食品化學(xué)：維生素與礦物質(zhì)

1、第7章 維生素與礦物質(zhì),7.1 引言7.2 維生素與礦物質(zhì)推薦允許攝入量與食品中營養(yǎng)素的添加7.3 食品中維生素?fù)p失的常見原因7.4 維生素的生物利用率7.5 水溶性維生素7.6 油溶性維生素7.7 類似維生素的物質(zhì)7.8 礦物質(zhì),7.1 引言,一、定義維生素是機(jī)體必需的多種生物小分子營養(yǎng)物質(zhì)。1894年荷蘭人Ejkman用白米養(yǎng)雞觀察到腳氣病現(xiàn)象，后來波蘭人Funk從米糠中發(fā)現(xiàn)含氮化合物對此病頗有療

2、效，命名為Vitamine，意為生命必須的胺。后來發(fā)現(xiàn)并非所有維生素都是胺，所以去掉詞尾的e，成為Vitamin。,二、維生素的特點,1.是一些結(jié)構(gòu)各異的生物小分子；2.需要量很少；3.體內(nèi)不能合成或合成量不足，必需直接或間接從食物中攝取；4.主要功能是參與活性物質(zhì)（酶或激素）的合成，沒有供能和結(jié)構(gòu)作用。 水溶性維生素常作為輔酶前體，起載體作用，脂溶性維生素參與一些活性分子的構(gòu)成，如VA構(gòu)成視紫紅質(zhì)，VD構(gòu)成調(diào)節(jié)鈣磷代謝的激素

3、。,三、維生素的功能,輔酶或輔酶前體:如煙酸,葉酸等維生素 抗氧化劑:VE,VC的功能 遺傳調(diào)節(jié)因子:VA,VD 某些特殊功能:VA-視覺功能、VC-血　　　 管脆性,,VB1,VB2,VPP B族 VB5,VB6,VH water-soluble Vit VB1

4、1,VB12Vit VC VA fat-souble Vit VD VE VK,,,,,四、維生素的分類,五、命名,維生

5、素雖然是小分子，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般不用化學(xué)系統(tǒng)命名。早期按發(fā)現(xiàn)順序及來源用字母和數(shù)字命名，如維生素A、維生素B2等。同時還根據(jù)其功能命名為“抗…維生素”，如抗干眼病維生素(VA)、抗佝僂病維生素(VD)等。后來又根據(jù)其結(jié)構(gòu)及功能命名，如視黃醇(VA1)、膽鈣化醇(VD3)等。,六、人體獲取維生素的途徑,1.主要由食物直接提供維生素在動植物組織中廣泛存在，絕大多數(shù)維生素直接來源于食物。少量來自以下途徑：a.由腸道菌合成: 人體腸道菌能合

6、成某些維生素，如VK、VB12、吡哆醛、泛酸、生物素和葉酸等，可補(bǔ)充機(jī)體不足。長期服用抗菌藥物，使腸道菌受到抑制，可引起VK等缺乏。,,b.維生素原在體內(nèi)轉(zhuǎn)變: 能在體內(nèi)直接轉(zhuǎn)變成維生素的物質(zhì)稱為維生素原。植物食品不含維生素A，但含類胡蘿卜素，可在小腸壁和肝臟氧化轉(zhuǎn)變成維生素A。所以類胡蘿卜素被稱為維生素A原。c.體內(nèi)部分合成: 儲存在皮下的7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射，可轉(zhuǎn)變成VD3。因此礦工要補(bǔ)照紫外線。人體還可利用色氨酸合成尼克酰

7、胺，所以長期以玉米為主食的人由于色氨酸不足，容易發(fā)生糙皮病等尼克酰胺缺乏癥。,七、有關(guān)疾病,機(jī)體對維生素的需要量極少，一般日需要量以毫克或微克計。維生素缺乏會引起代謝障礙，出現(xiàn)維生素缺乏癥。過多也會干擾正常代謝，引起維生素過多癥。因水溶性維生素容易排出，所以維生素過多癥只見于脂溶性維生素，如長期攝入過量維生素A、D會中毒。,7.2 維生素與礦物質(zhì)推薦允許攝入量與食品中營養(yǎng)素的添加,許多國家都已在食品中添加維生素和某些微量元素，以改進(jìn)食品

