华农考研资料食品化学-第六章维生素与矿物质

第六章维生素与矿物质(VitaminandMinerals)一、定义1。维生素：人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得供给的微量有机物质。维生素是人和动物的外源性生物活性物质：维生素元（Provitamins):能在人及动物体内转化为维生素的物质。6。1维生素(Vitamins)概述辅酶或辅酶前体:如烟酸,叶酸等维生素的功能抗氧化剂: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VB1,VB2,B族VB5,VB6,VH水溶性VitVB11,VB12VitVCVA脂溶性VitVDVEVK一B族Vit1VB1硫胺素(thiamin)6。2几种水溶性Vit的结构及稳定性①具有酸-碱性质②对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解.③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.④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.⑤其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范围降解最快.StabilityandProperties: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两环间亚甲基易与强亲核试剂反应。与亚硝酸盐反应,使VB1失活.在碱性条件下易降解,其降解机制为:Degradation2.核黄素VB2(Riboflavin)Structure:①对热稳定,对酸和中性pH也稳定,在120℃加热6h仅少量破坏.②在碱性条件下迅速分解.③在光照下转变为光黄素和光色素,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.PropertiesofVB2structure二VC(AscorbicAcid)抗坏血酸有四种同分异构体：L抗坏血酸L异抗坏血酸D抗坏血酸D异抗坏血酸1。L抗坏血酸的生物活性最高，D抗坏血酸生物活性只有L抗坏血酸的10%，D异抗坏血酸没有生物活性2。D异抗坏血酸的还原性高于L抗坏血酸抗坏血酸在生物体中的作用1。参与生物体内的羟化反应和还原作用2。有利于铁的吸收，预防疾病。维生素C的性质是最不稳定的维生素，易降解。影响VC降解的因素有：。O2浓度及催化剂。糖,盐。pH值。温度及AW。酶.如多酚氧化酶。食品中的其它成分如花青素，黄烷醇氧及催化剂：。降解速度正比与氧气的浓度。金属催化剂加速氧化,尤其是金属离子铜和铁对氧化速度作用最大.影响VC降解的因素ModeofDegradation糖,盐：糖,盐及其它溶液浓度高时可减少溶解氧,使氧化速度减慢;半胱氨酸,多酚,果胶等对其有保护作用.pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中较稳定,在中性以上的溶液(pH＞7.6)中极不稳定.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↑。水分活度与抗坏血酸破坏速率的关系（橙汁晶体）；酶：许多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。食品中的其它成分：食品中的其它成分如花青素，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（螯合金属离子）亚硫酸盐对其也有保护作用（还原金属离子与VC反应生成的过氧化氢）。6。3脂溶性维生素(Fat-SolubleVit)一VAStuctureVA主要成在动物中（动物肝脏含最高），不成在植物中。但蔬菜中的类胡萝卜素可转化为VA1故类胡萝卜素也称为维生素A原。。紫外线、金属离子、氧及脂肪氧化酶可导致VA分解例：无O2，120℃，保持12h仍很稳定，有O2时，加热4h即失活。在加热、碱性条件及弱酸条件下较稳定，但在无机酸条件下也不稳定。。与VE、磷脂共存较稳定StabilityandpropertiesStucture二VDStability。对热、碱较稳定。光照和氧气存在下会迅速破坏。VD与VA伴存。鱼、蛋黄、奶油中含量相当丰富，尤其是海产鱼肝油中特别丰富。VD的生理功能是调节钙、磷代谢，缺乏VD，儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。Structure三VEStability。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，其氧化历程为：。VE可猝灭单线态氧，其反应式为：。在无氧条件下，VE可与亚油酸甲酯氢过氧化物反应形成加合物，初始产物为半醌，进一步氧化形成生育酚醌，金属离子可加速其氧化。。在食品的加工，包装，贮藏过程中，VE会大量损失。6。4维生素在食品加工贮藏中的变化(VariationofVitinfoodprocessingandstorage)一原料对食品加工中维生素含量的影响植物在不同采收期维生素含量不同采收和屠宰后，内源性酶会分解维生素。二加工前处理对食品中维生素含量的影响浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失。小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间的关系三热烫和热加工造成维生素损失。温度越高，损失越大；。加热时间越长，损失越多；加热方式不同，损失不同；。脱水干燥方式对其保存率也有较大影响。豌豆加工中抗坏血酸的保存率四产品贮藏中维生素的损失。水分活度，包装材料及贮藏条件对维生素的保存率都有重要影响。。在相当于单分子层水的AW下,Vit很稳定,而在多分子层水范围内,随AW↑,Vit降解速度↑.五加工中化学添加物和食品成分的影响氯气，次氯酸离子，二氧化氯等具有强反应性，可以维生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。二氧化硫和亚硫酸盐有利于VC的保存，但会与硫胺素反应。亚硝酸盐可造成VB1的破坏。一般而言，氧化性物质会加速VC、胡萝卜素、叶酸等的氧化，而还原性物质会保护这些维生素，有机酸有利于VC和VB1的保存率，碱性物质则会降低VC，VB1，泛酸等的保存率。