維生素和礦物質功能、性質和應用

1、維生素和礦物質功能、性質和應用1維生素和礦物質功能、性質和應用6.維生素和礦物質6.1 維生素6.2 礦物質6.3 維生素和礦物質在食品加工貯存中的變化2維生素和礦物質功能、性質和應用6.1 維生素(Vitamins) 維生素：是活細胞為維持正常生理功能所必需而需要極微量的天然有機物質。維生素的特點：小分子有機物質，許多是含N或S的雜環(huán)類需要量很少:mg或ug必須從食品中攝入3維生素和礦物質功能、性質和應用維生素生理功能有的維生素參與所有細胞中的物質與能量的轉移過程，它們作為生物催化劑酶的輔助因子而起著各種生理作用。特殊功能，有的維生素則專一性地作用于高等有機體的某些組織。遺傳調節(jié)因子4維生素

2、和礦物質功能、性質和應用對食品的影響：作為自由基的清除劑、風味物質的前體、還原劑、參與褐變反應等。來源食物供給，含量低，穩(wěn)定性差。命名：ABCD等，生理功能和化學結構5維生素和礦物質功能、性質和應用分類維生素按其溶解性分類：可分為脂溶性維生素，包括VA、VD、VE、VK；水溶性維生素，包括B族類和VC。6維生素和礦物質功能、性質和應用7維生素和礦物質功能、性質和應用6.1.1 脂溶性維生素6.1.1.1 維生素A6.1.1.2 維生素D6.1.1.3 維生素E6.1.1.4 維生素K6.1 維生素(Vitamins)8維生素和礦物質功能、性質和應用6.1 維生素(Vitamins) 6.1.1

3、.1.維生素A 維生素A又稱視黃醇(retinol) ，與視覺有關，在視覺桿狀細胞中構成視紫紅質（視Pr+VA）。 結構與性能9維生素和礦物質功能、性質和應用結構特點20個C構成的不飽和碳氫化合物多個共軛雙鍵，異戊二烯類雙鍵為全反式結構時活性最高可以是醇、醛、酸或酯的形式 脫氫視黃醇即維生素A2，生物效價為維生素A1的40，而1，3順異構式即所謂的新維生素A它的生物效價為全反式的75。10維生素和礦物質功能、性質和應用維生素A在食品中的存在肝臟、蛋黃、乳類、魚脂肪為主要來源11維生素和礦物質功能、性質和應用植物性食品不含維生素A 蔬菜中所含的胡蘿卜素可經動物腸道吸收后而轉化成維生素A1，故又稱

4、維生素A原。其中轉化最有效的為-胡蘿卜素它能生成兩個等量的維生素A。胡蘿卜素胡蘿卜素胡蘿卜素12維生素和礦物質功能、性質和應用 VA在食品加工、貯藏過程中的變化對氧化劑敏感：氧氣、脂肪氧合酶，氧化劑，光照可加速氧化。對熱、弱酸、堿，強堿較穩(wěn)定，只有在強酸條件下不穩(wěn)定。對熱穩(wěn)定，如牛乳在110-11815min不會破壞；噴霧干燥乳粉：減少10%-20%。13維生素和礦物質功能、性質和應用胡蘿卜素的降解氧、酶、脂類的氫過氧化物芳香族化合物，與風味有關14維生素和礦物質功能、性質和應用 維生素D是一些具有膽鈣化醇生物活性的類固醇的統(tǒng)稱。 結構 2OHCH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3O

5、HCH 2CH3CH 3CH 3CH 3VD V D 36.1 維生素(Vitamins)6.1.1.2 維生素D15維生素和礦物質功能、性質和應用功能：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。16維生素和礦物質功能、性質和應用植物性食品、酵母： 麥角固醇，紫外線照射 維生素D2，即麥角鈣化醇人，動物皮膚： 7-脫氫膽固醇，紫外線照射 維生素D3，即膽鈣化醇 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。乳中維生素D主要存在脂肪球中。陽光照射是獲得維生素D的主要方式。維生素D在食品中存在17維生素和礦物質功能、性質和

