食品化學(xué)07第七章、維生素與礦物質(zhì)

1、1第六章 維生素與礦物質(zhì)維生素與礦物質(zhì)2第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 維生素（維生素（Vitamin）是人和動(dòng)物維持正常的生理功能所必需的一類(lèi)有機(jī)）是人和動(dòng)物維持正常的生理功能所必需的一類(lèi)有機(jī)化合物。化合物。維生素不參與機(jī)體內(nèi)各種組織器官的組成，也不能為機(jī)體提供能量，它們主要以輔酶形式參與細(xì)胞的物質(zhì)代謝和能量代謝過(guò)程，缺乏時(shí)會(huì)引起機(jī)體代謝紊亂，導(dǎo)致特定的缺乏癥或綜合癥，如缺乏VA時(shí)易患夜盲癥（Night blindness）。 維生素除具有重要的生理作用外，有些維生素還可作為自由基的清除劑、風(fēng)味物質(zhì)的前體、還原劑以及參與褐變反應(yīng)，從而影響食品的某些屬性。 人體所需的維生素大多數(shù)在體內(nèi)不能合成，或即

2、使能合成但合成的速度人體所需的維生素大多數(shù)在體內(nèi)不能合成，或即使能合成但合成的速度很慢，不能滿足需要，加之維生素本身也在不斷地代謝，所以必須由食物供很慢，不能滿足需要，加之維生素本身也在不斷地代謝，所以必須由食物供給。給。食物中的維生素含量較低，許多維生素穩(wěn)定性差，在食品加工、貯藏過(guò)程中常常損失較大。因此，要盡可能最大限度地保存食品中的維生素，避免其損失或與食品中其他組分間發(fā)生反應(yīng)。3 維生素是活細(xì)胞為了維持正常生理功能所必需的、但需要極微量的天然有機(jī)物質(zhì)的總稱(chēng)。而大部分維生素不能在人體內(nèi)合成，必須從外界食物中攝取。 定義第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述4 在維生素發(fā)現(xiàn)早期，因?qū)λ鼈兞私馍跎伲话惆雌?/p>

3、先后順序命名如A、B、C、D、E等；或根據(jù)其生理功能特征或化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等命名，例如維生素C稱(chēng)抗壞血病維生素，維生素B1因分子結(jié)構(gòu)中含有硫和氨基，稱(chēng)為硫胺素。后來(lái)人們根據(jù)維生素在脂類(lèi)溶劑或水中溶解性特征將其分為兩大類(lèi)：脂溶性維生素（Fat-soluble vitamins）和水溶性維生素（Water-soluble vitamins）。前者包括維生素A、D、E、K，后者包括維生素B 族和維生素C。分類(lèi)維生素維生素脂溶性維生素：水溶性維生素：VA、VD、VE和VK B族維生素和VC 5輔酶或輔酶前體：如煙酸,葉酸等抗氧化劑：VE，VC遺傳調(diào)節(jié)因子：VA，VD VA-視覺(jué)功能 VC-血管脆性維生素與

4、礦物質(zhì)的功能第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述維生素的功能礦物質(zhì)的功能生理功能對(duì)食品質(zhì)量的影響某些特殊功能：6 食品中的維生素在加工與貯藏中受各種因素的影響食品中的維生素在加工與貯藏中受各種因素的影響，其損失程度取決于各種維生素的穩(wěn)定性。食品中維生素?fù)p失的因素主要有食品原料本身如品種和成熟度、加工前預(yù)處理、加工方式、貯藏的時(shí)間和溫度等。此外，維生素的損失與原料栽培的環(huán)境、植物采后或動(dòng)物宰后的生理也有一定的關(guān)系。因此，在食品加工與貯藏過(guò)程中應(yīng)最大限度的減少維生素的損失，并提高產(chǎn)品的安全性。第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因7第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生

5、素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化1 成熟度成熟度 水果和蔬菜中維生素隨著成熟度的變化而變化。所以，選擇適當(dāng)?shù)脑掀贩N和成熟度是果蔬加工中十分重要的問(wèn)題。例如，番茄在成熟前維生素C含量最高（表5-6），而辣椒成熟期時(shí)維生素C含量最高。開(kāi)花期后周數(shù)平均重量（g）色澤維生素C含量（mg/100g）233.4綠10.7357.2綠 7.64102黃-綠10.95146紅-綠20.76160紅14.67168紅10.1表5-6 番茄不同成熟期維生素C的含量8第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化2 不同組織部位不同組織部位 植物不同組織部位維生

