食品化學第六章維生素全解

1、1,第6章 維生素Vitamin,2,本章內容,概述脂溶性維生素水溶性維生素維生素類似物維生素在食品加工儲藏過程中的變化,3,教學要點,重點：1.食品中常見維生素的種類及其在機體重的主要作用；2.常見維生素的理化性質、穩(wěn)定性，在食品加工、貯藏中所發(fā)生的變化及其對食品品質的影響；了解維生素的種類和它們在機體中的主要作用難點：VC的降解機理,4,概述,維生素（vitamins）——是活的細胞為了維持正常生命活動和生理功能所

2、必需的、但需要量極少的天然有機物質的總稱。 維生素原——能在人及動物體內轉化為維生素的物質稱為維生素元或維生素前體。同效維生素——化學性質與維生素相似，并有維生素生物活性的物質稱為同效維生素。,5,維生素的特點,(1)維生素及其前體物都存在于天然食物中 (2)參與機體正常生理功能，需要量極少，但不可缺少 (3)不提供熱能，一般不為機體組成成分 (4)一般在體內不能合成，或合成量少，必需由食物供給 ⑸部分維生素還影響食品的性狀

3、 ⑹參與氧化和影響食品的顏色及風味,6,維生素的功能,輔酶或輔酶前體:如煙酸,葉酸等 抗氧化劑:VE,VC 遺傳調節(jié)因子:VA,VD 某些特殊功能:VA-視覺功能；VC-血管脆性,7,維生素的分類,維生素,脂溶性維生素水溶性維生素,維生素 A(A1、A2)維生素 D(D2、D3)維生素 E維生素 K(K1、K2、K3、K4),C族維生素(C、P)B族維生素(B1、B2、PP、B5、B6、B11、B12、H),,,

4、,8,命名,9,脂溶性維生素,維生素A——視黃醇維生素D——鈣化醇 俗名維生素E——生育酚維生素K——止血維生素,溶于脂類或脂肪溶劑，而不溶于水；隨脂類吸收而吸收，脂類吸收障礙→缺乏,10,VA,fat-soluble Vit,又稱視黃醇， 是指含有視黃醇(retinal)結構，并具有其生物活性的一大類物質A1（視黃醇）：全反式結構，其生物效價最高。A2（脫氫視黃醇）：其生物效價為維生素A1的40％。,,11,

5、VA的穩(wěn)定性,穩(wěn)定：食品中的VA和A原在一般的情況下對熱燙、堿性、冷凍等處理比較穩(wěn)定無O2，120℃，保持12h仍很穩(wěn)定。 與VE，磷脂共存較穩(wěn)定。 不穩(wěn)定：O2、光、 酶、 T、Aw在有O2時，加熱4h即失活。紫外線，金屬離子，O2均會加速其氧化。脂肪氧化酶可導致分解。,fat-soluble Vit,12,,fat-soluble Vit,13,缺乏癥,夜盲癥、干眼、角膜軟化、表皮細胞角化、失明等癥狀。,可耐受最高攝入量

6、（UL值）:維生素與礦物質最高允許攝入量那些對健康不會產生副作用的營養(yǎng)成分每日持續(xù)攝入總量的最高限值,最有可能表示攝入維生素與礦物質的最高安全限值.膳食營養(yǎng)素推薦攝入量（RNI） 男性： 800 ug/d 女性： 700 ug/d,14,VA來源:,fat-soluble Vit,動物植物:類胡蘿卜素 (維生素A 原),魚肝油魚肉牛肉蛋黃牛乳及乳制品,,15,VD,維生素D是一些

7、具有膽鈣化醇生物活性的類固醇的統(tǒng)稱。 D2和D3最常見，相差僅-CH3和一個雙鍵。,fat-soluble Vit,,,16,VD來源,植物食品、酵母,fat-soluble Vit,麥角固醇,維生素D2（麥角鈣化醇）,維生素D3（膽鈣化醇）,人和動物皮膚,7一脫氫膽固醇,紫外線,,,,,,,,,17,穩(wěn)定性,對熱，堿較穩(wěn)定但光照、氧氣和酸存在下會迅速破壞。油脂氧化酸敗時也會引起VD破壞—由于油脂中的VD形成異物。結晶的維生

