食品生物化学之碳水化合物(编辑修改稿)

食品生物化学之碳水化合物(编辑修改稿)内容摘要：

果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少， 粘度 粘度与链长正比。 果胶凝胶的形成 条件： 脱水剂（蔗糖，甘油，乙醇）含量 60— 65%，pH 2— ，果胶含量 — %，可以形成凝胶。 机制： 脱水剂使高度含水的果胶分子脱水以及电荷中和而形成凝集体。 凝胶强度与分子量成正比 分子量 18*10 14*10 *10 5*10 3*10 凝胶强度（克/cm ） 220— 300 180— 220 130— 180 20— 50 不成凝胶 凝胶强度与酯化程度成正比 酯化程度越大，凝胶强度越大。 完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量为 16— 32%，以此作为 100% 酯化度。 甲氧基含量 7，成为高甲氧基果胶。 甲氧基含量 ≤7，称为低甲氧基果胶。 （或低果胶酯） 影响凝胶强度的因素 ` 名称 甲酯化度（甲氧基含量） 形成凝胶的条件 全甲酯化聚半乳糖醛酸 100%（ %） 只要有脱水剂即可形成 速凝果胶 70%（ %） 加糖，加酸（ ） 慢凝果胶 5070%（ %） 加糖， 低甲氧基果胶 ≤50%（ ≤7%） 利用加糖，酸无效。 只有加羟基交联剂（ Ca +,AB +) 才形成。 植物树胶： 阿拉伯胶、黄芹胶、刺梧桐胶 按来源分类 种子胶、 瓜尔豆胶、豆角胶和罗望子胶 海藻胶： 琼胶（脂）、鹿角藻胶和褐藻胶 植物胶质 微生物多糖 葡聚糖（右旋糖酐） 黄杆菌胶 茧酶胶 环状糊精 氨基酸多糖 粘多糖： 透明酯酸 硫酸软骨素 肝素 壳聚糖： （几丁质，甲壳素） 西昌学院食品科学系 第八章 嫌忌成分 肖诗明  第一节 概述  第二节 植物性食物中的毒物  第三节 动物性食物中的毒物  第四节 变应性食物  第五节 微生物毒素  第六节 加工及环境污染所至的食物中的嫌忌成分 概述  在食品中为什么存在着有毒物质。 一种解释是 ， 动植物在长期的进化过程中为了防止昆虫 、 微生物 、 人类等的危害 ， 这是保护自己的一种手段。 如茄碱。 茄碱是马铃薯中的一种生物碱 ， 它是一种很好的天然农药 ， 在马铃薯中残存可以防止马铃薯甲虫 、 叶跳虫和其他马铃薯害虫 ， 有利于其物种生存。 另外一种解释是 ， 这种有毒物质可能是正常植物在代谢作用中产生的废物 ， 或是代谢产物 ，这种化合物的产生对植物本身有利 ， 而对哺乳动物有害。 天然有毒物质的中毒条件  因食物中天然有毒物质而引起的中毒 ， 可能有以下几种原因：  1. 遗传原因  食物成分和食用量都正常 ， 因遗传原因而引起症状。 如牛奶 ， 对绝大多数人来说是营养丰富的食品 ， 但有些人由于先天缺乏乳糖酶 ，不能将牛奶中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖 ，因而不能吸收利用 ， 而且饮用牛奶后还会发生腹胀 、 腹泻等症状。 表 43 食品中的过敏原 食 品 过 敏 原 食 品 过 敏 原 牛 奶 鸡 蛋 小 麦 水 稻 荞 麦 β乳球蛋白 ， α乳清蛋白 卵粘蛋白 ， 卵清蛋白 清蛋白 ， 球蛋白 谷蛋白组分 ， 清蛋白 （15000u） 胰蛋白酶抑制剂 花 生 大 豆 菜 豆 马铃薯 伴花生球蛋白 Kunitz抑制剂 ， β伴大豆球蛋白 清蛋白 （ 18000u） 蛋白 （ 16000～ 30000u）  2. 