第六章维生素与矿物质

维生素与矿物质 本章要点 常见维生素的理化性质 稳定性 在食品加工 贮藏中所发生的变化对食品品质的影响 矿物质在食品中的存在形式 及其在食品加工和贮藏过程中发生的变化对人体生物利用率的影响 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 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1 VA20个C构成的不饱和烃类化合物包括视黄醇及相关化合物和一些类胡萝卜素可以是醇 醛 酸或酯的形式多个共轭双键 异戊二烯生物合成而来双键有顺式和反式 当为全反式结构时活性最高 稳定性无O2 120 保持12h仍很稳定有O2时 加热4h即失活紫外线 金属离子 O2均会加速其氧化氧化酶可导致分解对碱稳定 功能维生素A一般是由天然物中分离而得 维生素A具有促进生长发育与繁殖 延长寿命 维持人的视力正常 维护上皮组织结构的完整和健全等生理功能 VA缺乏症 感染性疾病夜盲症皮肤干燥 VA和类胡萝卜素来源维生素A只存在于动物性食物中 维生素A1存在于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中 而维生素A2存在于淡水鱼的肝脏中 肝脏 蛋黄 乳类 鱼脂肪为维生素A的主要来源 植物组织中尚未发现维生素A 黄橙色和绿色植物性食品富含胡萝卜素 包括蔬菜 水果 薯类 谷类等 2 VDVD是具有胆钙化醇生物活性的甾醇类化合物 VD2 麦角钙化甾醇 植物性食品 酵母中存在 VD3 胆钙化甾醇 由人及动物皮肤中7 脱氢胆固醇转化而来 主要来源为动物性食品 如肝脏 蛋黄 黄油 奶制品 日光浴是获得维生素D的主要方式 对热较稳定 但油脂氧化酸败会使其破坏 光 氧会导致其损失 3 VEVE是6 羟基苯骈二氢吡喃 母育酚 的衍生物酚类物质 可提供氢 具有抗氧化性 来源 植物种子中均含有维生素E 植物油为维生素E的主要膳食来源 精炼后破坏部分维生素E 稳定性 氧气 氧化剂使其降解脂类氧化使其损失金属离子催化其氧化强碱性条件下使其降解 4 VKVK为2 甲基 1 4 萘醌衍生物 主要是叶绿醌 维生素K1 维生素K2由细菌合成 来源绿叶蔬菜是维生素K的最佳来源 酵母 鱼肉中含有维生素K 稳定性主要降解因素 光 射线和pH 对加热和酸性稳定 碱性下不稳定 可被空气中的氧缓慢氧化而分解 遇见光特别是紫外线很快被破坏 5 VC羟基羧酸的内酯烯二醇结构具有很强的还原性可以解离出两个氢离子 脱氢形式和未脱氢形式可以相互转变 自然界存在的抗坏血酸是L 异构体 D 异构体很少 在食品中使用时 D 异构体不是作为维生素的用途而是作为抗氧化剂添加到食品中的 VC来源主要存在于蔬菜和水果当中 动物性食品除肝脏之外 均不是维生素C的来源 富含VC的食品包括绿叶蔬菜 椒类 花苔类 番茄 柑桔类 莓类 猕猴桃 鲜枣 山楂等 稳定性加热 中性和碱性 氧气 氧化酶 金属离子 光照和射线下均不稳定 其稳定性也收到水分活度的影响 酸性 无氧 低温 避光 螯合金属离子 添加糖和淀粉等物质 热烫灭酶 添加亚硫酸盐和其它还原剂 可以增强其稳定性 6 VB族VB族均为水溶性维生素 在体内的主要作用是作为辅酶发挥生物活性 VB族有游离形式 辅酶形式和与酶蛋白结合的形式 VB1 VB2 叶酸和VB12在膳食中发生缺乏的现象较为常见 其稳定性受到重视 VB1化学名 硫胺素 Thiamin 活性形式 焦磷酸硫胺素生理作用 羧化辅酶稳定性 是VB族维生素中最不稳定的 嘧啶环上的N1可以得到或失去质子 稳定性pH 酸性条件下质子化的硫胺素稳定性最高 碱性下硫胺素的噻唑环开环形成硫醇 稳定性低 加热 导致亚甲基桥断裂 pH6以上降解速度上升 pH8以上噻唑环完全断裂 油炸的高温可以使硫胺素完全破坏 氧化剂 会使硫胺素断裂降解 硫胺素酶或某些蛋白质 催化硫胺素分解 SO2 SO32 亚硫酸离子取代了噻唑环而失活 pH6时破坏力最大 单宁类物质 生成加成物而失活 胆碱 使硫胺素分子开裂而降解 水分活度 水分活度0 4以下损失小 0 5 0 65损失最大 溶水流失 硫胺素极易溶于水损失 来源 VB2化学名 核黄素 Riboflavin 活性形式 FAD FMN生理作用 氧化还原辅酶稳定性 烹调加工中较稳定 储藏中损失小 稳定性对酸 热 氧稳定 在碱性下不稳定 光照 光照下快速分解 特别是紫外光 生成光黄素或光色素 是强氧化剂和自由基生成剂 来源 VB6化学名 吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺活性形式 磷酸吡哆醇 醛 胺稳定性 烹调加工中有一定损失 稳定性加热 吡哆醇较稳定 醛和胺易破坏光照 碱性条件下对光和紫外线敏感 形成4 吡哆酸 pH 吡哆醛在pH5损失最大 