食品化学-维生素

1、第第6 6章章 维生素维生素Vitamins6.1 概述 维生素是机体维持正常功能所必需，维生素是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。物供给的一组低分子量有机物质。维生素的分类维生素的分类维生素维生素脂溶性维生素脂溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素维生素维生素 A(A A(A1 1、A A2 2) )维生素维生素 D(D D(D2 2、D D3 3) )维生素维生素 E E维生素维生素 K(K K(K1 1、K K2 2、K K3 3、K K4 4) )C C族维生素族维生素B B族维生素族维生素(B

2、(B1 1、B B2 2、PPPP、B B5 5、B B6 6、B B1111、B B1212、H)H)6.2 6.2 脂溶性维生素脂溶性维生素维生素维生素AA视黄醇视黄醇维生素维生素DD钙钙化醇化醇 俗名俗名维生素维生素EE生育酚生育酚维生素维生素KK止血维生素止血维生素溶于脂类或脂肪溶剂，而不溶于水溶于脂类或脂肪溶剂，而不溶于水；随脂类吸收而吸收，脂类吸收障碍随脂类吸收而吸收，脂类吸收障碍缺乏缺乏6.2.1 维生素A 一类具有生物活性的不饱和烃。一类具有生物活性的不饱和烃。A A1 1（视黄醇）（视黄醇）：食品中主要是食品中主要是全反式结构，其生物效全反式结构，其生物效价最高价最高。A A

3、2 2（脱氢视黄醇）（脱氢视黄醇）：其生物效价为维生素：其生物效价为维生素A A1 1的的4040。新维生素新维生素A A（1-31-3顺式异构体）：顺式异构体）：生物效价为维生素生物效价为维生素A A1 1的的7575。维生素A的结构特点2020个个C C构成的不饱和碳氢化合物构成的不饱和碳氢化合物多个共轭双键，异戊二烯生物合成而来多个共轭双键，异戊二烯生物合成而来双键为全反式结构时活性最高双键为全反式结构时活性最高可以是醇、醛、酸或酯的形式可以是醇、醛、酸或酯的形式VA来源:A1A1存在于动物和海鱼中，存在于动物和海鱼中，A2A2存在于淡水鱼中。存在于淡水鱼中。植物性食品不含维生素植物性食

4、品不含维生素A A，但类胡萝卜素可转化，但类胡萝卜素可转化为维生素为维生素A A。富含维生素。富含维生素A A或维生素或维生素A A原的食品有原的食品有黄橙色和绿色黄橙色和绿色蔬菜蔬菜、水果、薯类、谷类、水果、薯类、谷类、肝脏、肝脏、蛋黄、乳类、鱼脂肪等蛋黄、乳类、鱼脂肪等。VA的稳定性 稳定：食品中的稳定：食品中的VAVA和和A A原在原在加热加热、碱性、碱性、弱酸性条件下弱酸性条件下比较稳定比较稳定。 不稳定：不稳定：无机强酸，无机强酸，O O2 2、氧化剂、脂肪氧氧化剂、脂肪氧合合酶酶、光照。、光照。 紫外线，金属离子，紫外线，金属离子，O O2 2均会加速其氧化。均会加速其氧化。 脂肪

5、氧化酶可导致分解。脂肪氧化酶可导致分解。 缺氧条件下，可能降低营养价值。缺氧条件下，可能降低营养价值。fat-soluble Vit6.2.2 维生素D维生素维生素D D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。的统称。 D2D2和和D3D3最常见，最常见，D2D2仅仅比比D3D3多多一个甲基一个甲基和一个双键和一个双键。稳定性稳定性在自然界常以酯的形式存在，为白色晶体，溶于脂肪和在自然界常以酯的形式存在，为白色晶体，溶于脂肪和有机溶剂，化学性质较稳定。有机溶剂，化学性质较稳定。在中性和碱性溶液中，耐高温和氧化。在中性和碱性溶液中，耐高温和氧化。光照、酸存在下

