维生素和矿物质学生.ppt

第6章 维生素与矿质元素 (Vitamin and Minerals),Contents,第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化 第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化 重点和难点: 维生素变化的化学机制,Introduction of Vitamins,维生素（Vitamin）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。,维生素的功能,辅酶或辅酶前体:如烟酸,叶酸等 抗氧化剂:VE,VC 遗传调节因子:VA,VD 某些特殊功能:VA-视觉功能；VC-血管脆性,Classification of Vitamins,B族,water-soluble Vit,Vit,fat-soluble Vit,VB1,VB2,VPP VB5,VB6,VH VB11,VB12,VA,VD,VE,VK,VC,水溶性维生素的功能及来源,脂溶性维生素的功能及来源,第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化,Overview of Water-Soluble Vitamins,Dissolve in water Generally readily excreted Subject to cooking losses Function as a coenzyme Participate in energy metabolism Marginal deficiency more common,VC (Ascorbic Acid),生物活性最高,VC (Ascorbic Acid),D-抗坏血酸,D-脱氢抗坏血酸,Mode of Degradation,食品的褐变反应？,2，3-二酮古洛糖酸,木酮糖,3-脱氧戊酮糖,糠醛,2-呋喃甲酸,Cu2+、Fe3+催化的氧化反应 速度比自发氧化速度快许多倍。,影响VC降解的因素, O2浓度及催化剂 催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度。 非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正比关系,当PO2 0.4atm，反应趋于平衡。 有催化剂时,氧化速度比自动氧化快2-3个数量级,厌氧时,金属离子对氧化速度无影响。,影响VC降解的因素, 高浓度的糖、盐等溶液：可减少溶解氧,使氧化速度减慢;半胱氨酸,多酚,果胶等对其有保护作用。 pH值:VC在酸性溶液(pH4)中较稳定,在中性以上的溶液(pH7.6)中极不稳定。 温度及AW:结晶VC在100不降解，而VC水溶液易氧化，随T，V降解； AW， V降解。,水分活度与抗坏血酸破坏速率的关系 O橙汁晶体；蔗糖溶液；玉米，大豆乳混合物； 面粉,影响VC降解的因素, 酶：如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。 其它成分：如花青素，黄烷醇，及多羟基酸如苹果酸，柠檬酸，聚磷酸等对VC有保护作用，亚硫酸盐对其也有保护作用。,VB1 (thiamin),Contains sulfur and nitrogen group,VB1的稳定性,具有酸-碱性质 对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解. 对光不敏感,在酸性条件下稳定,在碱性及中性 介质中不稳定. 其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范 围降解最快.,硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH的关系,早餐谷物食品在45贮藏条件下硫胺素的 降解速率与体系中水分活度的关系,VB1的稳定性,能被VB1酶降解,同时,血红蛋白和肌红蛋白可作为降解的非酶催化剂。 食品的加工与贮藏中易损失。,降解,两环间亚甲基易与强亲核试剂发生亲核取代反应 硫胺素被亚硫酸盐破坏 5-羟乙基-4-甲基噻唑-甲基-5-磺甲基嘧啶 在碱性条件下所发生的降解反应 5-羟乙基-4-甲基噻唑羟甲基嘧啶,硫胺素的降解,羟甲基嘧啶,甲基5磺甲基嘧啶,烹调食品中的“肉香味”,B Vit-VB2 (Riboflavin核黄素),FMN,FAD,Structure:,VB2稳定性,对热稳定,对酸和中性pH也稳定,在120 加热6h仅少量破坏. 在碱性条件下迅速分解. 在光照下转变为光黄素和光色素,并产生自由基,破坏其它营养成分产生异味,如牛奶的日光臭味即由此产生.,VA,A1（视黄醇）：主要是全反式结构，其生物效价最高。 A2（脱氢视黄醇）：存在于淡水鱼中，其生物效价为维生素A1的40。 