8、的營養(yǎng)質(zhì)量和增進(jìn)人民健康。與添加營養(yǎng)元素有關(guān)的術(shù)語： 1）補(bǔ)充（Restoration）：加入關(guān)鍵營養(yǎng)元素使其恢復(fù)到加工之前的水平。,2）強(qiáng)化（Fortification）：加入一定量的各種元素，使食品成為添加營養(yǎng)元素的良好來源，包括加入原先在食品中存在的營養(yǎng)元素或加入營養(yǎng)元素，超過加工前已有的水平。3）添加（Enrichment）：根據(jù)美國FDA規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)加入一定量的特定營養(yǎng)元。4）營養(yǎng)化（Nutrification）：在食

9、品中添加營養(yǎng)元的總稱。,推薦每日膳食允許攝入量標(biāo)準(zhǔn)（Recommended Dietery Allowance, RDA）：定義了能滿足所有健康者營養(yǎng)需要的必需營養(yǎng)素的量。RDI：每日參考攝入量。,7.3 食品中維生素?fù)p失的常見原因,一、維生素含量的內(nèi)在變化植物在不同采收期維生素含量不同，生長地、氣候等農(nóng)業(yè)環(huán)境條件也影響維生素含量。動物制品中維生素含量與物種和動物的食物結(jié)構(gòu)有關(guān)。,二、收獲后食品中維生素含量的變化 原料中留存的

10、酶導(dǎo)致產(chǎn)后維生素含量的變化。細(xì)胞受損后釋放出來的酶改變維生素活性和不同構(gòu)型之間的，進(jìn)而影響其生物利用率。三、預(yù)加工 果蔬的去皮、修整，流水槽輸送、清洗、在鹽水中燒煮，磨粉時去除麩皮和胚芽等。,小麥出粉率與面粉中維生素保留比例之間的關(guān)系,四、熱燙和熱加工造成維生素?fù)p失,溫度越高，損失越大；加熱時間越長，損失越多；加熱方式不同，損失不同；脫水干燥方式對其保存率也有較大影響。,豌豆加工中抗壞血酸的保存率,五、后續(xù)加工中維生素的損失,水分

11、活度，包裝材料及貯藏條件對維生素的保存率都有重要影響。在相當(dāng)于單分子層水的AW下,Vit很穩(wěn)定,而在多分子層水范圍內(nèi),隨AW↑,Vit降解速度↑,六、加工中化學(xué)添加物和食品成分的影響,氯氣，次氯酸離子，二氧化氯等具有強(qiáng)反應(yīng)性，可以維生素發(fā)生親核取代，雙鍵加成和氧化反應(yīng)。二氧化硫和亞硫酸鹽有利于VC的保存，但會與硫胺素和比多醛反應(yīng)。亞硝酸鹽可造成VB1的破壞。一般而言，氧化性物質(zhì)會加速VC，胡蘿卜素，葉酸等的氧化，而還原性物質(zhì)會保護(hù)

12、這些維生素，有機(jī)酸有利于VC和VB1的保存率，堿性物質(zhì)則會降低VC，VB1，泛酸等的保存率。,7.4 維生素的生物利用率,維生素的生物利用率（Bioavailability of Vitamins）：攝入的維生素經(jīng)腸部吸收和在體內(nèi)起的代謝功能和利用程度。包括吸收和利用兩個方面。影響因素：1）膳食的組成；2）維生素的構(gòu)型；3）維生素與食物中其它成分的反應(yīng)。,7.5 水溶性維生素,一、 Vit- VB1,,Contains sulf

13、ur and nitrogen groupDestroyed by alkaline and heatCoenzyme: Thiamin pyrophosphate (TPP),,① 具有酸-堿性質(zhì)② 對熱非常敏感,在堿性介質(zhì)中加熱易分解.③ 能被VB1酶降解,同時,血紅蛋白和肌紅蛋白可作為降解的非酶催化劑.④ 對光不敏感,在酸性條件下穩(wěn)定,在堿性及中型介質(zhì)中不穩(wěn)定.⑤ 其降解受AW影響極大,一般在AW為0.5~0.65范

14、圍降解最快.,1 性質(zhì)及穩(wěn)定性,如VBl在亞硫酸鹽破壞和在堿性條件下所發(fā)生的降解反應(yīng)是相似的，兩種反應(yīng)均產(chǎn)生5－β－羥乙基－4－甲基噻唑和一個相應(yīng)的取代嘧啶。和亞硫酸鹽作用時，后一個化合物為α－甲基－5－磺甲基嘧啶，而與堿作用時則為羥甲基嘧啶。噻唑環(huán)可進(jìn)一步開環(huán)生成硫、硫化氫、呋喃、噻吩和二氫噻吩，這便是烹調(diào)食品中的“肉“香味。,所以在含硫胺素多的食品中最好不用二氧化硫添加劑。但當(dāng)酪蛋白和可溶性淀粉存在時，二氧化硫?qū)α虬匪氐钠茐淖饔靡獪p

