第六章 维生素.ppt
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1、第六章 维生素,第一节 概述 第二节 水溶性维生素 第三节 脂溶性维生素 第四节 维生素类似物 第五节 食品加工中维生素损失的一般情况,第六章 维生素,第一节 概述 一、维生素的共同特点 (1) 维生素或其前体都在天然食物中存在。 (2) 一般在人体内不能合成,或合成量少而不能满足机体需要,也不能充分储存于组织中,必须经常由食物来供给。 (3) 在体内既不提供能量,也不是机体的组成成分。 (4) 参与维持机体正常生理功能,需求量极少,通常以g或mg计,但是当膳食中缺乏维生素或吸收不良时可产生特异的营养缺乏症。,第六章 维生素,二、维生素分类 (1)脂溶性维生素 包括维生素A、D、E、K,溶于脂
2、肪及脂溶剂而不溶于水。在食物中常与脂类共存,在酸败的脂肪中易破坏。脂溶性维生素随脂肪经淋巴系统吸收,吸收后大部分积存在体内。脂溶性维生素摄入过多时可引起中毒,摄入过少时,可缓慢地出现症状。 (2)水溶性维生素 包括B族维生素、维生素C和维生素PP等,溶于水而不溶于脂肪及脂溶剂。水溶性维生素经血液吸收过量时,多余部分很快从尿中排出,体内仅有少量储存,所以水溶性维生素一般无毒性,但极大量摄入时也可出现不良反应。如摄入过少,可较快地出现缺乏症状。,第六章 维生素,表6-1 主要维生素的分类、生理功能、缺乏症状和良好食物来源,第六章 维生素,续表6-1,第六章 维生素,三、维生素缺乏的常见原因与预防
3、人体最易缺乏的主要有VA、VD、VB1、VB2、VB5及VC等。 (1)维生素摄入量不足 食物供给不足,膳食结构不合理以及食物在加工、存储过程中造成维生素的损失等原因都会使维生素摄入量不足。 (2)人体吸收利用降低 如胆汁分泌受限以及膳食中脂肪含量低,可引起维生素D吸收不足;维生素B12在小肠被吸收时需要正常胃液的分泌;茶和咖啡中含有多羟基酚类物质,可破坏硫胺素使其失去活性。 (3)维生素需要量相对增高 如孕妇、乳母和老年人维生素D的需要量高于常人;长期服用某些药物如异烟肼(维生素B6的拮抗剂)可使维生素B6需要量的增加。,第六章 维生素,第二节 水溶性维生素 一、维生素C(抗坏血酸) 1结构
4、与理化性质 维生素C是一种含有六个碳原子的-酮基内酯的酸性多羟基化合物。它有防治坏血病的作用,因而得名抗坏血酸。自然界中存在的抗坏血酸是L-型,维生素C在组织中有两种形式,还原型抗坏血酸与脱氢型抗坏血酸。两种形式可通过氧化还原互变,都具有生理活性。结构如图6-1所示。,第六章 维生素,图6-1 维生素C的化学结构,维生素C为白色晶体,极易溶于水,微溶于乙醇,不溶于有机溶剂,具有明显的酸味及很强的还原性,在食品工业中广泛用作抗氧化剂。其水溶液性质极不稳定,易发生氧化分解,在氧、光、热、某些重金属离子(铜、铁等)、氧化酶和碱性物质存在下易被破坏,在酸性溶液中稳定。,第六章 维生素,2生理功能 维生
5、素C在体内分解代谢的最终产物是草酸,主要通过尿液排出。长期服用维生素C过多,可能出现草酸尿,增加尿路结石的危险。 抗坏血酸的生理功能具体体现在以下几个方面。 (1)激活羟化酶,促进组织中胶原物质的生物合成 能促进细胞间质中的胶原蛋白合成,维护血管、肌肉、骨骼和牙齿的正常生理功能,有利于组织创伤口的愈合。 (2)维生素C是一种重要的自由基清除剂,保护生命大分子免受自由基侵害,维持细胞膜完整性。,第六章 维生素,(3)影响脂肪和胆固醇的代谢 维生素C参与肝脏内胆固醇的羟基化作用,促进胆固醇转变为胆酸,减慢组织中胆固醇的积累,从而降低血胆固醇的含量。 (4)改善铁、钙和叶酸的利用 维生素C能将Fe3
