功能食品学论文

1、暮访呆渤*着“ 1018050171Ms-丽 Mw-K +1济冲嬲nn“wclrr廊测2。114 13维C与健康维生素C (Vitamin C , Ascorbic Acid)又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性 维生素。食物中的维生素C被人体小肠上段吸收。一旦吸收，就分布到体内所有 的水溶性结构中，正常成人体内的维生素C代谢活性池中约有1500mg维生素C， 最高储存峰值为3000mg维生素C。正常情况下，维生素C绝大部分在体内经代 谢分解成草酸或与硫酸结合生成抗坏血酸-2-硫酸由尿排出；另一部分可直接由 尿排出体外。维C的发展历程坏血病，是几百年前就知道的疾病，但是由于以前人类对它发 生的原因不

2、了解，当时被称作不治之症，且死亡率很高。一直到1911年，人类才确定它是因为缺乏维生素C而产生的。在18世纪，坏血病在远洋航 行的水手中非常普遍(他们远离陆地，缺乏新鲜水果和蔬菜)，也流行在 长期困战的陆军士兵中、长期缺乏食物的社区、被围困的城市、监狱犯人 和劳工营中。例如140年前加州的淘金工人和90年前阿拉斯加的淘金工人 都有大批的坏血病病例。坏血病开始的时候症状是四肢无力，精神消退，烦躁不安，做任何工 作都易疲惫，皮肤红肿。病人觉得肌肉疼痛，精神抑郁。然后他的脸部肿 胀，牙龈出血，牙齿脱落，口臭。皮肤下大片出血(看来像是严重的打伤)。 最后是严重疲惫、腹泻呼吸困难，骨折，肝肾衰竭而致死亡

3、。早年航海人 员因坏血病死亡的灾难不可枚举，因为他们在航行时的食物是面饼、鱼和 咸肉，含有很少的维生素C。1497年7月9日到1498年5月30日，葡萄牙航海家达伽马(Vasco da Gama )发现绕过非洲到达印度的航线，他的160个船员中，有100多人死于坏血病。1519年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向 太平洋进发。三个月后，有的船员牙床破裂了，有的船员流鼻血，有的船 员浑身无力，待船到达目的地时，原来的200多人，活下来的只有35人，人们对此找不出原因。1536年法国探险家Jacques Cartier在发现圣劳伦 斯河之后，溯流而上抵达魁北克过冬。探险队中24人死于

4、坏血病，其它多人也都病重。有一位印第安人教他们饮用一种arbor vitae (Thujaoccidentalis )树叶泡的茶，就治好了这些人。后来发现这种树的 叶子里每100克含有50毫克的维生素C。相对于在15世纪中国明朝的郑和多次率领下西洋的事迹记载，并无发现 有大量船员因长期航行而染上坏血病而死，这与当时郑和船队带备蔬菜和 水果有关，亦可见蔬菜和水果内的物质(后来发现是维生素C)对防治坏血病有很大的帮助。1907年Axel Holst和TheodorFrolich使用天竺鼠做坏血病实验得出 天竺鼠和灵长类(包括人类)都不能自己制造维他命C的结论。1912年，波兰裔美国科学家卡西米尔冯

5、克，综合了以往的试验结果， 发表了维生素的理论。他认定自然食物中有四种物质可以防治夜盲症，脚 气病，坏血病，和佝偻病。这些物质被丰克称为“维持生命的胺素(Vitamine ) ”，因为拉丁文中的vita意思是生命。冯克以为这些物质都 含有氮或胺基，所以加上胺素Amine的结尾。后来发现有些物质并不含氮， 所以改称为Vitamin，中文称为维生素或维他命，四种物质分别被称为维生 素A，维生素B，维生素C和维生素D。中文分别称为维生素甲，维生素乙， 维生素丙，和维生素丁。后来发现的就依英文字母顺序一直排到维生素K。维生素B里面又发现有许多不同成份，就有了维生素B1，B2，B3，B6及B12 等名称

