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文档简介
1、第16章 营养强化剂(Nutritional fortification substances)16.1 概述食品营养强化剂是指为增强营养成份而加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂。其目的是用于平衡天然食品某些营养素的不足,以强化天然营养素的含量,补偿加工中的损失,提高食品的营养价值,增补人体对天然营养素的需要,防治由于缺乏某种天然营养素所导致的各种疾病。这些营养强化剂按性质可分为氨基酸和含氮化合物类、维生素类、无机盐类和脂肪酸类功能因子。在所有的天然食品中,没有一种食品可以单独食用后即满足人体全部营养素的需要。加上地理环境,生活习惯等因素,均可导致某种或某些营养素的
2、缺乏。此外人体在不同时期对营养素的要求也不同,因此,在膳食结构方面要强调平衡膳食而不是偏食,也需要必要的营养强化或补充,尤其是对婴幼儿,青少年,孕产妇,老年人等,使之获得较为全面的营养。据记载,食品强化最早是在1915年,由美国开始生产商品化的碘盐;1918年,丹麦人在人造奶油中添加鱼肝油;1936年,美国营养审议会建议在牛奶和人造奶油中强化维生素A和D,从而消灭了美国幼儿的佝偻病。1941年美国立法规定必须在白面和面包中强化维生素B1,B2,尼克酸和铁,以消灭癞皮病。目前在美国有25%的食物强化了铁,25%的奶制品强化了维生素A,面包中几乎全部强化了B族维生素。据统计,美国膳食中24%的硫胺
3、素,铁及20%的核黄素和18%的尼克酸来自营养强化剂。许多美国营养学家甚至希望,在面粉中强化的营养素扩大到6种维生素(增加维生素B6,叶酸,和维生素A)和4种无机盐类(增加钙,铁和锌)。40年代以来,各国纷纷对食品进行营养强化,许多国家颁布了有关的法令和规定。我国于1996年规定全民食用碘盐,大城市的牛乳中广泛强化了维生素A和维生素D。我国营养强化的近期目标:通过保障食物供给,落实适宜的预防措施,减少饥饿和食物不足,降低热能,蛋白质营养不良的发生率,预防控制和消除微量营养素缺乏症;通过正确引导食物消费,优化膳食模式,开发保健食品,促进健康的生活方式,全面改善居民的营养,预防与营养有关的慢性病。
4、16.2使用强化剂注意事项食品的强化是很复杂的工作,强化剂的使用一定要注意以下几点:(1)严格执行 营养强化剂使用卫生标准和营养强化剂卫生管理办法。(2)强化剂的添加不得破坏必要营养素之间的平衡关系。(3)添加的强化剂在正常的加工过程中和正常的贮存条件下是性质稳定的。(4)强化对象最好是大众化的,日常食用的食品和奶粉主副食,调味品等。产品应有使用指导,防止消费者由于时尚或偏见而误食或过量摄入,以防止引起副作用,甚至中毒。(5)食品加工中,没有必要将食物中原来所缺乏的和在加工过程中损失的某些营养素都进行强化补充,要在全面基础上来确定食品是否需要强化营养素,如事先调查当地居民饮食情况和营养状况等。
5、(6)食品中的强化剂是针对某一个问题来强化的,它并非表明真正的合理营养,所以,在使用这种产品应有的放矢,要非常谨慎。(7)强化剂不能影响食品的色、香、味、形,降低食品品质。(8)大量的临床实验结果表明,以“缺啥补啥”方式使用强化剂,不如以“平衡补充”方式使用强化剂效果好。16.3 强化剂的使用方法16.3.1 强化剂的强化方法(1) 在原料或必要食物中添加,如面粉、谷类、米、饮用水、食盐等。凡是规定添加强化剂的食品以及具有其营养内容的强化,都可以使用这个方法,但这种强化剂都有一定程度的损失。(2) 在食品加工过程中添加,这是强化食品最普遍采用的方法。各类糖果、糕点、焙烤制品、婴儿食品、饮料罐头
6、等都采用这一方法,采用这一方法时,要注意制定适宜的工艺,以保证强化剂的稳定。(3) 在成品中加入,为了减少强化剂在加工前原料的处理过程及加工中的破坏损失,可采取在成品的最后工序中加入的方法,奶粉类,压缩食品类,及一些军用食品中都采用这种方法。(4) 用生物学方法添加:先使强化剂被生物吸收利用,使其成为生物有机体,然后 再将这类含有强化剂有机体加工成产品或者直接食用。如:碘蛋、乳、硒茶、有机锗等,也可以用发酵等方法获取,如维生素发酵制品等。(5) 用物理化学方法添加,例如,用紫外线照射牛乳使其中的麦角甾醇变成维生素D3。16.3.2 强化剂的添加形式(1)干式混合,添加片剂,粉剂。(2)制成溶液
7、,乳剂或分散悬浮液后添加。(3)加入饮食器具中或加入供食用的动植物生长环境条件中。16.4 氨基酸和含氮化合物类蛋白质是人体重要营养物质,从食品中摄取的蛋白质在人体内全部分解成氨基酸,再被人体各个组织吸收,也有部分转变为热能,或以尿素,铵盐类的形式排出体外。蛋白质营养价值取决于氨基酸组成。所有都由20种氨基酸组成,其中大部分在体内可由其它物质合成,但色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和蛋氨酸8种氨基酸,不能由人体合成,必需由食物供给,即必需氨基酸(最近报告组氨酸也是必需氨基酸)。机体在蛋白质的代谢过程中,对每种必需氨基酸的需要和利用都有一不定期范围。某种氨基酸过多或不足都会影响
