食品化学第六章维生素

食品化学第六章维生素教学要点重点：1.食品中常见维生素的种类及其在机体重的主要作用；2.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及其对食品品质的影响；了解维生素的种类和它们在机体中的主要作用难点：VC的降解机理第2页,共75页，2024年2月25日，星期天概述

维生素（vitamins）——是活的细胞为了维持正常生命活动和生理功能所必需的、但需要量极少的天然有机物质的总称。

维生素原——能在人及动物体内转化为维生素的物质称为维生素元或维生素前体。同效维生素——化学性质与维生素相似，并有维生素生物活性的物质称为同效维生素。第3页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素的特点(1)维生素及其前体物都存在于天然食物中

(2)参与机体正常生理功能，需要量极少，但不可缺少(3)不提供热能，一般不为机体组成成分(4)一般在体内不能合成，或合成量少，必需由食物供给⑸部分维生素还影响食品的性状

⑹参与氧化和影响食品的颜色及风味

第4页,共75页，2024年2月25日，星期天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-血管脆性第5页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素的分类维生素脂溶性维生素水溶性维生素维生素A(A1、A2)维生素D(D2、D3)维生素E维生素K(K1、K2、K3、K4)C族维生素(C、P)B族维生素(B1、B2、PP、B5、B6、B11、B12、H)第6页,共75页，2024年2月25日，星期天命名第7页,共75页，2024年2月25日，星期天脂溶性维生素维生素A——视黄醇维生素D——钙化醇俗名维生素E——生育酚维生素K——止血维生素溶于脂类或脂肪溶剂，而不溶于水；随脂类吸收而吸收，脂类吸收障碍→缺乏第8页,共75页，2024年2月25日，星期天VA

fat-solubleVit

又称视黄醇，是指含有视黄醇(retinal)结构，并具有其生物活性的一大类物质A1（视黄醇）：全反式结构，其生物效价最高。A2（脱氢视黄醇）：其生物效价为维生素A1的40％。第9页,共75页，2024年2月25日，星期天VA的稳定性

稳定：食品中的VA和A原在一般的情况下对热烫、碱性、冷冻等处理比较稳定无O2，120℃，保持12h仍很稳定。与VE，磷脂共存较稳定。

不稳定：O2、光、酶、T、Aw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。脂肪氧化酶可导致分解。fat-solubleVit第10页,共75页，2024年2月25日，星期天fat-solubleVit第11页,共75页，2024年2月25日，星期天缺乏症夜盲症、干眼、角膜软化、表皮细胞角化、失明等症状。可耐受最高摄入量（UL值）:维生素与矿物质最高允许摄入量那些对健康不会产生副作用的营养成分每日持续摄入总量的最高限值,最有可能表示摄入维生素与矿物质的最高安全限值.膳食营养素推荐摄入量（RNI）男性：800ug/d女性：700ug/d第12页,共75页，2024年2月25日，星期天VA来源:fat-solubleVit动物植物:类胡萝卜素

(维生素A原)

鱼肝油鱼肉牛肉蛋黄牛乳及乳制品

第13页,共75页，2024年2月25日，星期天VD维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。D2和D3最常见，相差仅-CH3和一个双键。fat-solubleVit第14页,共75页，2024年2月25日，星期天VD来源植物食品、酵母

fat-solubleVit麦角固醇

维生素D2（麦角钙化醇）

维生素D3（胆钙化醇）人和动物皮肤7一脱氢胆固醇紫外线第15页,共75页，2024年2月25日，星期天稳定性对热，碱较稳定但光照、氧气和酸存在下会迅速破坏。油脂氧化酸败时也会引起VD破坏—由于油脂中的VD形成异物。结晶的维生素D对热稳定。第16页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素D缺乏症与来源缺乏维生素D时：儿童会引起佝偻病，成年人可引起骨质软化病。来源：鱼、蛋黄、奶油中，海产鱼肝丰富，与VA共存日光浴。第17页,共75页，2024年2月25日，星期天VitaminE6—羟基苯并二氢吡喃的衍生物包括：生育酚：4种，生育三烯酚：4种-CH3或-H取代键头头所指的位置形成不同的α、β、ν，δ异构第18页,共75页，2024年2月25日，星期天第19页,共75页，2024年2月25日，星期天生育酚的抗氧化能力