15、低些，這可能是這些保護(hù)劑生成的不相關(guān)的連接反應(yīng)產(chǎn)生了保護(hù)效果，如使－SH氧化，或由于蛋白質(zhì)對亞硫酸鹽的競爭性氧化等。,硫胺素和脫羧輔酶降解速率與pH的關(guān)系,,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(guān)系,兩環(huán)間亞甲基易與強(qiáng)親核試劑反應(yīng)。與亞硝酸鹽反應(yīng),使VB1失活。在堿性條件下易降解,其降解機(jī)制為:,,,2 降解,,3 硫胺素輔酶,硫胺素與ATP反應(yīng)，生成其活性形式：硫胺素焦磷酸(TPP)，即

16、脫羧輔酶。其分子中氮和硫之間的碳原子性質(zhì)活潑，易脫氫。生成的負(fù)碳離子有親核催化作用。羧化輔酶作為酰基載體，是α酮酸脫羧酶的輔基，也是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔基，在糖代謝中起重要作用。,4 VB1 的缺乏,當(dāng)精制的米飯是唯一的食物時干性腳氣病神經(jīng)退化 , 易怒,神經(jīng)傳輸?shù)氖д{(diào)濕性腳氣病水腫,擴(kuò)大心，心臟麻痹,5 硫胺素的食物來源,食物的廣泛多樣性硫胺素在糙米、油菜、豬肝、魚、瘦肉中含量豐富。但生魚中含有破壞VB1的酶，咖啡、可可、茶等飲料

17、也含有破壞VB1的因子。,,6 哪些人群容易缺乏VB1？,貧窮的人飲酒過多的人老年人飲食由高度的加工食品所組成的人,,1 結(jié)構(gòu),,二 、Vit-VB2,① 對熱穩(wěn)定,對酸和中性pH也穩(wěn)定,在120℃加熱6h僅少量破壞。② 在堿性條件下迅速分解。③ 在光照下轉(zhuǎn)變?yōu)楣恻S素和光色素,并產(chǎn)生自由基,破壞其它營養(yǎng)成分產(chǎn)生異味,如牛奶的日光臭味即由此產(chǎn)生。,2 VB2的性質(zhì),,,3 核黃素的缺乏,常出現(xiàn)口角炎。缺乏VB2還可引起唇炎、舌炎

18、、貧血等。眼睛模糊，咽喉疼痛,神經(jīng)系統(tǒng)混亂通常與其他B族維生素一起缺乏,4 哪些人群容易缺乏VB2？,很少發(fā)生低牛奶/乳酪攝入者飲酒過多長期使用鎮(zhèn)靜安眠劑,,5 核黃素的食物來源,牛奶/乳酪成熟了的谷粒肝臟牡蠣啤酒酵母也可由腸道細(xì)菌合成,,6 富含VB2的食品 在食品中核黃素與磷酸和蛋白質(zhì)結(jié)合而形成復(fù)合物，動物性食品一般含核黃素較高，尤其以肝、腎和心的含量最為豐富，奶類和蛋類中核黃素含量也較多，綠色蔬菜和豆類也含

19、一定量的核黃素。,三、泛酸(VB3),也叫遍多酸，廣泛存在，極少缺乏。由一分子β丙氨酸與一分子羧酸縮合而成。泛酸可構(gòu)成輔酶A，是?；D(zhuǎn)移酶的輔酶。也可構(gòu)成?；d體蛋白(CAP)，是脂肪酸合成酶復(fù)合體的成分。,四、尼克酰胺(VPP),尼克酰胺和尼克酸分別是吡啶酰胺和吡啶羧酸，都是抗糙皮病因子，又稱VPP。其活性形式有兩種，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。在體內(nèi)先合成去酰胺NAD，再接受谷氨酰胺提

20、供的氨基成為NAD，再磷酸化則成為NADP。,,NAD和NADP是脫氫輔酶，分別稱為輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ。二者利用吡啶環(huán)的N1和N4可逆攜帶一個電子和一個氫原子，參與氧化還原反應(yīng)。輔酶Ⅰ在分解代謝中廣泛接受還原能力，最終傳給呼吸鏈放出能量。輔酶Ⅱ則只從葡萄糖及葡萄糖酸的磷酸酯獲得還原能力，用于還原性合成及羥化反應(yīng)。需要尼克酰胺的酶多達(dá)百余種。,,人體能用色氨酸合成尼克酸，但合成率極低（60:1），而且需要VB1、VB2、VB6，所以仍需攝取。