6、素含量有一定的差異。一般而言，維生素含量從高到低依次為葉片果實(shí)、莖根；對(duì)于水果則表皮維生素含量最高而核中最低。9第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化 食品中維生素含量的變化是從收獲時(shí)開(kāi)始的。食品中維生素含量的變化是從收獲時(shí)開(kāi)始的。 動(dòng)植物食品原料采后或宰后，其體內(nèi)的變化以分解代謝為主。由于酶的作用使某些維生素的存在形式發(fā)生了變化，例如從輔酶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)。 脂肪氧合酶和維生素C氧化酶的作用直接導(dǎo)致維生素的損失，例如豌豆從收獲、運(yùn)輸?shù)郊庸S30min后維生素C含量有所降低；新鮮蔬菜在室溫貯存24h后維生素C的含量下降1/3以上。因此，加工時(shí)

7、應(yīng)盡可能選用新鮮原料或?qū)⒃霞皶r(shí)冷藏處理以減少維生素的損失。二、收獲后食品中維生素含量的變化10第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化二、收獲后食品中維生素含量的變化三、預(yù)加工 加工前的預(yù)處理與維生素的損失程度關(guān)系很大加工前的預(yù)處理與維生素的損失程度關(guān)系很大。水果和蔬菜的去皮、整理常會(huì)造成濃集于表皮或老葉中的維生素的大量流失。 蘋(píng)果皮中維生素C的含量比果肉高310倍；柑橘皮中的維生素C比汁液高；萵苣和菠菜外層葉中維生素B和維生素C比內(nèi)層葉中高。水果和蔬菜在清洗時(shí)，一般維生素的損失很少，但要注意避免擠壓和碰撞；也盡量避免切后清洗造成水溶性維生素

8、的大量流失。對(duì)于化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的水溶性維生素如泛酸、煙酸、葉酸、核黃素等，溶水流失是最主要的損失途徑。11四、食品加工過(guò)程的影響第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化二、收獲后食品中維生素含量的變化三、預(yù)加工12四、食品加工過(guò)程的影響四、食品加工過(guò)程的影響1 碾磨 碾磨是谷物所特有的加工方式。谷物在磨碎后其中的維生素比完整的谷粒中含量有所降低，并且與種子的胚乳和胚、種皮的分離程度有關(guān)。因此，粉碎對(duì)各種谷物種子中維生素的影響不一樣。此外，不同的加工方式對(duì)維生素?fù)p失的影響也有差異，谷物精制程度越高，維生素?fù)p失越嚴(yán)重。例如，小麥在碾磨成面粉時(shí)，出粉

9、率不同，維生素的存留也不同（圖5-30）。13四、食品加工過(guò)程的影響四、食品加工過(guò)程的影響2 熱處理（1）燙漂 燙漂是水果和蔬菜加工中不可缺少的處理方法。通過(guò)這種處理可以鈍化影響產(chǎn)品品質(zhì)的酶類(lèi)、減少微生物污染及除去空氣，有利于食品貯存期間保持維生素的穩(wěn)定。但燙漂往往造成水溶性維生素大量流失（圖5-31）。其損失程度pH、燙漂的時(shí)間和溫度、含水量、切口表面積、燙漂類(lèi)型及成熟度有關(guān)。通常，短時(shí)間高溫燙漂維生素?fù)p失較少。燙漂時(shí)間越長(zhǎng)，維生素?fù)p失越大。產(chǎn)品成熟度越高，燙漂時(shí)維生素C和維生素B1損失越少；食品切分越細(xì)，單位質(zhì)量表面積越大，維生素?fù)p失越多。不同燙漂類(lèi)型對(duì)維生素影響的順序?yàn)榉兴羝⒉ā?4

10、（2）干燥 脫水干燥是保藏食品的主要方法之一。具體方法有日光干燥、烘房干燥、隧道式干燥、滾筒干燥、噴霧干燥和冷凍干燥。維生素C對(duì)熱不穩(wěn)定，干燥損失大約為10%15%，但冷凍干燥對(duì)其影響很小。噴霧干燥和滾筒干燥時(shí)乳中硫胺素的損失大為10%和15%，而維生素A和維生素D幾乎沒(méi)有損失。蔬菜燙漂后空氣干燥時(shí)硫胺素的損失平均為豆類(lèi)5%、馬鈴薯25%、胡蘿卜29%。四、食品加工過(guò)程的影響四、食品加工過(guò)程的影響2 熱處理（1）燙漂15（3）加熱 加熱是延長(zhǎng)食品保藏期最重要的方法，也是食品加工中應(yīng)用最多的方法之一。熱加工有利于改善食品的某些感官性狀如色、香、味等，提高營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)的消化和吸收，但熱處理會(huì)造成維

