食品化學-第6、7章-維生素與礦物質(zhì)

contents第一節(jié)維生素在食品加工貯藏中的變化第二節(jié)常見維生素的理化性質(zhì)和穩(wěn)定性重點和難點:

維生素的穩(wěn)定性與化學變化

第一頁，共106頁。概述維持機體正常生命活動不可缺少的一類小分子有機化合物。必須從食物中攝取。在物質(zhì)的代謝中起著非常重要的作用。第二頁，共106頁。維生素的功能輔酶或輔酶前體:如煙酸,葉酸等抗氧化劑:VE,VC遺傳調(diào)節(jié)因子:VA,VD某些特殊功能:VA-視覺功能；VC-血管脆性第三頁，共106頁。ClassificationofVitaminsB族water-solubleVitVitfat-solubleVitVB1,VB2,VPPVB5,VB6,VHVB11,VB12VAVDVEVKVC第四頁，共106頁。第一節(jié)、影響維生素含量的因素一、食品本身的影響原料中的含量不同部位成熟度采后（宰后）：酶解第五頁，共106頁。1、不同部位的含量一般根部<果實<莖<葉果實：從表層向核芯降低預處理:去皮、浸泡、摘除如摘去菠菜、花椰菜、綠豆、蘆筍等蔬菜的部分莖、梗和梗肉時，蘋果去皮、菠蘿去心、胡蘿卜去表皮時，會造成部分維生素的損失。第六頁，共106頁。

表6-2維生素的穩(wěn)定性

第七頁，共106頁。2、不同成熟期維生素含量不同

Vc-番茄，最高含量在未成熟期第八頁，共106頁。3、產(chǎn)品貯藏中維生素的損失

食品采后、宰后及貯藏過程，在此期間生物體內(nèi)的維生素會發(fā)生很大變化，易發(fā)生酶促反應，如在室溫下處理或放置24h之久，就會引起Vc的損失。第九頁，共106頁。第十頁，共106頁。正確處理方法：采后、宰后立即冷藏，維生素氧化酶被抑制，維生素損失減少表6-4第十一頁，共106頁。

貯藏過程中變質(zhì)反應的影響（1）脂質(zhì)氧化時，產(chǎn)生H2O2

、過氧化物和環(huán)氧化物，這些物質(zhì)能氧化類胡蘿卜素、生育酚、抗壞血酸，導致維生素活性的損失；（2）糖類化合物的非酶褐變生成：高活性的羰基化合物，造成VB1、VB6和泛酸等損失；第十二頁，共106頁。4、研磨過程中維生素的損失谷物在研磨過程中，營養(yǎng)素不同程度受到破壞（圖6-1）。減少研磨次數(shù)，可保留較多維生素。第十三頁，共106頁。第十四頁，共106頁。5、浸提和熱燙造成維生素損失

食品中水溶性維生素損失的一個主要途徑是經(jīng)由切口或易破壞的表面而流失；另外加工中的洗滌、漂燙、冷卻和烹調(diào)等也會造成營養(yǎng)素損失，其損失程度與PH、時間、水分、切口表面積、成熟度等有關。第十五頁，共106頁。5、浸提和熱燙造成維生素損失

溫度越高，損失越大；加熱時間越長，損失越多；加熱方式不同，損失不同：淋洗、漂燙：水溶性損失，短時間熱燙減少維生素的損失。冷卻方法：空氣冷卻損失較小。微波加熱：損失小。蒸汽加熱：比熱燙小，比微波大。熱滅菌處理：高溫瞬時夠滅菌法。第十六頁，共106頁。第十七頁，共106頁。豌

豆

加

工

中

抗

壞

血

酸

的

保

存

率第十八頁，共106頁。第十九頁，共106頁。6、化學添加物和食品成分的影響漂白劑氯氣，次氯酸離子，二氧化硫等與維生素發(fā)生反應。二氧化硫和亞硫酸鹽保護VC，但會與VB1和比多醛反應。亞硝酸鹽可造成VB1的破壞。氧化性物質(zhì)會加速VC，胡蘿卜素，葉酸等的氧化，而還原性物質(zhì)會保護這些維生素當用堿性發(fā)酵劑發(fā)酵時，PH增高，VB1、VC、泛酸被破壞。第二十頁，共106頁。一、VA