8、素D對熱穩(wěn)定。,18,維生素D缺乏癥與來源,缺乏維生素D時：兒童會引起佝僂病，成年人可引起骨質軟化病。來源：魚、蛋黃、奶油中，海產魚肝豐富，與VA共存日光浴。,19,Vitamin E,,,,6—羥基苯并二氫吡喃的衍生物包括：生育酚：4種，生育三烯酚：4種,-CH3或-H取代鍵頭頭所指的位置形成不同的α、β、ν，δ異構,20,,21,生育酚的抗氧化能力,清除生成的自由基,22,脂溶性堿、氧氣、紫外線敏感、金屬離子促氧化酸、

9、無氧加熱（200℃）穩(wěn)定損失：苯甲酰過氧化物或H2O2引起VE下降,穩(wěn)定性,,過氧化苯甲?！娣燮讋?23,氧化歷程：,VE極易受分子氧和自由基氧化，因此可以充當抗氧化劑和自由基清除劑,24,猝滅單線態(tài)氧,25,作用,（1）食品工業(yè)中：腌肉中加入VE：降低亞硝胺的形成，消除NO·、NO2·。（2）功能性：人體的抗衰老、抗氧化等,26,維生素K,維生素K是醌的衍生物。其中較常見的有四種：天然的維生素K1

10、和K2，還有人工合成的維生素K3和K4。,27,維生素K穩(wěn)定性,維生素K是黃色粘稠油狀物可被空氣中氧緩慢地氧化而分解遇光則很快破壞對堿不穩(wěn)定對熱酸較穩(wěn)定,28,功能性質,功能：VK參與凝血過程，被稱為凝血因子。VK具有還原性，在食品體系中可以消滅自由基。缺乏癥：缺乏導致血中凝血酶原含量下降，從而導致皮下組織和其它器官出血，而且會延長凝血時間。來源：K1在綠色蔬菜中含量豐富，魚肉中維生素K含量較多。VK2能由腸道中的

11、細菌合成。,29,脂溶性維生素缺乏癥及來源,對于脂溶性維生素來說，人體易缺乏的順序一般為 VD>VA>VE>VK。,30,水溶性維生素,31,生物活性最高,,VC (抗壞血酸),在所有維生素中VC是最不穩(wěn)定的，在加工儲藏過程中很容易被破壞。,32,食品的褐變反應？,2，3-二酮古洛糖酸,木酮糖,3-脫氧戊酮糖,糠醛,2-呋喃甲酸,降解模式（Mode of Degradation）,33,Cu2+、Fe3+催化的

12、氧化反應速度比自發(fā)氧化速度快許多倍。,34,影響VC降解的因素,① O2濃度及催化劑催化氧化時,降解速度與氧氣的濃度成正比。非催化氧化時,降解速度與氧氣的濃度無正比關系,當PO2 ＞0.4atm，反應趨于平衡。有催化劑時,氧化速度比自動氧化快2-3個數(shù)量級,厭氧時,金屬離子對氧化速度無影響。② 高濃度的糖、鹽等溶液：可減少溶解氧,使氧化速度減慢;半胱氨酸,多酚,果膠等對其有保護作用。,35,影響VC降解的因素,③ pH值:V

13、C在酸性溶液(pH＜4)中較穩(wěn)定,在堿性溶液(pH＞7.6)中極不穩(wěn)定。④ 溫度及AW:結晶VC在100℃不降解，而VC水溶液易氧化。隨T↑，V降解↑； AW↑， V降解↑。⑤ 酶：如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細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，黃烷醇，及多羥基酸如蘋果酸，檸檬酸，聚磷酸等對VC有保護作用，亞硫酸鹽對其也有保護作用。,36,維生素C主要生理功能:,1、促進骨膠原的生物合成。利于

14、組織創(chuàng)傷口的更快愈合； 2、促進氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代謝，延長肌體壽命。 3、改善鐵、鈣和葉酸的利用。 4、改善脂肪和類脂特別是膽固醇的代謝，預防心血管病。 5、促進牙齒和骨骼的生長，防止牙床出血。 6、增強機體對外界環(huán)境的抗應激能力和免疫力。,37,,缺乏：牙齦腫脹出血，牙床潰爛、牙齒松動 壞血癥、貧血 存在 VC廣泛存在于果蔬中，獼猴桃和辣椒中含量最豐富。,38,在食品加工中的應用,（1）可防止水果蔬菜產生褐變

