食品化學(xué)-第6、7章-維生素與礦物質(zhì)

第6章維生素

(Vitamin)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(diǎn)和難點(diǎn):

維生素的穩(wěn)定性與化學(xué)變化

維持機(jī)體正常生命活動(dòng)不可缺少的一類小分子有機(jī)化合物。01必須從食物中攝取。02在物質(zhì)的代謝中起著非常重要的作用。03概述輔酶或輔酶前體:如煙酸,葉酸等01抗氧化劑:VE,VC02遺傳調(diào)節(jié)因子:VA,VD03某些特殊功能:VA-視覺功能；VC-血管脆性04維生素的功能ClassificationofVitaminsB族water-solubleVitVitfat-solubleVitVB1,VB2,VPPVB5,VB6,VHVB11,VB12VAVDVEVKVC不同部位采后（宰后）：酶解原料中的含量成熟度第一節(jié)、影響維生素含量的因素食品本身的影響一般根部<果實(shí)<莖<葉果實(shí)：從表層向核芯降低預(yù)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(shí)，蘋果去皮、菠蘿去心、胡蘿卜去表皮時(shí)，會(huì)造成部分維生素的損失。1、不同部位的含量表6-2維生素的穩(wěn)定性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(huì)發(fā)生很大變化，易發(fā)生酶促反應(yīng)，如在室溫下處理或放置24h之久，就會(huì)引起Vc的損失。表6-4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?fù)p失減少脂質(zhì)氧化時(shí)，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(dǎo)致維生素活性的損失；1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；2貯藏過程中變質(zhì)反應(yīng)的影響谷物在研磨過程中，營(yíng)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。4、研磨過程中維生素的損失5、浸提和熱燙造成維生素?fù)p失食品中水溶性維生素?fù)p失的一個(gè)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(huì)造成營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失，其損失程度與PH、時(shí)間、水分、切口表面積、成熟度等有關(guān)。5、浸提和熱燙造成維生素?fù)p失logo溫度越高，損失越大；加熱時(shí)間越長(zhǎng)，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(shí)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(shí)夠滅菌法。豌

豆

加

工

中

抗

壞血

酸

的

保

存

率二氧化硫和亞硫酸鹽保護(hù)VC，但會(huì)與VB1和比多醛反應(yīng)。02氧化性物質(zhì)會(huì)加速VC，胡蘿卜素，葉酸等的氧化，而還原性物質(zhì)會(huì)保護(hù)這些維生素04漂白劑氯氣，次氯酸離子，二氧化硫等與維生素發(fā)生反應(yīng)。01亞硝酸鹽可造成VB1的破壞。03當(dāng)用堿性發(fā)酵劑發(fā)酵時(shí)，PH增高，VB1、VC、泛酸被破壞。056、化學(xué)添加物和食品成分的影響一、VAA1（視黃醇）：主要是全反式結(jié)構(gòu)，其生物效價(jià)最高。A2（脫氫視黃醇）：存在于淡水魚中，其生物效價(jià)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(jià)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VA來源:fat-solubleVit魚肝油魚肉牛肉蛋黃牛乳及乳制品動(dòng)物植物:類胡蘿卜素(維生素A原)VA的穩(wěn)定性

1.無O2，120℃，保持12h仍很穩(wěn)定。

2.在有O2時(shí)，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(dǎo)致異構(gòu)化

4.脂肪氧化酶可導(dǎo)致分解。

5.與VE，磷脂共存較穩(wěn)定。

6.對(duì)堿穩(wěn)定。fat-solubleVit表6-7P131logo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(fēng)味影響風(fēng)味二、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-solubleVit01植物食品、酵母02fat-solubleVit03麥角固醇04維生素D2（麥角鈣化醇）05維生素D3（膽鈣化醇）06人和動(dòng)物皮膚077一脫氫膽固醇08紫外線VD來源穩(wěn)定性對(duì)熱，堿較穩(wěn)定，但光照和氧氣存在下會(huì)迅速破壞。結(jié)晶的維生素D對(duì)熱穩(wěn)定。三、VE苯并三氫呋喃生育酚的抗氧化能力清除生成的自由基食品δ＞γ＞β＞α生物體內(nèi)α＞β＞γ＞δ

