功能食品學論文

1、暮訪呆渤*著“ 1018050171Ms-麗 Mw-K +1濟沖嬲nn“wclrr廊測2。114 13維C與健康維生素C (Vitamin C , Ascorbic Acid)又叫L-抗壞血酸，是一種水溶性 維生素。食物中的維生素C被人體小腸上段吸收。一旦吸收，就分布到體內(nèi)所有 的水溶性結(jié)構(gòu)中，正常成人體內(nèi)的維生素C代謝活性池中約有1500mg維生素C， 最高儲存峰值為3000mg維生素C。正常情況下，維生素C絕大部分在體內(nèi)經(jīng)代 謝分解成草酸或與硫酸結(jié)合生成抗壞血酸-2-硫酸由尿排出；另一部分可直接由 尿排出體外。維C的發(fā)展歷程壞血病，是幾百年前就知道的疾病，但是由于以前人類對它發(fā) 生的原因不

2、了解，當時被稱作不治之癥，且死亡率很高。一直到1911年，人類才確定它是因為缺乏維生素C而產(chǎn)生的。在18世紀，壞血病在遠洋航 行的水手中非常普遍(他們遠離陸地，缺乏新鮮水果和蔬菜)，也流行在 長期困戰(zhàn)的陸軍士兵中、長期缺乏食物的社區(qū)、被圍困的城市、監(jiān)獄犯人 和勞工營中。例如140年前加州的淘金工人和90年前阿拉斯加的淘金工人 都有大批的壞血病病例。壞血病開始的時候癥狀是四肢無力，精神消退，煩躁不安，做任何工 作都易疲憊，皮膚紅腫。病人覺得肌肉疼痛，精神抑郁。然后他的臉部腫 脹，牙齦出血，牙齒脫落，口臭。皮膚下大片出血(看來像是嚴重的打傷)。 最后是嚴重疲憊、腹瀉呼吸困難，骨折，肝腎衰竭而致死亡

3、。早年航海人 員因壞血病死亡的災難不可枚舉，因為他們在航行時的食物是面餅、魚和 咸肉，含有很少的維生素C。1497年7月9日到1498年5月30日，葡萄牙航海家達伽馬(Vasco da Gama )發(fā)現(xiàn)繞過非洲到達印度的航線，他的160個船員中，有100多人死于壞血病。1519年，葡萄牙航海家麥哲倫率領(lǐng)的遠洋船隊從南美洲東岸向 太平洋進發(fā)。三個月后，有的船員牙床破裂了，有的船員流鼻血，有的船 員渾身無力，待船到達目的地時，原來的200多人，活下來的只有35人，人們對此找不出原因。1536年法國探險家Jacques Cartier在發(fā)現(xiàn)圣勞倫 斯河之后，溯流而上抵達魁北克過冬。探險隊中24人死于

4、壞血病，其它多人也都病重。有一位印第安人教他們飲用一種arbor vitae (Thujaoccidentalis )樹葉泡的茶，就治好了這些人。后來發(fā)現(xiàn)這種樹的 葉子里每100克含有50毫克的維生素C。相對于在15世紀中國明朝的鄭和多次率領(lǐng)下西洋的事跡記載，并無發(fā)現(xiàn) 有大量船員因長期航行而染上壞血病而死，這與當時鄭和船隊帶備蔬菜和 水果有關(guān)，亦可見蔬菜和水果內(nèi)的物質(zhì)(后來發(fā)現(xiàn)是維生素C)對防治壞血病有很大的幫助。1907年Axel Holst和TheodorFrolich使用天竺鼠做壞血病實驗得出 天竺鼠和靈長類(包括人類)都不能自己制造維他命C的結(jié)論。1912年，波蘭裔美國科學家卡西米爾馮

5、克，綜合了以往的試驗結(jié)果， 發(fā)表了維生素的理論。他認定自然食物中有四種物質(zhì)可以防治夜盲癥，腳 氣病，壞血病，和佝僂病。這些物質(zhì)被豐克稱為“維持生命的胺素(Vitamine ) ”，因為拉丁文中的vita意思是生命。馮克以為這些物質(zhì)都 含有氮或胺基，所以加上胺素Amine的結(jié)尾。后來發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)并不含氮， 所以改稱為Vitamin，中文稱為維生素或維他命，四種物質(zhì)分別被稱為維生 素A，維生素B，維生素C和維生素D。中文分別稱為維生素甲，維生素乙， 維生素丙，和維生素丁。后來發(fā)現(xiàn)的就依英文字母順序一直排到維生素K。維生素B里面又發(fā)現(xiàn)有許多不同成份，就有了維生素B1，B2，B3，B6及B12 等名稱

