1、第6章 維生素,主要內(nèi)容,6.1 維生素概述 6.2 食品中的脂溶性維生素 6.3 食品中的水溶性維生素 6.4 食品中維生素類似的物質(zhì) 6.5 食品中維生素?fù)p失的常見原因 6.6 本章小結(jié) 6.7 本章思考題,6.1.1 維生素的定義與特性,定義：維生素(Vitamin)是維持人體生命活動(dòng)必需的一類小分子有機(jī)物，為正常生命現(xiàn)象所必需的，也是保持人體健康的重要活性物質(zhì)。 維生素應(yīng)具有以下特點(diǎn)： 不能在人體內(nèi)合成或合成的量不夠，加之維生素在不斷代謝，必須由食物供給。 不參與機(jī)體內(nèi)各種組織器官的組成，不提供機(jī)體能量 不能大量?jī)?chǔ)存于組織中，必須經(jīng)常從食物中攝取 人體生命和健康所必不可少的一類有機(jī)化合

2、物,6.1.2 維生素的主要生理功能,許多維生素是酶的輔酶或輔酶的組成分子，缺乏時(shí)引起人體代謝紊亂。 如維生素A對(duì)視覺(jué)起作用，VD對(duì)骨骼構(gòu)成起作用，VE具有抗不育癥的作用。VK對(duì)血液凝集起作用。 除了具有生理作用外，有些維生素還作為自由基的清除劑，風(fēng)味物質(zhì)前提、還原劑以及參與褐變反應(yīng)，從而影響食品的屬性。 某些維生素可由動(dòng)植物合成。如：VB6 、VK可由動(dòng)物腸道內(nèi)細(xì)菌合成；動(dòng)物細(xì)胞可將色氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)闊熕幔恢参锖投鄶?shù)微生物能自身合成維生素等等。,6.1.3 維生素的命名, 維生素一詞是由波蘭化學(xué)家卡西米爾馮克 （Kazimierz Funk）最先提出，是由拉丁文的生命（Vita）和 氨（-amin

3、e）縮寫而得，因?yàn)樗?dāng)時(shí)認(rèn)為維生素都屬于胺類。 以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多維生素的化學(xué)性質(zhì)、生理功能并不 相同；還發(fā)現(xiàn)許多維生素根本不含胺，也不含氮，但 初始的命名還是延續(xù)使用下來(lái)了，只是將最后字母“e”去 掉。,Kazimierz Funk Creates The Concept Of A Vitamin,早期維生素一般按發(fā)現(xiàn)順序及來(lái)源用大寫拉丁字母和數(shù)字命名，出現(xiàn)了維生素A、維生素B1等名稱，更多的維生素種類被人們認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)，維生素成了一個(gè)大家族。為便于記憶，維生素按A、B、C一直排列到L、P、U等幾十種。 根據(jù)其功能命名為“抗.維生素”，如抗干眼病維生素（VA）、抗佝僂病維生素（VD）等。 后來(lái)，

4、又根據(jù)其結(jié)構(gòu)及功能命名，如視黃醇（VA1）、膽鈣化醇（VD3）等。 根據(jù)其結(jié)構(gòu)命名，如硫胺素。,6.1.4 維生素的分類,維生素分類通常按照維生素的溶解特性，可將其分為水溶性維生素和脂溶性維生素兩種。,表6-1 脂溶性維生素和水溶性維生素的特點(diǎn),6.1.5 維生素相關(guān)概念, 前維生素或維生素原(provitamin)：在化學(xué)結(jié)構(gòu)上類似于某種維生素，經(jīng)過(guò)機(jī)體簡(jiǎn)單的代謝反應(yīng)即可轉(zhuǎn)變成維生素化合物。如-胡蘿卜素能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素A；7-脫氫膽固醇可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3。 注意！如果某一化合物需要經(jīng)許多復(fù)雜代謝反應(yīng)才能成為維生素，則不能稱為維生素原。例如，色氨酸要經(jīng)過(guò)多個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟才能夠形成尼克酸，因此色氨

5、酸不能被稱為維生素原。, 同效維生素(vitamer )：一些化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)與維生素相似，并具有維生素作用和活性的衍生物。如視黃醇酯、視黃醛、視黃酸是維生素A的同效維生素。 抗維生素（antivitamin)：化學(xué)結(jié)構(gòu)類似維生素，但與維生素有競(jìng)爭(zhēng)作用的物質(zhì)。如雙香豆素抗VK；甲氨蝶呤抗葉酸代謝。,6.2 食品中的脂溶性維生素,脂溶性維生素 ：溶于有機(jī)溶劑而不溶于水的一類維生素。由長(zhǎng)的碳?xì)滏溁虺憝h(huán)組成的聚戊二烯化合物。主要包括維生素A、維生素D、維生素E及維生素K。 脂溶性維生素A、D、E和K，它們都含有環(huán)結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)的脂肪族烴鏈，這四種維生素盡管每一種都至少有一個(gè)極性基團(tuán)，但都高度疏水的。,6.2

6、 食品中的脂溶性維生素,6.2.1 維生素A 6.2.2 維生素D 6.2.3 維生素E 6.2.4 維生素K,6.2.1 維生素A（Retinol）,1）維生素A的結(jié)構(gòu) 維生素A是所有具有視黃醇（A1）生物活性的-紫羅寧衍生物的統(tǒng)稱。 維生素A主要有維生素A1（視黃醇）及其衍生物（醛、酸、酯）、維生素A2（脫氫視黃醇）。其中維生素A1生物效價(jià)最高,維生素A2的生物效價(jià)只有維生素A1的40%。 維生素A是一類由20個(gè)碳構(gòu)成的具有活性的不飽和碳?xì)浠衔?。其羥基可被酯化或轉(zhuǎn)化為醛或酸，也能以游離醇的狀態(tài)存在。,維生素A1熔點(diǎn)64，分子式為C20H300 維生素A2熔點(diǎn)1719，分子式為C20H28

