第五章 维生素.pptx

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1、主要内容5.1 概述5.2 水溶性维生素5.3 脂溶性维生素5.4 食品生产和贮藏对维生素的影响第1页/共80页5.1 概述一、定义维生素是机体必需的多种生物小分子营养物质。1894年荷兰人Ejkman用白米养鸡观察到脚气病现象，后来波兰人Funk从米糠中发现含氮化合物对此病颇有疗效，命名为vitamine，意为生命必须的胺。后来发现并非所有维生素都是胺，所以去掉词尾的e，成为Vitamin。第2页/共80页维生素有以下特点：1.是一些结构各异的生物小分子；2.需要量很少；3.体内不能合成或合成量不足，必需直接或间接从食物中摄取；4.主要功能是参与活性物质（酶或激素）的合成，没有供能和结构作用

2、。水溶性维生素常作为辅酶前体，起载体作用，脂溶性维生素参与一些活性分子的构成，如VA构成视紫红质，VD构成调节钙磷代谢的激素。第3页/共80页维生素的功能 Introduction of VitaminsIntroduction of Vitamins 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-血管脆性第4页/共80页 VB1,VB2,VPP B族 VB5,VB6,VH water-soluble Vit VB11,VB12Vit VC VA fat-souble Vit VD VE VK二、维生素的分类（C

3、lassification of Vit）第5页/共80页三、命名 维生素虽然是小分子，但结构较复杂，一般不用化学系统命名。早期按发现顺序及来源用字母和数字命名，如维生素A、维生素AB2等。同时还根据其功能命名为“抗维生素”，如抗干眼病维生素(VA)、抗佝偻病维生素(VD)等。后来又根据其结构及功能命名，如视黄醇(VA1)、胆钙化醇(VD3)等。第6页/共80页四、人体获取维生素的途径1.主要由食物直接提供 维生素在动植物组织中广泛存在，绝大多数维生素直接来源于食物。少量来自以下途径：由肠道菌合成:人体肠道菌能合成某些维生素，如VK、VB12、吡哆醛、泛酸、生物素和叶酸等，可补充机体不足。长期

4、服用抗菌药物，使肠道菌受到抑制，可引起VK等缺乏。第7页/共80页 维生素原在体内转变:能在体内直接转变成维生素的物质称为维生素原。植物食品不含维生素A，但含类胡萝卜素，可在小肠壁和肝脏氧化转变成维生素A。所以类胡萝卜素被称为维生素A原。体内部分合成:储存在皮下的7-脱氢胆固醇经紫外线照射，可转变成VD3。因此矿工要补照紫外线。人体还可利用色氨酸合成尼克酰胺，所以长期以玉米为主食的人由于色氨酸不足，容易发生糙皮病等尼克酰胺缺乏症。第8页/共80页五、有关疾病 机体对维生素的需要量极少，一般日需要量以毫克或微克计。维生素缺乏会引起代谢障碍，出现维生素缺乏症。过多也会干扰正常代谢，引起维生素过多症

5、。因水溶性维生素容易排出，所以维生素过多症只见于脂溶性维生素，如长期摄入过量维生素A、D会中毒。第9页/共80页5.25.2水溶性维生素 The Water-solubke vitaminThe Water-solubke vitamin第10页/共80页一 BVit-VB1(thiamin)Contains sulfur and nitrogen groupDestroyed by alkaline and heatCoenzyme:Thiamin pyrophosphate(TPP)第11页/共80页 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

6、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.性质及稳定性Stability and Properties第12页/共80页 硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH的关系 第13页/共80页早餐谷物食品在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第14页/共80页 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:降解（Degradation）第15页/共80页 第16页/共80页Coenzyme:Thiamin Pyrophosphate(

7、TPP)硫胺素与ATP反应，生成其活性形式：硫胺素焦磷酸(TPP)，即脱羧辅酶。其分子中氮和硫之间的碳原子性质活泼，易脱氢。生成的负碳离子有亲核催化作用。羧化辅酶作为酰基载体，是酮酸脱羧酶的辅基，也是转酮醇酶的辅基，在糖代谢中起重要作用。CoA NAD+NADH+H+Glucose Pyruvate Acetyl-CoA Citric CO2 Acid Cycle第17页/共80页VB1 的缺乏（Deficiency of Thiamin）当精制的米饭是唯一的食物时干性脚气病神经退化,易怒,神经传输的失调湿性脚气病水肿,扩大心，心脏麻痹第18页/共80页Thiamin 的食物来源Food So