21、抗結(jié)核藥異煙肼的結(jié)構(gòu)與尼克酰胺類似，兩者有拮抗作用，長期服用異煙肼時應(yīng)注意補(bǔ)充尼克酰胺。花生、豆類、肉類和酵母中含量較高。尼克酸或煙酸肌醇有舒張血管的作用，可用于冠心病等，但可降低cAMP水平，使血糖及尿酸升高，有誘發(fā)糖尿病及痛風(fēng)的風(fēng)險。長期使用大量尼克酸可能損害肝臟。,五、葉酸,又稱維生素M，由蝶酸與谷氨酸構(gòu)成?；钚孕问绞撬臍淙~酸(FH4)，即蝶呤環(huán)被部分還原。四氫葉酸是多種一碳單位的載體，分子中的N5,N10可單獨結(jié)合甲基、甲酰基

22、、亞氨甲基，共同結(jié)合甲烯基和甲炔基。因此在嘌呤、嘧啶、膽堿和某些氨基酸（Met、Gly、Ser）的合成中起重要作用。缺乏葉酸則核酸合成障礙，快速分裂的細(xì)胞易受影響，可導(dǎo)致巨紅細(xì)胞貧血（巨大而極易破碎）。,,葉酸容易缺乏，特別是孕婦。葉酸分布廣泛，肉類中含量豐富。苯巴比妥及口服避孕藥等藥物干擾葉酸吸收與代謝。,六、鈷胺素(VB12),是一個抗惡性貧血的維生素，存在于肝臟。分子中含鈷和咕啉。咕啉類似卟啉，第六個配位可結(jié)合其他集團(tuán)，產(chǎn)生各種鈷

23、胺素，包括與氫結(jié)合的氫鈷胺素、與甲基結(jié)合的甲基鈷胺素、與5’-脫氧腺苷結(jié)合的輔酶B12等。,,一些依賴輔酶B12的酶類催化1,2遷移分子重排反應(yīng)，即相鄰碳原子上氫原子與某一基團(tuán)的易位反應(yīng)。例如在丙酸代謝中，催化甲基丙二酰輔酶A轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾］o酶A的變位酶就以輔酶B12為輔助因子。,,甲基鈷胺素可作為甲基載體，接受甲基四氫葉酸提供的甲基，用于合成甲硫氨酸。甲硫氨酸可作為通用甲基供體，參與多種分子的甲基化反應(yīng)。因為甲基四氫葉酸只能通過這個反應(yīng)

24、放出甲基，所以缺乏鈷胺素時葉酸代謝障礙，積累甲基四氫葉酸。缺乏鈷胺素可導(dǎo)致巨紅細(xì)胞貧血。胃粘膜能分泌一種粘蛋白，可與VB12結(jié)合，促進(jìn)吸收，稱為內(nèi)因子。缺乏內(nèi)因子時易被腸內(nèi)細(xì)菌及寄生蟲奪去，造成缺乏。素食者也易缺乏。,1 結(jié)構(gòu),七、VC,開鏈形式,,2 異構(gòu)體異構(gòu)體有D－抗壞血酸、L－異抗壞血酸，L－抗壞血酸的生物活性最高。VC的C2、C3位上的羥基的H能以原子形式釋放，成為脫氫抗壞血酸，還原型和氧化型都具有生物活性。,L-異抗

25、壞血酸與L-抗壞血酸的差別在于C5上羥基所處的位置，它們是C5位的光學(xué)異構(gòu)體。,D-抗壞血酸是L-抗壞血酸在C4位的光學(xué)異構(gòu)體。,3 存在與性質(zhì)抗壞血酸在食品中主要以還原性L-抗壞血酸形式存在。食品中L-脫氫抗壞血酸的天然濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于L-抗壞血酸。食品中抗壞血酸的實際濃度取決于抗壞血酸的氧化速率和脫氫抗壞血酸水解成2，3二酮古洛糖酸的速率。在某些動物組織中有脫氫抗壞血酸還原酶和抗壞血酸自由基還原酶，使抗壞血酸反復(fù)循環(huán)作用?？箟难?/p>

26、酸的氧化反應(yīng)既可以通過二步單電子轉(zhuǎn)移，也可以通過一步雙電子反應(yīng)而實現(xiàn)。,Mode of Degradation,,,,4 影響VC降解的因素,① O2濃度及催化劑催化氧化時,降解速度正比與氧氣的濃度非催化氧化時,降解速度與氧氣的濃度無正比關(guān)系,當(dāng)Po2 ＞0.4atm，反應(yīng)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 糖,鹽及其它溶液濃度高時可減少溶解氧,使氧化速度減慢;半胱氨酸

