1、5,维生素,1,第五章 维生素,5,维生素,2,5.1 概述,维生素定义：指人和动物为维持正常的生理功能所必需的、但需要极微量的天然有机物质的总称。是有机体中极其重要的微量营养素。 大部分的维生素不能在人体内合成，必须从外界食物中摄取。,5,维生素,3,维生素分类： 脂溶性：维生素A、维生素D、维生素E等； 水溶性：维生素B族、维生素C等。,5,维生素,4,维生素功能： 辅酶或辅酶前体； 如烟酸、叶酸等。 抗氧化剂； 如抗坏血酸、VE、某些类胡萝卜素。 遗传调节因子； 如VA、VD。 某些特殊功能； 如VA-视觉功能 VC-血管弹性 VD-骨骼形成 VK-血液凝结,5,维生素,5,5.2 脂溶
2、性维生素,这一类维生素在机体中的吸收通常与机体对脂 类化合物 的消化吸收有关。,5,维生素,6,5.2.1 维生素A和-胡萝卜素,（1）维生素A：是一类具有营养活性的不饱和烃，包括维生素A1（视黄醇）及其衍生物（酯、醛、酸）和维生素A2。,5,维生素,7,A1是VA的参考标准，通常所指VA即指视黄醇而言，食物中的VA是全反式的，生物价效最高。,5,维生素,8,常见维生素VA的衍生物结构,同效维生素：化学结构与维生素相似，具有维生素的生物活性的物质。视黄醇的衍生物视黄醛、视黄醇酯都是同效维生素。,5,维生素,9,类视黄素：指视黄醇及其衍生物。后者被广泛用于食品强化。类视黄素结构特点： 共轭双键体
3、系，属异戊二烯类。 存在多种顺反异构体，食品中的视黄醇主要是全反式结构，其生物价效最高。,5,维生素,10,（2）胡萝卜素：胡萝卜素在动物体内肝脏、肠壁中经胡萝卜素酶转化作用生成视黄醇。维生素原：能在人及动物体内转化成维生素的物质。教材P161图5-2：几种胡萝卜素的结构式中,其中胡萝卜素的生物效价最高，为100，胡萝卜素为53，胡萝卜素为27。蔬菜中没有维生素A，但含胡萝卜素。在人体内可转换为维A，故称之为维生素A原。结论：全反式结构的胡萝卜素和类视黄素具有强的VA活性。食品中天然存在的胡萝卜素以反式构象为主，高温处理可使之转化为顺式构象从而导致失去VA活性。,5,维生素,11,（3）VA的
4、稳定性： 容易被酶或氧化剂氧化，在含抗氧化剂的油中比较稳定。 例如：在无2存在时，120经12h无损失，有O2条件下，120经4h则全部失去生物活性。 长期贮存VA，即使是暗处或氮气中，也会产生顺反结构，从而降低VA活性。 在食品加工和贮藏过程中，VA损失至少达540%，具类似油脂氧化反应的特性，对O2、紫外光、高温都敏感。 无O2高温：异构化与裂解 有O2高温：形成多种中间产物。 在PH4.5的条件下，VA的效价。,5,维生素,12,（4）VA（原）的生理功能： 维持视觉，促进生长，增强生殖力，清除自由基。 -胡萝卜素和其他类胡萝卜素在低氧分压时显示抗氧化作用： 通过提供电子达到清除自由基的
5、目的；清除游离态氧减少光敏氧化作用；是单线态氧的猝灭剂。 -胡萝卜素与VE在抑制脂质过氧化反应过程中有协同增效作用。 故：-胡萝卜素在延缓衰老，防止心血管疾病和肿瘤方面发挥作用。,5,维生素,13,（5）VA（原）的食物来源：动物体中：维生素A与脂肪酸结合成酯，以鱼类最丰 富，如鱼肝油（肝脏），其次是蛋黄、牛奶、奶油等。植物体中：菠菜、紫菜等含有维生素A原。但大量摄取VA会引起中毒（如大量食用北极熊肝或比目鱼肝）.,5,维生素,14,5.2.2 维生素D,（1）VD是一类固醇衍生物。天然VD主要有VD2（麦角钙化醇）和VD3（胆钙化醇）。它们的结构都是以胆固醇结构为基本骨架。,5,维生素,15
