芝麻粕產業化應用於保健食品素材之...

芝麻粕產業化應用於保健食品素材之芝麻粕產業化應用於保健食品素材之開發實務經驗談開發實務經驗談

李敏雄李敏雄中州技術學院保健營養系講座教授中州技術學院保健營養系講座教授

國立台灣大學名譽教授國立台灣大學名譽教授富味鄉生物科技股份有限公司研發顧問富味鄉生物科技股份有限公司研發顧問

2012.11.01 (2012.11.01 ( 星期三星期三 ))

中華穀類食品工業技術研究所101年11月1日保健食品實務研討會「開創保健食品產業新藍海-以本土原料及加工副產品進行多元化保健食品素材開發實務」

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http://shril.ec51.com/images/bank/1134642402.jpg

我的理念• 珍惜資源 , 完全利用• 善用資源 , 提昇價值• 減輕或避免環境污染• 方法簡單


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我的主要研究成果• 茶葉抗氧化劑的製備 : 承蒙正兆有限公司陳立明先生支持推動

與日本昭和電工產學合作 , 非常感謝 .• 由蛋白製備溶菌酶的方法 ( 中華民國 , 美國及中國專利 )• 大豆維生素 E 濃縮物的製備方法 ( 中華民國及美國專利 )結果 : 方法都很簡單 , 但是都沒有產業化利用

.


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與富味鄉食品公司的合作

• 2000-2001: 第一次產學合作 ( 油脂相關 )• 2005-2007: 第二次產學合作 ( 芝麻相關 )• 2008- 迄今 : 學校退休 , 擔任研發顧問

• 結果 : 由於陳文南董事長的支持 , 芝麻相關素材的研發才能繼續進行 . 非常感謝 !


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Grown in China, India and Middle East.Grown in China, India and Middle East. Sesame seed contains 50% fat, Sesame seed contains 50% fat, 25% protein, 5% ash, 25% protein, 5% ash, 20% crude fiber and carbohydrate.20% crude fiber and carbohydrate.

Sesamum indicumSesamum indicum L. L. ( S. Hwang 2005 )

芝麻 (Sesame)中華穀類食品工業技術研究所101年11月1日保健食品實務研討會「開創保健食品產業新藍海-以本土原料及加工副產品進行多元化保健食品素材開發實務」

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芝麻又稱胡麻 1 ，為一年生植物，植株高約100~120 公分，主要生長於熱帶地區，適合生長溫度為24~32 ℃ 。

台灣主要栽種地在台南， 2005 產量約 451 公噸，而該年進口量為 38,278 公噸，顯示台灣芝麻多仰賴國外進口。

註 1 ：《夢溪筆談》：「漢史張騫始自大宛得油麻種來，故名胡麻。」圖片來源：維基百科

芝麻 (Sesamum indicum)


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http://zh.wikipedia.org/wiki/Image:Koeh-129.jpg

《神農本草經》上記載「胡麻，味甘平，主傷中虛贏，補五內，益氣力，長肌肉，填髓腦，久服輕身不老，……堅筋骨，久服耳聰目明，不飢不老增壽」。

《本草綱目》記載芝麻對「身體虛弱、頭暈耳鳴、大便秘結頗有驗效，對鬚早白、產婦奶水不足亦有作用」。

《日華子本草》介紹該藥「補中益氣，潤養五臟，補肺氣，止心驚，利大小腸，耐寒暑，逐風濕氣、游風、頭風、至癆氣，產後贏困，催生落胎。細研塗髮令長。白蜜蒸餌，治百病」。

《本草備要》：「胡麻補肺氣，益肝腎，潤五臟，堅筋骨，明耳目，耐飢渴，烏髭髮，利大小腸，逐風濕氣，涼血解毒。」

本草綱目等記載之芝麻功效


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http://blog.photo.sina.com.cn/showpic.html

Per 100 g 黑芝麻白芝麻

熱量 (kcal) 545 591 水分 (g) 6.4 5.2

灰分 (g) 6.8 3.0粗蛋白 (g) 18.1 18.9粗脂肪 (g) 47.2 53.3粗纖維 (g) 7.1 7.0膳食纖維 (g) 16.8 9.2碳水化合物 (g) 21.6 19.7