27、,多酚,果膠等對其有保護(hù)作用. ③ pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中較穩(wěn)定,在中性以上的溶液(pH＞7.6)中極不穩(wěn)定. ④ 溫度及AW:結(jié)晶VC在100℃不降解，而VC水溶液易氧化，，隨T↑，V降解↑； AW↑， V降解↑。,水分活度與抗壞血酸破壞速率的關(guān)系，O橙汁晶體；●蔗糖溶液；△玉米，大豆乳混合物；□ 面粉,⑤ 許多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細(xì)胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。⑥ 食品中的其它成分如花青

28、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(hù)作用，亞硫酸鹽對其也有保護(hù)作用。,,,5 維生素C的功能,抗氧化解毒作用促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸，使膽固醇降低提高免疫功能促進(jìn)膠原蛋白抗體的形成，有抗癌作用。,6 VC的生理功能a.促進(jìn)細(xì)胞間質(zhì)的合成，防止出血b.參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)（保護(hù)—SH等）c.參與體內(nèi)一些代謝反應(yīng)（葉酸FH4 ）d.解毒作用（Pb2+、As3+ 、苯及細(xì)菌毒素等）,,維生素C是一種廣譜

29、性的抗氧化營養(yǎng)素，它的存在可以保護(hù)維生素A、E及其他多種天然抗氧化劑免遭氧化破壞。 維生素C在一定的生理范圍內(nèi)可以有效猝滅活性氧自由基，從而阻止活性氧自由基對細(xì)胞和DNA的傷害。,e 抗氧化物,,毛細(xì)血管脆弱，皮膚上出現(xiàn)小血斑 牙齦發(fā)炎出血，牙齒搖動 提示：過度使用維生素 C 補(bǔ)充物，會改變血液酸度，使尿酸沉積，造成痛風(fēng)和腎結(jié)石。,7 維生素C的缺乏,8 哪些人群容易缺乏Vc？,嬰兒老年的男人飲酒過多者吸煙者,,9 維生素

30、C 的食物來源,柑橘類水果青椒花椰菜綠花椰菜草莓萵苣菠菜,在烹飪中容易損失對溫度敏感對金屬離子敏感（鐵、銅）容易被氧化,10富含VC的食品,維生素C廣泛存在于自然界中，主要是植物，如水果蔬菜中存在，柑桔類、綠色蔬菜、番茄，辣椒、馬鈴薯及槳果中含量較為豐富，而在刺梨、獼猴桃，薔薇果和番石榴中含量最高。在水果的不同部位中其濃度差別也很大，例如：蘋果皮中的濃度要比果肉中高2~3倍。這種維生素唯一的動物來源為牛乳和肝。,7.6

31、 脂溶性維生素,A ， D ， E 和 K,一、維生素A,,1 結(jié)構(gòu),全反視黃醛,11-順視黃醛,維生素A (視黃醇),它是由20個碳構(gòu)成的不飽和碳?xì)浠衔铮淞u基可被脂肪酸酯化或生成醛或酸，也可以以游離醇的形式存在。通常所說的維生素A1就是視黃醇。由于視黃醇結(jié)構(gòu)中有共軛雙鍵，屬于異戊二烯類．所以它可有多種順、反立體異構(gòu)體。食品中的視黃醇主要是全反式結(jié)構(gòu)．生物效價最高，脫氫視黃醇即維生素A2，存在于淡水魚中。其生物效價為維生素A1的

32、40％，而1，3－順異構(gòu)式即所謂的新維生素A．它的生物效價為全反式的75％。,2 VA的單位和需要量,維生素A的含量常常用國際單位(International Unit,IU)來表示，一個國際單位相當(dāng)于0.344µg結(jié)晶維生素A醋酸鹽或0．600µgβ－胡蘿卜素(或1．2µg其它的類胡蘿卜素)。成人每天所需的維生素A為5000IU或1mg。青少年、孕婦或哺乳期婦女需要增加供應(yīng)量。,維生素A主要存在于動物中

33、，而不存在于植物中。如維生素A、在動物和海魚中存在，維生素A2在淡水魚中存在而不存在于陸地動物中。蔬菜中所含的胡蘿卜素可經(jīng)動物腸道吸收后而轉(zhuǎn)化成維生素A1，故又稱維生素A原。其中轉(zhuǎn)化最有效的為β－胡蘿卜素(圖5．2，它能生成兩個等量的維生素A。除魚的魚肝油中維生素A的含量比較豐富外，在魚肉、牛肉、蛋黃、牛乳及乳制品中含量也較豐富，胡蘿卜素則在蔬菜中含量較高。如胡蘿卜、甘薯、番茄和花椰菜等。,3 穩(wěn)定性,無O2，120℃，保持12h仍很穩(wěn)