7、0,異戊二烯結(jié)構(gòu)單位,維生素A1（視黃醇） 維生素A2（脫氫視黃醇）,圖6-1 維生素A的化學(xué)結(jié)構(gòu)（R = H或COCH3醋酸酯或CO(CH2)14CH3棕櫚酸酯）,食品在加工和貯藏中，維生素A對(duì)光、氧和氧化劑敏感，高溫和金屬離子可加速其分解，在堿性和冷凍環(huán)境中較穩(wěn)定，貯藏中的損失主要取決于脫水的方法和避光情況。,2）維生素A的來(lái)源 維生素A1主要存在于動(dòng)物的肝臟和血液中，維生素A2主要存在于淡水魚中。 蔬菜中沒(méi)有維生素A，但含有胡蘿卜素。胡蘿卜素進(jìn)入體內(nèi)后可轉(zhuǎn)化為維生素A1，其中以-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化效率最高，1分子的-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)化為2分子的維生素A，而其中能真正吸收的僅為1/3。,維生素A的含

8、量常常用國(guó)際單位(International Unit, IU)來(lái)表示，一個(gè)國(guó)際單位相當(dāng)于0.344g結(jié)晶維生素A醋酸鹽或0.600g胡蘿卜素(或1.2g其它的類胡蘿卜素)，根據(jù)RDA(每日推薦量)，成人每天所需的維生素A為5000IU或1mg。青少年、孕婦或哺乳期婦女需要增加供應(yīng)量。,3）維生素A的生理活性 人和動(dòng)物感受暗光的物質(zhì)是視紫紅質(zhì)，它的形成與生理功能的發(fā)揮與維生素A有關(guān)。當(dāng)體內(nèi)缺乏時(shí)引起表皮細(xì)胞角質(zhì)、夜盲癥等。以及口腔消化道失去去滋潤(rùn)導(dǎo)致細(xì)菌易于侵入。,17,6.2.2 維生素D（Calciferol),維生素D是類固醇的衍生物。具有維生素D活性的化合物有十種，主要有維生素D2（麥

9、角鈣化醇）和D3（膽鈣化醇）。 維生素D2比維生素D3在側(cè)鏈上多一個(gè)碳-碳雙鍵和甲基。 維生素D2 分子式為C28H44O ( 分子量396） 維生素D3分子式為 C27H44O （分子量384）,1）維生素D的結(jié)構(gòu),圖6-3 維生素D及維生素D2和D3 的化學(xué)結(jié)構(gòu),維生素D原和維生素D分子中，均含有相同的由19碳原子 組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，3位碳上帶有羥基及特有的共軛三烯結(jié) 構(gòu)。關(guān)鍵的區(qū)別在于C17位上的脂肪鏈，C17位上的脂肪鏈中C2224的部分結(jié)構(gòu)與維生素D活性密切相關(guān)。 維生素D的3位羥基應(yīng)為游離形式，若被轉(zhuǎn)變成在體內(nèi)不易水解的酯或形成醚類時(shí)，其活性消失；3位羥基如果被巰基取代活性也會(huì)消失。

10、 飽和側(cè)鏈C2224上無(wú)取代基時(shí)，活性最高，容易被引入其他基團(tuán)，導(dǎo)致失活。 在24位引入甲基或乙基，其生理活性分別降低1/2或1/4 當(dāng)C17位側(cè)鏈為羥基或在其C24引入羧基時(shí)，活性消失,維生素D 在光照或與某些金屬離子接觸時(shí)，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化而失去原有生理活性。 維生素D易發(fā)生氧化，主要是因?yàn)槠浞肿又泻胁伙柡碗p鍵，特別是有空氣存在的情況下。 食品中的維生素D較穩(wěn)定。 維生素D在體內(nèi)必須被代謝為活性維生素D形式，即1,2，5-二羥膽鈣化醇，才顯示其生物活性。,2）維生素D的性質(zhì), 植物性食品中不含維生素D，但維生素D原在動(dòng)、植物體內(nèi)都存在。 維生素D前體（麥角固醇和7-脫氫膽固醇）經(jīng)紫外線照

11、射后，可產(chǎn)生維生素D2 和D3。人體及其它動(dòng)物的皮膚中含有7-脫氫膽固醇。因此， 人的皮膚在日光下暴露可生成維生素 D3。 微生物：酵母和真菌中含維生素D原麥角固醇。,3）維生素D來(lái)源,提高肌體對(duì)鈣、磷的吸收，促進(jìn)生長(zhǎng)和骨骼鈣化，促進(jìn)牙齒健全； 缺乏維生素D會(huì)引起佝僂病、手足抽搐和軟骨病； 攝入過(guò)多的維生素D將引起高血鈣和高尿鈣 ;,4）維生素D生理功能,6.2.3 維生素E (Tocopherol）,1）結(jié)構(gòu) 維生素E又名生育酚，為具有苯并二氫吡喃結(jié)構(gòu)的與生育有關(guān)的維生素總稱。具有抗不育的作用。 按其結(jié)構(gòu)可分為生育酚和生育三烯酚兩大類，生育三烯酚與生育酚化學(xué)結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于其側(cè)鏈的3、7和