資料來源：行政院衛生署，「台灣地區食品營養成分資料庫」圖片來源：維基百科

芝麻之一般成分中華穀類食品工業技術研究所101年11月1日保健食品實務研討會「開創保健食品產業新藍海-以本土原料及加工副產品進行多元化保健食品素材開發實務」

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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Sa_white_sesame_seeds.jpg

Per 100 g 芝麻粕

水分 (g) 3.7灰分 (g) 12.3粗蛋白 (g) 47.2粗脂肪 (g) 10.5粗纖維 (g) 16.2

不含氮可溶物 (g)

9.3

資料來源：國立台灣大學農業化學系碩士論文 ;鄭培益，（ 2008）芝麻中 lignans之分離純化及芝麻粕之利用。圖片來源： www.jintianfeed.com/index1.asp?language=en

芝麻粕之一般成分


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http://www.jintianfeed.com/index1.asp?language=en

芝麻油脂肪酸組成之比較脂肪酸玉米油芝麻油大豆油牛油

10:0 - - - 0.10

12:0 - 0.29 0.10 0.91

14:0 - 0.14 0.16 3.74

16:0 10.7 9.4 10.7 2.48

18:0 1.74 4.76 3.87 18.7

20:0 0.29 0.58 0.22 -

14:1 - - - 1.55

16:1 0.14 0.30 0.29 4.73

16:2 - - - 0.88

18:1 24.6 39.1 22.8 36.0

18:2 57.4 40.0 50.8 3.65

18:3 0.82 0.46 6.76 0.56

20:1 - 0.21 - -

22:1 - 0.98 - -

SFA 12.7 15.2 15.0 48.2

MUFA 24.74 39.99 23.09 42.28

PUFA 58.22 40.46 57.51 5.09

單位 :g/100g


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每100g 芝麻大豆糙米精白米小麥粉

灰分(g) 5.2 5.0 1.3 0.6 0.4

鈣 (mg) 1,200 240 10 6 20磷 (mg) 640 580 300 140 75鐵 (mg) 9.6 9.4 1.1 0.5 0.6納 (mg) 2 1 2 2 2鉀 (mg) 400 1,900 250 110 100

芝麻礦物質含量之比較


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芝麻素 / 芝麻木酚素中華穀類食品工業技術研究所101年11月1日保健食品實務研討會「開創保健食品產業新藍海-以本土原料及加工副產品進行多元化保健食品素材開發實務」

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芝麻素生理功能芝麻素生理功能

芝麻素Sesamin

保護肝臟Protect liver

調節血壓Antihypertension

調節血脂hypolipidemic effects

加強維生素 E 活性Enhance vitamin E activity

抗癌Anticancer

抗 UVBReduce UVB-induced skin damage


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題目檢測物檢驗對象劑量結果

實驗一、芝麻素對脂肪酸組成之影響

Sesamin ：episesamin=51.1:48.2(w/w)

雄性Wistar 大鼠

控制組 : 一般飲食。實驗組 :飲食中添加 0.5%

sesamin檢測物。為期 13天。

sesamin抑制△ 5去飽和酶活性，促使 DGLA (C20:3, n-

6)堆積，抑制花生四烯酸生合成，可減少凝血及過敏因子產生。

實驗二、芝麻素對老鼠經酒精誘發的肝損傷之影響

雄性 CDF1 小鼠

控制組 : 一般飲食。實驗組 1::注射 12ppm酒精。實驗組 2: 注射 12ppm酒精及飲

食中添加 1.0% sesamin檢測物。

為期 7天。

(1) 添加 sesamin可顯著降低小鼠長期攝取酒精所造成之 GOT 及 GPT

上升。 (GOT↓73.88% GPT↓53.79%)(2) 添加 sesamin 亦可降低

血清中三酸甘油酯及總膽紅素。

實驗三、芝麻素對老鼠經四氯化碳誘發的肝損傷之影響

雄性 CDF1 小鼠

控制組 : 一般飲食。實驗組 1: 注射 1mL CCl4/Kg BW

in olive oil 。實驗組 2: 注射 1mL CCl4/Kg BW

in olive oil 及 100mg sesamin檢測物 /Kg BW in olive oil 。

為期 16 小時。

添加 sesamin組的血清中TC 、 TG 及總膽紅素與正

常控制組數值較接近，sesamin可改善由四氯化碳所造成之化學性肝損傷。

1. 芝麻素保肝功能 Protect liver damage of sesamin

(Ann Nutrition Metabolism 1993;37(4):218-224)