11、生素不同程度的損失。 (影響因素)高溫加快維生素的降解， pH、金屬離子、反應(yīng)活性物質(zhì)、溶氧濃度以及維生素的存在形式影響降解的速度。隔絕氧氣、除去某些金屬離子可提高維生素C的存留率。 為了提高食品的安全性，延長(zhǎng)食品的貨架期，殺死微生物，食品加工中還常采用滅菌方法。高溫短時(shí)殺菌不僅能有效殺死有害微生物，而且可以較大程度地減少維生素的損失（表5-8）。四、食品加工過(guò)程的影響四、食品加工過(guò)程的影響2 熱處理（1）燙漂（2）干燥16熱處理VB1VB2VB6VB5泛酸 葉酸VHVB12VCVAVD6 3oC , 30min100200010010200072oC, 15s100000100101000超

12、高溫殺菌1010200？胡蘿卜素維生素A維生素D維生素K。20四、化學(xué)物質(zhì)和其它組分對(duì)維生素的影響第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化二、收獲后食品中維生素含量的變化三、預(yù)加工21四、化學(xué)物質(zhì)和其它組分對(duì)維生素的影響四、化學(xué)物質(zhì)和其它組分對(duì)維生素的影響 在食品加工中為防止食品腐敗變質(zhì)及提高其感官性狀，通常加入一些添加劑，其中有些對(duì)維生素有一定的破壞作用。 維生素A、C和E易被氧化劑破壞。因此，在面粉中使用漂白劑漂白劑會(huì)降低這些維生素的含量或使它們失去活性； SO2或亞硫酸鹽等或亞硫酸鹽等還原劑對(duì)維生素C有保護(hù)作用，但因其親核性會(huì)導(dǎo)致維生素B

13、1的失活； 亞硝酸鹽亞硝酸鹽常用于肉類(lèi)的發(fā)色與保藏，但它作為氧化劑引起類(lèi)胡蘿卜素、維生素B1和葉酸的損失； 果蔬加工中添加的有機(jī)酸有機(jī)酸可減少維生素C和硫胺素的損失； 堿性物質(zhì)堿性物質(zhì)會(huì)增加維生素C、硫胺素和葉酸等的損失。 不同維生素間也相互影響不同維生素間也相互影響。例如，輻照時(shí)煙酸對(duì)活化水分子的競(jìng)爭(zhēng)、破壞增大，保護(hù)了維生素C。 此外，維生素C對(duì)維生素B2也有保護(hù)作用。食品中添加維生素C和維生素E可降低胡蘿卜素的損失。22四、化學(xué)物質(zhì)和其它組分對(duì)維生素的影響第二節(jié)第二節(jié) 食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因食品中維生素?fù)p失的常見(jiàn)原因一、維生素含量的內(nèi)在變化二、收獲后食品中維生素含量的變化三、預(yù)加工五、

14、貯藏過(guò)程23 食品在貯藏期間，維生素的損失與貯藏溫度關(guān)系密切。罐頭食品冷藏保存一年后，維生素B1的損失低于室溫保存。 包裝材料對(duì)貯存食品維生素的含量有一定的影響。例如透明包裝的乳制品在貯藏期間會(huì)發(fā)生維生素B2和維生素D的損失。 食品中脂類(lèi)的氧化作用產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物、過(guò)氧化物和環(huán)過(guò)氧化物會(huì)引起胡蘿卜素、維生素E和維生素C等的氧化，也能破壞葉酸、生物素、維生素B12和維生素D等。五、貯藏過(guò)程五、貯藏過(guò)程24維生素的生物可利用性維生素的生物可利用性維生素的生物可利用性（Bioavailability of vitamin） 是指人體攝入的維生素經(jīng)腸道吸收并在體內(nèi)被利用的程度。包含兩方面含義即吸收與利

