第五章水产原料中的生物活性物质

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第五章水产原料中的生物活性物质主要内容活性肽分布、活性功能、制法及应用牛磺酸分布、活性功能、制法及应用鲎试剂及鲎素分布、活性功能、制法及应用n-3多不饱和脂肪酸分布、活性功能、制法及应用甲壳质及其衍生物分布、活性功能、制法及应用抗肿瘤活性物质分布、活性功能、制法及应用目标要求掌握活性肽、牛磺酸、鲎试剂及鲎素、n-3多不饱和脂肪酸、甲壳质及其衍生物、抗肿瘤活性物质分等的分布、活性功能、制法及应用建议学时4学时海洋生物有环境的特异性,决定了其特殊的结构和奇妙的生理功能,体内能够生成多种多样的化合物。这些化合具有的多种生理性功能或药效作用。如牛磺酸、EPA、PHA等。第一节活性肽一、活性肽由数个Aa结合成为低肽,低肽具有比Aa更好的消化吸收功能,其营养和生理效果更为优越。如促钙吸收肽、降血无肽、降血脂肽、免疫调节肽等。功能肽的制备涉及到酶的选择性、活力、酶时终点、酶时液中肽类的确认、混合物的近代分离技术,最终是其功能性评价,因此,活性肽的研究开发周期长、投入大。(一)降血无肽1、功能机理:血管紧张素转化酶(ECA),是一种糖蛋白,Y,使末梢血管收缩导致血质升高能使血管紧张素X转化成为血管紧张素,降血无肽正是通过换仰制ACE的活性来体现降血质功能的.2、分离方法:从食品Pr是通过降质的方法获得仰制ACE的活性肽,由体内蛋白酶在温度条件下水体Pr面获得,食用安全性极高.面且,突出的优点是对血质正常的人无降血质作用.3、种类:鱼贝类中被证实具有降血质功能的活性肽有:来自沙丁鱼的C8肽、Cn肽。从南极磷虾脱脂蛋白中分离得到的C3肽。金梭鱼中得到C8肽。从大马哈鱼头部提取降血质的保健药品素食品。二、天然存在活性肽天然存在于鱼贝类组织中的肽类只有三肽的胱药肽、鹅肌肽、鲸肌肽等。各胱药肽是种特殊的Aa衍生物,又是含有疏基前三肽,在生物体内有着重要的生理功能:1、作为生毒剂,不用于丙烯醋、氟化物、CO、重金黄色属及有机溶剂的体毒上。2、作为自由基清降剂,可保护细胞膜,使之免遭氧化肽破坏,防止红cell溶血及促进高铁血红蛋白的还原。3、对放射性药物,放射线or由于肿瘤药物所引起的白cell减少等症状能起到保护作用。4、能够纠正乙胆大碱酯酶的不平衡,起到抗过敏作用。5、对缺氧血症、恶心以及肝脏疾病所引起的不适具有缓其作用。6、可防止皮肤老化及色素沉着,减少黑色素的形成,改善皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽。7、治疗眼角膜病8、改善性功能发展:近体从黑斑海兔等数种海产腹足类分离生具有诱发产卵活性的G-9肽及C27-34;并从海兔、海绵等中分离出具有强力抗肿瘤活性的肽(截尾海兔肽、膜海鞍肽AE等);从海绵中提取70多种肽类均具有显著的抗菌、抗癌活性,其中大部分为环肽与脂肪,分子富含特殊的Aa(养羚基Aa、又一酮基Aa烯键、炔键等);从藻类中也发现了一此具有抗菌、抗癌活性的环肽、C18肽等。第二节牛磺酸一、理化特性又一氨基乙磺酸、分子式、MH2-CH2-CH2-SO3H物性:燃点305℃—310℃;纯口品为无色or白色结晶,无臭;化学性质稳定,溶于水及酒精、极性溶剂,不溶于乙醚等有机溶剂,是种含硫的非蛋白Aa,有体内以游离状态存在,有友参与体内蛋白的生物合成。二、牛磺酸的生理功能体内合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶(CSAD)活时较低,主要依靠摄取食物中的Tau来满足机体内需要。Tau对维持人体正常的生理功能具有以下主要作用:1、促进婴幼儿脑组织和智力发育。Tau在新生儿大脑发育中起重要作用(幼小动和脑中Tau远高于成体),目时,新生儿体内合成Tau的酶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、胎儿的中枢神精系统及视网膜等的发育有着密切的关系,长期单纯的牛奶喂养,易造成Tau缺乏。2、提高神经传导和视觉机解。