食品化学5维生素矿物质.ppt

慢性病的患病原因 一 营养保健知识匮乏 二 饮食结构不合理 1 肉类及油脂消费过多2 谷类食物消费偏低3 维生素 矿物质等微量元素摄入不足4 高盐饮食 高糖饮食 三 运动量不够 能量摄入多 消耗少 造成三高 血脂 血糖 血粘 2004年国家体育总局的一项调查发现 中国人平均身高下降了3公分 体重增加了3公斤 第5章维生素 Vitamin 一 维生素的一般概念和类别维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有机物质 一类分子结构和性质上并无共同特征的低分子有机化合物在天然食物中含量极少 在人体内含量甚微在人体内不能产生热量 也不参与人体细胞 组织的构成参与调节人体的新陈代谢 促进生长发育 祛除某些疾病 并能提高人体抵抗疾病的能力 维生素既是营养品又是药品人体对各种维生素的需要量并不大 一般在毫克级 只要注意平衡膳食 多吃新鲜蔬菜和水果 一般不会引起维生素缺乏症 若发生维生素缺乏症 可在医生指导下服用富含维生素的食品或维生素制剂 维生素的发现与命名1897年C 艾克曼 水溶性B 糙米脚气病1911年C 丰克含氮化合物 Vitamine Vital 生命的 amine 胺 常根据发现的先后次序 在维生素后面加上字母A B C D等来命名也有的是根据它们的分子结构的特点或其生理功能来命名的 如硫胺素 抗坏血酸等 维生素的类别与分类水溶性 B C 转变成辅酶对代谢起调节从肠道吸收后 通过循环到机体需要的组织中 多余的部分大多由尿排出 在体内储存甚少 脂溶性 A D E K 在体内可直接参与代谢的调节作用 大部分由胆盐帮助吸收 循淋巴系统到体内各器官 体内可储存大量脂溶性维生素 维生素A和D主要储存于肝脏 维生素E主要存于体内脂肪组织 维生素K储存较少 一 水溶性维生素1 VB1和焦磷酸硫胺素 TPP 1 别名 硫胺素2 结构特点 含有嘧啶环和噻唑环 3 形成的辅酶 TPP是 酮酸脱羧酶的辅酶 硫胺素 VB1 结构式嘧啶环噻唑环 维生素B1在碱性溶液中加热极易被破坏 而在酸性溶液中则对热稳定 氧化剂及还原剂也可使其失去作用 维生素B1在体内转变成TPP 参与糖在体内的代谢 因此维生素B1缺乏时 糖在组织内的氧化受到影响TPP有抑制胆碱酯酶活性的作用 缺乏维生素B1时此酶活性过高 乙酰胆碱大量破坏使神经传导受到影响 可造成胃肠蠕动缓慢 消化道分泌减少 食欲不振 消化不良等障碍 VB1缺乏症 脚气病 1630年邦突斯 患这种疾病的人 在走路时像绵羊一样膝部摇动和腿抬高 表现出多发性神经炎 皮肤麻木 心力衰竭 四肢无力 下肢水肿 治疗首先应纠正病因 多摄入富含维生素B1的食物 如粗粮 同时可以口服维生素B1 每次5 10毫克 每日3次 严重者应肌内注射 同时应补充足量的其他B族维生素 食物与VB1成人每天需摄入2mg 它主要存在于种子外皮及胚芽中 米糠 麦麸 黄豆 酵母 瘦肉等食物中含量最丰富易溶于水 在食物清洗过程中可随水大量流失 经加热后菜中B1主要存在于汤中 碱性环境中容易被破坏 所以发面不宜加碱 应提倡使用鲜酵母发面 孕妇更要避免维生素B1的缺乏 以免造成新生儿先天性脚气病 2 VB2 1 别名 核黄素2 组成 核糖醇和6 7 二甲基异咯嗪 在碱性溶液中容易溶解 在强酸溶液中稳定 光照及紫外照射引起不可逆的分解 VB2缺乏症 缺乏时组织呼吸减弱 代谢强度降低 主要症状为口腔发炎 舌炎 角膜炎 皮炎等 成年人每天应摄入2 