维生素与矿物质
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必需营养元素，Fe，Cu，I，Co，Mn和Zn等； 非营养非毒性元素，AI，B，Ni，Sn等； 非营养有毒性元素，Hg，Ph，AS，Cd和Sb等
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维生素与矿物质
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。
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
降解
➢ 两环间亚甲基易与强亲核试剂发生亲核取代反应
硫胺素被亚硫酸盐破坏
5-β-羟乙基-4-甲基噻唑＋α-甲基-5-磺甲基嘧啶
在碱性条件下所发生的降解反应 5-β-羟乙基-4-甲基噻唑＋羟甲基嘧啶
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维生素与矿物质
羟甲基嘧啶
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维生素与矿物质
影响VC降解的因素
② 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。
③ pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中较稳定,在中性 以上的溶液(pH＞7.6)中极不稳定。
④ 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↑。
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维生素与矿物质
VA来源:
¡ 动物
鱼肝油 鱼肉 牛肉 蛋黄 牛乳及乳制品
¡ 植物:类胡萝卜素 (维生素A 原)
fat-soluble Vit
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维生素与矿物质
VA的稳定性
fat-soluble Vit
➢ 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。
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维生素与矿物质
VC (Ascorbic Acid)
生物活 性最高
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维生素与矿物质
VC (Ascorbic Acid)
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D-抗坏血酸
D-脱氢抗坏血酸
维生素与矿物质
Mode of Degradation
食品的褐变反应？
2，3-二酮古洛糖酸
3-脱氧戊酮糖
2-呋喃甲酸
管脆性
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维生素与矿物质
Classification of Vitamins
B族
water-soluble Vit
VC
VB1,VB2,VPP VB5,VB6,VH VB11,VB12
Vit VA
fat-soluble Vit
VD
VE
VK
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维生素与矿物质
第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化
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维生素与矿物质
Overview of Water-Soluble Vitamins
Dissolve in water Generally readily excreted Subject to cooking losses Function as a coenzyme Participate in energy metabolism Marginal deficiency more common
谷物:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。
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维生素与矿物质
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。
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淋洗、漂烫：水溶性损失， 短时间热烫减少维生素的损失。
冷却方法：空气冷却损失较小。 微波加热：损失小。 蒸汽加热：比热烫小，比微波大。 热灭菌处理：高温瞬时够灭菌法。
维生素与矿物质
豌 豆 加 工 中 抗 坏 血 酸 的 保 存 率
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
维生素D2
（麦角钙化醇）
维生素D3
（胆钙化醇）
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维生素与矿物质
稳定性
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¡ 对热，碱较稳定， 但光照和氧气存在 下会迅速破坏。
¡ 结晶的维生素D对热 稳定。
维生素与矿物质
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维生素与矿物质
Vitamin E
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
加工
前处理:去皮、浸泡、摘除 加工程度：谷物磨粉程度、与种子的
胚乳、胚芽、种皮的分离程度有关
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
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；
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维生素与矿物质
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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
维生素与矿物质
影响VC降解的因素
⑤ 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。
⑥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。
生育酚的抗氧化能力
清除生成的自由基
¡ 食品 δ＞γ＞β＞α
¡ 生物体内 α＞β＞γ＞δ
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维生素与矿物质
稳定性
¡ 有O2：氧化（氧和自由基） 猝灭单线态氧
¡ 无O2：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。
¡ 食品加工、包装、贮藏中：大量损失 。
¡ 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。
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维生素与矿物质
三、维生素在食品加工中的变化
食品本身的影响
➢成熟度：不同成熟期维生素含量不同（Vc番茄，最高含量在未成熟期）
➢不同部位：一般根部<果实<茎<叶 果实：从表层向核芯降低 ➢采后（宰后）：酶解
➢ 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。
➢ 亚硝酸盐可造成VB1的破坏。 ➢ 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。
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
食物中矿物质存在状态
¡ 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 ）
¡ 螫合状态 ：金属元素 （钴元素）
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维生素与矿物质
矿物质在食品加过程中的变化
一般加工对其含量的影响
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糠醛
木
酮 糖
维生素与矿物质
Cu2+、Fe3+催化的氧化反应 速度比自发氧化速度快许多倍。
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维生素与矿物质
影响VC降解的因素
① 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,金属离子对氧化速度无影响。
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.