8、其他一些氨基酸的利用。所以为满足蛋白质合成的要求,各种必需氨基酸之间应有一定的比例。这种必需氨基酸之间相互搭配的比例关系称为必需搭配需要量模式或搭配计分模式。可见膳食蛋白质中必需氨基酸的模式越接近人体蛋白质的组成,被人体消化,吸收后就越容易被机体利用,其营养价值越高。食物中最主要的限制搭配为赖氨酸和蛋氨酸。赖氨酸在谷物蛋白质和一些其他植物蛋白质中含量很少。蛋氨酸在大豆,花生牛奶和肉类蛋白质中相对偏低。所以,赖氨酸是谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸。因此,在一些焙烤食品特别是以谷类为基础的婴幼儿食品中常常添加适量的赖氨酸,提高营养价值。此外,小麦,燕麦和大米还缺乏苏氨酸,玉米缺乏色氨酸,这两种氨基
9、酸分别是它们的第二限制氨基酸。由上可见,对食品进行氨基酸强化,对于充分利用蛋白质和提高食品质量起着重要作用,并且对人体健康有着直接关系。16.4.1 L-赖氨酸(L-Lysine)(1) 性状 白色至微黄色结晶或结晶性粉末有特殊甜、苦滋味和独特风味。263264熔化并分解。通常较稳定,但湿度高时易结块,稍着色。相对湿度60以上则生成二水合物。碱性条件及直接与还原糖存在下加热则分解。易溶于水(40g/100mL),35水溶液呈微碱性。赖氨酸为必需氨基酸,无法在体内合成,如缺乏则引起蛋白质代谢障碍,导致生长障碍,发育不全,体重下降,食欲不振,血中蛋白减少等,-型赖氨酸无生理效果。(2)制法 一般由
10、发酵制取,有经由二氨基庚二酸二步法,及糖类直接发酵制取的一步法,然后分离精制而成。或由血粉,酪蛋白,脱脂大豆分解后,用离子交换树脂分离而得。 (3)用途 营养增补剂。用于强化食品中的赖氨酸。黑,麦,米,玉米,花生粉等所含赖氨酸为限制氨基酸。小麦,芝麻,燕麦,等所含赖氨酸为第一限制氨基酸。日本的强化规定用量(以L-赖氨酸计),小麦粉、通心粉、速煮面等为150mg/100g,面包,饼干等以100mg/100g速煮面50mg/100g。尚可用于蛋黄酱,牛乳,方便食品等。亦可作调味剂,改善风味。(4) 限量 GB1488094(g/kg);面包,饼干,12;面条用面粉24。 GB27601997:配制
11、酒:0.30.8g/kg。FEMA(mg/kg,1998):焙烤制品70150;饮料330;快餐谷物30150;干酪70150;胶姆糖525;调味料1030;糖果,糖霜1525;蛋制品:50100;油脂:1030;鱼制品50125;冷冻乳品:70150;水果冰:1030;明胶甜食,布丁1025;调味汁:70150;小吃食品50250。16.4.2 DL-蛋氨酸(DL-Methionine)(1)性状 无色或白色有光泽片状结晶性粉末。稍带特殊气味。味微苦。熔点280281,对强酸不稳定,可导致脱甲基作用。溶于水(3.3g/100mL)、30温热的稀乙酸、稀碱溶液和稀无机酸溶液。(2)制法 由丙烯
12、醛和甲硫醇反应后而得。(3)用途 营养增补剂,在燕麦、黑麦、米、玉米、小麦、花生、大豆、菠菜等植物性食物中属于限制氨基酸。大豆蛋白中缺乏蛋氨酸,用DL-蛋氨酸补充后其营养价值可接近牛奶蛋白。另在含谷氨酸钠的酵母水解物的食品中,可增加香味。用于对上述食品营养强化,以改善氨基酸平衡,因价格较高于DL-蛋氨酸,而效果相等,故常用DL-蛋氨酸。(4)限量 占食品中总蛋白质量的3.1%(FDA,172.320.1994)16.4.3 L-异亮氨酸(-isoleucine)(1)性状 白色结晶小片或结晶性粉末,略有苦味,无臭。升华温度168170,约于284熔化并分解。10水溶液的pH值为5.57.0。化
13、学性能稳定。在食品烹调,加工受热时几乎无损失。溶于水(4.3g/100mL,20),微溶于冷却乙醇或乙醚。属于必需氨基酸,为婴儿正常发育及成人的氮平衡所必需。存在4种异构体,仅L-型有生理功效。过量食用将与亮氨酸产生抗拮作用,有碍发育。成人男子需要量1.4g/d。(2)制法 以糖氨,D-苏氨酸为原料,经粘质赛氏杆菌发酵而得。(3)用途 营养增补剂,必需氨基酸之一,每天最低需要量0.7g。可强化各种食品,如小麦粉,麦谷蛋白,花生粉,马铃薯等,其亮氨酸为限制氨基酸,宜予强化。尚可与其他必需氨基酸共用于搭配制剂及氨基酸输液。(4)限量 占食品中蛋白量的6.6%(FDA,172.320.1994)16
14、.4.4 酪蛋白磷酸肽(CaseinpHospHopetides;CPP)用途 钙铁吸收促进剂。促进婴幼儿的骨骼形成,预防和改善骨质疏松,促进骨折患者的康复。可用于饮料糕点制品,面包冷饮,甜食及保健品等。详情见21.5。16.4.5 L-赖氨酸-L-天门冬氨酸盐(L-Lysine-L-Aspartate)(1)性状 白色粉末,无臭或稍臭,有特异味,易溶于水,难溶于乙醇、乙醚。L-赖氨酸因易吸收空气中的碳酸气变成碳酸盐,具有潮解性,难以处理。若将其与具有呈味性的天门冬氨酸结合成盐,则有用更为方便。(2)制法 由游离的L-赖氨酸中加入L-天门冬氨酸而制得。(3)毒性 同L-赖氨酸盐酸盐。(4)应用
