第六章维生素与矿物质

第六章维生素与矿物质Contents6、1IntroductionofVitamins6、2TheWater-solublevitamin6、3TheFatSolubleVitamins6、4VariationofVitinfoodprocessingandstorage6、5AnalysisofVitamins6、6Introductionofminerals6、7VariationofMineralinfoodprocessingandstorage

6、1维生素概述

IntroductionofVitamins

辅酶或辅酶前体:如烟酸,叶酸等维生素得功能抗氧化剂: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VB1,VB2,VPPB族VB5,VB6,VHwater-solubleVitVB11,VB12VitVCVAfat-soubleVitVDVEVK6、2TheWater-solublevitaminOverviewofWater-SolubleVitaminsDissolveinwaterGenerallyreadilyexcretedSubjecttocookinglossesFunctionasacoenzymeParticipateinenergymetabolism50-90%ofBvitaminsareabsorbedMarginaldeficiencymoremon1、维生素VB1(thiamin)

ContainssulfurandnitrogengroupDestroyedbyalkalineandheatCoenzyme:Thiaminpyrophosphate(TPP)①

具有酸-碱性质②对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解、③能被VB1酶降解,同时,血红蛋白和肌红蛋白可作为降解得非酶催化剂、④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、⑤其降解受AW影响极大,一般在AW为0、5-0、65范围降解最快、稳定性和特性StabilityandProperties9大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH得关系

早餐谷物食品在45℃贮藏条件下硫胺素得降解速率与体系中水分活度得关系

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:降解性Degradation

FunctionofThiaminCoenzyme:ThiaminPyrophosphate(TPP)SynthesisofneurotransmitterHexosemonophosphateshuntRemovesCO2fromsomeaminoacidsConvertpyruvatetoacetyl-CoACoANAD+NADH+H+GlucosePyruvateAcetyl-CoACitric CO2 AcidCycleVB1缺乏症(DeficiencyofThiamin)OccurswherepolishedriceistheonlystapleDryberiberiWeakness,nervedegeneration,irritability,poorarm/legcoordination,lossofnervetransmissionWetberiberiEdema,enlargeheart,heartfailure食物来源(FoodSourcesofThiamin)WidevarietyoffoodWhitebread,pork,hotdogs,luncheonmeat,coldcerealEnrichedgrains/wholegrainsThiaminasefoundinrawfish易缺人群

(WhoisatRiskForDeficiency?)PoorAlcoholicsElderlyDietconsistingofhighlyprocessedfoods

Structure维生素VB2(Riboflavin)①对热稳定,对酸和中性pH也稳定,在120℃加热6h仅少量破坏。②在碱性条件下迅速分解。③在光照下转变为光黄素和光色素,并产生自由基,破坏其她营养成分产生异味,如牛奶得日光臭味即由此产生。VB2得特性(PropertiesofVB2)缺乏症(DeficiencyofRiboflavin)AriboflavinosisGlossitis,cheilosis,seborrheicdermatitis,stomatitis,eyedisorder,throatdisorder,nervoussystemdisorderOccurswithin2monthsUsuallyinbinationwithotherdeficienciesGlossitisVB2缺乏症-“花舌头”或“地图舌”易缺人群

(WhoisatRiskForDeficiency?)RareLowmilk/dairyintakeAlcoholicsLongtermphenobarbitaluse食物来源(FoodSourcesofRiboflavin)Milk/productsEnrichedgrainsLiverOysterBrewer’syeastSensitivetouvradiation(sunlight)Storedinpaper,opaqueplasticcontainersstructure

2、维生素VC(AscorbicAcid)

降解模式(ModeofDegradation)

①O2浓度及催化剂

ⅰ催化氧化时,降解速度正比与氧气得浓度ⅱ非催化氧化时,降解速度与氧气得浓度无正比关系,当PO2＞0、4atm,反应趋于平衡、ⅲ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降解得因素②

糖,盐及其她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、③pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中较稳定,在中性以上得溶液(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↑。水分活度与抗坏血酸破坏速率得关系,O橙汁晶体;●蔗糖溶液;△玉米,大豆乳混合物;□