6、,5,维生素,16,5,维生素,17,5,维生素,18,（2）VD的稳定性 对热、碱较稳定。在一般烹调加工中不会引起VD的损失。 对酸较敏感，在弱酸条件下因异构而失效，在酸性溶液中逐渐分解，油脂氧化酸败可引起VD的破坏。 光照和氧气存在下会迅速破坏。在油脂中能长期保存。 对光和氧敏感，长期照射失去活性。,5,维生素,19,（3）VD的生理功能：（教材P163）VD过量会产生毒性，特别是58个月的小孩（各种食品强化VD所致），失去食欲、血钙含量，肾脏、肝脏钙化，反应迟钝。1952年英国发生很多小孩因此夭折。,5,维生素,20,5.2.3 维生素E,VE又称生育酚。具有生物活性的生育酚种类很 多，
7、它们都是6-羟基苯并二氢吡喃的衍生物。,5,维生素,21,(1) 各种生育酚的结构通式（即VE通式）,5,维生素,22,而生育三烯酚与母生育酚在结构上的区别仅在于其侧链的3、7、11碳原子处有双键。已知有八种不同生育酚和生育三烯酚，它们具有相同生理功能，其中-生育酚的生物活性最大，研究最为深入。,5,维生素,23,（2）VE的稳定性VE极易氧化，金属离子（如Fe2+等）促进VE的氧化。VE对热、酸、碱等都比较稳定。 极易受分子氧和自由基氧化，是极有效的抗氧化剂和自由基清除剂（教材P164图5-7）。 受紫外线光照后即失效。 是一种单重态氧抑制剂。（教材P164图5-8） 无氧条件下，VE可与亚
8、油酸甲酯氢过氧化物反应，氧化形成生育醌，金属离子可以加速其氧化。,5,维生素,24,食品在加工、包装、贮藏的过程中，VE会大量损失。 例如： 机械加工影响：小麦磨成面粉及加工玉米、燕麦和大米时，VE损失约80%。 脱水可使鸡肉、牛肉中生育酚损失3645%，但猪肉损失小。,5,维生素,25,（3）VE的生理功能 是生命有机体的一种重要自由基清除剂，具较强抗氧化活性，能有效阻止食物和消化道内脂肪酸酸败，保护细胞免受不饱和脂肪酸氧化产生的毒性物质损害。 由于其抗氧化性质，VE能保护VA和胡萝卜素以及VD，使它们免遭氧化破坏。 有助于铁的吸收，在维持生物膜的稳定性方面起作用。 VE用于不育症、习惯性流
9、产、婴儿早产的治疗。,5,维生素,26,5.2.4 维生素K,（1）VK由一系列萘醌类物质组成（K1、K2、K3等）。（教材P165图5-9 维生素K的化学结构式）,甲基1.4萘醌主要存在于植物（K1)。 根据支链的不同分为K1、K2、K3等。,5,维生素,27,（2）VK的生理功能VK是凝血酶原形成所必需的因子，因而称为止血维生素。即VK参与凝血过程。缺乏VK就降低了凝血酶原的活性，创口可流血不止。来源：绿叶蔬菜与细菌在人体小肠内的合成。,5,维生素,28,5.3 水溶性维生素,5,维生素,29,5.3.1 维生素C,VC具有防治坏血病的生理功能，并有显著酸味，故称为“抗坏血酸”。抗坏血酸共
10、有四种异构体：,5,维生素,30,5,维生素,31,结构特点： 是一种羟基羧酸内酯，具有酸性和强还原性（可解离出氢离子）。 脱氢抗坏血酸在体内可完全还原为抗坏血酸，因此具有与抗坏血酸相同的生物活性。,5,维生素,32,用于食品时，D-异构体，L-异抗坏血酸不以维生素而是作为抗氧化剂添加到食品中的。只有L-Vc的两种结构（还原型、氧化型）既具有维生素的生物活性又是优良的抗氧化剂（强还原剂）。,5,维生素,33,（2）Vc的稳定性Vc是最不稳定的维生素，易发生降解。亚硫酸盐对Vc具有保护作用。 Vc具有较强的还原性，故易被氧化。 PH左右最稳定，PH易被氧化破坏。 Cu2+、Fe3+特别易催化氧化
11、Vc.（教材P165）,5,维生素,34,5.3.2 B族维生素（B1、B2、B6、B12）,VB1VB1因分子中含有硫和氨基，又称为硫胺素。可由人工合成，市场出售的VB1，是VB1的盐酸盐。自然界VB1常与焦磷酸结合成焦磷酸硫胺素。,5,维生素,35,结构特点：VB1由一个嘧啶分子和一个噻唑分子通过一个亚甲基连接而成。 （教材P167图5-12）硫胺素的主要功能形式是硫胺素焦磷酸酯，但 各种结构式的硫胺素都具有VB1活性。 硫胺素因含有一个季氮原子而具有强碱性。,5,维生素,36,生理作用：是糖代谢过程中几种主要酶的辅酶（如丙酮酸脱氢酶、酮戊二酸脱氢酶），若VB1不足，机体糖代谢发生障碍，并