6、会光照、酸存在下会被被破坏。破坏。油脂氧化酸败时也会引起油脂氧化酸败时也会引起VDVD破坏。破坏。VD来源 植物食品、酵母植物食品、酵母 fat-soluble Vit麦角固醇麦角固醇 维生素维生素D D2 2（麦角钙化醇）麦角钙化醇） 维生素维生素D D3 3（胆钙化醇）（胆钙化醇）人和动物皮肤人和动物皮肤7 7一脱氢胆固醇一脱氢胆固醇紫外线紫外线 维生素维生素D主要存在于海鱼、动物肝脏、蛋黄和瘦肉中。主要存在于海鱼、动物肝脏、蛋黄和瘦肉中。维生素维生素D的来源除了食物来源之外，还可来源于自身的合的来源除了食物来源之外，还可来源于自身的合成制造，但这需要多晒太阳，接受更多的紫外线照射。成制造

7、，但这需要多晒太阳，接受更多的紫外线照射。 维生素维生素D D功能功能调节机体钙、磷的代谢；也是一种神经内分泌调节机体钙、磷的代谢；也是一种神经内分泌- -免疫免疫调节激素；可维持血液中正常的氨基酸浓度，调节调节激素；可维持血液中正常的氨基酸浓度，调节柠檬酸代谢。柠檬酸代谢。缺乏维生素缺乏维生素D D时：儿童会引起佝偻病，成年人可引起时：儿童会引起佝偻病，成年人可引起骨质软化病。骨质软化病。6.2.3 维生素E66羟基苯骈二氢吡喃羟基苯骈二氢吡喃（母育酚）（母育酚）的衍生物的衍生物。包括：包括：生育酚生育酚4 4种，种，生育三烯酚生育三烯酚4 4种种。食品中生育酚的含量较高。食品中生育酚的含量

8、较高。- -生育生育酚的生理活性最大。酚的生理活性最大。-CH-CH3 3或或-H-H取代键头取代键头头所指的头所指的位置形成位置形成不同的不同的、，异构异构生育酚的抗氧化能力生育酚的抗氧化能力 清除生成的自由基 碱、氧气、氧化剂、紫外线、金属离子促氧化。碱、氧气、氧化剂、紫外线、金属离子促氧化。酸、无氧加热（酸、无氧加热（200200）稳定。）稳定。油脂酸败加速维生素油脂酸败加速维生素E E氧化。氧化。稳定性稳定性维生素E的来源6.2.4 维生素K 维生素维生素K K是是2-甲基甲基-1，4-萘醌萘醌的衍生物。的衍生物。其中较常见的有四种其中较常见的有四种：天然的维生素天然的维生素K1K1和

9、和K2K2，还有人工合，还有人工合成的维生素成的维生素K3K3和和K4K4（生物活性高于（生物活性高于K1K1和和K2K2）。 维生素K稳定性 维生素维生素K K是黄色粘稠油状物是黄色粘稠油状物可被空气中氧缓慢地氧化而分解可被空气中氧缓慢地氧化而分解遇光则很快破坏遇光则很快破坏对碱不稳定对碱不稳定对热对热、酸较稳定酸较稳定功能性质功能：功能： VKVK参与凝血过程，被称为凝血因子。参与凝血过程，被称为凝血因子。 VKVK具有具有还原性还原性，在食品体系中可以，在食品体系中可以消灭自由基消灭自由基。缺乏症：缺乏症： 缺乏导致血中缺乏导致血中凝血酶原含量下降凝血酶原含量下降，从而导致皮，从而导致皮

10、下组织和其它器官出血，而且会下组织和其它器官出血，而且会延长凝血时间延长凝血时间。来源：来源： 由肠道中的细菌合成由肠道中的细菌合成，绿色蔬菜绿色蔬菜中含量丰富中含量丰富。6.3 水溶性维生素6.3.1 维生素C (抗坏血酸)多多羟基羧酸的内酯羟基羧酸的内酯烯二醇结构具有强还原性烯二醇结构具有强还原性可以解离出氢离子可以解离出氢离子脱氢形式和还原形式可以相互转变脱氢形式和还原形式可以相互转变L-L-抗坏血酸生物活性最高抗坏血酸生物活性最高维生素C的稳定性在所有维生素中在所有维生素中VCVC是最不稳定的，在加工储藏过是最不稳定的，在加工储藏过程中很容易被破坏。程中很容易被破坏。降解影响因素：降解

