第五章维生素和矿物质

5、维生素和矿物质
5．1 维生素 5．2 矿物质 5．3 维生素和矿物质在食品加工贮存中的变化 5．4 营养素的回复与强化
食品的主要质量标准之一，就是维生素和 矿物质的含量情况，本章将介绍有关食品在加 工和保存过程中，维生素和矿物质的变化情况 及其回复和强化。
它是由20个碳构成的不饱和碳氢化合物．其羟基 可被脂肪酸酯化或生成醛或酸，也可以以游离醇的 形式存在。
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。
3.维生素E
维生素E又称生育酚。
①结构与功能
已知有8种，其中四种α、 β 、γ、 δ较为重 要， 生育酚在食品中可用作抗氧化剂，尤其用于 动 植物油中，其抗氧化能力依次δ>γ>β>α； 而在机体内的抗氧化能力恰恰相反α>β>γ>δ。
R1 HO
③稳定性
VB5是维生素B族中最稳定的。 对热、光、空气、 酸和碱都不敏感。但蔬菜经非化学处理如淋洗和休 整，会使VB5损失；猪肉和牛肉在贮藏过程中产生 的损失是由生化反映引起的；而烤肉不会带来损失， 不过烤下的肉滴中含有肉中VB5的26%；乳类加工 中似乎没有损失。
④ 富含VB5的食品 食品中除玉米较缺外，其它食品都含有。玉米中
③ VC的变化
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。如放置在有氧气的地方或在有 氧时持续加热或暴露在光下、或在碱性条件下均会 有vc损失。其破坏率随金属作用而增加，尤其是铜 和铁的作用最大，金属化合物对Vc有稳定作用，其 中有花青素、黄烷醇及多碱基或多羟基的酸，如苹 果酸、柠檬酸和聚磷酸等。对酸稳定，对加热氧气、 氧化剂、碱、光、酶、金属的稳定性差。 VC易被 水降解成无活性的二酮古洛糖酸，后者前一步氧化 分解成草酸和L—苏阿糖酸。维生素C的降解反应如 下：
4. VB5（尼克酸和尼克酰胺）
维生素PP（Niacin）亦称烟酸，维生素PP为尼克 酸和尼克酰胺的总称 。
① 结构
O
C CH
O
C NH2
N
尼克 酸 （ 烟 酰 酸）
N
尼 克 酰胺 （烟 酰胺）
② 生理功能
尼克酰胺为两种重要的前NAD（辅酶Ⅰ）和 NADP（辅酶Ⅱ ）的组成，它们在糖酵解、脂肪合 成和呼吸作用中起着重要的作用。
（Ｘ）
褐色色素
还原酮
OC
HO C O OC HC HOCH CH2OH OC O CO OC
+
+H
OC
HO C O -2H
HO C
HC
HOCH
-2H+
CH2OH
VC
OC
COOH
OC O
OC
+H2O
OC
OC
HC
HC OH
COOH
COOH 草酸
HOCH
HOCH
CH2OH
脱HVC
CH2OH
二酮古洛糖酸（DKG)
缺乏会造成赖皮病，因为玉米蛋白中色氨酸含量较 低，而色氨酸在体内可以转化成尼克酸。在动物组 织中的VB5的主要形式为尼克酰胺。
5. VB6 （吡哆醇、吡哆醇、吡哆胺 ）
① 结构
CH 2OH
C H 2N H 2
HO
CH2OH 还 原 HO
CH2 OH
H3C
N
吡哆醇
H3C
N
氧化
吡 哆胺
CHO
HO
C H 2OH
维生素E对氧、氧化剂不稳定，对强碱不稳定。
4. 维生素K
维生素K(Phylloquinone) 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。
O C H3
R O 维 生 素K
维生素K1在绿色蔬菜中含量丰富，如菠菜、 洋白菜等，鱼肉中维生素K含量较多，但麦胚油、 鱼肝油中含量很少。
通常所说的维生素A1就是视黄醇。由于视黄醇结 构中有共轭双键，属于异戊二烯类．所以它可有多 种顺、反立体异构体。食品中的视黄醇主要是全反 式结构．生物效价最高，脱氢视黄醇即维生素A2， 存在于淡水鱼中．其生物效价为维生素A1的40％， 而1 3－顺异构式即所谓的新维生素A．它的生物效 价为全反式的75％。
L－抗坏血酸、L－异抗坏血酸，L－抗坏血酸的生 物活性最高。
VC的C2、C3位上的羟基的H能以原子形式释放，成 为脱氢抗坏血酸，还原型和氧化型都具有生物活性， 其结构如下：
O
C
OC
-2H
HO
C
O
O
C
O
HO
C
+2H
O
C
HC
HOCH
C H 2O H
L-抗 坏 血 酸
HC HOCH
C H2 O H
脱氢抗坏血酸
② VA在食品加工、贮藏过程中的变化
聚合物、挥发性化合物、短链水溶性化合物
O2
O
β—胡萝卜素6，8—还氧 化物
变色素
化学氧化
光—催化氧化
反式—β 胡萝卜素