15、 氨基酸强化剂。主要作为L-赖氨酸强化用,也可用于清凉饮料及面包乖的调味。使用范围及使用量 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 1488094)规定:其使用范围和使用量同L-赖氨酸盐酸盐。本品1.910g相当于L-赖氨酸1g或本品1.529g相当于L-盐酸赖氨酸1g。16.4.6 L-赖氨酸盐酸盐(L-Lysine Monohydrochloride )别名 L-2,6二氨基己酸盐酸盐 化学结构(1) 性状 白色或几乎白色结晶性粉末,无臭或稍有特异臭,无异味。易溶于水,但几乎不溶于乙醇和乙醚,20时的溶解度(g/mL)约为:0.4(水)、0.1(甘油)、0.001(丙二醇),在约260时熔化并分
16、解。一般较稳定,但湿度高时易结块。有时也稍着色,与维生素C或维生素K共存时易着色。碱性及在还原糖存在下加热泪则分解。吸湿性强。(2) 制法 有蛋白质水解、分离法,合成法及发酵法等。现多采用发酵法制取。蛋白质水解分离法 由血粉、酪蛋白、脱脂大豆水解后,经离子交换树脂分离而得。合成法 以已内酰胺为原料或以糠醛为原料制取。发酵法 由二氨基庚二酸的二步法及由淀粉、糖质原料的一步法发酵制取。(3) 毒性 LD50大鼠口服10.75g/kg(bw)。GRAS FDA-21CFR 172.320。(4) 应用 氨基酸强化剂。使用注意事项赖氨酸是人体必需氨基酸,缺乏时可发生蛋白质代谢障碍和机能障碍。成人每日安
17、全需要量约为0.8g。赖氨酸在植物蛋白中一般含量较低,为谷物等蛋白质的第一限制氨基酸,故多作为粮谷类制品的强化剂。在一般情况下,特别是在酸性时加热,赖氨酸较稳定,但在还原糖存在时加热,可被破坏,应予注意。此外,小麦粉中的赖氨酸在制面包时可损失9%24%(取决于焙烤方式)。若将面包再行烘烤,还可损失5%10%。故添加赖氨酸的面包在食用前不宜再切片烘烤。含淀粉类还原糖、维生素C较多的食品与本品共热时,易产生褐变,并使味感恶化。 使用范围及使用量 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 1488094)规定: 可用于面包、饼干、面条用面粉,使用量为12g/kg,在和面时加入,谷类及其制品也按量添加,饮料用
18、量0.30.8g/kg.16.4.7 牛磺酸(Taurine)别名 2-氨基乙磺酸 化学结构 NH2CH2CH2SO3H(1)性状 白色结晶或结晶性粉末,无臭,味微酸,可深于水,在乙醇、乙醚或丙酮中不溶。(2)制法 以2-氨基乙醇与硫酸酯化,经亚硫酸钠还原和成粗品牛磺酸后精制而成。(3)毒性 LD50 小鼠口服大于10g/kg(bw)。Ames试验 无致突变作用。(4)应用 营养强化剂。 使用注意事项 牛磺酸并非组成蛋白质的氨基酸,在人体内以游离状态存在。它对促进儿童,尤其对婴幼儿大脑、身高、视力等的生长、发育起重要作用。尽管在人体中它可由蛋氨酸或半胱氨酸代谢的中间产物磺基丙氨酸脱羧形成,但婴
19、幼儿体内此种脱羧酶活性很低,其合成受限,而应予补充。特别是用牛乳喂养的婴幼儿,因牛乳中几乎不含牛磺酸,故必须进行适当的营养强化。使用范围及使用量 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 1488094)规定:可用于乳制品、婴幼儿食品及谷类制品,使用量为:0.30.5g/kg;饮料、乳饮料,0.10.5g/kg;配制酒;0.10.5g/kg;儿童口服液,4.08.0g/kg。16.5 维生素类维生素是一类具有调节人体各种新陈代谢、维持机体生命和健康必不可少的营养素。它不能或几乎不能在人体内合成,必须从外界不断摄食。当膳食中长期缺乏某种维生素时,就会引起代谢失调、生长停滞,甚至进入病理状态。维生素的种类
20、很多,从化学结构上来说是分属于许多种类的有机化合物,因此,它们的物理化学性质差别较大。尽管如此,它们还有一些共同的特点:(1)它们是维持人体健康和生长发育所必需的。(2)绝大多数维生素不能在人体中合成,能合成的少数几种也是数量甚微,不能充分满足机体需要,所以维生素必须从食物中摄取。(3)维生素参与机体的代谢作用但不能提供能量。(4) 按溶解性而分成脂溶性和水溶性两大类。脂溶性维生素主要有:维生素A (抗干眼病维生素);维生素D(抗佝偻病维生素);维生素E(抗不孕维生素);维生素K(凝血维生素)。这类维生素溶于油脂、鱼肉、腊肠、豆酱、花粉、面条之中。水溶性维生素主要有:维生素C(抗坏血酸);维生
21、素B。这类维生素溶于水而不溶于有机溶剂。可用于饮料、面包、饼干、调味品。 16.5.1 维生素A(Vitamin A,Retind)化学结构维生素A是由-紫罗酮环与不饱和一元醇所组成,既可以游离存在,也可与脂肪酸酯化,或者以醛或酸的形式存在。游离状态的为不饱和一元多烯醇,即视黄醇。视黄醇为维生素A3,脱氢视黄醇为维生素A2。维生素A1存在于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中A2存在于淡水鱼的肝脏中。(1)性状 维生素A为微黄色平行四边形块状结晶或晶体粉末。几乎无臭。熔点5660。易溶于油脂、有机溶剂、不溶于水。对热、光比较稳定,对酸不稳定。易被空气中的氧所氧化破坏,特别是在高温条件下,紫外线和氧化剂将促