34、定 在有O2時，加熱4h即失活 VA(原） 紫外線，金屬離子，O2均會加速其氧化 脂肪氧化酶可導(dǎo)致分解 與VE，磷脂共存較穩(wěn)定 對堿穩(wěn)定,,,4 作用和功能,維持正常的視覺功能促進(jìn)上皮細(xì)胞和黏膜細(xì)胞的生長促進(jìn)精液的生成使胎兒正常生長發(fā)育抗氧化，防衰老,4 維生素A毒性,維生素A過量攝取會引起中毒，可引發(fā)骨痛、肝脾腫大、惡心腹瀉及鱗狀皮炎等癥狀。大量食用北極熊

35、肝或比目魚肝可引起中毒。,5 維生素A的食物來源,顏色鮮艷的蔬果動物肝臟和血液植物中的類胡蘿卜素,二、維生素D,1 結(jié)構(gòu),2 穩(wěn)定性對熱，堿較穩(wěn)定，但光照和氧氣存在下會迅速破壞。維生素D主要包括維生素D2和D3，二者結(jié)構(gòu)十分相似，D2 只比D3多一個甲基和一個雙鍵。植物性食品、酵母等含有麥角固醇，經(jīng)紫外線照射后轉(zhuǎn)變成維生素D2，即麥角鈣化醇(ergocal—ciferol)。人和動物皮膚中含有的7一脫氫膽固醇，經(jīng)紫外線照射后可得

36、維生素D3，即膽鈣化醇 (cholecalciferol)。維生素D3廣泛存在于動物性食品中，并在魚肝油中含量較豐富，在雞蛋、牛乳、黃油和干酪中含有少量的維生素D3。,維生素D的活性單位也用國際單位(IU)表示，一個國際單位的維生素D相當(dāng)于0.25μg結(jié)晶的維生素D2或D3。也即1μg的維生素D相當(dāng)于40個國際單位。維生素D的強(qiáng)化，一般常用于黃油和牛乳等食品中。,維持鈣的血集中，維生素D與動物骨骼鈣化有關(guān)。 作用于腸粘膜細(xì)胞和骨細(xì)胞，

37、與受體結(jié)合后啟動鈣結(jié)合蛋白的合成，從而促進(jìn)小腸對鈣磷的吸收和骨內(nèi)鈣磷的動員和沉積。,3 作用,4 維生素 D 的缺乏,食物中維生素D含量少，同時又缺乏紫外線照射的人易發(fā)生骨折。肝膽疾病、腎病、或某些藥物也會抑制羥化。 提示 攝入過多也會引起中毒，發(fā)生遷移性鈣化，導(dǎo)致腎、心、胰、子宮及滑膜粘蛋白鈣化。高血鈣也會導(dǎo)致腎結(jié)石，而骨骼卻因鈣被抽走而疏松軟化。,5 推薦食物來源,食物加強(qiáng)的牛奶魚油日光,,,1 結(jié)構(gòu),三、

38、VE,2 性質(zhì) A VE極易受分子氧和自由基氧化，因此可以充當(dāng)抗氧化劑和自由基清除劑，其氧化歷程為：,B VE可猝滅單線態(tài)氧，其反應(yīng)式為：,C 在無氧條件下，VE可與亞油酸甲酯氫過氧化物反應(yīng)形成加合物，初始產(chǎn)物為半醌，進(jìn)一步氧化形成生育酚醌，金屬離子可加速其氧化。D 在食品的加工，包裝，貯藏過程中，VE會大量損失。,3 作用,維生素E的防癌作用是由其抗氧化性質(zhì)決定的。維生素E還有增強(qiáng)人體免疫功能的作用。每日口服800mg維

39、生素E可強(qiáng)化老年人的免疫功。維生素E也有預(yù)防心血管疾病的作用。 防止老化，改善帕金森氏癥癥狀。,4 VE的食物來源,存在于蔬菜、麥胚、植物油的非皂化部分 作為一種抗氧化劑，維生素E常添加在一些高級果油和天然深海魚油中，抑制油脂的酸敗和脂質(zhì)過氧化,5 維生素 E 毒性,成年人長時間每天攝入720mg維生素E，可出現(xiàn)頭痛、嘔吐、疲乏、昏眩和視力模糊癥狀。長時間每天口服1g維生素E可誘發(fā)高血壓、糖尿病和生殖系統(tǒng)障礙，更高劑量可能會導(dǎo)