6、應用維生素D非常穩(wěn)定，在加工和儲藏時很少損失。消毒、煮沸和高壓滅菌都不影響維生素D的活性。冷凍儲存對牛乳和黃油中維生素D的影響不大。維生素D2和D3遇光、氧和酸迅速破壞，故需保存于不透光的密封容器中。結晶的維生素D對熱穩(wěn)定，但在油脂中容易形成異構體。油脂氧化酸敗時也會使其中的維生素D破壞。 VD的穩(wěn)定性18維生素和礦物質功能、性質和應用 6.1.1.3 維生素E6-羥基苯并二氫吡喃（母育酚）的衍生物 生育酚類：-，-，-，-， 其中以-活性最大 生育三烯酚類R O1HOR 2CH 3CH 3CH 2CH2CHCH 23CH 3H 其中 CH 3CH 3CCCH 3CH 3HHHHR1R219維

7、生素和礦物質功能、性質和應用酚類物質，可提供氫，具有抗氧化性。用于動植物油中，其抗氧化能力依次；在機體內的抗氧化能力恰恰相反。20維生素和礦物質功能、性質和應用維生素E在食品中的存在乳是VE的良好來源，尤其是初乳。植物油中含量較多，精煉后破壞部分維生素E。21維生素和礦物質功能、性質和應用VE在加工、貯藏中的變化維生素E對氧、氧化劑不穩(wěn)定，因氧化而引起的損失通常伴有脂類的氧化，金屬離子如Fe2+能促進維生素E的氧化，氧化分解產物包括二聚物、三聚物、二羥基化合物以及醌類。對強堿不穩(wěn)定。22維生素和礦物質功能、性質和應用生育酚受單線態(tài)氧攻擊而降解23維生素和礦物質功能、性質和應用維生素E的自由基型

8、氧化降解24維生素和礦物質功能、性質和應用6.1.1.4 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和K2，人工合成的維生素K3和K4。 OOCH 3R維生素K25維生素和礦物質功能、性質和應用在綠色蔬菜中含量豐富，如菠菜、洋白菜等，魚肉中維生素K含量較多，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，對熱酸較穩(wěn)定，但對堿不穩(wěn)定。 維生素K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。 對于脂溶性維生素來說，人體易缺乏的順序一般為VDVAVEVK。 26維生素和礦物質功能、性質和應用6.1.2 水溶性維生素

9、 6.1.2.1 維生素C(ascorbic acid) 6.1.2.2 維生素B1(thiamine) 6.1.2.3 維生素B2（核黃素 tiboflavin） 6.1.2.4 尼克酸(維生素B5 niacin) 6.1.2.5 維生素B6 （吡哆醇、吡哆醇、吡哆胺 ） 6.1.2.6 生物素(biotin) 6.1.2.7 葉酸(folic acid) 6.1.2.8 泛酸(pantothenic acid) 6.1.2.9 維生素B12(cobalamin) 6.1.2.10 膽堿(choline) 6.1.2.11 肌醇(inositol) 6.1.2.12 肉堿(carnitine

10、)27維生素和礦物質功能、性質和應用結構：羥基羧酸的內酯，烯二醇結構，具有強還原性，可以解離出兩個氫離子，酸性四種異構體：L-抗壞血酸：生物活性最高L-脫氫抗壞血酸D抗壞血酸D異抗壞血酸脫氫形式和還原形式可以相互轉變6.1.2.1 維生素C28維生素和礦物質功能、性質和應用維生素C在食品中的存在主要存在于蔬菜和水果當中。動物性食品：牛乳和肝臟。人乳中VC是牛乳中2倍。功能抗癌、防止脂質過氧化和防衰老，防治壞血癥和貧血，促進機體對鐵的吸收和對葉酸的利用，增強機體免疫功能。參與膠原形成，促進創(chuàng)傷和骨折愈合。29維生素和礦物質功能、性質和應用在所有維生素中VC是最不穩(wěn)定的，在加工儲藏過程中很容易被破