A1（視黃醇）：主要是全反式結(jié)構(gòu)，其生物效價最高。A2（脫氫視黃醇）：存在于淡水魚中，其生物效價為維生素A1的40％。新維生素A：l，3一順異構(gòu)體，它的生物效價為維生素A1的75％。fat-solubleVit第二節(jié)常見維生素的理化性質(zhì)及穩(wěn)定性第二十一頁，共106頁。VA來源:fat-solubleVit動物植物:類胡蘿卜素

(維生素A原)魚肝油魚肉牛肉蛋黃牛乳及乳制品

第二十二頁，共106頁。VA的穩(wěn)定性

1.無O2，120℃，保持12h仍很穩(wěn)定。

2.在有O2時，加熱4h即失活（反式變順式）。VA(元）3.光照、酸化、次氯酸或稀碘溶液可導致異構(gòu)化

4.脂肪氧化酶可導致分解。

5.與VE，磷脂共存較穩(wěn)定。

6.對堿穩(wěn)定。fat-solubleVit第二十三頁，共106頁。表6-7P131第二十四頁，共106頁。圖6-3VA前體在食品加工、貯藏過程中的變化失活產(chǎn)香，增加風味影響風味第二十五頁，共106頁。二、VD維生素D是一些具有膽鈣化醇生物活性的類固醇的統(tǒng)稱。fat-solubleVit第二十六頁，共106頁。VD來源

植物食品、酵母

fat-solubleVit麥角固醇

維生素D2（麥角鈣化醇）

維生素D3（膽鈣化醇）人和動物皮膚7一脫氫膽固醇紫外線第二十七頁，共106頁。穩(wěn)定性對熱，堿較穩(wěn)定，但光照和氧氣存在下會迅速破壞。結(jié)晶的維生素D對熱穩(wěn)定。

第二十八頁，共106頁。三、VE苯并三氫呋喃第二十九頁，共106頁。第三十頁，共106頁。生育酚的抗氧化能力

食品

δ＞γ＞β＞α生物體內(nèi)

α＞β＞γ＞δ

清除生成的自由基第三十一頁，共106頁。穩(wěn)定性有O2：氧化（氧和自由基）猝滅單線態(tài)氧

無O2：與亞油酸甲酯氫過氧化物反應形成加合物，初始產(chǎn)物為半醌，進一步氧化形成生育酚醌，金屬離子可加速其氧化。食品加工、包裝、貯藏中：大量損失。第三十二頁，共106頁。VE在加工、貯藏中的變化

將小麥磨成面粉過程中，以及加工玉米、燕麥和大米時，維生素會損失。脫水可使雞肉和牛肉中生育酚損失36-45%。堅果炒制過程中，VE損失50%。食物油炸過程中損失32-70%。第三十三頁，共106頁。四、VK

第三十四頁，共106頁。功能性質(zhì)維生素K1

在食物中含量豐富；維生素K2能由腸道中的細菌合成。維生素K參與凝血過程，被稱為凝血因子。維生素K具有還原性，在食品體系中可以消滅自由基。維生素K可被空氣中的氧緩慢地氧化而分解，遇光（特別是紫外光）則很快被破壞，對熱、酸較穩(wěn)定，但對堿不穩(wěn)定。第三十五頁，共106頁。五、VB1(thiamin)

由被取代的嘧啶和噻唑環(huán)通過亞甲基連接而成的一類化合物第三十六頁，共106頁。VB1的穩(wěn)定性具有酸-堿性質(zhì)。對熱非常敏感,在堿性介質(zhì)中加熱易分解。對光不敏感,在酸性條件下穩(wěn)定,在堿性及中型介質(zhì)中不穩(wěn)定。降解受AW影響,

AW0.5~0.65降解最快。VB1酶降解,血紅蛋白和肌紅蛋白為降解的非酶催化劑。食品的加工與貯藏中易損失。第三十七頁，共106頁。硫胺素和脫羧輔酶降解速率與pH的關系第三十八頁，共106頁。早餐谷物食品在45℃貯藏條件下硫胺素的