有O2：氧化（氧和自由基）猝滅單線態(tài)氧食品加工、包裝、貯藏中：大量損失。穩(wěn)定性無O2：與亞油酸甲酯氫過氧化物反應(yīng)形成加合物，初始產(chǎn)物為半醌，進(jìn)一步氧化形成生育酚醌，金屬離子可加速其氧化。01020304將小麥磨成面粉過程中，以及加工玉米、燕麥和大米時(shí)，維生素會(huì)損失。1脫水可使雞肉和牛肉中生育酚損失36-45%。2堅(jiān)果炒制過程中，VE損失50%。食物油炸過程中損失32-70%。3VE在加工、貯藏中的變化四、VK維生素K具有還原性，在食品體系中可以消滅自由基。03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(duì)熱、酸較穩(wěn)定，但對(duì)堿不穩(wěn)定。04維生素K1在食物中含量豐富；維生素K2能由腸道中的細(xì)菌合成。01維生素K參與凝血過程，被稱為凝血因子。02功能性質(zhì)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具有酸-堿性質(zhì)。01對(duì)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。03VB1酶降解,血紅蛋白和肌紅蛋白為降解的非酶催化劑。05對(duì)熱非常敏感,在堿性介質(zhì)中加熱易分解。02降解受AW影響,AW0.5~0.65降解最快。04食品的加工與貯藏中易損失。06VB1的穩(wěn)定性硫胺素和脫羧輔酶降解速率與pH的關(guān)系早餐谷物食品在45℃貯藏條件下硫胺素的

降解速率與體系中水分活度的關(guān)系食品加工貯藏對(duì)VB1的影響6-146-13兩環(huán)間亞甲基易與強(qiáng)親核試劑發(fā)生的親核取代反應(yīng)。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VB1降解硫胺素的降解羥甲基嘧啶烹調(diào)食品中的“肉香味”α－甲基－5－磺甲基嘧啶010203logo六、VB2(Riboflavin核黃素)FMNFAD1對(duì)熱穩(wěn)定,對(duì)酸和中性pH也穩(wěn)定.2在堿性條件下迅速分解.3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(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生異味,如牛奶的日光臭味即由此產(chǎn)生.VB2的穩(wěn)定性生物活性最高VC性質(zhì)

（1）對(duì)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(yīng)速度與氧氣濃度成正比。（2）高度水溶性（3）具有酸性和強(qiáng)抗氧化性VC的穩(wěn)定性在所有維生素中最不穩(wěn)定的，在加工儲(chǔ)藏過程中很容易被破壞（P146圖6-16、6-17、6-18）氧氣有氧時(shí)持續(xù)加熱光照在堿性條件金屬離子（Cu2+,Fe3+）溶液中易分解ModeofDegradation食品的褐變反應(yīng)？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。Cu2+、Fe3+催化的氧化反應(yīng)速度比自發(fā)氧化速度快許多倍。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(duì)其有保護(hù)作用。02O2濃度及催化劑：催化氧化時(shí),降解速度正比于氧氣的濃度。01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↑。04pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中較穩(wěn)定。03影響VC降解的因素水分活度與抗壞血酸破壞速率的關(guān)系O橙汁晶體；●蔗糖溶液；△玉米，大豆乳混合物；□面粉酶：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。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(duì)VC有保護(hù)作用，二氧化硫、亞硫酸鹽對(duì)其也有保護(hù)作用。影響VC降解的因素VC在食品加工中的應(yīng)用可防止水果蔬菜產(chǎn)生褐變褐和脫色作抗氧化劑（脂肪、魚、乳制品中）穩(wěn)定劑（肉中色澤的穩(wěn)定劑）面粉改良劑（強(qiáng)化面筋）啤酒中可作氧氣載體維生素的功能：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。維生素的分類：水溶性維生素和脂溶性維生素水溶性維生素B1、B2、VC的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性，降解機(jī)理，以及在加工、貯藏過程中的變化，以及對(duì)其品質(zhì)的影響。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。3214小結(jié)維生素在食品加工貯藏中的變化5.維生素在食品加工貯藏中的變化A原料對(duì)食品加工中維生素含量的影響B(tài)前處理對(duì)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?fù)p失E加工中化學(xué)添加物的影響第7章礦物質(zhì)

