食品生物化學(xué)-312維生素與輔酶

3.12輔酶與維生素發(fā)現(xiàn)記(1906年英國(guó))純化飼料礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸、糖純化飼料+極微量牛奶牛奶中存在需要量極少，但生存必須的食物輔助因子——維生素動(dòng)物合成某些維生素的功能退化，必須依靠植物和微生物提供，一旦缺乏——病或死。定義維生素(vitamin)是維持生物正常生命過(guò)程所必需的一類有機(jī)物質(zhì)，需要量很少，但對(duì)維持健康十分重要。人體一般不能合成它們，必須從食物中攝取。維生素的主要功能是通過(guò)作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機(jī)體代謝。生物體內(nèi)維生素多以輔酶和輔基的形式存在。維生素的分類與功能1、分類依據(jù)——溶解性水溶性V:VC、VB族脂溶性V:VA、VD、VE、VK、硫辛酸2、功能水溶性V——輔酶，參與酶催化反應(yīng)中底物基團(tuán)的轉(zhuǎn)移脂溶性V——調(diào)控某些生物機(jī)能B1、B2、B6、B12、PP（B5）、泛酸（B3）、生物素、葉酸維生素生理功能I.脂溶性維生素維生素A抗眼干燥病維生素維生素D抗佝僂病維生素維生素E抗不育維生素維生素K抗出血維生素II.水溶性維生素維生素B1抗腳氣病維生素維生素B2抗口舌炎維生素維生素B6抗皮膚炎維生素維生素B12抗惡性貧血維生素維生素C抗壞血病維生素維生素PP（B5）抗癩皮病維生素泛酸（B3）抗皮膚角膜炎維生素生物素抗皮脂溢出維生素葉酸抗貧血維生素（一）水溶性維生素及其相關(guān)輔酶維生素B1和TPP維生素B2與FAD、FMN維生素B5與輔酶I、輔酶II維生素B6與輔酶泛酸與輔酶A維生素B7——生物素葉酸與四氫葉酸維生素B12與輔酶B12維生素C共同特點(diǎn)﹡易溶于水，故易隨尿液排出。﹡體內(nèi)不易儲(chǔ)存，必須經(jīng)常從食物中攝取。維生素B1和TPP維生素B1又稱硫胺素，存在于許多植物種子中，尤其是在谷物種子的外皮中，因而在未經(jīng)研磨的大米和全麥粒制作的食物中，此種維生素的含量較豐富。體內(nèi)活性形式為：焦磷酸硫胺素(TPP)功能：TPP是脫羧酶的輔酶，主要參與糖代謝中的α-酮酸的氧化脫羧。多食糖類食物消耗的維生素B1增加，需要補(bǔ)充。抗腳氣病維生素、抗神經(jīng)炎維生素缺乏癥：由于維生素B1與糖代謝有密切關(guān)系，所以當(dāng)維生素B1缺乏時(shí)，體內(nèi)TPP含量減少，從而使丙酮酸氧化脫羧作用發(fā)生障礙。缺乏時(shí)易患腳氣病。硫胺素在糙米、油菜、豬肝、魚、瘦肉中含量豐富。但生魚中含有破壞B1的酶，咖啡、可可、茶等飲料也含有破壞B1的因子。濕性腳氣病-腿部廣泛性水腫腳氣-腳蘚維生素B2與FAD、FMN核黃素即維生素B2。化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有二甲基異咯嗪和核醇兩部分。核黃素是黃素蛋白(FP)的輔基，體內(nèi)有黃素單核苷酸(FMN)和黃素腺嘌呤二核酸(FAD)兩種形式。功能：

FMN和FAD是體內(nèi)一些氧化還原酶的輔酶，參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)，傳遞氫和電子?？箍谏嘌拙S生素FMNH2和FADH2為還原形式。缺乏癥：缺乏維生素B2時(shí)，有口舌炎、唇炎、舌炎、眼角膜炎和眼球多呈血管等癥狀。主要從食物中攝取，如谷類、黃豆、豬肝、肉、蛋、奶等，也可由腸道細(xì)菌合成。冬季北方缺少陽(yáng)光，植物合成V-B2也少，常出現(xiàn)口角炎。

雛雞生長(zhǎng)發(fā)育受阻維生素B5與輔酶I、輔酶II煙酸又稱為維生素B5或維生素PP，它包括煙酸和煙酰胺兩種化合物。在體內(nèi)，煙酸以煙酰胺態(tài)存在，維生素B5不受光、熱、氧破壞，是最穩(wěn)定的一種維生素。以玉米和高粱為主食容易缺乏維生素B5。已知的煙酰胺核苷酸類輔酶有兩種。一個(gè)是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，簡(jiǎn)稱NAD+