6、。1928年匈牙利生化學家 Albert Szent-Gyorgyi在英國化學FrederickGowlandHopkins的實驗室中成功地從牛的副腎腺中分離出1克純粹的維他命C。1930Szent-Gyorgyi和Haworth將維他命C命名為抗壞血酸1933年瑞士化學家Tadeus Reichstein發(fā)明了維生素C的工業(yè)生產(chǎn)法。1970年兩次獲得諾貝爾獎的化學家萊納斯鮑林出版 維生素C治感 冒(Vitamin C and CommonCold ) 一書。提出高劑量(遠遠超過0)的維 生素C可以預防和治療感冒。1979年EwanCameron醫(yī)師和鮑林出版癌癥和維生素(Cancer and

7、 VitaminC ) 一書。提出高劑量的維生素C可以幫助癌癥患者及治療一些癌 癥。1990初期中國國內(nèi)成立了 26家藥廠用二步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素 C。1992年MathiasRath醫(yī)師和鮑林發(fā)表根絕心臟病宣言(Call to Abolish HeartDiseases )，宣稱維生素C可以治療心臟和血管的各種病癥。 他們并且推廣治療心臟病的鮑林藥方(PaulingRecipe)，其中的成分是維生 素C與兩種氨基酸賴氨酸和脯氨酸。他們認為這三種化合物同服可以防止 及清除冠狀動脈的阻塞。2002年的嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥(SARS)危機時，賴斯Rath醫(yī)師在香 港和新加坡刊登巨幅廣告，忠告華人大

8、眾非典不是絕癥，是可以用維生素 C 治療的。維C的提煉技術(shù)目前，工業(yè)上生產(chǎn)維生素C采用二步發(fā)酵法，此法是在1975年由中國科學院 上海生物技術(shù)研究所研究出來的，屬我國首創(chuàng)。發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C可以分為發(fā) 酵、提取和轉(zhuǎn)化三大步驟。即先從D-山梨醇發(fā)酵，提取出維生素C前體2-酮基 -L-古龍酸，再用化學法轉(zhuǎn)化為維生素C。第一步發(fā)酵：黑醋酸菌（Acetobactersuboxydans）經(jīng)種子擴大培養(yǎng)，接入發(fā)酵 罐，種子和發(fā)酵培養(yǎng)基主要包括山梨醇、玉米漿、酵母膏、碳酸鈣等成份，pH 5.05.2。醇濃度控制在2427%，培養(yǎng)溫度2930 C，發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液經(jīng)低 溫滅菌，移入第二步發(fā)酵罐作原料。D-

9、山梨醇轉(zhuǎn)化L-山梨糖的生物轉(zhuǎn)化率達98% 以上。第二步發(fā)酵：氧化葡萄糖酸桿菌（Gluconobacteroxydans，小菌）和巨大芽孢桿菌 （Bacillus megaterium，大菌）混合培養(yǎng)。生產(chǎn)維生素C的發(fā)酵罐均在100 m3 以上，瘦長型，無機械攪拌，采用氣升式攪拌。種子和發(fā)酵培養(yǎng)基的成份類似， 主要有L-山梨糖、玉米漿、尿素、碳酸鈣、磷酸二氫鉀等，pH值為7.0。大、 小菌經(jīng)二級種子擴大培養(yǎng)，接入含有第一步發(fā)酵液的發(fā)酵罐中，2930 C下通入 大量無菌空氣攪拌，培養(yǎng)72h左右結(jié)束發(fā)酵，L-山梨糖生成2-酮基-L-古龍酸的 轉(zhuǎn)化率可達7085%。2-酮基-L-古龍酸的分離提純：經(jīng)二

10、步發(fā)酵法兩次發(fā)酵以后，發(fā)酵液中僅含8%左 右的2-酮基-L-古龍酸，且殘留菌絲體、蛋白質(zhì)和懸浮的固體顆粒等雜質(zhì)，常采 用加熱沉淀法、化學凝聚法、超濾法分離提純。傳統(tǒng)工藝是加熱沉淀法，發(fā)酵液 經(jīng)靜置沉降后通過732氫型離子交換樹脂柱，調(diào)節(jié)pH全蛋白質(zhì)等電點，并加熱 使蛋白質(zhì)凝固，然后用高速離心機分離出菌絲、蛋白和微粒，清液再次通過陽離 子交換柱，酸化為2-酮基-L-古龍酸的水溶液，濃縮結(jié)品后得到2-酮基-L-古龍 酸。2-酮基-L-古龍酸的化學轉(zhuǎn)化:將維生素C前體2-酮基-L-古龍酸轉(zhuǎn)化為維生素C， 常采用堿轉(zhuǎn)化法。2-酮基-L-古龍酸在甲醇中用濃硫酸催化酯化生成2-酮基-L- 古龍酸甲酯，加N

