食品化学 ppt 迟玉洁5

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1、5、维生素和矿物质51 维生素 52 矿物质 53 维生素和矿物质在食品加工贮存中的变 化 54 营养素的回复与强化食品的主要质量标准之一，就是维生素 和矿物质的含量情况，本章将介绍有关食品 在加工和保存过程中，维生素和矿物质的变 化情况及其回复和强化。1 维生素(Vitamins)维生素：是活细胞为维持正常生理功能所必需而 需要极微量的天然有机物质。维生素是从营养观 点归纳而成的一类有机化合物，它们的化学结构 各不相同，生理功能各有所异。有的维生素参与 所有细胞中的物质与能量的转移过程，它们作为 生物催化剂一酶的辅助因子而起着各种生理作用 ，例如B族维生素；有的维生素则专一性地作用于 高等有

2、机体的某些组织，例如维生素A对视觉起作 用，维生素D对骨骼构成起作用，维生素E具有抗 不育症作用，维生素K对于血液凝结起作用等等。 维生素按其溶解性分类；可分为脂溶性维生素， 包括VA、VD、VE、VK；水溶性维生素，包括B族 类和VC。一.脂溶性维生素 1.维生素A 维生素A又称视黄醇(retinol) ，与视觉有关， 在视觉杆状细胞中构成视紫红质（视Pr+VA ）。 结构与性能CH 2ORCH 3C H 3CH 3CH3CH 2ORCH 3CH3CH 3C H 3( a ) 维生素A1 （b） 维生素A2 R = CO C H3乙酸酯或C O （ C H2）1 4 C H3棕榈酸酯CH 3

3、它是由20个碳构成的不饱和碳氢化合物其羟基 可被脂肪酸酯化或生成醛或酸，也可以以游离醇的 形式存在。通常所说的维生素A1就是视黄醇。由于视黄醇结 构中有共轭双键，属于异戊二烯类所以它可有多 种顺、反立体异构体。食品中的视黄醇主要是全反 式结构生物效价最高，脱氢视黄醇即维生素A2， 存在于淡水鱼中其生物效价为维生素A1的40， 而1 3顺异构式即所谓的新维生素A它的生物效 价为全反式的75。维生素A的含量常常用国际单位(International Unit,IU)来表示，一个国际单位相当于0.344g结晶 维生素A醋酸盐或0600g胡萝卜素(或12g 其它的类胡萝卜素)，根据RDA(每日推荐量)

4、，成人每天所需的维生素A为5000IU或1mg。青少年、 孕妇或哺乳期妇女需要增加供应量。维生素A主要存在于动物中，而不存在于植 物中。如维生素A、在动物和海鱼中存在，维生素 A2在淡水鱼中存在而不存在于陆地动物中。蔬菜 中所含的胡萝卜素可经动物肠道吸收后而转化成 维生素A1，故又称维生素A原。其中转化最有效的 为胡萝卜素(图52，它能生成两个等量的维 生素A。除鱼的鱼肝油中维生素A的含量比较丰富 外，在鱼肉、牛肉、蛋黄、牛乳及乳制品中含量 也较丰富，胡萝卜素则在蔬菜中含量较高。如胡 萝卜、甘薯、番茄和花椰菜等。 VA在食品加工、贮藏过程中的变化OO 2聚 合 物 、 挥 发 性 化 合 物

5、、 短 链 水 溶 性 化 合 物 胡 萝 卜 素 6 ， 8 还 氧化 物变 色 素反 式 胡 萝 卜 素 烹 饪 和 罐 装高 温新 胡 萝 卜 素B和U顺 式 。 3 8 %维生 素A活性例如 碎 片 化 产 物光 催 化 氧 化化 学 氧 化m 二 甲 苯甲 苯2 ， 6 二 甲 基2.维生素D维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类 固醇的统称。 结构与功能2OHCH2CH3CH3CH3CH 3CH3OHCH2CH3CH3CH3CH3V D V D 3维生素D主要包括维生素D2和D3，二者结构 十分相似，D2 只比D3多一个甲基和一个双键。 植物性食品、酵母等含有麦角固醇，经紫外线照