4mg 它大量存在于谷物 蔬菜 牛乳和鱼等食品中 1 别名 尼克 烟 酸和尼克 烟 酰胺2 结构特点 吡啶衍生物 3 VB3 不被光和热破坏 对碱很稳定 是生物体内辅酶 和辅酶 的主要成分 VB3缺乏症 癞皮病 糙皮病 B3在体内构成脱氢酶的辅酶 在碳水化合物 蛋白质 脂肪的代谢中起重要作用 缺乏时表现出神经营养障碍 出现皮炎 癞皮病 富含维生素B3的食物有酵母 肝脏 兽鸟肉类 叶菜类 1 别名 泛酸2 结构 由 二羟基 二甲基丁酸和一分子 丙氨酸缩合而成 4 VB5 对酸 碱和热都不稳定 VB5缺乏症 在全部已知食物中都有足够量的泛酸 未发现人类典型泛酸缺乏症 公认泛酸与头发 皮肤的营养状态密切相关 当头发缺乏光泽或变得较稀疏时 多补充泛酸当可见其效制造抗体也是泛酸的作用之一 能帮助抵抗传染病 缓和多种抗生素副作用及毒性 并有助于减轻过敏症状 缺乏时则容易引起血液及皮肤异常 产生低血糖症 别名 吡多素 包括吡哆醇 吡哆醛和吡哆胺 5 VB6 在酸液中稳定 在碱液中易破坏 吡哆醇耐热 吡哆醛和吡哆胺不耐高温 维生素B6在体内与磷酸结合成为磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺 它们是许多种有关氨基酸代谢酶的辅酶 故对氨基酸代谢十分重要 维生素B6是制造抗体和红血球的必要物质维生素B6在酵母菌 肝脏 谷粒 肉 鱼 蛋 豆类及花生中含量较多 1 组成 噻吩环 尿素 戊酸组成2 生物素本身是羧化酶的辅酶 3 生物素的功能是作为CO2的递体 在生物合成中起传递和固定CO2的作用 6 生物素 维生素H VitB7 尚未见人类生物素缺乏病例 可能是由于除了食物来源以外 肠道细菌也能合成生物素之故 具有防止白发和脱发 保持皮肤健康的作用 在牛奶 牛肝 蛋黄 动物肾脏 水果 糙米中都含有生物素 1 别名 蝶酰谷氨酸 VB112 组成 蝶呤啶 对氨基苯甲酸 L 谷氨酸 7 叶酸和四氢叶酸 FH4或THFA 与维生素B12共同促进红细胞的生成和成熟 是制造红血球不可缺少的物质 在体内叶酸以四氢叶酸的形式起作用 四氢叶酸在体内参与嘌呤和嘧啶核苷酸的合成和转化 在制造核酸上扮演重要的角色 叶酸缺乏时 细胞内DNA合成减少 细胞的分裂成熟发生障碍 引起巨幼红细胞性贫血 叶酸对孕妇尤其重要 如在怀孕头3个月内缺乏叶酸 可导致胎儿神经管发育缺陷 从而增加裂脑儿 无脑儿的发生率 1 别名 钴胺素 唯一含金属元素 2 分子中与Co离子相连的CN基被5 脱氧腺苷所取代 形成维生素B12辅酶 3 主要功能 变位酶的辅酶 催化底物分子内基团 主要为甲基 的变位反应 4 缺乏时会发生恶性贫血 人体对B12的需要量极少 人体每天约需12 g 8 维生素B12 9 VC 抗坏血酸 结构特点 分子中C2和C3形成二烯醇的形式 具有很强的还原性 极易被氧化成氧化型抗坏血酸 抗坏血酸脱氢抗坏血酸 1 参与体内氧化还原作用 如使巯基酶中巯基处于还原态 2 脯氨酸羧化酶的辅酶 促进细胞质的形成来源 VC广泛存在于水果及蔬菜中 许多动物 鸡 犬及许多家畜家禽 可以其体内合成VC 必需从食物中获得VC的现在所知只有人 猿猴及豚鼠 缺乏症 坏血病 生理功能 维生素C是最不稳定的一种维生素它容易被氧化 在食物贮藏或烹调过程中 甚至切碎新鲜蔬菜时维生素C都能被破坏 微量的铜 铁离子可加快破坏的速度 因此 只有新鲜的蔬菜 水果或生拌菜才是维生素C的丰富来源 炒菜不可用铜锅和加热过久 诺贝尔奖化学家鲍林 