6维生素与矿物质b

Ch6VitaminandMineralsSheet102,1,第6章维生素与矿物质(VitaminandMinerals),Ch6VitaminandMineralsSheet102,2,6.1IntroductionofVitamins,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,维生素的功能,Ch6VitaminandMineralsSheet102,3,LearningObjectives,Describethestructureandstabilityofvitamins.Describethefunctionsofvitamins.Identifyfoodandnonfoodsourcesofvitamins.Describethesignsandsymptomsofvitamindeficienciesandtoxicities.,体征和症状,Ch6VitaminandMineralsSheet102,4,LearningObjectivescont.（内容、相关、包括）,Identifythepopulationgrouporgroupsatriskforvitaminandmineraldeficiencies.Compareyourownintakeofvitaminstotheidealandidentifyanypotentialhealthrisksassociatedwithyourintake.,Ch6VitaminandMineralsSheet102,5,VB1,VB2,VPPB族VB5,VB6,VHwater-solubleVit.VB11,VB12VC、VPVit.VAVDfat-soubleVit.VEVK,ClassificationofVit.,Ch6VitaminandMineralsSheet102,6,6.2TheWater-solublevitamins,Ch6VitaminandMineralsSheet102,7,OverviewofWater-SolubleVitamins,DissolvedinwaterGenerallyreadilyexcreted（流失、排泄、分泌）SubjecttocookinglossesFunctionasacoenzymeParticipateinenergymetabolism50-90%ofBvitaminsareabsorbedMarginaldeficiencymorecommon,Ch6VitaminandMineralsSheet102,8,BVit.-VB1(thiamin),ContainssulfurandnitrogengroupDestroyedbyalkalineandheatCoenzyme:Thiaminpyrophosphate(焦磷酸硫胺素,辅羧酶，TPP),嘧啶环,噻唑环,Ch6VitaminandMineralsSheet102,9,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.,StabilityandProperties,Ch6VitaminandMineralsSheet102,10,硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH的关系,Ch6VitaminandMineralsSheet102,11,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,Ch6VitaminandMineralsSheet102,12,两环间亚甲基易与强亲核试剂反应。与亚硝酸盐反应,使VB1失活.在碱性条件下易降解,其降解机制为:,Degradation,Ch6VitaminandMineralsSheet102,13,Ch6VitaminandMineralsSheet102,14,FunctionofThiamin：Coenzyme:ThiaminPyrophosphate(TPP),SynthesisofneurotransmitterHexosemonophosphateshuntRemovesCO2fromsomeaminoacidsConvertpyruvatetoacetyl-CoACoANAD+NADH+H+PyruvateAcetyl-CoACO2,磷酸己糖途径,丙酮酸,GlucoseCitricAcidCycle,Ch6VitaminandMineralsSheet102,15,FunctionofThiamin,丙酮酸,维生素H,Ch6VitaminandMineralsSheet102,16,DeficiencyofThiamin,OccurswherepolishedriceistheonlystapleDryberiberiWeakness,nervedegeneration,irritability,poorarm/legcoordination,lossofnervetransmissionWetberiberiEdema,enlargeheart,heartfailure浮肿心力衰竭,精白米,来源,Ch6VitaminandMineralsSheet102,17,FoodSourcesofThiamin,WidevarietyoffoodWhitebread,pork,hotdogs热香肠夹心面包luncheonmeat,coldcerealEnrichedgrains/wholegrainsThiaminasefoundinrawfish,Ch6VitaminandMineralsSheet102,18,WhoisatRiskForDeficiency?,PoorAlcoholics酗酒者ElderlyDietconsistingofhighlyprocessedfoods,Ch6VitaminandMineralsSheet102,19,Structure:,BVit.-VB2(Riboflavin),Ch6VitaminandMineralsSheet102,20,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,破坏其它营养成分而产生异味,如牛奶的日光臭味即由此产生.,PropertiesofVB2,Ch6VitaminandMineralsSheet102,21,Ch6VitaminandMineralsSheet102,22,DeficiencyofRiboflavin,Ariboflavinosis核黄素缺乏病Glossitis舌炎,cheilosis唇干裂,seborrheicdermatitis脂溢性皮炎,stomatitis口腔炎,eyedisorder眼障碍,throatdisorder,nervoussystemdisorderOccurswithin2monthsUsuallyincombinationwithotherdeficiencies,Ch6VitaminandMineralsSheet102,23,VB2缺乏症“花舌头”或地图舌(舌面有许多白色斑点),Glossitis舌炎,Ch6VitaminandMineralsSheet102,24,WhoisatRiskForDeficiency?,RareLowmilk/dairyintakeAlcoholicsLongtermphenobarbitaluse,苯巴比妥、镇静安眠剂,Ch6VitaminandMineralsSheet102,25,FoodSourcesofRiboflavin,Milk/productsEnrichedgrainsLiverOyster牡蛎Brewersyeast啤酒酵母SensitivetoUVradiation(sunlight)Storedinpaper,opaqueplasticcontainers,Ch6VitaminandMineralsSheet102,26,structure,VC(AscorbicAcid),Structure,Ch6VitaminandMineralsSheet102,27,ModeofDegradation,Ch6VitaminandMineralsSheet102,28,Ch6VitaminandMineralsSheet102,29,O2浓度及催化剂催化氧化时,降解速度正比于氧气的浓度；非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正比关系,当P（O2）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,Ch6VitaminandMineralsSheet102,30,糖、盐及其它溶液浓度高时可减少溶解氧,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。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,31,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,Ch6VitaminandMineralsSheet102,32,许多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。食品中的其它成分如花青素，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。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,33,FunctionsofVitaminC,Reducingagent(antioxidant)IronabsorptionSynthesisofcarnitine肉毒碱,tryptophan色氨酸toserotonin5-羟色胺、血清素,thyroxine甲状腺素；cortiscosteroids皮固醇,aldosterone醛甾酮,cholesteroltobileacidsImmunefunctionsCancerprevention?Collagensynthesis胶原,Ch6VitaminandMineralsSheet102,34,CollagenSynthesis,羟基脯氨酸,羟化酶,Ch6VitaminandMineralsSheet102,35,CandonateandaccepthydrogenatomsreadilyWater-solubleintracellularandextracellularantioxidantMustbeconstantlyenzymaticallyregeneratedNeedsarehigherforsmokers,Antioxidant,Ch6VitaminandMineralsSheet102,36,Scurvy坏血病Deficientfor20-40daysFatigue疲劳,pinpointhemorrhages出血点Bleedinggumsandjoints牙龈及牙缝出血AssociatedwithpovertyReboundscurvy反复性坏血病immediatehalt停止toexcessVCsupplementsWhoisatrisk?Infants,elderlymenAlcoholics,smokers,DeficiencyofVitaminC,Ch6VitaminandMineralsSheet102,37,FoodSourcesandfeaturesofVitaminC,CitrusfruitsPotatoesGreenpeppersCauliflowerBroccoliStrawberriesRomainelettuce莴苣,生菜Spinach,EasilylostthroughcookingSensitivetoheatSensitivetoiron,copper,oxygen,Ch6VitaminandMineralsSheet102,38,6.3TheFatSolubleVitamins,A,D,E,andK,Ch6VitaminandMineralsSheet102,39,Fat-Soluble-VitaminAandBeta-Carotene,Structure,Ch6VitaminandMineralsSheet102,40,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均会加速其氧化肪氧化酶可导致分解与VE，磷脂共存较稳定对碱稳定,Stability,VA(原）,Ch6VitaminandMineralsSheet102,41,Ch6VitaminandMineralsSheet102,42,RolesofFunctions,VisionProteinsynthesisandcelldifferentiationEpithelialcells上皮细胞,mucousmembranesReproductionandgrowthSpermproductionandnormalfetaldevelopmentBeta-Caroteneasanantioxidant,Ch6VitaminandMineralsSheet102,43,视黄醛,视网膜的,视紫红质,视蛋白,Ch6VitaminandMineralsSheet102,44,DeficiencyofVitaminA,InfectiousDiseasesNightBlindnessBlindness(xerophthalmia)Keratinization角质化Rough,bumpy颠簸的,dryskin,眼球干燥症,Ch6VitaminandMineralsSheet102,45,Ch6VitaminandMineralsSheet102,46,VitaminAToxicity,BirthDefectsAcne痤疮,粉刺Accutaneconnection,Ch6VitaminandMineralsSheet102,47,出血昏迷,Ch6VitaminandMineralsSheet102,48,FoodSourcesofVitaminA,FoodColorsCarotenoidsChlorophyll叶绿素,Ch6VitaminandMineralsSheet102,49,南瓜,杏甜瓜番瓜,木瓜,面食,HereHigh！