过敏反应  食物成分和食用量都正常，因过敏反应而发生症状，如一些日常食而无害的食品，有些人食用后因体质敏感而引起局部或全身症状时，称食物过敏。 引起过敏的食物称过敏原食物。  3. 食用量过大  食品的成分正常 ， 但食用量过大也会引起各种症状。 例如 ， 荔枝是我国的著名水果 ， 连续多日大量吃鲜荔枝 ， 可引起 “ 荔枝病 ” ，发病时有饥饿感 、 头晕 、 心悸 、 无力 、 出冷汗 ， 甚至死亡。 有人发现荔枝含有一种可降低血糖的物质 ， 即 α次甲基环丙基甘氨酸 ， 所以 ， “ 荔枝病 ” 的实质是低血糖症。  4. 食物成分不正常  在丰富的自然资源中有许多含有有毒物质的动物 、 植物和微生物 ， 如河豚鱼 、 鲜黄花菜 、 毒蘑茹等 ， 少量食用亦可引起相应的中毒症状。 食品中外源化学物根据其来源分为 天然物 （ 植物和动物 ） 、 衍生物 、 污染物 、添加剂 四大类。 植物性毒素是指植物体本身产生的对食用者有毒害作用的成分 ， 不包括那些污染的和吸收入植物体内的外源化合物 ， 如农药残留和重金属污染物等。 我国幅员辽阔，地理成分复杂，植物种类丰富，有毒植物的种类也很多。 据陈冀胜等（ 1987）研究指出，我国有毒植物约有 1300种，分别属于 140个科。  粮食作物 、 油料作物 、 蔬菜 、 水果等食用植物都包括一些可能引起中毒的植物 ， 但引起中毒的情况有所不同 ， 一般可分成以下几类：  （ 一 ） 非食用部位有毒 如杏 、 苹果 、 樱桃 、 桃 、 李 、 梨等 ， 其种仁 、叶 、 花芽 、 树皮等含氰甙。  （ 二 ） 在某个特定的发育期有毒 麦类 、 玉米等粮食作物在幼苗期含氰甙；未成熟蚕豆 、 发芽马铃薯都含有有毒成分。  （ 三 ） 其有毒成分经加工可去除 菜豆 、 小刀豆等含有血球凝集素等物质 ， 经煮沸可除去毒性。  （ 四 ） 含有微量有毒成分 ， 食用量过大时引起中毒  一、有毒植物蛋白及氨基酸 （一）、凝集素及酶抑制剂 （ Lectins） 又称植物性血细胞凝集素 （ Hemagglutinins） ， 是植物合成的一类对红细胞有凝聚作用的糖蛋白。 外源凝集素可专一性结合碳水化合物。 当外源凝集素结合人肠道上皮细胞的碳水化合物时 ， 可造成消化道对营养成分吸收能力的下降。 外源凝集素广泛存在于 800多种植物 （ 主要是豆科植物 ） 的种子和荚果中。 其中有许多种是人类重要的食物原料 ， 如大豆 、 菜豆 、 刀豆 、 豌豆 、 小扁豆 、 蚕豆和花生等。 许多植物的种子和荚果中存在动物消化酶的抑制剂 ， 如 胰蛋白酶抑制剂 （ Trypsin inhibitor） ，胰凝乳蛋白酶抑制剂 （ Chrymotrypsin inhibitor）和 α淀粉酶抑制剂 （ αAmylase inhibitor）。 这类物质实质上是植物为繁衍后代 ， 防止动物啃食的防御性物质。 豆类和谷类是含有消化酶抑制剂最多的食物 ， 其他如土豆 、 茄子 、 洋葱等也含有此类物质。 豆类中的胰蛋白酶抑制剂和 α 淀粉酶抑制剂是营养限制因子。 用含有胰蛋白酶抑制剂的生大豆脱脂粉饲喂实验动物可造成其明显的生长停滞。 提示  中毒预防：干炒黄豆不能完全破坏其毒素，所以不能多食；未煮透的豆浆中含有毒素，煮豆浆起泡沫时，豆浆还未沸腾，毒素尚未被破坏，要继续加热至泡沫消失、沸腾持续数分钟后方可食用。 （二）、毒肽 这类毒素可分为两小类：一类是含 8个氨基酸的鹅膏毒素（ Amatoxins），另一类是含 7个氨基酸的鬼笔毒素 (Phallotoxins)。 鹅膏毒环肽（ Amanitins）直接侵犯细胞核，与 RNA聚合酶 II结合，导致 RNA及蛋白合成停止，迅速损坏肠、肾和肝。 