12、11處有雙鍵。每類又可分為、和 4種不同的構(gòu)型，共計(jì)8種。其中的-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富，也是活性最高的維生素E。,圖6-6 維生素E的異構(gòu)體,維生素E對(duì)氧敏感，容易發(fā)生氧化反應(yīng)而失活，因此具有抗氧化的作用。 維生素E對(duì)酸穩(wěn)定，對(duì)堿不穩(wěn)定。 維生素E在無(wú)氧條件下對(duì)熱穩(wěn)定，即使加熱至200也不會(huì)被破壞。 維生素E和維生素D3共同作用可獲得牛肉最佳的“色澤-嫩度”。,2）維生素E的性質(zhì),維生素E抗脂肪氧化的機(jī)理： 1）人體細(xì)胞上磷脂中的不飽和脂肪酸，會(huì)形成過(guò)氧化自由基，體內(nèi)自由基傷害細(xì)胞膜從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。 2）維生素 E本身易受分子氧和自由基的氧化，具有抗氧化的活性。它們通過(guò)貢獻(xiàn)

13、一個(gè)酚基氫和一個(gè)電子來(lái)淬滅自由基，以保護(hù)機(jī)體其他細(xì)胞被自由基氧化。 在肉類腌制中，亞硝胺的合成是通過(guò)自由基機(jī)制進(jìn)行的，維生素E可清除自由基，防止亞硝胺的合成。,圖6-7 維生素E清除自由基的反應(yīng)機(jī)理,-生育酚氧化物,-生育酚醌,-生育酚氫醌,植物中：獼猴桃， 堅(jiān)果（包括杏仁、榛子和胡桃）、向日葵籽、玉米、冷壓的蔬菜油、包括玉米、紅花、大豆、棉籽和小麥胚芽（最豐富的一種）、菠菜和羽衣甘藍(lán)、甘薯和山藥；萵苣、卷心菜、菜花等是含維生素E比較多的蔬菜。 動(dòng)物中： 奶類、蛋類、魚肝油也含有一定 的維生素E。,3）維生素E來(lái)源,食品在加工貯藏中常常會(huì)造成維生素E的大量損失。例如，谷物機(jī)械加工去胚時(shí)，維生素

14、E大約損失80%；油脂精煉也會(huì)導(dǎo)致維生素E的損失；脫水可使雞肉和牛肉中維生素E損失36%45%；肉和蔬菜罐頭制作中維生素E損失41%65%；油炸馬鈴薯在23下貯存一個(gè)月維生素E損失71%，貯存兩個(gè)月?lián)p失77%。 此外，氧、氧化劑和堿對(duì)維生素E也有破壞作用，某些金屬離子如Fe2+等可促進(jìn)維生素E的氧化。,延緩細(xì)胞老化，抗衰老，抗疲勞； 是局部性外傷的外用藥(可透過(guò)皮膚被吸收)和內(nèi)服藥，皆可防止留下疤痕； 以利尿劑的作用來(lái)降低血壓； 防止流產(chǎn)； 有助于減輕腿抽筋和手足僵硬的狀況； 降低患缺血性心臟病的機(jī)會(huì)。,4）維生素E生理功能,6.2.4 維生素K (Phylloquinone), 維生素K又稱

15、凝血維生素，是脂溶性萘醌類的衍生物，其基本結(jié)構(gòu)為2-甲基-1,4 - 甲萘醌或萘胺，2位上連有不同長(zhǎng)度的碳鏈。 常見的維生素 K包括有維生素K1（葉綠醌）、維生素K2（聚異戊烯基甲基萘醌）和維生素K3（2-甲基-1,4 - 萘醌）、K4, 天然的維生素 K有兩種形式，維生素 K1和維生素 K2。維生素 K1僅存在于綠色植物中，如菠菜和卷心菜等葉菜中含量較多；維生素 K2則可由許多微生物和動(dòng)物的腸道中的細(xì)菌合成。 還有幾種人工合成的化合物也具有維生素K活性，其中最重要的是 K3，K3在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素K2，其生理活性是 K1和K2的 23倍。,性質(zhì)：維生素K是黃色粘稠油狀物，可被空氣中緩慢地

16、氧化而分解，遇光則很快破壞，對(duì)熱酸較穩(wěn)定，但對(duì)堿不穩(wěn)定。 功能：維生素K主要功能是促進(jìn)凝血酶原的合成。缺乏就導(dǎo)致凝血機(jī)制障礙。從而導(dǎo)致皮下組織和其它器官出血，而且會(huì)延長(zhǎng)凝血時(shí)間。 對(duì)于脂溶性維生素來(lái)說(shuō)，人體易缺乏的順序一般為VDVAVEVK。,6.3 食品中的水溶性維生素,水溶性維生素能在水中溶解的一組維生素。包括復(fù)合維生素B以及維生素C。常是輔酶或輔基的組成部分，大多數(shù)都能作為輔酶的組成部分發(fā)揮作用。,6.3 食品中的水溶性維生素,6.3.1 維生素B1 （硫氨素) 6.3.2 維生素B2 （核黃素） 6.3.3 煙酸VB5 6.3.4 泛酸VB3 6.3.5 維生素B6 6.3.6 葉酸B

17、11 6.3.7 鈷胺素B12 6.3.8 維生素C 6.3.9 生物素B7,圖6-9 各種形式的硫胺素分子化學(xué)結(jié)構(gòu),維生素B1（Thiamine）性質(zhì),維生素B1又稱為硫胺素，由一分子嘧啶和一分子噻唑通過(guò)一個(gè)亞甲基連接而成。嘧啶環(huán)和噻唑環(huán)易降解。硫胺素是B族維生素中最不穩(wěn)定者，在食品的加工與貯藏中易損失。 硫胺素?zé)峤到獾乃俾蕦?duì) pH 極為敏感：pH6，硫胺素降解較為緩慢；pH 67 時(shí)，硫胺素降解加快，噻唑環(huán)會(huì)被破壞； pH 為8 時(shí)，體系中已不存在噻唑環(huán)。 硫胺素經(jīng)分解或重排能夠生成具有肉香味的含硫化合物 硫胺素分子中有兩個(gè)堿基氮原子，因此，硫胺素能與酸類反應(yīng)形成相應(yīng)的鹽，硫胺素純品大多以