22、进此种氧化破坏。若维生素A与磷脂,维生素E,抗坏血酸或其他抗氧化剂同时存在时,其稳定性提高,与大豆食品共同存在的维生素A不易被破坏。(2)制法 天然维生素A是从鳕鱼,鲑鱼,金枪鱼等肝脏提取的肝油,经分子蒸馏法在高真空和110270蒸馏浓缩,再经层析精制而得。(3)用途 营养增补剂,维生素A与视觉正常有密切关系。眼视网膜的杆状细胞和锥状细胞内部存在对光敏感的色素视紫红质,该色互助的形成和表现出生理功能都依赖于适量的维生素A存在。当机体维生素A 不足时,视紫红质的合成和代谢受到抑制,从而引起暗适应能力降低,严重引起夜盲症。另外,维生素A 与上皮细胞的正常形成有关,缺少时可引起上皮组织的改变,如腺体
23、分泌减少,皮肤干燥,角化以及增生,降低机体防预细菌、病毒入侵的能力。最后,维生素A还有促进组织蛋白的合成,加速生长发育,增强机体抵抗力的作用。(4)限量 GB1488094(ug/g,以视黄醇当量计):芝麻油,色拉油,人造奶油,40008000,乳制品,婴幼儿食品,30009000;乳及乳饮料:6001000;GB276096;固体饮料:48mg/kg;冰淇淋:0.61.2mg/kg。FDA. 184。1930,1994:以GMP为限。日本(1992):婴儿用改质奶粉,添加量为维生素A5003000IU/100g。学校供食面包,每份添加维生素A5001000IU/g日本文部省规定的学校供食用小
24、麦粉的添加量大于500IU/100g。在制粉工序中添加。其他食品添加量(维生素A,I.U/100g);小麦粉及加工品中约8001000;糕点类中约1000;汤料内约3000。16.5.2 维生素D2(Vitamin D2)别名 麦角钙化甾醇,骨化醇。化学结构 (1)性状 无色针状结晶或白色结晶性粉末,无臭无味,遇光或空气易变质。熔点118119,比吸光度为 445485(1%的浓度,1cm比色管)。易受空气和光照的影响。耐热性好。在植物油中保存,则相当稳定,与无机盐共存时则加速分解。于毛地黄皂苷中不沉淀。不溶于水,溶于乙醇,氯仿,乙醚和油脂,极易溶于三氯甲烷。(2)制法 由啤酒酵母,香菇等分离
25、的麦角甾醇经紫处线照射而得。(3)用途 营养增补剂。维生素D2经口食用,主要在小肠下部吸收,能促进钙和磷的吸收,使骨组织正常化。用于防佝偻病原菌的需要量为400IU维生素D/d。(4) 限量 GB1488094(ug/kg):液体奶1020;人造奶油125156;乳制品63125;乳及乳饮料1040;婴幼儿食品:50115。GB27601995:固体饮料,冰淇淋,1020mg/kg。FDA,184 .1950(1994):早餐谷物350;粒状及糊状制品90;牛乳42;乳制品89(IU/100g)。16.5.3 维生素D3(Vitamin D3),别名 胆钙化甾醇 化学结构 (1)性状白色无臭针
26、形结晶。易受空气和光照影响。比维生素D2稳定。不溶于水,溶于乙醇,氯仿和油脂。熔点8587,维生素D3的主要排泄途径是随同胆汁排泄,转化为极性较强的代谢产物如葡萄糖苷酸后随胆汁排入肠中。(2)制法主要从鱼肝油中分离而得。(3)用途营养增补剂:维生素D3在体内不能直接发挥作用,须先经代谢转化为具有活性的1,25-二羟胆钙化醇,才能发挥作用。维生素D3的主要生理功能是调节人体的钙,磷代谢,使钙形成骨骼和牙齿。因此,缺乏维生素D3时,会发生佝偻病(儿童)或软骨病(成年人)。相反,维生素D摄入过多,会引起血钙过高,使血管和某些器官不必要的钙化。(4)限量GB1488094,同“维生素D2”。FDA,1
27、84.1950(1997) 同“维生素D2”。16.5.4 维生素1(itamin B1,Thiamine)化学结构 (1)性状 盐酸硫胺素(维生素1盐酸盐)为白色针状结晶粉末,有微弱的类似米糠的气味,味苦,无水干燥品在空气中迅速吸收水分(4)。熔点246250。对热稳定(170),易溶于水,微熔于乙醇。不溶于苯和乙醚。在室温下,亚硫酸盐可使本品分解为嘧啶和噻唑。氰化高铁,如高铁氰化钾可将其氧化成具有蓝色荧光的脱氢硫胺素即硫色素,据此可判定硫胺素的含量。(2)制法 由丙烯腈经过缩醛物、已酰嘧啶、硝酸硫胺,再转化成盐酸硫胺。(3)用途 营养增补剂。维生素1在体内参与糖类的中间代谢。机体内维生素1
28、不足,辅羧化酶活性下降,糖代谢受阻,从而影响整个机体代谢过程。其中丙酮脱羧受阻,不能进入三羧酸循环,不继续氧化,在组织中堆积。这时,神经组织供能不足,于是可出现相应的神经肌肉症状,如多发性神经炎,肌肉萎缩和水肿,严重时还可以影响心肌和脑组织的功能。维生素1不足还会引起消化不良,食欲不振和便秘等病症。(4)限量 目前多数国家包括我国在内,维生素1,供给量标准为0.212ug/KJ。16.5.5 维生素2(Riboflavin(e); VitaminB2)别名 核黄素 化学结构 (1)性状 黄色橙黄色晶体粉末,微有臭气味,味苦,约280熔化并分解。饱和水溶液呈中必,呈淡黄绿色,有荧光。干时不受照射
