1、第7章维生素与矿质元素,食品中矿质元素及维生素的含量是评价食品营养价值的重要指标之一 与水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪一样是人类所需的重要的营养物质 如维生素和矿质元素供给量不足，就会出现营养缺乏症，摄入过多也会发生中毒,7.1概述,维生素是指人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获取的一类微量有机物质 目前发现有几十种维生素和类维生素，但对人体营养和健康有直接关系的约为20种 主要维生素的分类、功能见下表,第7章 维生素与矿质元素,自然界中发现的化学元素有115(119种)种，天然存在的有92种，人体中可检出的为81种 可将人体中检出的元素分为 有益元素：是指那些不存在时不会引起再生性生
2、理症状，但在极少量存在时有益于生命健康的元素 污染元素和有毒元素：是指那些在极少量存在时对生命体影响不大，它们在生命体中的浓度变化较大，如果其浓度达到可以觉察到的生理或形态症状时，就为有害元素或污染元素,第7章 维生素与矿质元素 7.1概述,必需元素(生命元素)：主要有H、C、N、O、Na、Mg、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Fe等，其特征是，都存在于健康的生物组织中，并和一定的生物和化学功能有关。根据其在人体内的含量可分为常量元素(占体重的99.95%)和微量元素 矿质元素：是指必需元素中除C、H、O和N外，其他的元素。它在人体中发挥着重要作用，其功能发挥常涉及复杂的机理和互作关系，研究发现
3、矿质元素之间或与其他营养素之间存在协同、拮抗或既协同又拮抗的复杂和互作关系 矿质元素不能在体内合成，也不能在体内代谢过程中消失 影响食品中维生素和矿质元素含量的因素较多，包括生产食品产地环境因素、加工工艺技术因素,第7章 维生素与矿质元素 7.1概述,第7章 维生素与矿质元素 7.1概述,7.2影响食品中维生素含量的因素,一、维生素的稳定性要提高食品中维生素的含量要考虑： 原料的成熟度、生长环境、土壤情况、肥水管理、光照时间和强度 采后或宰杀后的处理等因素 加工及储藏过程中各种条件对食物中维生素含量的影响,第7章 维生素与矿质元素,第7章 维生素与矿质元素,7.2影响食品中维生素含量的因素,一
4、、维生素的稳定性,下表总结了维生素在不同条件下的稳定性,二、原料成熟度对维生素含量的影响,根据对西红柿的研究表明，Vc含量随成熟期的不同而变化，西红柿中Vc的含量在其未成熟的某一个时期最高，如下表,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,三、采后储藏过程中维生素的变化,食品从采收或屠宰到加工这段时间，维生素因内源酶的释放所降解 细胞受损后，原来分隔开的氧化酶和水解酶会从完整的细胞中释放出来，从而改变维生素的化学形式和活性 变化程度与储藏加工过程中的温度高低和时间长短等因素有关。如对维生素影响较大的酶活性就与温度和时间有密切关系，如脂肪氧化酶使维生素浓度下降，Vc氧化酶则专一
5、性引起Vc含量损失 采收后预处理及储藏时间越长，环境温度越高，越不利于维生素的保留，如当储存时间由1d延长到10d时，脱水食物模型中-胡萝卜素的保留率由90%降到15%,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,植物源食物原料的各部分可能含有一定的营养物质，经过预处理会导致维生素的部分损失 食品在储藏过程中，许多反应对食品的感官性状有影响，也会引起维生素的损失如脂质成分发生氧化时，所产生的过氧化氢、氢过氧化物和环氧化物，它们能氧化类胡萝卜素、生育酚、Vc等物质，导致维生素活性的损失,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,三、采后储藏过程中维生素的变化,三
6、、采后储藏过程中维生素的变化,食品的储藏方式不同对各维生素的损失有很大影响，如采用冷冻储藏比常规储藏，维生素损失要少得多，如下表,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,四、谷类食物在研磨过程中维生素的损失,维生素在谷类食物不同组织中含量不同，研磨后所得食物中各种维生素含量的保留比例有很大的不同。小麦出粉率(提取率)与面粉中维生素保留比例之间的关系如下图,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,五、浸提和热烫过程中维生素的损失,食品中水溶性维生素损失的主要途径是经切口或易受破损的表面流失，另外加工中的洗涤、漂烫、冷却和烹调等也会造成营养素损失，其损失的程