6、+还原为Fe2+,促进铁的吸收,并促进运铁蛋白的铁转移到器官铁蛋白中,利于铁在体内的贮存。维生素C能在胃中形成酸介质,防止生成不溶性钙络合物,利于钙的吸收。 (5)增强机体对外界环境的应激能力 (6)提高机体免疫力,抗肿瘤 维生素C能阻断致癌物亚硝胺生成,能合成透明质酸酶抑制物,阻止癌细胞的扩散,还能减轻抗癌药物的副作用。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 实验证明,成人每日摄取10mg维生素C不仅可预防坏血病,而且还有治疗作用。中国营养学会推荐成年人维生素C的推荐摄入量(RNI)为100mg/d。对于维生素C的可耐受最高摄入量(UL),目前对持续摄入大剂量维生素C的副作用尚不清楚,中国营养
7、学会建议为成年人UL不大于1000mg/d。 维生素C主要存在于植物性食物中,分布很广,动物性食品中一般较少。蔬菜中番茄、辣椒、豌豆苗、韭菜、花菜、苦瓜等,以及水果类如柑桔、橙、鲜枣、山楂、猕猴桃、草莓、番石榴等含量较高。维生素C在贮存、加工、烹调处理中极易破坏。,第六章 维生素,二、维生素B1(硫胺素) 1结构与理化性质 维生素B1是由一个嘧啶环通过亚甲基桥连接在一个噻唑环上所组成,分子中含有氨基和硫元素,所以也称硫胺素。结构如图6-2所示。,图6-2 维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)的化学结构,第六章 维生素,常见的硫胺素以盐酸盐的形式存在,即盐酸硫胺素。略带酵母气味,易溶于水,微溶于乙
8、醇,在干燥和酸性溶液中均稳定,在碱性环境中,特别是在加热时加速其分解破坏,不耐高温,温度越高,破坏越多,所以一般烹调温度下影响不大(损失25%),但在高压锅和碱性溶液中极易破坏。 某些食物成分中含有抗硫胺素因子,如鲜鱼和甲壳类体内含有硫胺素酶,能裂解硫胺素。此酶可被热钝化;金枪鱼、猪、牛肉的血红素蛋白也有抗维生素B1的活性,食用前应加热处理。红色甘蓝、茶和咖啡等中含有多羟基酚类物质,可破坏硫胺素使其失去活性,长期大量食用此类食物可能出现硫胺素缺乏。大量饮酒也会影响维生素B1的吸收与利用。,第六章 维生素,2生理功能 (1)辅酶功能 硫胺素形成的焦磷酸硫胺素(TPP)在体内参与两个重要的反应:一
9、是作为糖类代谢中氧化脱羧酶的辅酶,参与三大营养素的分解代谢和产生能量;二是作为转酮醇酶的辅酶参与转酮醇作用,直接影响体内核酸合成和脂肪酸合成。 (2)非辅酶功能 焦磷酸硫胺素参与糖类的中间代谢和能量代谢,若硫胺素不足,糖代谢受阻,丙酮酸在组织中积累,会造成神经组织能源不足和脑功能下降。硫胺素还参与神经递质乙酰胆碱的代谢和合成,增强神经传导性,有利于胃肠蠕动和消化液的分泌。 食物摄入不足、酒精中毒、肠道功能不佳、吸收或利用受到障碍时,可引起硫胺素缺乏症。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 成人每4.18MJ(1000kcal)能量需要硫胺素0.5mg。老人和儿童每4.18MJ(1000kcal