29、光的影响,但在溶液中光线可导致其变质。中性或酸性下极稳定,碱性下迅速分解,遇光则分解更快,形成光黄素。对氧化剂较稳定,遇还原剂失去黄色和荧光。极难溶于水,几乎不溶于乙醇,不溶于乙醚和氯仿,极易溶有于稀碱液。人体缺乏时可导致口角炎和舌炎。天然品广泛存在于乳汁、蛋类、肝、心、酵母及发芽豆芽类中。(2)制法 有含葡萄糖,玉米浸泡液浓缩液,米糖油,无机盐的培养基于28深层培养Eremothecilmashbyii菌可得,约生成5mg/mL。(3)用途 营养增补剂。添加量:小麦粉0.2mg/100g;乳制品0.90.95mg/100g;酱油2540mg/L;成人每日摄取量(日本)1.2mg尚用于米,面包
30、,饼干,巧克力,调味酱等。有时还用作色素。(4)限量 GB1488094:谷类及其制品,饮料乳及乳饮料,饮料35mg/kg;婴幼儿食品48mg/kg,食盐:100150mg/kg。16.5.6 维生素C (Ascorbic acid)别名 抗坏血酸,是一种十分重要的活性成分。化学结构人体由于缺乏由六碳糖合成维生素所必需的古洛糖酸内脂氧化酶,因此必须从食物中摄取。1928年,在英国剑桥大学匈牙利科学家zent-Gyorgy从牛肾上腺、柑桔和甘蓝叶中首次分离出维生素。1932年,匹兹保大学的.G.King等人从柠檬汁中分离出结晶状的维生素,并在豚鼠体内证实它具有抗坏血酸活性,这标志着一种新营养素的
31、发现。1933年,瑞士科学家Reichstem首次合成了维生素。(1)性状 抗坏血酸是一种白色无味的晶体粉末物质,干燥时十分稳定,能溶于水,不溶于油脂中。水溶液态的抗坏血酸不稳定,遇空气、热、光、碱性物质、氧化酶以及痕量的铜或铁均会加速其氧化破坏速度。蒸煮时易被破坏,尤其在碱性条件下。在酸性,冷藏以及与空气隔绝的环境中,抗坏血酸的破坏速率减慢。(2)制法 天然果蔬汁含有大量的维生素,可直接用原汁或浓缩汁作为维生素的天然来源。以葡萄糖为原料的莱氏化学合成法。(3)用途 维生素具有很重要的生理功能,促进胶原的生物合成,有利于组织创伤口的愈合;促进骨骼和牙齿生长,增强毛细管壁强度避免骨骼和牙齿周围出
32、现渗血现象;促进酪氨酸和色氨酸的代谢,加速蛋白或肽类的脱氨基代谢作用。影响脂肪和类脂的代谢;改善对铁钙和叶酸的利用;作为一种自由基清除剂;增加机体对外界环境的应激能力。维生素若在动物体内缺乏,会引起一种潜在致命的疾病即坏血病。维生素缺乏时的症状大多是非特异性的,如倦怠疲劳、虑弱、呼吸急促、肌肉痉挛、骨关节和骨肉疼痛、牙龈疼痛出血、皮肤干燥粗糙、皮下渗血,易骨折以及伤口难以愈合等。 人体内维生素的正常储备量为:15004000mg,当这个数值下降至300mg时,就会出现上述症状。因为维生素的减少对葡萄糖尿病的忍耐性下降,会出现双腿活动不灵活的情况,性格变得沉闷,抑郁或歇斯底里。(4)限量 各种饮
33、料中维生素的含量大致在2595mg/100mL之间,符合欧美和日本的强化标准。普通果汁中维生素含量在1565mg/100mL左右,日本的强化标准是20mg/100mL, 欧美的强化标准是50mg/100mL左右。维生素的功能性糖果强化标准在100200mg/mg。16.5.7 维生素E(Vitamin E, TocopHerol)别名 生育酚(TocopHerol)1922年,美国加州大学Evans和Bishop首次发现存在于莴苣和麦胚中的一种为大白鼠正常繁殖所必需的脂溶性成分,1924年,阿肯色大学Sure首次命名为维生素E。1936年Evans等从麦胚油中分离出结晶状维生素E,并命名为生育
34、酚,1938年瑞士化学家Karrer首次合成了这种维生素。维生素E是一种强有效的自由基清除剂,能保护机体细胞膜及生命大分子免遭自由基的攻击,在延续衰老,防治心血管疾病和肿瘤方面发挥作用。近些年随着科学研究的深入,维生素E的这些重要生理功能得到一一证实,它为此成了一种重要生理活性物质。(1) 性状 生育酚有-,-,-和-等存在形式,且经证实,-,-和-形式为生育酚的同族体,属于三烯酚类。生育酚三烯生育酚均是浅黄色的粘性油状物,不溶于水,可溶于乙醇和油脂中,它们对酸和热较稳定,但暴露在氧、紫外线、碱或铁盐等环境中极易被氧化而破坏。在正常烹调温度下维生素E的损失不大,但在长期高温或酸败的油中维生素E
35、的损失不大,但在长期高温或酸败的油中维生素E会被大量甚至完全破坏掉。维生素E在机体大部分组织中均有存在,但以脂肪组织,肝脏和肌肉为主要贮存处,在肾上腺,脑垂体,心脏,肺,睾丸和子宫中也有较高含量的维生素E。新生儿细胞组织中的维生素E含量很低,这是因为它较难通过胎盘输送到胎儿处。正常成人血浆中的生育酚,含量为0.5mg/mL,若低于0.5mg/mL即被认为摄入量不足。维生素E的排泄途径主要通过粪便,也有少量的经尿或胆汁排泄出去。(2)制法 化学合成法: 以三甲基对苯二酚和异植醇为中间产物,两者经酸化综合后转化成醋酸酯,最后通过高真空分馏而制得。天然维生素E提取:从油脂精炼过程所产生的碱炼皂脚和真
