食品化学-第六章-维生素.ppt

1 第6章维生素Vitamin 2 本章内容 概述脂溶性维生素水溶性维生素维生素类似物维生素在食品加工储藏过程中的变化 3 教学要点 重点 1 食品中常见维生素的种类及其在机体重的主要作用 2 常见维生素的理化性质 稳定性 在食品加工 贮藏中所发生的变化及其对食品品质的影响 了解维生素的种类和它们在机体中的主要作用难点 VC的降解机理 4 概述 维生素 vitamins 是活的细胞为了维持正常生命活动和生理功能所必需的 但需要量极少的天然有机物质的总称 维生素原 能在人及动物体内转化为维生素的物质称为维生素元或维生素前体 同效维生素 化学性质与维生素相似 并有维生素生物活性的物质称为同效维生素 5 维生素的特点 1 维生素及其前体物都存在于天然食物中 2 参与机体正常生理功能 需要量极少 但不可缺少 3 不提供热能 一般不为机体组成成分 4 一般在体内不能合成 或合成量少 必需由食物供给 部分维生素还影响食品的性状 参与氧化和影响食品的颜色及风味 6 维生素的功能 辅酶或辅酶前体 如烟酸 叶酸等抗氧化剂 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 7 维生素的分类 维生素 脂溶性维生素水溶性维生素 维生素A A1 A2 维生素D D2 D3 维生素E维生素K K1 K2 K3 K4 C族维生素 C P B族维生素 B1 B2 PP B5 B6 B11 B12 H 8 命名 9 脂溶性维生素 维生素A 视黄醇维生素D 钙化醇俗名维生素E 生育酚维生素K 止血维生素 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 缺乏 10 VA fat solubleVit 又称视黄醇 是指含有视黄醇 retinal 结构 并具有其生物活性的一大类物质A1 视黄醇 全反式结构 其生物效价最高 A2 脱氢视黄醇 其生物效价为维生素A1的40 11 VA的稳定性 稳定 食品中的VA和A原在一般的情况下对热烫 碱性 冷冻等处理比较稳定无O2 120 保持12h仍很稳定 与VE 磷脂共存较稳定 不稳定 O2 光 酶 T Aw在有O2时 加热4h即失活 紫外线 金属离子 O2均会加速其氧化 脂肪氧化酶可导致分解 fat solubleVit 12 fat solubleVit 13 缺乏症 夜盲症 干眼 角膜软化 表皮细胞角化 失明等症状 可耐受最高摄入量 UL值 维生素与矿物质最高允许摄入量那些对健康不会产生副作用的营养成分每日持续摄入总量的最高限值 最有可能表示摄入维生素与矿物质的最高安全限值 膳食营养素推荐摄入量 RNI 男性 800ug d女性 700ug d 14 VA来源 fat solubleVit 动物植物 类胡萝卜素 维生素A原 鱼肝油鱼肉牛肉蛋黄牛乳及乳制品 15 VD 维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称 D2和D3最常见 相差仅 CH3和一个双键 fat solubleVit 16 VD来源 植物食品 酵母 fat solubleVit 麦角固醇 维生素D2 麦角钙化醇 维生素D3 胆钙化醇 人和动物皮肤 7一脱氢胆固醇 紫外线 17 稳定性 对热 碱较稳定但光照 氧气和酸存在下会迅速破坏 油脂氧化酸败时也会引起VD破坏 由于油脂中的VD形成异物 结晶的维生素D对热稳定 18 维生素D缺乏症与来源 缺乏维生素D时 儿童会引起佝偻病 成年人可引起骨质软化病 来源 鱼 蛋黄 奶油中 海产鱼肝丰富 与VA共存日光浴 19 VitaminE 6 羟基苯并二氢吡喃的衍生物包括 生育酚 4种 生育三烯酚 4种 CH3或 H取代键头头所指的位置形成不同的 异构 20 21 生育酚的抗氧化能力 清除生成的自由基 22 脂溶性碱 氧气 紫外线敏感 金属离子促氧化酸 无氧加热 200 稳定损失 苯甲酰过氧化物或H2O2引起VE下降 稳定性 过氧化苯甲酰 面粉漂白剂 23 氧化历程 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 24 猝灭单线态氧 25 作用 1 食品工业中 腌肉中加入VE 