猫的饵料中若缺少Tau,会导致其视网膜变性,长期缺乏,终至失明。老鼠体内含有丰富的Tau,所以猫头鹰要捕食老鼠,婴儿若缺乏Tau也会发生视网膜功能紊乱与生长、智力发育迟缓。3、防止心血管病。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防止动脉硬化;对降低血液中胆固醇含量有特殊疗效,可防治眼结。4、改善内分泌状态,增强人体免疫力。Tau能促进重体激素分泌,活化胰腺功能,从面改善机体内分泌系统的状态,有益机体代谢;具有促进机体免疫力的增长作用。5、其他:Tau还是人体肠道内双杆菌的促生长因子,优化肠道内细菌群结构,还具有抗氧化作用。它解在cell内预防Hclo及其他氧化剂对cell成分的氧破坏,降低许多药物的毒副作用。三、Tau在海洋生物中的分布及应用鱼贝类中的含量:表1-2-1贝类、鱿鱼、章鱼、甲壳类的Tau含量较高,虽然鱿鱼、章鱼、虾蟹类的胆固醇含量较高,但是Tau具有降低低密度脂蛋白(LDL)、增加高密度脂蛋白(HDL)和中性脂肪的作用,从面防止动脉硬化,起降低血压的作用。贝类特别是马氏殊因贝内牡蛎中的Tau含量较高,按干基计,前后为7.2%,后者为5.1%,珍珠的主要药效成分就是牛磺酸。应用:在治疗病毒性肝炎和功能性子宫出血方面得到临床应用。日本用牡蛎内提取液粉末治疗精神分裂症患者。在老年保健方面,海洋生物中富含的Tau又作为一种抗智力衰退、抗疲劳、溶剂强身的有效成分使用。四、Tau的制备方法:酶法和合成法。Tau是半胱氨酸的代谢产物(SH-CH2-CH2(NH2)-COOH)以游离状态存在,生与pr的生物合成。毛发含14%胱氨酸酸体胱氨酸(2.5%-9%)RSH(各胱甘肽)半胱氨。合成法:2—氨基乙醇与硫酸脂化(or溴化)后加SO3还还原。酶法提取Tau,由鱼、贝类软体动物的肉中提取,扇贝边是提取Tau的良好材料。方法:①将扇贝边清冼干净,冻存,用时直接解冻,勿冼,以防对冻时引起汁液损失。②将近扇贝边粗碎后,用水抽提其中的Aa,粗滤去杂质,洗滤液备用。③将扇贝边进一步破碎,过滤,除去固形物,得滤液。④将上述两部分滤液混合,加入1%—2%的活性炭脱色,过滤,得无色透明液。⑤将脱色液经过离子交换柱后,真空浓缩,冷却结晶,即得较Tau的。第三节鲎试剂及其鲎素一、鲎的种类1、美洲鲎属:美洲鲎(一种)2、东方鲎属:东方鲎(中国鲎)南方鲎黄鲎3、蝎鲎属:圆尾鲎二、鲎试剂(鲎变形cell溶生物)制备方法:用无苗法采集鲎血,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终时物遇内毒素能迅速形成凝胶。原理:把体检物加入一定量鲎试剂,CAL遇内毒素能够迅速形成凝胶,要据鲎试剂产生凝胶与否来检测体检物的内毒素存在与否。特点:灵敏、快速、简便、重复性好的特点。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。目前,我国厦门、湛江等地已建有专门生产鲎试剂的工厂。分布:鲎血cell含两种颗粒,体积大而电镜下密度较小的大颗粒和体积面电镜下密度大的小颗粒,鲎试剂分布在大颗粒上。内毒素与鲎试剂的基本凝固反应机制:内毒素与因子C(凝集启动因子)作用,启动整个凝集反应。三、鲎素分布:鲎素类抗菌肽存在于体积小而电镜下密度大的颗粒中。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,对获得性免疫缺陷综合病毒(HZV)有抗性。特点:在低PH高温下是相当稳定的。第四节n—3多不饱和脂肪酸(PUFA)一、结构式二、EPA、DHA的生理活性1、心血管疾病EPA具有升高高密度脂蛋白(HDL)和降低低密度脂蛋白(LDL)作用,具有抗血拴及扩张血管的活性。LDL(lowdensitylipoprotein)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,若粘附在血管上的LDL人一块掉下来,堵塞管道——血栓。LDL:1、甘油三酸酯2、胆固醇(松散网状形状)HDL(highdensitylipoprotein)结合紧密,体积小。