第7章維生素與礦物質(zhì)

Chapter7VitaminandMinerals維生素與礦物質(zhì)維生素維生素概述食品中的脂溶性維生素食品中的水溶性維生素食品中維生素?fù)p失的常見原因維生素知識(shí)點(diǎn)從化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)和掌握常見維生素的理化性質(zhì)、穩(wěn)定性，在食品加工、貯藏中所發(fā)生的變化及其對(duì)食品品質(zhì)的影響重點(diǎn)常見維生素化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及其食品加工穩(wěn)定性影響食品維生素含量的影響因素難點(diǎn)維生素C的理化性質(zhì)及其氧化還原反應(yīng)維生素E抗氧化和清除自由基的反應(yīng)機(jī)理維生素概述維生素(Vitamin)是活細(xì)胞為了維持正常生理功能所必需的、微量的天然有機(jī)物質(zhì)的總稱。大部分維生素不能在人體內(nèi)合成，或不能在體內(nèi)大量?jī)?chǔ)存，因此必須定期從外界食物中攝取。目前對(duì)各種維生素最常用的是他們的俗名，如抗壞血酸、視黃醇等。維生素概述維生素的主要生理功能缺乏VA會(huì)出現(xiàn)夜盲癥、干眼病和皮膚干燥缺乏VB1可患腳氣病缺乏VB2可患唇炎、口角炎、舌炎和陰囊炎缺乏VB12可患惡性貧血缺乏VC與血管彈性有關(guān)，可患?jí)难∪狈D可患佝僂病其他功能輔酶或輔酶前體。大部分水溶性維生素都能作為輔酶。如煙酸，葉酸等抗氧化劑:VE，VC維生素概述維生素相關(guān)概念前維生素或維生素原(provitamin):化學(xué)結(jié)構(gòu)上與某種維生素類似，經(jīng)過機(jī)體簡(jiǎn)單的代謝反應(yīng)即可轉(zhuǎn)變成維生素化合物。如β-胡蘿卜素能轉(zhuǎn)變?yōu)閂A；7-脫氫膽固醇可轉(zhuǎn)變?yōu)閂D3。注意:

如果某一化合物需要經(jīng)許多復(fù)雜代謝反應(yīng)才能成為維生素，則不能稱為維生素原。如色氨酸要經(jīng)過多個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟才能夠形成尼克酸，因此色氨酸不能被稱為維生素原。同效維生素(vitamer):化學(xué)結(jié)構(gòu)與維生素相似，并具有維生素作用和活性的衍生物。如視黃醇酯、視黃醛、視黃酸是VA的同效維生素?？咕S生素(antivitamin):化學(xué)結(jié)構(gòu)類似維生素，但與維生素有競(jìng)爭(zhēng)作用、具有對(duì)抗維生素作用的物質(zhì)。如雙香豆素抗VK；甲氨蝶呤抗葉酸代謝。維生素概述維生素的溶解性脂溶性:VA、VD、VE等水溶性:VB族和VC

項(xiàng)目脂溶性維生素水溶性維生素化學(xué)組成含碳、氫、氧除碳、氫、氧外，有的還含有氮、硫等溶解性溶于脂肪及脂溶劑溶于水吸收排泄隨脂肪吸收進(jìn)入淋巴系統(tǒng)血液吸收積存性大部分積存于體內(nèi)一般體內(nèi)無(wú)積存缺乏癥出現(xiàn)時(shí)間緩慢相對(duì)較快毒性易引起中毒幾乎無(wú)毒性穩(wěn)定性大多數(shù)穩(wěn)定性強(qiáng)大多數(shù)穩(wěn)定性差水溶性維生素維生素C

又稱抗壞血酸(AscorbicAcid,AA)，是六碳不飽和多羥基內(nèi)酯，具有烯二醇基團(tuán)，還原性很強(qiáng)。C3的羥基易電離釋放H+，故具有有機(jī)酸的性質(zhì)。具有4種異構(gòu)體：L-抗壞血酸、L-異抗壞血酸(C5異構(gòu))、D-抗壞血酸(C4異構(gòu))、D-異抗壞血酸。L-抗壞血酸VC生物活性最高。D-抗壞血酸無(wú)活性，但還原性強(qiáng)。VC以氧化型或還原型存在，從而作為受氫體和供氫體，參與體內(nèi)的許多生物氧化還原反應(yīng)。p241L-抗壞血酸123維生素C

有氧降解氧氣可將AA氧化為脫氫抗壞血酸(DHAA)。如果在還原劑存在下，此反應(yīng)為可逆反應(yīng)。DHAA易不可逆地水解成2,3-二酮古洛糖酸(DKG，不具AA活性)。DKG再次氧化脫水會(huì)產(chǎn)生高不飽和產(chǎn)物和多聚物。AA在人體內(nèi)的氧化、分解與代謝是經(jīng)過2,3-二酮古洛糖酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘K阿糖酸和草酸。銅、鐵、鋁等金屬離子可催化AA的氧化降解。金屬離子催化AA的氧化速度與氧氣分壓(40~100kPa)成正比。當(dāng)氧氣分壓<20kPa時(shí)，AA氧化速率與氧氣分壓無(wú)關(guān)。氯化鈉、丙二醇、甘油、蔗糖、螯合劑對(duì)AA都有穩(wěn)定作用，因?yàn)樗鼈兛山档脱踉谌芤褐械娜芙舛?。維生素C