LinusPauling 超大剂量补充VC的观点一直受到质疑 二 脂溶性维生素 维生素A D E K均溶于脂类溶剂 不溶于水 在食物中通常与脂肪一起存在 吸收它们 需要脂肪和胆汁酸 1 维生素A 维生素A分A1 A2两种 是不饱和一元醇类 维生素A1又称为视黄醇 A2称为脱氢视黄醇 1 主要生理功能维持上皮组织的健康和正常视觉2 来源及缺乏症维生素A存在于动物性食物中 植物中 胡萝卜素进入动物体后 受肠壁中的一种酶的作用而转变成VA维生素A供应不足 杆状细胞中视紫质合成减少 会导致暗视觉障碍 夜盲症 2 维生素D 维生素D是固醇类化合物 主要有D2 D3 D4 D5 其中D2 D3活性最高 植物不含维生素D 但维生素D原在动 植物体内都存在 紫外线照射 维生素D的结构骨架 在生物体内 D2和D3本身不具有生物活性 它们在肝脏和肾脏中进行羟化后 形成1 25 二羟基维生素D 其中1 25 二羟基维生素D3是生物活性最强 1 生理功能D3在体内的主要功能是促进肠壁对钙和磷的吸收 调节钙磷代谢 有助骨骼钙化和牙齿形成 2 来源及缺乏症佝偻病或软骨病 在动物的肝 奶及蛋黄中含量较多 尤以鱼肝油含量最丰富 受紫外线的照射后 人体内的胆固醇能转化为维生素D 不能充分得到阳光的人要特别注意在饮食中增加维生素D的摄取 3 维生素E 又叫做生育酚 目前发现的有8种 其中 四种有生理活性 生理功能及来源 维持动物的生殖功能 抗动物不育症 具有抗氧化作用 油脂中常用 保护其他易被氧化的物质 如维生素A及不饱和脂肪酸等 主要存在于蔬菜 豆类之中 在麦胚油中含量最丰富 4 维生素K 维生素K有3种 K1 K2 K3 其中K3是人工合成的 维生素K是2 甲基萘醌的衍生物 促凝血作用 猪肝 鸡蛋 蔬菜中含量较丰 肠中有细菌会为人体制造 四 维生素的作用及缺乏危害总览 维生素A作用保护视力 提高免疫力 维护皮肤和黏膜健康 800 g 缺乏导致暗适应能力下降 夜盲症 干眼病角膜溃疡 隐型眼镜 过量易导致中毒 食物来源胡萝卜 西红柿 西兰花 韭菜维生素D作用调节钙代谢 5 g 缺乏儿童 佝偻病 成人 骨软化症 骨质疏松症 过量易导致中毒来源鱼肝油 动物肝脏 蛋黄 阳光照射 维生素E作用强抗氧化剂 保护细胞膜 血管 脏器 皮肤等免受自由基的伤害 延缓衰老 预防多种慢性疾病 维护男女生殖系统健康 14毫克 缺乏中枢及外周神经系统异常 溶血性贫血 令人欠缺活力 提早衰老 易受自由基侵害而引致癌症 心脏病 白内障等慢性疾病 食物来源小麦胚芽油 坚果 蛋黄 豆类 谷类 维生素B1作用协助碳水化合物代谢和能量的产生 维持正常神经系统所需 1 4毫克 缺乏引起多发性神经炎 脚气病 食物来源肉类 动物内脏 全麦 糙米 新鲜蔬菜 豆类 维生素B2作用协助红细胞生成 参与能量代谢 帮助生长发育 减少口腔溃疡 2毫克 缺乏口角炎 阴囊炎 脂溢性皮炎 白内障 食物来源动物肝脏 酵母菌 维生素B6作用参与激素和红血球生成 作为辅酶协助蛋白质代谢 神经系统和免疫系统运作所必需 2毫克 缺乏贫血 抑郁症 失眠或嗜睡 皮炎 疲乏无力 口角炎 肾结石 体重下降 食物来源瘦肉 鱼类 大豆 花生 谷类 维生素B12作用促进红血球生成 维持神经系统健康 是蛋白质 脂肪 碳水化合物代谢所必需 也是DNA合成所必需 2 4 g 缺乏易引起恶性贫血 神经退化 消化道炎症 食物来源菠菜 瘦肉 肝脏 豆类 烟酸作用参与能量代谢 维持皮肤健康 参与血糖控制 14毫克 缺乏易患癞皮病 3D症 皮炎 