第六章+維生素和礦[1]...ppt

1、維生素與礦物質(zhì),化學(xué)系 紅河學(xué)院理學(xué)院,紅河學(xué)院,Honghe University,平臺(tái)選修課程：食品化學(xué),Food Chemistry,維生素是活細(xì)胞為了維持正常生理功能所必需的、但需要極微量的天然有機(jī)物質(zhì)的總稱。而大部分維生素不能在人體內(nèi)合成，必須從外界食物中攝取。 維生素中有一部分可以通過化學(xué)反應(yīng)人工合成，還有部分人工合成比較困難，此外一些有機(jī)化合物在人體內(nèi)可以通過一定途徑轉(zhuǎn)活方式轉(zhuǎn)化為某種維生素。如色氨酸可以轉(zhuǎn)化為尼克酸、-胡蘿卜素可以轉(zhuǎn)化為維生素A。 目前對各種維生素最常用的是他們的俗名，例如：視黃醇、抗壞血酸、生物素等,6.1 維生素概述,維生素,脂溶性：,水溶性：,維生素A、維

2、生素D、維生素E等,維生素B族和維生素C,輔酶或輔酶前體：如煙酸，葉酸等 抗氧化劑: VE，VC 遺傳調(diào)節(jié)因子: VA，VD 某些特殊功能: VA-視覺功能 VC-血管彈性,維生素的功能,（The Fat Soluble Vitamins） A, D, E, and K,6.2 脂溶性維生素概述,由20個(gè)碳構(gòu)成的不飽和碳?xì)浠衔?，可以以醇、酯、醛或酸的形式存在?6.2.1 維生素A,1、結(jié)構(gòu),無O2，120，保持12h仍很穩(wěn)定 有O2時(shí)，加熱4h即失活 紫外線，金屬離子，O2均會(huì)加速其氧化 氧化酶可導(dǎo)致分解 對堿穩(wěn)定,2、穩(wěn)定性,維生素A破壞的途徑,維生素A對氧、氧化劑、脂肪氧化酶等因素較敏

3、感，光照可以加速它的氧化。 在加熱、堿性條件和弱酸性條件下較穩(wěn)定，但在無機(jī)酸條件下不穩(wěn)定,維生素A一般是由天然物中分離而得。維生素A具有促進(jìn)生長發(fā)育與繁殖，延長壽命，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。 視覺 蛋白質(zhì)合成 上皮細(xì)胞, 黏液隔膜 再生和成長,3、功能,Infectious Diseases Night Blindness Rough, dry skin,4、 VA缺乏癥（Deficiency of Vitamin）,有顏色的食物 類胡蘿卜素 葉綠素 肉類、肝臟,4、食物來源（Food Sources of Vitamin A）,D2只比D3多一個(gè)甲基和一個(gè)雙

4、鍵。,6.2.2 維生素D,1、結(jié)構(gòu),對熱，堿較穩(wěn)定，但光照和氧氣存在下會(huì)迅速破壞。 維持血液中鈣濃度 骨骼的發(fā)育及再生 通過骨骼、腎臟、小腸影響血液中鈣離子水平,2、穩(wěn)定性,3、作用,軟骨病、佝僂病 骨軟化,4、 VD缺乏癥,Foods Fortified Milk Fish Oils Sunlight,5、來源,酵母、植物食品中的麥角固醇，紫外線照射后生成D2。 人皮膚中的7脫氫膽固醇，紫外線照射后生成D3。,四種生育酚都具有相同的功能，但-生育酚的活性最大。,6.2.3 維生素E,1、 結(jié)構(gòu),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,VE對氧、氧化劑、強(qiáng)堿均不穩(wěn)定

5、,在食品的加工，包裝，貯藏過程中，VE會(huì)大量損失。（機(jī)械作用損失，氧化作用損失）,2、 穩(wěn)定性,Powerful antioxidant Bodys primary defense against free radicals May prevent LDL oxidation and slow development of heart disease. Prevent aging, or improve Parkinsons disease progression,3、 VE的功能（Function of Vitamin E）,紅細(xì)胞溶血 嬰兒早熟 長時(shí)間缺乏引起肌肉神經(jīng)功能紊亂 肌肉營養(yǎng)失調(diào)

6、難以治愈 兒童患慢性膽汁淤積性肝膽管病或囊性纖維化 脊髓小腦病,4、 VE 缺乏癥（Vitamin E Deficiency）,維生素分為二大類，一類是脂溶性維生素，即從綠色植物中提取的維生素1和從微生物中提取的維生素2。另一類是水溶性的維生素，由人工合成即維生素K3，最重要的是維生素1和2。,6.2.4 維生素K,維生素K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)。缺乏維生素K會(huì)延遲血液凝固；引起新生兒出血病。 維生素K還具有還原性，在食品體系中可以消滅自由基。 維生素K還可減少腌肉中亞硝胺的生成。,4、 VK 主要生理功能