11、影响因素：氧气氧气、温度、温度、光照光照、盐和糖的浓、盐和糖的浓度、酶、金属离子、度、酶、金属离子、AwAw等。等。不稳定：不稳定：碱性条件碱性条件、受潮、光照、加热。、受潮、光照、加热。稳定：稳定：对酸对酸很很稳定稳定，干燥较稳定。，干燥较稳定。维生素C的氧化降解AH2AH-氨基酸氨基酸A2,3-二酮古洛糖酸二酮古洛糖酸(DKG)木酮糖木酮糖3-脱氧戊酮糖脱氧戊酮糖2-呋喃甲酸呋喃甲酸2-呋喃醛呋喃醛褐色物质褐色物质还原酮还原酮-H2O-CO2H2O-H2OA2-HVCVC易被水降解成无活性的二酮古洛糖酸易被水降解成无活性的二酮古洛糖酸，后者两种途径进一步分解。，后者两种途径进一步分解。VC

12、VC的功能的功能参与胶原蛋白的合成参与胶原蛋白的合成 防治坏血病防治坏血病 预防动脉硬化预防动脉硬化 保护细胞、解毒，保护肝脏保护细胞、解毒，保护肝脏 提高人体的免疫力提高人体的免疫力抗氧化剂：可以保护其它抗氧化剂，如维生素抗氧化剂：可以保护其它抗氧化剂，如维生素A A、维生素、维生素E E、不饱和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害。、不饱和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害。维生素维生素c c的主要作用是提高免疫力，预防癌症、心脏病、的主要作用是提高免疫力，预防癌症、心脏病、中风，保护牙齿和牙龈等。另外，坚持按时服用维生素中风，保护牙齿和牙龈等。另外，坚持按时服用维生素c c还可以使皮肤黑色素沉着减

13、少，从而减少黑斑和雀斑，还可以使皮肤黑色素沉着减少，从而减少黑斑和雀斑，使皮肤白皙。使皮肤白皙。 缺乏：缺乏： 牙龈肿胀出血，牙床溃烂、牙齿松动牙龈肿胀出血，牙床溃烂、牙齿松动 坏血症、贫血坏血症、贫血 存在存在 VCVC广泛存在于果蔬中，广泛存在于果蔬中，富含富含VCVC的食品包括的食品包括绿叶蔬菜、椒类、花苔类、番茄、柑桔类、绿叶蔬菜、椒类、花苔类、番茄、柑桔类、莓类、猕猴桃、鲜枣、山楂等。莓类、猕猴桃、鲜枣、山楂等。Vit C缺乏症缺乏症坏血病（皮肤下出现瘀点）坏血病（皮肤下出现瘀点）F5-VCF5-VC缺6.3.2 维生素B1即硫胺素，又称抗脚气病维生素。即硫胺素，又称抗脚气病维生素。

14、结构：取代的嘧啶环通过亚甲基和噻唑环相连结构：取代的嘧啶环通过亚甲基和噻唑环相连生物活性形式：硫胺素焦磷酸酯生物活性形式：硫胺素焦磷酸酯(TPP）VB1的稳定性属于最不稳定的一类维生素。属于最不稳定的一类维生素。对对热、热、光不敏感光不敏感, ,在在酸性条件下稳定酸性条件下稳定, ,在在碱性及碱性及中型介质中不稳定中型介质中不稳定。氧化剂：会使硫胺素断裂降解。氧化剂：会使硫胺素断裂降解。硫胺素酶或某些蛋白质：催化硫胺素分解。硫胺素酶或某些蛋白质：催化硫胺素分解。SOSO2 2/SO/SO3 32-2-：亚硫酸离子取代了噻唑环而失活。：亚硫酸离子取代了噻唑环而失活。pH6pH6时破坏力最大。时破