，又稱為輔酶I；另一個(gè)是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，簡(jiǎn)稱NADP+

，又稱為輔酶Ⅱ。功能：傳遞H；作為多種脫氫酶的輔酶。其中輔酶I主要參與產(chǎn)能反應(yīng)，在分解代謝中起作用；輔酶Ⅱ主要與還原性合成反應(yīng)相聯(lián)系，提供H，因此被稱作還原力。NAD+和NADP+

是氧化形式，可接受一個(gè)質(zhì)子和2個(gè)電子，轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原形式的NADH和DNDPH。

抗癩皮病維生素缺乏癥：缺乏時(shí)出現(xiàn)癩皮病的癥狀豬---癩皮病(耳部、頸部、背部產(chǎn)生皮炎)皮炎維生素B6與輔酶吡哆醇又稱維生素B6，VB6包含有吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，還有它們的輔酶形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺?？蛊つw炎維生素功能：作為轉(zhuǎn)氨酶的輔酶和氨基酸脫羧酶的輔酶。所以，多食肉類，需補(bǔ)充維生素B6。肉、蛋、蔬菜、谷類中含量較多。新生嬰兒易缺乏。泛酸與輔酶ACoA

泛酸又稱為維生素B3

，是輔酶A和酰基載體蛋白的組成成分，它是乙?；饔玫妮o酶。泛酸在堿性溶液中易水解。極少缺乏。

功能：

①輔酶A是?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，在代謝過(guò)程中作為?；d體起傳遞酰基的作用，可充當(dāng)多種酶的輔酶參加酰化反應(yīng)及氧化脫羧等反應(yīng)。

②4′-磷酸泛酰巰基乙胺可作為?；d體蛋白（ACP）的輔基，參與脂肪酸合成代謝。

③輔酶A參與體內(nèi)一些重要物質(zhì)如乙酰膽堿、膽固醇、卟啉等的合成，并能調(diào)節(jié)血漿脂蛋白和膽固醇的含量。功能基：-SH故通常以HSCoA表示?？蛊つw角膜炎維生素ADP泛酸巰基乙胺S-C-RO缺乏癥：人類未發(fā)現(xiàn)缺乏癥動(dòng)物：生長(zhǎng)減慢或體重減輕

皮膚、粘膜及羽毛損傷神經(jīng)系統(tǒng)紊亂胃腸道功能失調(diào)免疫功能受損等鵝步癥維生素B7——生物素生物素又稱維生素B7，或維生素H。功能：是體內(nèi)多種羧化酶的輔酶，催化體內(nèi)CO2的固定及羧化反應(yīng)。

廣泛存在，一般不會(huì)缺乏。但是大量食用生雞蛋清（存在抗生物素蛋白，加熱后破壞）或長(zhǎng)期口服抗生素藥物，易引起生物素缺乏病。生物素抗皮脂溢出維生素豬:

后腿痙攣、足裂縫;皮炎(皮膚干燥、粗糙,并有棕色滲出物)。豬蹄裂

豬皮炎癥---注意從肩部沿背及兩側(cè)蔓延的干燥鱗片狀剝落的皮膚和形成的皮痂維生素B12與輔酶B12維生素B12，又稱鈷胺素，是一個(gè)抗惡性貧血的維生素，存在于肝、魚、肉、蛋、奶中，植物中不含。維生素B12又是一些微生物的生長(zhǎng)因素。功能：輔酶B12參與體內(nèi)一碳基團(tuán)的代謝，是傳遞甲基供體的輔酶輔酶B12作為變位酶的輔酶參加一些異構(gòu)化反應(yīng)：維生素B12對(duì)紅細(xì)胞的成熟起重要作用，可能和維生素B12參與DNA和蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。缺乏癥：缺乏時(shí)造成惡性貧血抗惡性貧血維生素葉酸與四氫葉酸葉酸亦稱蝶酰谷氨酸(PGA)或維生素B11，它的結(jié)構(gòu)式如下：抗貧血維生素功能：四氫葉酸作為一碳單位的載體，參與一碳單位的酶促轉(zhuǎn)移；與核酸的合成有關(guān)。

四氫葉酸HH105葉酸容易缺乏，特別是孕婦。葉酸分布廣泛。苯巴比妥及口服避孕藥等藥物干擾葉酸吸收與代謝。缺乏癥：巨紅細(xì)胞貧血：嘌呤和嘧啶合成受阻，核酸形成不足，使紅細(xì)胞的生長(zhǎng)停留在巨紅細(xì)胞階段.維生素C維生素C即抗壞血酸。人體不能合成維生素C。功能：是很強(qiáng)的還原劑，易被氧化，保護(hù)A、E及某些B族維生素免遭氧化。也可作為氧化還原載體