吡哆胺pH7损失最大 氨基酸 形成Schiffbase而部分失活 自由基 形成无活性产物 来源 VB5 VPP化学名 尼克酸 烟酸 Niacin 活性形式 NAD NADP存在形式 游离型和结合型稳定性 最稳定的一种维生素主要损失途径 溶水流失 VB3化学名 泛酸 Pantothenicacid 活性形式 辅酶A稳定性 较稳定 pH5 7之间稳定 酸性条件下加热降解 有溶水流失问题 食物存在 各种食物中均含有泛酸 VB11化学名 叶酸 Folicacid 活性形式 一碳单位取代的四氢叶酸 四氢叶酸盐和叶酸盐 稳定性 是最不稳定的维生素之一 稳定性 VB12化学名 钴胺素 Cobalamin 活性形式 5 脱氧腺苷酸钴胺素稳定性 稳定性好VB12稳定性pH pH4 7稳定 中性下长时间加热发生损失 强酸 碱性条件下降解 VC 亚硫酸盐 硫胺素和烟酸 促进降解Fe2 促进降解 来源 VH化学名 生物素 Biotin 活性形式 顺式 N 生物素 L 赖氨酸 生物胞素 Biocytin 稳定性 温和条件下稳定 强酸 强碱条件下发生降解 特别是强酸加热时发生降解 食物来源 各种食物中均含生物素 动物性食品和全谷类较多 维生素命名 影响维生素稳定性的因素 影响维生素稳定性的因素1 原料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 2 加工前处理浸提 切碎和研磨等均会造成维生素的损失 3 淋洗与热烫处理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 4 产品贮藏水分活度 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 5 加工时添加各种化学物质氯气 次氯酸离子 二氧化氯等具有强反应性 可以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 但会与硫胺素和比多醛反应 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 谷类精制中的维生素损失 热烫中的VC损失 蔬菜烹调后的维生素损失 蔬菜热烫后的维生素损失 蔬菜罐头灭菌后的维生素损失 肉罐头灭菌后的维生素损失 抑制维生素损失的方法低温 阴凉处储藏控制加热温度和加热时间加热后迅速降温避光 避射线隔氧 吸氧 加入抗氧化剂 避免脂肪氧化控制酸碱性条件加入金属螯合剂减少溶水流失控制加工精度 减少富含维生素部位的损失注意其它添加剂 如亚硫酸盐和氧化剂的影响 类维生素 小结 维生素是一类有机化合物 需要的剂量很小 但在体内有很大的作用 缺少维生素 易患维生素缺乏症 影响人体正常代谢 不同维生素在稳定性和对食品其他组分的影响方面有较大的差异 如 有的维生素很不稳定 容易损失 特别是在食品加工和储藏中 因此必须注意加工方法和储藏条件 矿物质 矿物质概述 定义 通常指食品中除C H O和N以外的元素 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 Classification Major Ca Mg P K Na Cl etal Essentialtrace Fe Cu Zn I etal Harmful Pb Cd Hg etal 影响矿物质的生物利用程度的因素化合物形式和溶解性 Fe3 难溶 不利吸收 而Fe2 易于吸收 矿物质间的相互作用 如铁过多会抑制Zn Mn的吸收食品中的氧化还原活性 如VC有利于Fe的吸收 VD Pr促进Ca的吸收 加工和贮藏过程中食品矿物质含量的变化1 一般加工对其含量的影响矿物质在接工中不会因为光热 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 2 加工时因容器带入会使其含量增加如铁锅炒菜等 3 加工后生物有效性提高如面粉发酵后生物有效性提高30 35 碾磨对谷物食品中矿物质含量有影响 小麦 大米中矿物质的损失大豆中很多矿物质与蛋白质组分结合在一起 加工后 矿物质基本没有损失 矿物质损失的另一个途径是矿物质与其他组分的相互作用 导致生物利用率下降 一些多价阴离子 如草酸 植酸等 与二价金属阳离子 钙 铁 形成盐 非常不易溶解 经过消化道而不被人体吸收 几个概念 severaldefinition 复原 Restotation 添加营养素使其恢复到原有的组成 强化 Fortification 添加一种或多种营养素 使其成为一种优良的营养素来源 增补 Enrichment 指选择性地添加某种适量营养素 以达到规定的标准量 酸性食物 含有阴离子酸根的非金属元素较多的食品 在体内代谢后的产物大多呈酸呈酸性 故在生理上称为 如肉鱼 蛋 米等 碱性食物 含有阳离子金属元素较多的食