7、,The Water-soluble vitamin,6.3水溶性維生素概述,Dissolve in water Generally readily excreted Subject to cooking losses Function as a coenzyme Participate in energy metabolism 50-90% of B vitamins are absorbed Marginal deficiency more common,6.3.1 Overview of Water-Soluble Vitamins,L-抗壞血酸的生物活性最高。,6.3.2 維生素VC

8、(Ascorbic Acid),O2濃度及催化劑 催化氧化時(shí)，降解速度與氧氣的濃度成正比。 非催化氧化時(shí)，降解速度與氧氣的濃度無正比關(guān)系，當(dāng)PO20.4atm，反應(yīng)趨于平衡。 有催化劑時(shí),氧化速度比自動(dòng)氧化快2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，厭氧時(shí)，金屬離子對氧化速度無影響。 糖,鹽及其它溶液濃度高時(shí)可減少溶解氧,使氧化速度減慢;半胱氨酸,多酚,果膠等對其有保護(hù)作用。 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。,1、影響VC降解的因素,溫度及AW:結(jié)晶VC在100不降解，而VC水溶液易氧化，隨T，Vc降解；AW，Vc降解。 許多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細(xì)

9、胞色素氧化酶等可加速VC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VC有保護(hù)作用，亞硫酸鹽對其也有保護(hù)作用。,Reducing agent (antioxidant) Iron absorption Immune functions Cancer prevention? Collagen（膠原質(zhì)） synthesis,2、 VC的功能（Functions of Vitamin C）,Scurvy壞血病 Deficient for 20-40 days Fatigue, pinpoint hemorrhages Bleeding gums and jo

10、ints. Hemorrhages Who is at risk? Infants, elderly men Alcoholics, smokers,3、 VC的缺乏癥（Deficiency of Vitamin C）,Citrus fruits Potatoes Green peppers Cauliflower Strawberries Romaine lettuce Spinach,Easily lost through cooking Sensitive to heat Sensitive to iron, copper, oxygen,4、 VC的食物來源（Food Sources

11、of Vitamin C）,Contains sulfur and nitrogen group Destroyed by alkaline and heat Coenzyme: 硫胺素焦硫酸鹽（Thiamin pyrophosphate (TPP)）,6.3.3 維生素VB1 thiamin,硫胺素是B族維生素中最不穩(wěn)定的維生素，它的穩(wěn)定性與pH值、溫度、介質(zhì)和其它反應(yīng)物有關(guān)。 在酸性條件下硫胺素是穩(wěn)定的，所以pH值在3.5以下時(shí)，食物在120時(shí)硫胺素破壞很少。 對熱非常敏感,在堿性介質(zhì)中加熱易分解. 能被VB1酶降解,同時(shí),血紅蛋白和肌紅蛋白可作為降解的非酶催化劑. 對光不敏感,在酸性條件

12、下穩(wěn)定,在堿性及中型介質(zhì)中不穩(wěn)定. 其降解受AW影響極大,一般在AW為0.5-0.65范圍降解最快.,1、穩(wěn)定性和特性 Stability and Properties,兩環(huán)間亞甲基易與強(qiáng)親核試劑反應(yīng)，如硫酸鹽、OH-等很容易破壞硫胺素的結(jié)構(gòu)。 與亞硝酸鹽反應(yīng),使VB1失活。 加熱、氧氣、二氧化硫、水浸提、中性及堿性條件下硫胺素都會(huì)被破壞，但光、酸性條件不影響硫胺素。 在堿性條件下易降解。,2、降解性 Degradation,維生素B1在機(jī)體內(nèi)參加糖的代謝，它對維持正常的神經(jīng)傳導(dǎo)，以及心臟、消化系統(tǒng)的正?；顒?dòng)具有重要的作用。 缺乏維生素B1易患腳氣病或多發(fā)性神經(jīng)炎，產(chǎn)生肌肉無力、感覺障礙、神經(jīng)

13、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。,3、 VB1缺乏癥,Wide variety of food White bread, pork, hot dogs, meat, cold cereal Enriched grains/ whole grains Thiaminasefound（硫胺酶） in raw fish,4、 VB1食物來源 Food Sources of Thiamin,Who is at Risk For Deficiency? Poor Alcoholics Elderly Diet consisting of highly pro

14、cessed foods,5、 易缺人群,6.3.3 維生素VB2 Riboflavin,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(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。,1、 VB2的特性（Properties of VB2）,Ariboflavinosis（核黃素缺乏癥） Glossitis（舌炎）, stomatitis（口腔炎）, eye disorder（角膜炎）, nervous system disorder Occurs within 2 months Usually in

15、 combination with other deficiencies,2、 VB2的缺乏癥（Deficiency of Riboflavin）,GlossitisVB2缺乏癥- “花舌頭”或“地圖舌”,（Who is at Risk For Deficiency?） Low milk/dairy intake Alcoholics Long term phenobarbitaluse（安眠藥）,3、 易缺人群,Milk/products Enriched grains Liver Oyster Brewers yeast 特點(diǎn) Sensitive to uvradiation (sunli