15、褐和脫色（2）作抗氧化劑（脂肪、魚、乳制品中）（3）穩(wěn)定劑（肉中色澤的穩(wěn)定劑）（4）改良（面粉）（5）啤酒中可作氧氣載體,,39,VB1 (thiamin),即硫胺素，又稱抗腳氣病維生素。它是由被取代的嘧啶和噻唑環(huán)通過亞甲基連接而成的一類化合物，它與鹽酸可生成鹽酸鹽穩(wěn)定性：是B族維生素中最不穩(wěn)定者,40,VB1的穩(wěn)定性,具有酸-堿性質對熱非常敏感,在堿性介質中加熱易分解.能被VB1酶降解,同時,血紅蛋白和肌紅蛋白可作為降

16、解的非酶催化劑.對光不敏感,在酸性條件下穩(wěn)定,在堿性及中型介質中不穩(wěn)定.其降解受AW影響極大,一般在AW為0.5-0.65范圍降解最快.,41,早餐谷物食品在45℃貯藏條件下硫胺素的降解速率與體系中水分活度的關系,42,VB1的穩(wěn)定性,食品的加工與貯藏中易損失。,43,VB1缺乏癥,缺乏維生素B1易患腳氣病或多發(fā)性神經炎，產生肌肉無力、感覺障礙、神經痛、影響心肌和腦組織的結構和功能，并且還會引起消化不良、食欲不振、便秘等病癥。

17、來源糧谷類、豆類、酵母、動物性原料的內臟和雞蛋中。,44,VB2 (Riboflavin核黃素),FMN,FAD,結構：帶有核糖醇側鏈的異咯嗪衍生物活性形式：FAD, FMN生理作用：氧化還原輔酶穩(wěn)定性：烹調加工中較穩(wěn)定，儲藏中損失小。,45,VB2穩(wěn)定性,pH：酸性下穩(wěn)定，堿性下不穩(wěn)定光照：光照下快速分解，生成光黃素或光色素，并產生自由基,破壞其它營養(yǎng)成分產生異味,如牛奶的日光臭味即由此產生.加熱：酸性條件下穩(wěn)定氧氣：穩(wěn)

18、定,46,,功能和缺乏癥輔酶的組成成分對機體內糖、蛋白質、脂肪代謝起著重要作用缺乏時會發(fā)生口角炎、舌炎等來源腸中細菌可以合成維生素B2，但為量不多。動物肝、腎、心、蛋黃、乳類綠色蔬菜、豆類 VB2,47,尼克酸(B5，維生素PP，煙酸，抗癩皮病因子),尼克酸和尼克酰胺，在體內主要形式是具有生理活性的尼克酰胺。穩(wěn)定性：最穩(wěn)定的一種維生素，對光、熱、酸、堿、氧均穩(wěn)定。主要損失途徑：溶水流失,48,功能及缺乏癥NAD（輔

19、酶Ⅰ）和NADP（輔酶Ⅱ ）的組成成分，在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起著重要的作用。缺乏時患癩皮病（糙皮?。?尼克酸(B5，維生素PP，煙酸，抗癩皮病因子),49,富含VB5的食品動物性食品：動物內臟植物性食品：全谷、種子、豆類但以玉米為主食的人群，易于發(fā)生賴皮病，原因是玉米中的煙酸主要為結合型，不能為人體吸收，同時玉米中色氨酸較低。,尼克酸(B5，維生素PP，煙酸，抗癩皮病因子),50,維生素B6,化學名：吡哆醇、吡哆醛

20、、吡哆胺活性形式：磷酸吡哆醇/醛/胺穩(wěn)定性：烹調加工中有一定損失。對熱、強酸和強堿都很穩(wěn)定；但在堿性溶液中對光敏感，尤其對紫外線,51,生理功能及缺乏癥,生理功能AA代謝中其輔酶的作用在血紅蛋白合成中起重要作用促進人體對VB2、VB12、Fe、Zn的吸收缺乏癥：可致眼、鼻與口腔周圍皮膚脂濫性皮炎食物來源白色肉類(如雞肉和魚肉)，肝臟、豆類、堅果等，水果蔬菜(香蕉)腸道中微生物(細菌)可合成，但其量甚微。,52,葉酸

21、（B11）,又稱蝶酰谷氨酸，由蝶酸和谷氨酸結合而成，蝶酸是由2-NH2-4-CH-6-CH3喋呤+-NH2苯甲酸組成。體內活性形式為四氫葉酸(FH4)，F(xiàn)H4是一碳單位轉移酶的輔酶，參與一碳單位的轉移。,53,水溶液中易被光解破壞在酸性溶液中不穩(wěn)定，pＨ＜４易破壞在中性或堿性溶注解中對熱穩(wěn)定，加熱至100℃１h也不被破壞葉酸能與亞硫酸和亞硝酸鹽作用，生成致癌物質，加入Vc會大大增加葉酸的穩(wěn)定性食物中葉酸的烹調損失率為50%～9