6、射后转变成维生素D2，即麦角钙化醇(ergocal ciferol)。人和动物皮肤中含有的7一脱氢胆固醇 ，经紫外线照射后可得维生素D3，即胆钙化醇 (cholecalciferol)。维生素D3广泛存在于动物性食 品中，并在鱼肝油中含量较丰富，在鸡蛋、牛乳 、黄油和干酪中含有少量的维生素D3。维生素D的活性单位也用国际单位(IU)表示 ，一个国际单位的维生素D相当于0.25g结晶 的维生素D2或D3。也即1g的维生素D相当于40 个国际单位。维生素D的强化，一般常用于黄油 和牛乳等食品中。 VD的稳定性维生素D非常稳定，在加工和储藏时很少损 失。消毒、煮沸和高压灭菌都不影响维生素D的 活性。

7、冷冻储存对牛乳和黄油中维生素D的影响 不大。但维生素D2和D3遇光、氧和酸迅速破坏 ，故需保存于不透光的密封容器中。结晶的维 生素D对热稳定，但在油脂中容易形成异构体。 油脂氧化酸败时也会使其中的维生素D破坏。缺乏维生素D时，儿童会引起佝偻病，成年 人可引起骨质软化病。3. 3.维生素维生素E E维生素维生素E E又称生育酚。又称生育酚。 结构与功能结构与功能已知有已知有8 8种，其中四种种，其中四种、 、 较为重较为重 要，要， 生育酚在食品中可用作抗氧化剂，尤其用于生育酚在食品中可用作抗氧化剂，尤其用于 动动 植物油中，其抗氧化能力依次植物油中，其抗氧化能力依次 ；而在机体内的抗氧化能力恰

8、恰相反而在机体内的抗氧化能力恰恰相反 。它在谷物胚油含量最高，在它在谷物胚油含量最高，在150150500500mgmg100g100g， 但植物油在精炼时生育酚会受到破坏。但植物油在精炼时生育酚会受到破坏。R O1HOR2CH3CH3CH2CH2CHCH23CH3H其中CH3CH3C CCH3CH3HHHHR1R2VE在加工、贮藏中的变化食品在加工和贮藏过程中会引起维生素E大量 损 失，这种损失或是由于机械作用损失或是由于 氧化作用。因氧化而引起的损失通常伴有脂类的 氧化，金属离子如Fe2+能促进维生素E的氧化，氧 化分解产物包括二聚物、三聚物、二羟基化合物 以及醌类。维生素E对氧、氧化剂不

9、稳定，对强碱不稳定 。4. 维生素K OOC H3R维 生 素 K维生素维生素 K(K(PhylloquinonePhylloquinone) )是醌的衍是醌的衍 生物。其中较常见生物。其中较常见 的有四种的有四种 ！天然的维生素！天然的维生素K1K1和和K2K2，还还 有人工合成的维生素有人工合成的维生素K3K3和和K4K4 。 维生素K1在绿色蔬菜中含量丰富，如菠菜 、洋白菜等，鱼肉中维生素K含量较多，但麦胚 油、鱼肝油中含量很少。维生素K是黄色粘稠油状物，可被空气中氧 缓慢地氧化而分解，遇光则很快破坏，对热酸 较稳定，但对碱不稳定。维生素K缺乏导致血中凝血酶原含量下降， 从而导致皮下组织

10、和其它器官出血，而且会延 长凝血时间。对于脂溶性维生素来说，人体易缺乏的顺 序一般为VDVAVEVK。 二.水溶性维生素1. 维生素C VC的生理功能 a.促进细胞间质的合成，防止出血 b.参与体内的氧化还原反应（保护SH等） c.参与体内一些代谢反应（叶酸 FH4 ） d.解毒作用（Pb2+、As3+ 、苯及细菌毒素等） .结构与性质VC为酸性己糖衍生物，是烯醇式己糖酸 内酯。维生素C成为一种强还原性的化合物。 它具有四种异构体，D抗坏血酸、D异抗 坏血酸、L抗坏血酸、L异抗坏血酸，L抗坏血酸的生 物活性最高。VC的C2、C3位上的羟基的H能以原子形式释放， 成为脱氢抗坏血酸，还原型和氧化型

11、都具有生物 活性，其结构如下： CCCCCCOOOOOC H2O HHOCHHCHCHOHO C H 2O HHOCHO+ 2 H-2 HL-抗坏血酸脱氢抗坏血酸 VC的变化在所有维生素中VC是最不稳定的，在加工储藏 过程中很容易被破坏。如放置在有氧气的地方或 在有氧时持续加热或暴露在光下、或在碱性条件 下均会有vc损失。其破坏率随金属作用而增加， 尤其是铜和铁的作用最大，金属化合物对Vc有稳 定作用，其中有花青素、黄烷醇及多碱基或多羟 基的酸，如苹果酸、柠檬酸和聚磷酸等。对酸稳 定，对加热氧气、氧化剂、碱、光、酶、金属的 稳定性差。 VC易被水降解成无活性的二酮古洛糖 酸，后者前一步氧化分解