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2. 芝麻素調節血壓功能 Antihypertension of sesamin


芝麻素對人體抗高血壓之作用

芝麻素

(純度97.2%)

25位中度高血壓受試者

60 mg sesamin / day

為期十六週

1. 攝取四週後其收縮壓可降低 3.5 mmHg 、舒張壓可降低 1.9 mmHg 。

2. 流行病學研究指出血壓降低 2~3mmHg可降低心血管疾病的發生率。

(Journal of Nutritional Science and Vitaminology 2009;55:87-91)


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3. 芝麻素調節血脂功能 Hypolipidemic effects of sesamin


芝麻對更年期婦女之激素、抗氧化及血液的影響

芝麻素 26位更年期婦女

247.7 mg sesamin / 50g rice powder / day (5週 )→(3週 ) washout period→50g rice powder(5週 )

先攝取 50g rice powder 後再攝取芝麻素組比先攝取芝麻素再攝取 50g rice powder組別可顯著降低血清中的 TC 及 LDL-C 。

芝麻素對高膽固醇血症病患之影響

芝麻素 12位高膽固醇血症病患

控制組 (Placebo):capsule含 18 mg Vit E in 180 mg wheat germ oil 。

實驗組 :32.4 mg sesamin /day (capsule 含 3.6 mg sesamin and Vit

E in 180 mg wheat germ oil, 3

capsules × 3 times)為期 4 週64.8mg sesamin/day(capsule 含 3.6 mg sesamin and Vit

E in 180 mg wheat germ oil, 6

capsules × 3 times)再為期 4 週。

(1) 在第 8週可降低血清 TC 及LDL-C ，而 TG 及 HDL-C無顯著差異。

(2) Sesamin可抑制 HMG-CoA還原酶的活性，即可抑制脂肪酸的生合成。

(3) Sesamin可促進 7-α- 羥化酶的活性，即可促使膽固醇的排泄。

(Atherosclerosis 1996;122:135-136)(The journal of Nutrition 2006;136:1270-1275)


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4. 芝麻素抗癌功能 Anticancer of sesamin


飲食芝麻素轉換為人類腸內二酯之研究

芝麻4 位健康受試

者50 g 芝麻 / 天

膳食的芝麻素於人體內會變成腸內二酯，而此物質濃度與患者某些慢性病，例如乳癌有負相關性。

芝麻抑制血管內皮細胞生長和血管生成活性的肺腺癌細胞之研究

芝麻素肺腺癌細胞10 及 100μM 觀察 72 小

時

可以抑制肺腺癌細胞增生，也可抗腫瘤的生成。

芝麻素對 H22 肝癌荷瘤小鼠抑癌作用的實驗研究

芝麻素(純度 99%) 大鼠 15 mg sesamin / day

芝麻素對 H22 肝癌小老鼠腫瘤有抑制作用。

(The journal of Nutrition 2005;135:1056-1062)(Journal of Cancer Molecules 2006;2(5):199-205)

(Tianjin Med J 2008;36(4):288-290)


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5. 芝麻素加強維生素 E 活性功能 Enhance vitamin E activity of sesamin


餵食大鼠維生素 E並添加膳

食芝麻籽及其類木酚素發現其可抑制尿液中 γ-CEHC排出量

芝麻3週齡雄性Wistar 大

鼠

50 mg γ-tocopherol / Kg diet, 200 g sesame / Kg diet, 200 g sesame / Kg diet contain 50 mg γ-tocopherol 為期七天

可提升肝、腎、腦與血清中維生素 E 的活性。

芝麻類木酚素及 γ- tocopherol協同性作用在大鼠中可提升維生素 E 的活

性

壓榨芝麻粒3週齡雄性Wistar 大

鼠200 g / Kg diet為期八週

可提升肝與血漿中維生素E

的濃度。

(The journal of Nutrition 2002;132:961-966)

(The journal of Nutrition 1992;122:2440-2446)


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6. 芝麻素抗 UVB 功能 Enhance vitamin E activity of sesamin


