功能食品開發與應用陳秀麗功能食品加工技術目錄/1.活性多糖及其加工技術2.活性多肽及其加工技術3.功能性油脂及其加工技術4.活性微量元素及其加工技術5.活性菌類及其加工技術6.強化食品加工技術PART02活性鉻7/3/2025一、概述發現1957年Schwarz和Mertz發現從豬腎中提取出一種稱作“葡萄糖耐量因子”的化合物能恢復大鼠受損的葡萄糖耐量。以后認定這種“葡萄糖耐量因子”的主要成分是鉻，并確定鉻是增強胰島素作用的必需元素。活性鉻7/3/2025鉻在自然界有兩種形式：三價鉻和六價鉻。在化學元素周期表中，鉻是一種過渡元素，能以多種化學價電子狀態存在，但以Cr、Cr+、Cr3+、Cr6+最常見。Cr3+是最穩定的一種形式，人體內的鉻幾乎以Cr3+存在于配位化合物中，它的配位鍵是一定pH條件下溶解、吸收、發揮生理功能的先決條件。無機鉻活性小，吸收率大約為0.5%，若與有機物結合后，具有強大的生物活性，易為人體吸收，其吸收率可達10%一25%。存在形式7/3/2025鉻在體內含量約5～10毫克，廣泛存在于組織中。

主要功能：作為“糖耐量因子”(GTF因子)調節胰島素與細胞膜上受體的硫基形成二硫鍵，增加組織細胞對胰島素的敏感性，增強胰島素的作用。三價鉻是人體必需的微量元素，而六價鉻對人體有毒性。無機三價鉻吸收極差，有機鉻被腸道吸收后進入血液，代謝后經腎由尿液排出。二、鉻的生理功能及作用機理7/3/2025（一）鉻與葡萄糖耐量因子鉻是葡萄糖耐量因子（GTF）的重要組成部分。GTF能增強葡萄糖的氧化利用以使葡萄糖轉化為脂肪，降低血液中胰島素水平。人體內的GTF可由無機鉻轉化而成。糖尿病人不能利用膳食中的無機鉻合成足夠數量的GTF，需要從膳食中攝取現成的GTF。人體內鉻含量隨年齡不同而有差異，新生兒>3歲前嬰兒>兒童成人>老年人；成人則隨著年齡增大而體內鉻含量遞減，因此，老年人多缺鉻。7/3/2025（二）鉻在糖代謝中作用糖尿病是一種常見病。成人糖尿病患病率約為3%，到2015年，全球糖尿病人4.15億。另外有3.18億人糖耐量受損（前期患病率6.7%）中國是全球糖尿病患者第一大國，2015年病患人數高達1.096億人，130萬人死于糖尿病及其并發癥。每年新患糖尿病的人數達到了700萬,平均約5秒鐘就有一個人患病。糖尿病的發展涉及多種病理過程，已有令人信服的證據表明，微量元素在胰島素的生成和作用以及糖尿病人的能量底物代謝中起著極為重要的作用。7/3/2025三價鉻參與糖代謝，是不可缺少的微量元素。缺鉻會使組織對胰島素的敏感性降低。三價有機復合鉻化物能增強胰島素的活性，產生顯著的相當于高水平胰島素的作用。

鉻還與一些酶的活性有關。鉻是琥珀-細胞色素脫氫酶、葡萄糖磷酸變位酶等酶系統的必需微量元素，參與機體糖、脂肪代謝，促進糖碳鏈及醋酸根滲入脂肪，并加速脂肪氧化，有助于動脈壁脂質的運輸和清除，能預防動脈粥樣硬化的發生和發展。7/3/2025（三）鉻在脂代謝中作用鉻與脂肪代謝有明顯關系，維持正常血清膽固醇水平作用。