；抗壞血酸還參與氨基酸的羥化，膠原中脯氨酸和賴氨酸的羥化都需要抗壞血酸作為酶的輔因子。缺乏抗壞血酸會(huì)影響膠原合成及結(jié)締組織功能，使毛細(xì)血管脆性增高，發(fā)生壞血??；腎上腺皮質(zhì)激素的合成也需要VC參加羥化；VC可還原鐵，促進(jìn)其吸收。缺乏癥：缺乏時(shí)造成壞血病。抗壞血病維生素（二）脂溶性維生素及其相關(guān)輔酶維生素A維生素D維生素K維生素E共同特點(diǎn):﹡均為非極性疏水的異戊二烯衍生物﹡不溶于水，溶于脂類及脂肪溶劑﹡在食物中與脂類共存，并隨脂類一同吸收﹡吸收的脂溶性維生素在血液與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運(yùn)輸

維生素A維生素A已發(fā)現(xiàn)有A1和A2兩種。A1存在于動(dòng)物肝臟、血液和眼球的視網(wǎng)膜中，又稱視黃醇；A2（3-脫氫視黃醇）只在淡水魚中存在。A2比A1在化學(xué)結(jié)構(gòu)上多有一個(gè)雙鍵。功能：與視覺有關(guān)，作為視細(xì)胞感光物質(zhì)視紫紅質(zhì)中的視黃醛損失的補(bǔ)充。缺乏癥:夜盲癥，干眼病，皮膚干。食用肝臟及綠色蔬菜可治療。

抗眼干燥病維生素

全反視黃醛

異構(gòu)化

11-順視黃醛維生素A(視黃醇)

氧化

弱光敏感蛋白—視紫紅質(zhì)（暗中合成，光中分解）視蛋白骨架視蛋白（暗）視蛋白（光）維生素D維生素D是由維生素D原經(jīng)過(guò)紫外光激活后形成的。維生素D原是環(huán)戊烷多氫菲類化合物。維生素D原：生物體內(nèi)含有可以轉(zhuǎn)化為維生素D的類固醇物質(zhì)，稱為維生素D原。維生素D有多種，其中以維生素D2（鈣化醇）和維生素D3（膽鈣化醇）最為重要。

抗佝僂病維生素UV自發(fā)轉(zhuǎn)變維生素D3肝腎體內(nèi)活性形式：1，25—維生素D3前維生素D37—脫氫膽固醇25—羥維生素D3（膽鈣化醇）VD3（膽鈣化醇）的生成維生素D2（麥角鈣化醇）麥角甾醇VD2（鈣化醇）的生成UV日光日光人和動(dòng)物皮下含有植物性食物中含有功能：促進(jìn)鈣磷的吸收，維持正常的血鈣水平和磷酸鹽水平；促進(jìn)骨骼和牙齒的生長(zhǎng)發(fā)育。缺乏癥：兒童——佝僂病成人——軟骨病注意：使用維生素D時(shí)應(yīng)先補(bǔ)充鈣，大劑量使用會(huì)造成中毒，表現(xiàn)為血鈣過(guò)高、骨破壞、異位鈣化和動(dòng)脈硬化等。魚、蛋黃、奶油中含量高。海產(chǎn)魚肝油中含量豐富。維生素K維生素K是一類2-甲基-l,4-萘醌的衍生物，是一個(gè)和血液凝固有關(guān)的維生素。維生素K在綠色蔬菜中含量豐富，動(dòng)物腸道微生物能夠合成維生素K，初生嬰兒會(huì)出現(xiàn)維生素K缺乏癥。功能：參與凝血作用，促進(jìn)凝血酶原合成；作為電子傳遞體系的一部分，參與氧化磷酸化過(guò)程。

天然存在的維生素K只有K1和K2兩種，其余均為人工合成，共有70多種，常見的維生素K1、K2和K3的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：抗出血維生素維生素E維生素E也稱生育酚，廣泛分布于植物組織中，以蔬菜、麥胚、植物油的非皂化部分中含量較多。功能：極易氧化而保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化，故具有氧化作用?？蓙?lái)保護(hù)脂肪或維生素A使其不被氧化，是食品中常用的抗氧化劑。也是生物體內(nèi)最重要的抗氧化劑和自由基清除劑。

