功能食品实验指导
实验 不溶性膳食纤维提取（4学时）
实验 大蒜SOD的制备工艺（4学时）
一、实验目的
1、学习超氧化物歧化酶的提取与分离方法；
2、熟练掌握操作过程中的操作要点，并能应用到实际生产中。
二、实验原理
超氧化物歧化酶（SOD）是一种具有抗氧化、抗衰老、抗辐射和消炎作用的药用酶。它可催化超氧负离子（O2－）进行歧化反应，生成氧和过氧化氢：2O2－＋H2＝＝O2＋H2O2。大蒜蒜瓣和悬浮培养的大蒜细胞中含有较丰富的SOD，通过组织或细胞破碎后，可用pH7.8的磷酸缓冲液提取。由于SOD不溶于丙酮，可用丙酮将其沉淀析出。
三、实验器材
1.仪器或其他用具：电子天平、研磨器、高速离心机、水浴锅、移液枪、50ml试管、分光光度计等。
2.溶液及材料：
（1）磷酸缓冲液：0.05mol/L,pH7.8的磷酸缓冲溶液；
（2）氯仿－乙醇混合溶剂： 氯仿：无水乙醇＝3：5（V/V）；
（3）丙酮：用前冷却至4－10℃；
（4）碳酸盐缓冲液：0.05mol/L,pH10.2；
（5）EDTA溶液：0.1mol/L；
（6）肾上腺素液：2mmol/L；
（7）新鲜蒜瓣；
（8）大蒜细胞，通过细胞培养技术获得。
四、实验操作步骤
1．组织或细胞破碎
称取5g左右大蒜蒜瓣或大蒜细胞，置于研磨器中研磨，使组织或细胞破碎。
2．SOD的提取
将上述破碎的组织或细胞，加入2～3(20-30ml)倍体积的0.05mol/L,pH7.8的磷酸缓冲液，继续研磨搅拌20min，使SOD充分溶解到缓冲液中，然后用离心机在5000rpm，离心15min，弃沉淀，得提取液。
3．除杂蛋白
提取液加入0.25倍体积的氯仿－乙醇混合溶剂搅拌15min，5000rpm离心15min，去杂蛋白沉淀，得粗酶液。（自己配100 ml）
4．SOD的沉淀分离
将上述粗酶液加入等体积的冷丙酮，搅拌15min,5000rpm离心15min，得SOD沉淀。
将SOD沉淀溶于0.05mol/L,pH7.8的磷酸缓冲液中，于55－60℃热15min,
离心弃沉淀，得到SOD酶液。
将上述提取液、粗酶液和酶液分别取样，测定各自的SOD活力。
5．SOD活力测定
取3根小试管，按下表分别加进各种试剂和样品液。 (ml)
试 剂
空 白 管
对 照 管
样 品 管
碳酸缓冲液
5.0
5.0
5.0
EDTA溶液
0.5
0.5
0.5
蒸馏水
0.5
0.5
－
样品液
－
－
0.5
混 合 均 匀
肾上腺素液
－
0.5
0.5
在加入肾上腺素前，充分摇匀并在30℃水浴中预热5min至恒温。加入肾上腺素（空白管不加），继续保温反应2min，然后立即测定各管在480nm处的光密度。对照管与样品管的光密度值分别为A和B。
在上述条件下，SOD抑制肾上腺素自氧化的50%所需的酶量定义为一个酶活力单位。即：
酶活力（单位）＝2·（A－B）·N/A
式中N――样品稀释倍数；
2――抑制肾上腺素自氧化50%的换算系数（100%/50%）。
若以每毫升样品液的单位数表示，则按下式计算：
酶活力单位/ml＝2·（A－B）·N/A ·V/V1＝26·（A－B）·N/A
式中V――反应液体积（6.5ml）；
V1――样品液体积（0.5ml）。
最后，根据提取液、粗酶液和酶液的酶活力和体积，计算纯化回收率。
五、注意事项
严格控制好各项操作参数，以免酶活力变性失活。
实验 茶多酚的制备与检验（4学时）
一、实验目的
使学生体验从茶叶中提取茶多酚的过程，学习沉淀萃取法的原理与工艺流程。
二、实验原理