15、坏力最大。单宁类物质：生成加成物而失活。单宁类物质：生成加成物而失活。胆碱：使硫胺素分子开裂而降解。胆碱：使硫胺素分子开裂而降解。水分活度：水分活度水分活度：水分活度0.40.4以下损失小。以下损失小。0.50.650.50.65损失最大。损失最大。硫胺素的降解历程维生素B1的功能及缺乏症VB1进入人体后，被磷酸酸化成进入人体后，被磷酸酸化成硫胺素焦磷酸酯硫胺素焦磷酸酯（TPP）组成辅酶，参与人体内组成辅酶，参与人体内酮酸的氧化脱羧反应。这对于酮酸的氧化脱羧反应。这对于糖代谢和能量代谢非常重要。糖代谢和能量代谢非常重要。硫胺素还作为转酮酶的辅酶硫胺素还作为转酮酶的辅酶参与磷酸戊糖途径的转酮反应

16、，这是唯一能产生核糖以供参与磷酸戊糖途径的转酮反应，这是唯一能产生核糖以供合成合成RNA的途径。的途径。当当VB1不足时，糖代谢中间产物在神经组织中堆积，会造不足时，糖代谢中间产物在神经组织中堆积，会造成健忘、不安、易怒或忧郁等症状。成健忘、不安、易怒或忧郁等症状。维生素维生素B1不足时还会导致脚气病的发生。不足时还会导致脚气病的发生。维生素B1的来源6.3.3 维生素B2 (Riboflavin核黄素)FMNFAD结构：带有结构：带有核糖醇侧链核糖醇侧链的的异咯嗪衍生物异咯嗪衍生物活性形式：活性形式：FAD, FMN生理作用：生理作用：氧化还原辅酶氧化还原辅酶VB2稳定性vpHpH：酸性下稳

17、定酸性下稳定，碱性下不稳定，碱性下不稳定v光照：光照：在光照下转变为光黄素和光色素，在光照下转变为光黄素和光色素，破坏其它营养成分产生异味破坏其它营养成分产生异味, ,如牛奶的日光如牛奶的日光臭味即由此产生臭味即由此产生v对热稳定对热稳定功能与来源功能和缺乏症功能和缺乏症 辅酶的组成成分辅酶的组成成分 对机体内糖、蛋白质、脂肪代谢起着重要作用对机体内糖、蛋白质、脂肪代谢起着重要作用 缺乏时会发生缺乏时会发生口角炎、舌炎口角炎、舌炎等等来源来源 广泛存在于动物性食品中，以禽、畜类的肝、肾、广泛存在于动物性食品中，以禽、畜类的肝、肾、心含量高，其次是奶类和蛋类。绿叶蔬菜和豆类心含量高，其次是奶类和

18、蛋类。绿叶蔬菜和豆类中含量也很高。如菠菜、韭菜。中含量也很高。如菠菜、韭菜。6.3.4 6.3.4 尼克酸( (维生素PPPP，烟酸，抗癞皮病因子) )吡啶吡啶-3-3-羧酸及其羧酸及其衍生物的总称，也是衍生物的总称，也是尼克酸和尼克酰胺尼克酸和尼克酰胺的总称的总称。尼克酰胺为两种重要的酶（尼克酰胺为两种重要的酶（NADNAD和和NADPNADP）的组成部分。）的组成部分。稳定性稳定性最稳定的一种维生素，最稳定的一种维生素，对光、热、碱、氧均稳定。对光、热、碱、氧均稳定。来源来源酵母、动物肝脏、鱼、肉、绿色蔬菜含量较高酵母、动物肝脏、鱼、肉、绿色蔬菜含量较高。以玉米为主食的人群，易于发生赖皮病

19、以玉米为主食的人群，易于发生赖皮病，原因是，原因是玉米中的烟酸主要为玉米中的烟酸主要为结合型不能为人体吸收结合型不能为人体吸收，同，同时玉米中时玉米中色氨酸较低色氨酸较低。6.3.5 维生素B6化学名：化学名：包含包含吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺3 3种化合物种化合物以磷酸酯的形式广泛存在于动植物中。以磷酸酯的形式广泛存在于动植物中。磷酸吡哆醛参与近百种酶反应。磷酸吡哆醛参与近百种酶反应。稳定性pHpH：酸性溶液中稳定，碱性环境中易分解。：酸性溶液中稳定，碱性环境中易分解。加热：吡哆醇较稳定，醛和胺易破坏加热：吡哆醇较稳定，醛和胺易破坏光照：碱性条件下对光和紫外线敏感，形成光照