有氧降解pH決定AA的離子狀態(tài)從而影響氧化速率。AA對(duì)氧化物的敏感性:全質(zhì)子態(tài)(AH2)<AH-<A2-。AA最穩(wěn)定的pH值約為5.4。而在堿性(pH>7.6)時(shí)則易分解。隨T↑，AA降解速率↑。無(wú)氧降解AA經(jīng)過酮基互變異構(gòu)體(H2A-Keto)進(jìn)行反應(yīng)，該互變體與其負(fù)離子(HA--Keto)達(dá)到平衡時(shí)，負(fù)離子經(jīng)過內(nèi)酯化作用生成DKG。pH3~4時(shí)，無(wú)氧降解達(dá)到最大速率。常溫時(shí)，無(wú)氧降解的速率常數(shù)比有氧降解的小2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。金屬催化速率與氧濃度無(wú)關(guān)，而與金屬螯合物穩(wěn)定性相關(guān)。L-AA的氧化途徑2,3-二酮古洛糖酸半脫氫抗壞血酸自由基L-脫氫抗壞血酸其它羧酸2-呋喃甲酸糠醛氨基酸木酮糖3-脫氧戊酮糖維生素C

AA氧化的其它影響因素AA晶體在100℃不降解，Aw↑，VC降解↑。

許多酶如多酚氧化酶、AA氧化酶、H2O2酶、細(xì)胞色素氧化酶等可加速AA的氧化降解。食品中的其它成分如花青素、黃烷醇，及多羥基酸如蘋果酸，檸檬酸、聚磷酸等對(duì)AA有保護(hù)作用。亞硫酸鹽對(duì)其也有保護(hù)作用。維生素C的功能參與合成膠原蛋白，利于組織創(chuàng)傷的愈合。促進(jìn)骨骼和牙齒生長(zhǎng)，增強(qiáng)毛細(xì)血管壁的強(qiáng)度，避免牙齦和骨骼出血。保護(hù)易氧化的物質(zhì)。抑制脂肪氧化的機(jī)理:

清除單重態(tài)自由氧；還原以氧和碳為中心的自由基，同時(shí)形成較少活性的半脫氫抗壞血酸自由基或DHAA；優(yōu)先氧化AA同時(shí)除去氧；使其他抗氧化再生，如還原生育酚自由基。CollagenSynthesis維生素C的功能是食品中一種常用的抗氧化劑?？杀Ｗo(hù)食品中其它成分不被氧化；可有效抑制酶促褐變和脫色；在腌肉中促進(jìn)發(fā)色并抑制亞硝胺的形成；在啤酒工業(yè)中作為抗氧化劑；在焙烤工業(yè)中作面團(tuán)改良劑；對(duì)維生素E或其它抗氧化劑有很好的增效作用；能捕獲單線態(tài)氧和清除自由基，抑制脂肪氧化。維生素C缺乏癥許多動(dòng)物體能合成VC，只有人、猿猴和豚鼠需從食物中獲取。廣泛存在于水果和蔬菜中，唯一的動(dòng)物來(lái)源為牛乳和肝臟。蔬果來(lái)源:Citrusfruits,potatoes,greenpeppers,cauliflower,strawberries,romainelettuce,spinachEasilylostthroughcooking;Sensitivetoheat;Sensitivetoiron,copper,oxygenDeficientfor20-40days:fatigue,pinpointhemorrhages;bleedinggumsandjoints.Whoisatrisk?Infants,elderlymen–alcoholics,smokers維生素B1

又叫抗腳氣病維生素，或硫胺素(thiamin)。結(jié)構(gòu):含硫的噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)通過亞甲基連接。分子中有一個(gè)具有強(qiáng)堿性質(zhì)的四級(jí)胺，在食品中通常所遇到的pH值范圍內(nèi)完全電離。嘧啶環(huán)上N1位上質(zhì)子電離生成硫胺素游離堿(pKa1=4.8)，嘧啶環(huán)上的氨基也可電離。其電離程度取決于pH值。在食品中的存在形式包括游離的硫胺素、焦磷酸酯，此外也以鹽酸鹽和硝酸鹽等形式存在。呈生物活性狀的VB1是硫胺素焦磷酸酯(TPP)。p246各種形式的硫胺素分子化學(xué)結(jié)構(gòu)維生素B1硫胺素的輔酶作用是通過噻唑環(huán)上第二位上的氫解離成強(qiáng)的親核基。硫胺素是所有維生素中最不穩(wěn)定者之一，其穩(wěn)定性取決于溫度、pH值、離子強(qiáng)度、緩沖體系等。但對(duì)光不敏感。對(duì)熱非常敏感，熱降解通常包括分子中亞甲基橋的斷裂。其降解受Aw影響極大，一般Aw為0.50~0.65范圍降解最快。硫胺素降解的速率對(duì)pH極為敏感在酸性pH范圍內(nèi)(pH<6)，硫胺素降解較為緩慢；pH6~7時(shí)，硫胺素降解加快，噻唑環(huán)會(huì)被破壞；pH=8時(shí)，體系中已不存在噻唑環(huán)。13513硫胺素的降解途徑(脫氫硫胺素)硫胺素二硫化物維生素B1硫胺素經(jīng)分解或重排能夠生成具肉香味的含硫化合物，這是因?yàn)榱虬匪剜奏きh(huán)上的氨基和噻唑環(huán)第3位上的氮易受到pH的強(qiáng)烈影響，這兩個(gè)位置上都有發(fā)生降解反應(yīng)的可能。由于嘧啶環(huán)含伯胺基，因此在中等水分活度和中性及堿性pH時(shí)降解速度最快。嘧啶環(huán)及其次級(jí)產(chǎn)物更容易發(fā)生降解反應(yīng)。硫胺素能被硫胺素酶降解。血紅蛋白和肌紅蛋白可作為降解的非酶催化劑。其他化學(xué)反應(yīng)與亞硝酸鹽反應(yīng)，使硫胺素失活。氧化劑促進(jìn)氧化，生成脫氫硫胺素。維生素B1VB1在機(jī)體內(nèi)參加糖的代謝，它對(duì)維持正常的神經(jīng)傳導(dǎo)，以及心臟、消化系統(tǒng)的正?；顒?dòng)具有重要的作用。缺乏VB1易患腳氣病或多發(fā)性神經(jīng)炎，產(chǎn)生肌肉無(wú)力、感覺障礙、神經(jīng)痛、影響心肌和腦組織的結(jié)構(gòu)和功能，并且還會(huì)引起消化不良、食欲不振、便秘等病癥。VB1食物來(lái)源:廣泛分布于動(dòng)植物食品中，其中在酵母中含量最高，瘦肉、核果及蛋類中含量也較豐富。谷物中的VB1多集中于皮層和胚部。VB1易缺人群:Poor;Alcoholics;Elderly;Dietconsistingofhighlyprocessedfoods維生素B2