,Ch6VitaminandMineralsSheet102,50,StuctureStability对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。,VitaminD,Ch6VitaminandMineralsSheet102,51,VitaminD,RolesMaintainbloodconcentrationofcalciumBonegrowthandremodelingActsofbone,kidney,andsmallintestinetoimpactbloodcalciumlevels.,Ch6VitaminandMineralsSheet102,52,Ch6VitaminandMineralsSheet102,53,Ch6VitaminandMineralsSheet102,54,Ch6VitaminandMineralsSheet102,55,DeficiencyofVitaminD,Rickets软骨病,佝偻病Osteomalacia骨软化,Ch6VitaminandMineralsSheet102,56,Africanchildren,Ch6VitaminandMineralsSheet102,57,RecommendationsandSources,FoodsFortifiedMilkFishOilsSunlightToxicityHighlytoxicatlevelsfound3-5倍RDAhypercalcemia高钙血症,Ch6VitaminandMineralsSheet102,58,Structure,VitaminE,1,4,6,Ch6VitaminandMineralsSheet102,59,StabilityVE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，其氧化历程为：,Ch6VitaminandMineralsSheet102,60,VE可猝灭单线态氧，其反应式为：,Ch6VitaminandMineralsSheet102,61,在无氧条件下，VE可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。在食品的加工、包装、贮藏过程中，VE会大量损失。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,62,FunctionofVitaminE,PowerfulantioxidantBodysprimarydefenseagainstfreeradicalsHighlyresearchedMaypreventLDLoxidationandslowdevelopmentofheartdisease.DONTimprovephysicalorsexualperformance,preventaging,orimproveParkinsonsdiseaseprogression,Ch6VitaminandMineralsSheet102,63,Ch6VitaminandMineralsSheet102,64,VitaminEDeficiency,ErythrocyteHemolysis溶血Prematureinfants早产婴儿,cureshemolyticanemia治疗溶血性贫血Prolongeddeficiency=neuromusculardysfunctionNOTacureofMuscularDystrophy肌肉萎缩症InconsistantresultsFibrocysticbreastdisease纤维囊性乳房疾病Intermittentclaudication跛行,Ch6VitaminandMineralsSheet102,65,VitaminEToxicity,Rare65xRDA=interfereswithVitaminKInterfereswithclotting凝结andcauseshemorrhages出血,Ch6VitaminandMineralsSheet102,66,Ch6VitaminandMineralsSheet102,67,Ch6VitaminandMineralsSheet102,68,6.4VariationofVodprocessingandstorage,一、原料对食品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宰后，内源性酶会分解维生素。二、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。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,69,小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间的关系（P230）,Ch6VitaminandMineralsSheet102,70,三、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（微波、蒸汽、烫漂），损失不同；脱水干燥方式对其保存率也有较大影响。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,71,豌豆加工中抗坏血酸的保存率,Ch6VitaminandMineralsSheet102,72,四、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,Vit.很稳定,而在多分子层水范围内,随AW,Vit降解速度。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,73,氯气、次氯酸离子、二氧化氯等具有强反应性，可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，但会与硫胺素和吡多醛反应。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，碱性物质则会降低VC、VB1、泛酸等的保存率。,五、加工中化学添加剂和食品成分的影响,Ch6VitaminandMineralsSheet102,74,6.5AnilysisofVitamins,比色法化学法滴定法紫外法仪器法荧光法HPLC法微生物法(生物传感器),Vit.的分析法,Ch6VitaminandMineralsSheet102,75,水溶性Vit:VB1、VB2可与蛋白质、淀粉等结合在一起，一般可通过酸水解或酶水解使其游离出来，然后进行提取、纯化和测定。脂溶性Vit:样品皂化脂溶性Vit和皂化物过滤有机溶剂抽提浓缩溶于适当溶剂测定。,样品的前处理,Ch6VitaminandMineralsSheet102,76,2,6-二氯靛酚法:测H2A，较灵敏苯肼比色法:测总VC，易受干扰荧光法:测总VC，准确，但操作繁琐HPLC法:灵敏,准确,可分别测A和H2A,AnalysisofVC,VC的测定法,Ch6VitaminandMineralsSheet102,77,2,6-二氯靛酚法(2,6-dichlorophenolindophenol)测VC的原理:,Ch6VitaminandMineralsSheet102,78,所有试剂配制要用新鲜重蒸水。