10、)能量需要硫胺素0.50.6mg。中国营养学会2000年推荐RNI成年男性为1.4mg/d、女性为1.3mg/d。硫胺素的UL为50mg/d。 啤酒酵母、谷物、杂粮、豆类、硬果、肉类(特别是瘦猪肉)、动物内脏及干酵母中含量丰富,蔬菜、水果含量不高。硫胺素含量受到食物种类、加工储存等条件的影响。谷类多含在胚芽和外皮部分,加工越精细,损失越多。硫胺素是水溶性维生素,在食物的清洗、整理、烫漂和沥滤中均有损失,谷类淘洗过度也会造成维生素B1的大量损失。,第六章 维生素,三、维生素B2(核黄素) 1结构与理化性质 维生素B2又名核黄素,是由核醇与6,7-二甲基异咯嗪缩合而成。结构如图6-3所示。,图6-
11、3 维生素B2的化学结构,第六章 维生素,维生素B2是橙黄色针状结晶,溶于水,极易溶于碱性溶液,在干燥状态、中性或酸性溶液中对热及氧化稳定,但在碱性环境中易于分解破坏。游离型核黄素对日光照射,特别是紫外光照射高度敏感,在碱性溶液中可光解为光黄素而丧失生物活性。牛奶中的核黄素4080为游离型,当牛奶暴露于强阳光下2h可损失50以上的维生素B2,其破坏程度还随温度和pH增高而增加。核黄素在食物中多与磷酸和蛋白质以结合型的形式存在,在大多数食品加工条件下都很稳定,对光也比较稳定。,第六章 维生素,2生理功能 维生素B2参与体内生物氧化与能量代谢,是蛋白质、脂肪和糖类的代谢所必需的重要物质。维生素B2
12、具有抗氧化性,参与体内的抗氧化防御系统和药物代谢。维生素B2也参与维生素B6和烟酸的代谢,因此在严重缺乏时常常混有其他B族维生素的缺乏症状。 核黄素缺乏时,物质和能量代谢发生障碍,可引起多种病变,如口角炎、唇炎、舌炎、皮炎等。长期缺乏还可导致儿童生长迟缓,轻中度缺铁性贫血。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 维生素B2供给量与能量代谢成正比,维生素B2需要量还与蛋白质摄入量有关。中国规定一般成人按0.5mg/1000kcal 供给。中国居民膳食核黄素的RNI成年男性为1.4mg/d,成年女性1.2mg/d。 维生素B2 广泛存在于食物中,动物性食品含量比植物性食品含量高。维生素B2含量丰富的
13、食物有酵母、动物内脏(肝、肾、心等组织)、乳类、蛋类、豆类及发芽种子如豆芽及绿叶蔬菜等。,第六章 维生素,四、烟酸 1结构与理化性质 烟酸即维生素pp或维生素B5,又称尼克酸、抗癞皮病维生素,是吡啶-3-羧酸及其衍生物的总称,包括烟酸和烟酰胺。烟酸的基本结构如下图6-4所示。,图6-4 维生素B5的化学结构,烟酸溶于水及乙醇,性质比较稳定,能耐热、光和氧,不易被酸、碱所破坏,一般的烹调方法对其影响极小,是维生素类中最稳定的一种。,第六章 维生素,2生理功能 烟酸在体内参与蛋白质、脂肪、糖类和DNA代谢,并可维护皮肤、消化系统及神经系统的正常功能。烟酸作为葡萄糖耐量因子的成分,具有增强胰岛素效能
14、的作用。此外,烟酸还可扩张末梢血管,降低血清胆固醇水平。 烟酸缺乏症又称癞皮病,典型症状为皮炎、腹泻和痴呆,又称“三D”症状。患癞皮病时,以皮炎最为突出,皮炎仅发生在与阳光接触的身体裸露部分如脸、颈、手臂、足背等,有对称性晒斑样损伤,皮肤粗糙,色泽变为暗红色或棕色,还损害神经系统,发病末期可发展成精神病。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 烟酸供给量与能量成正比,中国规定成年人应按5mg/1000kcal供给。色氨酸在体内可转变为维生素pp,平均60mg色氨酸转变为1mg维生素pp(需维生素B2、维生素B6参与)。所以烟酸除了直接从食物中摄取以外,还包括色氨酸代谢部分,膳食中烟酸的参考摄入量