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
fat-soluble Vit
VA
A1（视黄醇）：主要是全反式结构，其生物 效价最高。
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％。
含有阴离子酸根的非金属元素较多的食 品，在体内代谢后的产物大多呈酸性， 故在生理上称为～，如肉，鱼，蛋，米 等。
Alkaline Food：
含有阳离子金属元素较多的食品在生理上 称为～，如果蔬，豆类等。
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维生素与矿物质
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/12/13
维生素与矿物质
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维生素与矿物质
氧化历程：
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维生素与矿物质
猝灭单线态氧
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维生素与矿物质
维生素K
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维生素与矿物质
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 。
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维生素与矿物质
fat-soluble Vit
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维生素与矿物质
fat-soluble Vit
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。
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维生素与矿物质
VD来源
植物食品、酵母
fat-soluble Vit
人和动物皮肤
麦角固醇
紫外线
7一脱氢胆固醇
硫胺素的降解
α－甲基 －5－磺甲
基嘧啶
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烹调食 品中的 “肉香
味”
维生素与矿物质
B Vit-VB2 (Riboflavin核黄素)
Structure:
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FMN
FAD
维生素与矿物质
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. ❖在光照下转变为光黄素和光色素,并产
¡ 这类物质在人和动物体内不能合成，或 合成的量不能满足机体的需要，必须从 食物中摄取。
¡ 维生素不是机体的主要结构材料，也不 是体内能源物质，但它们在物质的代谢 中起着非常重要的作用。
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维生素与矿物质
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
四、产品贮藏中维生素的损失
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↑。
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维生素与矿物质
五 加工中化学添加物和食品成分的影响
➢ 氯气,次氯酸离子,二氧化硫等具有强反应性,与维 生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。
第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化
主要功能：
✓ 是构成生物体的组成部分。 ✓ 维持生物体的渗透压。 ✓ 维持机体的酸碱平衡。 ✓ 酶的活化剂。 ✓ 对食品的感官质量有重要作用
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维生素与矿物质
分类
常量元素：（99％）钾、钠、钙、镁、 氯、硫、磷和碳酸盐等
微量元素:（低于 50 mg/kg)
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维生素与矿物质
VB1 (thiamin)
Contains sulfur and nitrogen group
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维生素与矿物质
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. 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
维生素与矿物质
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2020/12/13
维生素与矿物质
Contents
¡ 第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化 ¡ 第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化 重点和难点:
维生素变化的化学机制
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维生素与矿物质
Introduction of Vitamins
¡ 维生素（Vitamin）维持机体正常生命活 动不可缺少的一类小分子有机化合物。
围降解最快.
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维生素与矿物质
硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH的关系
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维生素与矿物质
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
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维生素与矿物质
VB1的稳定性
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。
食品的加工与贮藏中易损失。
矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会 改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。
加工时因容器带入会使其含量增加
如铁锅炒菜等。
加工后生物有效性提高
如面粉发酵后生物有效性提高30-35%。
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
Acid Food：
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维生素与矿物质
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。
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
降解
➢ 两环间亚甲基易与强亲核试剂发生亲核取代反应
硫胺素被亚硫酸盐破坏
5-β-羟乙基-4-甲基噻唑＋α-甲基-5-磺甲基嘧啶
在碱性条件下所发生的降解反应 5-β-羟乙基-4-甲基噻唑＋羟甲基嘧啶
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维生素与矿物质
羟甲基嘧啶
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维生素与矿物质
影响VC降解的因素
② 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。
③ pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中较稳定,在中性 以上的溶液(pH＞7.6)中极不稳定。
④ 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↑。
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维生素与矿物质
VA来源:
¡ 动物
鱼肝油 鱼肉 牛肉 蛋黄 牛乳及乳制品
¡ 植物:类胡萝卜素 (维生素A 原)
fat-soluble Vit
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维生素与矿物质
VA的稳定性
fat-soluble Vit
➢ 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。
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维生素与矿物质
VC (Ascorbic Acid)
生物活 性最高
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维生素与矿物质
VC (Ascorbic Acid)
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D-抗坏血酸
D-脱氢抗坏血酸
维生素与矿物质
Mode of Degradation
食品的褐变反应？
2，3-二酮古洛糖酸
3-脱氧戊酮糖
2-呋喃甲酸
管脆性
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维生素与矿物质
Classification of Vitamins
B族
water-soluble Vit
VC
VB1,VB2,VPP VB5,VB6,VH VB11,VB12
Vit VA
fat-soluble Vit
VD
VE
VK
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维生素与矿物质
第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化
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维生素与矿物质
Overview of Water-Soluble Vitamins
Dissolve in water Generally readily excreted Subject to cooking losses Function as a coenzyme Participate in energy metabolism Marginal deficiency more common
谷物:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。
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维生素与矿物质
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。