有机酸有利于VC和VB1的保存率，碱性物质则会降低VC，VB1，泛酸等的保存率。§5食品中Vit的测定(Anilysis)比色法化学法滴定法Vit的分析法紫外法仪器法荧光法HPLC法微生物法样品的前处理水溶性Vit:VB1,VB2可能与蛋白质,淀粉等结合在一起,一般可通过酸水解或酶水解使其游离出来,然后进行提取,纯化和测定.脂溶性Vit:样品→皂化→脂溶性Vit和皂化物→过滤→有机溶剂抽提→浓缩→溶于适当溶剂→测定.2,6-二氯酚靛酚法:测H2A,较灵敏苯肼比色法:测总VC,易受干扰VC的测定法荧光法:测总VC,准确,但操作繁琐HPLC法:灵敏,准确,可分别测A和H2AAnalysisofVC2,6-二氯酚靛酚法(2,6-dichlorophenolindophenol)测VC的原理:注意事项:。所有试剂配制应用新鲜重蒸馏水.。植物样品用2%草酸抽提,动物样品用三氯乙酸抽提,操作迅速.。对于大量含有Cu2+,Fe2+等离子的样品,要消除干扰,深色样品应脱色.。滴定开始染料快加,到终点慢加,同时做空白.AnalysisofVB1(Fluorometricmethod)AnalysisofVB2(Fluorometricmethod)一SbCl3比色法原理:利用VA在氯仿溶液中与SbCl3生成一种兰色的络合物,其兰色深浅与VA含量在一定范围内呈正比.在620nm处比色。适用范围:适于VA含量高的样品,且兰色络合物很不稳定,必须在6S内比色完毕.AnalysisofVA前处理:样品→皂化→乙醚萃取→上层洗涤→浓缩脱水(用无水硫酸钠)→氯仿定容.注意事项:A.SbCl3遇水沉淀,所以CHCl3不应含水,加乙酸酐少许可脱水.B.VA见光分解,应在暗处操作.C.若样品含胡萝卜素,应消除干扰.D.除SbCl3作显色剂外，可用CF3COOH或CCl3COOH作显色剂.二紫外分光光度法原理:VA的异丙醇溶液在325nm有最大吸收,其吸光度与其浓度成正比.特点:灵敏度高于SbCl3比色法,但在325nm附近有许多化合物对测定有干扰,一般用于纯样品的测定.SbCl3比色法:VD+SbCl3橙黄色化合物,在500nm处比色。此法灵敏度高,但操作复杂、费时.HPLC法:简便,快速,精确度高,是目前最好的方法.AnalysisofVD6。1概述Definition：有机质在燃烧过程中生成CO2和H2O呈气体逸出，残存的灰分为无机质，无机质中的元素统称为矿物质成分。Function:是构成生物体的组成部分。维持生物体的渗透压。维持机体的酸碱平衡。酶的活化剂。对食品的感官质量有重要作用6矿物质(minerals)分类：常量元素:占人体的99%以上.Ca,Mg,P,K,Na,Cl,etal.微量元素：含量低于50mg/Kg.微量元素Classification:Essential：Fe,Cu,Zn,I,etal.Harmful:Pb,Cd,Hg,etal.非营养非毒性：Al,B,Ni,Sn,etal.6。2矿物质的来源及存在状态(Sourceandstatement)Fruit：K含量高，大部分与有机物结合,或是有机物的组成部分,常以磷酸盐,草酸盐的形式存在.PlantfoodBean：矿物质含量最丰富,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn等含量均较高，其中P主要以植酸盐形式存在。Cereals:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。Meats：Na,K,Fe,PMn含量较高,Cu,Co,Zn,等也有少量，以可溶性氯化物磷酸盐，碳酸盐形式存在或与AnimalFood与蛋白质结合。Milks：主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。Eggs：含人体所需的各类矿物质。Chemicalformandsoluble：e.gFe3+难溶，不利吸收，而Fe2+易于吸收。Mineral-mineralinteraction：如铁过多会抑制Zn，Mn的吸收Redoxactivityoffoodcompents：如VC有利于Fe的吸收，VD，Pr促进Ca的吸收。FactorsthatinfluenceMineralBioavailability(生物利用率)FoodLigands：e.g多酚可与Fe，Cu等螯合，利于其吸收，肽，糖，核酸等也可以与矿物质形成配合物而利于其吸收。6。3矿物质在食品加工中的变化(Effectsofprocessing)一般加工对其含量的影响矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。加工时因容器带入会使其含量增加如铁锅炒菜等。加工后生物有效性提高如面粉发酵后锌的生物有效性提高30-35%。6。4开发功能性食品常用方法复原(Restotation)：添加营养素使其恢复到原有的组成。强化(Fortification)：添加一种或多种营养素，使其成为一种优良的营养素来源。增补(Enrichment)：指选择性地添加某种适量营养素，以达到规定的标准量。6。5利用矿物质提高食品的质地在炼乳中家Na2HPO4来保持盐平衡。Ca可提高腌渍黄瓜的脆性。磷酸盐可稳定果蔬色泽，磷酸盐可使啤酒不混浊。在肉制品中加入三聚磷酸盐、焦磷酸盐增加肉的持水性，防止脂肪酸败。原因：。调节pH，使之远离肉Pr的等电点，增加持水力。。肉Pr中Mg2+，Ca2+被Na+，H+置换出来，使-COOH游离出来，利于吸水。。破坏盐桥或增大电荷斥力，使结构膨胀，增加持水力。。增加离子强度，使肌球蛋白溶解度增加而使肉持水力增大。6。6常见食品的酸碱性AcidFood：含有阴离子酸根的非金属元素较多的食品，在体内代谢后的产物大多呈酸呈酸性，故在生理上称为～，如肉，鱼，蛋，米等。AlkalineFood：含有阳离子金属元素较多的食品在生理上称为～，如果蔬，豆类等。食品酸碱性的测定食品---灰化---定溶---测酸碱度碱性Food样品（100g）→灰化→水溶→0.1mol/LHCl滴定，若消耗体积为5ml，记为+5，如此类推。酸性Food样品（100g）→灰化→水溶→0.1mol/LNaOH滴定，若消耗体积为5ml，记为-5，如此类推。6。7Food中矿物质的测定6。7。1总灰分的测定样品→500-600℃→灰化→灼烧后残留物→定容→测总灰分。水溶性灰分：氧化物及