18、鹽酸鹽或硫酸鹽的形式存在。,食品中其他組分也會(huì)影響硫胺素的降解，例如單寧能與硫胺素形成加成物而使之失活；SO2或亞硫酸氫鹽（抗菌劑）對(duì)其有破壞作用；膽堿使其分子裂開，加速其降解；蛋白質(zhì)與硫胺素的硫醇形式形成二硫化物阻止其降解。 食品在加工和貯藏中硫胺素也有不同程度的損失。例如，面包焙烤破壞20%的硫胺素；牛奶巴式消毒損失3%20%；高溫消毒損失30%50%；噴霧干燥損失10%；滾筒干燥損失20%30%。煮面條時(shí)，大約有50的維生素BI會(huì)流失到面湯中，所以如果吃面條，要喝些湯，充分利用面湯中的營(yíng)養(yǎng)素。由于高溫油炸和加堿會(huì)破壞面團(tuán)中的維生素Bl，因此，應(yīng)該少吃油條、油餅這些油炸食品。,硫胺素 VB

19、1 (thiamin)來(lái)源, 存在于許多植物種子中，尤其是谷物種子的外皮和胚芽中； 動(dòng)植物組織和酵母中，主要以輔酶形式存在； 食物來(lái)源：酵母、米糠、全麥、燕麥、花生、豬肉、大多數(shù)種類的蔬菜、麥麩、牛奶。,a.構(gòu)成輔酶（TPP），維持機(jī)體正常代謝； b.能夠促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，保持食欲； c.保護(hù)神經(jīng)組織，改善精神狀況，消除疲勞； d.維生素B1對(duì)于維持正常糖代謝起著十分重要的作用，它的缺乏會(huì)使糖代謝受阻； e.促進(jìn)年幼動(dòng)物的發(fā)育，影響比維生素A更加顯著； d.預(yù)防腳氣病。當(dāng)身體缺乏維生素B1時(shí)，熱能代謝不完全，會(huì)產(chǎn)生丙酮酸等酸性物質(zhì)，由此出現(xiàn)的一系列癥狀，總稱為“腳氣病”。,硫胺素 VB1 (thi

20、amin) 生理功能,6.3.2 維生素B2(Riboflavin),維生素B2又稱核黃素，分子結(jié)構(gòu)中存在共軛雙鍵，因而容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)。所以維生素 B2有氧化型和還原型兩種形式，還原型的維生素B2被稱為二氫核黃素。,圖6-11 核黃素及其輔酶,核黃素在強(qiáng)酸溶液中最穩(wěn)定，中性條件下穩(wěn)定性降低，在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定。 核黃素對(duì)熱比較穩(wěn)定，在食品熱加工、脫水和烹調(diào)中損失不大。 引起核黃素降解的主要因素是光，若將牛乳在日光下曝曬2h后可損失50以上。 光降解反應(yīng)分為兩個(gè)階段：第一階段是在光輻照表面的迅速破壞階段；第二階段系慢速階段。 光的強(qiáng)度是決定整個(gè)反應(yīng)速度的因素。酸性條件下，核黃素光解為光色素

21、，堿性或中性下光解生成光黃素。光黃素是一種很強(qiáng)的氧化劑，它可以催化破壞許多其它的維生素，尤其是抗壞血酸，,核黃素 VB2 (Riboflavin)性質(zhì),在食品中，核黃素與磷酸、蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物；動(dòng)物性食品一般含核黃素較高，尤其以肝、腎和心的含量最為豐富；奶類和蛋類中核黃素含量也較多；綠色蔬菜和豆類也含一定量的核黃素。,核黃素 VB2 (Riboflavin)來(lái)源,a.促進(jìn)發(fā)育和細(xì)胞的再生； b.促使皮膚、指甲、毛發(fā)的正常生長(zhǎng)； c.幫助消除溢出性皮脂炎、口角炎和角膜炎等病癥。 d.食物中如果缺乏維生素B2，呼吸能力減弱，整個(gè)新陳代謝受阻； e.和其他物質(zhì)相互作用來(lái)幫助碳水化合物、脂肪、蛋白

22、質(zhì)的代謝。,核黃素 VB2 (Riboflavin)生理功能,6.3.3 煙酸（Nicotinic acid ),煙酸（VB5）又稱為維生素PP，是尼克酸（植物）和尼克酰胺（動(dòng)物）的總稱?；瘜W(xué)名稱為吡啶-3-甲酸，其天然形式均有相同的煙酸活性。 煙酸在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為煙酰胺，煙酰胺是輔酶（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，NAD）和輔酶（磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，NADP）的組成部分。,圖6-13 煙酸、煙酰胺、NAD與NADP的化學(xué)結(jié)構(gòu),煙酸（Nicotinic acid )的性質(zhì)和功能, 煙酸參與體內(nèi)脂質(zhì)代謝，組織呼吸的氧化過(guò)程和糖類的無(wú)氧分解過(guò)程，它們?cè)谔墙徒狻⒅竞铣珊秃粑饔弥衅鹬匾淖饔谩?煙酸

23、是B族維生素中最穩(wěn)定性的維生素之一，對(duì)光、氧、酸、堿以及熱都很穩(wěn)定，即使在120 溫度條件下加熱20min也不被破壞。在食品加工和貯藏時(shí)相當(dāng)穩(wěn)定。,煙酸的來(lái)源,食品中除玉米較缺外，其它食品都含有。玉米中缺乏會(huì)造成賴皮病。 煙酸具有抗癩皮病的作用。當(dāng)缺乏時(shí)會(huì)出現(xiàn)癩皮病，臨床表現(xiàn)為“三D癥”即皮炎、腹瀉和癡呆。這種情況常發(fā)生在以玉米為主食的地區(qū)，因?yàn)橛衩椎鞍字猩彼岷枯^低，而色氨酸在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化成尼克酸。在動(dòng)物組織中的VB5的主要形式為尼克酰胺。,50,6.3.4 泛酸（Pantothenic acid）,泛酸VB3首次由科學(xué)家威來(lái)母氏從肝臟中分離。 泛酸化學(xué)分子式為C9H17NO5 ，有吸濕性