茶叶茶多酚易溶于热水中，利用茶多酚能与Ca、Hg等金属离子产生络合沉淀的现象将茶多酚从提取液中分离离心出来。在用靛红作指示剂的情况下，样液中能被高锰酸钾氧化的物质基本上都属于茶多酚类物质。根据消耗1mL 0.318g/100mL的高锰酸钾相当于5.82mg茶多酚的换算常数，计算出茶多酚的含量。
三、实验用品
1、仪器和小型用具：
加热回流装置、500 ml烧杯、布氏漏斗+减压过滤装置、滤纸、滴管、长搅拌棒、pH试纸（满足pH=4、pH=7两个范围）、天平、药勺、水浴锅、三角瓶、铁架台+滴定管。
2、材料：茶叶(市售绿茶叶末) 共350g
3、试剂：
乙醇(95%食用酒精)、3mol/L氯化钙、3mol/L氯化锌、乙酸乙酯
四、实验步骤
（一）提取工艺流程
原料→粗粉碎→热水浸提→加盐→调pH→离心→弃上清液→稀酸转溶→乙酸乙酯萃取→浓缩干燥
1、原料粉碎
2、热水浸提：原料2.5-25g，与水按照质量比1：10在100℃热水中浸泡，边加热边搅拌。
3、加盐：在浸提液中加入3mol/L氯化钙或3mol/L氯化锌。若无沉淀产生加入一定量的氢氧化钠调节pH。
4、离心：用离心机离心收集滤渣或沉淀。
5、稀酸转溶：加入稀盐酸至沉淀溶解。取部分样品稀释定容进行检测。
6、转溶水液加乙酸乙酯萃取。
7、浓缩干燥：真空干燥。
（二）热水浸提粗品检测
取200mL蒸馏水放在有柄瓷皿中，加入0.1%靛红溶液5mL，再加入供试液5mL。开动搅拌器，用已标定的KMnO4溶液进行连搅拌边滴定，滴定速度不宜太快，一般以1s1滴为宜，接近滴定终点时再应慢滴。滴定溶液由深蓝色转变为亮黄色为止，记下消耗高锰酸钾的毫升数为A值。
（三）结果计算
茶多酚含量(％)=（A- B）×W× T×0.00582×100/0.318/ m/ V
式中A——样品液消耗的KMnO4量，mL；
B——空白液消耗的KMnO4量，mL；
W一KMnO4浓度，％；
m——样品质量，g；
V——吸取样品液量，mL；
T—提取样品液量，mL。
五、思考题
讨论加盐的种类、调节pH与加盐的测序、pH值等因素对茶多酚沉淀得率的影响。
功能饮料的开发与制作（4学时）
一、实验目的
学生加深学习果蔬食材的保健功能，锻炼学生设计实验和制定方案能力，开发学生的实验思维和分析解决问题的能力和动手制作能力，同时鼓励学生创新思维。
二、实验原理
（一）功能性饮料
1、概念
保健饮料更科学的叫法是功能性饮料。保健饮料，是指通过调整饮料中天然营养素的成分和含量比例，以适应某些特殊人群营养需要的饮品。
2、分类
A根据原料分类
1)利用传统食品加工的功能性饮料
即利用传统的动物性食品（如乌骨鸡、中华鳖、蛇等）、植物性食品（无花果、南瓜、黑芝麻等）和微生物发酵食品（酸奶、醋蛋等），通过先进的工艺和设备而制得的饮料。其营养丰富，许多含有人体必需的氨基酸、维生素、微量元素等，并具有不同的功能。
2)添加中药提取物和营养强化剂的饮料
将药食两用中草药借助现代的工艺方法提取，然后通过添加提取物和一些营养强化剂（如矿物质、微生素、氨基酸等），从而制成一类具有较好的防病与保健作用的功能性饮料。
3)添加新资源食品的饮料
人类在不断发现一些新资源食品，这类新资源食品在调节人体生理功能、防治某些疾病方面作用较强，如绞股蓝、珍珠、王浆、芦荟、银杏叶、杜仲、小球藻等。这些新资源促进了疗效型功能性饮料的发展。
4)利用生物技术开发的饮料
随着生物技术的发展，运用生物技术将生产出含有各种活性肽、免疫因子等的功能性饮料。
3、目前代表性的功能性饮料