芝麻素促進維生素 E 增量，對抗由 UVB引發對肌膚傷

害之研究

芝麻素(sesamin:Episesamin=47:53)

無毛老鼠

229 mg 生育醇 +2 g sesamin/Kg飼料，餵食 6週。

結果顯示， sesamin可以強化α-tocopherol ，降低皮膚被UVB照射而生傷害。

(Journal of Nutritional Science and Vitaminology 2008;54:117-123)


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芝麻餅芝麻餅

萃取及層析萃取及層析

濃縮及結晶濃縮及結晶

芝麻素芝麻素芝麻素芝麻素

再結晶產品再結晶產品

機能性調配料機能性調配料

芝麻素製程芝麻素製程芝麻素製程芝麻素製程


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保健品 (主要訴求：滋補強身，營養補給，健康維持，青春永駐 )

如： Scivation Sesamin (美國 ) /黑芝麻膠囊 (日本 )

發酵黑芝麻 (日本 DHC)

美妝品 (主要訴求：養顏美容 ) 如：眼霜、芝麻 Q10乳液芝麻去角質噴霧

芝麻素應用芝麻素應用芝麻素應用芝麻素應用


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http://images.google.com.tw/imgres?imgurl=http://www.buildingbrawn.com/product_images/Scivation/Pics/30025.jpg&imgrefurl=http://www.buildingbrawn.com/index.php%3FDepartmentID%3D28%26CategoryID%3D217&usg=__4q0N5C7Xj9lGSWDbgisxc3u_Rv8=&h=392&w=250&sz=30&hl=zh-TW&start=5&um=1&tbnid=q8h5MQe4KPX8tM:&tbnh=123&tbnw=78&prev=/images%3Fq%3Dscivation%2Bsesamin%26hl%3Dzh-TW%26sa%3DN%26um%3D1

高芝麻素芝麻油製程高芝麻素芝麻油製程高芝麻素芝麻油製程高芝麻素芝麻油製程

芝麻芝麻

壓榨處理壓榨處理

高芝麻素芝麻油高芝麻素芝麻油高芝麻素芝麻油高芝麻素芝麻油


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高芝麻素芝麻油高芝麻素芝麻油高芝麻素芝麻油高芝麻素芝麻油

利用含有高芝麻素的芝麻原料

配合本公司專業技術生產之高芝麻素

芝麻油

相較傳統芝麻油中芝麻素含量

0.25%~0.5%

芝麻素含量提升 3~5 倍，高達 1.2%

以上

讓日常實用的芝麻油更加營養健康


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高芝麻素芝麻油應用高芝麻素芝麻油應用高芝麻素芝麻油應用高芝麻素芝麻油應用

烹調油

Lignans rich sesame oil (日本 ,含 sesamin, sesamolin, sesamol 1.5%)

保健品

Super sesamin (日本 ) / Sesamin E plus (日本 )

美妝品

芝麻粉撲 ( 台灣 ) / 芝麻清潔潤澤面膜 (韓國 )

按摩油 (中國 ) /芝麻香氣粉撲 (日本 )


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芝麻餅芝麻餅

蛋白質萃取蛋白質萃取

酵素水解酵素水解

芝麻芝麻胜肽胜肽芝麻芝麻胜肽胜肽

乾燥處理乾燥處理

機能性調配料機能性調配料

芝麻胜肽製程芝麻胜肽製程芝麻胜肽製程芝麻胜肽製程

液相芝麻液相芝麻胜肽胜肽液相芝麻液相芝麻胜肽胜肽


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• 調節血壓 (可抑制 ACE 酵素活性 )• 易吸收之胺基酸營養補充劑• 營養改善 (礦物質吸收 )• 運動表現改善• 舒壓作用

芝麻胜肽生理功能芝麻胜肽生理功能


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芝麻蛋白水解物中抑制血管收縮素 Ι轉化酶的胜肽對原發性高血壓大鼠抗高血壓之影響

