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1、食品化学,Chapter 6 Vitamin and Minerals 维生素与矿物质,本章要点,常见维生素的理化性质、稳定性，在食品加工、贮藏中所发生的变化对食品品质的影响 矿物质在食品中的存在形式，及其在食品加工和贮藏过程中发生的变化对人体生物利用率的影响,Contents,6.1 vitamin 6.1.1 Introduction 6.1.2 The Fat Soluble Vitamins 6.1.3 The Water-soluble vitamin 6.1.4 Variation of Vitamin in food processing and storage 6.2 mine
2、rals 6.2.1 Introduction of minerals 6.2.2 Variation of Vitamin in food processing and storage,6.1.1 概述 Introduction,维生素是活细胞为了维持正常生理功能所必需的、但需要极微量的天然有机物质的总称。而大部分维生素不能在人体内合成，必须从外界食物中摄取。 维生素中有一部分可以通过化学反应人工合成，还有部分人工合成比较困难，此外一些有机化合物在人体内可以通过一定途径转活方式转化为某种维生素。 目前对各种维生素最常用的是他们的俗名，例如：视黄醇、抗坏血酸、生物素等,6.1.1 概述 Int
3、roduction,维生素,脂溶性：,水溶性：,维生素A、维生素D、维生素E等,维生素B族和维生素C,6.1.1 概述 Introduction,维生素的功能 辅酶或辅酶前体:如烟酸,叶酸等 抗氧化剂: VE, VC 遗传调节因子: VA, VD 某些特殊功能: VA-视觉功能 VC-血管弹性,6.1.2 脂溶性维生素,（The Fat Soluble Vitamins） A, D, E, and K,1. 维生素A Vitamin A,（1）Stucture,(2)稳定性 （ Stability）,无O2，120，保持12h仍很稳定 有O2时，加热4h即失活 紫外线，金属离子，O2均会加速其
4、氧化 氧化酶可导致分解 对碱稳定,Stability,维生素A对氧、氧化剂、脂肪氧化酶等因素较敏感，光照可以加速它的氧化。 在加热、碱性条件和弱酸性条件下较稳定，但在无机酸条件下不稳定,(3)功能（Roles of Functions）,维生素A一般是由天然物中分离而得。维 生素A具有促进生长发育与繁殖，延长寿命， 维持人的视力正常，维护上皮组织结构的完整 和健全等生理功能。 Vision Protein synthesis Epithelial cells, mucous membranes Reproduction and growth,(4)VA缺乏症（Deficiency of Vit
5、amin）,Infectious Diseases Night Blindness Rough, bumpy, dry skin,(6)食物来源（Food Sources of Vitamin A）,Food Colors Carotenoids Chlorophyll,2.维生素D（Vitamin D）,（1）Stucture,2.维生素D（Vitamin D）,（2）Stability 对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。 （3）Roles Maintain blood concentration of calcium Bone growth and remodeling Act
6、s of bone, kidney, and small intestine to impact blood calcium levels.,（4）VD缺乏症 Rickets Osteomalacia,（5）食物来源 （Recommendations and Sources）,Foods Fortified Milk Fish Oils Sunlight,3.维生素E（Vitamin E）,（1）Structure,（2）稳定性（Stability）,VE极易受分子氧和自由基氧化，因此可以充当抗氧化剂和自由基清除剂,VE对氧、氧化剂、强碱均不稳定,在食品的加工，包装，贮藏过程中， VE会大量损
7、失。 （机械作用损失，氧化作用损失）,（3）VE的功能（Function of Vitamin E）,Powerful antioxidant Bodys primary defense against free radicals May prevent LDL oxidation and slow development of heart disease. Prevent aging, or improve Parkinsons disease progression,4）VE 缺乏症（Vitamin E Deficiency）,Erythrocyte Hemolysis Premature
8、 infants, cures hemolytic anemia Prolonged deficiency = neuromuscular dysfunction NOT a cure of Muscular Dystrophy Inconsistantresults Fibrocystic breast disease Intermittent claudication,4. 维生素K,维生素分为二大类，一类是脂溶性维生素，即从绿色植物中提取的维生素1和从微生物中提取的维生素2。另一类是水溶性的维生素，由人工合成即维生素K3最重要的是维生素1和2。,维生素主要生理功能,维生素控制血液凝结。维