40、致出血、破壞免疫系統(tǒng)功能，導(dǎo)致免疫性疾病如哮喘、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及紅斑狼瘡的惡化。,四、維生素K,天然維生素K有K1、K2兩種，都由2-甲基-1,4-萘醌和萜類側(cè)鏈構(gòu)成。人工合成的K3無側(cè)鏈。K1存在于綠葉蔬菜及動物肝臟中，K2由人體腸道細(xì)菌合成。,維生素K參與蛋白質(zhì)谷氨酸殘基的γ-羧化。凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ肽鏈中的谷氨酸殘基在翻譯后加工過程中，由蛋白羧化酶催化，成為γ-羧基谷氨酸(Gla)。這兩個羧基可絡(luò)合鈣離子，對鈣的輸送和調(diào)節(jié)有重

41、要意義。有關(guān)凝血因子與鈣結(jié)合，并通過鈣與磷脂結(jié)合形成復(fù)合物，發(fā)揮凝血功能。這些凝血因子稱為維生素K依賴性凝血因子。缺乏維生素K時常有出血傾向。新生兒、長期服用抗生素或吸收障礙可引起缺乏。,一、概述二、食品中的礦物質(zhì)三、礦物質(zhì)的生物有效性四、酸性食品與堿性食品五、加工對礦物質(zhì)含量的影響六、礦物質(zhì)的營養(yǎng)強(qiáng)化,第八章 礦物質(zhì) Chapter 8 Minerals,一、概述 （一）概念構(gòu)成生物體（或食品中）的元素已知

42、有五十多種，除C、H、O、N構(gòu)成水和有機(jī)物質(zhì)的元素以外，其它元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)成分。又稱無機(jī)鹽。 （二）分類從營養(yǎng)學(xué)角度必需元素 21種非必需元素 （有益元素）有毒元素 4種 Pb As Hg Cd必需元素——機(jī)體的正常組織中都存在，含量比較固定，缺乏時發(fā)生組織上和生理上異常，補(bǔ)充后可恢復(fù)正常或防止異常情況發(fā)生。從含量多少 常量 > 0.01% 微量 < 0.01%必需

43、常量元素 Ca Mg K Na P S Cl 必需微量元素 Fe Zn Cu I Mo Mn Co Se Cr Ni Sn Si F V,(三)、伯特蘭德（G.Bertrand）定律生物缺少某種必需的元素時就不能生存適量時正常生長,過量時有毒。見下圖生 死 缺 適 量 毒 死

44、 物 亡 乏 性 亡效應(yīng) 量,,,,( 四 ) 功能1、構(gòu)成體質(zhì)骨骼 Ca Mg P蛋白質(zhì)組成 S 酶（Zn酶）體液 Na K2、保持滲透壓、 pH值體內(nèi)滲透壓主要由Na 、K等

45、維持，血漿滲透摩爾數(shù)為0.308 ， 體內(nèi)pH值為7.35～7.45 。 有機(jī)緩沖體系(蛋白質(zhì)、氨基酸)；無機(jī)緩沖體系（碳酸鹽、磷酸鹽等）。3、保持神經(jīng)、肌肉的興奮性 Na 、K↑ Ca、Mg↓（一定比例）4、使機(jī)體具有特殊生理功能 參與體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)，血紅蛋白中Fe，碳酸酐酶中Zn…. 5、改善食品感官性狀與營養(yǎng)價值 磷酸鹽增加肉的持水性，Ca保持水果、蔬菜的脆性等。,（五）存在形式1、無機(jī)鹽 Na+

46、 K+ Cl– 等可溶性一價鹽 Ca2+ Mg2+ PO43–等以膠體溶液與不溶性多價鹽形成動態(tài)平衡2、螯合物 配位原子為O S N P O ‖ －C————O | ╲ ╱ |

47、 M | ╱ ╲ R—— C————N | | ╲ H H H 氨基酸螯合物 還有葉綠素、血紅素、VB12 等,二、食品中的礦物質(zhì),(一)礦物質(zhì)含量影響因素食

48、品中的礦物質(zhì)的含量受各種因素影響土壤、 品種、 飼料、 食品加工（二）、乳品中的礦物質(zhì)牛乳中的平均值 元素：Na K Ca Mg P總 P無 Cl Fe Zn Cu Mn mg% 50 145 120 13 95 75 100 1 3.8 0.3 0.02,,,（三）肉類中的礦物質(zhì)肉類中礦物質(zhì)含量一般0.8～1.2%表：肉類礦

49、物質(zhì)含量mg%種類 灰分% Ca P Fe Na K Mg豬 肉 1.2 9 175 2.3 70 285 18牛 肉 0.8 11 171 2.8 65 355 18羊 肉 1.2 10 147 1.2 75 295 15另外還有 Zn