又叫核黃素(Riboflavin)，其母體化合物是7,8-二甲基-10-(1’-核糖醇)異咯嗪，其具有生物活性的衍生物都叫核黃素。5’位上的核糖醇磷酸化后生成黃素單核苷酸(FMN)，再加上5’-腺苷單磷酸，則變?yōu)辄S素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。VB2屬于水溶性維生素，但水中溶解性很低。FMN和FAD是某些酶如細(xì)胞色素C還原酶、黃素蛋白等的組成部分，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用，在葡萄糖、脂肪酸、氨基酸和嘌呤的氧化中起作用。由于異咯嗪環(huán)的1位和5位間存在共軛雙鍵，因而容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)。所以VB2有氧化型和還原型兩種形式，還原型的VB2被稱為二氫核黃素。在體內(nèi)，在氧化-還原態(tài)的相互轉(zhuǎn)換中氫原子被傳遞。

p249FADorFMNFADH2orFMNH2(oxidizedflavin)(reducedflavin)維生素B2

核黃素在大多數(shù)食品加工條件下都很穩(wěn)定，且不受空氣中氧的影響。對(duì)熱穩(wěn)定，對(duì)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。光是核黃素降解的主要因素在光照下轉(zhuǎn)變?yōu)楣恻S素(堿性)和光色素(酸性)，并產(chǎn)生自由基。光黃素是一種強(qiáng)氧化劑，對(duì)其它維生素尤其是抗壞血酸有破壞作用。核黃素光氧化與食品中多種光敏氧化反應(yīng)關(guān)系密切。牛奶在日光下存放2h后核黃素?fù)p失>50%，產(chǎn)生“日光臭味”。食品中的核黃素與硫酸和蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物。游離型核黃素的光降解作用比結(jié)合型更為顯著。核黃素在酸性與堿性介質(zhì)中的光分解反應(yīng)VB2缺乏癥Ariboflavinosis核黃素缺乏病Glossitis舌炎,cheilosis唇干裂,seborrheicdermatitis脂溢性皮炎,stomatitis口腔炎,eyedisorder,throatdisorder,nervoussystemdisorderOccurswithin2monthsUsuallyincombinationwithotherdeficiencies食物來(lái)源:

Milk/products;Enrichedgrains;Liver;Oyster;Brewer’syeast易缺人群:

Rare/lowmilk/dairyintake;Alcoholics;Longtermphenobarbitaluse脂溶性維生素維生素A是一類由20個(gè)碳構(gòu)成的具有活性的不飽和碳?xì)浠衔?。其羥基可被酯化或轉(zhuǎn)化為醛或酸，也能以游離醇的狀態(tài)存在。是所有具有視黃醇(VA1)生物活性的β-紫羅寧衍生物的統(tǒng)稱。至少有1個(gè)無(wú)氧合的β-紫羅酮環(huán)；在異戊二烯支鏈的終端有1個(gè)羥基、醛基或羧基。VA主要有VA1(視黃醇，Retinol，熔點(diǎn)64℃)及其衍生物(醛、酸、酯)、VA2(脫氫視黃醇，Dehydroretinol，熔點(diǎn)17~19℃)。異戊二烯結(jié)構(gòu)單位維生素A1(視黃醇)維生素A2(脫氫視黃醇)維生素A的化學(xué)結(jié)構(gòu)(R=H或COCH3醋酸酯或CO(CH2)14CH3棕櫚酸酯)β-紫羅酮環(huán)p260維生素A類胡蘿卜素可作為VA原。如β-胡蘿卜素進(jìn)入動(dòng)物體后，受腸壁中的一種酶的作用而轉(zhuǎn)變?yōu)閂A。大多數(shù)類胡蘿卜素都可以看作番茄紅素的衍生物。若類胡蘿卜素的一個(gè)環(huán)上帶有羥基或羰基，其VA原的活性低于β-胡蘿卜素，若兩個(gè)環(huán)上都被取代則無(wú)活性。番茄紅素(Lycopene)R1環(huán)R2環(huán)胡蘿卜素R1環(huán)R2環(huán)番茄紅素(C40H56)α-胡蘿卜素(C40H56)β-胡蘿卜素(C40H56)γ-胡蘿卜素(C40H56)ξ-胡蘿卜素(C40H56)大多數(shù)類胡蘿卜素都可以看作番茄紅素的衍生物。VA1結(jié)構(gòu)中有共軛雙鍵，有多種順、反立體異構(gòu)體。食物中的VA1主要是全反式結(jié)構(gòu)，生物效價(jià)最高。VA2的生物效價(jià)只有VA1的40%，而1,3-順異構(gòu)體(新VA)的生物效價(jià)是VA1的75%。新VA在天然VA中約占1/3左右，而在人工合成的VA中很少。VA1主要存在于動(dòng)物的肝臟和血液中，VA2主要存在于淡水魚中。蔬菜中沒有VA，但含有胡蘿卜素。胡蘿卜素進(jìn)入體內(nèi)后可轉(zhuǎn)化為VA1，其中以β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化效率最高，1分子的β-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)化為2分子的VA，而其中能真正吸收的僅為1/3。維生素A維生素A加熱、光照、酸化、次氯酸或稀碘都可能導(dǎo)致VA前體異構(gòu)化，使其部分喪失或徹底喪失VA活性。VA的氧化降解與不飽和脂肪的氧化降解類似。無(wú)論是直接氧化還是自由基引發(fā)，能促進(jìn)脂肪氧化的因素都能加速VA氧化。VA對(duì)氧、氧化劑、脂肪氧化酶等因素較敏感。無(wú)O2，120℃，保持12h仍很穩(wěn)定；有O2時(shí)，加熱4h即失活。紫外線和金屬離子均會(huì)加速其氧化。氧化酶可導(dǎo)致分解。在堿性和弱酸性條件下較穩(wěn)定，但在無(wú)機(jī)酸條件下不穩(wěn)定。β-胡蘿卜素降解途徑