8、urces of Thiamin食物的广泛多样性硫胺素在糙米、油菜、猪肝、鱼、瘦肉中含量丰富。但生鱼中含有破坏B1的酶，咖啡、可可、茶等饮料也含有破坏B1的因子。第19页/共80页哪些人群容易缺乏Vb1？Who is at Risk For Deficiency?贫穷的人酒鬼老年人饮食由高度地加工食品所组成的人第20页/共80页 Structure:BVit-VB2(Riboflavin)第21页/共80页 对热稳定,对酸和中性pH也稳定,在120 加热6h仅少量破坏.在碱性条件下迅速分解.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.Pro

9、perties of VB2第22页/共80页第23页/共80页核黄素的缺乏Deficiency of Riboflavin常出现口角炎。缺乏V-B2还可引起唇炎、舌炎、贫血等。眼睛模糊，咽喉疼痛,神经系统混乱通常与其他V-B族维生素一起缺乏第24页/共80页VB2缺乏症“花舌头”或地图舌Glossitis第25页/共80页哪些人群容易缺乏Vb2？Who is at Risk For Deficiency?稀罕的低牛奶/乳酪摄入者酒鬼长期 phenobarbital 使用第26页/共80页核黄素的食物来源Food Sources of Riboflavin牛奶/乳酪成熟了的谷粒肝脏牡蛎啤酒酵母

10、也可由肠道细菌合成 第27页/共80页泛酸(VB(VB3 3)也叫遍多酸，广泛存在，极少缺乏。由一分子丙氨酸与一分子羧酸缩合而成。泛酸可构成辅酶A，是酰基转移酶的辅酶。也可构成酰基载体蛋白(CAP)，是脂肪酸合成酶复合体的成分。第28页/共80页尼克酰胺(VPP)(VPP)尼克酰胺和尼克酸分别是吡啶酰胺和吡啶羧酸，都是抗糙皮病因子，又称VPP。其活性形式有两种，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。在体内先合成去酰胺NAD，再接受谷氨酰胺提供的氨基成为NAD，再磷酸化则成为NADP。第29页/共80页 NAD和NADP是脱氢辅酶，分别称为辅酶和辅酶。二者利用

11、吡啶环的N1和N4可逆携带一个电子和一个氢原子，参与氧化还原反应。辅酶在分解代谢中广泛接受还原能力，最终传给呼吸链放出能量。辅酶则只从葡萄糖及葡萄糖酸的磷酸酯获得还原能力，用于还原性合成及羟化反应。需要尼克酰胺的酶多达百余种。第30页/共80页 人体能用色氨酸合成尼克酸，但合成率极低（60：1），而且需要B1、B2、B6，所以仍需摄取。抗结核药异烟肼的结构与尼克酰胺类似，两者有拮抗作用，长期服用异烟肼时应注意补充尼克酰胺。花生、豆类、肉类和酵母中含量较高。尼克酸或烟酸肌醇有舒张血管的作用，可用于冠心病等，但可降低cAMP水平，使血糖及尿酸升高，有诱发糖尿病及痛风的风险。长期使用大量尼克酸可能损

12、害肝脏。第31页/共80页叶酸（folic acidfolic acid，FAFA）又称维生素M，由蝶酸与谷氨酸构成。活性形式是四氢叶酸(FH4)，即蝶呤环被部分还原。四氢叶酸是多种一碳单位的载体，分子中的N5,N10可单独结合甲基、甲酰基、亚氨甲基，共同结合甲烯基和甲炔基。因此在嘌呤、嘧啶、胆碱和某些氨基酸（Met、Gly、Ser）的合成中起重要作用。缺乏叶酸则核酸合成障碍，快速分裂的细胞易受影响，可导致巨红细胞贫血（巨大而极易破碎）。第32页/共80页 叶酸容易缺乏，特别是孕妇。叶酸分布广泛，肉类中含量丰富。苯巴比妥及口服避孕药等药物干扰叶酸吸收与代谢。第33页/共80页钴胺素(VB(VB