24、。 啤酒酵母中含泛酸最多。 泛酸對(duì)酸、堿及熱等不穩(wěn)定，泛酸在pH 57內(nèi)最穩(wěn)定，在堿性溶液中易分解。隨溫度的升高和溶解于水中而造成不同程度的損失。酸性條件下熱降解，可能是-丙氨酸和2,4-二羥基-3,3-二甲基丁酸之間的連接鍵發(fā)生了酸水解。 生理功能：是生物體內(nèi)合成HS-CoA （輔酶A）的原料。 HS-CoA 是?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，在糖、脂類和Pr的代謝中起者載體作用。,維生素B6 （Pyridoxine)性質(zhì)和功能,維生素B6又稱吡哆素，是一組含氮化合物，主要以天然的形式存在，包括吡哆醛、吡哆醇、吡哆胺，三者均可在5 羥甲基位置上發(fā)生磷酸化，成為各自的磷酸化合物。生物活性形式以磷酸吡哆醛為主

25、，也有少量的磷酸吡哆胺，它們 作為輔酶參與體內(nèi)的氨基酸、碳水化合物、脂類和神經(jīng)遞質(zhì)的代謝。 動(dòng)物組織中多以吡哆醛和吡哆胺的形式存在，如牛奶中主要是吡哆醛，植物中多以吡哆醇的形式存在，如谷類中主要是吡哆醇。 吡哆醇對(duì)熱、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿都很穩(wěn)定，但在堿性溶液中對(duì)光敏感，尤其對(duì)紫外線更敏感。吡哆醛和吡哆胺當(dāng)暴露在空氣中，加熱和遇光都會(huì)很快破壞，形成無(wú)活性的化合物如4吡哆酸。在三種化合物中以吡哆醇最為穩(wěn)定，可用來(lái)強(qiáng)化食品。,圖6-15 各種形式維生素B6 及其轉(zhuǎn)化,加工過(guò)程對(duì)牛乳及牛乳制品中的吡哆醛的影響：,奶粉在巴氏消毒、均質(zhì)及生產(chǎn)過(guò)程中損失不多，但高溫消毒可損失3649。不僅加熱可引起損失，而且持續(xù)保

26、存也會(huì)引起損失，這種損失可能是吡哆醛和活化的巰基基團(tuán)相互作用而引起的，巰基是牛乳蛋白在加熱過(guò)程中形成的。將牛乳置透明玻璃中在日光下照射8h可使VB6損失2030，小麥粉碎過(guò)程中可損失8090，烘烤面包時(shí)損失17以上。,維生素B6主要作用在人體的血液、肌肉、神經(jīng)、皮膚等。功能有抗體的合成、消化系統(tǒng)中胃酸的制造、脂肪與蛋白質(zhì)利用(尤其在減肥時(shí)應(yīng)補(bǔ)充)、維持鈉/鉀平衡(穩(wěn)定神經(jīng)系統(tǒng))。缺乏維生素B6的通癥，一般缺乏時(shí)會(huì)有食欲不振、食物利用率低、失重、嘔吐、下痢等毛病。嚴(yán)重缺乏會(huì)有粉刺、貧血、關(guān)節(jié)炎、小孩痙攣、憂郁、頭痛、掉發(fā)、易發(fā)炎、學(xué)習(xí)障礙、衰弱等。,6.3.6 葉酸（Folic acid ）,有

27、文獻(xiàn)將其稱為維生素B11 或維生素Bc。葉酸是由蝶啶、對(duì)氨基苯甲酸及谷氨酸結(jié)合而成，即蝶酰谷氨酸。 葉酸最初是從菠菜葉子中分離提取出來(lái)的，故得名“葉酸”。,圖6-16 葉酸及四氫葉酸（箭頭所指為加氫位置）的化學(xué)結(jié)構(gòu),葉酸的性質(zhì) 葉酸對(duì)熱、酸不穩(wěn)定，但在中性和堿性條件下能很快地破壞，受光照射更易分解。 葉酸能與亞硫酸鹽和亞硝酸鹽作用，生成致癌物質(zhì)，加入Vc會(huì)大大增加葉酸的穩(wěn)定性。,葉酸的來(lái)源：葉酸在許多食物中部存在，綠色蔬菜尤為豐富。 葉酸的生理功能： 參與嘌呤、嘧啶合成和某些AA的特殊代謝。 葉酸最重要的功能就是制造紅血球和白血球，增強(qiáng)免疫能力，一旦缺乏葉酸，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重貧血， 葉酸缺乏導(dǎo)致胎兒

28、神經(jīng)管畸形。葉酸是預(yù)防寶寶出生缺陷的一種重要方式，準(zhǔn)備懷孕的女性和準(zhǔn)媽媽都需要葉酸（包括天然葉酸和葉酸補(bǔ)充劑）。孕婦對(duì)葉酸的需求量比正常人高4倍。,6.3.7 鈷胺素 (Cyanocobalamin),又稱為維生素B12，是B族維生素中迄今為止發(fā)現(xiàn)最晚的一種。因其分子中含有氰基和金屬鈷，故又稱作氰鈷胺素或鈷胺素，是唯一含有金屬元素的維生素。 鈷胺素化學(xué)分子式為C63H88O14N14PCo,圖6-17維生素B12及輔酶B12的化學(xué)結(jié)構(gòu),鈷胺素 (Cyanocobalamin)的性質(zhì), 維生素B12具有吸濕性，暴露于空氣中能吸收12%的水分； 維生素B12化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在pH值4.55.0弱酸

