《營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)》課件5.第九節(jié) 維 生 素(vitamine)

1、 第九節(jié) 維 生 素 一、概 述 概念： 維生素（vitamin）是維持機(jī)體生命活動(dòng)過程所必需的一類微量的低分子有機(jī)化合物。維生素的種類很多，化學(xué)結(jié)構(gòu)各不相同，在生理上既不是構(gòu)成各種組織的主要原料，也不是體內(nèi)的能量來(lái)源，但它們卻在機(jī)體物質(zhì)和能量代謝過程中起著重要作用。特點(diǎn)：它們都是以其本體的形式或可被機(jī)體利用的前體形式存在于天然食物中，大多數(shù)的維生素在機(jī)體內(nèi)不能合成，雖然需要量很小，但必須由食物提供；少部分的維生素，如維生素D可由機(jī)體合成；維生素K和生物素可由腸道細(xì)菌合成，但合成的量并不能完全滿足機(jī)體的需要，因而不能替代從食物中獲得這些維生素。 按發(fā)現(xiàn)順序，以英文字母命名，如維生素A、B、C等

2、；按生理功能，如抗壞血酸、抗干眼病因子等；按化學(xué)結(jié)構(gòu)，如視黃醇、硫胺素和核黃素等。命名 :按三個(gè)系統(tǒng)分類：根據(jù)維生素的溶解性可將其分成兩大類：脂溶性維生素 包括維生素A、D、E、K。 水溶性維生素 包括B族維生素(維生素Bl、B2、PP、B6、葉酸、B12、泛酸、生物素等)和維生素C。各類維生素的體內(nèi)代謝特點(diǎn) 脂溶性維生素 在食物中常與脂類共存，其吸收與腸道中脂類密切相關(guān)；易儲(chǔ)存于體內(nèi)，而不易排出體外（除維生素K外）；攝取過多，易在體內(nèi)蓄積而導(dǎo)致毒性作用；攝入過少，可緩慢地出現(xiàn)缺乏癥狀。體內(nèi)僅有少量?jī)?chǔ)存，較易自尿中排出（維生素B12例外）；大多數(shù)以輔酶形式參與機(jī)體物質(zhì)代謝；體內(nèi)沒有非功能性的單

3、純儲(chǔ)存形式，當(dāng)機(jī)體飽和后，攝入的維生素從尿中排出；反之，若組織中的維生素耗竭，則給予的維生素將大量被組織攝取利用，故從尿中排出量減少；一般無(wú)毒性，但過量攝入時(shí)也可能出現(xiàn)毒性；攝入過少，可較快出現(xiàn)缺乏癥狀。 水溶性維生素維生素缺乏的原因和分類 1、缺乏原因 維生素?cái)z入量不足 吸收利用降低 維生素需要量相對(duì)增高2、分類 按缺乏原因可分為原發(fā)性和繼發(fā)性 按缺乏的程度又可將維生素缺乏分為臨床缺乏和亞臨床缺乏 3、發(fā)生過程 人體維生素缺乏是一個(gè)漸進(jìn)的過程，首先儲(chǔ)備量有關(guān)代謝異常生化指標(biāo)及生理功能改變組織病理改變臨床體征 在臨床上常見多種維生素混合缺乏的癥狀和體征。(七)相互關(guān)系 維持好各種維生素之間以及

4、維生素與其它營(yíng)養(yǎng)素之間的平衡非常重要，如果攝入某一種營(yíng)養(yǎng)素不適當(dāng)，可能引起或加劇其它營(yíng)養(yǎng)素的代謝紊亂。 例如：維生素E的抗氧化作用依賴谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化物質(zhì)的協(xié)同作用，而谷胱甘肽過氧化物酶功能有需要有微量元素硒的存在。 硫胺素、核黃素和尼克酸與能量代謝有密切關(guān)系，所以它們的需要量都是隨著熱能需要量增高而增加。 維生素E可促進(jìn)維生素A在肝內(nèi)的儲(chǔ)存，高劑量的維生素E可干擾維生素K的吸收并拮抗其功能。 二、維生素A (一)概念和理化性質(zhì) 1、概念： 維生素A類是指含有視黃醇（retinol）結(jié)構(gòu)，并具有其生物活性的一大類物質(zhì)，包括已形成的維生素A（preformed vitamin A）和維

5、生素A原（provitamin A）以及其代謝產(chǎn)物。 維生素A原：可在小腸和肝細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)變成視黃醇和視黃醛的類胡蘿卜素稱為維生素A原。 理論上一克分子胡蘿卜素應(yīng)轉(zhuǎn)變成二分子維生素A，但由于胡蘿卜素的吸收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于維生素A，僅為攝入量的13，而吸收后在體內(nèi)轉(zhuǎn)換成維生素A的轉(zhuǎn)換率為12，因此就生理活性而言，攝入6g胡蘿卜素才相當(dāng)于lg維生素A。視黃醇當(dāng)量(retinol equivalents，RE)： 表示膳食或食物中全部具有視黃醇活性物質(zhì)(包括已形成的維生素A和維生素A原)的總量(g)。換算關(guān)系如下：1g視黃醇=1g視黃醇當(dāng)量(RE)lg-胡蘿卜素=0.167g視黃醇當(dāng)量 1g其它維生素A原=0