13、1212)是一个抗恶性贫血的维生素，存在于肝脏。分子中含钴和咕啉。咕啉类似卟啉，第六个配位可结合其他集团，产生各种钴胺素，包括与氢结合的氢钴胺素、与甲基结合的甲基钴胺素、与5-脱氧腺苷结合的辅酶B12等。第34页/共80页 一些依赖辅酶B12的酶类催化1,2迁移分子重排反应，即相邻碳原子上氢原子与某一基团的易位反应。例如在丙酸代谢中，催化甲基丙二酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A的变位酶就以辅酶B12为辅助因子。第35页/共80页 甲基钴胺素可作为甲基载体，接受甲基四氢叶酸提供的甲基，用于合成甲硫氨酸。甲硫氨酸可作为通用甲基供体，参与多种分子的甲基化反应。因为甲基四氢叶酸只能通过这个反应放出甲基，所以

14、缺乏钴胺素时叶酸代谢障碍，积累甲基四氢叶酸。缺乏钴胺素可导致巨红细胞贫血。胃粘膜能分泌一种粘蛋白，可与V-B12结合，促进吸收，称为内因子。缺乏内因子时易被肠内细菌及寄生虫夺去，造成缺乏。素食者也易缺乏。第36页/共80页 structure二 VC(Ascorbic Acid)第37页/共80页 Mode of Degradation 第38页/共80页第39页/共80页影响VC降解的因素 O2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

15、对氧化速度无影响.第40页/共80页影响VC降解的因素 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(pH4)中较稳定,在中性以上的溶液(pH7.6)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。第41页/共80页水分活度与抗坏血酸破坏速率的关系，O橙汁晶体；蔗糖溶液；玉米，大豆乳混合物；面粉第42页/共80页影响VC降解的因素 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。食品中的其它成分如花青素，黄烷醇，及多羟基酸如苹果酸，柠檬酸，聚磷

16、酸等对VC有保护作用，亚硫酸盐对其也有保护作用。第43页/共80页Functions of Vitamin Cn维他命 C 的功能l抗氧化l解毒作用l促进胆固醇转化为胆汁酸，使胆固醇降低l提高免疫功能l促进胶原蛋白抗体的形成，有抗癌作用。第44页/共80页 维生素C是一种广谱性的抗氧化营养素，它的存在可以保护维生素A、E及其他多种天然抗氧化剂免遭氧化破坏。维生素C在一定的生理范围内可以有效摧灭活性氧自由基，从而阻止活性氧自由基对细胞和DNA的伤害。抗氧化物 Antioxidant第45页/共80页毛细血管脆弱，皮肤上出现小血斑牙龈发炎出血，牙齿摇动 提示 过度使用维他命 C 补充物，会改变血液

17、酸度，使尿酸沉积，造成痛风和肾结石。Deficiency of Vitamin C维他命 C C 的缺乏第46页/共80页哪些人群容易缺乏Vc？Who is at Risk For Vitamin C?婴儿老年的男人酒鬼吸烟者第47页/共80页Food Sources of Vitamin C维他命 C 的食物来源l柑橘类水果l青椒l花椰菜l绿花椰菜l草莓l莴苣（一种生菜）l菠菜l在烹饪中容易损失l对温度敏感l对金属离子敏感（铁、铜）l容易被氧化第48页/共80页5.3脂溶性维生素 The Fat Soluble VitaminsA，D，E 和 K第49页/共80页一、维生素A A Fat-S

18、oluble-Vitamin A and Beta-Carotene Stucture第50页/共80页Stability and properties稳定性 无O2，120，保持12h仍很稳定 在有O2时，加热4h即失活VA (元）紫外线，金属离子，O2均会加速其氧化 肪氧化酶可导致分解 与VE，磷脂共存较稳定 对碱稳定 第51页/共80页 第52页/共80页Roles of Functions维持正常的视觉功能促进上皮细胞和黏膜细胞的生长促进精液的生成使胎儿正常生长发育抗氧化，防衰老作用和功能第53页/共80页第54页/共80页Vitamin A Toxicity 维生素A毒性l维生素A过