29、條件下最穩(wěn)定，強(qiáng)酸（pH2）或堿性溶液中分解; 維生素B12也可被氧化劑、醛類、抗壞血酸、二價(jià)鐵鹽、香草醛和阿拉伯樹膠等破壞； 維生素B12遇熱可有一定程度破壞，但短時(shí)間高溫消毒損失小，遇強(qiáng)光或紫外線破壞程度較大，普通食品烹調(diào)維生素B12損失量約為30%左右。,鈷胺素VB12的來(lái)源 VB12的膳食來(lái)源主要是動(dòng)物性食品，而植物中幾乎不存在，所以只有“素食者”才會(huì)發(fā)生VBl2的缺乏癥。一般瘦肉、肝、腎、魚、貝殼和牛乳中含量較豐富。 自然界中的維生素B12都是微生物合成的，高等動(dòng)植物不能制造維生素B12。維生素B12是需要一種腸道分泌物(內(nèi)源因子)幫助才能被吸收的惟一的一種維生素。有的人由于腸胃異常

30、，缺乏這種內(nèi)源因子，即使膳食中來(lái)源充足也會(huì)患惡性貧血。植物性食物中基本上沒(méi)有維生素B12。它在腸道內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，大約需要三小時(shí)（大多數(shù)水溶性維生素只需要幾秒鐘）才能被吸收,維生素B12的主要生理功能 (1)促進(jìn)紅細(xì)胞的發(fā)育和成熟，預(yù)防惡性貧血； (2)以輔酶的形式存在，促進(jìn)碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝； (3)具有活化氨基酸的作用和促進(jìn)核酸的生物合成，可促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，它對(duì)嬰幼兒的生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。 (4)是神經(jīng)系統(tǒng)功能健全不可缺少的維生素，參與神經(jīng)組織中一種脂蛋白的形成， 過(guò)量的維生素B12會(huì)產(chǎn)生毒副作用。據(jù)報(bào)道注射過(guò)量的維生素B12可出現(xiàn)哮喘、蕁麻疹、濕疹、面部浮腫、寒顫等過(guò)敏反應(yīng)，

31、也可能相發(fā)神經(jīng)興奮、心前區(qū)痛和心悸。維生素B12攝入過(guò)多還可導(dǎo)到葉酸的缺乏。,6.3.8 維生素C（Ascorbic Acid）,維生素C又稱抗壞血酸，是一個(gè)含有6碳原子的酸性多羥基化合物。由于其分子中C2和 C3位上的兩個(gè)烯醇式羥基極易游離而釋放出H+，故具有有機(jī)酸的性質(zhì)。這種特殊的烯二醇結(jié)構(gòu)，使其很容易釋放氫原子而具有還原性。作為受氫體和供氫體，參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng), 天然維生素C有L型和D型兩種，D型無(wú)生理活性。通常指的維生素C是L抗壞血酸。 維生素C有兩個(gè)手性碳原子，有四種光學(xué)異構(gòu)體：D抗壞血酸、D異抗壞血酸、L抗壞血酸和L異抗壞血酸。 異抗壞血酸抗氧化能力比抗壞血酸強(qiáng)，耐熱性較差 以

32、L抗壞血酸生物活性最高。 VC的C2、C3位上的羥基的H能以原子形式釋放，成為脫氫抗壞血酸，脫氫和非脫氫抗壞血酸都有生物活性。,圖6-18 抗壞血酸的氧化反應(yīng)機(jī)制,維生素C是最不穩(wěn)定的維生素，對(duì)氧化非常敏感。光、Cu2+和Fe2+等加速其氧化；pH、氧濃度和水分活度等也影響其穩(wěn)定性。 含有Fe和Cu的酶如抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶、過(guò)氧化物酶和細(xì)胞色素氧化酶對(duì)維生素C也有破壞作用。 水果受到機(jī)械損傷、成熟或腐爛時(shí)，由于其細(xì)胞組織被破壞，導(dǎo)致酶促反應(yīng)的發(fā)生，使維生素C降解。 某些金屬離子螯合物對(duì)維生素C有穩(wěn)定作用；亞硫酸鹽對(duì)維生素C具有保護(hù)作用。 在儲(chǔ)存的過(guò)程中，維生素C分子中的內(nèi)酯環(huán)可水解并進(jìn)

33、一步脫羧生成糠醛和二氧化碳?？啡┖芤籽趸酆仙捎猩镔|(zhì)，這是維生素C儲(chǔ)存中變色的主要原因。,維生素C用于食品中的作用： （1）可保護(hù)食品中其他成分不被氧化； （2）可有效地抑制酶促褐變和脫色； （3）在腌制肉品中促進(jìn)發(fā)色并抑制亞硝胺的形成； （4）在啤酒工業(yè)中作為抗氧化劑；,（6）對(duì)維生素E或其他酚類抗氧化劑有良好的增效作用； （7）能捕獲單線態(tài)氧和自由基，抑制脂類氧化； （8）作為營(yíng)養(yǎng)添加劑有抗應(yīng)激、加速傷口愈合、參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)和促進(jìn)鐵的吸收等。 缺乏容易導(dǎo)致壞血病。臨床特征為出血和骨骼病變。,6.3.9 生物素（Biotin）, 生物素又稱為維生素B7、維生素H或輔酶R，是由一個(gè)

