功能因子的提取与功能评价.docx

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功能因子的提取与功能评价

几种功能因子的提取与功能性评价研究综述

摘要：

随着科学技术的进步与功能食品研究的不断深入，人们对功能食品中调节人体生理机能的活性成分——功能因子的认识进一步加深，并在功能因子的提取技术和其功能评价体系的构建方面做了大量的研究工作。

文章就目前功能食品中主要的几种功能因子的提取方法与其功能评价进行了简要的概括和介绍。

关键词:

功能因子；提取方法；功能评价

AReviewfortheExtractionandFunctionalEstimationofSeveralFunctionalCompositions

Abstract:

Withtheadvancementofscientifictechnologyandtheprogressiveresearchoffunctionalfood,people’srecognitionoffunctionalcomposition,whichcanadjustphysiologicalfunctionforbody,hasgoneforafurtherstep.Andalotofresearchhasbeendoneintheextractionandbuildingasystemoffunctionalestimationforfunctionalcomposition.Thisreviewdescribesextractionmethodsandfunctionalestimationofsomemajorfunctionalcompositions.

Keywords:

funtionalcomposition;extractionmethod;functionalestimation

1前言

随着社会发展和生活水平的不断提高，温饱型食品已经不能满足人们的基本生活需要，营养型饮食逐步成为现代人的饮食观念。

但紧的工作、快速的生活节奏使人们很难在日常饮食中兼顾平衡碳水化合物、蛋白质、维生素、脂肪、微量元素以与水六大类营养素的摄入量，因此近年来功能食品日益受到消费者青睐。

随着对功能食品中最重要的组成成分——功能因子的研究不断深入，大量的功能因子不断被发掘出来，并被迅速应用到功能食品开发中去。

根据国家标准GB16740-1997，能通过激活酶的活性或其他途径，调节人体机能的物质，称为功能因子[1]。

显然，功能因子是在功能食品中真正起生理作用的成分，是生产功能食品的关键。

功能食品必须有明确的天然功效成分即功能因子，并被科学证实具有调节人体生理功能的作用。

日本于1991～2001年十年间，颁布了包括寡糖、糖醇、多不饱和脂肪酸、肽与蛋白质、醇类、卵磷脂、乳酸菌、矿物质、膳食纤维等12种功能因子的功效审查规。

与日本不同，美国食品与药品监督管理局（FDA）的功能食品（FunctionalFoods）围则广泛得多，牛奶、减肥可乐等产品也可列入功能食品之中，只要能证明成分安全便可。

欧洲各国则普遍称之为健康食品（HealthFoods）。

欧盟规定，功能食品则是以所有人为对象，用普通食品的形态来供应，以改善人们对健康状况的食品[2]。

这些国家对功能食品中的功能因子的研究都相当深入，提取技术和生产工艺都比较成熟。

本文就功能食品中主要的几种功能因子，即活性多糖、黄酮类化合物、磷脂、多肽类化合物和维生素E，总结了目前常用的提取方法与技术，并介绍其中几种功能因子的功能性评价研究。