36、空脱臭,从馏出物中提取。(3)用途 维生素E是生命有机体的一种重要的自由基清除剂,保护机体组织细胞生物膜上多不饱和脂肪酸免遭自由基攻击而氧化,同时也保护生命大分子物质(如DNA)免遭自由基的破坏,是细胞伤害,组织破裂的天然抑制剂。维生素E和硒协同清除自由基,维生素E和硒都是自由基清除剂,维生素E有节省或部分替代硒的功能,硒也能治疗维生素E的某些缺乏症,二者有协同关系。维生素E能提高提高机体免疫能力,维生素E缺乏会引起吞噬功能受抑制,在构成免疫系统的白细胞中多核细胞及淋巴中的-生育酚数量为红细胞中的30倍,由此可见维生素E对增强免疫力方面的重要作用。维生素E能保持血红细胞的完整性,调节体内化合物
37、的合成;促进细胞呼吸,保护肺组织免受空气污染,缺乏维生素E可导致不孕症;维生素E具有延缓衰老,抗肿瘤,防止心血管疾病的功能。维生素E有许多用途,广泛应用于冷饮,果蔬汁,菜饮料,食用油,肉制品等食品中,用量一般为:5001000IU/mg。(4) 限量 普通成年人使用维生素E的日常用量13次,每次10100毫克,过量服用会导致很多不良反应。早期过量,会使人体免疫力下降,部分人会出现头晕目眩,视力模糊,口角炎等症状,女性可能发生闭经;晚期过量,则可能导致激素代谢紊乱,诱发肌肉无力,妇女乳房肥大,甚至导致乳腺癌。专家建议。维生素E最好通过食物补充,植物油,绿色蔬菜,动物脏器,豆类,蛋黄,瓜果,瘦肉,
38、花生等都是不错的选择。16.5.8 抗坏血酸棕榈酸酯(Ascorbyl Palmitate)别名 维生素C棕榈酸酯 化学结构(1)性状 白色或黄白色粉末,略有柑橘气味。难溶于水和植物油,易溶于乙醇(1g/4.5mL)。其稳定性比抗坏血酸好。熔点107117。(2)制法 由L-抗坏血酸抗坏血酸化,精制而成。(3)毒性 LD50 小鼠口服大于10g/kg(bw)。GRAS FDA-21CFR 182.3149。ADI 01.25mg/kg(bw)(FAO/WHO,1994) 。(4)使用 维生素强化剂、抗氧化剂。使用注意事项 本品比抗坏血酸稳定性高,既可有增补维生素C的营养强化作用,又具有抗氧化作
39、用。使用用范围及使用量 同L-抗坏血酸,具体用量需经折算。作抗氧化剂时,参见抗氧化剂中同名品种。16.5.9 生物素(Biotin)别名 维生素H、辅酶R、VBT 化学结构 (1)性状 白色结晶性粉,对空气和热稳定,25时1g溶于5000mL水中、1300mL乙醇中,易溶于热水、稀碱液,不溶于其他一般有机溶剂。(2)制法 以2-氨基-3-巯钠丙酸为原料,与一氯醋酸缩合,经酰化、酯化、水解、脱羧、缩合、肟化、氢化、水解、环合等工艺合成。(3)毒性 本品溴化钾的红外吸收光谱与标准品的图谱一致。GRAS FDA21CFR 182.5159。(4)应用 维生素类营养强化剂。 使用注意事项本品是人体脂肪
40、代谢及其他羧基化反应的重要辅酶,它在脂肪与糖代谢以及核酸与蛋白质等方面有一定的作用。英国提出参照营养摄入量(RNI)10200g/(d.人);美国推荐成人容许摄入量为30100g/(d人)。 使用范围及使用量 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 1488094)规定:生物素用于婴幼儿食品,0.100.40mg/kg;饮料,0.020.08mg/kg。16.5.10 泛酸钙(Calcium Pantothenate) 别名 右旋泛酸钙(1)性状 为泛酸右旋异构体的钙盐,微有吸湿性,白色粉末,无臭,稍有苦味,在空气中稳定。1g溶于3mL水中,溶于甘油,不溶于乙醇、氯仿、乙醚。(2)制法 由异丁醛与甲
41、醛缩合,与氰化钠、盐酸水解制得dl-泛酸内酯,经分离取d-泛酸内酯,在仲胺或叔胺存在下煮沸,与氧化钙作用制成d-泛酸钙。(3)毒性 LD50 大鼠口服大于10g/kg(bw)。GRAS FDA-21CFR182.5212。(4)应用 营养强化剂 使用注意事项 泛酸为水溶性B族维生素之一,它进入生物体内,在细胞组织中合成辅酶A。其重要功能是以乙酰辅酶A的形成参与代谢,在糖类、脂肪、蛋白质的代谢中的乙酰转移作用中十分重要。本品除具有泛酸的维生素作用外,尚有钙强化作用。本品应密封贮存。 使用范围及使用量 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 27601996)规定:泛酸可用于固体饮料,最大用量29.66
42、0mg/kg。16.5.11 外消旋泛酸钙 (Calcium Pantothenate Racemic)(1)性状 本品为泛酸的左、右旋异构体的混合物。白色粉末,稍有吸湿性,无臭,有苦味,于空气中稳定,溶液对石蕊呈中性或碱性,无旋光性,易溶于水,溶于甘油,不溶于乙醇、氯仿、乙醚。(2)制法 由氨基酸与戊内酯化合后,和氯化钙于甘油,不溶于乙醇、氯仿、乙醚 。(3)毒性 同d-泛酸钙。(4)应用 营养强化剂。使用注意事项 外消旋泛酸钙的生物活性仅为d-泛酸钙的一半,其它同d-泛酸钙。使用范围及使用量 参见d-泛酸钙。16.5.12 -胡萝卜素(-Carotene)(1)应用 我国食品营养强化剂使用