面粉⑤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得氧化降解。⑥食品中得其她成分如花青素,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。VC得功能(FunctionsofVitaminC)Reducingagent(antioxidant)IronabsorptionSynthesisofcarnitine,tryptophantoserotonin,thyroxine,cortiscosteroids,aldosterone,cholesteroltobileacidsImmunefunctionsCancerprevention?CollagensynthesisCollagenSynthesisAntioxidantCandonateandaccepthydrogenatomsreadilyWater-solubleintracellularandextracellularantioxidantMustbeconstantlyenzymaticallyregeneratedNeedsarehigherforsmokers缺乏症(DeficiencyofVitaminC)ScurvyDeficientfor20-40daysFatigue,pinpointhemorrhagesBleedinggumsandjoints、HemorrhagesAssociatedwithpovertyReboundscurvyimmediatehalttoexcessvitaminCsupplementsWhoisatrisk?Infants,elderlymenAlcoholics,smokers食物来源(FoodSourcesofVitaminC)CitrusfruitsPotatoesGreenpeppersCauliflowerBroccoliStrawberriesRomainelettuceSpinachEasilylostthroughcookingSensitivetoheatSensitivetoiron,copper,oxygen6、3脂溶性维生素

(TheFatSolubleVitamins)A,D,E,andK1、维生素A和胡萝卜素

VitaminAandBeta-Carotene

Stucture

无O2,120℃,保持12h仍很稳定在有O2时,加热4h即失活VA(元)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

稳定性(Stability)

功能(RolesofFunctions)VisionProteinsynthesisandcelldifferentiationEpithelialcells,mucousmembranesReproductionandgrowthSpermproductionandnormalfetaldevelopmentBeta-CaroteneasanantioxidantVA缺乏症(DeficiencyofVitamin)InfectiousDiseasesNightBlindnessBlindness(xeropthalmia)KeratinizationRough,bumpy,dryskin维生素A得毒性(VitaminAToxicity)BirthDefectsAcne–AccutaneconnectionSecond–placeinvitamintoxicity食物来源(FoodSourcesofVitaminA)FoodColorsCarotenoidsChlorophyllStucture

Stability

对热,碱较稳定,但光照和氧气存在下会迅速破坏。维生素D(VitaminD)VitaminD

RolesMaintainbloodconcentrationofcalciumBonegrowthandremodelingActsofbone,kidney,andsmallintestinetoimpactbloodcalciumlevels、VD缺乏症(DeficiencyofVitaminD)RicketsOsteomalaciaVitaminDisessentialtostimulateCa++bonedeposit食物来源(RemendationsandSources)FoodsFortifiedMilkFishOilsSunlightToxicityHighlytoxicatlevelsfound3-5xRDA=hypercalcemia

维生素E(VitaminE)StructureA、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稳定性(Stability)

B、VE可猝灭单线态氧

C、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。D、在食品得加工,包装,贮藏过程中,VE会大量损失。VE得功能(FunctionofVitaminE)PowerfulantioxidantBody’sprimarydefenseagainstfreeradicalsHighlyresearchedMaypreventLDLoxidationandslowdevelopmentofheartdisease、DOESNOTimprovephysicalorsexualperformance,preventaging,orimproveParkinson’sdiseaseprogressionVE缺乏症(VitaminEDeficiency)ErythrocyteHemolysisPrematureinfants,cureshemolyticanemiaProlongeddeficiency=neuromusculardysfunctionNOTacureofMuscularDystrophyInconsistantresultsFibrocysticbreastdiseaseIntermittentclaudicationVE得毒性(VitaminEToxicity)Rare65xRDA=interfereswithVitaminKInterfereswithclottingandcauseshemmorrhage菜籽中VE得超临界流体CO2提取条件研究------摘自吴谋成教授得课题主要内容:在对样品、萃取压力、萃取分离温度、流量等参数进行初步单因素试验得基础上,进行了正交实验。研究了甲醇、乙醇及混合醇作为携带剂,对超临界CO2萃取VE得影响。