50、 Co Cu Ni Mn肉類是磷、鐵的重要來源存在狀態(tài)：a) Na、 K主要存在于體液及軟組織中 b) Ca、P主要與蛋白質(zhì)結(jié)合—非溶性,,,,（四）、植物產(chǎn)品中的礦物質(zhì) 果蔬是礦物元素的重要來源 如小白菜100g絕干物含量見下表 灰分 K Na Mg Ca P Fe16.4g 1.3g 1.0g 0.2

51、g 1.2g 0.3g 34mg Zn Cu Se Mn Co 3.3mg 0.3mg 23μg 2.6mg 18μg,,,,三、礦物質(zhì)的生物有效性,（一）概念：在考慮食品的營養(yǎng)質(zhì)量時，不僅要考慮其含量，還要考慮其被生物利用的實際利用率，即生物有效性。(二）影響因素：1、可消化性(植酸、草酸等影響消化)2、存在形態(tài)（

52、可溶、粒細(xì)易被吸收）3、相互作用（競爭、化合，協(xié)同、拮抗，Ca與Zn拮抗）4、螯合作用(有的有利于吸收，提高生物有效性如：M—氨基酸、血紅素、Zn—EDTA；有的干擾、降低生物有效性如：M—植酸),（三）食物中礦物元素的生物有效性1、動物食品與植物食品一般：動物食品 > 植物食品的生物有效性2、Ca 人對Ca的吸收很不完全，70~80%排泄，易受食物中植酸、草酸、脂肪酸、磷酸鹽、pH影響有利因素：VD、乳糖（可

53、溶）、氨基酸3、Fe 人對Fe的吸收率極低（1—22%），大米1%，玉米3%，小麥5%，蛋3%，魚11%，肉、肝臟22%。只有Fe2+才被吸收，受植酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽、pH、碳酸鹽、多酚類的影響。 VC、VB2、半胱氨酸有利于吸收。,四、酸性食品與堿性食品Acid FoodAlkaline Food,1、酸性與堿性（1）金屬元素在人體內(nèi)氧化生成 Na2O K2O CaO MgO 含帶陽離子的金屬元素Mn+較多的

54、食品生理上稱為堿性食品（2）非金屬元素P、S、Cl在體內(nèi)氧化為PO43- 、SO42- 、Cl-含帶陰離子較多的食品，生理上稱為酸性食品2、判斷方法采取灰化的方法，再用酸或堿中和來確定。100g食品的灰分→水，用0.1N酸或堿滴定，所消耗的ml數(shù)即為食品灰分的酸、堿度?！?”表示堿度 “-”表示酸度,3、堿性食品 大部分果、蔬、豆類屬堿性食品。大豆+2.2，西瓜+9.4，豆腐+0.2，海帶+14.6，菜豆+5.2，

55、香蕉+8.4，馬鈴薯+5.2，梨+8.4，菠菜+12.0，蘋果+8.2，胡蘿卜+8.3，柿子+6.2黃瓜+4.6，牛乳+0.3244、酸性食品 大部分的肉、魚、禽、蛋因為含豐富的含硫蛋白質(zhì)，米、面粉制品含磷多，所以屬酸性食品。豬肉-5.6，稻米-11.7，牛-5.0，面粉-6.5，雞-7.6面包-0.8，雞蛋黃-18.8，花生-3.0，蝦-1.8，大麥-2.5，干魷魚-48.0，啤酒-4.8，鯉-6.4,5、生理酸、堿平

56、衡 血液pH=7.35～7.45，適當(dāng)量酸性食品與堿性食品在生理上可以達(dá)到酸、堿平衡。 一般情況下，易引起酸中毒（主食為酸性食品）。血液顏色加深、粘度增加，胃酸過多，胃潰瘍，動脈硬化，疲勞等。,五、加工對礦物質(zhì)含量的影響,1、漂燙 漂燙瀝濾、礦物質(zhì)從水中損失 如菠菜 K Na Ca Mg P 損失率% 56 43 0 36

57、36 2、碾磨 礦物質(zhì)主要集中在糊粉層、胚中，碾磨越精，損失越大。小麥面粉 Mn Fe Co Cu Se Cr 損失率% 85.8 75.6 88.5 67.9 15.9 40,,,,,六、礦物質(zhì)的營養(yǎng)強(qiáng)化 復(fù)原(Restoration)：添加營養(yǎng)素使其恢復(fù)到原有的組成。 強(qiáng)化(Fortification)：添加一種或多種營養(yǎng)素，使其成為一種