食品化学-维生素与矿物质

第二节
矿物质在食品加工贮藏中的变化
一、概述
1、定义：指食品中除C、H、O和N以外的元素。 2、分类

常量元素：钾、钠、钙、镁、氯、硫、磷等 微量元素: 必需营养元素：Fe、Cu、I、Co、Mo和Zn等； 非营养非毒性元素：Al、B、Ni、Sn等； 非营养有毒性元素：Hg、Pb、AS、Cd和Sb
3、VA的功能

的健康
维持视觉 促进生长发育-强壮骨骼，维护头发、牙齿和牙床 维持上皮结构的完整与健全-皮肤弹性下降， 加强免疫能力 清除自由基 具有抑癌作用
干燥粗糙，失去光泽
正常成人每天维生素A最低需1.05mg，儿童0.6~0.75mg
VA的缺乏 干眼病、夜盲症、 皮肤角质化等

正确处理方法 采后、宰后立即进行科学包装、冷藏，维生素 氧化酶被抑制，损失减少
(三)预处理
果蔬的去皮、修整：均会导致维生素损失 水洗：切后水洗可导致水溶性Ｖ损失 谷物磨粉时去除麸皮和胚芽：ＶB1、ＶB2、ＶB5、 ＶE 等损失，且与出粉率有关，愈细，损失愈大。
(四)热烫与热处理
☆ 温度越高，时间越长，损失越大 ☆ 高温短时损失 < 低温长时损失 ☆ 加热方式不同，损失不同 淋洗、漂烫＞蒸汽加热＞微波加热
（五）后续加工中维生素的损失
水分活度，包装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，维生素很稳定， 而在多分子层水范围内，随AW↑，维生素降解速 度 ↑。
（六）加工中化学添加物和食品成分的影响
二氧化硫和亚硫酸盐：保护VC，但会破坏硫胺素。 亚硝酸盐：破坏VB1、胡萝卜素和叶酸等。 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、VB1和VB2的保存率， 碱性物质则会降低VC、VB1、 VB2、 VE、泛酸等的保存率。
（胆钙化醇）
维生素D3
鱼肝油、动物肝、蛋黄中含量丰富
稳定性



对热，碱较稳定 光照和氧气存在下会 迅速破坏。 结晶的维生素D对热 稳定。 油脂氧化酸败时也会 使其中的维生素D破 坏。
VD功能和用量



帮助人体吸收磷和钙，是造骨的必需原料；对神 经也很重要，并对炎症的抑制作用 。 缺乏：则血中钙与磷低于正常值，会出现骨骼变 软及畸形：发生在儿童身上称为佝偻病；在孕妇 身上为骨质软化症。 过量：肾结石、肌肉萎缩、关节炎、动脉硬化、 高血压、轻微中毒、腹泻、口渴、体重减轻、多 尿及夜尿等症状。 每天适量： 0.0005至0.01毫克。35克鲱鱼片，60 克鲑鱼片，50克鳗鱼或2个鸡蛋加150克蘑菇。
VB2的缺乏
口角炎、舌炎、鼻和脸部的脂溢性皮炎微血管增生症等。

4、来源

成年人每天应摄入2～4mg， 它大量存在于谷物、蔬菜、牛乳和鱼等 食品中。
（四）烟酸(尼克酸) (VB3)(VPP)
1、 VB3的结构
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
2、 VB3的性质
抗癞皮病维生素 最稳定的维生素，对光、热、酸、碱、氧均 稳定。 缺乏：皮炎、脱皮、皮肤粗糙。
VB12:



抗恶性贫血维生素，又称钴胺素,含有金属元素 钴Co，是维生素中唯一含有金属元素。 保持健康的神经系统，用于红细胞的形成。促 进维生素A在肝中的贮存；促进细胞发育成熟 和机体代谢。 化学性质稳定，是人体造血不可缺少的物质， 缺少它会产生恶性贫血症。 人体对B12的需要量极少，人体每天约需12μg （1/1000mg），人在一般情况下不会缺少。
VD缺乏症
（三）VE
（三）VE
生育酚 生育三烯酚
2、 VE的性质

VE对氧、氧化剂、强碱、紫外线均不稳定 食品加工、包装、贮藏过程中：大量损失 金属离子如Fe2+能促进维生素E的氧化 VE极易受分子氧和自由基氧化，故可以充当抗氧化 剂和自由基清除剂
3、 VE的功能

