高级食品化学讲稿160906维生素

第六章 维生素,6.1 概述：维生素是活细胞为了维持正常生理功能所必需的、但需要极微量的天然有机物质的总称。而大部分维生素不能在人体内合成，必须从外界食物中摄取。 维生素中有一部分可以通过化学反应人工合成，还有部分人工合成比较困难，此外一些有机化合物在人体内可以通过一定途径转活方式转化为某种维生素。 目前对各种维生素最常用的是他们的俗名，例如：视黄醇、抗坏血酸、生物素等,第六章 维生素,维生素是支配动物营养、调节正常生理机能、促进完全代谢的微量有机化合物。能在生物体内转化为维生素的物质，称为前维生素或维生素元。化学结构与维生素相似，并有维生素活性的物质称为同效维生素、化学结构类似而与维生素竞争，具有对抗作用的物质称为抗维生素。维生素分为水溶性和脂溶性两大类，其中以VA、D、B1、B2、B6及C最重要，人体最易缺乏。,8-18,维生素,维生素,脂溶性：,水溶性：,维生素A、维生素D、维生素E等,维生素B族和维生素C,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-血管弹性脂溶性维生素A, D, E, and K,脂溶性维生素,6.2 脂溶性维生素A, D, E, and K6.2.1、维生素A维生素A是所有具有视黄醇（VA1）生物活性的-紫罗宁衍生物的统称。由于有许多共轭双键的存在，故视黄醇有多种顺、反异构体。普通存在的视黄醇主要是反式，生物效价最高。视黄醇是胡萝卜素在动物的肝及肠壁中的转化物，而胡萝卜素是存在于植物中的一种多烯色素，有多种异构体及衍生物，其中以-胡萝卜素的生物效价最高。,8-19,维生素,视黄醇广泛存在于高等动物及海产鱼类体中，尤以肝、眼球及蛋黄中最多，胡萝卜素广泛存在于绿叶蔬菜、胡萝卜、棕榈油等植物性食物中。 缺乏VA会导致夜盲、干眼、表皮细胞角质化、失明等。维生素A及A元及胡萝卜素在一般情况下对热、烫、高温杀菌、碱性、冷冻等处理相当稳定。,8-20,维生素,脂溶性维生素,6.2.2、维生素DVD是所有具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。这是一组结构上与甾醇有关、功能上可防治佝偻病的维生素，人及动物皮肤中的7-脱氧胆固醇经紫外光照射后即可以转变为胆钙化醇（VD3），因此，凡能经常接受阳光照射者不会发生VD 缺乏症。VD2及D3是最重要的VD，VD在食物中与VA伴存。,8-21,维生素,脂溶性维生素,维生素D（Vitamin D）,（1）Stucture,维生素D（Vitamin D）,（2）Stability 对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。（3）RolesMaintain blood concentration of calciumBone growth and remodelingActs of bone, kidney, and small intestine to impact blood calcium levels.,（5）食物来源（Recommendations and Sources）,FoodsFortified MilkFish OilsSunlight肉、奶中含量较少，而鱼、蛋黄、奶油中的含量丰富，尤以海产鱼肝油中特别丰富。,VD的生理功能是调节Ca、P代谢，缺乏时，会引起儿童得佝偻病，成人得软骨病。,6.2.3、VE维生素E是所有具有-生育酚生物活性的色满衍生物的统称，有-、-、-、-VE等数种，结构通式如下：,8-22,维生素,脂溶性维生素,（2）稳定性（Stability）, VE是淡黄色的油状物， VE极易受分子氧和自由基氧化，因此可以充当抗氧化剂和自由基清除剂,对热和酸比较稳定，虽加热至200也不失去效力，但在碱性下，对加热和UV的抗性较弱。它易被氧化，在油脂中起抗氧剂作用。在食品的加工，包装，贮藏过程中，VE会大量损失。（机械作用损失，氧化作用损失）,缺乏VE，将不能生育，还会引起肌肉萎缩，肾脏损伤等，绿色植物及种子胚芽（如小麦、胚芽油、棉子油、花生油、大豆油、芝麻油等）为其丰富的来源。,8-23,维生素,脂溶性维生素,4. 维生素K,6.2.4 维生素维生素分为二大类，一类是脂溶性维生素，即从绿色植物中提取的维生素1和从微生物中提取的维生素2。另一类是水溶性的维生素，由人工合成即维生素K3最重要的是维生素1和2。,4. 维生素K,维生素主要生理功能,维生素控制血液凝结。维生素是四种凝血蛋白（凝血酶原、转变加速因子、抗血友病因子和司徒因子）在肝内合成必不可少的物质。缺乏维生素会延迟血液凝固；引起新生儿出血病。,6.3 水溶性维生素The Water-soluble vitamin,水溶性维生素,6.3 水溶性维生素6.3.1、VB1. VB1又称为硫胺素，能与盐酸生成盐酸盐，已能人工合成，VB1在自然界常与焦磷酸结合成焦磷酸硫胺素（TPP）。