对抗血栓的形成；能激活脂蛋白酶，调节
集体脂类代谢；血管壁上的多糖具有大的粘滞性，
可保持或维持管壁坚韧性和通透性。
• 1.2.3.2 生物活性肽的种类 • 按来源：内源性生物活性肽和外源性生物 活性肽 • 按功能：抗菌肽、降压肽、阿片肽、免疫 调节肽、抗氧化肽、抗血栓肽、降脂肽、 矿物元素吸收促进肽、降胆固醇肽等。
1.抗菌肽：具有光谱抗菌活性，不仅可以抑 制多种细菌或真菌，而且可以在不伤及正 常细胞的情况下抑制动物体内的肿瘤细胞。 抗菌肽主要分为3种： 某一种或两种氨基酸含量高，如脯氨酸； 含有分子内二硫键，稳定主要的B-折叠结构； A-螺旋结构，含有两性分子区域。
1.2.3.3 生物活性肽的吸收机制和功能 • 1.吸收机制 • 多肽以完整的形式100%被人体吸收和利用； • 多肽的吸收不需消耗人体能量； • 多肽可在人体中表现出载体和信使作用； • 总之，多肽的吸收机制与其他各种物质的 吸收机制大不相同，其吸收机制优于一切 物质。
2.生物学功能 • 功能性肽：即生物活性肽，参与调节动物 的某些生理活动或具有某些特殊作用； • 营养肽：不具有特殊生理调节功能，只为 蛋白质合成提供氮架的小肽。 • 多肽功能：营养平衡、抗溃疡、抗风湿、 类胰岛素、降血脂、降血粘、降血压、提 高免疫力、抗菌、抗病毒、抗衰老等。
1.1.1 碳水化合物的组成和结构
•单糖：不能再被水解为更小
单位的糖。 •低聚糖：由2~10个单糖通过 糖苷键连接的低聚合度糖。 •多糖：单糖聚合度大于10的糖。
1.1.1.1 单糖
• 单糖中除了己糖中普糖糖和果糖给人提供 能量外，戊糖中的木糖及糖醇也是功能性 单糖，木糖醇产业化已取得良好的经济效 益。
http://baidu.ku6.com/watch/6461385498116030854.html?page=videoMultiNeed 中国多肽产业宣传片 http://baidu.ku6.com/watch/7473510188386168705.html?page=videoMultiNeed 活性多肽
农 副 产 品 综 合 利 用
第一章 农副产品 综合利用 化学基础
学习目标和要求
重点掌握农副产品中与综合利 用技术相关的碳水化合物、蛋白 质、脂类、植酸和黄酮等化合物 的种类、组成、结构和功能，初 步了解不同化合物的分离与制备 技术理论。
1.1碳水化合物
碳水化合物是自然界中存在最多， 分布最广的一类重要的有机化合物， 存在于各种植物的种子、茎、叶、秆 及块根中。是绿色植物光合作用的主 要产物，在植物中含量可达到干重的 80%，动物中肝糖原、血糖原也属于 碳水化合物，占动物干重的2%左右。
• 浸出法提油具有提油率高，粕中残油率低， 劳动强度低、生产效率高，粕中蛋白质变 性程度小，质量较好，容易实现大规模生 产和生产自动化等优点。 • 缺点是浸提出来的毛油含非油物质较多， 色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易 燃易爆，并具有一定毒性，生产的安全性 差，还会造成油脂中溶剂的残留。
• http://v.ku6.com/show/BoKNH7l5pvueBVgSSKnNUA...html
1.酶解所用的蛋白酶 来自动物、植物和微生物中提取的天然的或 人工合成的蛋白酶。 内切酶：动物蛋白酶（胰蛋白酶、胰凝乳蛋 白酶、胃蛋白酶等）、植物蛋白酶（木瓜 蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等）、 微生物蛋白酶（碱性蛋白酶、复合蛋白酶、 中性蛋白酶、枯草杆菌酶等）。 外切酶：能够把处于肽链末端的疏水性氨基 酸水解出来，降低多肽的苦味。
2.神经活性肽 • 存在于许多食品蛋白质的水解物中，如酪 激肽、乳啡肽、内啡肽、脑啡肽等。能调 节神经的信息传递。 • 阿片活性肽是人们研究最早的一类生理活 性肽，具有戒毒作用。 3.血管紧张素-I转化酶（ACE）抑制肽 • 调节机体血压，可从麦胚蛋白、乳蛋白、 大豆蛋白、鱼肉蛋白和玉米蛋白中获得。
2.酶解作用特点 • 条件温和、水解效率高、不破坏氨基酸结 构、产生有害物质的可能性小、安全性高 等优点； • 水解产物是小分子肽和氨基酸，易为人体 消化吸收，也更适于食品加工领域的应用。 • 随着固定化酶技术和膜反应器的发展，蛋 白酶的成本降低，酶技术应用更广。
3.生物活性肽的分离纯化技术 • 和蛋白质分离纯化技术相同； • 主要有：超滤、凝胶过滤层析、凝胶电泳、 离子交换树脂、反相高效液相色谱等。