芝麻蛋白粉

13週齡雄性 SHR 大鼠

1 和 10 mg / Kg BW / day為期二週

1. 當日 24 小時的血壓變化，發現在第 6 及 8 小時顯著降低收縮壓。

2. 長期餵食兩週後，亦可顯著降低 SHR 的收縮壓和主動脈的 ACE活性。

芝麻胜肽

3.63 和 36.3 μg / Kg BW/day

為期二週

觀察當日 24 小時的血壓變化，發現在餵食後第 8 小時顯著降低收

縮壓。

對中度高血壓病患餵食12週芝麻胜肽 (KM-20)

之劑量及安全性研究

芝麻胜肽

輕或中度高血壓受試者

男性 37女性 21位

平均年齡 52.2 歲

250 mg / capsule / day500 mg / capsule / day1000 mg / capsule / day

為期十二週

1. 高劑量組的收縮壓比控制組顯著降低。

2. 中高劑量組在餵食第 6週時的收縮壓皆有顯著降低。

1. 芝麻胜肽調節血壓功能 Antihypertension of sesame peptide

(Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 2006;70(5):1118-1126)(Jpn Pharmacol Ther 2004;32:239-249)


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胜肽種類芝麻胜肽(FW-SP20)**

芝麻胜肽 1***

(KM-20)大豆胜肽

2

沙丁魚胜肽3

小麥蛋白胜肽4

蜆蛋白胜肽 5-6

膠原胜肽7

食用對象素及葷食素及葷食素及葷食葷食素及葷食葷食葷食

抑制 ACE活性

IC50*

11.1µg/mL

73.0µg/mL

610µg/mL

62.4µg/mL

810µg/mL

36 5 、 43~86 6

µg/mL

72000µg/mL

芝麻胜肽與其它胜肽活性比較芝麻胜肽與其它胜肽活性比較

註 1 ： *IC50 ( 50 %-inhibition concentration ) ：抑制 50%血管收縮素轉化酶活性所需要的濃度， IC50 值小表示降血壓活性的功能高。註 2 ： ** 富味鄉生物科技股份有限公司的產品。註 3 ： ***1~7為 IC50 來源的文獻。參考文獻：1.Nakamura, E., Hirakawa, Y., Tho, Y., Nagaoka, H. and Shoji, Y. (2004). Dose finding and safety study of 12-weeks repeated intakes of sesame peptides (KM-20) in mild hypertensive subjects. Japanese Pharmacology and Theraoeutics 32(4):1-17.2. 蔡宗堯， (2004) ，酵素水解分離大豆蛋白以製備高血壓抑制胜肽，東海大學食品科學研究所，碩士論文。3.Otani, L., Ninomiya, T., Murakami, M., Osajima, K., Kato, H., and Murakami, T. (2009). Sardine peptide with angiotensin I-converting enzyme inhibitory activity improves glucose tolerance in stroke-prone spontaneously hypertensive rats. Biosci. Biotechnol. Biochem. 73(10):2203-2209.4.Motoi, M. and Kodama, T. (2003). Isolation and characterization of angiotensin I-converting enyme inhibitory peptides from wheat gliadin hydrolysate. Nahrung/Food 47(5):354-358.5.Tsai, J. S., Chen, J. L., Pan, B. S. (2008). ACE-inhibitory peptides identified from the muscle protein hydrolysate of hard clam (Meretrix lusoria). Process Biochemistry 43:734-747.6.Tsai, J. S., Lin, T.C., Chen, J. L., Pan, B. S. (2006). The inhibitory effects of freshwater clam (Corbicula fluminea, Muller) muscle protein hydrolysates on angiotensin I converting enzyme. Process Biochemistry 41:2276-2281.7.Ichimura, T., Yamanaka, A., Otsuka, T., Yamashita, E., Maruyama, S., (2009). Biosci. Biotechnol. Biochem, 73(10)2317-2319,2009 Antihypertensive effect of enzymatic hydrolysate of collagen and Gly-Pro in Spotaneously Hypertensive rats. Biosci. Biotechnol. Biochem, 73(10)2317-2319.


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應用於 - 飲料、沖泡式飲品、保健食品、嬰幼兒奶粉、老年人

飲品、運動營養食品、病患營養食品等

日本厚生勞働省已將芝麻胜肽列入『特定保健食品素材』，

如：熱門商品『胡麻麥茶』

DHC降血壓複方膠囊

芝麻胜肽應用芝麻胜肽應用芝麻胜肽應用芝麻胜肽應用


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膳食纖維的保健機能性


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