维生素E对动物生育是必需的 动物缺乏维生素E也可能发生肌肉萎缩、贫血、 脑软化及其他神经退化性病变。 对某些病变有一定防治作用，如贫血动脉粥样硬 化、肌营养不良症、脑水肿、男性 或女性不育症、先兆流产等。
维生素A原：生物活性最高的是β-胡萝卜素
两分子的VA结构
2、VA的稳定性

无O2，120℃，保持12h仍很稳定。 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。 与VE、磷脂共存较稳定。 对碱稳定。
fat-soluble Vit
来源

苜蓿、菠菜等绿叶植物及猪肝、鸡蛋等。 人的肠中有一种细菌会为人体源源不断 地制造维生素K，加上在猪肝、鸡蛋、蔬 菜中含量较丰，因此，一般人不会缺乏。

三、水溶性维生素
共同特点
﹡易溶于水，故易随尿液排出。 ﹡体内不易储存，必须经常从食物中摄取。
种类
B族维生素和C族维生素
（一） VC (抗坏血酸，as-cobic acid)
3、主要功能：
（1）机体的重要组成部分 （2）维持细胞的渗透压及机体的酸碱平衡 （3）保持神经、肌肉的兴奋性 （4）对机体具有特殊的生理作用 （5）对食品感官质量的作用
4、存在状态

溶解状态 ：有些常量元素，尤其是单价的。 （K＋、Na＋、SO42-）

胶态形式 ：游离的、溶解的、非离子化。（多 价离子 ） 螯合状态 ：金属元素 （钴元素）
（三）VB2 (核黄素riboflavin)
1、结构
生物活性形式：
FMNห้องสมุดไป่ตู้
FAD
2、VB2稳定性
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。例熬粥不放碱 游离型核黄素对光、紫外线敏感
3、功能

与能量的产生直接有关，促进生长发育 和细胞的再生，增进视力。
4、VA来源:

动物
肝脏 鱼肝油 鱼肉 牛肉 鸡蛋 奶油

植物：类胡萝卜素 (维生素A 原)
（二）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。
二者结构十分相似，D2 只比D3多一个甲基和一个双键。
VD来源
植物食品、酵母
人和动物皮肤 7一脱氢胆固醇 紫外线
麦角固醇
维生素D2
（麦角钙化醇）
柠檬汁绿色植物及番茄中含量丰富?中国营养师学会建议的膳食参考摄入量rni成年人为100mg日最多摄入量为1000mg日即半个番石榴75克辣椒90克花茎甘蓝2个猕猴桃150克草莓1个柚子半个番木瓜125克茴香150克菜花等hiami对光不敏感在酸性条件下稳定在碱性及中性介质中不稳定b1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


预防衰老
4、 VE的来源

蔬菜、豆类 麦胚油
（四）VK –凝血维生素
功能性质

维生素K1 在食物中含量丰富；维生素K2能由肠道 中的细菌合成。 维生素K参与凝血过程，被称为凝血因子。 维生素K具有还原性，在食品体系中可以消灭自由 基 。


维生素K可被空气中的氧缓慢地氧化而分解，遇光 （特别是紫外光）则很快被破坏，对热、酸较稳定， 但对碱不稳定。

5、来源

植物性食品
水果：K含量高，大部分与有机物结合,或是有机物 的组成部分,常以磷酸盐、草酸盐的形式存在。 豆类：矿物质含量最丰富,K、P、Fe、Mg、Zn、Mn 等含量均较高，其中P主要以植酸盐形式存 在。 谷物：矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。
5、 来源
动物性食品 肉类：Na、K、Fe、P、Mn含量较高,Cu、Co、Zn 等也有少量，以可溶性氯化物、磷酸盐、 碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。 牛乳：主要含Ca,也含有少量K、Na、Mg、P、Cl、 S等。 蛋类：含人体所需的各类矿物质。
5、来源
• 柠檬汁、绿色植物及番茄中含量丰富 •中国营养师学会建议的膳食参考摄入量（RNI） ，成年人为100mg/日，最多摄入量为1000mg/日 即半个番石榴，75克辣椒，90克花茎甘蓝， 2个猕猴桃，150克草莓，1个柚子，半个番木瓜 ，125克茴香，150克菜花等
（二）VB1（硫胺素thiamin）
2、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、 VA 遗传调节因子：VA、VD 某些特殊功能：VA-视觉功能；VC-血管 脆性
3、维生素的命名
一是按发现的历史顺序，以英文字母顺序命 名，如维生素A、B、C、D、E等； 二是按其生理功能命名，如抗坏血酸(VC)、 抗干眼病维生素(VA)和抗凝血维生素(VE)等； 三是按其化学结构命名，如视黄醇(VA)、硫 胺素(VB1)和核黄素(VB2)等。
（五）其他B族维生素