34、噻吩環(huán)和一分子尿素結(jié)合而成，側(cè)鏈有一個(gè)戊酸。 現(xiàn)已知生物素有8種異構(gòu)體，天然存在的均為D型異構(gòu)體，并且有生物活性，L型生物素沒(méi)有生物學(xué)活性。 生物素是脫羧反應(yīng)酶的輔助因子，在生物體內(nèi)，生物素大都是作為生物素酶的輔基與蛋白質(zhì)分子中賴氨酸的-氨基形成共價(jià)鍵生成-N-生物素-L-賴氨酸，即生物胞素（Biocytin）。,圖6-20 生物素及生物胞素的化學(xué)結(jié)構(gòu), 生物素對(duì)光、氧和熱非常穩(wěn)定，但強(qiáng)酸、強(qiáng)堿會(huì)導(dǎo)致其降解。某些氧化劑，如過(guò)氧化氫可以使生物素分子中的硫原子發(fā)生氧化，生成無(wú)活性的生物素或生物素硫氧化物。 此外，生物素環(huán)上的羰基也可與氨基發(fā)生反應(yīng)。 食品加工和貯藏中生物素的損失較小，所引起的損失主

35、要是溶解于水溶液中而流失，但也有部分是由于酸堿處理和氧化造成。,生物素的功能及來(lái)源 生理功能： 生物素對(duì)于糖原的異生，脂肪酸的綜合作用以及某些氨基酸的新陳代謝，都是一個(gè)關(guān)鍵的調(diào)控元件， 進(jìn)汗腺、神經(jīng)組織 、骨髓 ，男性性腺的健康 維護(hù)皮膚及毛發(fā)的正常運(yùn)作和生長(zhǎng)，預(yù)防白發(fā)及脫發(fā)，有助于治療禿頂； 減輕濕疹、皮炎癥狀 對(duì)憂郁、失眠確有一定助益 促進(jìn)尿素合成與排泄；提高人體的免疫功能 食物來(lái)源： 牛奶 牛肝 蛋黃 動(dòng)物腎臟 瘦肉；草莓 柚子 葡萄 草莓等水果；糙米 小麥中都含有生物素；啤酒,6.4 食品中維生素類似的物質(zhì),定義：食品中有些化合物，由于人體可以合成或不是生命活動(dòng)中必不可少，即不符合維生

36、素的基本特征的物質(zhì)常被稱為維生素類似物。 例子：膽堿促進(jìn)腦發(fā)育和提高記憶能力，提高脂肪代謝、調(diào)控細(xì)胞凋亡等生理功能。但由于人體可以合成膽堿，機(jī)體一般不會(huì)出現(xiàn)膽堿缺乏。因此，膽堿并不屬于人體必需的維生素。,回目錄,6.4 食品中維生素類似的物質(zhì),6.4.1 膽堿 6.4.2 肉堿,回目錄,6.4.1 膽堿（Choline）,膽堿又稱維生素B4，化學(xué)名稱是-羥基乙酸三甲基胺羥化物。 其結(jié)構(gòu)見圖 膽堿首次由Streker在1894年從豬膽汁中分離出來(lái)，1962年被正式命名為膽堿，現(xiàn)已成為人類食品中常用的添加劑。 美國(guó)的聯(lián)邦法典將膽堿列為“一般認(rèn)為安全”（Generally recognized as

37、 safe）的產(chǎn)品；歐洲聯(lián)盟1991年頒布的法規(guī)允許將膽堿添加于嬰兒食品中。,6.4.1 膽堿（Choline）,膽堿的主要生理功能： 1）膽堿是生物體組織中乙酰膽堿、卵磷脂和神經(jīng)磷脂的組成部分，也存在于神經(jīng)鞘磷脂中，具有強(qiáng)堿性，在空氣中易吸收水和二氧化碳；膽堿是生物體代謝的中間產(chǎn)物，是機(jī)體可變甲基的一個(gè)來(lái)源。 2） 膽堿是少數(shù)能穿過(guò)“腦血管屏障”的物質(zhì)之一，膽堿可通過(guò)此“屏障”進(jìn)入腦細(xì)胞，合成有助于胎兒記憶的化學(xué)物質(zhì)。,圖6-21 膽堿的化學(xué)結(jié)構(gòu),圖6-22 肉堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,6.4.2 肉堿（L-Carnitine）,肉堿又稱肉毒堿或維生素Bt，肉堿是由俄國(guó)科學(xué)家Gulewitsch和 K

38、rimberg于1905年在肌肉抽提物中發(fā)現(xiàn)。早期的研究發(fā)現(xiàn)，L-肉堿是一種類維生素營(yíng)養(yǎng)素并將其命名為維生素Bt。 肉堿有兩種旋光異構(gòu)體， L-肉堿和D-肉堿。其中L型具有生物活性，而D型是競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。L-肉堿的化學(xué)名稱為L(zhǎng)-羥基-三甲胺丁酸。,回本節(jié),6.4.2 肉堿（L-Carnitine）,肉堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于膽堿，與氨基酸相近，圖6-22；另外，由于一些動(dòng)物可由自身合成來(lái)滿足肉堿的需要，因此認(rèn)為肉堿不是維生素，但習(xí)慣上仍將其稱為維生素Bt。實(shí)驗(yàn)表明L-肉堿是人體必需的一種營(yíng)養(yǎng)素，1985年在芝加哥召開的國(guó)際營(yíng)養(yǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議上，將左旋肉堿指定為“多功能營(yíng)養(yǎng)品”。 我國(guó)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