或聚合物如順式β-胡蘿卜素VA的含量可用國(guó)際單位(InternationalUnits，IU)表示:1IUVA=0.344μg維生素醋酸酯=0.549μg棕櫚酸酯=0.600μgβ-胡蘿卜素=1.2μg其它類胡蘿卜素維生素A原也可以使用視黃醇當(dāng)量(RetinolEquivalents，RE)來(lái)表示:1視黃醇當(dāng)量=1μg視黃醇維生素A維生素AVA具有促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育與繁殖，延長(zhǎng)壽命，維持人的視力正常，維護(hù)上皮組織結(jié)構(gòu)的完整和健全等生理功能。Vision;Proteinsynthesis;Epithelialcells,mucousmembranes;Reproductionandgrowth來(lái)源:VA一般是由天然物中分離而得。動(dòng)物性食物:肝臟、蛋黃、乳制品中主要的VA原有α、β、γ-胡蘿卜素等植物中的色素:β-胡蘿卜素進(jìn)入動(dòng)物體后，可轉(zhuǎn)變?yōu)閂A維生素D維生素D(Calciferol)是類固醇的衍生物。主要有VD2(麥角鈣化醇，Ergocalciferol)和VD3(膽鈣化醇，Cholecalciferol)。VD原和VD分子中，均含有相同的由19個(gè)碳原子組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有C3羥基及特有的共軛三烯結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵的特征在于C17的脂肪鏈，C17位上的脂肪鏈中碳22~24的結(jié)構(gòu)與VD活性密切相關(guān)。飽和側(cè)鏈碳22~24上無(wú)取代基時(shí)，活性最高；在C24引入甲基或乙基，其生理活性分別降低1/2或1/4；當(dāng)C17位側(cè)鏈為羥基或在其C24引入羧基時(shí)，活性消失。p264維生素D類固醇(steroid)

1,25-二羥膽鈣化醇1,

25-dihydroxycholecalciferol1,

25-(OH)2D3維生素DVD的C3羥基應(yīng)為游離形式，若被轉(zhuǎn)變成在體內(nèi)不易水解的酯或形成醚類時(shí)，或被巰基取代時(shí)，其活性消失。VD在體內(nèi)被代謝為1,25-二羥膽鈣化醇時(shí)，才顯示生物活性。植物性食品中不含VD，但VD原在動(dòng)、植物體內(nèi)都存在。VD前體(麥角固醇和7-脫氫膽固醇)經(jīng)紫外線照射后，可產(chǎn)生維生素D2和D3。酵母和真菌中含麥角固醇。人體及其它動(dòng)物的皮膚中含有7-脫氫膽固醇。因此，人的皮膚在日光下暴露可生成VD3。

7-脫氫膽固醇轉(zhuǎn)化為維生素D3的反應(yīng)過程(這是一個(gè)復(fù)雜的形成過程，包括脫氫膽固醇的光化學(xué)修飾和非酶異構(gòu)化。)

麥角固醇轉(zhuǎn)換成維生素D2的過程

31510196789121315171820212425262728252627食品中的VD通常具有較好的穩(wěn)定性，對(duì)熱、堿較穩(wěn)定。通常的食品加工對(duì)其活性無(wú)影響。VD的損失主要與光照和氧化有關(guān)。其光解機(jī)制可能是直接光化學(xué)反應(yīng)或由光引發(fā)的脂肪自動(dòng)氧化而間接影響VD穩(wěn)定性。VD易發(fā)生氧化，主要是因?yàn)槠浞肿又泻胁伙柡碗p鍵，特別是有空氣存在的情況下。VD的含量可用國(guó)際單位表示，即1IUVD=0.025μgVD2或VD3

