第五章水产原料中的生物活性物质.docx
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第五章水产原料中的生物活性物质
第五章水产原料中的生物活性物质
要紧内容
活性肽散布、活性功能、制法及应用
牛磺酸散布、活性功能、制法及应用
鲎试剂及鲎素散布、活性功能、制法及应用
n-3多不饱和脂肪酸散布、活性功能、制法及应用
甲壳质及其衍生物散布、活性功能、制法及应用
抗肿瘤活性物质散布、活性功能、制法及应用
目标要求
把握活性肽、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散布、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异的生理功能,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,其营养和生理成效更为优越。
如促钙吸收肽、降血无肽、降血脂肽、免疫调剂肽等。
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,最终是其功能性评判,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,使末梢血管收缩致使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的活性来表现降血质功能的.
2、分离方式:
从食物Pr是通过降质的方式取得仰制ACE的活性肽,由体内蛋白酶在温度条件下水体Pr面取得,食用平安性极高.面且,突出的优势是对血质正常的人无降血质作用.
3、种类:
鱼贝类中被证明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取得的C3肽。
金梭鱼中取得C8肽。
从大马哈鱼头部提取降血质的保健药品素食物。
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,可爱惜细胞膜,使之免遭氧化肽破坏,避免红cell溶血及增进高铁血红蛋白的还原。
3、对放射性药物,放射线or由于肿瘤药物所引发的白cell减少等病症能起到爱惜作用。
4、能够纠正乙胆大碱酯酶的不平稳,起到抗过敏作用。
5、对缺氧血症、恶心和肝脏疾病所引发的不适具有缓其作用。
6、可避免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、医治眼角膜病
8、改善性功能
进展:
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,其中大部份为环肽与脂肪,分子富含特殊的Aa(养羚基Aa、又一酮基Aa烯键、炔键等);从藻类中也发觉了一此具有抗菌、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;化学性质稳固,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,要紧依托摄取食物中的Tau来知足机体内需要。
Tau对维持人体正常的生理功能具有以下要紧作用:
1、增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紧密的关系,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。
猫的饵料中假设缺少Tau,会致使其视网膜变性,长期缺乏,终至失明。
老鼠体内含有丰硕的Tau,因此猫头鹰要捕食老鼠,婴儿假设缺乏Tau也会发生视网膜功能紊乱与生长、智力发育迟缓。
3、避免心血管病。
Tau在循环系统中可抑制血小板凝集,降低血脂,维持人体正常血压和避免动脉硬化;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能增进重体激素分泌,活化胰腺功能,从面改善机体内分泌系统的状态,有利机体代谢;具有增进机体免疫力的增加作用。
5、其他:
Tau仍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成份的氧破坏,降低许多药物的毒副作用。
三、Tau在海洋生物中的散布及应用
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,尽管鱿鱼、章鱼、虾蟹类的胆固醇含量较高,可是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,从面避免动脉硬化,起降低血压的作用。
贝类专门是马氏殊因贝内牡蛎中的Tau含量较高,按干基计,前后为%,后者为%,珍珠的要紧药效成份确实是牛磺酸。
应用:
在医治病毒性肝炎和功能性子宫出血方面取得临床应用。
日本用牡蛎内提取液粉末医治精神割裂症患者。
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、溶剂强身的有效成份利用。
四、Tau的制备
方式:
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(%-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。
方式:
①将扇贝边清冼干净,冻存,历时直接解冻,勿冼,以防对冻时引发汁液损失。
②快要扇贝边粗碎后,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将上述两部份滤液混合,加入1%—2%的活性炭脱色,过滤,得无色透明液。
⑤将脱色液通过离子互换柱后,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)
制备方式:
用无苗法搜集鲎血,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:
把体检物加入必然量鲎试剂,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:
美国食物药品治理局(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。
散布:
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,鲎试剂散布在大颗粒上。
内毒素与鲎试剂的大体凝固反映机制:
内毒素与因子C(凝集启动因子)作用,启动整个凝集反映。
三、鲎素
散布:
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,对取得性免疫缺点综合病毒(HZV)有抗性。
特点:
在低PH高温下是相当稳固的。
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,假设粘附在血管上的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)
入口的鱼EPA>DHA
国产的DHA>EPA
2、炎症疾病。
补充鱼的food可减轻胶原所致关节炎的病症,减少前列腺素类的合成和血管(cell)脂质氧化酶产物,调剂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,增进cell代谢和修复,阻止肿瘤cell的异样增生,从面起到抱癌作用。
4、神经系统。
DHA是组成脑磷脂的必要脂肪酸,它与脑cell的功能紧密相关,DHA能增强经历力,避免老年性癌呆症方面取得应用。
三、EPA、DHA在鱼贝类的散布
EPA、DHA在低温下呈液状,一样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,其他鱼种一样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,第一必需做好避免其氧化,一样经常使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℃,脱去酰基取得甲壳胺。
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固。
②主链水生(HCL溶液100℃F)→G胺盐酸盐。
③脱乙酰基反映(40%—60%NaOH溶液100℃—180℃)→甲壳胺。
④酰化反映。
与羧基化合物反映,其C3C6上的羟基(酯键结合)酰化,可制备许多有效的衍生物。
⑤羧甲基化反映。
在碱性溶液中与CH2COOH进行羧基化反映,得可溶性衍生物,反映点在C8上。
⑥羟乙基化的反映。
化碱性溶液中和坏氧乙烷反映得羟乙甲壳质,可溶于水。
⑦硫酸酯化反映。
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、脱氨等反映。
三、甲壳质的散布及其生理功能
散布:
水产动物的虾、蟹壳中甲壳质含量较多。
一样虾蟹壳中含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调剂肠内代谢。
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调剂血压。
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,那么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,医治骨关节病的药物。
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:
前处置→脱钙→脱prfat→脱色→甲壳质→脱乙酰化→甲壳胺
1、前处置:
清理、烘晒、粉碎
2、脱钙:
①酸浸泡法②EDTA法
酸浸泡法:
成效取决于盐酸的浓度、盐酸与壳的比例、浸泡时刻,一样盐酸浓度↑,脱钙成效↑,但甲壳质分子降体严峻,且本钱也高。
因此盐度浓度在时刻:
浸泡时刻↑脱钙越完全,但分子量降体严峻,且生产周期长。
因此t=1-10h为宜。
壳与酸的比例:
1:
5—1:
10(W/V),以淹没为宜。
温度:
20℃or更低些。
3、脱pr:
方式:
碱液消化法(E法有时在实验室用)
即:
将脱钙后的壳与必然浓度、必然温度下和必然比例的NaOH溶液在一路一按时刻后,将其中的Pr消化下来的方式。
成效取决于碱液浓度、消化时刻、处置温度、壳与碱液的比例,碱液浓度↑脱pr成效↑但会引发甲壳质的某些基团如—CH3COO的生离。
较长时刻的消化各较高的消人温度也有些阻碍。
适宜的碱液浓度、消化时刻和温度2—10%1—5h65—95℃。
壳与碱液用量之比:
1:
5—1:
10(W/V),以碱液测好淹没壳为限。
4、脱色:
方式:
①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)②醚类(加冰乙酸)等有机溶剂温泡法脱色。
阻碍:
脱色处置既阻碍产品质量(分子量减小,粘度下降),又增加本钱,应尽可能幸免。
注意:
脱Ca和脱pr可视具体情形进行一次or数次,假设只进行一次,那么可先进行脱钙处置,也可先脱pr,但实际生产中一样先进行脱钙处置,使壳软化,减少碱液用量,且更有利于脱色。
5、脱乙酰
方式:
将甲壳质与浓度NaOH溶液混合后在加热条件下反映一按时刻,水冼反映产物至中性,并于燥即可得壳原糖(甲过胺)。
甲壳质脱乙酰处置的成效,甲壳胺的质量取决于NaOH溶液的浓度、碱处置时刻,加热温度。
关键因素:
只有当碱液浓度起过40%后,才能使甲壳质转变成甲壳胺,随着碱浓度↑,脱乙酰速度↑,尤其在40%—45%范围内浓度增减1%都明显地阻碍脱乙酰的速度,但当碱液浓度超过45%时,阻碍减少且浓度增加,甲壳胺分子发生严峻降体,产品粘度大为下降,本钱增加,适宜的碱浓度在40%—50%之间。
温度升高,脱乙酰速度↑,分子降体速度↑,消耗能量↑,适宜温度80℃—100℃。
时刻:
时刻↑,脱乙酰度↑,但在碱液处置的最初几个小时内大部份乙酰基脱掉,尔后的碱处置进程式中反有少数的乙酰基被脱去。
实验证明:
增加脱乙酰度,只能改变碱处置工艺,不然不管如何延长时刻(碱处置),也不能使乙酰基完全脱去,反而会使壳泉糖分子发生严峻降体,粘度下降。
适宜的碱处置时刻10—20h。
另外,甲壳质本身的性质(颗粒大小,分子量、粘度等)也阻碍甲壳胺的质量。
六、甲壳质、甲壳胺的性能指标及其测定
1、甲壳质的性能指标及其测定:
性能指标:
含水量、灰分、含N量、乙酰值、粘度及分子量。
一样情形下,甲壳质含水量高于10%,灰分低于1%,含N量接近618%—%,粘度及分子量较大。
测定方式:
(1)乙酰值的测定:
酸碱滴定法
原理:
甲壳质与浓的强碱作用,乙酰基将水生成乙酸。
将乙酸与水的共沸混合物的形成蒸馏出业并搜集起来,后用标准NaOH溶液滴定。
方式:
甲壳质与40ml,50%的NaOH溶液混合后加热回流,,将25ml的85%的H3PO4认真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,警惕加入15ml热蒸馏水,整个分馏步骤要一直重复进行到250ml的馏出液被搜集出来为止。
然后取25ml馏出液用标准NaOH溶液滴定,用酚肽作指示剂,用滤纸作还原实验。
每一个样品重复测定2—3次。
(2)分子量的测定:
粘度法。
(3)粘度的测定:
用旋转粘度计测定,即先将甲壳质配成1%的均匀溶液,然后用适合的转子进行测定,读出or换算出结果。
(4)含氮量的测定:
凯氏定氮法。
(5)含水量的测定:
常压干燥法。
(6)灰分的测定:
灼烧法。
2、壳聚糖的性能指标及测定:
性能指标:
含H2O量<10%灰分<1%脱乙酰度>80%
粘度>100cps分子量>105道尔顿
测定:
脱乙酰度在80%以上的甲壳质的解称作甲壳胺。
测脱乙酰度大小为其性指标。
方式:
胺体滴定法、电位滴定法、银量滴定法、苦味酸法、酸碱滴定法。
经常使用的是电位滴定法:
原理:
甲壳质中的—NH2可与HCL定量地结合,因此加入定量的过量标准HCL溶液于甲壳质中,待反映终止后用标准NaOH溶液测定剩余过量的HCL,即可还原出甲壳质—NH2含量。
(M1V1-M2V2)×100%
—NH2=
W
M1M2——标准HCL溶液的浓度及标准NaOH溶液浓度。
V1V2——标准盐酸体积及等当点时所消耗的标准NaOH体积。
W——样品重mg。
16—1—NH2的摩尔质量。
七、甲壳质及期衍生物的应用
1、在food工业的应用。
2、在农业方面的应用。
3、在日用化工方面的应用。
4、在医药的应用:
人工皮肤、抗凝血、制剂、伤口促愈、可吸收手术线,于药为缓释剂。
第六节抗肿瘤活性物质
一、藻类
1、鞭毛藻→amphidinolade的大环内酯物。
2、蓝藻(楼)→大环内醋物,scgtophgcin.B。
3、褐藻的海带、马尾藻、钥藻、串叶马尾藻提取的硫酸多糖。
4、绿藻(刺核藻)→G醛硫酸→对固瘤,既利氏瘤的腺水。
固形瘤抑抑制瘤有抑制成效。
5、狭叶海带,羽叶藻,海带→粗岩藻原糖。
二、海绵动物
软海绵→软海绵素类,臭达酸。
苔海绵→海绵内酯→很强的cell毒性。
三、腔肠动物
集少群海葵的烃性珊瑚虫→沙海葵素养。
四、软体及外肛动物
蓝藻→耳状截尾海兔→截尾海兔肽。
五、环节形动物及原素动物
加勒比海产→群体海→具有强有力的抗病毒作用和免疫抑制作用,已能进行人工合成。
第七节其他生理活性物质
一、抗炎症活性物质
帕劳率海绵→抗菌性物质(倍半萜类)
腔肠动物类→抗炎症(萜类)
二、抗心血管病活性物质
海藻的硫酸多糖,岩藻聚糖,长拉胶,和马尾藻聚糖,具有较强而持续的抗凝血作用和降低血液中的中性脂肪成效。
三、抗病毒、提高机体免疫力的生物多糖
海参→刺参多糖,绿藻→硫酸多糖,红藻、褐藻→大分子藻胶不是海参是种作用较强的免疫增进剂。
温习题
什么是海洋活性物质比较重要的几种海洋活性物质的提取制备方式,操作步聚和各步聚的技术重点。
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- 第五 水产 原料 中的 生物 活性 物质