16、ght) Stored in paper, opaque plastic containers,4、 食物來源（Food Sources of Riboflavin）,包括吡哆醛、吡哆醇、吡哆胺3種化合物，主要在氨基酸代謝中起著輔酶的作用。維生素 B6廣泛存在于許多食品中，一般不容易發(fā)生維生素 B6缺乏癥。加熱、食品持續(xù)保存會(huì)造成維生素 B6損失。,1、 尼克酸（維生素B5）,也稱煙酸，尼克酰胺在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起重要作用，也是賴皮病的防止因子。在動(dòng)物內(nèi)臟、花生、酵母及谷物中尼克酸的含量較高。是B族維生素中最穩(wěn)定的。,2、 維生素B6,葉酸：包括一系列化學(xué)結(jié)構(gòu)相似、生理活性相同的化

17、合物，它們的分子結(jié)構(gòu)中包括3個(gè)部分，及喋呤、對氨基苯甲酸和谷氨酸部分。其在體內(nèi)的活性形式是四氫葉酸。葉酸對于核苷酸、氨基酸的代謝具有重要的作用，缺乏葉酸會(huì)造成各種貧血病、口腔炎等癥狀的發(fā)生。葉酸在綠色蔬菜中含量最為豐富，在動(dòng)物肝臟中也很豐富。,3、 葉酸,4、 維生素B12,維生素B12：結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，且是唯一含金屬元素鈷的維生素。維生素B12主要存在動(dòng)物性食品中，在植物性食品中幾乎不存在，所以只有素食者才會(huì)缺乏維生素B12。,除了以上維生素外，還有一些是人體生理機(jī)能維持中不可少的有機(jī)物，稱之為生物營養(yǎng)強(qiáng)化劑，也稱之為維生素類似物，如膽堿、肌醇、肉堿、黃酮、苦杏仁苷等。,5、 泛酸,以輔酶A的

18、形式在代謝中起重要作用。泛酸廣泛存在于動(dòng)植物食品中，所以很少有缺乏癥產(chǎn)生。,6、 生物素,生物素在脂肪合成中起著重要的作用，它廣泛存在動(dòng)植物食品中。人體生物素的供應(yīng)只是部分依靠膳食，大部分是腸道合成。生物素可因食用生雞蛋而失活，這是由一種抗生物素的糖蛋白所引起的。,成熟度：不同成熟期維生素含量不同（Vc-番茄，最高含量在未成熟期） 不同部位：一般根部果實(shí)莖葉 果實(shí)：從表層向核芯降低 采后（宰后）：酶解,6.4 維生素在食品加工中的變化,1、 食品本身的影響,前處理:去皮、浸泡、摘除 加工程度：谷物磨粉程度、與種子的胚乳、胚芽、種皮的分離程度有關(guān),2、 加工,溫度越高，損失越大； 加熱時(shí)間越長，

19、損失越多； 加熱方式不同，損失不同；,淋洗、漂燙：水溶性維生素?fù)p失，短時(shí)間熱燙 減少維生素的損失。 冷卻方法：空氣冷卻損失較小。 微波加熱：損失小。 蒸汽加熱：比熱燙小，比微波大。 熱滅菌處理：高溫瞬時(shí)滅菌法。,3、 熱燙和熱加工造成維生素的損失,豌豆加工中抗壞血酸的保存率,水分活度，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, 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。,4、 產(chǎn)品貯藏中維生素的損失,氯氣，次氯酸離子，二氧化硫等可以與維生素發(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(huì)與硫胺素和比多醛反應(yīng)。 亞

20、硝酸鹽可造成VB1的破壞。 一般而言，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，有機(jī)酸有利于VC和VB1的保存率，堿性物質(zhì)則會(huì)降低VC，VB1，泛酸等的保存率。,5、 加工中化學(xué)添加劑和食品成分的影響,主要功能： 是構(gòu)成生物體的組成部分。 維持生物體的滲透壓。 維持機(jī)體的酸堿平衡。 酶的活化劑。 對食品的感官質(zhì)量有重要作用,6.5 礦物質(zhì)在食品加工貯藏中的變化,必需營養(yǎng)元素，F(xiàn)e，Cu，I，Co，Mn和Zn等； 非營養(yǎng)非毒性元素，AI，B，Ni，Sn等； 非營養(yǎng)有毒性元素，Hg，Ph，AS，Cd和Sb等。,6.5.1 礦物質(zhì)的分類,常量元素：（99）鉀、鈉、鈣、鎂、氯、硫、磷和碳酸鹽等 微量元素:（低于 50 mg/kg),植物性食品 水果：K含量高，大部分與有機(jī)物結(jié)合,或是有機(jī)物的組成部分,常以磷酸鹽,草酸鹽的形式存在. 豆類：礦物質(zhì)含量最豐富,K, P, Fe, Mg, Zn, Mn 等含量均較高，其中P主要以植酸鹽形式存 在。 谷物:礦物質(zhì)含量相對較少，主要存在于種子外皮。,6.5.1 礦物質(zhì)的來源,動(dòng)