19、量摄取会引起中毒，l可引发骨痛、肝脾肿大、恶心腹泻及鳞状皮炎等症状。l大量食用北极熊肝或比目鱼肝可引起中毒。第55页/共80页Food Sources of Vitamin A颜色鲜艳的蔬果动物肝脏和血液植物中的类胡萝卜素 维他命A的食物来源第56页/共80页维他命 D 结构 稳定性 对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。第57页/共80页Vitamin Dl作用l维持钙的血集中，维生素D与动物骨骼钙化有关。l作用于肠粘膜细胞和骨细胞，与受体结合后启动钙结合蛋白的合成，从而促进小肠对钙磷的吸收和骨内钙磷的动员和沉积。第58页/共80页第59页/共80页Deficiency of Vit

20、amin D维他命 D 的缺乏 食物中维生素D含量少，同时又缺乏紫外线照射的人易发生骨折。肝胆疾病、肾病、或某些药物也会抑制羟化。提示 摄入过多也会引起中毒，发生迁移性钙化，导致肾、心、胰、子宫及滑膜粘蛋白钙化。高血钙也会导致肾结石，而骨骼却因钙被抽走而疏松软化。第60页/共80页佝偻病 第61页/共80页Recommendations and Sources食物加强的牛奶鱼油日光推荐食物来源第62页/共80页 StructureVitamin E第63页/共80页Stability A 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：第64页/共80页 B V

21、E可猝灭单线态氧，其反应式为：第65页/共80页 C 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。D 在食品的加工，包装，贮藏过程中，VE会大量损失。第66页/共80页Vitamin E作用l维生素E的防癌作用是由其抗氧化性质决定的，l维生素E还有增强人体免疫功能的作用。l每日口服800mg维生素E可强化老年人的免疫功l维生素E也有预防心血管疾病的作用。l防止老化，改善帕金森氏症症状第67页/共80页VE的食物来源Vitamin E Deficiencyl存在于蔬菜、麦胚、植物油的非皂化部分 l作为一种抗氧化剂，维生素

22、E常添加在一些高级果油和天然深海鱼油中，抑制油脂的酸败和脂质过氧化 第68页/共80页Vitamin E Toxicity维他命 E 毒性l成年人长时间每天摄入720mg维生素E，可出现头痛、呕吐、疲乏、昏眩和视力模糊症状。l长时间每天口服1g维生素E可诱发高血压、糖尿病和生殖系统障碍，l更高剂量可能会导致出血、破坏免疫系统功能，导致免疫性疾病如哮喘、类风湿性关节炎及红斑狼疮的恶化。第69页/共80页第70页/共80页四、维生素K K 天然维生素K有K1、K2两种，都由2-甲基-1,4-萘醌和萜类侧链构成。人工合成的K3无侧链。K1存在于绿叶蔬菜及动物肝脏中，K2由人体肠道细菌合成。第71页/

23、共80页维生素K K的作用l 维生素K参与蛋白质谷氨酸残基的-羧化。凝血因子、肽链中的谷氨酸残基在翻译后加工过程中，由蛋白羧化酶催化，成为-羧基谷氨酸(Gla)。这两个羧基可络合钙离子，对钙的输送和调节有重要意义。有关凝血因子与钙结合，并通过钙与磷脂结合形成复合物，发挥凝血功能。这些凝血因子称为维生素K依赖性凝血因子。l 缺乏维生素K时常有出血倾向。新生儿、长期服用抗生素或吸收障碍可引起缺 第72页/共80页第四节第四节 食物处理和储藏的食物处理和储藏的 Vit Vit 的变化的变化5.4 Variation of Vit in food processing and 5.4 Variatio

24、n of Vit in food processing and storagestorage 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。第73页/共80页小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间的关系 第74页/共80页 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。第75页/共80页豌豆加工中抗坏血酸的保存率第76页/共80页四 产品贮藏中维生素的损失 水分活度，包装

25、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.第77页/共80页 五 加工中化学添加物和食品成分的影响v 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。v 二氧化硫和亚硫酸盐有利于VC的保存，但会与硫胺素和比多醛反应。v 亚硝酸盐可造成VB1的破坏。v 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。第78页/共80页三、脂肪族激素l脂肪族激素指前列腺素(PG)。它是二十碳酸衍生物，最初发现于精液中。其实它在人体中广泛存在，作用多样。它不是由特定腺体产生的，有些还只能在产生的局部发挥作用，所以有人认为它不属于激素。第79页/共80页感谢您的观看！第80页/共80页