15、用。 因此，在評(píng)價(jià)維生素營(yíng)養(yǎng)完全性時(shí)除考慮攝入的食品中維生素的含量和不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的鑒定外，更重要的應(yīng)考慮攝入食品中維生素的生物可利用性。25影響食品中維生素的生物可利用性的因素主要包括以下幾方面。1、消費(fèi)者本身的年齡、健康以及生理狀況等；2、膳食的組成影響維生素在腸道內(nèi)運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間、黏度、pH及乳化特性等；3、同一種維生素構(gòu)型不同對(duì)其在體內(nèi)的吸收速率、吸收程度、能否轉(zhuǎn)變成活性形式以及生理作用的大小產(chǎn)生影響；4、維生素與其他的組分的反應(yīng)如維生素與蛋白質(zhì)、淀粉、膳食纖維、脂肪等發(fā)生反應(yīng)均會(huì)影響到其在體內(nèi)的吸收與利用；5、維生素的拮抗物也影響維生素的活性，從而降低維生素的生物可利用性。例如，硫胺素酶可

16、切斷硫胺素代謝分子，使其喪失活性；抗生物素蛋白與代謝物結(jié)合，使生物素失去活性；雙香豆素具有與維生素K相似的結(jié)構(gòu)，可占據(jù)維生素K代謝物的作用位點(diǎn)而降低維生素K的生物可利用性；6、食品加工和貯存也影響到維生素的生物可利用性。維生素的生物可利用性維生素的生物可利用性26第三節(jié)第三節(jié) 水溶性維生素水溶性維生素一、抗壞血酸 (VC Ascorbic Acid)1、 VC的結(jié)構(gòu) 維生素C 又名抗壞血酸（Ascorbic acid，AA），是一個(gè)羥基羧酸的內(nèi)酯，具烯二醇結(jié)構(gòu)（圖510），有較強(qiáng)的還原性。維生素C有四種異構(gòu)體：D抗壞血酸、D異抗壞血酸、L抗壞血酸和L脫氫抗壞血酸。其中以L抗壞血酸生物活性最高。

17、27第三節(jié)第三節(jié) 水溶性維生素水溶性維生素一、抗壞血酸 (VC Ascorbic Acid) 維生素C主要存在于水果和蔬菜中。獼猴桃、刺梨和番石榴中含量高；柑橘類(lèi)、番茄、辣椒及某些漿果中也較豐富。動(dòng)物性食品中只有牛奶和肝臟中含有少量維生素C。282、 VC的性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 水溶性維生素水溶性維生素一、抗壞血酸 (VC Ascorbic Acid)高度的水溶性具有酸性和強(qiáng)的抗氧化作用抗氧化機(jī)理：提供氫質(zhì)子使氧化物質(zhì)還原29第三節(jié)第三節(jié) 水溶性維生素水溶性維生素一、抗壞血酸 (VC Ascorbic Acid)3、 影響VC降解的因素O2濃度及催化劑 催化氧化時(shí)，降解速度正比與氧氣的濃度； 非催

18、化氧化時(shí)，降解速度與氧氣的濃度無(wú)正比關(guān)系，當(dāng)PO2 0.4atm，反應(yīng)趨于平衡； 有催化劑時(shí)，氧化速度比自動(dòng)氧化快2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，厭氧時(shí)，金屬離子對(duì)氧化速度無(wú)影響。糖，鹽及其它溶液濃度高時(shí)可減少溶解氧，使氧化速度減慢；半胱氨酸，多酚，果膠等對(duì)其有保護(hù)作用。30 pH值：VC在酸性溶液(pH4)中較穩(wěn)定，在中性以上的溶液(pH7.6) 中極不穩(wěn)定。 溫度及AW：結(jié)晶VC在100不降解，而VC水溶液易氧化，隨T， V降解； AW， V降解第三節(jié)第三節(jié) 水溶性維生素水溶性維生素一、抗壞血酸 (VC Ascorbic Acid)3、 影響VC降解的因素 許多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細(xì)胞色素氧化酶等可加 速VC的氧化降解。 食品中的其它成分如花青素，黃烷醇，及多羥基酸如蘋(píng)果酸，檸檬酸，聚磷酸等對(duì)VC有保護(hù)作用，亞硫酸鹽對(duì)其也有保護(hù)作用。31第三節(jié)第三節(jié) 水溶性維生素水溶性維生素一、抗壞血酸 (VC Ascorbic Acid)4、 VC功能n良好的還原劑（抗氧化劑）n吸收金屬離子n抗癌、免疫功能n有助于膠原質(zhì)的合成VC的缺乏牙齒松動(dòng)，牙齦出血、患?jí)难?2第四節(jié)第四節(jié) 脂溶性維生素脂溶性維生素一、維生