降解速率與體系中水分活度的關系

第三十九頁，共106頁。食品加工貯藏對VB1的影響6-146-13第四十頁，共106頁。

VB1降解兩環(huán)間亞甲基易與強親核試劑發(fā)生的親核取代反應。亞硫酸鹽破壞

5-β-羥乙基-4-甲基噻唑＋α-甲基-5-磺甲基嘧啶堿性條件

5-β-羥乙基-4-甲基噻唑＋羥甲基嘧啶第四十一頁，共106頁。硫胺素的降解羥甲基嘧啶α－甲基－5－磺甲基嘧啶烹調(diào)食品中的“肉香味”第四十二頁，共106頁。六、VB2(Riboflavin核黃素)FMNFAD第四十三頁，共106頁。VB2的穩(wěn)定性對熱穩(wěn)定,對酸和中性pH也穩(wěn)定.在堿性條件下迅速分解.在光照下轉(zhuǎn)變?yōu)楣恻S素和光色素,并產(chǎn)生自由基,破壞其它營養(yǎng)成分產(chǎn)生異味,如牛奶的日光臭味即由此產(chǎn)生.第四十四頁，共106頁。第四十五頁，共106頁。七、VC生物活性最高第四十六頁，共106頁。性質(zhì)

（1）對熱、PH和氧敏感

加熱或光線照射易破壞；在酸性溶液（特別是草酸、偏磷酸）中穩(wěn)定，中性（PH>7.6）以上溶液中極不穩(wěn)定；催化氧化，反應速度與氧氣濃度成正比。（2）高度水溶性（3）具有酸性和強抗氧化性第四十七頁，共106頁。VC的穩(wěn)定性

在所有維生素中最不穩(wěn)定的，在加工儲藏過程中很容易被破壞（P146圖6-16、6-17、6-18）氧氣有氧時持續(xù)加熱光照在堿性條件金屬離子（Cu2+,Fe3+）溶液中易分解第四十八頁，共106頁。ModeofDegradation食品的褐變反應？2，3-二酮古洛糖酸木酮糖3-脫氧戊酮糖糠醛2-呋喃甲酸

VC易被水降解成無活性的二酮古洛糖酸，后者通過轉(zhuǎn)化產(chǎn)生多種產(chǎn)物。第四十九頁，共106頁。Cu2+、Fe3+催化的氧化反應速度比自發(fā)氧化速度快許多倍。第五十頁，共106頁。影響VC降解的因素①O2濃度及催化劑：催化氧化時,降解速度正比于氧氣的濃度。②高濃度的糖、鹽等溶液：使氧化速度減慢;半胱氨酸,多酚,果膠等對其有保護作用。③pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中較穩(wěn)定。④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↑。第五十一頁，共106頁。水分活度與抗壞血酸破壞速率的關系O橙汁晶體；●蔗糖溶液；△玉米，大豆乳混合物；□面粉第五十二頁，共106頁。影響VC降解的因素⑤酶：如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細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，黃烷醇，及多羥基酸如蘋果酸，檸檬酸，聚磷酸等對VC有保護作用，二氧化硫、亞硫酸鹽對其也有保護作用。第五十三頁，共106頁。VC在食品加工中的應用（1）可防止水果蔬菜產(chǎn)生褐變褐和脫色（2）作抗氧化劑（脂肪、魚、乳制品中）（3）穩(wěn)定劑（肉中色澤的穩(wěn)定劑）（4）面粉改良劑（強化面筋）（5）啤酒中可作氧氣載體第五十四頁，共106頁。

小結(jié)

1.維生素的功能：A輔酶或輔酶前體:如煙酸,葉酸等,B抗氧化劑:VE,VC,C遺傳調(diào)節(jié)因子:VA,VD,D某些特殊功能:VA-視覺功能,VC-血管脆性。2.維生素的分類：水溶性維生素和脂溶性維生素3.水溶性維生素B1、B2、VC的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性，降解機理，以及在加工、貯藏過程中的變化，以及對其品質(zhì)的影響。4.脂溶性維生素A、D、E、K的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性，以及在加工、貯藏過程中的變化。第五十五頁，共106頁。5.維生素在食品加工貯藏中的變化A原料對食品加工中維生素含量的影響B(tài)前處理對食品中維生素含量的影響C產(chǎn)品貯藏中維生素的損失D浸提和熱加工造成維生素損失E加工中化學添加物的影響第五十六頁，共106頁。第7章礦物質(zhì)

(Minerals)第五十七頁，共106頁。contents第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式

第二節(jié)礦物質(zhì)的溶解性、酸堿性、氧化還原性等理化性質(zhì)第三節(jié)礦物質(zhì)在食品加工貯藏中的變化重點和難點:

礦物質(zhì)在加工貯藏中的變化第五十八頁，共106頁。

概述常量元素：（99％）鉀、鈉、鈣、鎂、氯、硫、磷和碳酸鹽等微量元素:（每日需要量小于100mg)

必需營養(yǎng)元素，F(xiàn)e，Cu，I，Co，Mn，Zn，

非營養(yǎng)有毒性元素，Hg，Pb，AS，Cd和Sb等。第五十九頁，共106頁。概述主要功能：

是構(gòu)成生物體的組成部分：Ca、P、Mg維持細胞的滲透壓:K、Na、Cl

維持機體的酸堿平衡酶的活化劑維持神經(jīng)傳導和肌肉的興奮性

對食品的感官質(zhì)量有重要作用第六十頁，共106頁。利用礦物質(zhì)元素改變食品狀況（1）肉制品中添加三聚磷酸鈉或焦磷酸鈉可增加肉的持水性，并可防止脂肪酸敗，同時，增加肉制品磷的含量。

肉在PH5.5左右持水性最低（接近肉蛋白質(zhì)的等電點），當PH向酸性或堿性偏移時，持水性提高。聚磷酸鹽水溶液呈堿性，它的加入使肉的ph值增加，所以持水性增加。此外，聚磷酸鹽可與金屬離子螯合，使原來與肌肉蛋白質(zhì)牢固結(jié)合的鈣、鎂、離子與聚磷酸鹽螯合，使蛋白質(zhì)松弛，可吸收較多的水。第六十一頁，共106頁。（2）

煉乳中，添加磷酸氫二鈉，可保持鹽平衡，改善煉乳的熱穩(wěn)定性。（3）

蠶豆罐頭中添加磷酸鹽可促進豆皮軟化（與皮中鈣結(jié)合）；利用礦物質(zhì)元素改變食品狀況第六十二頁，共106頁。（4）

磷酸鹽還可以穩(wěn)定色素和防止啤酒混濁；（5）

鈣鹽可以提高果蔬的硬度，同時鹽對抑制蘋果褐變也有一定的作用。利用礦物質(zhì)元素改變食品狀況第六十三頁，共106頁。來源植物性食品

水果：K含量高，大部分與有機物結(jié)合,或是有機物的組成部分,常以磷酸鹽,草酸鹽的形式存在.

豆類：礦物質(zhì)含量最豐富,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn

等含量均較高，其中P主要以植酸鹽形式存在。谷物:礦物質(zhì)含量相對較少，主要存在于種子外皮。第六十四頁，共106頁。來源動物性食品肉類：Na,K,Fe,P,Mn含量較高,Cu,Co,Zn,

等也有少量，以可溶性氯化物磷酸鹽，碳酸鹽形式存在或與蛋白質(zhì)結(jié)合。牛乳：主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。蛋類：含人體所需的各類礦物質(zhì)。第六十五頁，共106頁。第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式第六十六頁，共106頁。B、

與草酸、植酸的結(jié)合第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式與金屬離子不可溶性化合物，影響礦物質(zhì)的吸收利用，降低礦物元素的有效性植酸鹽還可與蛋白質(zhì)形成配合物，不僅降低了蛋白質(zhì)利用率，還會使金屬離子更加不易吸收P153表7-2第六十七頁，共106頁。表7-2不同植物中植酸結(jié)合磷的情況第六十八頁，共106頁。C、

與核苷酸的結(jié)合第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式核苷酸分子中的磷酸基、堿基和戊糖都可以作為金屬離子的配位基團與核苷酸結(jié)合的金屬離子有：Mg2+、Ca2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+,第六十九頁，共106頁。D、

與環(huán)狀配體的結(jié)合第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式與生物體平面環(huán)狀配體結(jié)合形成配合物，如卟啉類能與卟啉類結(jié)合的金屬離子有：Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Co2+、Zn2+如血紅素、葉綠素就是鐵、鎂離子的主要配體第七十頁，共106頁。血紅素中心Fe原子以配位鍵與吡咯環(huán)的N原子連接第七十一頁，共106頁。葉綠素中心Mg原子以配位鍵與吡咯環(huán)的N原子連接第七十二頁，共106頁。B12-------結(jié)構(gòu)最復雜的維生素←類似核苷酸中心Co原子以配位鍵與吡咯環(huán)的N原子連接→第七十三頁，共106頁。E、