清除生成的自由基抗氧化稳定性生物体内食品添加剂α从上到下减弱从上到下增强βrδ第20页,共75页，2024年2月25日，星期天脂溶性碱、氧气、紫外线敏感、金属离子促氧化酸、无氧加热（200℃）稳定损失：苯甲酰过氧化物或H2O2引起VE下降稳定性过氧化苯甲酰——面粉漂白剂第21页,共75页，2024年2月25日，星期天氧化历程：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第22页,共75页，2024年2月25日，星期天猝灭单线态氧第23页,共75页，2024年2月25日，星期天作用（1）食品工业中：腌肉中加入VE：降低亚硝胺的形成，消除NO·、NO2·。（2）功能性：人体的抗衰老、抗氧化等第24页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素K维生素K是醌的衍生物。其中较常见的有四种：天然的维生素K1和K2，还有人工合成的维生素K3和K4。第25页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素K稳定性

维生素K是黄色粘稠油状物可被空气中氧缓慢地氧化而分解遇光则很快破坏对碱不稳定对热酸较稳定第26页,共75页，2024年2月25日，星期天功能性质功能：VK参与凝血过程，被称为凝血因子。VK具有还原性，在食品体系中可以消灭自由基。缺乏症：缺乏导致血中凝血酶原含量下降，从而导致皮下组织和其它器官出血，而且会延长凝血时间。来源：K1在绿色蔬菜中含量丰富，鱼肉中维生素K含量较多。VK2能由肠道中的细菌合成。第27页,共75页，2024年2月25日，星期天脂溶性维生素缺乏症及来源对于脂溶性维生素来说，人体易缺乏的顺序一般为VD>VA>VE>VK。第28页,共75页，2024年2月25日，星期天水溶性维生素第29页,共75页，2024年2月25日，星期天生物活性最高VC(抗坏血酸)在所有维生素中VC是最不稳定的，在加工储藏过程中很容易被破坏。第30页,共75页，2024年2月25日，星期天食品的褐变反应？2，3-二酮古洛糖酸木酮糖3-脱氧戊酮糖糠醛2-呋喃甲酸降解模式（ModeofDegradation）第31页,共75页，2024年2月25日，星期天Cu2+、Fe3+催化的氧化反应速度比自发氧化速度快许多倍。第32页,共75页，2024年2月25日，星期天影响VC降解的因素①O2浓度及催化剂催化氧化时,降解速度与氧气的浓度成正比。非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正比关系,当PO2

＞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。②高浓度的糖、盐等溶液：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。第33页,共75页，2024年2月25日，星期天影响VC降解的因素③pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中较稳定,在碱性溶液(pH＞7.6)中极不稳定。④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↑。⑤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。⑥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。第34页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素C主要生理功能:1、促进骨胶原的生物合成。利于组织创伤口的更快愈合；2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命。3、改善铁、钙和叶酸的利用。4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病。5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血。6、增强机体对外界环境的抗应激能力和免疫力。第35页,共75页，2024年2月25日，星期天缺乏：牙龈肿胀出血，牙床溃烂、牙齿松动坏血症、贫血存在VC广泛存在于果蔬中，猕猴桃和辣椒中含量最丰富。第36页,共75页，2024年2月25日，星期天在食品加工中的应用（1）可防止水果蔬菜产生褐变褐和脱色（2）作抗氧化剂（脂肪、鱼、乳制品中）（3）稳定剂（肉中色泽的稳定剂）（4）改良（面粉）（5）啤酒中可作氧气载体第37页,共75页，2024年2月25日，星期天VB1(thiamin)即硫胺素，又称抗脚气病维生素。它是由被取代的嘧啶和噻唑环通过亚甲基连接而成的一类化合物，它与盐酸可生成盐酸盐稳定性：是B族维生素中最不稳定者第38页,共75页，2024年2月25日，星期天VB1的稳定性具有酸-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.第39页,共75页，2024年2月25日，星期天早餐谷物食品在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第40页,共75页，2024年2月25日，星期天VB1的稳定性食品的加工与贮藏中易损失。第41页,共75页，2024年2月25日，星期天VB1缺乏症缺乏维生素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。来源粮谷类、豆类、酵母、动物性原料的内脏和鸡蛋中。第42页,共75页，2024年2月25日，星期天VB2(Riboflavin核黄素)FMNFAD结构：带有核糖醇侧链的异咯嗪衍生物活性形式：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。第43页,共75页，2024年2月25日，星期天VB2稳定性pH：酸性下稳定，碱性下不稳定光照：光照下快速分解，生成光黄素或光色素，并产生自由基,破坏其它营养成分产生异味,如牛奶的日光臭味即由此产生.加热：酸性条件下稳定氧气：稳定第44页,共75页，2024年2月25日，星期天功能和缺乏症辅酶的组成成分对机体内糖、蛋白质、脂肪代谢起着重要作用缺乏时会发生口角炎、舌炎等来源肠中细菌可以合成维生素B2，但为量不多。动物肝、肾、心、蛋黄、乳类绿色蔬菜、豆类VB2第45页,共75页，2024年2月25日，星期天尼克酸