39、GB27602007規(guī)定了左旋肉堿酒石酸鹽為食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，可應(yīng)用于咀嚼片、飲液、膠囊、乳粉及乳飲料等。,回本節(jié),肉堿主要的生理功能： 1）肉堿與動(dòng)物體內(nèi)脂肪酸代謝有關(guān)，主要功能是作為載體將長(zhǎng)鏈脂肪酸從線粒體膜外輸送到膜內(nèi)以促進(jìn)脂肪酸的-氧化，將脂肪代謝轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，這就是肉堿能夠減肥降脂的原理。 2）肉堿還具有保護(hù)細(xì)胞的功能，將過(guò)量的脂酰輔酶A排除體外防止其損壞細(xì)胞。 3）肉堿還可以防止乳酸積累，提高運(yùn)動(dòng)耐力。,減肥原理,脂肪的代謝過(guò)程 線粒體可以氧化燃燒脂肪，使之釋放能量，被身體消耗。但要經(jīng)過(guò)一個(gè)障礙，障礙就是線粒體膜。長(zhǎng)鏈脂肪酸通不過(guò)這道障礙，所以肉堿在當(dāng)中就起到了搬運(yùn)工的作用！把長(zhǎng)鏈脂肪

40、酸一點(diǎn)一點(diǎn)地搬運(yùn)到屏蔽外面，送給線粒體，讓它進(jìn)一步氧化！,回本節(jié),6.5 食品中維生素?fù)p失的常見原因,由于各種維生素的性質(zhì)不同，食品中維生素的損失情況也不盡相同。 氧氣的氧化 加熱的溫度和時(shí)間 酸堿度（pH值） 金屬與酶的作用 光或電子輻射 水分含量等,回目錄,食品中維生素?fù)p失途徑,6.5.1 食品中維生素含量的內(nèi)在變化 6.5.2 食品中維生素在預(yù)加工過(guò)程中的變化 6.5.3 食品中維生素在熱燙與熱處理過(guò)程中的變化 6.5.4 加工中添加的外來(lái)成分對(duì)維生素的影響,食品中維生素之間的相互作用 果蔬食品原料成熟度的影響 果蔬食品原料不同組織部位及收 獲的時(shí)間等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的影響,6.5.1 食品

41、中維生素含量的內(nèi)在變化,食品中維生素之間的相互作用, 由于維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)存在著很大的差異，食品中的維生素之間也存在著相互影響及干擾彼此穩(wěn)定性的問(wèn)題，這類問(wèn)題對(duì)于維生素強(qiáng)化食品更應(yīng)引起關(guān)注。 目前，了解比較清楚的主要有5種維生素之間會(huì)影響相互的穩(wěn)定性，其中包括VC、VB12、VB1、葉酸及VB2。,回本節(jié), 例如葉酸對(duì)光不穩(wěn)定，會(huì)分解從而失去生理活性；如存在微量核黃素，則會(huì)加速葉酸的光分解。 VB12對(duì)氧化劑和還原劑敏感，而VC、VB1和煙酰胺分解產(chǎn)物的存在則會(huì)加劇其分解反應(yīng)。 VB2的熒光特性則能夠促使VC因光作用而發(fā)生氧化。,回本節(jié),表6-4 常見5種維生素的相互作用,果蔬食品原

42、料成熟度的影響,水果和蔬菜中維生素隨著成熟度的變化而變化。所以，選擇適當(dāng)?shù)脑掀贩N和成熟度是果蔬加工中十分重要的問(wèn)題。例如，番茄在成熟前VC含量最高（見表6-5），而辣椒成熟期時(shí)VC含量最高。,表6-5 番茄不同成熟期維生素C的含量,回本節(jié),果蔬食品原料不同組織部位及收獲的時(shí)間等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的影響,植物不同組織部位維生素含量有一定的差異。 維生素含量從高到低依次為葉片果實(shí)、莖根。 對(duì)于水果則表皮維生素含量最高而核中最低。,回本節(jié),例1：對(duì)于同一只雞，每100g雞胸脯肉中所含維生素E、硫胺素和核黃素分別為2.6mg、0.5mg和0.6mg，而雞腿肉中則分別為5.3 mg、0.6mg和1.2mg。

43、 例2：在分析不同收獲時(shí)間紅薯葉中維生素含量的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定間隔81d，其中VC含量分別為106 mg和290 mg，胡蘿卜素為41.3 mg 和 42.1 mg，VE從18.5 mg 提高至 39.9 mg，VK從5.4 mg 降低為4.1 mg。相對(duì)而言，在兩個(gè)不同的收獲時(shí)間內(nèi)，VC和VE含量增加，胡蘿卜素的改變較少，而VK有所下降。,例3：美國(guó)的學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，施用硼肥的苜蓿草中含有的胡蘿卜素要高于不施用的對(duì)照樣。 例4：對(duì)于玉米，生長(zhǎng)狀況良好的植株，其所含的VE、- 胡蘿卜素以及VK的含量都相對(duì)較高。 例5：日照強(qiáng)度也會(huì)影響維生素的含量，西紅柿中VC的含量與成熟期的日照呈顯著的正相關(guān)。,6

44、.5.2 食品中維生素在預(yù)加工過(guò)程中的變化,加工前的預(yù)處理與維生素的損失程度關(guān)系很大。 1）水果和蔬菜在清洗時(shí)，一般維生素的損失很少，但要注意避免擠壓和碰撞； 2）果蔬在切分、水洗過(guò)程中，水溶性維生素?fù)p失較多，這是由于表面積增大后，增加其與空氣及水的接觸，加速了維生素氧化與流失。對(duì)于化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的水溶性維生素如泛酸、煙酸、葉酸、核黃素等，溶水流失是最主要的損失途徑。 3）水果和蔬菜的去皮、整理常會(huì)造成濃集于表皮或老葉中的維生素的大量流失。蘋果皮中VC的含量比果肉高310倍，柑橘皮中的VC比汁液中含量高，萵苣和菠菜外層葉中VC比內(nèi)層葉中高。,回本節(jié),6.5.3食品中維生素在熱燙與熱處理過(guò)程中的變化,熱處理造