植酸专用课件.ppt

营养与食品卫生学 第十一节 制作小组： 概念：又名环六醇六磷酸酯即肌醇六磷酸酯（inositol hexaphosphate,IP6），化学名称是环己六醇1, 2, 3,4 , 5,6 一六磷酸二氢，是一种广泛存在于植物中、含有六分子磷酸的肌醇酯，具有螯合、抗氧化、调节免疫、抗肿瘤等多种生物学作用。 分子式：C6H18O24P6。 状态：为淡黄色或淡褐色粘稠液体，呈强酸性，易溶于水、含水乙醇、丙酮，难溶于无水乙醇、甲醇；不溶于无水醚类、苯、已烷、氯苯等。其分子中有12个酸性氢原子，可分三步电离。 分子构象：光谱分析其分子构象为六碳环，具有不对称结构。 二、植酸的结构与分类 植酸主要分布于种籽胚层和谷皮中，在谷类和豆类中含量可达1%-6%。植酸进入消化道后即被水解为终产物肌醇和无机磷酸，当水解不完全时其产物则包括五、四、三、二和单磷酸肌醇的系列混合物（IP1~5）。肌醇在肠道细胞内被磷酸酸化形成低磷酸化形成IP1~5。哺乳动物细胞内几乎均含有肌醇六磷酸及其低磷酸化形式，其中绝大部分分布于胞浆中，参与调节细胞重要功能。 三、植酸的生物学作用 螯合作用 植酸具有较强的螯合作用。当植酸完全解离时带有较强的负电性，可与二价、三价阳离子，如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+等结合形成不溶性螯合物，因此植酸能与食物中的多种矿物质离子螯合形成不溶性盐，抑制小肠对矿物质的吸收，导致生物利用率降低，故植酸通常被视为抗营养因子。 抗氧化作用 植酸的抗氧化作用主要基于其对Fe3+、Cu2+等过渡态金属离子的螯合作用。植酸通过对铁、铜等离子的螯合作用阻止Fenton反应，抑制活性氧的形成，从而保护细胞免受氧化损伤。 Fenton反应 1894年，化学家Fenton首次发现有机物在(H202)与Fe组成的混合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显。Fenton试剂是由H202和Fe混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。由于具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。 因其发音，又被称之为“粪桶试剂”（非专业用语）。Fenton试剂降解有机物的机理： (1) Fe2+ + OH- →Fe3+ + OH-+OH. (2) OH.+ Fe2+→Fe3++OH- (3) Fe3++H202→ Fe2++HO2.+H+ (4) Fe3++HO2.→Fe2++O2+H+ (5) Fe2++OH.→Fe3+ +OH- 调节免疫功能 植酸能增加T、B淋巴细胞和NK细胞的活性，从而增强机体的免疫功能。实验表明，植酸可增强小鼠胸腺指数、脾指数和脾细胞抗体生成能力和NK细胞活性。 抗肿瘤作用 动物实验和体外实验显示植酸（及其低磷酸化状态）具有广谱抗瘤作用。植酸抗癌有多种机制:①基于其抗氧化作用, 能有效阻止轻基自由基产生以及与细胞增殖有关的阳离子结合形成复合物, 从而能阻止癌细胞的增殖。②可预防DNA的氧化损伤, 植酸通过对金属离子的鳌合而降低H2O2中活性氧的生成, 进而抑制H2O2与Cu2+对DNA特定序列GG与GGG的损害, 起到防癌作用。③植酸可通过调控细胞的信号传导来抑制细胞的增殖与分化,还可导致细胞从恶性分化向正常的表型逆转。④植酸干预细胞周期的机制, 植酸通过调整CDKI一CDK一cyclin这一复合体, 抑制CDK一cyclin中激酶的活性, 导致Rb蛋白的低磷酸化, 进而使转录因子E2E4的非活化状态结合型增加, 使S期相关基因的转录受到抑制, 从而使细胞停滞于G期, 促进了细胞凋亡的发生。⑤植酸能够促进抑癌基因P53表达, 并通过多种途径来抑制血管形成, 从而阻断血液对瘤体的营养输送, 使瘤体缩小。 微生物发酵法 1971年，William发现粗糙链孢霉肌醇缺陷型,突变株能产生植酸及其异构物，该法的关键问题是通过对土壤微生物作精心筛选,寻找适当产生菌，也可用诱变剂处理，选得肌醇缺陷型菌株来生产植酸；还可用肌醇产生菌突变定向生物合成植酸。当今基因克隆技术已很成熟，可把体中有关植酸生物合成的基因克隆到合适的微生物中制备植酸生产工程菌，从而实现微生物发酵生产。这种方法是未来植酸生产的趋势。 溶液萃取法 用稀强酸溶液浸泡含植酸钙的原料(如米糠、麸皮、玉米等)使植酸钙溶解于浸渍液中，再经过离子交换、脱色、浓缩而制得。这是目前广泛应用的制备植酸的方法，其生产工艺流程主要有以下三种：沉淀法、离子交换法和与纳米技术相结合的方法。 抗氧化剂 保鲜剂 护色稳定剂 酒类降固剂