6、。1928年匈牙利生化学家 Albert Szent-Gyorgyi在英国化学FrederickGowlandHopkins的实验室中成功地从牛的副肾腺中分离出1克纯粹的维他命C。1930Szent-Gyorgyi和Haworth将维他命C命名为抗坏血酸1933年瑞士化学家Tadeus Reichstein发明了维生素C的工业生产法。1970年两次获得诺贝尔奖的化学家莱纳斯鲍林出版 维生素C治感 冒(Vitamin C and CommonCold ) 一书。提出高剂量(远远超过0)的维 生素C可以预防和治疗感冒。1979年EwanCameron医师和鲍林出版癌症和维生素(Cancer and

7、 VitaminC ) 一书。提出高剂量的维生素C可以帮助癌症患者及治疗一些癌 症。1990初期中国国内成立了 26家药厂用二步发酵法生产维生素 C。1992年MathiasRath医师和鲍林发表根绝心脏病宣言(Call to Abolish HeartDiseases )，宣称维生素C可以治疗心脏和血管的各种病症。 他们并且推广治疗心脏病的鲍林药方(PaulingRecipe)，其中的成分是维生 素C与两种氨基酸赖氨酸和脯氨酸。他们认为这三种化合物同服可以防止 及清除冠状动脉的阻塞。2002年的严重急性呼吸系统综合症(SARS)危机时，赖斯Rath医师在香 港和新加坡刊登巨幅广告，忠告华人大

8、众非典不是绝症，是可以用维生素 C 治疗的。维C的提炼技术目前，工业上生产维生素C采用二步发酵法，此法是在1975年由中国科学院 上海生物技术研究所研究出来的，属我国首创。发酵法生产维生素C可以分为发 酵、提取和转化三大步骤。即先从D-山梨醇发酵，提取出维生素C前体2-酮基 -L-古龙酸，再用化学法转化为维生素C。第一步发酵：黑醋酸菌（Acetobactersuboxydans）经种子扩大培养，接入发酵 罐，种子和发酵培养基主要包括山梨醇、玉米浆、酵母膏、碳酸钙等成份，pH 5.05.2。醇浓度控制在2427%，培养温度2930 C，发酵结束后，发酵液经低 温灭菌，移入第二步发酵罐作原料。D-

9、山梨醇转化L-山梨糖的生物转化率达98% 以上。第二步发酵：氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacteroxydans，小菌）和巨大芽孢杆菌 （Bacillus megaterium，大菌）混合培养。生产维生素C的发酵罐均在100 m3 以上，瘦长型，无机械搅拌，采用气升式搅拌。种子和发酵培养基的成份类似， 主要有L-山梨糖、玉米浆、尿素、碳酸钙、磷酸二氢钾等，pH值为7.0。大、 小菌经二级种子扩大培养，接入含有第一步发酵液的发酵罐中，2930 C下通入 大量无菌空气搅拌，培养72h左右结束发酵，L-山梨糖生成2-酮基-L-古龙酸的 转化率可达7085%。2-酮基-L-古龙酸的分离提纯：经二

10、步发酵法两次发酵以后，发酵液中仅含8%左 右的2-酮基-L-古龙酸，且残留菌丝体、蛋白质和悬浮的固体颗粒等杂质，常采 用加热沉淀法、化学凝聚法、超滤法分离提纯。传统工艺是加热沉淀法，发酵液 经静置沉降后通过732氢型离子交换树脂柱，调节pH全蛋白质等电点，并加热 使蛋白质凝固，然后用高速离心机分离出菌丝、蛋白和微粒，清液再次通过阳离 子交换柱，酸化为2-酮基-L-古龙酸的水溶液，浓缩结品后得到2-酮基-L-古龙 酸。2-酮基-L-古龙酸的化学转化:将维生素C前体2-酮基-L-古龙酸转化为维生素C， 常采用碱转化法。2-酮基-L-古龙酸在甲醇中用浓硫酸催化酯化生成2-酮基-L- 古龙酸甲酯，加N