43、卫生标准(GB1488094)规定: 同视黄醇(1g-胡萝卜素等于0.167视黄醇当量)。其它参见8.3.5。16.5.13 L-肉碱(L-Carnitine)别名 维生素BT 、L-肉毒碱 化学结构 (1)性状 为白色晶体或白色吸湿性粉末,极易溶于是水(250g溶于100g水中),不溶于丙酮、乙酸乙酯,熔点210212(分解),旋光度为29.532.0 (10%水溶液)。(2)制法 以环氧氯丙烷与季铵盐作用,经氰化 、盐酸水解,制成DL-肉碱经解析除去D-肉碱,制取L-肉碱此处,也可用微生物方法制取。(3)毒性 参见L-肉碱 L-酒石酸。 (4)应用 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 276
44、01996)规定:与L-肉碱 L-酒石酸相同。16.5.14 L-肉碱L-酒石酸(Levo-Carntine-Levo-Tartrate)别名 维生素BT-L-酒石酸 化学结构 (1)性状 为白色结晶性粉末,易溶于水,熔点169175,比旋光度为11.01.0(10%水溶液)。(2)制法 由L-肉碱 与L-酒石酸反应制取。(3)毒性 LD50 大小鼠口服大于10g/kg。(4)应用 营养补充剂。使用注意事项 L-肉碱具有生物活性,而D-肉碱(右旋体)、DL-(消旋体)无生物活性,并可抑制-肉碱(左旋体)的生物活性。为此,美国FDA 的管理手册(1984年10月11日)规定:右旋肉碱和消旋肉碱不
45、属于GRAS物质,并予取缔。L-肉碱是一种特定条件必需营养素。一些组织如心肌、骨骼肌等需要L-肉碱进行正常的代谢,并信赖从其他组织转运L-肉碱来供应代谢的要求。此外,细胞需要L-肉碱来有效地促进脂肪代谢以提供能量。L-肉碱参与许多代谢过程包括:精子的成熟和活动;降低血浆胆固醇;提高人体的耐性;运动后快速恢复。L-肉碱极极易吸潮,而L-肉碱 -L-酒石酸 吸湿性差,适用于配固体制品。我国食品添加剂使用卫生标准(GB 27601996)规定:片剂、胶囊,应密闭保存,置于干燥处。L-肉碱 -L-酒石酸盐换算为L-肉碱,系数为0.68。 使用范围及使用量 我国食品添加剂使用卫生标准(GB 276019
46、96)规定: L-肉碱 -L-酒石酸用于咀嚼片、饮料、胶囊,250600 mg片、支、粒;乳粉,300400 mg/kg;果汁(味)型饮料、乳饮料,6003000mg/kg(均以肉碱计)。16.5.15 酒石酸氢胆碱(Choline Bitartrate)别名 重酒石酸胆碱、(2-羟乙基)三甲铵酒石酸铵氢盐(1)性状 白色、吸潮性结晶粉末,有酸味,无臭或有不愉快的三甲胺臭,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于氯仿、乙醚及苯。(2)制法 由高浓度的环氧乙烷水溶液,在常温下与三甲胺作用而得胆碱,使之溶于甲醇中,按摩尔质量加入酒石酸中和,再经浓缩、干燥、丙酮重结晶等精制而成。(3)毒性 GRAS FDA-2
47、1CFR 182.5250;182.8250。ADI 无需规定(胆碱盐类,FAO/WHO,1994)。(4)应用 维生素强化剂。 使用注意事项 胆碱是维生素之一。它以磷酸酯或是作为乙酰胆碱的形式广泛分布体内,与磷酯的代谢、神经冲动的传递以及阻止常量的脂肪在肝脏中积累(抗脂肪肝)有关。酒石酸氢胆碱换算为胆碱系数8.411(胆碱换算为酒石酸氢胆碱系数为2.433)。使用范围及使用量 我国食品营养强化剂使用卫生标准(GB1488094)规定: 婴幼儿食品,使用量为380790mg/kg;饮料,用量50100mg/kg(以胆碱计)。16.5.16 氯化胆碱(Choline Chloride)别名 (2
48、-羟乙基)三甲铵氯化物(1)性状 无色或白色结晶或结晶性粉末,通常微带三甲胺臭,有吸湿性,易溶于水和乙醇,水溶液呈中性。(2)制法 胆碱的甲醇溶液加入盐酸中和,精制而成。(3)毒性 LD50 大鼠口服6.64 g/kg(bw)。GRAS FDA-21CFR 182.5252。ADI 无需规定(胆碱盐类。FAO/WHO,1994)。(4)应用 维生素强化剂。使用注意事项 本品为胆碱的衍生物,具有胆碱的生物活性。 氯化胆碱换算为胆碱的系数为0.745(胆碱换算为氯化碱胆的系数为1.342)。氯化胆碱易吸潮,应密封、避光保存。使用范围及使用量 我国食品营养强化剂使用卫生标准(GB1488094)规定
49、:婴幼儿食品, 使用量为380790 mg/kg;饮料,使用量50100 mg/kg (以胆碱计)。16.5.17 氰钴胺素(Cyanocobalamin)别名 维生素B12(1)性状 深红色结晶或结晶性粉末,无臭,无味,吸湿性强。略溶于或乙醇,不溶于丙酮、氯仿或乙醚。水溶液在pH4.55.0时最稳定,加入硫酸铵能增强其稳定性。(2)制法 以葡萄糖、玉米浆为原料,接种薛氏丙酸杆菌(Propioni bacterium shermanii)发酵。向发酵液中加入氯化钴、5,6-二甲基苯骈咪唑,经提取、干燥而成。从稀释的提取庆大霉素的发酵液或从稀释的提取链霉素后的发酵废液中提取制成。(3)毒性 GR