11、壞。VC的變化30維生素和礦物質功能、性質和應用維生素C的氧化降解二酮古洛糖酸脫氫抗壞血酸2-呋喃甲酸糠醛脫氧戊酮糖木酮糖31維生素和礦物質功能、性質和應用1）O2濃度及催化劑 催化氧化時,降解速度正比于氧氣的濃度 非催化氧化時,降解速度與氧氣的濃度無正比關系 有催化劑（金屬離子，銅和鐵的作用最大）時,氧化速度比自動氧化快2-3個數量級。厭氧時,金屬離子對氧化速度無影響.影響VC降解的因素32維生素和礦物質功能、性質和應用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;3）pH值VC在酸性溶液(pH4)中較穩(wěn)定.在中性以上的溶液(pH7.6)中極不穩(wěn)定.33維生素和礦物質功能、性質和

12、應用結晶VC在100不降解，而VC水溶液易氧化，隨T，V降解；牛乳，62-65 30min殺菌，VC破壞30-60%UHT，損失90-100%加糖煉乳中幾乎不含。乳粉：-1到達消費者手中的乳及乳制品中幾乎不含VC。因此用乳及乳制品哺育嬰兒時，必須補充果汁等含VC多的食物。4） 溫度34維生素和礦物質功能、性質和應用5） AW ：AW， V降解。6）光： 不穩(wěn)定VB2在光作用下產生光色素和光黃素，它們是VC被破壞的催化劑。牛乳置于透明玻璃瓶中暴露陽光下1h，VC從降到-1，5h，57.8%破壞，12h，90%破壞。35維生素和礦物質功能、性質和應用7）酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細胞

13、色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。8）金屬離子螯合物如花青素，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；9）亞硫酸鹽對其也有保護作用。36維生素和礦物質功能、性質和應用有利抗壞血酸保存的條件 酸性 除去氧氣 螯合金屬離子 添加糖和淀粉等物質 低溫 避光 熱燙滅酶 亞硫酸鹽 其他還原劑37維生素和礦物質功能、性質和應用結構 VBl分子中含有硫和NH2故稱硫胺素，分子結構中包括嘧啶和噻唑兩部分，其結構如下： HNN3CC H 2NH2NSCH 3CH 2CH2OH6.1.2.2 VB1（硫胺素）38維生素和礦物質功能、性質和應用穩(wěn)定性VB1是B族維生素中最不穩(wěn)定的。兩環(huán)間亞甲基

14、易與強親核試劑反應 與亞硝酸鹽反應,使VB1失活. 在堿性條件下易降解,其降解機制為:39維生素和礦物質功能、性質和應用硫胺素降解pH7 加熱脫氫硫胺素pH640維生素和礦物質功能、性質和應用所以在含硫胺素多的食品中最好不用二氧化硫或亞硫酸鹽添加劑。加熱、氧氣、二氧化硫、水浸提、中性及堿性等條件VB1都會遭到破壞；光對它沒什么影響。酸性條件下穩(wěn)定。溶水流失：硫胺素極易溶于水損失。41維生素和礦物質功能、性質和應用乳中含量牛乳：-1人乳：-1細菌可合成VB1，因此酸乳制品生產中VB1的含量約增加30%。加工條件保溫殺菌HTST滅菌UHT淡煉乳甜煉乳滾筒干燥噴霧干燥破壞率%10-201040-50