20、：碱性条件下对光和紫外线敏感，形成4-4-吡吡哆酸。哆酸。氨基酸：形成氨基酸：形成ShiffShiff碱碱而部分失活而部分失活自由基：形成无活性产物。自由基：形成无活性产物。生理功能生理功能 参与蛋白质的合成与分解代谢。参与蛋白质的合成与分解代谢。 促进人体对促进人体对VB2VB2、VB12VB12、FeFe、ZnZn的吸收的吸收缺乏症：缺乏症： 可致眼、鼻与口腔周围可致眼、鼻与口腔周围皮肤脂滥性皮炎皮肤脂滥性皮炎食物来源食物来源 白色肉类白色肉类( (如鸡肉和鱼肉如鸡肉和鱼肉) )，肝脏、豆类、坚果等，水，肝脏、豆类、坚果等，水果蔬菜果蔬菜( (香蕉香蕉) )，植物性食物中的维生素，植物性食

21、物中的维生素B6B6不易被吸收。不易被吸收。 肠道中微生物肠道中微生物( (细菌细菌) )可合成。可合成。6.3.6 6.3.6 叶酸（B11B11）分子结构：由蝶呤、分子结构：由蝶呤、对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸和和谷氨酸结合谷氨酸结合而成而成。体内活性形式为体内活性形式为四氢叶酸四氢叶酸(FH(FH4 4) )。对于核苷酸、氨基酸的代谢具有重要的作用，缺对于核苷酸、氨基酸的代谢具有重要的作用，缺乏叶酸会引起各种贫血病、口腔炎。乏叶酸会引起各种贫血病、口腔炎。NNNNH2NCH2COOHOHCHCOCH2COOH NHCH2NH2-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

22、水溶液中易被光解破坏。在在酸性溶液中不稳定酸性溶液中不稳定，p p易破坏易破坏。在在中性或碱性溶中性或碱性溶溶液溶液中对热稳定中对热稳定，加热至，加热至100100h h也不被也不被破坏破坏。CuCu2+2+和和FeFe3+3+催化其氧化。催化其氧化。维生素维生素C C和硫醇可防止其氧化。和硫醇可防止其氧化。来源：广泛存在于动植物性食物中，良好来源为肝、肾、来源：广泛存在于动植物性食物中，良好来源为肝、肾、绿叶蔬菜、马铃薯、豆类、麦胚和坚果等。绿叶蔬菜、马铃薯、豆类、麦胚和坚果等。叶酸的稳定性6.3.7 6.3.7 维生素B12(B12(钴胺素) )是是唯一含有金属元素钴唯一含有金属元素钴的维

23、生素。的维生素。一般所称的是氰钴胺素，为一种红色的晶体物质，一般所称的是氰钴胺素，为一种红色的晶体物质，稳定稳定性好可用于强化食品。性好可用于强化食品。稳定性稳定性最适宜最适宜pHpH范围是范围是4 4 6 6，在此范围内，即使高压加热，也仅在此范围内，即使高压加热，也仅有少量损失。有少量损失。强酸或碱性溶液中分解强酸或碱性溶液中分解，遇，遇强光或紫外线强光或紫外线易被破坏。易被破坏。还原剂如低浓度的巯基化合物，能防止维生素还原剂如低浓度的巯基化合物，能防止维生素B12B12破坏，破坏，但用量较多以后，则又起破坏作用。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维生素抗坏血酸或亚

24、硫酸盐也能破坏维生素B12B12。在溶液中，硫胺素与尼克酸的结合可缓慢地破坏维生素在溶液中，硫胺素与尼克酸的结合可缓慢地破坏维生素B12B12。三价铁盐对维生素三价铁盐对维生素B12B12有稳定作用有稳定作用, ,而低价铁盐则导致维而低价铁盐则导致维生素生素B12B12的迅速破坏。的迅速破坏。缺乏症缺乏症 巨幼红细胞性贫血，即所谓恶性贫血巨幼红细胞性贫血，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；精神抑郁、记忆力下降、四肢震颤等神经症状； 同型半胱氨酸血症同型半胱氨酸血症，血清中积累的同型半胱氨酸具有神，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、栓塞性脑卒中和周经毒和血管毒，可促使心脏