15、以烟酸当量(NE)表示,即:烟酸当量(mg)烟酸(mg)1/60色氨酸(mg)。2000年中国营养学会推荐烟酸的RNI成年男性为14mgNE/d,女性为13mgNE/d,成年人UL为35mgNE/d。,第六章 维生素,烟酸广泛分布于动植物食物中,但多数含量不高。动物性食物以烟酰胺为主,植物性食物以烟酸为主,两者有同样的生物效价。含量丰富的食物有酵母、动物内脏、瘦肉、豆类、花生及全谷等。 玉米中所含烟酸大部分以结合型为主(约70左右),不能为人体利用,若用0.61.0NaHCO3煮熟处理可使烟酸释放,易被机体吸收。色氨酸是烟酸的潜在来源,牛奶、鸡蛋的烟酸含量虽很低,但色氨酸含量丰富,所以烟酸也随
16、之增高,但以色氨酸为前体来获得烟酸很不经济。,第六章 维生素,五、维生素B6 1结构与理化性质 维生素B6是吡啶的衍生物,包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三种形式,它们可以相互转变,同等有效。结构如图6-5所示。 维生素B6为白色结晶,易溶于水及乙醇,耐热,在酸性溶液中稳定,但在碱性溶液中易破坏,对紫外光很敏感。,图6-5 维生素B6的化学结构,第六章 维生素,2生理功能 维生素B6在体内主要以磷酸吡哆醛的形式作为辅酶参与蛋白质、脂肪及糖原代谢,其中多数与氨基酸的代谢有关,参加的代谢反应有转氨基、脱羧基、侧链裂解、脱水及转硫化作用。此外,维生素B6还是催化肌肉与肝脏中的糖原转化为1-磷酸葡萄糖的磷酸
17、化酶的辅基,参与某些神经递质的生物合成,参与亚油酸转变为花生四烯酸以及胆固醇的合成与转运等,是能量产生、氨基酸和脂肪代谢、中枢神经系统的活动及血红蛋白生成等所需的重要物质。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 由于维生素B6与蛋白质的代谢密切相关,所以维生素B6的供给量与蛋白质摄入量成正比,中国营养学会2000年提出中国居民膳食维生素B6的适宜摄入量(AI)值,一般成人为1.2mg/d。 维生素B6在食物中分布很广,一般不会缺乏。含维生素B6较高的食物有白色肉类(如鸡和鱼)、动物肝脏、豆类、谷物、水果及蔬菜等。肠道细菌也可合成一部分维生素B6。,第六章 维生素,六、叶酸 1结构与理化性质 叶酸
18、即维生素B11,由蝶酸和谷氨酸结合而成,又称蝶酰谷氨酸。 叶酸为黄色晶体,微溶于水,很易分解,在中性和碱性环境中稳定,易被光、热和酸破坏。叶酸可被还原成二氢叶酸(FH2)或四氢叶酸(FH4),二者在空气中易氧化降解。还原剂硫醇、半胱氨酸或维生素C可阻止FH2或FH4的氧化作用。,图6-6 维生素B11的化学结构,第六章 维生素,2生理功能 叶酸吸收后在维生素C和还原型辅酶参与下转变为具生物活性的FH4。主要功能是参与一碳单位的转移,对氨基酸代谢、核酸合成及蛋白质的生物合成均有重要影响,具有造血功能,对正常红细胞形成有促进作用。 叶酸缺乏时,会引起巨幼红细胞性贫血症,补充叶酸后很快就能恢复;此外