腹泻 痴呆 食物来源肝 瘦肉 鱼 酵母 绿叶菜 玉米 加碱 叶酸作用维持细胞的遗传基因 调节细胞分裂 400 g 缺乏巨幼红细胞贫血 胎儿神经管畸形 心血管病食物来源肝脏 绿叶蔬菜 土豆 维生素C作用抗氧化 增强免疫力 有助于伤口愈合和维持胶原组织 预防坏血病 100毫克 缺乏口腔牙龈出血 溃烂 坏血病 关节肿胀 易骨折 食物来源新鲜水果 蔬菜 第8章矿物质 矿物质除碳 氢 氧 氮四种元素是以有机化合物及水分的形式存在外 其余元素统称为矿物质 占体重5 根据含量含量在0 01 以上的称为常量元素或大量元素 如 钙 镁 钾 钠 磷 硫 氯等 含量低于0 01 的称为微量元素 已知有14种是人和动物的营养所必需 它们是 铁 锌 铜 碘 锰 铝 钴 硒 铬 镍 锡 硅 氟 钒 食物与营养的角度 必需元素 非必需元素 有毒元素必需元素是指存在于机体健康组织中 并且含量浓度比较恒定 缺乏时可使机体组织或功能出现异常 补充后又恢复正常 或可防止这种异常发生的矿物质 但这种区分是有条件 所有的必需元素在摄取过量后都会有毒 矿物质的作用 矿物质和酶结合 帮助代谢 酶是新陈代谢过程中不可缺少的蛋白质 而使酶活化的是矿物质 生物利用率 定义为代谢过程中可被利用的营养素的量与摄入的营养素的量的比值 对于矿物质营养素 生物利用率主要通过从肠道到血液的吸收效率来确定 在一些情况下吸收的营养素也会以不能利用的形式存在 例如 铁紧密地与一些螯合剂结合 即使铁螯合物被吸收 铁也不能释放到细胞合成铁蛋白 未利用的铁螯合物从尿中排出 矿物质生物利用率的变化范围从一些形式的铁的低于1 到钠和钾的90 不等 食品中重要的矿物质 1 钙无机盐中钙是人体中含量最多的元素 仅次于碳 氢 氮 总含量约为1200g 占体重的1 5 2 0 99 存在于骨骼和牙齿中 主要形式为羟基磷灰石 Ca3 PO4 2 CaCO3和Ca3 PO4 2 Ca OH 2 1 以游离的或结合的离子状态存在于软组织 细胞外液及血液中 并与骨骼中的钙保持着动态平衡 钙的生物利用率钙的吸收与年龄有关 随年龄增长其吸收率下降 一般在40岁以后 钙吸收率逐年下降 老年骨质疏松与此有关 取决于钙在食品中的浓度和抑制剂或促进剂的存在钙的吸收与摄入钙的浓度的对数在一个较大的摄入量范围内成反比 膳食中钙的主要抑制剂是草酸盐和植酸盐 草酸盐的抑制作用更大 纤维对钙的吸收影响不明显 不同食品的钙含量和可吸收率差别很大 牛乳的钙的吸收率比一些其他食品低不是因为它以不易利用的形式存在 而是因为它的浓度高 菠菜和黑豆的钙的生物利用率低分别是由于其草酸盐和植酸盐含量高引起的 功能与缺乏症骨质疏松缺钙会降低软组织的弹性和韧性降低神经细胞的兴奋性 钙是一种天然的镇静剂 强化神经系统的传导功能 钙有助于神经递质的产生和释放 参与血液的凝固过程 凝血酶原需要有钙来激活 需补钙的有 新生儿 换牙期儿童 妊娠 哺乳 更年期妇女 患有骨质疏松症的中老年人 2 磷磷是人体必需元素之一 正常人机体内含磷总量为750 1130g 其中约有85 的磷与钙 镁结合生成磷酸盐 存在于骨骼和牙齿中 其余的则以有机磷化合物形式存在于细胞中 生理功能 除构成骨骼 牙齿的主要成分外 它还是构成软组织的重要成分 如 核酸 磷脂 很多蛋白质结构等均含磷 此外 磷还具有参与机体能量代谢 如 三磷酸腺苷中的磷具有贮存和转移能量 及参与酶的组成 维持体液酸碱平衡等重要功能 3 铁铁是人体必需的微量元素 成人体内含铁4 5g 其中55 存在于血液中 