11、aHCO3转化生成维生素C钠盐，经氢型离子交换树脂酸化得到 维生素C。粗品经结品精制得维生素C成品。维C的功效食用富含维生素c的食物可防晒，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障 碍。人体由细胞组成，细胞靠细胞间质把它们联系起来，细胞间质的关键成分是 胶原蛋白。胶原蛋白占身体蛋白质的1/3,生成结缔组织，构成身体骨架。如骨 骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。 治疗坏血病血管壁的强度和VC有很大关系。微血管是所有血管中最细小的，管壁可能 只有一个细胞的厚度，其强度、弹性是由负责连接细胞具有胶泥作用的胶原蛋白 所决定。当体内VC不足，微血管容易破裂，血液流到邻近

12、组织。这种情况在皮 肤表面发生，则产生淤血、紫癍；在体内发生则引起疼痛和关节涨痛。严重情况 在胃、肠道、鼻、肾脏及骨膜下面均可有出血现象，乃至死亡。预防牙龈萎缩、出血健康的牙床紧紧包住每一颗牙齿。牙龈是软组织，当缺乏蛋白质、钙、VC 时易产生牙龈萎缩、出血。预防动脉硬化可促进胆固醇的排泄，防止胆固醇在动脉内壁沉积，甚至可以使沉积的粥样 斑块溶解。抗氧化剂可以保护其它抗氧化剂，如维生素A、维生素E、不饱和脂肪酸，防止自由 基对人体的伤害。治疗贫血使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁的吸收，提高肝脏对 铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。防癌丰富的胶原蛋白有助于防止癌细胞的扩散；VC的抗

13、氧化作用可以抵御自由 基对细胞的伤害防止细胞的变异；阻断亚硝酸盐和仲胺形成强致癌物亚硝胺。曾 有人对因癌症死亡病人解剖发现病人体内的VC含量几乎为零。保护细胞、解毒，保护肝脏在人的生命活动中，保证细胞的完整性和代谢的正常进行至关重要。为此， 谷胱甘肽和酶起着重要作用。谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸组成的短肽，在体内有氧化还原作用。 它有两种存在形式，即氧化型和还原型，还原型对保证细胞膜的完整性起重要作 用。VC是一种强抗氧化剂，其本身被氧化，而使氧化型谷胱甘肽还原为还原型 谷胱甘肽，从而发挥抗氧化作用。酶是生化反应的催化剂，有些酶需要有自由的巯基（-SH）才能保持活性。 VC能够使双硫键（

14、-S-S）还原为-SH，从而提高相关酶的活性，发挥抗氧化的作 用。从以上可知，只要VC充足，则VC、谷胱甘肽、-SH形成有力的抗氧化组合 拳，清除自由基，阻止脂类过氧化及某些化学物质的毒害作用，保护肝脏的解毒 能力和细胞的正常代谢。提高人体的免疫力白细胞含有丰富的VC，当机体感染时白细胞内的VC急剧减少。VC可增强中 性粒细胞的趋化性和变形能力，提高杀菌能力。促进淋巴母细胞的生成，提高机体对外来和恶变细胞的识别和杀灭。参与免疫球蛋白的合成。提高CI补体酯酶活性，增加补体CI的产生。促进干扰素的产生，干扰病毒mRNA的转录，抑制病毒的增生。提高机体的应急能力人体受到异常的刺激，如剧痛、寒冷、缺氧

15、、精神强刺激，会引发抵御异常 刺激的紧张状态。该状态伴有一系列身体，包括交感神经兴奋、肾上腺髓质和皮 质激素分泌增多。肾上腺髓质所分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素是有酪氨酸转化 而来，在此过程需要VC的参与。维C的市场需求我国维生素C生产与消费严重不平衡。我国大部份维生素C依赖出口，而国内消费严重不足，维生素C每年用量仅为4000吨左右，我国维生素C人均年用量不足4 克，远远低于欧美发达国家的人均年用量 60克一90克。在美国和欧洲，供药用的维生素 C仅占维生素C总消耗量的1%，其中60%70% 用作保健食品原料，其余作为饲料添加剂、化妆品原料和其他用途。按欧美发达国家人均年用量的五分之一计， 国内的需求量就有100%的增长率。国 际市场对维生素C的需求量始终在不断上升之中。