7、度与各工序中所采取的pH、温度、水分含量、切口表面积、成熟度以及其他因素有关 温度越高，损失越大； 加热时间越长，损失越多加热方式不同，损失不同，如A淋洗、漂烫：水溶性损失，短时间热烫减少维生素的损失B蒸汽加热：比热烫小，比微波大(微波加热升温快，无水分流失，维生素损失少)。,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,六、化学药剂处理过程中维生素的损失,面粉加工中使用漂白剂(氯气，次氯酸离子等)能促进氧化作用导致一些敏感性维生素的损失 二氧化硫和亚硫酸盐等有利于VC的保存，但会与硫胺素(VB1)和比多醛(VB6)反应，造成其损失 亚硝酸盐能与VC迅速反应，还能破坏类胡萝卜素、
8、硫胺素及叶酸等 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，有机酸有利于VC和VB1的保存率，碱性物质则会降低VC，VB1，泛酸等的保存率,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,七、维生素的每日参考摄入量的确定,中国营养学会和中国预防医学科学院共同制定了中国居民每日平均膳食营养素摄入量的参考值(DRIs)，它包括平均需要量(EAR)、推荐摄入量(RNI)、适当摄入量(AI)和可耐受最高摄入量(UL) 在研究维生素的摄入量时，应考虑维生素的生物利用率和影响生物利用率的因素。主要有以下几点食品在消费时维生素的含量，而不仅考虑原料中原有
9、的含量食品在消费时维生素的存在状态和特性食品中维生素的生物利用率，会因不同的人群及个体的代谢有一定的差异膳食的组成对维生素的生物利用率也会有较大影响,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,七、维生素的每日参考摄入量的确定,有些国家和地区，在考虑(推荐摄入量)RNI的同时，现又提出了以食物为基础的膳食指南(FBDG)。确定FBDG的最终目的是为了促进总体健康水平，或者控制由于营养过量或缺乏所引起的特定营养性疾病，以及从疾病的多因素特性角度来减少危害健康的风险 下图是以食物为基础的膳食指南,第7章 维生素与矿质元素 7.2影响食品中维生素含量的因素,7.3食品中的维生素,维生
10、素是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物 这类物质在人和动物体内不能合成，或合成的量不能满足机体的需要，必须从食物中摄取 维生素不是机体的主要结构材料，也不是体内能源物质，但它们在物质的代谢中起着非常重要的作用,第7章 维生素与矿质元素,维生素的种类很多化学结构与生理功能各异，其命名一般是用习惯名称，如传统法命名：即按照其发现顺序，在“维生素”后面加上A、B、C、D等拉丁字母来命名。在同族维生素中并按结构不同标上1、2、3等数字 也可根据生理功能及化学结构命名 根据其溶解性质的不同，可分为脂溶性和水溶性维生素两大类,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,一、维生素A(V
11、A),VA又称抗干眼病维生素，包括VA1及VA2 存在于动植物及真菌中的VA ，以具有VA活性的类胡萝卜素形式存在，经动物摄取吸收后，它代谢转变为VA 来源：鱼肝油，动物肝脏，蛋黄；胡萝卜、花椰菜、番茄、甘薯等蔬菜 食品中的VA的含量多以视黄醇当量表示，1g视黄醇=0.6g-胡萝卜素。也可以用国际单位(UI)表示，1UI维生素A=0.3 g视黄醇,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,一、维生素A(VA),结构： VA1和VA2都是含有-紫罗宁环的不饱和一元醇。 VA2是VA1生物效用的40%两者的区别如下图,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,一、维生素A(VA),性质
12、：维生素A为淡黄色结晶，不溶于水，易溶于脂肪和脂肪溶剂 食品中的VA在一般的情况下对热烫、碱性、冷冻等处理比较稳定，在无氧条件下， VA在120下加热12h仍无损失。但有氧存在时，同样温度下经过4h即全部丧失其活性 空气、氧化剂和紫外线都能使它因氧化作用而受到破坏 VA在自然界比纯制剂稳定。在乙醇溶液中，能与三氧化锑混合呈深蓝色，可用于VA的定量分析,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,生理功能及缺乏症 生理功能：促进年幼动物的生长，维持上皮细胞组织的完整与健康，以及维持正常视觉。此外还具有抑癌作用和维持正常的免疫功能等 缺乏症：夜盲症、干眼、角膜软化、表皮细胞角化、失明等症状。但
13、如过量摄入则引起急性、慢性或致畸毒性,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,一、维生素A(VA),稳定性与降解 影响稳定性的因素 类胡萝卜素受热作用其全反式构象可转变为顺式构象，失去了VA前体的活性 储藏条件不适当，如水果蔬菜的罐装将会引起异构化和VA活性损失 光照、酸化、次氯酸或稀碘溶液都可能导致热异构化，使视黄醇和类胡萝卜素全反式转变为顺式结构 脱水食品储藏过程中的氧化则VA和VA前体失去活性 如果AW和氧浓度低则类胡萝卜素损失就小 不同工艺脱水对胡萝卜中-胡萝卜素的含量也有影响，如下表,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,一、维生素A(VA),一、维生素A(VA),
