食品化学-第六章-维生素

第6章维生素Vitamin本章内容概述脂溶性维生素水溶性维生素维生素类似物维生素在食品加工储藏过程中的变化教学要点重点：1.食品中常见维生素的种类及其在机体重的主要作用；2.常见维生素的理化性质、稳定性，在食品加工、贮藏中所发生的变化及其对食品品质的影响；了解维生素的种类和它们在机体中的主要作用难点：VC的降解机理概述维生素（vitamins）——是活的细胞为了维持正常生命活动和生理功能所必需的、但需要量极少的天然有机物质的总称。维生素元——能在人及动物体内转化为维生素的物质称为维生素元或维生素前体。同效维生素——化学性质与维生素相似，并有维生素生命活性的物质称为同效维生素。维生素的特点(1)维生素及其前体物都存在于天然食物中(2)参与机体正常生理功能，需要量极少，但不可缺少(3)不提供热能，一般不为机体组成成分(4)一般在体内不能合成，或合成量少，必需由食物供给⑸部分维生素还影响食品的性状⑹参与氧化和影响食品的颜色及风味维生素的功能辅酶或辅酶前体:如烟酸,叶酸等抗氧化剂:VE,VC遗传调节因子:VA,VD某些特殊功能:VA-视觉功能；VC-血管脆性维生素的分类维生素脂溶性维生素水溶性维生素维生素A(A1、A2)维生素D(D2、D3)维生素E维生素K(K1、K2、K3、K4)C族维生素(C、P)B族维生素(B1、B2、PP、B5、B6、B11、B12、H)命名脂溶性维生素维生素A——视黄醇维生素D——钙化醇俗名维生素E——生育酚维生素K——止血维生素溶于脂类或脂肪溶剂，而不溶于水；随脂类吸收而吸收，脂类吸收障碍→缺乏VAfat-solubleVit又称视黄醇，是指含有视黄醇(retinal)结构，并具有其生物活性的一大类物质A1（视黄醇）：全反式结构，其生物效价最高。A2（脱氢视黄醇）：其生物效价为维生素A1的40％。新维生素A：l,3一顺异构体，它的生物效价为维生素A1的75％。VA的稳定性稳定：食品中的VA和A原在一般的情况下对热烫、碱性、冷冻等处理比较稳定无O2，120℃，保持12h仍很稳定。与VE，磷脂共存较稳定。不稳定：O2、光、酶、T、Aw在有O2时，加热4h即失活。紫外线，金属离子，O2均会加速其氧化。脂肪氧化酶可导致分解。fat-solubleVitfat-solubleVit缺乏症夜盲症、干眼、角膜软化、表皮细胞角化、失明等症状。UL值:维生素与矿物质最高允许摄入量那些对健康不会产生副作用的营养成分每日持续摄入总量的最高限值,最有可能表示摄入维生素与矿物质的最高安全限值.RNI（每日推荐摄入量≈RDA值）男性：800ug/d女性：700ug/dVA来源:fat-solubleVit动物植物:类胡萝卜素(维生素A原)鱼肝油鱼肉牛肉蛋黄牛乳及乳制品VD维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。D2和D3最常见，相差仅-CH3和一个双键。fat-solubleVitVD来源植物食品、酵母fat-solubleVit麦角固醇维生素D2（麦角钙化醇）维生素D3（胆钙化醇）人和动物皮肤7一脱氢胆固醇紫外线稳定性对热，碱较稳定但光照、氧气和酸存在下会迅速破坏。油脂氧化酸败时也会引起VD破坏—由于油脂中的VD形成异物。结晶的维生素D对热稳定。维生素D缺乏症与来源缺乏维生素D时：儿童会引起佝偻病，成年人可引起骨质软化病。来源：鱼、蛋黄、奶油中，海产鱼肝丰富，与VA共存维生素D的强化，一般常用于黄油和牛乳等食品中。VitaminE6—羟基苯并二氢吡喃的衍生物包括：生育酚：4种，生育三烯酚：4种-CH3或-H取代键头头所指的位置形成不同的α、β、ν，δ异构生育酚的抗氧化能力清除生成的自由基抗氧化稳定性生物体内食品添加剂α从上到下减弱从上到下增强βrδ脂溶性碱、氧气、紫外线敏感、金属离子促氧化酸、无氧加热（200℃）稳定损失：苯甲酰过氧化物或H2O2引起VE下降稳定性过氧化苯甲酰——面粉漂白剂氧化历程：VE极易受分子氧和自由基氧化，因此可以充当抗氧化剂和自由基清除剂猝灭单线态氧作用（1）食品工业中：腌肉中加入VE：降低亚硝胺的形成，消除NO·、NO2·。（2）功能性：人体的抗衰老、抗氧化等维生素K维生素K是醌的衍生物。