6、.084g視黃醇當(dāng)量1IU維生素A=0.3g視黃醇膳食或食物中總視黃醇當(dāng)量(gRE)=視黃醇(g)+ -胡蘿卜素(g)0.167+其它維生素A(g) 0.084 2、理化特性 維生素A和胡蘿卜素都對(duì)酸、堿和熱穩(wěn)定，一般烹調(diào)和罐頭加工不易破壞。 易被空氣中的氧所氧化破壞，紫外線、高溫可加速破壞。脂肪酸敗可引起其嚴(yán)重破壞，當(dāng)脂肪氧化變質(zhì)時(shí)，其中的維生素A即行破壞。 當(dāng)食物中含有抗氧化劑時(shí)，視黃醇和胡蘿卜素較為穩(wěn)定。(二)吸收與代謝1、消化吸收：食物中的視黃基酯和維生素A原類胡蘿卜素在胃腸道消化酶的作用下被水解釋放，釋放出的游離視黃醇以及類胡蘿卜素與其他脂溶性食物成分形成膠團(tuán)(micelles)，通

7、過小腸絨毛的糖蛋白層進(jìn)人腸黏膜細(xì)胞。膳食中約70-90的視黃醇，20-50的類胡蘿卜素被吸收，類胡蘿卜素的吸收隨其攝入量的增加而降低，有時(shí)甚至低于5。 圖1 類胡蘿卜素和維生素A在小腸的吸收過程 2、轉(zhuǎn)運(yùn)：視黃基酯，并與少量的未經(jīng)酯化的視黃醇、胡蘿卜素?zé)N和葉黃素一同摻入乳糜微粒進(jìn)入淋巴，經(jīng)胸導(dǎo)管進(jìn)入肝臟。3、儲(chǔ)存：維生素A以酯的形式儲(chǔ)存于肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和星狀細(xì)胞。營(yíng)養(yǎng)良好者肝中可儲(chǔ)存維生素A總量的90以上， 腎臟中維生素A儲(chǔ)存量約為肝臟的1，眼色素上皮中也儲(chǔ)存有少量維生素A，它是視網(wǎng)膜備用庫(kù)。攝入的維生素A與全身的儲(chǔ)存可在兩周內(nèi)達(dá)到平衡。4、排泄：維生素A的代謝產(chǎn)物，約70%由腸道排泄，約30%由

8、腎臟排泄。圖2 維生素A在肝臟的代謝、血漿的轉(zhuǎn)運(yùn)和靶組織的攝取(三)生理功能 1維持正常視覺：合成視紫紅質(zhì) 2維持細(xì)胞的正常生長(zhǎng)與分化：通過影響DNA的轉(zhuǎn)錄和蛋白的表達(dá)，調(diào)節(jié)機(jī)體多種組織細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化等多種功能，包括神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、眼睛、四肢和上皮組織等。 3.維護(hù)上皮組織細(xì)胞的健康 ：參與細(xì)胞膜表面糖蛋白合成，不足時(shí)上皮基底層增生變厚，表層角化、干燥等，削弱了機(jī)體屏障作用，易于感染。在兒童，極易合并發(fā)生呼吸道感染及腹瀉。 4維持機(jī)體正常免疫功能：維生素A通過對(duì)免疫相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控而參與免疫功能的調(diào)節(jié)?？烧{(diào)節(jié)細(xì)胞和體液免疫功能，該作用可能與增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活力以及改變淋巴

9、細(xì)胞的生長(zhǎng)或分化有關(guān)。 5抗氧化作用：類胡蘿卜素能捕捉自由基(free radicals)，淬滅單線態(tài)氧(single oxygen，1O2)，提高抗氧化防御能力。 6、抑癌作用：維生素A抑制腫瘤的作用可能與其調(diào)節(jié)細(xì)胞的分化、增殖和凋亡有關(guān)，也可能與抗氧化功能有關(guān)。 (四)缺乏與過量 1、缺乏： 暗適應(yīng)能力下降、夜盲癥、干眼病、畢脫氏斑、角膜軟化、穿孔失明。 上皮干燥、增生、角化、毛囊丘疹與毛發(fā)脫落、免疫力低下，貧血等。 2、過量 攝入大劑量維生素A可引起急性、慢性及致畸毒性 成人RNI100倍,兒童RNI20倍可引起急性中毒，表現(xiàn)為：早期惡心、嘔吐、頭痛、眩暈、視覺模糊、肌肉失調(diào)、嬰兒囟門突