15、1030-4010-2010-2010-15加工處理對牛乳中VB1影響42維生素和礦物質功能、性質和應用核黃素(Riboflavin)為一含核糖醇側鏈的異咯嗪衍生物,由核酸和6，7二甲基異咯嗪組成,呈黃色且分子中有核酸故又稱核黃素。NNNHNCH3CH3OOH2C（CHOH）3CH2OH12345678910 6.1.2.3 維生素B2(核黃素) 43維生素和礦物質功能、性質和應用VB2 的生理功能 核黃素(Riboflavin)為一含核糖醇側鏈的異咯嗪衍生物,在自然狀態(tài)下它常常是磷酸化的，而且起著輔酶的作用。它的一種形式為黃素單核苷酸(FMN)，另一種形式為黃素腺苷酰二核苷酸(FAD)，它們

16、是某些酶如細胞色素C還原酶、黃素蛋白等的組成部分，后者起著電子載體的作用，在葡萄糖、脂肪酸、氨基酸和嘌呤的氧化中起作用。44維生素和礦物質功能、性質和應用 穩(wěn)定性 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. 在堿性條件下迅速分解. 在光照下轉變?yōu)楣恻S素和光色素,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.NNNHNCH3CH3H2C（CHOH）3CH2OH光NNNHNOOOOCH3CH3CH3核黃素光黃素45維生素和礦物質功能、性質和應用 富含VB2的食品 在食品中核黃素與磷酸和蛋白質結合而形成復合物，動物性食品一般含核黃素較高，尤其以肝、腎和心的含

17、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一定量的核黃素。6.1.2.4. 尼克酸和尼克酰胺 維生素PP（Niacin）亦稱煙酸，維生素PP為尼克酸和尼克酰胺的總稱 。 結構NCONCOCHNH2 尼克酸（煙酰酸） 尼克酰胺（煙酰胺）46維生素和礦物質功能、性質和應用 生理功能 尼克酰胺為兩種重要的前NAD（輔酶）和NADP（輔酶 ）的組成，它們在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起著重要的作用。 穩(wěn)定性 維生素PP是維生素B族中最穩(wěn)定的。 對熱、光、空氣、酸和堿都不敏感。但蔬菜經非化學處理如淋洗和休整，會使VB5損失；豬肉和牛肉在貯藏過程中產生的損失是由生化反映引起的；而烤肉不會

18、帶來損失，不過烤下的肉滴中含有肉中VB5的26%；乳類加工中似乎沒有損失。 富含維生素PP的食品 食品中除玉米較缺外，其它食品都含有。玉米中缺乏會造成賴皮病，因為玉米蛋白中色氨酸含量較低，而色氨酸在體內可以轉化成尼克酸。在動物組織中的VB5的主要形式為尼克酰胺。 47維生素和礦物質功能、性質和應用6.1.2.5. VB6 （吡哆醛、吡哆醇、吡哆胺 ） 結構 功能HOCH2OHNH3CHOCH2OHNH3CHOCH2OHNH3CCH2OHCHOCH2NH2吡哆醛吡哆醇吡哆胺還原氧化VB6H3PO4H2O磷酸吡哆醛（胺）Pr脫酸酶轉氨酶參與體內代謝48維生素和礦物質功能、性質和應用 富含VB6的食

19、品 VB6廣泛分布在許多食品中，例如牛乳中的含量為54g100ml。此外它還存在于肉、肝、蔬菜、全谷粒和雞蛋黃中，所以不太會發(fā)生缺乏癥，對它的需要還隨蛋白質的高消耗而增加。 動物體內的VB6以吡哆醛和吡哆胺的形式存在，谷物主要為吡哆醇。 穩(wěn)定性 吡哆醇對熱、強酸和強堿都很穩(wěn)定，但在堿性溶液中對光敏感，尤其對紫外線更敏感。吡哆醛和吡哆胺當暴露在空氣中，加熱和遇光都會很快破壞，形成無活性的化合物如4吡哆酸。在三種化合物中以吡哆醛最為穩(wěn)定，可用來強化食品。 49維生素和礦物質功能、性質和應用 加工過程對牛乳及牛乳制品中的吡哆醇的影響如下：奶粉在巴氏消毒、均質及生產過程中損失不多，但高溫消毒可損失36