11、aHCO3轉(zhuǎn)化生成維生素C鈉鹽，經(jīng)氫型離子交換樹脂酸化得到 維生素C。粗品經(jīng)結(jié)品精制得維生素C成品。維C的功效食用富含維生素c的食物可防曬，膠原蛋白不能正常合成，導致細胞連接障 礙。人體由細胞組成，細胞靠細胞間質(zhì)把它們聯(lián)系起來，細胞間質(zhì)的關(guān)鍵成分是 膠原蛋白。膠原蛋白占身體蛋白質(zhì)的1/3,生成結(jié)締組織，構(gòu)成身體骨架。如骨 骼、血管、韌帶等，決定了皮膚的彈性，保護大腦，并且有助于人體創(chuàng)傷的愈合。 治療壞血病血管壁的強度和VC有很大關(guān)系。微血管是所有血管中最細小的，管壁可能 只有一個細胞的厚度，其強度、彈性是由負責連接細胞具有膠泥作用的膠原蛋白 所決定。當體內(nèi)VC不足，微血管容易破裂，血液流到鄰近

12、組織。這種情況在皮 膚表面發(fā)生，則產(chǎn)生淤血、紫癍；在體內(nèi)發(fā)生則引起疼痛和關(guān)節(jié)漲痛。嚴重情況 在胃、腸道、鼻、腎臟及骨膜下面均可有出血現(xiàn)象，乃至死亡。預防牙齦萎縮、出血健康的牙床緊緊包住每一顆牙齒。牙齦是軟組織，當缺乏蛋白質(zhì)、鈣、VC 時易產(chǎn)生牙齦萎縮、出血。預防動脈硬化可促進膽固醇的排泄，防止膽固醇在動脈內(nèi)壁沉積，甚至可以使沉積的粥樣 斑塊溶解?？寡趸瘎┛梢员Ｗo其它抗氧化劑，如維生素A、維生素E、不飽和脂肪酸，防止自由 基對人體的傷害。治療貧血使難以吸收利用的三價鐵還原成二價鐵，促進腸道對鐵的吸收，提高肝臟對 鐵的利用率，有助于治療缺鐵性貧血。防癌豐富的膠原蛋白有助于防止癌細胞的擴散；VC的抗

13、氧化作用可以抵御自由 基對細胞的傷害防止細胞的變異；阻斷亞硝酸鹽和仲胺形成強致癌物亞硝胺。曾 有人對因癌癥死亡病人解剖發(fā)現(xiàn)病人體內(nèi)的VC含量幾乎為零。保護細胞、解毒，保護肝臟在人的生命活動中，保證細胞的完整性和代謝的正常進行至關(guān)重要。為此， 谷胱甘肽和酶起著重要作用。谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸組成的短肽，在體內(nèi)有氧化還原作用。 它有兩種存在形式，即氧化型和還原型，還原型對保證細胞膜的完整性起重要作 用。VC是一種強抗氧化劑，其本身被氧化，而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。酶是生化反應(yīng)的催化劑，有些酶需要有自由的巰基（-SH）才能保持活性。 VC能夠使雙硫鍵（

14、-S-S）還原為-SH，從而提高相關(guān)酶的活性，發(fā)揮抗氧化的作 用。從以上可知，只要VC充足，則VC、谷胱甘肽、-SH形成有力的抗氧化組合 拳，清除自由基，阻止脂類過氧化及某些化學物質(zhì)的毒害作用，保護肝臟的解毒 能力和細胞的正常代謝。提高人體的免疫力白細胞含有豐富的VC，當機體感染時白細胞內(nèi)的VC急劇減少。VC可增強中 性粒細胞的趨化性和變形能力，提高殺菌能力。促進淋巴母細胞的生成，提高機體對外來和惡變細胞的識別和殺滅。參與免疫球蛋白的合成。提高CI補體酯酶活性，增加補體CI的產(chǎn)生。促進干擾素的產(chǎn)生，干擾病毒mRNA的轉(zhuǎn)錄，抑制病毒的增生。提高機體的應(yīng)急能力人體受到異常的刺激，如劇痛、寒冷、缺氧

15、、精神強刺激，會引發(fā)抵御異常 刺激的緊張狀態(tài)。該狀態(tài)伴有一系列身體，包括交感神經(jīng)興奮、腎上腺髓質(zhì)和皮 質(zhì)激素分泌增多。腎上腺髓質(zhì)所分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素是有酪氨酸轉(zhuǎn)化 而來，在此過程需要VC的參與。維C的市場需求我國維生素C生產(chǎn)與消費嚴重不平衡。我國大部份維生素C依賴出口，而國內(nèi)消費嚴重不足，維生素C每年用量僅為4000噸左右，我國維生素C人均年用量不足4 克，遠遠低于歐美發(fā)達國家的人均年用量 60克一90克。在美國和歐洲，供藥用的維生素 C僅占維生素C總消耗量的1%，其中60%70% 用作保健食品原料，其余作為飼料添加劑、化妝品原料和其他用途。按歐美發(fā)達國家人均年用量的五分之一計， 國內(nèi)的需求量就有100%的增長率。國 際市場對維生素C的需求量始終在不斷上升之中。