降低亚硝胺的形成 消除NO NO2 2 功能性 人体的抗衰老 抗氧化等 26 维生素K 维生素K是醌的衍生物 其中较常见的有四种 天然的维生素K1和K2 还有人工合成的维生素K3和K4 27 维生素K稳定性 维生素K是黄色粘稠油状物可被空气中氧缓慢地氧化而分解遇光则很快破坏对碱不稳定对热酸较稳定 28 功能性质 功能 VK参与凝血过程 被称为凝血因子 VK具有还原性 在食品体系中可以消灭自由基 缺乏症 缺乏导致血中凝血酶原含量下降 从而导致皮下组织和其它器官出血 而且会延长凝血时间 来源 K1在绿色蔬菜中含量丰富 鱼肉中维生素K含量较多 VK2能由肠道中的细菌合成 29 脂溶性维生素缺乏症及来源 对于脂溶性维生素来说 人体易缺乏的顺序一般为VD VA VE VK 30 水溶性维生素 31 生物活性最高 VC 抗坏血酸 在所有维生素中VC是最不稳定的 在加工储藏过程中很容易被破坏 32 食品的褐变反应 2 3 二酮古洛糖酸 木酮糖 3 脱氧戊酮糖 糠醛 2 呋喃甲酸 降解模式 ModeofDegradation 33 Cu2 Fe3 催化的氧化反应速度比自发氧化速度快许多倍 34 影响VC降解的因素 O2浓度及催化剂催化氧化时 降解速度与氧气的浓度成正比 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 金属离子对氧化速度无影响 高浓度的糖 盐等溶液 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 35 影响VC降解的因素 pH值 VC在酸性溶液 pH 4 中较稳定 在碱性溶液 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 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 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 亚硫酸盐对其也有保护作用 36 维生素C主要生理功能 1 促进骨胶原的生物合成 利于组织创伤口的更快愈合 2 促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢 延长肌体寿命 3 改善铁 钙和叶酸的利用 4 改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢 预防心血管病 5 促进牙齿和骨骼的生长 防止牙床出血 6 增强机体对外界环境的抗应激能力和免疫力 37 缺乏 牙龈肿胀出血 牙床溃烂 牙齿松动坏血症 贫血存在VC广泛存在于果蔬中 猕猴桃和辣椒中含量最丰富 38 在食品加工中的应用 1 可防止水果蔬菜产生褐变褐和脱色 2 作抗氧化剂 脂肪 鱼 乳制品中 3 稳定剂 肉中色泽的稳定剂 4 改良 面粉 5 啤酒中可作氧气载体 39 VB1 thiamin 即硫胺素 又称抗脚气病维生素 它是由被取代的嘧啶和噻唑环通过亚甲基连接而成的一类化合物 它与盐酸可生成盐酸盐稳定性 是B族维生素中最不稳定者 40 VB1的稳定性 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 41 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 42 VB1的稳定性 食品的加工与贮藏中易损失 43 VB1缺乏症 缺乏维生素B1易患脚气病或多发性神经炎 产生肌肉无力 感觉障碍 神经痛 影响心肌和脑组织的结构和功能 并且还会引起消化不良 食欲不振 便秘等病症 来源粮谷类 豆类 酵母 动物性原料的内脏和鸡蛋中 44 VB2 Riboflavin核黄素 FMN FAD 结构 带有核糖醇侧链的异咯嗪衍生物活性形式 FAD FMN生理作用 氧化还原辅酶稳定性 烹调加工中较稳定 储藏中损失小 45 VB2稳定性 pH 酸性下稳定 碱性下不稳定光照 光照下快速分解 生成光黄素或光色素 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 加热 酸性条件下稳定氧气 稳定 46 