烹饪和罐装
—
高温
新—β—胡萝卜素 B和U 顺式。38% 维生素A活性
例如
碎片化产物
m—二甲苯 甲苯 2，6—二甲基
2.维生素D
维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固 醇的统称。
衍生物(图5.13)，在自然状态下它常常是磷酸化的， 而且起着辅酶的作用。它的一种形式为黄素单核苷 酸(FMN)，另一种形式为黄素腺苷酰二核苷酸(FAD)， 它们是某些酶如细胞色素C还原酶、黄素蛋白等的组 成部分，后者起着电子载体的作用，在葡萄糖、脂 肪酸、氨基酸和嘌呤的氧化中起作用。
② 结构
它是由核酸和6， CH3 7—二甲基异咯嗪组
CL
N
C H2
N
CH3
HC
3
N
③ 稳定性
NH 2 S
VBl盐酸盐
CH 2
CH OH 2
VBl是B族维生素中最不稳定的，它在酸性、中性 溶液中稳定，但在碱性溶液、加热、一些盐溶液 （亚硫酸盐）中不稳定。
如VBl在亚硫酸盐破坏和在碱性条件下所发生 的降解反应是相似的，两种反应均产生5－β－羟 乙基－4－甲基噻唑和一个相应的取代嘧啶。和亚 硫酸盐作用时，后一个化合物为α－甲基－5－磺 甲基嘧啶，而与碱作用时则为羟甲基嘧啶。噻唑环 可进一步开环生成硫、硫化氢、呋喃、噻吩和二氢 噻吩，这便是烹调食品中的“肉“香味。
（H 2 A）
ＨＯ
ＯＨ
ＨＯＨＣ
H 2 CHO
O
O
H
O
O
（ＨＡ）
O
O
温 和 还 原 剂
缺 氧 途 径
有氧途径
H 2O
Ｏ
O
Ｃ ＯＨ
Ｏ
O
（Ａ）
O
（ Ａ ） H 2O Ｈ Ｏ
Ｏ
O
Ｏ
O
O
O
O
ＨＯ ＯＨ ＯＨ
（ＤＫＧ）
O
O
H 2O
Ｈ
CO 2
（ＤＰ）
O
CO 2 O
Ｏ
（ＦＡ）
ＨＯ
O
Ｏ
Ｃ
Ｈ
（Ｆ）
ＯＨ ＨＯ
氨基酸
Ｈ ＯＨ ＯＨ
①VC的生理功能 a.促进细胞间质的合成，防止出血 b.参与体内的氧化还原反应（保护—SH等） c.参与体内一些代谢反应（叶酸 FH4 ） d.解毒作用（Pb2+、As3+ 、苯及细菌毒素等） ②.结构与性质
VC为酸性己糖衍生物，是烯醇式己糖酸内 酯。维生素C成为一种强还原性的化合物。它具 有四种异构体，D－抗坏血酸、D－异抗坏血酸、
COOH HC OH HOCH
CH2OH
L—苏阿糖酸
HC
HOCH
CH2OH
在食品加工种很多方面都要利用VC。（1）他可 防止水果蔬菜产生褐变褐褪色（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
④ 富含VC的食品
维生素C广泛存在于自然界中，主要是植物， 如水果蔬菜中存在，柑桔类、绿色蔬菜、番茄， 辣椒、马铃薯及桨果中含量较为丰富，而在刺梨、 猕猴桃，蔷薇果和番石榴中含量最高。在水果的 不同部位中其浓度差别也很大，例如：苹果皮中 的浓度要比果肉中高2—3倍。这种维生素唯一的 动物来源为牛乳和肝。
维生素A主要存在于动物中，而不存在于植 物中。如维生素A、在动物和海鱼中存在，维生素 A2在淡水鱼中存在而不存在于陆地动物中。蔬菜 中所含的胡萝卜素可经动物肠道吸收后而转化成 维生素A1，故又称维生素A原。其中转化最有效的 为β－胡萝卜素(图5．2，它能生成两个等量的维 生素A。除鱼的鱼肝油中维生素A的含量比较丰富 外，在鱼肉、牛肉、蛋黄、牛乳及乳制品中含量 也较丰富，胡萝卜素则在蔬菜中含量较高。如胡 萝卜、甘薯、番茄和花椰菜等。
维 生 素 A 的 含 量 常 常 用 国 际 单 位 (International Unit,IU)来表示，一个国际单位相当于0.344µg结晶 维生素A醋酸盐或0．600µgβ－胡萝卜素(或1．2µg 其它的类胡萝卜素)，根据RDA(每日推荐量)，成人
每天所需的维生素A为5000IU或1mg。青少年、 孕妇或哺乳期妇女需要增加供应量。
① 结构与功能
CH3 CH3
C H2 OH
CH 3 CH3 C H 3
V D2
C H2
CH 3 CH3
OH
CH3 C H3
VD 3
维生素D主要包括维生素D2和D3，二者结构十 分相似，D2 只比D3多一个甲基和一个双键。植物 性食品、酵母等含有麦角固醇，经紫外线照射后 转变成维生素D2，即麦角钙化醇(ergocal—ciferol)。 人和动物皮肤中含有的7一脱氢胆固醇，经紫外线 照 射 后 可 得 维 生 素 D3 ， 即 胆 钙 化 醇 (cholecalciferol)。维生素D3广泛存在于动物性食 品中，并在鱼肝油中含量较丰富，在鸡蛋、牛乳、 黄油和干酪中含有少量的维生素D3。