包括营养素饮料、运动饮料和其它特殊用途饮料三类。所谓营养素饮料是指人体日常活动所需的营养成分，这种饮料以脉动、激活、尖叫为代表，而运动饮料含有的电解能很好地平衡人体的体液，以佳得乐、劲跑、维体等为代表；特殊用途饮料目前市场主流的主要就是以红牛、力保健和V飙为代表的能量饮料，主要作用为抗疲劳和补充能量。今年国家把功能饮料划入药品食品监督管理局监管，目前还没有制定相关功能饮料法规，其标准也尚未出台。
（二）功能性果蔬饮料的典型食材
1. 鲜姜
发汗解表，温中止呕，温肺止咳，解鱼蟹毒，解药毒，清热解毒。在遭受冰雪、水湿、寒冷侵袭后，急以姜汤饮之，可增进血行，驱散寒邪。
2. 葡萄
多吃葡萄可补气、养血、强心。医学研究证明，葡萄汁是炎症病人最好的食品。葡萄籽95%的成份为原青花素，其抗氧化的功效比维生素C高出18倍之多，比维生素E高出50倍。
3. 胡萝卜
胡萝卜在西方有很高的声誉，被视为菜中上品。荷兰人把它列为“国菜”之一。胡萝卜所含的营养素很全面。据测定，每百克含碳水化合物7.6克，蛋白质0.6克，脂肪0.3克，钙30毫克，铁0.6毫克，以及维生素B1、维生素B2、维生素C等，特别是胡萝卜素的含量在蔬菜中名列前茅，每百克中约含胡萝卜素3.62毫克，相当于1981国际单位的维生素A，而且于高温下也保持不变，并易于被人体吸收。胡萝卜素有维护上皮细胞的正常功能、防治呼吸道感染、促进人体生长发育及参与视紫红质合成等重要功效。
4.刺五加
刺五加味辛、微苦、性微温。归脾、肾、心经。主治：风寒湿痹，筋骨挛急，腰痛，阳痿，脚弱脚气，疮疽肿毒，跌打劳伤。益气健脾，补肾安神。对于脾肾脏阳虚，体虚乏力，食欲不振，腰膝酸痛，失眠多梦尤为有效。近代医学研究证明刺五加的作用特点与人参基本相同，具有调节机体紊乱，使之趋于正常的功能。有良好的抗疲劳作用，较人参显著，并能明显的提高耐缺氧能力。补中、益精、强意志、祛风湿、壮筋骨、活血去瘀、健胃利尿等功能。久服"轻身耐劳"。
5.山楂
山楂有重要的药用价值，自古以来，就成为健脾开胃、消食化滞、活血化痰的良药。山楂的主要成分是黄酮类物质，对心血管系统有明显的药理作用。山楂中还含有丰富的钙和胡萝卜素，钙含量居水果之首，胡萝卜素的含量仅次于枣和猕猴桃，最适于小儿食用。
6.枸杞
在所有的水果中，枸杞的抗氧化能力指数是最高的。而且研究发现，枸杞中的糖分可以降低胰岛素抵制，从而防止糖尿病。
7.南瓜
南瓜中对人体的有益成分有：多糖、氨基酸、活性<蛋白类胡萝卜素及多种微量元素等。各种成分的功用：南瓜多糖是一种非特异性免疫增强剂，能提高<机体免疫功能，促进细胞因子生成，通过活化补体等途径对免疫系统发挥多方面的调节功能。类胡罗卜素：南瓜中丰富的类胡萝卜素在机体内可转化成具有重要生理功能的维生素A，从而对上皮组织的生长分化、维持正常视觉、促进骨骼的发育具有重要生理功能。南瓜中高钙、高钾、低钠，特别适合中老年人和高血压患者，有利于预防骨质疏松和高血压。此外，还含有磷、镁、铁、铜、锰、铬、硼等元素。南瓜中含有人体所需的多种氨基酸，其中赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸等含量较高。此外，南瓜中的抗坏血酸氧化酶基因型与<烟草相同，但活性明显高于烟草，表明了在南瓜中免疫活性蛋白的含量较高。研究发现，在南瓜种子中的脂类物质对泌尿系统疾病及前列腺增生具有良好的治疗和预防作用。
9．苹果