功能和缺乏症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缺乏时会发生口角炎 舌炎等来源肠中细菌可以合成维生素B2 但为量不多 动物肝 肾 心 蛋黄 乳类绿色蔬菜 豆类VB2 47 尼克酸 B5 维生素PP 烟酸 抗癞皮病因子 尼克酸和尼克酰胺 在体内主要形式是具有生理活性的尼克酰胺 稳定性 最稳定的一种维生素 对光 热 酸 碱 氧均稳定 主要损失途径 溶水流失 48 功能及缺乏症NAD 辅酶 和NADP 辅酶 的组成成分 在糖酵解 脂肪合成和呼吸作用中起着重要的作用 缺乏时患癞皮病 糙皮病 尼克酸 B5 维生素PP 烟酸 抗癞皮病因子 49 富含VB5的食品动物性食品 动物内脏植物性食品 全谷 种子 豆类但以玉米为主食的人群 易于发生赖皮病 原因是玉米中的烟酸主要为结合型 不能为人体吸收 同时玉米中色氨酸较低 尼克酸 B5 维生素PP 烟酸 抗癞皮病因子 50 维生素B6 化学名 吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺活性形式 磷酸吡哆醇 醛 胺稳定性 烹调加工中有一定损失 对热 强酸和强碱都很稳定 但在碱性溶液中对光敏感 尤其对紫外线 51 生理功能及缺乏症 生理功能AA代谢中其辅酶的作用在血红蛋白合成中起重要作用促进人体对VB2 VB12 Fe Zn的吸收缺乏症 可致眼 鼻与口腔周围皮肤脂滥性皮炎食物来源白色肉类 如鸡肉和鱼肉 肝脏 豆类 坚果等 水果蔬菜 香蕉 肠道中微生物 细菌 可合成 但其量甚微 52 叶酸 B11 又称蝶酰谷氨酸 由蝶酸和谷氨酸结合而成 蝶酸是由2 NH2 4 CH 6 CH3喋呤 NH2苯甲酸组成 体内活性形式为四氢叶酸 FH4 FH4是一碳单位转移酶的辅酶 参与一碳单位的转移 53 水溶液中易被光解破坏在酸性溶液中不稳定 p 易破坏在中性或碱性溶注解中对热稳定 加热至100 h也不被破坏叶酸能与亚硫酸和亚硝酸盐作用 生成致癌物质 加入Vc会大大增加叶酸的稳定性食物中叶酸的烹调损失率为50 90 叶酸 B11 稳定性 54 缺乏与过量 叶酸缺乏巨幼红细胞贫血高同型半胱氨酸血症叶酸过量影响锌的吸收干扰VB12缺乏的诊断与治疗食物来源广泛存在于绿叶组织中肠道细菌也能合成 故一般不缺乏 55 B12 钴胺素 抗恶性贫血维生素 是唯一含有金属元素钴的维生素 催化变位反应 是几种变位酶的辅酶 谷胺酰和甲基谷氨是B12的两种辅酶形式 56 稳定性 最适宜pH范围是4 6 在此范围内 即使高压加热 也仅有少量损失 强酸 pH 2 或碱性溶液中分解 遇热可有一定程度破坏 但短时间的高温消毒损失小 遇强光或紫外线易被破坏 还原剂如低浓度的巯基化合物 能防止B12破坏 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B12 在溶液中 硫胺素与尼克酸的结合可缓慢地破坏B12 三价铁盐对B12有稳定作用 而低价铁盐则导致B12的迅速破坏 57 缺乏症巨幼红细胞性贫血 即恶性贫血 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 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 栓塞性脑卒中和周围血管阻塞 食物来源 广泛存在于动物性食品中 植物性食品中含量极少 肠道细菌也能合成 58 泛酸 B3 泛酸也称遍多酸 广泛存在于自然界由丁酸部分与 丙氨酸形成酰胺键而结合 是一酸性物质 是辅酶A及酰基载体蛋白 ACP 的组成部分 59 稳定性 其水溶液在酸性或碱性条件下对热不稳定干燥情况下泛酸盐对空气和光稳定缺乏症 症状 易怒 头疼 抑郁 疲劳 冷淡 恶心 呕吐和腹部痉挛 麻木 麻痹 肌肉痉挛 手脚感觉异常 肌无力 低血糖等 一般不缺乏来源 人体肠道细菌也能合成最好的来源是肉类与内脏 蘑菇 鸡蛋 甘蓝和酵母 全谷物也是良好的泛酸来源 60 生物素 biotin 也称维生素 维生素 7 辅酶 是多种羧化酶的必需辅助因子自然界的生物素有 二种 二者生理功能相同 61 稳定性 不易受酸 碱及光线破坏强酸碱条件下水解失活氧化剂及亚硝酸破坏其生物活性缺乏 体征包括皮炎 萎缩性舌炎 