10、起。當(dāng)劑量更大時(shí)，可出現(xiàn)嗜睡、厭食、少動(dòng)、反復(fù)嘔吐，及大量 12g (RNI的13000倍）可致死亡。 維生素A使用劑量為其RDA的10倍以上時(shí)可發(fā)生慢性中毒。常見癥狀是頭痛、食欲降低、脫發(fā)、肝大、長(zhǎng)骨末端外周部分疼痛、肌肉疼痛和僵硬、皮膚干燥瘙癢、復(fù)視、出血、嘔吐和昏迷等。 大量攝入類胡蘿卜素可出現(xiàn)高胡蘿素卜血癥，易出現(xiàn)類似黃疸的皮膚，但停止使用類胡蘿卜素，癥狀會(huì)慢慢消失，未發(fā)現(xiàn)其他毒性。 (五)營(yíng)養(yǎng)狀況鑒定 1血清維生素A水平 成人血清維生素A的正常含量范圍為1.53.0mol/L。2相對(duì)劑量反應(yīng)試驗(yàn)(relative dose response test，RDR)3視覺暗適應(yīng)功能測(cè)定 4

11、血漿視黃醇結(jié)合蛋白 5. 穩(wěn)定放射性核素測(cè)定6眼結(jié)膜印跡細(xì)胞學(xué)法 7. 眼部癥狀檢查 (六)膳食參考攝入量及食物來(lái)源1、參考攝入量 RNI：男性800g RE /d，女性700g RE /d UL：成人3000g RE /d， 孕婦2400g RE /d 2、食物來(lái)源： 維生素A最好的來(lái)源是各種動(dòng)物肝臟、魚肝油、魚卵、全奶、奶油、禽蛋等； 維生素A原的良好來(lái)源是深綠色或紅黃色的蔬菜和水果。三、維生素C（抗壞血酸）(一）理化性質(zhì) 1、極易溶于水，微溶于乙醇，不溶于非極性有機(jī)溶劑。2、維生素C的水溶液不穩(wěn)定：在有氧存在或堿性環(huán)境中極易氧化，還原型抗壞血酸被氧化成脫氫型抗壞血酸。若進(jìn)一步氧化或水解，

12、其環(huán)狀結(jié)構(gòu)斷裂為二酮古洛糖酸(diketogulonic acid)時(shí)便喪失抗壞血酸活性。3、銅、鐵等金屬離子可促進(jìn)維生素C的氧化反應(yīng)過程：因此，有Cu2+、Fe3+存在時(shí)可加速維生素C的破壞。 (二)吸收與代謝1、吸收： 維生素C在小腸被主動(dòng)吸收（主）和被動(dòng)簡(jiǎn)單擴(kuò)散吸收（次）。當(dāng)攝入量不足100mg時(shí)，吸收率為8090%，吸收率隨攝入量的增加而降低。 維生素c在吸收前被氧化成脫氫型抗壞血酸，被快速吸收。脫氫型抗壞血酸進(jìn)入小腸黏膜細(xì)胞后在其還原酶的作用下很快形成還原成維生素c，在這種氧化還原反應(yīng)中谷胱甘肽氧化成氧化型谷胱甘肽。 胃酸缺乏時(shí)，維生素c的吸收減少。2、體內(nèi)分布：維生素c被吸收后分布

13、于體內(nèi)所有的水溶性結(jié)構(gòu)中,含量最高的組織有骨骼肌、腦和肝臟 正常成人體內(nèi)可貯存1.22.Og，最高3.Og維生素c。故攝入無(wú)維生素c膳食時(shí)，在一定時(shí)期內(nèi)不致出現(xiàn)缺乏癥狀。3、排泄：腎排（主），受腎閾值、攝入量、體內(nèi)儲(chǔ)存、腎功能的制約。腸排（次）。 一般情況下，血漿維生素c含量與尿排出量有密切聯(lián)系。(三)生理功能1抗氧化作用：維生素c是機(jī)體內(nèi)一種很強(qiáng)的抗氧化劑，可直接與氧化劑作用，使氧化型谷胱甘肽還原為還原型谷胱甘肽，從而發(fā)揮抗氧化作用。維生素c也可還原超氧化物、羥基、次氯酸以及其他活性氧化劑。2作為羥化過程底物和酶的輔助因子：體內(nèi)維生素c不足時(shí)，脯氨酸和賴氨酸的羥基化過程不能正常進(jìn)行，影響膠原