19、,叶酸缺乏还可引起动脉硬化和心血管疾病,也可导致婴儿神经管发育畸形。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 叶酸除了可从食物中供给外,还可以叶酸补充剂的形式添加,是单纯来自食物中叶酸利用率的1.7倍。膳食中叶酸的参考摄入量以叶酸当量(DFE)表示,即:膳食叶酸当量(DFE,g)膳食叶酸(ug)1.7叶酸补充剂(g)。 中国营养学会2000年提出中国居民膳食叶酸的RNI成年人为400gDFE/d。大剂量服用叶酸可产生一定的毒副作用,影响机体对锌的吸收,中国规定合成叶酸补充剂和食品强化剂的摄入量上限,成年人UL为1000mgDFE/d。 叶酸广泛存在于食物中,一般不会缺乏。良好的食物来源有酵母、动物
20、肝脏、绿叶蔬菜、豆类等。肠道细菌也能合成一些叶酸。,第六章 维生素,七、维生素B12(钴胺素) 1结构与理化性质 维生素B12是一切具有氰钴胺素生物活性的类咕啉物质的统称。是目前已知的唯一含金属的维生素,在化学结构上也是最复杂的一种维生素,它不是单一的物质,是由几种结构和功能相关的化合物组成,分子中都含金属钴,又称钴胺素。结构如图6-7所示。 维生素B12易溶于水,在pH值为4.55.0的弱酸条件下很稳定,在强酸或强碱环境中易分解,易被强光、紫外光、氧化剂和还原剂等所破坏。食品一般多在中性或偏酸性范围,故维生素B12在烹调加工时破坏不多。,第六章 维生素,图6-7 维生素B12的化学结构,第六
21、章 维生素,2生理功能 维生素B12主要储存于肝脏,肝脏储存的最大量可达2000g,可满足人体6年以上的需要。维生素B12主要由尿、胆汁排出,大部分在回肠被重新吸收,因此维生素B12一般不易缺乏。 维生素B12主要参与体内一碳单位的代谢。维生素B12与叶酸的作用常常相互关联,可提高叶酸的利用率,增加核酸和蛋白质合成,有利于红细胞的发育和成熟;甲基钴氨素还是活泼甲基的输送者,在甲基转移作用中使乙醇胺变成胆碱。 缺乏维生素B12可引起巨幼红细胞性贫血症和神经系统损害。,第六章 维生素,3供给量与食物来源 由于体内维生素B12可以在回肠被重新吸收,所以需要量极少。中国营养学会2000年建议中国居民膳
22、食维生素B12的成人AI为2.4g/d。 维生素B12良好的食物来源主要有动物内脏,其次是贝类、蛋类,在植物性食物中一般不含有维生素B12,但豆类经发酵后可形成一些。在一定条件下,人体肠道细菌也能合成一些维生素B12,但往往不被吸收,从粪便中排出。虽然体内维生素B12可储备,维生素B12缺乏症较少发生,但严格素食者,又不用发酵豆制品者易缺乏。,第六章 维生素,八、泛酸 1结构与理化性质 泛酸即维生素B3也称遍多酸。是由泛解酸和-丙氨酸以肽键结合而成。天然存在且具有生物活性的为“D()-泛酸”。 泛酸溶于水,在中性溶液中耐热,尤其在pH值57时稳定,在酸性和碱性溶液中受热易被破坏。高温(大于10
23、0)处理时泛酸损失很大,如动物性罐头食品损失2030,植物性罐头食品损失4678,水果罐头损失达50。,图6-8 泛酸的化学结构,第六章 维生素,2生理功能 体内泛酸的生理活性形式是辅酶A和酰基载体蛋白,参与许多生化反应,在糖、脂肪和蛋白质代谢的酰基转移过程中起重要作用。人体缺乏维生素B3 时可能使代谢速度减慢,出现过敏、疲劳、胃肠道不适等症状。 3供给量与食物来源 目前FAO/WHO专家委员会未提出泛酸的供给量标准,从中国现在的膳食结构推测,中国营养学会建议泛酸成人的AI为5.0mg/d。 泛酸广泛分布在食物中,主要食物来源有酵母、动物内脏、蛋黄、瘦肉、花生、菜花、卷心菜、全谷粒、牛奶及一些
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