VD主要功能:促進(jìn)腸壁對(duì)鈣和磷的吸收，調(diào)節(jié)鈣磷代謝；有助于骨骼鈣化和牙齒的形成，缺乏時(shí)易導(dǎo)致佝僂病或軟骨病。維生素D維生素DVD主要來(lái)源:肝臟、蛋黃、強(qiáng)化牛奶、奶油、魚肝油、香菇。CodLiverOil(1390IU/15mL)Catfish:425IU/3-4ozSalmon:360IU/3-4ozTunacannedinoil:235IU/canWholeegg:20IU/60geggMushrooms:Shiitake(154IU/100g),Portabella(10IU/100g),PortabellaexposedtoUVlight(420-525IU/100g)維生素E維生素E(Tocopherol)又名生育酚，為具有6-羥基苯并二氫吡喃(母育酚)結(jié)構(gòu)，并具有α-生育酚類似活性的維生素總稱。通過提供酚羥基的質(zhì)子和電子，捕獲自由基，是抗氧化劑。按結(jié)構(gòu)可分為生育酚和生育三烯酚兩大類，每類又可分為α、β、γ、δ四種構(gòu)型。生育三烯酚與生育酚結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于其側(cè)鏈的3'、7'和11'處有雙鍵。α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富，也是活性最高的VE形式。天然存在的α-生育酚為右旋體，而合成的α-生育酚為消旋體。p264生育酚的苯并二氫吡喃環(huán)上的氫可被甲基取代，甲基取代物的數(shù)目和位置不同，其生物活性也不同。各種生育酚的差異僅在于甲基的數(shù)目和位置不同。VE對(duì)酸、熱都很穩(wěn)定，在無(wú)氧條件下對(duì)熱穩(wěn)定，即使加熱至200℃也不會(huì)被破壞。對(duì)堿不穩(wěn)定。VE對(duì)氧敏感，發(fā)生氧化反應(yīng)而失去活性。食品在加工和貯藏過程中會(huì)引起VE大量損失。VE極易受分子氧和自由基氧化，因此可以充當(dāng)抗氧化劑(淬滅單線態(tài)氧)和自由基清除劑。生育酚自由基較不活潑，通過生成二聚生育酚、三聚生育酚，終止自由基反應(yīng)。若進(jìn)一步氧化和重排生成生育酚氧化物、生育氫醌、生育醌。鐵、鉛等金屬離子或油脂氧化能促進(jìn)VE的氧化。維生素E維生素E清除自由基的反應(yīng)機(jī)理生育酚氧化物生育酚醌生育酚氫醌生育酚受單線態(tài)氧攻擊而降解

維生素E機(jī)體內(nèi)的自由基對(duì)細(xì)胞膜的傷害最大。細(xì)胞上的磷脂中的不飽和脂肪酸會(huì)形成過氧化自由基，VE可與之反應(yīng)保護(hù)細(xì)胞膜。在生育酚的幾種異構(gòu)體中與單線態(tài)氧反應(yīng)的活性大小:α>β>γ>δ;抗氧化能力大小:δ>γ>β>α。VE的含量也可用國(guó)際單位表示：1mg天然D-α-生育酚=1.49IU1mg人工合成DL-α-生育酚

醋酸酯=1.10IU維生素EVE缺乏癥短期缺乏引起紅細(xì)胞溶血和嬰幼兒的溶血性貧血長(zhǎng)期缺乏引起神經(jīng)肌肉功能障礙

、纖維囊性乳房疾病、間歇性跛行VE來(lái)源植物性食品，如大豆油、花生油、玉米油、棉籽油、麥胚油、芝麻油等和蔬菜中含量較多。維生素K

維生素K(Phylloquinone)是脂溶性萘醌類的衍生物，其基本結(jié)構(gòu)為2-甲基-1,4-甲萘醌或萘胺，C3連有不同長(zhǎng)度的碳鏈。天然VK有兩種形式，VK1(葉綠醌，Phylloquinone)和VK2(聚異戊烯基甲基萘醌，Menaquinone)。人工合成的化合物也具有VK活性，其中最重要的是VK3(2-甲基-1,4-萘醌，Menadione)，VK3在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)閂K2，其生理活性是VK1和VK2的2~3倍。p267

維生素K的結(jié)構(gòu)式1234VK結(jié)構(gòu)中萘醌環(huán)的醌基氫化，VK的凝血活性不會(huì)發(fā)生太大的改變；如果苯環(huán)被氫化，VK活性將大大降低；若將苯環(huán)以其它芳環(huán)或雜環(huán)代替，如噻吩，VK生理活性將銳減。VK中C2的甲基被乙基、烷氧基、烯丙基或氫原子替代，VK活性也將降低。該甲基被氯原子取代的化合物是VK的拮抗物。VK結(jié)構(gòu)中C3無(wú)烴基取代基時(shí)，VK的生理活性最高。對(duì)熱、酸穩(wěn)定，在正常的烹調(diào)過程中損失很少。對(duì)堿不穩(wěn)定，遇光(特別是紫外光)很快被破壞，可被空氣中的氧緩慢氧化而分解。具有還原性，可清除自由基，保護(hù)食品成分如脂類等不被氧化，并且減少腌肉中亞硝胺的生成。維生素K

維生素K

VK主要生理功能VK控制血液凝結(jié)。維生素Ｋ是四種凝血蛋白(凝血酶原、轉(zhuǎn)變加速因子、抗血友病因子和司徒因子)在肝內(nèi)合成必不可少的物質(zhì)。缺乏VK會(huì)延遲血液凝固；引起新生兒出血病。VK來(lái)源VK1僅存在于綠色植物中，如菠菜和卷心菜等葉菜中含量較多；VK2則可由許多微生物和動(dòng)物的腸道中的細(xì)菌合成。食品中維生素?fù)p失的常見原因由于各種維生素的性質(zhì)不同，食品中維生素的損失情況也不盡相同。氧氣的氧化加熱的溫度和時(shí)間酸堿度(pH值)

