5,维生素和矿物质
5,1 维生素
5,2 矿物质
5,3 维生素和矿物质在食品加工贮存中的变化
5,4 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）。
① 结构与性能
CH 2OR
CH 3 CH 3 CH 3
CH3
CH 2OR
CH 3 CH
3
CH 3 CH 3
( a ) 维 生 素 A1 （ b） 维 生 素 A2
R=COCH3乙 酸 酯 或 CO（ C H2）
14
C H3棕 榈 酸 酯
CH 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 0.344μg结晶维生素 A醋酸盐或 0,600μgβ －胡萝卜素 (或 1,2μg
其它的类胡萝卜素 ),根据 RDA(每日推荐量 ),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 β －胡萝卜素 (图 5,2,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 。
② VA在食品加工、贮藏过程中的变化
O
O 2
聚 合 物,挥 发 性 化 合 物,短 链 水 溶 性 化 合 物
β— 胡 萝 卜 素 6,8— 还 氧化 物 变 色 素反 式 — β — 胡 萝 卜 素烹 饪 和 罐 装 高 温新 — β — 胡 萝 卜 素B和 U顺 式 。 38%
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。
① 结构与功能
2
OH
C H2
CH3 CH3
CH 3
C H 3CH3
OH
C H2
CH 3 CH3
CH3CH3
V D VD 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 0.25μg 结晶的维生素 D2或 D3。 也即 1μg 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 。
② 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 。
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.维生素 E
维生素 E又称生育酚。
①结构与功能已知有 8种，其中四种 α,β,γ,δ 较为重要,生育酚在食品中可用作抗氧化剂，尤其用于动 植物油中，其抗氧化能力依次 δ>γ>β>α ；
而在机体内的抗氧化能力恰恰相反 α>β>γ>δ 。
它在谷物胚油含量最高，在 150～ 500mg／ 100g，
但植物油在精炼时生育酚会受到破坏。
R
O
1
H O
R 2
C H3
C H3
C H2 CH2 C H C H2
3
C H3
H
其 中 α
β
γ
δ
C H3
C H3 C H3
C H3H
H
HH
R1 R2
② VE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,氧化剂不稳定,对强碱不稳定 。
4,维生素 K
O
O
C H 3
R
维 生 素 K
维生素 K(Phylloquinone)
是醌的衍生物。其中较常见的有四种！天然的维生素 K1
和 K2，还有人工合成的维生素 K3和 K4。
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 VD>VA>VE>VK。
二,水溶性维生素
1,维生素 C
① 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）
②,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，还原型和氧化型都具有生物活性，
其结构如下：
C C
C
C C
C
O
O
O
O
O
C H 2O H
H O C H
H CH C
H O
H O
C H 2 O H
H O C H
O
+ 2 H
- 2 H
L-抗 坏 血 酸 脱 氢 抗 坏 血 酸
③ 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。如放臵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成草酸和 L— 苏阿糖酸。维生素 C的降解反应如下：
O
O
O
O
H
O
O
Ｏ
O
Ｏ
O
Ｏ
O
Ｏ
O O
O
OO
O
Ｈ
OO
O O
H
2
O
H
2
O
C O
2
C O
2
H
2
C H O
H
2
O
有 氧 途 径
Ｏ Ｏ
Ｃ
Ｈ
（ H
2
A ）
Ｃ
Ｏ Ｈ （ Ｆ Ａ ）
Ｏ ＨＨ Ｏ
Ｈ Ｏ Ｈ Ｃ
（ Ｈ Ａ ）
（ Ａ ）
（ Ａ ）
Ｏ Ｈ
Ｏ Ｈ
Ｈ Ｏ
Ｈ Ｏ
（ Ｄ Ｋ Ｇ ）
温和还原剂
Ｏ Ｈ
Ｈ Ｏ
Ｈ
Ｏ Ｈ
Ｏ Ｈ
Ｈ Ｏ
还 原 酮缺氧途径
（ Ｄ Ｐ ）
（ Ｆ ）
褐 色 色 素
（ Ｘ ）
氨 基 酸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
CO
CH O
CH O
H C
H O C H
C H
2
O H
O
CO
C
C
H C
H O C H
C H
2
O H
O
O
O
C O O H
C
CO
O
H O C H
H C O H
C H
2
O H
V C
C O O H
C O O H
C O O H
H C O H
H O C H
C H
2
O H
L — 苏 阿 糖 酸草 酸二 酮 古 洛 糖 酸 （ D K G )脱 H V C
- 2 H + H
2
O
CO
CH O
CO
H C
H O C H
C H
2
O H
O
+
H
+
- 2 H
+
CO
CO
CO
H C
H O C H
C H
2
O H
O