20、49。不僅加熱可引起損失，而且持續(xù)保存也會引起損失，這種損失可能是吡哆醛和活化的巰基基團相互作用而引起的，巰基是牛乳蛋白在加熱過程中形成的。將牛乳置透明玻璃中在日光下照射8h可使VB6損失2030，小麥粉碎過程中可損失8090，烘烤面包時損失17以上。 50維生素和礦物質功能、性質和應用 6.1.2.6.維生素VB7（生物素） 結構是由噻吩和尿素縮合的五元環(huán)，并帶有戊酸側鏈。 生理功能 VB7構成羧化酶（固定CO2 ）的輔酶，它與酶蛋白結合是通過它的羧基和Pr-lys-NH2結合形成肽鍵。富含VB7的食品 廣泛存在于動植物食品中，其中蔬菜、牛奶、水果中以游離態(tài)存在，內臟、種子和酵母中與蛋白質結

21、合。51維生素和礦物質功能、性質和應用生物素在脂肪酸合成中起著重要作用。人體：生物素的供應只是部分依靠膳食，而其中大部分是腸道細菌合成的。生物素可因食用生雞蛋清而失活，這是由一種抗生物素的糖蛋白所引起的。 穩(wěn)定性 VB7相當穩(wěn)定，加熱只引起少量損失，在空氣中，中性微酸性溶液中穩(wěn)定。生雞蛋因含有抗生物素糖Pr易使生雞蛋中VB7損失。6.1.2.7.葉酸 葉酸最初由肝臟分離出來，但后來發(fā)現綠色植物葉子中含量十分豐實，故名葉酸。結構： 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 。52維生素和礦物質功能、性質和應用 嘌呤、嘧啶合成和某些AA的特殊代謝。

22、富含VB11的食品 葉酸在許多食物中部存在，綠色蔬菜尤為豐富。 穩(wěn)定性 葉酸對熱、酸比較穩(wěn)定，但在中性和堿性條件下能很快地破壞，受光照射更易分解。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。 生理功能 葉酸 四氫葉酸：攜帶一碳基團參與葉酸還原酶VC NAPD+H+53維生素和礦物質功能、性質和應用生理功能 是生物體內合成HSCoA 的原料。 HSCoA 是?；D移酶的輔酶，在糖、脂類和Pr的代謝中起者載體作用。在空氣中穩(wěn)定，但對熱不穩(wěn)定，在堿性溶液中容易分解。6.1.2.8.泛酸又稱遍多酸，廣泛存在自然界，因而得名。結構 它由 Ala與、 二羥， 二甲基丁酸以肽

23、鍵相連的酸性物質，結構如下：CCHCNHCH2OHCH3CH3H2COHOHCH2COOH二羥，二甲基丁酸Ala，54維生素和礦物質功能、性質和應用 6.1.2.9 維生素B12(氰鈷胺素) 結構 VB12 (Cyanocobalamine)為一種紅色的晶體物質，它的分子結構比其它維生素的任何一種都要復雜，而且是唯一含金屬元素鈷的維生素 ， VB12有多種形式，有氰、羥、硝、甲、5 脫氧腺苷鈷胺素等。一般所稱的是氰鈷胺素，而氰鈷胺素是藥用VB12的常見形式，5 脫氧是VB12體內的主要形式。 生理功能 a.是生物體內變位酶的輔酶，如：55維生素和礦物質功能、性質和應用 b.甲鈷胺素是活潑甲基的