金屬與酶的作用光或電子輻射水分含量等

p238常見維生素的穩(wěn)定性維生素光照氧化劑還原劑熱濕度酸堿維生素A+++++++++++++維生素D++++++++++++++維生素E+++++++++++維生素K++++++++++++維生素C++++++++++++++硫胺素+++++++++++++核黃素++++++++++++煙酸++++++++維生素B6++++++++++維生素B12+++++++++++++++泛酸+++++++++++++葉酸++++++++++++++生物素+++++++++其中：+代表不敏感++代表敏感+++代表非常敏感食品中維生素?fù)p失的常見原因食品中維生素含量的內(nèi)在變化食品中維生素在預(yù)加工過程中的變化熱處理對(duì)維生素含量的影響食品添加劑對(duì)維生素含量的影響

食品貯藏中維生素的損失

食品中維生素含量的內(nèi)在變化生長(zhǎng)地和氣候不同會(huì)影響植物維生素含量。動(dòng)物制品中的維生素含量與物種和動(dòng)物的食物結(jié)構(gòu)有關(guān)。植物在不同采收期維生素含量不同。蔬菜的成熟度越高，其中的維生素含量越高；水果相反。開花期后周數(shù)平均重量(g)色澤維生素C含量(mg/100g)233.4綠10.7357.2綠7.64102黃-綠10.95146紅-綠20.76160紅14.67168紅10.1番茄不同成熟期維生素C的含量

小麥出粉率與面粉中維生素保留比例之間的關(guān)系食品中維生素含量的內(nèi)在變化不同部位植物根部維生素含量最低，葉片含量最高；果實(shí)表皮中維生素含量最高。采收和屠宰后處理的影響采后或宰后內(nèi)源性酶會(huì)分解維生素。去皮、浸提、切碎、谷物研磨等均會(huì)造成維生素的損失。食品中維生素含量的內(nèi)在變化由于維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)存在很大差異，食品中的維生素之間相互影響及干擾彼此穩(wěn)定性。在維生素強(qiáng)化食品中需考慮此類問題。目前，明確有5種維生素之間會(huì)影響相互的穩(wěn)定性(實(shí)施干擾的維生素→被干擾的維生素)。VC→葉酸；VC

→

VB12；VB1→葉酸；VB1→VB12；VB2→VB1；VB2→葉酸；VB2→VC。葉酸遇光易分解，如存在微量核黃素，則會(huì)加速葉酸的光分解。VB12對(duì)氧化劑和還原劑敏感，而VC、VB1和煙酰胺分解產(chǎn)物的存在則會(huì)加劇其分解反應(yīng)。VB2的熒光特性則能夠促使VC因光作用而發(fā)生氧化。食品中維生素在預(yù)加工過程中的變化

果蔬在水洗、整理以及在切分過程中，氧化與流失造成水溶性維生素?fù)p失較多。對(duì)于化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的水溶性維生素如泛酸、煙酸、葉酸、核黃素等，溶水流失是最主要的損失途徑。果蔬清洗時(shí)，一般維生素的損失很少，但要注意避免擠壓、碰撞、切后清洗造成水溶性維生素的大量流失。果蔬的去皮、整理會(huì)造成富集于表皮或老葉中的維生素的大量流失。蘋果皮中VC的含量比果肉高3~10倍。柑橘皮中的VC比汁液中含量高。萵苣和菠菜外層葉中VC比內(nèi)層葉中高。熱處理對(duì)維生素含量的影響熱處理是常用手段，如燙漂、預(yù)煮等預(yù)處理，熟化、滅菌、干燥等加工過程。淋洗、漂燙處理水溶性維生素的損失嚴(yán)重；維生素發(fā)生熱降解而被破壞；維生素在水中的溶解流失。溫度越高、加熱時(shí)間越長(zhǎng)，損失越多。高溫短時(shí)損失<低溫長(zhǎng)時(shí)損失?？諝饫鋮s時(shí)的損失較小，以水冷卻時(shí)損失量增加。維生素種類:影響較大的有VB1、VC、葉酸和VB2。對(duì)氧敏感，加熱更易被破壞。影響較大的有VB1、VC、VB12、生物素、VA、VE、VK。

10min漂燙對(duì)豌豆維生素C含量的影響1-漂燙液中的抗壞血酸含量；2-豌豆中抗壞血酸含量；3-豌豆和漂燙液中的脫氫抗壞血酸含量熱處理對(duì)維生素含量的影響微波加熱維生素的損失最少。蒸汽加熱維生素的損失比漂燙處理少。加熱滅菌處理:巴氏殺菌(低溫消毒)后，食品中大量的維生素被破壞，高溫瞬時(shí)滅菌對(duì)維生素的破壞很少。脫水干燥方式:冷凍干燥、真空干燥、噴霧干燥維生素?fù)p失很小。輻照:對(duì)輻照最敏感的維生素有VB1、VA、VE。食品添加劑對(duì)維生素含量的影響體系的酸堿性的影響泛酸、VB12、葉酸在酸性環(huán)境中容易失去活性。酸性環(huán)境中VC穩(wěn)定，弱酸中VB12穩(wěn)定。VE、VB1、VB6、VB12、葉酸在堿性介質(zhì)容易遭受破壞。鐵、銅、鋅、錳、硒、硫等微量元素及其螯合物催化引起的氧化還原反應(yīng)破壞維生素的穩(wěn)定性。VB1對(duì)Cu2+敏感；Fe3+和Cu2+可加速VC氧化反應(yīng)。氧化-還原性物質(zhì)的影響氧化性物質(zhì)會(huì)加速VC、胡蘿卜素、葉酸等的氧化，而還原性物質(zhì)會(huì)保護(hù)這些維生素。氧化劑:亞硝酸鹽；還原劑:亞硫酸鹽、還原糖。食品添加劑對(duì)維生素含量的影響亞硝酸鹽可以與VC發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，生成的NO可與肌紅蛋白結(jié)合產(chǎn)生亮紅色物質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間不褪色。亞硝酸鹽與胺類物質(zhì)在胃中能夠結(jié)合形成致癌物——亞硝胺。添加VC或異VC(鈉)，能阻斷致癌物亞硝胺的形成。亞硝酸鹽可造成VB1的破壞。抗壞血酸與亞硝酸的作用機(jī)理亞硝酸鈉處理的牛肉與對(duì)照比較