(硫胺素 )结构,8-24,维生素,（1）稳定性和特性 Stability and Properties,具有酸-碱性质对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解.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.对光不敏感,在酸性条件下稳定,在碱性及中型介质中不稳定.其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范围降解最快.,维生素B1在机体内参加糖的代谢，它对维持正常的神经传导，以及心脏、消化系统的正常活动具有重要的作用。缺乏维生素B1易患脚气病或多发性神经炎，产生肌肉无力、感觉障碍、神经痛、影响心肌和脑组织的结构和功能，并且还会引起消化不良、食欲不振、便秘等病症。,8-25,维生素,水溶性维生素,VB1存在于谷物的胚及糠麦中、酵母、肉类、豆类及蛋中，食精白米及精白面者易得VB1缺乏症。VB1很易被破坏，其水溶液煮沸1h就有1/2被分解，在碱性条件下加热及用SO2（食品加工中常用的漂白剂及消毒剂）处理可使其破坏，也常因热烫、预煮而损失。但VB1在酸性条件下相当稳定。,6.3.2、VB2 VB2又称核黄素，通常医药用的VB2为人工合成品。,8-26,维生素,水溶性维生素,VB2缺乏的主要症状是得口角炎、皮肤炎。它在溶液中，特别是碱性溶液中极易分解，对光辐射也极敏感，牛奶在阳光下晒2hr可损失50%B2。富含VB2的食物有酵母、肝、牛奶、蛋黄、豆类及豆芽等。 VB2有荧光性，可利用此特性进行VB2的定量。,3. 维生素B6VB6通常有三种存在形式，食品中以肝脏、酵母、米糠、谷物、豆类、牛乳等含量较多，它耐热、酸、碱，但对光敏感。其它B族维生素还有烟酸、泛酸、叶酸、VB12、维生素H、胆碱、肌醇等。,8-27,维生素,水溶性维生素,水溶性维生素氨基多糖,4、维生素C又称抗坏血酸，Vc为己糖的衍生物，共有四种异构体，有还原型和氧化型两种，一般说的Vc是指L-抗坏血酸。,8-28,维生素,L-抗坏血酸的生物效价最高，而其异构体中仅D-异抗坏血酸有1/20的L-型抗坏血酸效价，其余两种均无活性。Vc中烯二醇的结构极不稳定，很易氧化为二酮结构，这就形成了Vc的极强的还原性。,8-29,维生素,水溶性维生素,VC的功能（Functions of Vitamin C）,Reducing agent (antioxidant)Iron absorptionImmune functionsCancer prevention?Collagen synthesisWho is at risk?Infants, elderly men Alcoholics, smokers,食品工业中利用抗坏血酸的还原性将其用作抗氧化剂。由于D-异抗坏血酸的成本低于L-抗坏血酸，因此多采用D-异抗坏血酸，Vc广泛存在于水果及蔬菜中，人缺乏Vc的症状是牙龈部出血，牙齿松脱，同时皮下出血，形成瘀斑。患者倦怠，特别易感染疾病。,(6)食物来源（Food Sources of Vitamin C）,Citrus fruitsPotatoesGreen peppersCauliflowerStrawberriesRomaine lettuceSpinach,Easily lost through cookingSensitive to heatSensitive to iron, copper, oxygen,6.4 维生素在加工和贮藏中的变化Variation of Vit in food processing and storage,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 采收和屠在后，内源性酶会分解维生素。2. 加工前处理对食品中维生素含量的影响浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失。,小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间的关系,6.4.3. 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；脱水干燥方式对其保存率也有较大影响。,豌豆加工中抗坏血酸的保存率,6.4.4. 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,Vit很稳定,而在多分子层水范围内,随AW,Vit降解速度.,6.4.5. 加工中化学添加物和食品成分的影响 氯气，次氯酸离子，二氧化氯等具有强反应性，可以维生