2功能因子的分类

目前，已经确认的功效因子，按照其化学结构分类，主要包括以下11类[3]：

（1）活性多糖：

如香菇多糖、槐耳多糖、魔芋葡甘聚糖、壳聚糖等；

（2）功能性低聚、功能性单双糖：

如低聚果糖、低聚木糖、低聚纤维糖等；

（3）功能性脂类：

如ω-3多不饱和脂肪酸、ω-6多不饱和脂肪酸、亚油酸、α-亚麻酸、卵磷脂等；

（4）糖醇类：

如木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、赤藓糖醇等；

（5）多糖类：

如果胶、粗纤维素、膳食纤维、褐藻胶等；

（6）氨基酸、肽与蛋白质：

如牛磺酸、酪蛋白磷肽、降压肽、免疫球蛋白、酶蛋白等；

（7）维生素和维生素类似物：

包括水溶性维生素、油溶性维生素等；

（8）矿物元素：

包括常量元素、微量元素，如铁、钙、铬、硒、锌等；

（9）植物活性成分：

如皂苷、生物碱、萜类化合物、有机硫化物、生物类黄酮等；

（10）益生菌：

主要是乳酸菌类，尤其是双歧杆菌；

（11）低能量食品成分：

包括蔗糖替代品、脂肪替代品等。

3功能因子的提取

3.1活性多糖

活性多糖的提取常用溶剂提取法。

一般先将原料脱脂，然后按多糖的特性用水或稀盐、稀碱、稀酸提取。

提取液浓缩后，加甲醇、乙醇或丙酮等沉淀析出[4]。

同一原料用水、酸、碱提得的多糖成分常是不同的。

为防止降解，酸提时间宜短，且温度不宜太高。

碱提常通以氮气或加入硼氢化钾（或钠）。

用酸、碱提取多糖应迅速中和、透析、醇析以获得多糖沉淀。

含糖醛酸、硫酸根等基团的多糖，也可在盐、稀酸溶液中直接醇析，使多糖以盐的形式或游离的形式析出。

初获粗多糖需经反复溶解与醇析，方可达到进一步精制的目的[5]。

玉香、丽萍、梁忠岩等人[6]在研究沙棘果水溶性多糖的分离纯化研究中，采用沸水煮提5次，每次2h，合并滤液并浓缩，95%乙醇醇析，静置24h，离心沉淀，然后用95%乙醇、无水乙醇、乙醚洗涤，常规干燥，得到的褐色粉末即为沙棘果皮水溶性粗多糖，粗多糖提取率为7.8%。

叶竹秋[7]用不同溶剂对巴西蘑菇多糖进行提取，发现用酸、盐、碱等作提取剂或用酶法提取多糖均优于常规热水提取。

用水很难将多糖抽提完全，造成多糖得率低；用草酸提取比水提高67.9%，这是因为草酸对子实体细胞有一定的破坏作用，使细胞壁水解而变得疏松，有利于糖分的浸出，但酸会降解多糖，故多不采用酸提法；盐对多糖的提取率提高不大；碱提法粘度大，过滤困难，而且对多糖有降解作用，但由于其成本低且提取率高（比水提高100.2%），故碱提仍是一种较理想的方法，但应注意碱浓度不宜太高以免破坏多糖的活性成分。

最终通过正交试验得出，用0.2mol/L、20倍体积的NaOH于60℃条件下提取2小时，多糖提取率可达21.95%。

桑黄作为一种大型真菌，其多糖提取与常见食用菌多糖的提取基本相似。

Gazatyan等人[8]将桑黄子实体粉碎干燥后先用丙酮、乙醚或乙醇进行预处理，以除去原料中的脂类物质，然后用热水、稀酸或稀碱反复提取，中和提取液后用甲醇或乙醇沉淀，沉淀物经离心、干燥后得粗多糖。

用各种酶制剂提高多糖的浸出率是近几年来的研究热点之一。

桑黄子实体结构紧密，具有较好的维持力，存在于细胞壁的桑黄多糖较难渗出，利用超声波的高频振荡与其产生的“空化效应”，使桑黄子实体的结构发生变化，破除维持力，尽快释放子实体多糖[9]。

3.2黄酮类化合物

黄酮类化合物具有多种药理作用，对这类物质进行分离是功能因子分析的一个重要领域。

黄酮类化合物一般能溶于水、乙醇、乙酸乙酯等极性溶剂中，难溶于乙醚、氯仿和苯中。

黄酮类分子中甲氧基、甲基、不饱和烃基增多时，则降低其在极性溶剂中的溶解度[10]。

黄酮可以用水提法、碱提法、醇提法进行提取。

于长青、王宪华、丽萍等人[11]在麦胚黄酮类化合物提取方法的研究中，采用水提法、加碱浸提法、醇提法分别从麦胚中提取黄酮类化合物，进行工艺方法比较，实验结果表明，碱提法、水提法提取的黄酮类化合物得率低于醇提法，醇提法后续过滤、回收溶剂、浓缩等操作比水提法简单且不费时。

洋、余炼[12]在对柚皮黄酮类成分的分离工艺研究中，用乙醇分别进行了柚皮黄酮类成分分离的正交实验，结果表明：

乙醇浓度为90%，固液比为1:

10，90℃条件下提取的工艺条件较好。

目前，随着超临界萃取技术在保健食品功能因子的提取中得到广泛应用，人们开始研究用二氧化碳萃取技术提取黄酮。

国外学者用超临界萃取技术从黄芩根中萃取黄芩甙和黄芩甙元，回收率分别达到90%和88%[13]；近年来人们对银杏叶的研究比较深入，尤其是对银杏黄酮和银杏酯的研究，因为它们都是治疗心脑血管疾病的成分。