植物样品用2%草酸抽提，动物样品用三氯乙酸抽提，操作应迅速。对于大量含有Cu2+、Fe2+等离子的样品，要消除干扰，深色样品应脱色。滴定开始，染料快加，到终点慢加，同时做空白。,注意事项:,Ch6VitaminandMineralsSheet102,79,AnalysisofVB1(Fluorometricmethod),Ch6VitaminandMineralsSheet102,80,AnalysisofVB2(Fluorometricmethod）,Ch6VitaminandMineralsSheet102,81,一、SbCl3比色法原理:利用VA在氯仿溶液中与SbCl3生成一种兰色的络合物，其兰色深浅与VA含量在一定范围内呈正比。适用范围:适于VA含量高的样品，且兰色络合物很不稳定，必须在6s内比色完毕。,AnalysisofVA,Ch6VitaminandMineralsSheet102,82,前处理:样品皂化乙醚萃取上层洗涤浓缩脱水(用无水硫酸钠)氯仿定容。注意事项:A.SbCl3遇水沉淀,所以CHCl3不应含水,加乙酸酐少许可脱水.B.VA见光分解,应在暗处操作.C.若样品含胡萝卜素,应消除干扰.D.可用CF3COOH代替CCl3COOH显色.,Ch6VitaminandMineralsSheet102,83,二、紫外分光光度法原理:VA的异丙醇溶液在325nm有最大吸收,其吸光度正比于其浓度.特点:灵敏度高于SbCl3比色法,但在325nm附近有许多化合物对测定有干扰,一般用于纯样品的测定.三、HPLC法,Ch6VitaminandMineralsSheet102,84,SbCl3比色法:VD+SbCl3为橙黄色化合物,此法灵敏度高,但操作复杂,费时.HPLC法:简便,快速,精确度高,是目前最好的方法.,AnalysisofVD,Ch6VitaminandMineralsSheet102,85,6.6Introductionofminerals,Definition：ElementsotherthanC,H,OandNthatarepresentinfoods.Function: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;对机体有特殊的生理作用酶的活化剂;对食品的感官质量有重要作用。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,86,Major:K,Na,Ca,Mg,S,P,Cl,碳酸盐,etal.Essentialtrace:Fe,Cu,I,Co,Mn,Zn,Se,F,etal.Nonharmful:Al,B,Ni,Snetal.Harmful:Hg,Pb,As,Cd,Sb,etal.,Classification:,Ch6VitaminandMineralsSheet102,87,6.7Sourceandstatementofminerals,Fruit：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。PlantfoodBean：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。Cereals:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,88,Meats：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AnimalFood白质结合。Milks：主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。Eggs：含人体所需的各类矿物质。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,89,Chemicalformandsoluble：e.g.Fe3+难溶，不利吸收，而Fe2+易于吸收；Mineral-mineralinteraction：如铁过多会抑制Zn，Mn的吸收，可能竞争载体；Redox=reductant-oxidantactivityoffoodcomponents：如VC有利于Fe的吸收，VD、Pr促进Ca的吸收。,FactorsthatinfluenceMineralBioavailability,Ch6VitaminandMineralsSheet102,90,FoodLigands配伍：e.g.多酚可与Fe，Cu等螯合，利于其吸收，肽、糖、核酸等也可以与矿物质形成配合物而利于其吸收。PhysiologicalstateofconsumerAge,Ch6VitaminandMineralsSheet102,91,6.8VariationofMineralinfoodprocessingandstorage,一、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，但加工会改变其含量。如，精制、烹调、溶水等会使其含量下降；二、加工时因容器带入会使其含量增加，如铁锅炒菜，牛奶中镍的增加，罐头中锡的增加等；三、加工后生物有效性提高，如面粉发酵后矿物质生物有效性提高30-35%。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,92,几个概念,复原(Restoration)：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)：指选择性地适量添加某种营养素，以达到规定的标准量。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,93,食物的酸碱性,食物的酸碱性不是用简单的味觉来判定的。所谓食物的酸碱性，是指食物中的无机盐属于酸性还是属于碱性。食物的酸碱性取决于食物中所含矿物质的种类和含量多少的比率而定：钾、钠、钙、镁、铁进入人体之后呈现的是碱性反应；磷、氯、硫进入人体之后则呈现酸性。碱性食物主要分为：一、蔬菜、水果类；二、海藻类；三、坚果类；四、发过芽的谷类、豆类。要避免或减少以下酸性食物的摄取：一、淀粉类；二、动物性食物；三、甜食；四、精制加工食品(如白面包等)；五、油炸食物或奶油类；六、豆类(如花生等),Ch6VitaminandMineralsSheet102,94,AcidFood：含有阴离子酸根非金属元素较多的食品，在体内代谢后的产物大多呈酸性，故在生理上称为，如肉，鱼，蛋，米等。AlkalineFood：含有阳离子金属元素较多的食品在生理上称为，如果蔬，豆类等。,Ch6VitaminandMineralsSheet102,95,食品酸碱性的测定,食品灰化后酸碱度的确定酸性Food（100g）灰化水溶0.1mol/LHCl滴定，若消耗体积为5ml，记为+5，如此类推。碱性Food（100g）灰化水溶0.1m