22、0%,葉酸（B11）穩(wěn)定性,54,缺乏與過量,葉酸缺乏巨幼紅細胞貧血高同型半胱氨酸血癥葉酸過量影響鋅的吸收干擾VB12缺乏的診斷與治療食物來源廣泛存在于綠葉組織中腸道細菌也能合成，故一般不缺乏。,55,B12(鈷胺素，抗惡性貧血維生素),是唯一含有金屬元素鈷的維生素。催化變位反應，是幾種變位酶的輔酶。谷胺酰和甲基谷氨是B12的兩種輔酶形式。,56,穩(wěn)定性,最適宜pH范圍是4～6，在此范圍內，即使高壓加熱，也僅有少量損

23、失。強酸(pH<2)或堿性溶液中分解，遇熱可有一定程度破壞，但短時間的高溫消毒損失小，遇強光或紫外線易被破壞。還原劑如低濃度的巰基化合物，能防止B12破壞，但用量較多以后，則又起破壞作用?？箟难峄騺喠蛩猁}也能破壞B12。在溶液中，硫胺素與尼克酸的結合可緩慢地破壞B12。三價鐵鹽對B12有穩(wěn)定作用,而低價鐵鹽則導致B12的迅速破壞。,57,,缺乏癥巨幼紅細胞性貧血，即惡性貧血；精神抑郁、記憶力下降、四肢震顫等神經癥狀

24、；同型半胱氨酸血癥，血清中積累的同型半胱氨酸具有神經毒和血管毒，可促使心臟病發(fā)作、栓塞性腦卒中和周圍血管阻塞。食物來源：廣泛存在于動物性食品中，植物性食品中含量極少。腸道細菌也能合成,58,泛酸（B3）,泛酸也稱遍多酸，廣泛存在于自然界由丁酸部分與β—丙氨酸形成酰胺鍵而結合，是一酸性物質。是輔酶A及?；d體蛋白（ACP）的組成部分。,59,,穩(wěn)定性：其水溶液在酸性或堿性條件下對熱不穩(wěn)定干燥情況下泛酸鹽對空氣和光穩(wěn)定缺乏

25、癥：癥狀：易怒、頭疼、抑郁、疲勞、冷淡、惡心、嘔吐和腹部痙攣、麻木、麻痹、肌肉痙攣、手腳感覺異常、肌無力、低血糖等。 一般不缺乏來源：人體腸道細菌也能合成最好的來源是肉類與內臟、蘑菇、雞蛋、甘藍和酵母，全谷物也是良好的泛酸來源,60,生物素（biotin）,也稱維生素Ｈ、維生素Ｂ7、輔酶Ｒ是多種羧化酶的必需輔助因子自然界的生物素有α、β二種，二者生理功能相同。,61,,穩(wěn)定性：不易受酸、堿及光線破壞強酸堿條件下水解失活

26、氧化劑及亞硝酸破壞其生物活性缺乏：體征包括皮炎、萎縮性舌炎、感覺過敏、肌肉痛、倦怠、厭食和輕度貧血來源：廣泛分布于所有的動物和植物中，在蛋黃、酵母、牛奶及家禽的內臟中含量較高人體腸道細菌亦能大量合成,62,水溶性維生素的功能、缺乏癥狀和食物來源,63,維生素類似物,64,膽堿（choline）,膽堿為（β－羥乙基）三甲基氨的氫氧化物。是一種強有機堿,是卵磷脂的組成成分,也存在于神經鞘磷脂之中,是機體可變甲基的一個來源,同時又

27、是乙酰膽堿的前體。,65,生理功能,防止脂肪肝可促進脂肪以卵磷脂的形式被輸送或提高脂肪酸本身在肝里的利用，防止脂肪在肝里的異常堆積神經傳導：鞘磷脂的組成成分，存在于大腦和神經組織中，幫助傳送刺激神經的信號，特別是為了記憶的形成而對大腦所發(fā)出的信號，可促進腦發(fā)育并能提高記憶力。促進代謝：膽堿可調控細胞凋亡，抑制癌細胞增殖，還可促進體內甲基代謝。,66,,缺乏癥 肝硬化、脂肪肝、動脈硬化，老年癡呆癥來源在食物中分布很廣，含脂