(B5，维生素PP，烟酸，抗癞皮病因子)尼克酸和尼克酰胺，在体内主要形式是具有生理活性的尼克酰胺。稳定性：最稳定的一种维生素，对光、热、酸、碱、氧均稳定。主要损失途径：溶水流失第46页,共75页，2024年2月25日，星期天

功能及缺乏症NAD（辅酶Ⅰ）和NADP（辅酶Ⅱ）的组成成分，在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起着重要的作用。缺乏时患癞皮病（糙皮病）尼克酸

(B5，维生素PP，烟酸，抗癞皮病因子)第47页,共75页，2024年2月25日，星期天富含VB5的食品动物性食品：动物内脏植物性食品：全谷、种子、豆类但以玉米为主食的人群，易于发生赖皮病，原因是玉米中的烟酸主要为结合型，不能为人体吸收，同时玉米中色氨酸较低。尼克酸

(B5，维生素PP，烟酸，抗癞皮病因子)第48页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素B6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。对热、强酸和强碱都很稳定；但在碱性溶液中对光敏感，尤其对紫外线第49页,共75页，2024年2月25日，星期天生理功能及缺乏症生理功能AA代谢中其辅酶的作用在血红蛋白合成中起重要作用促进人体对VB2、VB12、Fe、Zn的吸收缺乏症：可致眼、鼻与口腔周围皮肤脂滥性皮炎食物来源白色肉类(如鸡肉和鱼肉)，肝脏、豆类、坚果等，水果蔬菜(香蕉)肠道中微生物(细菌)可合成，但其量甚微。第50页,共75页，2024年2月25日，星期天叶酸（B11）又称蝶酰谷氨酸，由蝶酸和谷氨酸结合而成，蝶酸是由2-NH2-4-CH-6-CH3喋呤+-NH2苯甲酸组成。体内活性形式为四氢叶酸(FH4)，FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。第51页,共75页，2024年2月25日，星期天水溶液中易被光解破坏在酸性溶液中不稳定，pＨ＜４易破坏在中性或碱性溶注解中对热稳定，加热至100℃１h也不被破坏叶酸能与亚硫酸和亚硝酸盐作用，生成致癌物质，加入Vc会大大增加叶酸的稳定性食物中叶酸的烹调损失率为50%～90%叶酸（B11）稳定性第52页,共75页，2024年2月25日，星期天缺乏与过量叶酸缺乏巨幼红细胞贫血高同型半胱氨酸血症叶酸过量影响锌的吸收干扰VB12缺乏的诊断与治疗食物来源广泛存在于绿叶组织中肠道细菌也能合成，故一般不缺乏。第53页,共75页，2024年2月25日，星期天B12(钴胺素，抗恶性贫血维生素)是唯一含有金属元素钴的维生素。催化变位反应，是几种变位酶的辅酶。谷胺酰和甲基谷氨是B12的两种辅酶形式。第54页,共75页，2024年2月25日，星期天稳定性最适宜pH范围是4～6，在此范围内，即使高压加热，也仅有少量损失。强酸(pH<2)或碱性溶液中分解，遇热可有一定程度破坏，但短时间的高温消毒损失小，遇强光或紫外线易被破坏。还原剂如低浓度的巯基化合物，能防止B12破坏，但用量较多以后，则又起破坏作用。抗坏血酸或亚硫酸盐也能破坏B12。在溶液中，硫胺素与尼克酸的结合可缓慢地破坏B12。三价铁盐对B12有稳定作用,而低价铁盐则导致B12的迅速破坏。第55页,共75页，2024年2月25日，星期天缺乏症巨幼红细胞性贫血，即恶性贫血；精神抑郁、记忆力下降、四肢震颤等神经症状；同型半胱氨酸血症，血清中积累的同型半胱氨酸具有神经毒和血管毒，可促使心脏病发作、栓塞性脑卒中和周围血管阻塞。食物来源：广泛存在于动物性食品中，植物性食品中含量极少。肠道细菌也能合成第56页,共75页，2024年2月25日，星期天泛酸（B3）泛酸也称遍多酸，广泛存在于自然界由丁酸部分与β—丙氨酸形成酰胺键而结合，是一酸性物质。是辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）的组成部分。