(Minerals)contents重點(diǎn)和難點(diǎn):礦物質(zhì)在加工貯藏中的變化第一節(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03040201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(yíng)養(yǎng)元素，F(xiàn)e，Cu，I，Co，Mn，Zn，非營(yíng)養(yǎng)有毒性元素，Hg，Pb，AS，Cd和Sb等。12概述主要功能：

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

維持機(jī)體的酸堿平衡酶的活化劑維持神經(jīng)傳導(dǎo)和肌肉的興奮性對(duì)食品的感官質(zhì)量有重要作用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(shí)，增加肉制品磷的含量。01肉在PH5.5左右持水性最低（接近肉蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)），當(dāng)PH向酸性或堿性偏移時(shí)，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。02利用礦物質(zhì)元素改變食品狀況利用礦物質(zhì)元素改變食品狀況煉乳中，添加磷酸氫二鈉，可保持鹽平衡，改善煉乳的熱穩(wěn)定性。蠶豆罐頭中添加磷酸鹽可促進(jìn)豆皮軟化（與皮中鈣結(jié)合）；利用礦物質(zhì)元素改變食品狀況磷酸鹽還可以穩(wěn)定色素和防止啤酒混濁；鈣鹽可以提高果蔬的硬度，同時(shí)鹽對(duì)抑制蘋果褐變也有一定的作用。來源植物性食品1水果：K含量高，大部分與有機(jī)物結(jié)合,或是有機(jī)物2的組成部分,常以磷酸鹽,草酸鹽的形式存在.3豆類：礦物質(zhì)含量最豐富,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn4等含量均較高，其中P主要以植酸鹽形式存5在。6谷物:礦物質(zhì)含量相對(duì)較少，主要存在于種子外皮。來源動(dòng)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)。第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式B、與草酸、植酸的結(jié)合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(huì)使金屬離子更加不易吸收P153表7-2表7-2不同植物中植酸結(jié)合磷的情況第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式C、與核苷酸的結(jié)合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(tuán)與核苷酸結(jié)合的金屬離子有：Mg2+、Ca2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+,01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0203第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式D、與環(huán)狀配體的結(jié)合血紅素中心Fe原子以配位鍵與吡咯環(huán)的N原子連接葉綠素中心Mg原子以配位鍵與吡咯環(huán)的N原子連接B12-------結(jié)構(gòu)最復(fù)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→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(tuán)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。第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式E、與蛋白質(zhì)的結(jié)合金屬硫蛋白金屬硫蛋白MT的主要功能抗氧化清除自由基消除重金屬毒性防治細(xì)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(hù)膚）第一節(jié)礦物質(zhì)在食品中的存在形式F、與多糖的結(jié)合礦物質(zhì)的理化性質(zhì)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。影響因素取決于元素本身化學(xué)性質(zhì)不同類型的配合物：與蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)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PH值：PH越低，礦物質(zhì)溶解性越好膠態(tài)形式水溶性好Lewis酸——含未飽和質(zhì)子，可接受外來電子對(duì)Lewis堿——可給予電子對(duì)的分子、基團(tuán)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(yáng)離子堿性物質(zhì)。2.礦物質(zhì)的酸堿性電子論定義：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(dòng)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！01022.礦物質(zhì)的酸堿性常見食品的酸堿性中酸性食品：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。強(qiáng)酸性食品：蛋黃、乳酪、甜點(diǎn)、白糖、金槍魚、比目魚。常見食品的酸堿性強(qiáng)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(lán)菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨、馬鈴薯。人的體質(zhì)可分為酸性和堿性嗎？酸性體質(zhì)是癌癥之源？科學(xué)網(wǎng)丁香園人的酸堿體質(zhì)？No.1礦物質(zhì)的氧化還原性No.2金屬元素氧化還原態(tài)不同，表現(xiàn)出來的價(jià)態(tài)的也不同，同一元素不同價(jià)態(tài)可以形成多種復(fù)合物，參與不同的生化過程，具有不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。如Fe2+是生物有效價(jià)態(tài)，F(xiàn)e3+積累較多時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害性。金屬元素的濃度和存在狀態(tài)將會(huì)影響各種生化反應(yīng)活度，也叫衰變率，指樣品在單位時(shí)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(shí)溶液，用來代替濃度的一種物理量活度﹤濃度。4.礦物質(zhì)的濃度及活度金屬元素的螯合效應(yīng)許多金屬離子可與食品中有機(jī)分子形成配位化合物或螯合物！當(dāng)配體