鉻能促進脂肪的消耗，目前美國專利報道了一些含有有機鉻的減肥配方，在美國有人甚至把有機鉻稱為脂肪燃燒器。7/3/2025鉻能抑制脂肪酸和膽固醇的合成，從而達到降低甘油三酯、膽固醇、低密度脂蛋白的作用，還能改善心肌缺氧，糾正心律不齊。鉻是葡萄糖耐量因子的活性成分，缺鉻引起糖耐量受損，甘油三酯增加，導致高甘油三酯血癥，促使動脈硬化的發生。7/3/2025（四）對蛋白質核酸代謝的作用鉻參與蛋白質代謝，能促進肌肉的增加。鉻在核蛋白中含量特別高，與DNA的合成和代謝有一定的作用。7/3/2025三、鉻缺乏與鉻中毒（一）鉻缺乏1鉻缺乏原因(l)攝入不足(2)消耗過多如當人體被燒傷、感染、外傷、體力消耗過度及發熱等均可使鉻消耗量增大，出現尿鉻排出增多，引起鉻缺乏。7/3/2025攝入不足缺乏鉻元素的主要原因是在精制食品的過程中鉻被丟失過多，據統計食品精加工后鉻丟失分別是:面粉40%、脫脂牛奶50%、大米75%、白糖(從紅糖加工)90%以上；主要食用在缺鉻土壤中生長的食物引起缺鉻；飲用水中缺鉻，例如，居住在耶路撒冷周邊難民營的兒童均缺鉻，而居住在約旦難民營的兒童則不缺鉻，兩地難民營均由聯合國難民救濟署統一供給完全相同食品，調查耶路撒冷難民營兒童缺鉻的原因時發現，其飲用水中鉻含量比約旦難民營兒童的飲用水中的鉻含量少3倍7/3/2025２缺鉻的癥狀人體缺鉻主要表現出類似胰島素缺乏的癥狀，如血糖、血脂、尿糖升高、糖耐量下降、動脈粥樣硬化、末梢神經功能障礙及心腦血管病、生長停滯等。鉻攝入不足，可使甘氨酸、絲氨酸、蛋氨酸滲入心肌蛋白的過程受到妨礙，補充三價鉻可使滲入量明顯增加。兒童缺鉻后生長發育受阻，可能與蛋白質合成受損有關。7/3/2025３防治措施(l)預防。疑為缺鉻的人群都應多吃含鉻高的食品，如海藻類、菌類、魚類、蛋類、奶制品、動物肝臟、牛肉、雞肉、面粉、紅糖、酵母、葡萄、蘿卜、綠豆、赤豆、豌豆等，或在食品中添加適量氯化鉻；治療增加鉻消耗的疾病。(2)治療。診斷為缺鉻的病人可用氯化鉻180-1000μɡ/天口服，待癥狀減輕后減量，并注意多吃含鉻高的食物，以防復發。7/3/2025（二）鉻中毒1中毒原因鉻在工業上廣泛應用于鉻化學工業，例如，鍍鉻、顏料、飛機或汽車涂漆、制革，凡操作上述工藝的工人，因吸入含鉻濃度高的粉塵、煙霧，或皮膚接觸鉻化合物均可能引起鉻中毒。7/3/20252中毒癥狀鉻中毒分全身和局部兩種癥狀。(l)全身癥狀：多見于誤服鉻化合物幾分鐘至幾小時，出現惡心、嘔吐、腹痛、吞咽困難、血壓下降甚至休克。其后出現腎、肝功能損害癥狀，如肝臟腫大、谷丙轉氨酶升高、血膽紅素升高、蛋白尿、少尿、甚至無尿等急性腎功能衰竭等癥狀和體征。嬰兒誤服含鉻的顏料可出現驚厥、昏迷、瞳孔散大等中樞神經系統癥狀;(2)局部癥狀：吸入含鉻氣體到一定濃度可能引起上呼吸道炎癥和粘膜潰瘍。常在咽、喉部出現紅、腫、熱、痛、咳嗽、呼吸困難，發生支氣管炎，甚至肺炎。7/3/20253防治措施(l)誤服中毒的治療①徹底洗胃。患者應立即用溫清水徹底洗胃，在洗胃過程中動作要輕，以免傷及已受損的口腔、食管、胃粘膜。最好是讓患者口服清洗液后再催吐，反復進行數次，然后用牛奶或雞蛋清保護食管和胃粘膜;②保護器官功能。有器官功能障礙者要保護好器官功能，如肝、腎功能損害者，要保護好肝腎功能;③促進排泄。可同時用硫代硫酸鈉、二琉基丙磺酸鈉促進鉻的排泄，均有解毒作用。7/3/2025(2)皮膚粘膜中毒的治療患者應先用清水徹底將皮膚粘膜沖洗干凈，防止從皮膚粘膜繼續吸收引起全身中毒；皮炎可用氫化可地松或5%硫代硫酸鈉軟膏涂于患處；鉻潰瘍可用10%的維生素C溶液濕敷，維生素c可使Cr6+變成Cr3+