食品添加劑對(duì)維生素含量的影響一些糖類，特別是一些還原糖，可以與具有氧化性的維生素發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，從而影響這些維生素的穩(wěn)定性。如在100℃，pH值略偏堿性的條件下，葡萄糖、果糖、核糖、乳糖及麥芽糖都會(huì)導(dǎo)致葉酸的損失。在95℃，pH6.0-7.5的實(shí)驗(yàn)條件下，VB1的損失與還原糖的性質(zhì)及其濃度密切相關(guān)：影響最大的是木糖，其次是葡萄糖，再次為麥芽糖。VB1的分解程度與還原糖的濃度呈正相關(guān)。

食品添加劑對(duì)維生素含量的影響亞硫酸(鹽)被廣泛添加于啤酒及其他酒類、蝦貝類水產(chǎn)品、脫水果蔬類等食品加工中。在酸性介質(zhì)中，是有效的抗菌劑；在蔬菜和水果切片，蝦貝類水產(chǎn)品中，抑制非酶褐變和酶促褐變。亞硫酸鹽的還原性有利于VC的保存。VB1/VB12/VA/VE/VK等對(duì)亞硫酸鹽極敏感。尤其是VB1與亞硫酸鹽反應(yīng)后失去生理活性。如果葡萄酒中殘留有400ppmSO2，1周后VB1損失率高達(dá)50%。食品貯藏中維生素的損失Aw、包裝材料、溫度、時(shí)間、氧、光等貯藏條件對(duì)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，維生素很穩(wěn)定，而在多分子層水范圍內(nèi)，隨Aw↑，維生素降解速度↑。一般時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高，Aw越大，氧氣壓越大，損失越大。食品變質(zhì)的影響食品脂類氧化作用的產(chǎn)物氫過氧化物、過氧化物和環(huán)過氧化物會(huì)使β-胡蘿卜素、VC和VE氧化；過氧化物也可導(dǎo)致VB1、VB6和泛酸等的破壞；碳水化合物的非酶褐變反應(yīng)所生成的高度活潑的羰基化合物(還原酮)也可破壞共存的維生素。礦物質(zhì)概述礦物質(zhì)的基本理化性質(zhì)食品中礦物質(zhì)的生物利用率食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素重點(diǎn)食品中礦物質(zhì)元素的理化性質(zhì)食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)及其生物利用率食品加工及貯藏方式對(duì)礦物質(zhì)元素的含量的影響p268概述定義:食品中除C、H、O、N外的元素。必需礦物元素，為生命體正常代謝所需。根據(jù)在人體內(nèi)的含量和人體的需要量分為宏量元素:Ca、Mg、P、K、Na、Cl、S，約占礦物質(zhì)總量的60%~80%。機(jī)體內(nèi)含量>0.01%。微量元素:Fe、Cu、Zn、I、Mo(鉬)、Mn、Co、Se(硒)、Cr(鉻)、Ni、Sn(硒)、Si、F、V(釩)。機(jī)體內(nèi)含量<0.005%。存在于生物中，但是否是生命體所需元素尚未確定。如鎳、硅、鋁、硼等。有毒元素:Pb(鉛)、Cd(鎘)、Hg(汞)、As(砷)。概述礦物質(zhì)的功能是生物體的組成部分，如P、S是蛋白質(zhì)的組成元素。維持生物體的滲透壓及機(jī)體的酸堿平衡。礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)一起維持細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓平衡。

保持神經(jīng)、肌肉的興奮性，如Ca2+、Mg2+、K+、Na+對(duì)機(jī)體具有特殊的生理作用。是機(jī)體內(nèi)許多酶的組成成分或激活劑，如血紅蛋白中的Fe、碳酸酐酶中的Zn

對(duì)食品的感官質(zhì)量有重要作用，如磷酸鹽增加肉的持水性。概述任何一種礦物質(zhì)元素都有正反兩方面的效應(yīng)，尤其是微量元素大多存在量效關(guān)系。必需元素?cái)z入過多也會(huì)產(chǎn)生有害性。礦物質(zhì)元素的有害性影響并改變生物大分子活性部位所具有的特定空間構(gòu)象，使生物大分子失去原有的生物學(xué)活性。

取代生物體中某些大分子中的必需元素。如鋇取代蛋白激酶中原有的鎂，從而抑制酶的活性。鋇取代蛋白激酶中原有的鎂，從而抑制酶的活性。影響生物大分子的重要功能基團(tuán)。如鎘、汞等與生物體內(nèi)某些酶蛋白分子中的半胱氨酸殘基中-SH基結(jié)合，從而抑制酶的催化活性。礦物質(zhì)的基本理化性質(zhì)在水中的溶解性水中的溶解性決定了礦物質(zhì)元素的生物利用率和活性?？扇芤妆晃眨鏔e3+難溶，不利吸收，而Fe2+易于吸收。