10 在肌肉中 其余则含于各种脏器及骨骼中 铁在机体内参与氧的运送 交换和组织呼吸过程 此外 铁还与能量代谢及促进肝脏等组织细胞的生长发育有关 人体缺铁会引起缺铁性贫血 铁在食物中存在的形式有两种 1 高铁离子主要是以三价铁的形式与蛋白质 氨基酸和有机酸结合成络合物 存在于植物性食物中 这种形式的铁必须与有机物部分分开 在胃酸作用下还原成二价铁 亚铁离子 后才能被吸收 2 血红素型铁是与血红蛋白及肌红蛋白中的血红素结合的铁 因此只存在于肉 禽和鱼等动物性食品中 以卟啉铁形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收 这种铁不受植酸和磷酸的影响 其吸收率比铁离子高 铁的生物利用率几乎完全取决于铁在小肠的吸收率 铁的总摄入量 膳食的组成利用 膳者体内铁的状况对铁的吸收都有影响 血红素铁紧密地结合在叶晰环中 在被小肠粘膜细胞吸收之前会与它的配位体 卟啉分离 非血红素铁的吸收促进剂和抑制剂 促进剂包括肉 禽 鱼 抗坏血酸和EDTA 抑制剂包括多酚类物质 存在于茶 豆类和蜀类个的单宁酸 植酸 存在于豆类和整粒谷物中 某些植物蛋白质 尤其是豆类蛋白质 钙和磷酸盐 总的看来植物性食物铁的吸收率较低 多在10 以下 动物性食物吸收率较高 但牛奶为贫铁食物 蛋类中由于存在卵黄高磷蛋白铁吸收率亦较低 中国仍是严重缺乏铁的国家 主要集中在妇女 儿童和老人 4 锌锌也是人体必需的微量元素之一 机体内锌含量仅次于铁 为1 4 2 3g参与很多酶的组成 这些酶在组织呼吸和物质的代谢中都起重要作用 缺锌会引起食欲不振 生长停滞 性功能发育不良 味觉及嗅觉迟钝 创伤愈合率低等症状 锌的生物利用率因食物中的植酸而下降 因植酸与锌生成不易溶解的植酸锌复合物 植酸锌还可与钙生成更不易溶解的植酸锌 钙复合物纤维素亦可影响锌的吸收 植物性食物锌的吸收率低于动物性食物 这与其含有维生素和植酸有关 锌的吸收率还部分地决定于锌的营养状况 体内锌缺乏时 吸收率增高 5 碘人体内合成总量为20 50mg 其中20 30 存在于甲状腺中 其余以蛋白质结合碘的形式分布于血浆中参与甲状腺素的合成及对机体代谢的调节调节体内的能量代谢 蛋白质 脂类和糖的代谢促进生长发育 影响个体体力 智力的发展以及神经 肌肉组织等的活动 机体缺碘可造成甲状腺反射性肿大 精神疲惫 四肢无力 孕妇缺碘会引起新生儿患 呆小症 日常饮食碘过量同样会引起 甲亢 6 硒硒在人体中含量很少 它在体内广泛分布于除脂肪外的所有组织中 抗氧化作用 硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组分 可防止过氧化氢及氧化脂对细胞的损害 对人体组织起保护作用 缺硒易引起克山病等多种疾病 硒和金属有很强的亲和力 是一种天然的对抗金属的解毒剂 它对汞 甲基汞 铅等都有解毒作用 硒主要来源于海产品 动物肾 肝等 硒的摄取与土壤的硒含量关系超过与饮食方式的关系 7 其他矿物质元素 1 镁在人体内70 存在于骨骼和牙齿中 成磷酸镁的形式存在 其余分布在软组织和体液中 是细胞中的主要阳离子 人体内一系列复杂的生物化学反应维持着生命活动 而催化这些生化反应则需要上千种促酶 生物催化剂 镁可激活325个酶系统 2 钠 钾及氯在体内以离子状态存在 一切组织液中均含有 主要与氯离子共存 它们是人体内维持渗透压最重要的阳离子 阴离子 人体中的Na 和C1 主要来自于食物中的食盐 一般不易缺乏 但过高摄入 会