4.免疫活性肽 • 具有免疫调节作用。 • 用胰蛋白酶对大豆蛋白酶解，获得六肽， 能刺激巨噬细胞和多核白细胞的吞噬作用。 • 也可从大米、小麦蛋白酶解物中获得。 5.抗氧化肽 • 蛋白质水解成多肽后，具有抗氧化作用的 基团暴露出来，能更好地发挥抗氧化作用。 • 抗氧化肽有肌肽、谷胱甘肽、大豆蛋白酶 解物等。
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1.1.2.3 多糖的制备
• 大多数多糖以氢键、盐键等与其他多糖或 物质聚合在一起，因此必须用有效方法破 坏多糖链与其他物质的共价结合，方能达 到提取多糖的目的。 • 多糖的提取有水（冷水、热水）提取法、 中性盐溶液提取法、碱提取法、水解酶消 化提取法、蛋白酶水解法。
• 螺旋榨油机是利用螺旋轴在榨笼内螺旋推进料坯 时，边挤压成饼边挤出油脂的一种连续式榨油设 备。分为热榨油和冷榨油。 • 热榨油是指油料经高温火炒或蒸再进行压榨。它 能够提高出油率，气味特香，颜色较深，产量较 高，产品中存留的残渣较少，容易保存但容易造 成高温氧化，引起蛋白质变性。 • 冷榨油是指原料不经蒸、炒等高Hale Waihona Puke Baidu处理，而是在 原料预清理后直接压榨，压榨的出油温度低于 70℃。低温冷榨可防止油脂高温氧化，避免油中 蛋白质产生高温变性，从而使原料风味更完整， 营养素保留更全，缺点是出油率低、气温较差， 生产成本较高。
1.1.2 碳水化合物的制备
制备依据：在酸性、碱性或酶的作用下糖苷键 断裂分解。 制备方法：酸法水解 碱法水解 酶水解
1.1.2.1 单糖制备
1.1.2.2 低聚糖的制备 三种方法：
从天然原 料中提取
用化学合 成法制备
酶学方法 生产
酶法制备低聚糖：
1、转移糖苷合成法： 以核苷二磷酸为底物，ATP水解释放能量，通 过专一性较强的糖苷转移酶催化合成。 用此法合成的低聚糖有环糊精、海藻糖、龙胆 二糖、帕拉金糖。
1.3 脂类
• 植物油脂主要贮存于种子中，也有果实、 果肉、果皮和种仁中的。在加工过程中得 到米糠、饼粕、小麦胚芽等大量的副产品， 也含有大量的油脂。
• 1.3.3 农副产品中脂类化合物的组成、结构 和功能 • 动物油脂：包括乳脂、猪脂、牛脂、鱼脂 等常见的动物脂肪。
• 植物油脂：主要包括大豆油、花生油、棉 籽油、菜籽油、可可脂、棕榈油、向日葵 油、芝麻油、玉米油、红花油、米糠油、 小麦胚芽油、亚麻油、橄榄油、椰子油、 桐油等。
1.1.1.2低聚糖
• 低聚糖：分为普通低聚糖和功能性低聚糖。
• 功能性低聚糖包括低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、
低聚果糖、低聚乳果糖、乳酮糖、大豆低聚糖、
低聚木糖、低聚龙胆糖等。
• 低聚糖可作为甜味剂，自然界中只有少数食品中
含有天然的功能性低聚糖。
低聚糖的功能： • ①改善人体内微生态环境，调节胃肠功能， 防治便秘，增加维生素合成，提高人体免 疫功能； • ②具有水溶性膳食纤维功能，改善血脂代 谢，降低胆固醇和甘油三酯含量； • ③属非胰岛素依赖，不会使血糖升高； • ④发热量低，减肥； • ⑤防止龋齿。
常用的分离纯化方法： 盐析、有机溶剂提取、层析和结晶等是利 用混合物中几个组分分配率的差别，把它 们分配到可用机械方法分离的2个或几个物 相中。 电泳、超速离心、超滤等是将混合物置于 单一物相中，通过物理立场的作用使各组 分分配于不同区域而达到分离目的。
1.2.3 肽
• 1.2.3.1 生物活性肽的概念 • 组成蛋白质分子的氨基酸数目少于50，相 对分子量小于6000u，在构象上较松散、具 有某些特殊生理功能和生物活性的肽类， 即对生命体的生命活动有裨益或具有生理 作用的肽类。
6.促矿物质吸收肽——酪蛋白磷酸钛（CPPs） • 酪蛋白磷酸钛又称矿物质元素结合肽，是 牛乳酪蛋白经单酶或复合酶水解，再经分 离纯化得到的含有成簇磷酸丝氨酸酰基的 天然多肽。 • 在机体内，可与多种游离矿物质元素如钙、 铁、硒等结合，形成可溶性的有机磷酸盐。 • 磷酸丝氨酸酰基可抵制肠道中蛋白酶的水 解作用，因此CPPs在体内仍能保持活性。
科学家指出：无论从吸收速度还是生 物学功能上，肽都将引发营养品革命，21 世纪将是肽的世纪。
1.2.3.4 肽的制备方法 • 三种： • 1.从植物、动物或微生物中提取存在于生物 体内的各种天然活性肽，即提取法； • 2.由游离氨基酸经人工方法化学合成活性肽， 即固相、液相合成法； • 3.利用消化过程中产生活性多肽或体外水解 蛋白质生产活性肽，有微生物发酵法、酶 解法、化学水解法。 • 目前最常用酶解法。