其中较常见的有四种：天然的维生素K1和K2，还有人工合成的维生素K3和K4。维生素K稳定性维生素K是黄色粘稠油状物可被空气中氧缓慢地氧化而分解遇光则很快破坏对碱不稳定对热酸较稳定功能性质功能：VK参与凝血过程，被称为凝血因子。VK具有还原性，在食品体系中可以消灭自由基。缺乏症：缺乏导致血中凝血酶原含量下降，从而导致皮下组织和其它器官出血，而且会延长凝血时间。来源：K1在绿色蔬菜中含量丰富，鱼肉中维生素K含量较多。VK2能由肠道中的细菌合成。对于脂溶性维生素来说，人体易缺乏的顺序一般为VDVAVEVK。脂溶性维生素缺乏症及来源水溶性维生素生物活性最高VC(抗坏血酸)在所有维生素中VC是最不稳定的，在加工储藏过程中很容易被破坏。食品的褐变反应？2，3-二酮古洛糖酸木酮糖3-脱氧戊酮糖糠醛2-呋喃甲酸降解模式（ModeofDegradation）Cu2+、Fe3+催化的氧化反应速度比自发氧化速度快许多倍。影响VC降解的因素①O2浓度及催化剂催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度。非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正比关系,当PO2＞0.4atm，反应趋于平衡。有催化剂时,氧化速度比自动氧化快2-3个数量级,厌氧时,金属离子对氧化速度无影响。②高浓度的糖、盐等溶液：可减少溶解氧,使氧化速度减慢;半胱氨酸,多酚,果胶等对其有保护作用。影响VC降解的因素③pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中较稳定,在碱性溶液(pH＞7.6)中极不稳定。④温度及AW:结晶VC在100℃不降解，而VC水溶液易氧化。随T↑，V降解↑；AW↑，V降解↑。⑤酶：如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。⑥其它成分如花青素，黄烷醇，及多羟基酸如苹果酸，柠檬酸，聚磷酸等对VC有保护作用，亚硫酸盐对其也有保护作用。维生素C主要生理功能:1、促进骨胶原的生物合成。利于组织创伤口的更快愈合；2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命。3、改善铁、钙和叶酸的利用。4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病。5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血。6、增强机体对外界环境的抗应激能力和免疫力。缺乏：牙龈肿胀出血，牙床溃烂、牙齿松动坏血症、贫血存在VC广泛存在于果蔬中，猕猴桃和辣椒中含量最丰富。在食品加工中的应用（1）可防止水果蔬菜产生褐变褐和脱色（2）作抗氧化剂（脂肪、鱼、乳制品中）（3）稳定剂（肉中色泽的稳定剂）（4）改良（面粉）（5）啤酒中可作氧气载体VB1(thiamin)•即硫胺素，又称抗脚气病维生素。•它是由被取代的嘧啶和噻唑环通过亚甲基连接而成的一类化合物，它与盐酸可生成盐酸盐•稳定性：是B族维生素中最不稳定者VB1的稳定性具有酸-碱性质对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解.能被VB1酶降解,同时,血红蛋白和肌红蛋白可作为降解的非酶催化剂.对光不敏感,在酸性条件下稳定,在碱性及中型介质中不稳定.其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范围降解最快.早餐谷物食品在45℃贮藏条件下硫胺素的降解速率与体系中水分活度的关系VB1的稳定性食品的加工与贮藏中易损失。VB1缺乏症缺乏维生素B1易患脚气病或多发性神经炎，产生肌肉无力、感觉障碍、神经痛、影响心肌和脑组织的结构和功能，并且还会引起消化不良、食欲不振、便秘等病症。来源粮谷类、豆类、酵母、动物性原料的内脏和鸡蛋中。VB2(Riboflavin核黄素)FMNFAD结构：带有核糖醇侧链的异咯嗪衍生物活性形式：FAD,FMN生理作用：氧化还原辅酶稳定性：烹调加工中较稳定，储藏中损失小。