1、高不饱和脂肪酸HUFA2、磷脂(能部掉积聚在血管壁上的LDL)进口的鱼EPA>DHA国产的DHA>EPA2、炎症疾病。补充鱼的food可减轻胶原所致关节炎的症状,减少前列腺素类的合成和血管(cell)脂质氧化酶产物,调节cell多种活性因子,鱼油有显著的抗皮炎作用,使银屑病的发病率降低。3、抑癌作用。EPA和DHA通过改变细胞膜的流动性及其化膜性质,促进cell代谢和修复,阻止肿瘤cell的异常增生,从面起到抱癌作用。4、神经系统。DHA是构成脑磷脂的必要脂肪酸,它与脑cell的功能密切相关,DHA能增强记忆力,防止老年性癌呆症方面得到应用。三、EPA、DHA在鱼贝类的分布EPA、DHA在低温下呈液状,一般冷水性鱼贝类中的含量较高。沙丁钱油,狭肝油中EPA含量高于DHA,其他鱼种一般DHA含量高于EPA,是洄游性鱼类如金枪鱼类的DHA含量高达20%—40%左右。贝类中除扇贝和缢蛏之外,均FPA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的DHA,高达30%—40%而相对EPA含量低,5%—1%左右。四、EPA、DHA在food上的应用因EPA、DHA双键多,在光、热、氧化化剂作用下,极易氧化,因此将其添加剂food中时,首先必须做好防止其氧化,一般常用的是加入天然抗氧化剂VE和几茶素or部氮气等。第五节甲壳质及其衍生物一、结构甲壳质:N—乙酰—D—葡萄糖胺为单体,以糖苷键(B1→4)结合聚糖分子式(C8H13O5N)n甲壳胺:甲壳质的脱乙酰产物,脱乙酰度在80%以上。将甲壳质放入浓度40%—60%的NaOHorKOH溶液中,加热到100℃—180℃,脱去酰基得到甲壳胺。二、化学性质甲壳质:①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。②主链水生(HCL溶液100℃F)→G胺盐酸盐。③脱乙酰基反应(40%—60%NaOH溶液100℃—180℃)→甲壳胺。④酰化反应。与羧基化合物反应,其C3C6上的羟基(酯键结合)酰化,可制备许多有用的衍生物。⑤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。⑥羟乙基化的反应。化碱性溶液中和坏氧乙烷反应得羟乙甲壳质,可溶于水。⑦硫酸酯化反应。甲壳质的羟基被取代生成硫酸,具有凝血作用。⑧醛化、硝化、丙烯睛化、烷基化、脱氨等反应。三、甲壳质的分布及其生理功能分布:水产动物的虾、蟹壳中甲壳质含量较多。一般虾蟹壳中含25%—35%的pr,40%—45%的CaCO3和15%—20%的甲壳质。海洋浮游生物是一类数量极大,个体很小,甲壳质含量较高的小生物,(南极磷虾和红蟹)。生理功能:①降低胆固醇。便HDL增加LDL减少。②调节肠内代谢。肠内菌所产生的腐败物质中如粪便中NH3,萃酚、P—用酚、吲哚等是会癌、膀胱癌及肤癌等癌症的催化剂,摄入甲壳胺后,这些腐败物质明显减少。③调节血压。④抗菌性。甲壳胺具有较强的抗真菌性,当甲壳胺温度达到100ug/ml时,即可表现出抗真菌性,且抗真菌性与甲壳胺颗粒的大小成反比。聚合度降低,则甲壳胺所能抑制的真菌种类减少,但抑制不程度增强。t聚度的甲壳胺具有最强的抗真菌性。⑤甲壳与or甲壳胺的完全水生物D—G胺盐酸盐,多可作抗菌消炎药物,治疗骨关节病的药物。四、甲壳素及其衍生物的生产及其用途(一)甲壳素、甲壳胺的生产工艺。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(二)操作要点。工业生产:前处理→脱钙→脱prfat→脱色→甲壳质→脱乙酰化→甲壳胺1、前处理:清理、烘晒、粉碎2、脱钙:①酸浸泡法②EDTA法酸浸泡法:效果取决于盐酸的浓度、盐酸与壳的比例、浸泡时间,一般盐酸浓度↑,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=1-10h为宜。壳与酸的比例:1:5—1:10(W/V),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