感觉过敏 肌肉痛 倦怠 厌食和轻度贫血来源 广泛分布于所有的动物和植物中 在蛋黄 酵母 牛奶及家禽的内脏中含量较高人体肠道细菌亦能大量合成 62 水溶性维生素的功能 缺乏症状和食物来源 63 维生素类似物 64 胆碱 choline 胆碱为 羟乙基 三甲基氨的氢氧化物 是一种强有机碱 是卵磷脂的组成成分 也存在于神经鞘磷脂之中 是机体可变甲基的一个来源 同时又是乙酰胆碱的前体 65 生理功能 防止脂肪肝可促进脂肪以卵磷脂的形式被输送或提高脂肪酸本身在肝里的利用 防止脂肪在肝里的异常堆积神经传导 鞘磷脂的组成成分 存在于大脑和神经组织中 帮助传送刺激神经的信号 特别是为了记忆的形成而对大脑所发出的信号 可促进脑发育并能提高记忆力 促进代谢 胆碱可调控细胞凋亡 抑制癌细胞增殖 还可促进体内甲基代谢 66 缺乏症肝硬化 脂肪肝 动脉硬化 老年痴呆症来源在食物中分布很广 含脂肪的食物中含量相对高一些 其丰富来源为蛋类 蛋黄 肝脏 啤酒酵母 绿叶蔬菜 麦芽 大豆卵磷脂 67 维生素在食品加工储藏过程中的变化 食品原料本身的影响成熟度 不同成熟期维生素含量不同果实 在未成熟时含量较高 番茄 蔬菜 成熟度越高 维生素含量越高 辣椒 不同部位 叶 茎 果实 根部果实 从表层向核芯降低采后 宰后 酶解 维生素含量下降脂肪氧合酶 抗坏血酸氧化酶正确处理方法 采后 宰后立即冷藏 维生素氧化酶被抑制 维生素损失减少 68 水果和蔬菜长时间贮存 酶的分解作用使维生素损失研究显示 苹果 贮存2 3月后 VC下降2 3蔬菜VC损失更严重室温贮存 数天后几乎全部损失0 损失大大减少冷冻 29 1年后 失10 12 1年后 失55 谷物贮存温度越高 含水量越高 维生素损失越大 贮存过程中维生素的损失 69 加工过程中维生素的损失 原料 食品 每经过一次加工 V损失一次预处理 整理 清洗与制粉去皮与整理 碱处理 但损失并不大清洗 动植物原料经切割或其他处理 受损伤的组织遇水 维生素损失谷物的制粉 除糠麸 胚芽 70 71 热加工造成维生素损失 水果和蔬菜的罐头制品 在加工前 罐装 冷冻和脱水等 大都需要烫漂 酶失活 这一步维生素 水溶性 损失很大 烫漂类型 沸水 蒸汽和微波损失率 沸水 蒸汽 微波损失率取决于烫漂时间和温度 温度越高 损失越大 加热时间越长 损失越多 烫漂时间和温度 短时间高温损失少冷却方法 空气冷却 损失小 冷水冷却 损失大 72 73 预冷冻处理 烫漂时有一定损失冷冻 速度 维生素的损失低温快速冷冻 很好保存维生素冷藏 不同维生素损失不同 但损失严重解冻 影响较小 但水溶性的可损失 冷冻 保存食品的最好方法之一 74 食品在脱水加工中 V损失很大一般冷冻干燥 真空干燥 喷雾干燥损失较小例 胡萝卜素损失 热风干燥26 冷冻干燥15 挤压膨化19 辐射损失VC随辐射剂量 脂溶性损失 VE 胡 VA VD VKB族 B1损失最大维生素互相保护 烟酸对Vc有保护 75 豌豆加工中抗坏血酸的保存率 76 加工后维生素的损失 加工后 维生素的损失较小原因 在室温和低温下反应速度相对较低溶解氧已耗尽pH降低对某些维生素 VC VB2等 产生有利的影响 77 1 有害物质亚硫酸盐 破坏VB1碱类 VB1 VC不稳定 在pH 9时 蛋糕烘烤VB1损失95 漂白剂 能降低VA VC和VE的含量硝酸盐或亚硝酸盐 破坏VC 胡萝卜素 VBl和叶酸Cu2 Fe3 破坏VC VE VB1 叶酸2 有益物质亚硫酸盐 保护VC 胡萝卜素VC 提高VA VE VB1 叶酸的稳定性抗氧剂 可保护VA VD 胡萝卜素 添加剂的影响 78 小结 1 维生素的功能 A辅酶或辅酶前体 如烟酸 叶酸等 B抗氧化剂 VE VC C遗传调节因子 VA VD D某些特殊功能 VA 视觉功能 VC 血管脆性 2 维生素的分类 水溶性维生素和脂溶性维生素3 水溶性维生素B1 B2 VC的结构 稳定性 降解机理 VC的降解途径 催化降解 非催化降解 厌氧降解 4 脂溶性维生素A D E的结构 稳定性 VE猝灭自由基的历程 5 维生素在食品加工贮藏中的变化A原料对食品加工中维生素含量的影响B前处理对食品中维生素含量的影响C热烫和热加工造成维生素损失D产品贮藏中维生素的损失E加工中化学添加物和食品成分的影响 79 Theend