糟糕的是这种损坏不可逆转，至今还无解毒剂可解。 最糟糕的是，中毒症状在大量细胞被损坏后才出现，等出现中毒症状时，往往晚了。 含这类毒素最常见的毒蘑菇是鳞柄白毒鹅膏Amanita virosa和条纹毒鹅膏 Amanita phalloides。 前者也被称为“致命小天使（ destroying angel）”，后者被称为“死亡菌盖（ death cap）”。 毒鹅膏菌，又称绿帽菌、鬼笔鹅膏、蒜叶菌、高把菌、毒伞。 鹅膏毒素（ Amatoxins） 鬼笔毒素 (Phallotoxins) （三）、有毒氨基酸及衍生物  动物食用了山黧豆属的豆类都会引起山黧豆中毒性骨病，其病征为骨头畸形和骨关节脆弱。 引起该病的山黧豆毒性物质为 β L谷氨酰丙腈 山黧豆中的活性物质 山黧豆中的活性物质  2. β 氰基丙氨酸 存在蚕豆中，是一种神经毒素，能引起和山黧豆中毒相同的症状。  3. 刀豆氨酸 存在豆科植物的蝶形化亚科中的一种精氨酸的同系物。  4. L3， 4二羟基苯丙氨酸（ DOPA） 是 蚕豆病 的主要病因，症状是急性溶血性贫血症。 图 43 蚕豆中的活性物质 图 43 蚕豆中的活性物质 二、毒苷  生氰糖苷 生氰糖苷（ Cyanogentic glycosides）是由氰醇衍生物的羟基和 D葡萄糖缩合形成的糖苷，广泛存在于豆科、蔷薇科、稻科的 10000余种植物中。 生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸，从而对人体造成危害。  表 42 含有生氰糖苷的食物及其中 HCN的含量 植 物 HCN含量 /mg(100g)1 糖 苷 苦 杏 仁 木薯块根 高梁植株 利 马 豆 250 53 250 10～ 312 苦杏仁苷 亚麻仁苷 牛角花苷 亚麻苦苷 图 41 生氰糖苷产生氰氢酸的过程 硫苷 —— 致甲状腺肿原 甘蓝植物含有一些致甲状腺肿的物质（ Goitrin）。 这些物质的前体是黑芥子硫苷（ Glucosinolates），黑芥子硫苷有100多种，主要分布在甘蓝植物的种子中，含量约为 2～ 5mg/g。 该物质对昆虫、动物和人均具有某种毒性，是这类植物阻止动物啃食的防御性物质。 甘蓝属食品中抑制甲状腺功能的物质可分为两类 —— 致甲状腺肿大素和硫氰酸酯。 致甲状腺肿大素（ Goitrin）主要抑制甲状腺素的合成，硫氰酸酯和腈类化合物却抑制甲状腺对碘的吸收。 5乙烯基恶唑硫酮（ OZT）是一种致甲状腺肿素，可使实验动物的甲状腺肿大和碘吸收水平的下降。 甲状腺激素的释放及浓度的变化对氧的消耗、心血管功能、胆固醇代谢、神经肌肉运动和大脑功能具有很重要的影响。 甲状腺素缺乏会严重影响生长和发育。 提示 皂苷类 是一类分布广泛的苷类，由于溶于水能生成胶体溶液，搅拌时会产生象飞舟一样的泡沫，因而称为皂苷或皂素。 （ 1）三萜烯类苷 （ 2）螺固醇类苷 （ 3）固醇生物碱类苷 三、毒酚及有机酸 （一）棉酚 给单胃动物饲喂未经脱毒处理的棉籽饼，可导致中毒发生。 棉籽饼中毒的实质是棉酚及其衍生物中毒。 棉酚在棉籽饼内以结合棉酚和游离棉酚两种形式存在，一般认为结合棉酚是无毒的。 棉籽饼的毒性与其加工工艺有很大的关系，冷榨棉籽饼的毒性大；而高温高压榨油法，使游离棉酚减少，降低棉籽饼的毒性， 四、血管及神经活性物质 （一）、血管活性胺类 许多动植物来源的食品中含有各种生物活性胺。 肉和鱼类制品败坏后产生腐胺（ Putrescine）和尸胺（ Cadaverine），而某些植物如香蕉和鳄梨本身含有天然的生物活性胺，如多巴胺（ Dopamine）和酪胺（ Tyramine）。