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淋洗、漂烫：水溶性损失， 短时间热烫减少维生素的损失。
冷却方法：空气冷却损失较小。 微波加热：损失小。 蒸汽加热：比热烫小，比微波大。 热灭菌处理：高温瞬时够灭菌法。
维生素与矿物质
豌 豆 加 工 中 抗 坏 血 酸 的 保 存 率
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
维生素D2
（麦角钙化醇）
维生素D3
（胆钙化醇）
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维生素与矿物质
稳定性
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¡ 对热，碱较稳定， 但光照和氧气存在 下会迅速破坏。
¡ 结晶的维生素D对热 稳定。
维生素与矿物质
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维生素与矿物质
Vitamin E
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
加工
前处理:去皮、浸泡、摘除 加工程度：谷物磨粉程度、与种子的
胚乳、胚芽、种皮的分离程度有关
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
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；
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维生素与矿物质
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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
维生素与矿物质
影响VC降解的因素
⑤ 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。
⑥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。
生育酚的抗氧化能力
清除生成的自由基
¡ 食品 δ＞γ＞β＞α
¡ 生物体内 α＞β＞γ＞δ
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维生素与矿物质
稳定性
¡ 有O2：氧化（氧和自由基） 猝灭单线态氧
¡ 无O2：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。
¡ 食品加工、包装、贮藏中：大量损失 。
¡ 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。
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维生素与矿物质
三、维生素在食品加工中的变化
食品本身的影响
➢成熟度：不同成熟期维生素含量不同（Vc番茄，最高含量在未成熟期）
➢不同部位：一般根部<果实<茎<叶 果实：从表层向核芯降低 ➢采后（宰后）：酶解
➢ 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。
➢ 亚硝酸盐可造成VB1的破坏。 ➢ 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。
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
食物中矿物质存在状态
¡ 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 ）
¡ 螫合状态 ：金属元素 （钴元素）
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维生素与矿物质
矿物质在食品加过程中的变化
一般加工对其含量的影响
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糠醛
木
酮 糖
维生素与矿物质
Cu2+、Fe3+催化的氧化反应 速度比自发氧化速度快许多倍。
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维生素与矿物质
影响VC降解的因素
① 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,金属离子对氧化速度无影响。
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.
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维生素与矿物质
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维生素与矿物质
fat-soluble Vit
VA
A1（视黄醇）：主要是全反式结构，其生物 效价最高。
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％。
含有阴离子酸根的非金属元素较多的食 品，在体内代谢后的产物大多呈酸性， 故在生理上称为～，如肉，鱼，蛋，米 等。
Alkaline Food：
含有阳离子金属元素较多的食品在生理上 称为～，如果蔬，豆类等。
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氧化历程：
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维生素与矿物质
猝灭单线态氧
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维生素与矿物质
维生素K
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维生素与矿物质
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 。
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维生素与矿物质
fat-soluble Vit
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维生素与矿物质
fat-soluble Vit
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。
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维生素与矿物质
VD来源
植物食品、酵母
fat-soluble Vit
人和动物皮肤
麦角固醇
紫外线
7一脱氢胆固醇
硫胺素的降解
α－甲基 －5－磺甲
基嘧啶
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烹调食 品中的 “肉香
味”
维生素与矿物质
B Vit-VB2 (Riboflavin核黄素)
Structure:
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FMN
FAD
维生素与矿物质
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. ❖在光照下转变为光黄素和光色素,并产
¡ 这类物质在人和动物体内不能合成，或 合成的量不能满足机体的需要，必须从 食物中摄取。
¡ 维生素不是机体的主要结构材料，也不 是体内能源物质，但它们在物质的代谢 中起着非常重要的作用。
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维生素与矿物质
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
四、产品贮藏中维生素的损失
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↑。
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维生素与矿物质
五 加工中化学添加物和食品成分的影响
➢ 氯气,次氯酸离子,二氧化硫等具有强反应性,与维 生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。
第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化
主要功能：
✓ 是构成生物体的组成部分。 ✓ 维持生物体的渗透压。 ✓ 维持机体的酸碱平衡。 ✓ 酶的活化剂。 ✓ 对食品的感官质量有重要作用
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维生素与矿物质
分类
常量元素：（99％）钾、钠、钙、镁、 氯、硫、磷和碳酸盐等
微量元素:（低于 50 mg/kg)
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维生素与矿物质
VB1 (thiamin)
Contains sulfur and nitrogen group
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维生素与矿物质
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. 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
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Contents
¡ 第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化 ¡ 第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化 重点和难点:
维生素变化的化学机制
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Introduction of Vitamins
¡ 维生素（Vitamin）维持机体正常生命活 动不可缺少的一类小分子有机化合物。
围降解最快.
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硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH的关系
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维生素与矿物质
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
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维生素与矿物质
VB1的稳定性
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。
食品的加工与贮藏中易损失。
矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会 改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。
加工时因容器带入会使其含量增加
如铁锅炒菜等。
加工后生物有效性提高
如面粉发酵后生物有效性提高30-35%。
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Acid Food：