28、肪的食物中含量相對高一些。其豐富來源為蛋類（蛋黃）、肝臟、啤酒酵母、綠葉蔬菜、麥芽、大豆卵磷脂,67,維生素在食品加工儲藏過程中的變化,食品原料本身的影響成熟度：不同成熟期維生素含量不同果實：在未成熟時含量較高（番茄）蔬菜：成熟度越高，維生素含量越高（辣椒）不同部位：葉＞莖＞果實＞根部果實：從表層向核芯降低采后（宰后）：酶解→維生素含量下降脂肪氧合酶、抗壞血酸氧化酶正確處理方法：采后、宰后立即冷藏，維生素氧化酶被抑制

29、，維生素損失減少。,68,水果和蔬菜長時間貯存，酶的分解作用使維生素損失 研究顯示：蘋果：貯存2～3月后，VC下降2/3 蔬菜VC損失更嚴重 室溫貯存，數(shù)天后幾乎全部損失0℃：損失大大減少冷凍：-29℃，1年后，失10%；-12℃，1年后，失55%谷物貯存溫度越高，含水量越高，維生素損失越大,貯存過程中維生素的損失,69,加工過程中維生素的損失,原料→食品，每經過一次加工，V損失一次 預處理：整理、清洗與制粉 去皮與整

30、理—堿處理，但損失并不大 清洗—動植物原料經切割或其他處理，受損傷的組織遇水，維生素損失谷物的制粉、除糠麩、胚芽,70,71,熱加工造成維生素損失,水果和蔬菜的罐頭制品，在加工前（罐裝、冷凍和脫水等）大都需要燙漂——酶失活。 這一步維生素（水溶性）損失很大。燙漂類型：沸水、蒸汽和微波 損失率： 沸水>蒸汽>微波 損失率取決于燙漂時間和溫度：溫度越高，損失越大；加熱時間越長，損失越多；燙漂時間和溫度：短時

31、間高溫損失少冷卻方法：空氣冷卻（損失?。?冷水冷卻 （損失大）,72,73,預冷凍處理：燙漂時有一定損失冷凍：速度→維生素的損失 低溫快速冷凍——很好保存維生素冷藏：不同維生素損失不同，但損失嚴重解凍：影響較小，但水溶性的可損失,冷凍：保存食品的最好方法之一,74,食品在脫水加工中，V損失很大 一般冷凍干燥、真空干燥，噴霧干燥損失較小例：β-胡蘿卜素損失%：熱風干燥26% ，冷凍干燥15% ，擠壓膨化19% 輻射

32、 損失VC隨輻射劑量↑ → ↑脂溶性損失：VE>β-胡>VA>VD>VKB族：B1損失最大維生素互相保護：煙酸對Vc有保護,75,豌豆加工中抗壞血酸的保存率,76,加工后維生素的損失,加工后，維生素的損失較小 原因：在室溫和低溫下反應速度相對較低溶解氧已耗盡 pH降低對某些維生素（VC，VB2等）產生有利的影響,77,1、有害物質 亞硫酸鹽：破壞VB1 堿類：VB1、

33、VC不穩(wěn)定，在pH=9時，蛋糕烘烤VB1損失95% 漂白劑：能降低VA、VC和VE的含量硝酸鹽或亞硝酸鹽：破壞VC、胡蘿卜素、VBl和葉酸Cu2+、Fe3+：破壞VC、VE、VB1、葉酸 2、有益物質 亞硫酸鹽：保護VC、β－胡蘿卜素 VC：提高VA、VE、VB1、葉酸的穩(wěn)定性 抗氧劑：可保護VA、VD、β—胡蘿卜素,添加劑的影響,78,小 結,1.維生素的功能：A輔酶或輔酶前體:如煙酸,葉酸等, B 抗氧化劑:VE,VC

34、, C 遺傳調節(jié)因子:VA,VD, D某些特殊功能:VA-視覺功能,VC-血管脆性。2.維生素的分類：水溶性維生素和脂溶性維生素3.水溶性維生素B1、B2、VC的結構，穩(wěn)定性，降解機理。VC的降解途徑：催化降解、非催化降解、厭氧降解。4.脂溶性維生素A、D、E的結構，穩(wěn)定性，VE猝滅自由基的歷程。5.維生素在食品加工貯藏中的變化 A 原料 對食品加工中維生素含量的影響 B 前處理 對食品中維生素含量的影響 C 熱燙和