苹果，不仅是我国最主要的果品，也是世界上种植最广、产量最多的果品。其味道酸甜适口，营养丰富。据测定，每百克苹果含果糖6.5～11.2克，葡萄糖2.5～3.5克，蔗糖1.0～5.2克；还含有微量元素锌、钙、磷、铁、钾及维生素B1、维生素B2、维生素C和胡萝卜素等。美国流传一种说法：“每顿饭吃一个苹果，就不用请医生”。苹果所含的营养既全面又易被人体消化吸收，所以，非常适合婴幼儿、老人和病人食用。苹果中含有苹果酚：一是抗氧化作用，可保持食物新鲜；二是消除异味，可去鱼腥、口臭；三是预防蛀牙；四是能抑制黑色素、酵素的产生；五是能抑制活性氧发生，可预防因活性氧引起的各种生活习惯病；六是能抑制血压上升，预防高血压；七是能抑制过敏反应，有一定的抗敏作用。
10.橘子
橘子富含维生素C与柠檬酸，前者具有美容作用，后者则具有消除疲劳的作用。橘子内侧薄皮含有膳食纤维及果胶，可以促进通便，并且可以降低胆固醇。橘皮苷可以加强毛细血管的韧性，降血压，扩张心脏的冠状动脉，故橘子是预防冠心病和动脉硬化的食品，研究证实，食用柑橘可以降低沉积在动脉血管中的胆固醇，有助于使动脉粥样硬化发生逆转。在鲜柑橘汁中，有一种抗癌活性很强的物质“诺米林”，它能使致癌化学物质分解，抑制和阻断癌细胞的生长，能使人体内除毒酶的活性成倍提高，阻止致癌物对细胞核的损伤，保护基因的完好。
11、红豆
红小豆被誉为粮食中的“红珍珠”，既是调剂人民生活的营养佳品，又是食品、饮料加工业的重要原料之一。小豆籽粒性味甘甜、无毒，入心及小肠径。含有较多的皂草苷，可刺激肠子，有通便、利尿的作用，对心脏病和肾脏病有疗效；每天吃适量小豆可净化血液，解除心脏疲劳。还有较多的纤维和许多可溶性纤维，不仅可以通气、通便，而且可以减少胆固醇。现代医学还证明，小豆对金黄色葡萄球菌、福氏痢疾杆菌和伤寒杆菌都有明显的抑制作用。
12、大枣
中医中药理论认为，红枣具有补虚益气、养血安神、健脾和胃等作用，是脾胃虚弱、气血不足、倦怠无力、失眠多梦等患者良好的保健营养品。红枣含有三萜类化合物及环磷酸腺苷，有较强的抗癌、抗过敏作用。
13、花生
花生作为老百姓喜爱的传统食品之一，自古以来就有“长生果”的美誉。花生油中含有大量的亚油酸，减少心脑血管疾病的发生率。花生中的锌元素含量普遍高于其他油料作物。花生含钙量丰富，可以促进儿童骨骼发育，并有防止老年人骨骼退行性病变发生。花生中含有丰富的脂肪油和蛋白质，对产后乳汁不足者有养血通乳作用。花生、花生油中含有一种生物活性很强的天然多酚类物质——白藜芦醇。它是肿瘤疾病的天然化学预防剂。
14、玉米
玉米是粗粮中的保健佳品，对人体的健康颇为有利：玉米中的维生素B6、烟酸等成分，具有刺激胃肠蠕动、加速粪便排泄的特性，可防治便秘、肠炎、肠癌等。玉米富含维生素C等，有长寿、美容作用。玉米胚尖所含的营养物质有增强人体新陈代谢、调整神经系统功能。能起到使皮肤细嫩光滑，抑制、延缓皱纹产生作用。玉米有调中开胃及降血脂、降低血清胆固醇的功效。中美洲印第安人不易患高血压与他们主要食用玉米有关。
三、功能性饮料的基本生产工艺
功能性饮料的基本生产工艺和同类型的一般饮料工艺过程大致相同，如功能性碳酸饮料的生产工艺也同样包括水处理、CO2处理、调配和灌装四大系统，乳性功能性饮料的生产工艺基本同乳饮料的生产等。但由于功能性饮料的原料众多，特性各异，所以其提取、调制、后处理等工艺过程也就各不相同。
例如36.含氨基酸的桔汁饮料生产工艺流程
桔汁→澄清→调和（精滤糖浆、氨基酸、无机盐、维生素等）→均质→脱气→瞬时灭菌→无菌灌装→成品
四、功能性饮料的配方
1.冬瓜茶
冬瓜原汁 85 kg 红茶末 0.8 kg
柠檬酸 0.25 kg 柠檬酸钠 60 g
山梨酸钾 0.2 kg 冬瓜茶香精 0.8 kg
果葡糖浆（72οBx，果糖42%） 80 kg
加水至1000L
2.含氨基酸和果汁的饮料
浓缩桔汁 15kg 柠檬酸 0.5kg
单糖（葡萄糖、果糖）20kg 精氨酸 30g