50、AS FDA-21CFR 182.5945。(4)应用 维生素强化剂。使用注意事项 维生素B12参与机体一碳单位代谢,与核酸、胆碱、蛋氨酸的合成以及糖代谢等有关。对骨髓造血功能(幼红细胞的成熟)、肝脏功能和神经系统髓 的完整性有一定的作用。本品的水溶液可在100消毒30min或120消毒15min。若消毒时间更长或温度更高,则会分解。遇氧化-还原性物质(如维生素C)、重金属盐类及微生物,均能使之失效。故应在无菌条件下避光贮存。维生素B12我国食品营养强化剂使用卫生标准(GB1488094)规定:婴幼儿食品无水物易吸潮,暴露在空气中可吸水约12%,吸水后仍稳定。 使用范围及使用量 我国食品营养强
51、化剂使用卫生标准(GB1488094)规定:可用于婴幼儿食品,使用量为1030g/kg;饮料,使用量26g/kg。16.5.18 叶酸 (Folic Acid)别名 蝶酰谷氨酸、维生素Bc、维生素M 化学结构 (1)性状 黄色或黄橙色结晶,或结晶性粉末,无臭、无味,加热至250m左右颜色渐变深,最后成为黑色胶状物。微溶于水(1mL水约溶解1.6mg),不溶于丙酮、乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂,但溶于苛性碱和碳酸盐溶液。本品1g在10mL水中形成的悬浮液的pH为4.04.8。 (2)制法 由三氯丙酮与2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶、对氨基苯甲酰谷氨酸在亚硫酸氢钠中缩合而成。16.5.19 羟钴胺
52、素盐酸盐别名 维生素B12(1)性状 暗红色结晶性粉末,无臭,无味,有强吸湿性,溶于水,微溶于乙醇、苯,不溶于乙醚、丙酮、四氯化碳。(2)制法 以羟钴铵为原料与焦亚硫酸钠置换,与亚硝酸盐亚硝基化等,最后与盐酸制成盐酸盐。本品同样具有维生素B12活性。其他参见氰钴胺素。(3)毒性 LD50 大鼠静脉500mg/kg(bw)。小鼠腹腔注射85 mg/kg(bw)。 小孩给予150mg,成人给予450mg,未见有毒性作用。GRAS FDA-21CFR172.345。(4)应用 维生素强化剂。使用注意事项 本品是机体内一碳单位的传递体,在嘌呤和嘧啶的合成上起重要作用,与蛋白质合成密切相关。缺乏时可引起
53、生长不良。使用范围及使用量 我国食品营养强化剂使用卫生标准(GB1488094)规定:可用于婴幼儿配方食品, 使用量为380700g/kg;孕妇、乳母专用食品,使用量20007500g/kg;固体饮料,使用量6001350g/kg;免淘洗大米、面粉,使用量10003000g/kg。16.5.20 肌醇(Inositol)别名 环已六醇 化学结构 (1)性状 白色细小结晶或白色结晶性粉末,无臭,有甜味,在空气中稳定,对光、热、酸、碱稳定。1g本品溶于6mL水中,水溶液对石蕊呈中性。难溶于乙醇,不溶于乙醚和氯仿。(2)制法 由米糠或玉米浸提液浓缩,沉淀出粗植酸盐后,水解制得。由植酸钙水解、中和制得
54、。(3)毒性 GRAS FDA-21CFR 1825370;1841370。(4)应用 维生素强化剂。使用注意事项 本品是机体维生素之一,以磷脂肌醇(肌醇磷脂)的形式分布于体内,并与磷脂的代谢有关。使用范围及使用量 我国食品营养强化剂使用卫生标准(GB1488094)规定:可用于婴幼儿食品和强化饮料,使用量210250mg/kg;饮料,使用量2530mg/kg.16.5.21 抗坏血酸磷酸酯镁(Magnesium Ascorbate PHospHate Magnesium Salt L-Ascorbic Acid PHospHate)别名 维生素C磷酸酯镁 化学结构 (1)性状 白色或微黄色粉
55、末,无臭,无味,有吸湿性,溶于水,易溶于稀酸,不溶于乙醇、氯仿或乙醚等有机溶剂,在光、热和空气中较稳定。(2)制法 由维生素C经磷酸化后进一步与氧化镁反应,精制而成。(3)毒性 LD50 小鼠口服大于21.5g/kg(bw)(雌、雄性)。致突变试验 小鼠骨髓微核试验、小鼠精子畸形试验,未见致突变作用。(4)应用 维生素强化剂。 使用注意事项 本品在高温加热时比抗坏血酸稳定,如本品经200、15min处理,存留率为90%,生物效应基本不变。而普通维生素C则完全丧失活性,故适于高温加工食品的营养强化。 使用范围及使用量 同L-抗坏血酸。用量乘9.03(抗坏血酸磷酸酯镁含抗菌素坏血酸量46.3%)。16.5.22 烟酸 (Niacin)别名 尼克酸、维生素PP 化学结构 (1)性状 白色或浅黄色结晶,或结晶性粉末,无臭或微臭,味微酸。略溶于水(1g约溶于60mL水中)。易溶于热水、热乙醇、苛性碱溶液和碳酸盐溶液中,几乎不溶于乙醚。熔点234238,有升华性,无吸湿性,对光、热、空气、酸、碱的稳定性均强。将溶液加热亦几乎不分解。(2)制法 用对-氨基酚和甘油,在硫酸和对-硝基酚存在下,环合成6-羟基喹啉,用硝酸氧化,加热
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