14、降解：食品加工过程中，VA前体的破坏随反应条件不同而 有不同的途径,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,稳定性与降解,二、维生素D,VD是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称，又称抗佝偻病维生素，现已知的有六种，即VD2 VD7，D2和D3最重要 VD在食物中常与VA伴存。鱼类脂肪及动物肝脏中含量丰富，其中以海产鱼肝油中的含量最多，蛋黄、牛奶、奶油次之,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,结构： VD是固醇类物质，具有环戊烷多氢菲核结构。各种维生素D在结构上极为相似，仅为支链R不同(图7-4) VD仅存在于动物体内，植物体中不含。但大多数植物中含有固醇，不同的固醇经紫
15、外光照射可变成相应的VD 。如植物性食品、酵母等含有麦角固醇，经紫外线照射后转变成维生素D2，即麦角钙化醇 人和动物皮肤中含有的7一脱氢胆固醇，经紫外线照射后可得维生素D3，即胆钙化醇,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,二、维生素D,性质：为无色晶体，不溶于水，而溶于脂肪溶剂。其性质相当稳定，不易被酸、碱或氧破坏，有耐热性，但可为光及过度的加热所破坏 生理功能及缺乏症 生理功能 调节钙磷代谢，维持血液钙、磷浓度正常。在钙磷供应充分的条件下，成人每日获取300-400UI(1g的VD相当于40个国际单位)的VD即可使钙的储留量达到最高水平，孕妇或乳母应适当补充VD 缺乏症：儿童会引
16、起佝偻病，成年人可引起骨质软化病，孕妇或乳母可导致骨质疏松病。正常膳食不会出现VD摄入过量,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,二、维生素D,三、维生素E,维生素E又称抗不育维生素或生育酚。自然界中具有VE功效的物质已知有8种，其中-、-、-、-四种生育酚较为重要，以-生育酚的生理效价最高 维生素E的分布很广(表7-11)。VE的含量也用国际单位UI表示 1UI维生素E=1的DL- -生育酚醋酸酯 1D-生育酚=1.49UI,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,结构：各种VE都是苯并三氢吡喃衍生物，其基本构造如图7-5所示，不同的VE ，其支链相同，只是苯核上甲基的数目
17、和位置各有差异，见表7-12 性质：为透明的淡黄色油状流体，不溶于水而溶于脂肪及脂肪溶剂，不易被酸、碱及热破坏，在无氧时加热至200也很稳定，但极易被氧化(主要在羟基及氧桥处氧化)。对白光稳定，易被紫外线破坏。在紫外光259nm处有一吸收光带,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,三、维生素E,生理功能及缺乏症状： VE具有抗氧化作用，与动物的生殖功能有关。缺乏时，其生殖器官受损而不育 稳定性与降解：食品在加工、储藏和包装过程中， VE会大量损失。 VE具有消除自由基(本身被氧化损失)、单重态氧(能攻击生育酚分子的环氧体系，使之形成氢过氧化物衍生物)等作用，会造成VE的降解(具体情况
18、如书),第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,三、维生素E,四、维生素K,VK又称凝血维生素。天然的已发现有两种 VK1(从苜蓿中提出的油状物)：在绿叶蔬菜中含量丰富 VK2(从腐败的鱼肉中获得的结晶体)：是许多细菌的代谢产物，腐鱼肉中含量多 人和哺乳动物的肠道细菌也能合成VK,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,结构： VK1和VK2都是2-甲基-1,4-萘醌的衍生物，但侧链不同 性质：有耐热性，易被碱和光破坏。 VK1为黏稠的黄色油状物，其醇溶液冷却时可呈结晶状析出，熔点为-20； VK2为黄色晶体，熔点为53.5-54.5，比VK1更易氧化 生理功能及缺乏症：它是促进肝脏形成凝血酶原的必需因素，能促进血液凝固。还有增强肠道蠕动和分泌的功能。缺乏时，血浆内凝血酶原含量降低，血凝时间加长。肝功能失常时，VK即失去其促进肝脏凝血酶原合成的功效,第7章 维生素与矿质元素 7.3食品中的维生素,四、维生素K,本节作业,1.影响食品中维生素含量的因素是什么？ 2.影响维生素的生物利用率的因素有哪些？,