14、蛋白的合成，導(dǎo)致創(chuàng)傷愈合延緩，毛細(xì)血管壁脆性增加，引起不同程度出血。3改善鐵、鈣和葉酸的利用： 維生素c能使難以被吸收利用的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，促進(jìn)腸道對(duì)鐵的吸收。 維生素c可在胃中形成一種酸性介質(zhì)，防止不溶性鈣絡(luò)合物的生成及發(fā)生沉淀,促進(jìn)鈣的吸收。 維生素C可將葉酸還原成有生物活性的四氫葉酸，防止發(fā)生巨幼紅細(xì)胞貧血。4促進(jìn)類固醇的代謝：維生素c參與類固醇的羥基化反應(yīng)，促進(jìn)代謝進(jìn)行，如由膽固醇轉(zhuǎn)變成膽酸、皮質(zhì)激素及性激素，降低血清膽固醇，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。5清除自由基：維生素c是一種重要的自由基清除劑，它通過逐級(jí)供給電子而變成三脫氫抗壞血酸和脫氫抗壞血酸，以清除O2.、OH.、 NO、N

15、02等自由基，在保護(hù)DNA、蛋白質(zhì)膜結(jié)構(gòu)免遭損傷和抗衰老方面起著重要作用。6參與合成神經(jīng)遞質(zhì)：維生素c充足時(shí)大腦中可產(chǎn)生兩種神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素和5一羥色胺。如果維生素c缺乏，則神經(jīng)遞質(zhì)的形成受阻。7其他作用： 維生素c能促進(jìn)抗體形成，增加人體抵抗力，對(duì)于進(jìn)入人體內(nèi)的有毒物質(zhì)如汞、鉛、砷、苯以及某些藥物和細(xì)菌毒素，給以大量的維生素c可緩解其毒性。（四）缺乏與過量1、缺乏： 若體內(nèi)貯存量低于300mg，將出現(xiàn)缺乏癥狀，可患?jí)难　?臨床表現(xiàn)可有機(jī)體抵抗力下降，牙齦炎、傷口愈合遲緩，輕度貧血。嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，消化不良。骨質(zhì)疏松等。 全身點(diǎn)狀出血，起初局限于毛囊周圍及齒齦等處，進(jìn)一步發(fā)展可有皮下

16、組織、肌肉、關(guān)節(jié)和腱鞘等處出血，甚至形成血腫或瘀斑。 2、過量： 維生素c的毒性很低，在體內(nèi)分解代謝的最終產(chǎn)物是草酸，長(zhǎng)期過量服用有增加尿路結(jié)石的危險(xiǎn)，也有每日攝取2-8克出現(xiàn)惡心、腹痛、腹瀉鐵吸收過量等不良反應(yīng)。 (五)機(jī)體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià) 1、負(fù)荷試驗(yàn)： 一般采用的方法為讓受試者口服維生素C500mg，收集4小時(shí)尿，測(cè)定抗壞血酸的排出總量。若10mg為正常，16為不足，25為缺乏。 維生素B2：全血谷胱甘肽還原酶活力系數(shù) 紅細(xì)胞內(nèi)的氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione，GSS)在谷胱甘肽還原酶作用下還原成還原型谷胱甘肽(reduced glutathione，GSH。)，F(xiàn)

17、AD作為谷胱甘肽還原酶的輔酶催化這一反應(yīng)。該酶的活性系數(shù)(activitv coefficient，Ac)為加入FAD前后谷胱甘肽還原酶活性的比值，1.4為缺乏。 維生素PP： 2-吡啶酮N1-MN比值 在正常情況下，成人尿中煙酸的代謝產(chǎn)物N1-MN占2030，2-吡啶酮占40一60。當(dāng)煙酸攝入不足時(shí)，2-吡啶酮在缺乏癥出現(xiàn)之前便消失，故2-吡啶酮N1-MN比值可反映機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)狀況。一般認(rèn)為比值在1.34.0之間為正常，1.3表明有潛在性缺乏。該指標(biāo)受蛋白質(zhì)攝入水平的影響較大，對(duì)邊緣性煙酸缺乏不敏感。5、食物來(lái)源不同 維生素B1：廣泛存在各類食物中，其良好來(lái)源是動(dòng)物的內(nèi)臟(肝、腎、心)禽蛋和瘦肉，全谷、豆類和堅(jiān)果。目前谷物仍為我國(guó)傳統(tǒng)膳食中攝取硫胺素的主要來(lái)源。不過，過度碾磨的精白米、精白面會(huì)造成硫胺素大量丟失。過分淘米或烹調(diào)中加堿也可導(dǎo)致維生素B1大量損失。維生素B2： 廣泛存在于動(dòng)、植物性食物中。 動(dòng)物性食品較植物性食物含量高。動(dòng)物肝臟、腎臟、心臟、乳汁及蛋類含量尤為豐富；植物性食品以綠色蔬菜、豆類含量較高，而谷類含量較少。 維生素B2在堿性溶液中易分解，對(duì)光敏感，所以食品加工過程中加堿，貯存和運(yùn)輸過程中曬及不避