L-赖氨酸 30g 亮氨酸 20g
组氨酸 30g 缬氨酸 20g
异亮氨酸 20g 维生素E 70g
维生素C 20g 桔子香精 0.25kg
加水至1000L
3.儿童强化饮料
胡萝卜汁 100kg 苹果汁 50kg
砂糖 60kg 果葡糖浆 20kg
柠檬酸 0.5kg 碳酸甘油乙酸酯 0.5kg
维生素C 0.138kg 柠檬酸钠 66g
乳酸钙 0.25kg 维生素B2 25g
加水至1000L
4.枸杞复合果汁
枸杞 20kg 浓缩苹果汁 40kg
白砂糖 90kg 柠檬酸 1.5kg
CMC-Na 1kg 黄原胶 0.5kg
藻酸丙二醇酯 1kg 山梨酸钾 0.2kg
5. 鲜姜橘子汁：原料：橘子2个，鲜姜50克，苹果100克
制法：
（1）将鲜姜、橘子去皮，苹果去皮核，都切成小块。
（2）所有原料一起放入榨汁机中榨出汁，倒入杯中，加以装饰即可。
实验 微型胶囊的制备
一、实验目的
通过本实验，使学生进一步理解复凝聚法制备微型胶囊的原理学会复凝聚法制备微型胶囊的工艺。
二、实验原理
微型胶囊（简称微囊）系利用天然、半合成高分子材料（通称囊材）将固体或液体药物（通称囊心物）包裹而成的微小胶囊，它的直径一般为5～400μm。
微囊的制备方法很多，可分为物理化学法，化学法以及物理机械法。可按囊心物、囊材的性质、设备和微囊的大小等选用适宜的制备方法。在实验室中制备微囊常选用物理化学法中的凝聚法。凝聚法又分为单凝聚法和复凝聚法。后者常用凝胶、阿拉伯胶为囊材。
三、实验用具
1．复凝聚法制备液体石蜡微囊的处方
2．仪器
显微镜、搪瓷缸或烧杯、ρH试纸（3.8～4.0、ρH8-9 ）、水浴锅，温度计、载玻片、盖玻片、玻璃棒，天平
四、实验步骤
1、明胶溶液的配制：称取明胶5g，用蒸馏水适量浸泡溶胀后，加热溶解，加蒸馏水至100ml，搅匀，50℃保温备用。
2、阿拉伯胶溶液的配制：取蒸馏水80ml置小烧杯中，加阿拉伯胶粉末5g，加热至80℃左右，轻轻搅拌使溶解，加蒸馏水至100ml。
3、液体石蜡乳剂的制备：取液体石蜡6ml与5％阿拉伯胶溶液100ml置组织捣碎机中，乳化10妙钟，即得乳剂。
4、乳剂镜检：取液体石蜡乳剂一滴，置载玻片上镜检，绘制乳剂形态图。
5、混合：将液体石蜡乳转入1000ml烧杯中，置50～55℃水浴上加5％明胶溶液100ml，轻轻搅拌使混合均匀。
6、微囊的制备：在不断搅拌下，滴加10％醋酸溶液于混合液中，调节ρH至3.8～4.0（广泛试纸）。
7、微囊的固化：在不断搅拌下，将约30℃蒸馏水400ml加至微囊液中，将含微囊液的烧杯自50～55℃水浴中取下，不停搅拌，自然冷却，待温度为32～35℃时，加入冰块，继续搅拌至温度为10℃以下，加入37％甲醛溶液2.5ml（用蒸馏水稀释一倍），搅拌15min，再用NaOH溶液调其ρH8-9，继续搅拌20min，观察至析出为止，静置待微囊沉降。
8、镜检：显微镜下观察微囊的形态并绘制微囊形态图，记录微囊的大小（最大和最多粒径）。
9、过滤(或甩干)：待微囊沉降完全，倾去上清液，过滤（或甩干），微囊用蒸馏水洗至无甲醛味，抽干，即得。
操作注意
（1）复凝聚法制备微囊，用10％醋酸溶液调节ρH是操作关键。因此，调节ρH时一定要把溶液搅拌均匀，使整个溶液的ρH为3.8～4.0。
（2）制备微囊的过程中，始终伴随搅拌，但搅拌速度以产生泡沫最少为度，必要时加入几滴戊醇或辛醇消泡，可提高收率。
（3）固化前勿停止搅拌，以免微囊粘连团。
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