新维生素A：l，3一顺异构体，它的生物效价为维生素A1的75。,fat-soluble Vit,VA来源:,fat-soluble Vit,动物 植物:类胡萝卜素,鱼肝油 鱼肉 牛肉 蛋黄 牛乳及乳制品,VA的稳定性,无O2，120，保持12h仍很稳定。 在有O2时，加热4h即失活。 紫外线，金属离子，O2均会加速其氧化。 脂肪氧化酶可导致分解。 与VE，磷脂共存较稳定。 对碱稳定。,fat-soluble Vit,fat-soluble Vit,VD,维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。,fat-soluble Vit,VD来源,植物食品、酵母,fat-soluble Vit,麦角固醇,维生素D2 （麦角钙化醇）,维生素D3 （胆钙化醇）,人和动物皮肤,7一脱氢胆固醇,紫外线,稳定性,对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。 结晶的维生素D对热稳定。,Vitamin E,生育酚的抗氧化能力,食品 生物体内 ,清除生成的自由基,稳定性,有O2：氧化（氧和自由基） 猝灭单线态氧 无O2：与亚油酸甲酯氢过氧化物反应形成加合物，初始产物为半醌，进一步氧化形成生育酚醌，金属离子可加速其氧化。 食品加工、包装、贮藏中：大量损失 。,氧化历程：,猝灭单线态氧,维生素K,功能性质,维生素K1 在食物中含量丰富；维生素K2能由肠道中的细菌合成。 维生素K参与凝血过程，被称为凝血因子。 维生素K具有还原性，在食品体系中可以消灭自由基 。 维生素K可被空气中的氧缓慢地氧化而分解，遇光（特别是紫外光）则很快被破坏，对热、酸较稳定，但对碱不稳定。,三、维生素在食品加工中的变化,食品本身的影响 成熟度：不同成熟期维生素含量不同（Vc-番茄，最高含量在未成熟期） 不同部位：一般根部果实茎叶 果实：从表层向核芯降低 采后（宰后）：酶解,加工,前处理:去皮、浸泡、摘除 加工程度：谷物磨粉程度、与种子的胚乳、胚芽、种皮的分离程度有关,热烫和热加工造成维生素损失,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；,淋洗、漂烫：水溶性损失， 短时间热烫减少维生素的损失。 冷却方法：空气冷却损失较小。 微波加热：损失小。 蒸汽加热：比热烫小，比微波大。 热灭菌处理：高温瞬时灭菌法。,豌 豆 加 工 中 抗 坏 血 酸 的 保 存 率,四、产品贮藏中维生素的损失,水分活度，包装材料及贮藏条件对维生素的保存率都有重要影响。 在相当于单分子层水的AW下, 维生素很稳定,而在多分子层水范围内,随AW,维生素降解速度。,五 加工中化学添加物和食品成分的影响,氯气,次氯酸离子,二氧化硫等与维生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。 二氧化硫和亚硫酸盐有利于VC的保存，但会与硫胺素反应。 亚硝酸盐可造成VB1的破坏。 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。,第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化,主要功能： 是构成生物体的组成部分。 维持生物体的渗透压。 维持机体的酸碱平衡。 酶的活化剂。 对食品的感官质量有重要作用,分类,常量元素：（99）钾、钠、钙、镁、氯、硫、磷和碳酸盐等 微量元素:（低于 50 mg/kg) 必需营养元素，Fe，Cu，I，Co，Mn和Zn等； 非营养非毒性元素，AI，B，Ni，Sn等； 非营养有毒性元素，Hg，Ph，AS，Cd和Sb等,来源,植物性食品 水果：K含量高，大部分与有机物结合,或是有机物 的组成部分,常以磷酸盐,草酸盐的形式存在. 豆类：矿物质含量最丰富,K, P, Fe, Mg, Zn, Mn 等含量均较高，其中P主要以植酸盐形式存 在。 谷物:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。,动物性食品 肉类：Na, K, Fe, P ,Mn 含量较高,Cu,Co,Zn, 等也有少量，以可溶性氯化物磷酸盐， 碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。 牛乳：主要含Ca,也含有少量K, Na, Mg, P,Cl, S等。 蛋类：含人体所需的各类矿物质。,来源,食物中矿物质存在状态,溶解状态 :有些常量元素，尤其是单价的 。（K、Na、SO42-） 胶态形式 ：游离的、溶解的、非离子化。（多价离子 ） 螫合状态 ：金属元素 （钴元素）,矿物质在食品加工过程中的变化,一般加工对其含量的影响 矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。 加工时因容器带入会使其含量增加 如铁锅炒菜等。 加工后生物有效性提