12、影响机体整个代谢过程。,5,维生素,37,VB1的稳定性：是B族维生素中最不稳定的一种. 在PH4以下比较稳定，PH越大越不稳定。 在PH5且有HSO3存在时加热，VB1分解。 VB1与亚硝酸盐反应而失效 VB1的损失估计： 家庭煮肉： 06% 腌（盐）肉： 20% 蔬菜漂烫（无H2SO3) 15%(有H2SO3) 40%,5,维生素,38,5,维生素,39,核黄素是黄酶的辅酶,在蛋白质代谢中有重要的 作用。核黄素缺乏的主要症状是口角炎、舌炎、唇 炎、眼睛角膜炎、畏光等。,5,维生素,40,VB2的稳定性： 在酸性溶液中稳定，碱性溶液中不稳定而迅速分解。 具热稳定性，不受空气中O2的影响（干燥
13、、室温下五年无变化）。 受可见光影响大，波长420560nm的光可使核醇脱开。在光照下能转变为光黄素和光色素，并产生自由基，破坏其他的营养成分产生异味。光黄素是一种强的氧化剂，能加速其他维生素的破坏，特别是抗坏血酸的破坏（如牛奶的日光臭味）。 在加工过程中相对较稳定，损失范围1015%,5,维生素,41,VB5（VPP） VB5包括尼克酸和尼克酰酸：二者具有同样的生物效价。,5,维生素,42,生理作用：在体内以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的形式存在（辅酶I）或以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的形式存在（辅酶），结构见教材P170 人体缺乏VB5将引起“三D”病症. 稳定性VB5是维生素类中最稳定的一种，但蔬
14、菜经非化学处理，如修整和淋洗，也会产生与其他水溶性维生素同样的损失。,5,维生素,43,VB6、VB12 教材P170173,5,维生素,44,5.4维生素在食品加工与贮藏过程中的变化,5,维生素,45,5.4.1 原料对食品加工中维生素含量的影响,植物在不同采收期维生素含量不同。 采收和屠宰后，内源性酶会分解维生素 细胞受损后，原来分隔开的氧化酶、水解酶（如脂肪氧 化酶、抗坏血酸氧化酶）等从细胞中释放出来，从而改 变维生素的化学形式和活性，引起生物利用率的变化。 新鲜果蔬若处理不当，在常温或较高温度下存放24h，也将导致维生素的严重损失。,5,维生素,46,5.4.2 加工前处理对食品中维生
15、素含量的影响,清洗、整理（去皮或切碎等）、研磨等均会造成维生素损失。 清洗须防机械损伤，以免水溶性维生素流失及酶促褐变反应发生。 整理时尽量先洗后切，但修整或细分均导致果蔬营养素的部分丢失。 如苹果皮中Vc含量比果肉高，胡萝卜表皮层的烟酸含量比其他部位高，谷物精制程度越高，维生素损失越严重 。（教材P178）,5,维生素,47,5.4.3 热烫和热加工造成维生素损失,高温加快维生素的降解，温度越高，损失越大；加热时间越长，损失越多；加热方式异，损失不同；脱水干燥方式对其保存率也有较大影响，但冷冻干燥对其影响很小。,5,维生素,48,5.4.4 辐照,水溶性维生素：Vc对辐照很敏感（水在辐照后产
16、生的自由基破坏Vc）。B族维生素中B1最易受到辐照的破坏。脂溶性维生素对辐照的敏感程度高低排序：VE胡萝卜素VAVDVK。,5,维生素,49,5.4.5 加工中化学添加剂的影响,氧化剂（漂白剂氯气、次氯酸离子等）：它们可使VA、VC、VE遭到氧化破坏，降低这些维生素的含量或失去活性。还原剂（SO2或亚硫酸盐）：有利于VC的保存，但会与硫胺素和比多醛反应。 一般而言，氧化性物质会加速VC、胡萝卜素、叶酸等的氧化，而还原性物质会保护这些维生素。,5,维生素,50,有机酸或碱性物质：有机酸有利于VC和VB1的保存率；碱性物质则会降低VC、VB1 、泛酸性的保存率。亚硝酸盐：亚硝酸盐作为氧化剂可造成类胡萝卜素、VB1和叶酸的损失。,