CCHCNHCH2OHCH3CH3H2COHαγOHCH2COOH—二羟—β，β—二甲基丁酸β—Alaα，ββ第57页,共75页，2024年2月25日，星期天稳定性：其水溶液在酸性或碱性条件下对热不稳定干燥情况下泛酸盐对空气和光稳定缺乏症：症状：易怒、头疼、抑郁、疲劳、冷淡、恶心、呕吐和腹部痉挛、麻木、麻痹、肌肉痉挛、手脚感觉异常、肌无力、低血糖等。一般不缺乏来源：人体肠道细菌也能合成最好的来源是肉类与内脏、蘑菇、鸡蛋、甘蓝和酵母，全谷物也是良好的泛酸来源第58页,共75页，2024年2月25日，星期天生物素（biotin）也称维生素Ｈ、维生素Ｂ7、辅酶Ｒ是多种羧化酶的必需辅助因子自然界的生物素有α、β二种，二者生理功能相同。第59页,共75页，2024年2月25日，星期天稳定性：不易受酸、碱及光线破坏强酸碱条件下水解失活氧化剂及亚硝酸破坏其生物活性缺乏：体征包括皮炎、萎缩性舌炎、感觉过敏、肌肉痛、倦怠、厌食和轻度贫血来源：广泛分布于所有的动物和植物中，在蛋黄、酵母、牛奶及家禽的内脏中含量较高人体肠道细菌亦能大量合成第60页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素生理功能缺乏症状良好食物来源B1(硫胺素)参与α-酮酸和2-酮糖氧化脱羧脚气病，肌肉无力，厌食，心悸，心脏变大，水肿酵母,猪肉豆类,葵花籽油B2(核黄素)电子（氢）传递唇干裂，口角炎，舌炎，口咽部粘膜充血水肿动物肝脏,香肠,瘦肉,蘑菇奶酪,奶油,无脂牛奶,牡蛎B5(尼克酸)电子（氢）传递癞皮病,腹泻，皮炎，痴呆或精神压抑金枪鱼,动物肝脏,鸡胸脯肉,牛肉,比目鱼,蘑菇B3泛酸酰基转移反应缺乏很少见：呕吐，疲乏，手脚麻木、刺痛蛋黄、肝脏、肾脏、酵母含量高生物素CO2转移反应羧化反应缺乏很少见：常由于摄入生鸡蛋所致,厌食，恶心消化道微生物合成；酵母，肝脏，肾脏B6吡哆素氨基转移,脱羧皮炎，舌炎，抽搐牛排,豆类,土豆,香蕉B11叶酸一碳单位转移巨幼红细胞性贫血,抑郁绿叶菜类，豆类，肝脏B12(钴胺素)巨幼红细胞性贫血，外周神经退化，皮肤过敏，舌炎肉类，鱼类，贝壳家禽，奶类Vc抗坏血酸)抗氧化,羟化酶的辅因子坏血病，胃口差，疲乏无力，伤口愈合延迟，牙龈出血，木瓜，橙汁，甜瓜，草莓花椰菜，辣椒，柚子汁水溶性维生素的功能、缺乏症状和食物来源第61页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素类似物第62页,共75页，2024年2月25日，星期天胆碱（choline）胆碱为（β－羟乙基）三甲基氨的氢氧化物。是一种强有机碱,是卵磷脂的组成成分,也存在于神经鞘磷脂之中,是机体可变甲基的一个来源,同时又是乙酰胆碱的前体。第63页,共75页，2024年2月25日，星期天生理功能防止脂肪肝可促进脂肪以卵磷脂的形式被输送或提高脂肪酸本身在肝里的利用，防止脂肪在肝里的异常堆积神经传导：鞘磷脂的组成成分，存在于大脑和神经组织中，帮助传送刺激神经的信号，特别是为了记忆的形成而对大脑所发出的信号，可促进脑发育并能提高记忆力。促进代谢：胆碱可调控细胞凋亡，抑制癌细胞增殖，还可促进体内甲基代谢。第64页,共75页，2024年2月25日，星期天缺乏症肝硬化、脂肪肝、动脉硬化，老年痴呆症来源在食物中分布很广，含脂肪的食物中含量相对高一些。其丰富来源为蛋类（蛋黄）、肝脏、啤酒酵母、绿叶蔬菜、麦芽、大豆卵磷脂第65页,共75页，2024年2月25日，星期天维生素在食品加工储藏过程中的变化食品原料本身的影响成熟度：不同成熟期维生素含量不同果实：在未成熟时含量较高（番茄）蔬菜：成熟度越高，维生素含量越高（辣椒）不同部位：叶＞茎＞果实＞根部果实：从表层向核芯降低采后（宰后）：酶解→维生素含量下降脂肪氧合酶、抗坏血酸氧化酶正确处理方法：采后、宰后立即冷藏，维生素氧化酶被抑制，维生素损失减少。第66页,共75页，2024年2月25日，星期天水果和蔬菜长时间贮存，酶的分解作用使维生素损失研究显示：苹果：贮存2～3月后，VC下降2/3蔬菜VC损失更严重

室温贮存，数天后几乎全部损失0℃：损失大大减少冷冻：-29℃，1年后，失10%；-12℃，1年后，失55%谷物贮存温度越高，含水量越高，维生素损