，再與Cr3+形成絡合物使其失去毒性。7/3/2025四、富鉻制品的制備工藝鉻的食物來源為肉類及整粒糧食、豆類。有機鉻或以GTF形式存在的鉻消化吸收率高，主要分布在牡蠣、啤酒酵母、干酵母、蛋黃、肝臟、肉制品、海產品中。7/3/20257/3/2025（一）富鉻酵母微生物合成轉化法。

利用酵母富集能力、無機鉻轉化為有機鉻的轉化能力，在培養基中加入無機鉻，通過微生物培養制取富鉻酵母粉。7/3/2025富鉻酵母

制備工藝菌種培養→擴大培養→離心→干燥→粉碎→富鉻酵母粉啤酒酵母添加三氯化鉻無機鉻

富鉻酵母粉中的鉻有97.7%以有機鉻存在，可以作為功能食品基料來使用。7/3/2025【應用范圍】·可作為補鉻保健食品和藥品的原料·可作為營養強化食品中鉻營養素強化的原料·可用于畜牧養殖業，作為飼料中鉻營養素強化的原料·其他需要強化鉻營養素的產品【產品特點】☆鉻含量高富鉻酵母的鉻含量可達2500mg/kg左右，通常為2000mg/kg或1000mg/kg左右。其蛋白質含量為40%，富含完整的B族維生素和多種礦物質☆利用率高富鉻酵母中的鉻與酵母中的蛋白有機的結合，其人體吸收率遠遠高于無機鉻。☆毒性低富鉻酵母的毒性大大低于三氯化鉻7/3/20257/3/2025（二）富鉻綠豆芽植物種子發芽轉化法。通過綠豆發芽過程將鉻富集，無機鉻轉化為有機鉻。鉻含量為普通綠豆芽的100倍。7/3/2025富鉻綠豆芽制備工藝

綠豆→浸泡→培養發芽→干燥

→粉碎→成品三氯化鉻水溶液

富鉻綠豆芽中的鉻有95%左右為有機鉻。說明在綠豆芽發芽過程中添加的無機鉻（三氯化鉻）并不是單純以擴散或離子吸附的方式在豆芽上沉集。7/3/2025五、富鉻基料在功能食品中的應用目前，在食品加工中應用的富鉻基料以富鉻酵母為主，這是因為富鉻酵母不僅含有較多的有機鉻，還含有豐富的蛋白質、核酸、糖原、脂肪、多種Ｂ族維生素和其他多種微量元素。7/3/20251點心、面包、餅干等快餐食品用作點心、面包、餅干的營養強化劑，添加量2~3%；改善點心、面包、生面團質量，增加延展性，添加量0.5~1%。7/3/20252熟食品、冷凍食品

富鉻酵母能提高熟食品、冷凍食品的風味，添加量2~3%。7/3/20253肉類制品

富鉻酵母可提高肉類制品的黏合性和保水性，并且能增加香味，添加量1~3%。在肉類制品中，添加富鉻酵母能起到抗氧化作用。7/3/20254飲料、調味料

富鉻酵母自溶或酶解液可以與一定量的果汁、調味汁等配成營養強化飲料與調味液。7/3/20257/3/20