人们直接从银杏叶中萃取了黄酮化合物。

国用乙醇和大孔吸附树脂提取的银杏叶粗品中有害成分（银杏酸，含量为2g/100g），经二氧化碳超临界萃取，以乙醇作为添加剂，在压力为35Mpa，温度为60℃条件下，提取精制后的银杏酸的含量为0.02g/100g。

用反相高效液相色谱法对银杏叶超临界二氧化碳提取物种黄酮类化合物进行分析证明，用超临界二氧化碳提取银杏叶黄酮类成分是切实可行的[14,15]。

3.3磷脂

磷脂在自然界广泛分布，所有的生物细胞都含有磷脂，磷脂是生物膜基本的组成成分，是重要的生命物质。

磷脂在大豆、棉籽、花生、玉米、向日葵等油料种子和蛋黄量存在。

目前大量使用的商品磷脂一般是由大豆提取的，因此商品磷脂一般是指大豆磷脂[16]。

磷脂为白色蜡状固体，易吸水呈棕黑色胶状物质，易氧化，在空气中放置一段时间后，其白色逐渐变成褐色，最后呈棕黑色，这是因为分子量不饱和脂肪酸被空气氧化所致。

磷脂分子既含有疏水性的脂肪酸基，又含有亲水性的磷酸酯基，所以它又是一种两性表面活性剂。

磷脂不易溶于水、但易吸水膨胀为胶体。

磷脂可溶于某些有机溶剂。

不同的磷脂在不同的有机溶剂中其溶解度不同，这是不同磷脂用溶剂法分离的理论基础。

磷脂均不溶或难溶于丙酮，故称丙酮不溶物[17]。

目前，磷脂的提取方法主要有：

溶剂法、超声波提取法、微波辅助萃取法、超临界CO2法等。

大豆磷脂是大豆油的脂肪伴随物，毛油经水化脱胶可获得粗大豆磷脂，水化脱胶法是指大豆毛油经过滤后，在搅拌条件下均匀加入80℃的水，大豆磷脂胶粒从油中析出沉淀，分离底部沉淀物即为粗大豆磷脂[18]。

粗大豆磷脂经乙醇提取纯化或丙酮沉淀法得精制大豆磷脂产品。

溶剂法也是磷脂提取中常用的方法，常用的溶剂有氯仿、甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、己烷、异丙烷等，其中用得最多的是氯仿、甲醇。

中药材中磷脂成分的提取分离方法普遍采用Folch试剂提取、石油醚沉淀除杂的方法。

Folch法是由Folch创建的以氯仿—甲醇混合溶剂为提取溶剂提取脂质的方法[19]。

经过不断改进，该方法已经获得满意的萃取效果。

如合子草中磷脂成分分析，即将样品粉末用Folch试剂超声提取过滤，即得磷脂提取液。

树立、庞津霞等分别比较了乙醚、氯仿、石油醚、氯仿—甲醇（2:

1,v/v）作溶剂时对食品中磷脂提取率的影响[20]，得到氯仿—甲醇（2:

1,v/v）混合溶剂的提取率最高。

3.4多肽化合物

多肽化合物的提取，主要是将蛋白质用化学或酶的方法水解成小分子的肽链，即蛋白质首先被水解成大分子肽，再经小分子肽最后水解成游离氨基酸。

作为多肽产品主要是以小分子肽为主，尽量减少游离氨基酸。

生产肽的关键是蛋白的水解。

一般水解方法有化学水解和酶水解[21]，化学方法是用酸水解，酸水解虽然简单、便宜，但是其缺点是不能进行有规则地控制生产。

同时因生产条件较苛刻，氨基酸会受到损害而降低其营养价值，因此一般很少采用此方法。

酶水解的方法则能很好地控制生产，由于是在比较温和的条件下进行的，能很好地保存氨基酸的营养价值，所以一般多采用酶法生产多肽。

在生产蛋白水解物中酶的选择是关键，它不仅影响最后产品的得率和反应速度，而且直接影响产品的风味和理化特性。

蛋白质水解酶来源于植物（木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等）、动物（胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等）和微生物。

微生物蛋白酶与动物蛋白酶和植物蛋白酶相比溶解性好，活力高，专一性不强，对蛋白质作用强烈，非常适合于对蛋白质进行较深程度的水解。

另外，微生物蛋白酶已经工业化生产[22,23]，如诺和诺德（NovoNordisk）公司生产的碱性蛋白酶和中性蛋白酶，星达生物工程的酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶等，因此，微生物蛋白酶是今后应