超临界萃取VE单因素实验结果萃取压力对VE含量得影响萃取温度对VE含量得影响分离温度对VE含量得影响流量对VE含量得影响携带剂对超临界CO2提取VE得影响无携带剂得VE提取不同浓度甲醇对VE提取得影响不同浓度混合醇对VE提取得影响不同浓度乙醇对VE提取得影响不同携带剂对目标萃取物质量得影响6、4维生素在加工和贮藏中得变化

(VariationofVitinfoodprocessingandstorage)

1、原料对食品加工中维生素含量得影响

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。2、加工前处理对食品中维生素含量得影响

浸提,切碎,研磨等均会造成维生素得损失。小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间得关系

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得保存率

4、产品贮藏中维生素得损失

水分活度,包装材料及贮藏条件对维生素得保存率都有重要影响。在相当于单分子层水得AW下,Vit很稳定,而在多分子层水范围内,随AW↑,Vit降解速度↑、5、加工中化学添加物和食品成分得影响氯气,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得保存,但会与硫胺素和比多醛反应。亚硝酸盐可造成VB1得破坏。

一般而言,氧化性物质会加速VC,胡萝卜素,叶酸等得氧化,而还原性物质会保护这些维生素,有机酸有利于VC和VB1得保存率,碱性物质则会降低VC,VB1,泛酸等得保存率。

6、5维生素得分析

(AnalysisofVitamins)

比色法化学法滴定法Vit得分析法

紫外法仪器法荧光法HPLC法微生物法

水溶性Vit:VB1,VB2可能与蛋白质,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、1、样品得前处理2,6-二氯酚靛酚法:测H2A,较灵敏苯肼比色法:测总VC,易受干扰VC得测定法荧光法:测总VC,准确,但操作繁琐HPLC法:灵敏,准确,可分别测A和H2A2、AnalysisofVC3、2,6-dichlorophenolindophenol测VC得原理注意事项:①所有试剂配制应用新鲜重蒸水、②植物样品用2%草酸抽提,动物样品用三氯乙酸抽提,操作迅速、③对于大量含有Cu2+,Fe2+等离子得样品,要消除干扰,深色样品应脱色、④滴定开始染料快加,到终点慢加,同时做空白、

4、AnalysisofVB1(Fluorometricmethod)

5、AnalysisofVB2(Fluorometricmethod)(1)SbCl3比色法

原理:利用VA在氯仿溶液中与SbCl3生成一种兰色得络合物,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含量高得样品,且兰色络合物很不稳定,必须在6S内比色完毕、6、AnalysisofVA

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、

(2)紫外分光光度法

原理:VA得异丙醇溶液在325nm有最大吸收,其吸光度正比与其浓度、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,一般用于纯样品得测定、(3)HPLC法

SbCl3比色法:VD+SbCl3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,就是目前最好得方法、

7、AnalysisofVD6、6矿物质概述

(Introductionofminerals)

Definition:elementsotherthanC,H,OandNthatarepresentinfoodsFunction:就是构成生物体得组成部分。维持生物体得渗透压。维持机体得酸碱平衡。酶得活化剂。对食品得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、

Sourceandstatement

Fruit:K含量高,大部分与有机物结合,或就是有机物得组成部分,常以磷酸盐,草酸盐得形式存在、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。

Meats:Na,K,Fe,PMn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AnimalFood与蛋白质结合。Milks:主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。Eggs:含人体所需得各类矿物质。Chemicalformandsoluble:e、gFe3+难溶,不利吸收,而Fe2+易于吸收。Mineral-mineralinteraction:如铁过多会抑制Zn,Mn得吸收Redoxactivityoffoodpents:如VC有利于Fe得吸收,VD,Pr促进Ca得吸收。

FactorsthatinfluenceMineralBioavailability

FoodLigands: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。PhysiologicalstateofsumerAge6、7矿物质在食品加工和贮藏中得变化(VariationofMineralinfoodprocessingandstorage)

1、一般加工对其含量得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