與蛋白質(zhì)的結(jié)合第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式除蛋白質(zhì)中的肽鍵、末端氨基、末端羧基能與金屬離子形成配位結(jié)合，氨基酸殘基側(cè)鏈上的一些基團也可參與配位。如：鐵蛋白(ferritin)含F(xiàn)e2+，固氮酶含Mo2+和Fe2+，羧肽酶含Zn2+，超氧化物歧化酶含Cu2+和Zn2+等，許多蛋白質(zhì)都含有少量的金屬。第七十四頁，共106頁。金屬硫蛋白第七十五頁，共106頁。金屬硫蛋白第七十六頁，共106頁。MT的主要功能抗氧化清除自由基消除重金屬毒性防治細胞癌變，防癌抗腫瘤抗輻射：抗X-射線、紫外線及各種電離輻射（護膚）第七十七頁，共106頁。第七十八頁，共106頁。F、

與多糖的結(jié)合第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式第七十九頁，共106頁。第二節(jié)、礦物質(zhì)的理化性質(zhì)

1.溶解性所有的生物體系都含有水，礦物質(zhì)的生物利用率和活性很大程度上取決于其在水中的溶解性。第八十頁，共106頁。取決于元素本身化學性質(zhì)PH值：PH越低，礦物質(zhì)溶解性越好膠態(tài)形式不同類型的配合物：與蛋白質(zhì)、氨基酸、有機酸、核苷酸、糖等形成的配合物，如草酸鈣難溶解，但氯化鈣、氨基酸鈣配合物溶解性高影響因素水溶性好第八十一頁，共106頁。2.礦物質(zhì)的酸堿性電子論定義：Lewis酸——含未飽和質(zhì)子，可接受外來電子對Lewis堿——可給予電子對的分子、基團和離子酸性食品：食品中非金屬元素較多的食品，如含磷、硫、氯等，在體內(nèi)代謝后最終生成帶酸根的酸性物質(zhì)。堿性食品：食品中金屬元素較多的食品，如含鈉、鉀、鈣、鎂等，在體內(nèi)代謝后最終生成帶陽離子堿性物質(zhì)。第八十二頁，共106頁。2.礦物質(zhì)的酸堿性

食品的酸堿性大部分水果、蔬菜、豆類都屬于堿性食品。大部分魚、禽、蛋等動物性食品屬于酸性食品，米、面等主食中含磷較多，所以它們也屬于酸性食品。

酸味食品不一定是酸性食品！第八十三頁，共106頁。常見食品的酸堿性強酸性食品：蛋黃、乳酪、甜點、白糖、金槍魚、比目魚。中酸性食品：火腿、培根、雞肉、豬肉、鰻魚、牛肉、面包、小麥。弱酸性食品：白米、花生、啤酒、海苔、章魚、巧克力、空心粉、蔥。第八十四頁，共106頁。常見食品的酸堿性強堿性食品：葡萄、茶葉、葡萄酒、海帶、柑橘類、柿子、黃瓜、胡蘿卜。中堿性食品：大豆、蕃茄、香蕉、草莓、蛋白、梅干、檸檬、菠菜等。弱堿性食品：紅豆、蘋果、甘藍菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨、馬鈴薯。第八十五頁，共106頁。酸性體質(zhì)是癌癥之源？

86人的體質(zhì)可分為酸性和堿性嗎？

第八十六頁，共106頁。人的酸堿體質(zhì)？科學網(wǎng)丁香園第八十七頁，共106頁。3.礦物質(zhì)的氧化還原性金屬元素氧化還原態(tài)不同，表現(xiàn)出來的價態(tài)的也不同，同一元素不同價態(tài)可以形成多種復合物，參與不同的生化過程，具有不同的營養(yǎng)價值。如Fe2+是生物有效價態(tài)，F(xiàn)e3+積累較多時會產(chǎn)生有害性。第八十八頁，共106頁。4.礦物質(zhì)的濃度及活度金屬元素的濃度和存在狀態(tài)將會影響各種生化反應活度，也叫衰變率，指樣品在單位時間內(nèi)衰變掉的原子數(shù)，即某物質(zhì)的“有效濃度”，適用于真實溶液，用來代替濃度的一種物理量活度﹤濃度。第八十九頁，共106頁。5.金屬元素的螯合效應

許多金屬離子可與食品中有機分子形成配位化合物或螯合物！第九十頁，共106頁。

當配體的兩個或兩個以上的原子和同一個中心原子配位而形成一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物，為螯合物。第九十一頁，共106頁。傳遞