9、生素是四种凝血蛋白（凝血酶原、转变加速因子、抗血友病因子和司徒因子）在肝内合成必不可少的物质。,缺乏维生素会延迟血液凝固；引起新生儿出血病。,6.1.3 水溶性维生素 The Water-soluble vitamin,Overview of Water-Soluble Vitamins,Dissolve in water Generally readily excreted Subject to cooking losses Function as a coenzyme Participate in energy metabolism 50-90% of B vitamins are abs
10、orbed Marginal deficiency more common,1. 维生素VC (Ascorbic Acid),（1）Structure,（2）降解模式（Mode of Degradation）,（3）影响VC降解的因素,O2浓度及催化剂 催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度 非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正比关系,当PO20.4atm，反应趋于平衡. 有催化剂时,氧化速度比自动氧化快2-3个数量级,厌氧时,金属离子对氧化速度无影响.,糖,盐及其它溶液浓度高时可减少溶解氧,使氧化速度减慢;半胱氨酸,多酚,果胶等对其有保护作用. pH值:VC在酸性溶液(pH4)中较稳定,在中
11、性以上的溶液(pH7.6)中极不稳定. 温度及AW:结晶VC在100不降解，而VC水溶液易氧化，随T，Vc降解；AW，Vc降解。,许多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细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，黄烷醇，及多羟基酸如苹果酸，柠檬酸，聚磷酸等对VC有保护作用，亚硫酸盐对其也有保护作用。,（4）VC的功能（Functions of Vitamin C）,Reducing agent (antioxidant) Iron absorption Immune functions Cancer prevention? Collagen synthesis,Co
12、llagen Synthesis,(5)缺乏症（Deficiency of Vitamin C）,Scurvy Deficient for 20-40 days Fatigue, pinpoint hemorrhages Bleeding gums and joints. Hemorrhages Associated with poverty Who is at risk? Infants, elderly men Alcoholics, smokers,(6)食物来源（Food Sources of Vitamin C）,Citrus fruits Potatoes Green pepper
13、s Cauliflower Strawberries Romaine lettuce Spinach,Easily lost through cooking Sensitive to heat Sensitive to iron, copper, oxygen,2.维生素VB1 thiamin,Contains sulfur and nitrogen group Destroyed by alkaline and heat Coenzyme: Thiamin pyrophosphate (TPP),（1）稳定性和特性 Stability and Properties,具有酸-碱性质 对热非常敏
14、感,在碱性介质中加热易分解. 能被VB1酶降解,同时,血红蛋白和肌红蛋白可作为降解的非酶催化剂. 对光不敏感,在酸性条件下稳定,在碱性及中型介质中不稳定. 其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范围降解最快.,硫胺素和脱羧辅酶降解速率与pH的关系,早餐谷物食品在45贮藏条件下硫胺素的降解速率 与体系中水分活度的关系,（2）降解性 Degradation,两环间亚甲基易与强亲核试剂反应。 与亚硝酸盐反应,使VB1失活. 在碱性条件下易降解,其降解机制为:,4）VB1缺乏症,维生素B1在机体内参加糖的代谢，它对维持正常的神经传导，以及心脏、消化系统的正常活动具有重要的作用。 缺乏维生素
15、B1易患脚气病或多发性神经炎，产生肌肉无力、感觉障碍、神经痛、影响心肌和脑组织的结构和功能，并且还会引起消化不良、食欲不振、便秘等病症。,（5）食物来源 Food Sources of Thiamin,Wide variety of food White bread, pork, hot dogs, luncheon meat, cold cereal Enriched grains/ whole grains Thiaminasefound in raw fish,（6）易缺人群,Who is at Risk For Deficiency? Poor Alcoholics Elderly D
16、iet consisting of highly processed foods,3.维生素VB2 Riboflavin,（1）VB2的特性（Properties of VB2）,对热稳定，对酸和中性pH也稳定,在120 加热6h仅少量破坏。 在碱性条件下迅速分解。 在光照下转变为光黄素和光色素,并产生自由基,破坏其它营养成分产生异味,如牛奶的日光臭味即由此产生。,（2）缺乏症（Deficiency of Riboflavin）,Ariboflavinosis Glossitis, cheilosis, seborrheicdermatitis, stomatitis, eye disorder, throat disorder, nervous system disorder Occurs within 2 months Usually in combination