VB2稳定性pH：酸性下稳定，碱性下不稳定光照：光照下快速分解，生成光黄素或光色素，并产生自由基,破坏其它营养成分产生异味,如牛奶的日光臭味即由此产生.加热：酸性条件下稳定氧气：稳定功能和缺乏症辅酶的组成成分对机体内糖、蛋白质、脂肪代谢起着重要作用缺乏时会发生口角炎、舌炎等来源肠中细菌可以合成维生素B2，但为量不多。动物肝、肾、心、蛋黄、乳类绿色蔬菜、豆类VB2尼克酸(B5，维生素PP，烟酸，抗癞皮病因子)尼克酸和尼克酰胺，在体内主要形式是具有生理活性的尼克酰胺。稳定性：最稳定的一种维生素，对光、热、酸、碱、氧均稳定。主要损失途径：溶水流失功能及缺乏症NAD（辅酶Ⅰ）和NADP（辅酶Ⅱ）的组成成分，在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起着重要的作用。缺乏时患癞皮病（糙皮病）富含VB5的食品动物性食品：动物内脏植物性食品：全谷、种子、豆类但以玉米为主食的人群，易于发生赖皮病，原因是玉米中的烟酸主要为结合型不能为人体吸收，同时玉米中色氨酸较低。尼克酸(B5，维生素PP，烟酸，抗癞皮病因子)维生素B6化学名：吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺活性形式：磷酸吡哆醇/醛/胺稳定性：烹调加工中有一定损失。对热、强酸和强碱都很稳定；但在碱性溶液中对光敏感，尤其对紫外线生理功能及缺乏症生理功能AA代谢中其辅酶的作用在血红蛋白合成中起重要作用促进人体对VB2、VB12、Fe、Zn的吸收缺乏症：可致眼、鼻与口腔周围皮肤脂滥性皮炎食物来源白色肉类(如鸡肉和鱼肉)，肝脏、豆类、坚果等，水果蔬菜(香蕉)肠道中微生物(细菌)可合成，但其量甚微。叶酸（B11）又称蝶酰谷氨酸，由蝶酸和谷氨酸结合而成，蝶酸是由2-NH2-4-CH-6-CH3喋呤+-NH2苯甲酸组成。体内活性形式为四氢叶酸(FH4)，FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。NNNNH2NCH2COOHOHCHCOCH2COOHNHCH2NH2-氨基-4-羟-6-甲基喋呤对氨基苯甲酸Glu水溶液中易被光解破坏在酸性溶液中不稳定，pＨ＜４易破坏在中性或碱性溶注解中对热稳定，加热至100℃１h也不被破坏叶酸能与亚硫酸和亚硝酸盐作用，生成致癌物质，加入Vc会大大增加叶酸的稳定性食物中叶酸的烹调损失率为50%～90%叶酸（B11）稳定性缺乏与过量叶酸缺乏巨幼红细胞贫血高同型半胱氨酸血症叶酸过量影响锌的吸收干扰VB12缺乏的诊断与治疗食物来源广泛存在于绿叶组织中肠道细菌也能合成，故一般不缺乏。B12(钴胺素，抗恶性贫血维生素)是唯一含有金属元素钴的维生素。催化变位反应，是几种变位酶的辅酶。谷胺酰和甲基谷氨是B12的两种辅酶形式。稳定性最适宜pH范围是4～6，在此范围内，即使高压加热，也仅有少量损失。强酸(pH2)或碱性溶液中分解，遇热可有一定程度破坏，但短时间的高温消毒损失小，遇强光或紫外线易被破坏。还原剂如低浓度的巯基化合物，能防止B12破坏，但用量较多以后，则又起破坏作用。抗坏血酸或亚硫酸盐也能破坏B12。在溶液中，硫胺素与尼克酸的结合可缓慢地破坏B12。三价铁盐对B12有稳定作用,而低价铁盐则导致B12的迅速破坏。缺乏症巨幼红细胞性贫血，即所谓恶性贫血；精神抑郁、记忆力下降、四肢震颤等神经症状；同型半胱氨酸血症，血清中积累的同型半胱氨酸具有神经毒和血管毒，可促使心脏病发作、栓塞性脑卒中和周围血管阻塞。食物来源：广泛存在于动物性食品中，植物性食品中含量极少。肠道细菌也能合成泛酸（B3）泛酸也称遍多酸，广泛存在于自然界由丁酸部分与β—丙氨酸形成酰胺键而结合，是一酸性物质。是辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）的组成部分。CCHCNHCH2OHCH3CH3H2COHαγOHCH2COOH—二羟—β，β—二甲基丁酸β—Alaα，ββ稳定性：其水溶液在酸性或碱性条件下对热不稳定干燥情况下泛酸盐对空气和光稳定缺乏症：一般不发生，症状：易怒