24、轉運者，參與許多化合物 的甲基化作用。 c.參與膽堿等合成（缺乏時：貧血、神經系統(tǒng)） 富含的食品 VB12的膳食來源主要是動物性食品，而植物中幾乎不存在，所以只有“素食者”才會發(fā)生VBl2的缺乏癥。一般瘦肉、肝、腎、魚、貝殼和牛乳中含量較豐富。天然的與結合存在，須經加熱或的Pr酶分解成自由型才被吸收。食品中的供給量可以滿足人體需要，但由于VB12的吸收與人體胃的幽門部粘摸分泌的一種糖蛋白密切相關，這種糖蛋白稱“內在因子”， VB12只有“與內在因子”結合后方可被腸壁吸收。所以“內在因子”的缺乏導致VB12的缺乏，此時需注射VB12 ，口服則無效。 目前，人們又發(fā)現一些物質，是人體生理機能必不可

25、少的，稱為生物營養(yǎng)強化劑。56維生素和礦物質功能、性質和應用 6.1.2.10 膽堿 膽堿在體內有幾個重要功能： 防止脂肪肝 膽堿 磷脂酰膽堿 VLDL（極低密度脂蛋白、肝內脂肪運出物質）。膽堿是一種“親脂劑”，可促進脂肪以卵磷脂的形式被輸送，或者提高脂肪酸本身在肝里的利用，防止脂肪在肝里的反常積累，保證肝的正常功能。 神經傳導 膽堿 已酰膽堿（一種神經逆質），它有助于一個神經元向另一個神經元傳導。它可幫助越過神經細胞的間隙，產生傳導脈沖。 促進代謝 膽堿 已酰膽堿（增加胃腸蠕動，有助于消化吸收）57維生素和礦物質功能、性質和應用6.1.2.11 肌醇 肌醇(inositol)是有6個羥基的六

26、碳環(huán)狀化合物。該物質有9種立體結構形式，但惟有肌型肌醇(圖6-24)才具有生物活性。 圖6-24 肌醇的化學結構(以1，4為軸，內消旋) 58維生素和礦物質功能、性質和應用目前對于肌醇的功能了解并不全面，已經知道的作用有：親脂肪作用(像膽堿一樣對脂肪有親和性)，可以促進機體產生磷脂，磷脂則有助于將肝臟脂肪轉運到細胞，所以肌醇能促進機體脂肪代謝，可以降低膽固醇。通過與膽堿的結合，肌醇能預防脂肪性動脈硬化及保護心臟。肌醇是磷酸肌醇的前體，磷酸肌醇存在于機體各種組織中，特別是腦髓中。 自然界中存在著豐富的肌醇，主要來源于腎、腦、肝、心、酵母、橘柑類水果等中；在谷物食品中，肌醇以植酸、植酸鹽的形式廣泛

27、存在，對谷物食品的礦物質營養(yǎng)產生影響。肌醇的穩(wěn)定性很高，耐酸、堿及加熱，所以食品加工中它的損失很少。59維生素和礦物質功能、性質和應用6.1.2.12 肉堿 人體可以合成肉堿(carnitine)，它的生理作用是將有機酸轉移通過生物膜，促進有機酸的利用或降低一些有機酸在細胞中的潛在毒性。它的化學結構為： (CH3)3NCH2CH(OH)CH2COO-60維生素和礦物質功能、性質和應用 肉堿也是不對稱分子，L-型的肉堿具有生物活性，D-型則無生物活性。肉堿一般存在于動物性食品中，以游離態(tài)或酯的形式存在，而植物食品中幾乎不存在肉堿。肉堿在食品加工中的變化也很小。 除以上3種物質外，還有黃酮、苦杏仁苷等其他一些有機化合物，但其在預防人體疾病、維持健康方面的作用還有待于進一步研究，這里就不作介紹。 61維生素和礦物質功能、性質和應用6.3 維生素在食品加工貯存中的變化 6.3. 1 成熟度 6.3. 2 部位 6.3. 3 采后與宰后處理的影響 6.3. 4 加工程度（修整和研磨）的影響 6.3. 5 浸提和殺青 6.3. 6 熱加工的影響 6.3. 7 化學藥劑處理的影響 6.3. 8 變質反應的影響62維生素和礦物質功能、性質