食品中礦物質(zhì)元素溶解性的決定因素元素本身的性質(zhì)影響最大。如IA族(Na、K)和VIIA族元素(Cl、I)在食品中以游離的離子形式存在。食品的pH。一般來(lái)說，pH越低，礦物質(zhì)元素的溶解性越高。食品的構(gòu)成。食品中的蛋白質(zhì)、氨基酸、糖等與礦物質(zhì)元素形成不同類型配合物，從而有利于礦物質(zhì)元素的溶解。礦物質(zhì)的基本理化性質(zhì)酸堿性酸和堿可通過改變食品的pH值來(lái)影響食品中組分的功能性質(zhì)和穩(wěn)定性。Lewis酸堿理論Lewis酸:具有接受電子對(duì)的空軌道的物質(zhì)Lewis堿:能夠提供電子對(duì)的物質(zhì)Lewis酸堿理論可以很好地解釋不同價(jià)態(tài)的同一微量元素可以形成多種復(fù)合物，參與不同的生化過程，具有不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。礦物質(zhì)的基本理化性質(zhì)氧化還原性礦物質(zhì)元素常常不同的價(jià)態(tài)表現(xiàn)出不同的氧化還原性質(zhì)。在一定條件下不同的價(jià)態(tài)間可以轉(zhuǎn)化，同時(shí)伴隨著電子、質(zhì)子或氧的轉(zhuǎn)移。同一元素不同價(jià)態(tài)之間存在著化學(xué)平衡關(guān)系。價(jià)態(tài)的變化和相互轉(zhuǎn)換的平衡反應(yīng)，不僅可以影響到食品的物理和感官性質(zhì)，也會(huì)影響到組織和器官中的環(huán)境特性，從而影響其生理功能，表現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)性或有害性。如食品中的鐵元素存在Fe2+、Fe3+兩種價(jià)態(tài)。Fe2+是生物有效價(jià)態(tài)，而Fe3+積累較多時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害性。礦物質(zhì)的基本理化性質(zhì)微量元素的濃度與活度微量元素的濃度和存在狀態(tài)將會(huì)影響各種生化反應(yīng)對(duì)生命體的作用。但確定礦物質(zhì)元素對(duì)生命活動(dòng)的作用除與濃度有關(guān)外，還與礦物質(zhì)元素的價(jià)態(tài)、存在形態(tài)、膳食結(jié)構(gòu)等有關(guān)。因此，目前僅用食品中礦物質(zhì)元素含量或濃度來(lái)判斷某種礦物質(zhì)元素作用是有其局限性的。礦物質(zhì)的基本理化性質(zhì)螯合效應(yīng)螯合物:由多齒配位體以多個(gè)配位鍵與一個(gè)金屬離子相結(jié)合，在空間上形成以金屬離子為中心的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。配為體的配位原子為O、S、N、P。食品中許多金屬離子與有機(jī)分子形成螯合物，且金屬元素所處的配合物狀態(tài)，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)與功能有重要的影響。如Fe以血紅素的形式存在，才具有攜帶氧的功能；Mg以葉綠素形式存在才具有光合作用.礦物質(zhì)元素被螯合后有的利于吸收，提高生物有效性，如肽、氨基酸、糖、核酸等與礦物質(zhì)的螯合物；有的降低生物有效性，如M-植酸。食品中礦物質(zhì)的生物利用率礦物質(zhì)元素的生物利用率的影響因素礦物質(zhì)元素在水中的溶解性和存在狀態(tài)礦物質(zhì)元素之間的相互作用螯合效應(yīng)其他營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量的影響人體的生理狀態(tài)食物的營(yíng)養(yǎng)組成

食品中礦物質(zhì)的生物利用率食品中礦物質(zhì)元素的存在形式溶解態(tài)和非溶解態(tài)；膠態(tài)和非膠態(tài)；有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)；離子態(tài)和非離子態(tài)；配位態(tài)和非配位態(tài)；價(jià)態(tài)。

礦物質(zhì)元素的存在形式對(duì)其營(yíng)養(yǎng)性及安全性的影響營(yíng)養(yǎng)性。膳食中血紅素鐵雖然比非血紅素鐵所占的比例少，但其吸收率卻比非血紅素鐵高2~3倍，且很少受其他膳食因素包括鐵吸收抑制因子的影響。安全性。適量的Cr3+是人體所必需的微量元素，而Cr6+有毒，Cr2O72-是強(qiáng)致癌物質(zhì)。食品中礦物質(zhì)的生物利用率金屬離子間的相互作用包括競(jìng)爭(zhēng)、化合、協(xié)同、拮抗過多鐵競(jìng)爭(zhēng)載體會(huì)抑制Zn、Mn的吸收。Ca可以化學(xué)性地結(jié)合Zn，減低鋅的吸收。Cu可以和Mg、Zn、S、Fe和Co反應(yīng)，導(dǎo)致各種缺乏癥。食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素食品原料對(duì)食物中礦物質(zhì)元素含量的影響植物性食品的礦物質(zhì)水平與土壤組成、植物特性、生長(zhǎng)環(huán)境等條件有關(guān)。而動(dòng)物性食品的礦物質(zhì)含量的變化相對(duì)較小。但與動(dòng)物的種類、品種、部位及喂養(yǎng)的飼料有較大關(guān)系。食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素在食品加工過程中礦物質(zhì)含量的變化烹調(diào)、熱燙、精制等會(huì)使其含量下降。水溶性的K、Na在漂、燙過程中極易損失；以不溶性的復(fù)合物形式存在的元素，如Ca在漂、燙時(shí)不易損失。谷物礦物質(zhì)主要集中在表