還有保護(hù)巰基酶、抗衰老、抗腫瘤等作用。與生殖也有一定關(guān)系，缺乏易造成習(xí)慣性流產(chǎn)、肌肉萎縮?？共挥S生素（三）其他輔酶輔酶Q硫辛酸不屬于維生素的輔酶硫辛酸硫辛酸是酵母及一些微生物的生長(zhǎng)因素。功能：硫辛酸是丙酮酸脫氫酶系和α-酮戊二酸脫氫酶系的輔酶之一，起到傳遞氫和轉(zhuǎn)移酰基的作用。輔酶Q又稱泛醌，廣泛存在于線粒體中，與細(xì)胞呼吸鏈有關(guān)。功能：作為線粒體呼吸鏈氧化還原酶的輔酶而傳遞氫。（四）人體獲取維生素的途徑1.主要由食物直接提供

維生素在動(dòng)植物組織中廣泛存在，絕大多數(shù)維生素直接來(lái)源于食物。少量來(lái)自以下途徑：2.由腸道菌合成人體腸道菌能合成某些維生素，如VK、VB12、吡哆醛、泛酸、生物素和葉酸等，可補(bǔ)充機(jī)體不足。長(zhǎng)期服用抗菌藥物，使腸道菌受到抑制，可引起VK等缺乏。3.維生素原在體內(nèi)轉(zhuǎn)變能在體內(nèi)直接轉(zhuǎn)變成維生素的物質(zhì)稱為維生素原。植物食品不含維生素A，但含類胡蘿卜素，可在小腸壁和肝臟氧化轉(zhuǎn)變成維生素A。所以類胡蘿卜素被稱為維生素A原。4.體內(nèi)部分合成

儲(chǔ)存在皮下的7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射，可轉(zhuǎn)變成VD3。因此礦工要補(bǔ)照紫外線。人體還可利用色氨酸合成尼克酰胺，所以長(zhǎng)期以玉米為主食的人由于色氨酸不足，容易發(fā)生糙皮病等尼克酰胺缺乏癥。（五）維生素在食品貯存和加工過(guò)程中的變化

一、貯存過(guò)程中維生素的損失

在貯存過(guò)程中，維生素會(huì)產(chǎn)生酶促降解、光促分解及氧化降解等。一般情況下，貯存溫度愈高，水含量愈多，則維生素的損失也愈大。采用低溫氣調(diào)貯存，可有效減少維生素的損失。二、加工過(guò)程中維生素的損失食品原料每經(jīng)過(guò)一次加工，維生素都要受到一次損失。因此，一般情況下，成品中的維生素含量要低于食物原料中的含量。

1、熱加工過(guò)程中維生素的損失食品的加熱處理可分為熱燙，巴氏殺菌和其它加熱殺菌，烹調(diào)熱加工，焙烤及油炸等熱處理，熱敏性的維生素易在熱加工中損失。熱燙過(guò)程中由于熱的作用，瀝濾和氧化作用而引起維生素?fù)p失。在水中熱燙時(shí)，水溶性維生素的損失隨接觸時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但脂溶性維生素受影響的程度較輕，蒸汽熱燙對(duì)水溶性維生素的損失率相對(duì)低于水熱燙，微波熱燙對(duì)維生素的保存率至少可以達(dá)到蒸汽熱燙的維生素保存率。熱燙過(guò)程損失最多的是維生素C、B1、B2、B5，損失大小取決于熱燙方法及溫度、時(shí)間等條件。輕度的加熱處理(包括巴氏殺菌在內(nèi))過(guò)程中維生素的熱損失不大，但是氧化損失會(huì)比較高。為了減輕氧化作用，果汁、啤酒、葡萄酒之類液體巴氏殺菌都在間接式熱交換器而不是開口式薄膜殺菌器中進(jìn)行，而且在巴氏殺菌前往往經(jīng)脫氣處理。一般情況下高溫短時(shí)巴氏殺菌更有利于保存維生素，輕度加熱處理過(guò)程中除維生素C、B1、B2、B12等熱敏性及易被氧化破壞的維生素有不同程度的損失外，其它維生素?fù)p失很少或無(wú)損失；但強(qiáng)熱處理或長(zhǎng)時(shí)間加熱處理會(huì)導(dǎo)致大量維生素?fù)p失，例如罐頭殺菌，就有大量維生素?fù)p失，尤其是水果蔬菜罐頭維生素?fù)p失更大，有50%左右的維生素?fù)p失；油炸、烘烤中也有大量維生素?fù)p失，其損失大小取決于熱處理時(shí)間、溫度及熱處理方式。因此，在食品加工中應(yīng)盡量避免高溫及長(zhǎng)時(shí)間熱處理。2、脫水過(guò)程中維生素的損失

水果、蔬菜、肉類、魚類、牛乳和蛋類都是常見的采用脫水方法加工的食品。食品在脫水加工時(shí)，維生素的損失量也較大，如牛奶在干燥過(guò)程中維生素的損失大約與滅菌處理的損失相當(dāng)