VB5 ：又称泛酸。抗应激、抗寒冷、抗感染、防止 某些抗生素的毒性，消除术后腹胀 。 VB6: 遇光和碱易被破坏，不耐高温。酵母、肝、 瘦肉及谷物、卷心菜等食物中含量丰富。 VB9:又称叶酸VM(folic acid)。较不稳定，易于 氧化分解。维护细胞的正常生长和免疫系统的功 能，防止胎儿畸形。孕妇必须补充叶酸，防止胎 儿畸形。
4、维生素的分类
水溶性
Water-soluble
维生素 脂溶性
Fat-soluble
VB1、 VB2、VB5 B族 VB6、 VB11、 VB12、 VH（生物素）、泛酸 VC、 Vp（生物类黄酮） VA VD VE VK
二、脂溶性维生素
（一）VA

1、结构
二、脂溶性维生素
A1（视黄醇）：主要是全反式结构，其生物 效价最高。 VA A2（脱氢视黄醇）：存在于淡水鱼中，其生 物效价为维生素A1的40％。 新维生素A：l，3一顺异构体，它的生物效价 为维生素A1的75％。
1、结构
2、VB1的性质

⑴ 具有酸-碱性质 ⑵ 对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解 ⑶ 对光不敏感,在酸性条件下稳定,在碱性及中性介质中不 稳定 ⑷ 其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范围降解最快 ⑸ 亚硫酸促进分解，氧化剂促进氧化。


⑹ 能被VB1酶降解，同时血红蛋白和肌红蛋白可作为降解
二、矿物质的生物有效性
（一）概念： 生物有效性：食品中营养素被生物体利用的实际可 能性。 (二）影响因素： 1、溶解性和存在状态（可溶、粒细易被吸收） 2、矿物质之间的相互作用 竞争、化合、协同、拮抗
(二）影响因素：
3、螯合作用 有利于吸收，提高生物有效性如： M(代表矿 物质元素)—氨基酸、亚铁血红素、血红蛋白、 Zn—EDTA； 干扰、降低生物有效性如： M—植酸
五、维生素在食品加工贮藏中的变化
（一）维生素含量的内在变化

地理位置 农艺措施 作物品种 成熟度：不同成熟期维生素含量不同 （Vc-番茄，最高含量在成熟前期）

不同部位：一般根部<果实<茎<叶 果实：从表层向核心降低
（二）收获后食品中维生素含量的变化

采后（宰后）：内源酶的酶解 氧化酶、水解酶
的非酶催化剂。
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

食品加工与贮藏中易损失。
3、功能、用量及来源



功能：维持人体的正常新陈代谢，神经 系统的正常生理功能。 缺乏：它会得脚气病、神经性皮炎，食 欲不振、消化不良等障碍。 。 标准：成人每天需摄入2mg 来源 米糠、蛋黄、牛奶、番茄等食物中
3、功能



维生素C能够捕获自由基，在此能预防像癌症、 动脉硬化、风湿病等疾病。 增强免疫和，对皮肤、牙龈和神经也有好处。 帮助人体完成氧化还原反应，从而使脑力好转， 智力提高。 对预防感冒和抗癌有一定作用。 预防白内障 保护肝脏，预防胃癌还有积极作用。
4、维生素C的缺乏
• 毛细血管脆弱，皮肤上出现小血斑 • 牙龈发炎出血，牙齿松动，伤口不易愈合 • 坏血病 • 提示：过度使用维生素 C 补充物，会改变 血液酸度，使尿酸沉积，造成痛风和肾结石。
1、结构
生物活 性最高
2、性质
最不稳定的维生素，在加工储藏过程中很容 易被破坏。 对酸稳定 对热、氧气、氧化剂、碱、光、酶、金属 不稳定 固态稳定，水溶液不稳定 常用作抗氧化剂
Cu2+、Fe3+催化的氧化反应 速度比自动氧化快许多倍。
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
第六章 维生素与矿物质 (Vitamin and Minerals)
中国计量学院
标准化学院
第一节
一、概述 二、脂溶性维生素 三、水溶性维生素 四、维生素类似物
维生素
五、维生素在食品加工贮藏中的变化
一、概述
1、定义 维生素（Vitamin）是活的细胞为了维持正常 生理功能所必需、但需要量极少的天然有机物 质的总称。 这类物质在人体内不能合成，或合成量不能满 足机体的需要，必须从食物中摄取。 维生素不构成机体组织，也不提供能量，但在 人体生长、代谢、发育过程中却发挥着重要的 作用。