12、成草酸和L苏阿糖酸。 维生素C的降解反应如下：在食品加工种很多方面都要利用VC。（1）他 可防止水果蔬菜产生褐变褐褪色（2）作抗氧化剂 （脂肪、鱼、乳制品中）（3）稳定剂（肉中色泽 的稳定剂）（4）改良（面粉）（5）啤酒中可作氧 气载体 富含VC的食品维生素C广泛存在于自然界中，主要是植物 ，如水果蔬菜中存在，柑桔类、绿色蔬菜、番 茄，辣椒、马铃薯及桨果中含量较为丰富，而 在刺梨、猕猴桃，蔷薇果和番石榴中含量最高 。在水果的不同部位中其浓度差别也很大，例 如：苹果皮中的浓度要比果肉中高23倍。这 种维生素唯一的动物来源为牛乳和肝。2.VB1（硫胺素）VB1的生理功能a.维持代谢的正常进行（ V

13、B1 TPP参与丙酮 酸 氧化 脱羧）b.抑制胆碱酵酶的活性、减少胆碱水解、增加 胃肠蠕动。治疗神经炎、心肌炎、食欲不振、 消化不良、脚气病等。 结构结构VBVBl l分子中含有硫和分子中含有硫和NHNH2 2故称硫胺素，分子结构中故称硫胺素，分子结构中 包括嘧啶和噻唑两部分，其结构如下：包括嘧啶和噻唑两部分，其结构如下： 稳定性稳定性VBVBl l是是B B族维生素中最不稳定的，它在酸性、中性族维生素中最不稳定的，它在酸性、中性 溶液中稳定，但在碱性溶液、加热、一些盐溶液（溶液中稳定，但在碱性溶液、加热、一些盐溶液（ 亚硫酸盐）中不稳定。亚硫酸盐）中不稳定。VBVBl l盐酸盐盐酸盐HNN3

14、CC H 2N H2NSCH 3CH 2CH2OHC L如VBl在亚硫酸盐破坏和在碱性条件下所发 生的降解反应是相似的，两种反应均产生5 羟乙基4甲基噻唑和一个相应的取代嘧啶 。和亚硫酸盐作用时，后一个化合物为甲基 5磺甲基嘧啶，而与碱作用时则为羟甲基嘧 啶。噻唑环可进一步开环生成硫、硫化氢、呋喃 、噻吩和二氢噻吩，这便是烹调食品中的“肉“ 香味。所以在含硫胺素多的食品中最好不用二氧化 硫添加剂。但当酪蛋白和可溶性淀粉存在时，二 氧化硫对硫胺素的破坏作用要减低些，这可能是 这些保护剂生成的不相关的连接反应产生了保护 效果，如使SH氧化，或由于蛋白质对亚硫酸盐 的竞争性氧化等。 3.维生素B2(

15、核黄素) VB2 的生理功能核黄素(Riboflavin)为一含核糖醇侧链的异咯 嗪 衍生物(图5.13)，在自然状态下它常常是磷酸化 的，而且起着辅酶的作用。它的一种形式为黄素 单核苷酸(FMN)，另一种形式为黄素腺苷酰二核 苷酸(FAD)，它们是某些酶如细胞色素C还原酶、 黄素蛋白等的组成部分，后者起着电子载体的作 用，在葡萄糖、脂肪酸、氨基酸和嘌呤的氧化中 起作用。NNN HNCH3CH3OOH2C （CHO H）3CH 2O H12345678910 结构结构它是由核酸和它是由核酸和6 6，7 7 二甲基异咯嗪组成二甲基异咯嗪组成 , ,呈黄色且分子中有呈黄色且分子中有 核酸故又称核黄素。核酸故又称核黄素。 稳定性 a.核黄素属热稳定，不受空气中氧的影响，在酸性 中稳定。 b.但在碱性介质中不稳定，对光则非常敏感，若将 其曝光很容易破坏，在光下的破坏率随PH和温 度的增加而增加在碱性溶液中辐射会引起核 黄素裂解而产生光黄素 。光黄素是一种很强的 氧化剂，它可以催化破坏许多其它的维生素， 尤其是抗坏血酸，若将牛乳在日光下曝晒2h后 可损失50以上。NNNHNCH3CH3H2C （CHOH ）3CH2OH光NNNHNOOOOCH