④ 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 2— 3倍 。 这种维生素唯一的动物来源为牛乳和肝 。
2.VB1（ 硫胺素 ）
① VB1的生理功能
a.维持代谢的正常进行（ VB1 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 。
② 结构
VBl分子中含有硫和 NH2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：
③ 稳定性
VBl是 B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
（亚硫酸盐）中不稳定。
VBl盐酸盐
H
N
N3
C
C H 2
N H 2
N
S
C H 3
C H 2 C H
2OH
C 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－ β －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 α －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(核黄素 )
① 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 。
N
N
N H
NCH3
CH 3
O
O
H 2C — （ C H O H ）3 — C H
2
O H
1 2
3456
7 8 9
10
② 结构它是由核酸和 6，
7— 二甲基异咯嗪组成,呈黄色且分子中有核酸故又称核黄素。
③ 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。
N
N
N H
NCH3
CH3
H2C— （ CHOH ）3 — CH2OH
光
N
N
N H
N
O
O
O
OCH3
CH3
CH3
核 黄 素 光 黄 素
④ 富含 VB2的食品在食品中核黄素与磷酸和蛋白质结合而形成复合物,动物性食品一般含核黄素较高,尤其以肝,肾和心的含量最为丰富,奶类和蛋类中核黄素含量也较多,绿色蔬菜和豆类也含一定量的核黄素 。
4,VB5（ 尼克酸和尼克酰胺 ）
维生素 PP（ Niacin） 亦称烟酸,维生素 PP为尼克酸和尼克酰胺的总称 。
① 结构
N
C
O
N
C
O
C H N H
2
尼 克 酸
（ 烟 酰 酸 ）
尼 克 酰 胺
（ 烟 酰 胺 ）
② 生理功能尼克酰胺为两种重要的前 NAD（辅酶 Ⅰ ）和
NADP（辅酶 Ⅱ ）的组成，它们在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起着重要的作用。
③稳定性
VB5是维生素 B族中最稳定的。 对热、光、空气、
酸和碱都不敏感。但蔬菜经非化学处理如淋洗和休整，会使 VB5损失；猪肉和牛肉在贮藏过程中产生的损失是由生化反映引起的；而烤肉不会带来损失，
不过烤下的肉滴中含有肉中 VB5的 26%；乳类加工中似乎没有损失。
④ 富含 VB5的食品食品中除玉米较缺外，其它食品都含有。玉米中缺乏会造成赖皮病，因为玉米蛋白中色氨酸含量较低，而色氨酸在体内可以转化成尼克酸。在动物组织中的 VB5的主要形式为尼克酰胺。
5,VB6 （吡哆醇、吡哆醇、吡哆胺 ）
① 结构
② 功能
HO C H 2OH
NH3C
HO CH2OH
NH3C
HO CH2 OH
NH3C
CH 2OH
C H O
C H 2N H 2
吡 哆 醛吡 哆 醇吡 哆 胺还 原氧 化
VB6
H3P O4
H2O
磷 酸 吡 哆 醛 （ 胺 ） Pr 脱 酸 酶转 氨 酶参 与 体 内 代 谢
③ 富含 VB6的食品
VB6广泛分布在许多食品中，例如牛乳中的含量为 54μg ／ 100ml。此外它还存在于肉、肝、蔬菜、
全谷粒和鸡蛋黄中，所以不太会发生缺乏症，对它的需要么还随蛋白质的高消耗而增加。 动物体内的
VB6以吡哆醛和吡哆胺的形式存在，谷物主要为吡哆醇。
④ 稳定性吡哆醇对热、强酸和强碱都很稳定，但在碱性溶液中对光敏感，尤其对紫外线更敏感。吡哆醛和吡哆胺当暴露在空气中，加热和遇光都会很快破坏，
形成无活性的化合物如 4－吡哆酸。在三种化合物中以吡哆醛最为稳定，可用来强化食品。
加工过程对牛乳及牛乳制品中的吡哆醇的影响如下：奶粉在巴氏消毒、均质及生产过程中损失不多，但高温消毒可损失 36— 49％。不仅加热可引起损失，而且持续保存也会引起损失，这种损失可能是吡哆醛和活化的巯基基团相互作用而引起的，巯基是牛乳蛋白在加热过程中形成的。将牛乳臵透明玻璃中在日光下照射 8h可使 VB6损失 20— 30％，小麦粉碎过程中可损失 80— 90％，烘烤面包时损失 17
％以上。
6.维生素 VB7（生物素）
① 结构是由噻吩和尿素缩合的骈环，
并带有戊酸侧链。
② 生理功能
VB7构成羧化酶（固定 CO2 ）的辅酶，它与酶蛋白结合是通过它的羧基和 Pr-lys-NH2结合形成肽键。
③富含 VB7的食品广泛存在于动植物食品中，其中蔬菜、牛奶、
水果中以游离态存在，内脏、种子和酵母中与 蛋白
H 3 C
S
H 3 C
N H 2
N H 2
H O
（ C H 2 ） 4 C O O H
C H 3
C H 3
尿 素 噻 吩 戊 酸质结合。生物素在脂肪酸合成中起着重要作用。人体：生物素的供应只是部分依靠膳食，而其中大部分是肠道细菌 合成的。生物素可因食用生鸡蛋清而失活，这是由一种抗生物素的糖蛋白所引起的。
④稳定性
VB7相当稳定，加热只引起少量损失，在空气中，
中性微酸性溶液中稳定。生鸡蛋因含有抗生物素糖
Pr易使生鸡蛋中 VB7损失。
7.叶酸叶酸最初由肝脏分离出来，但后来发现绿色植物叶子中含量十分丰实，故名叶酸。
① 结构：
由蝶酸和谷氨酸结合而成，蝶酸是由 2-NH2-4-CH-6-
CH3喋呤 +-NH2苯甲酸组成 。
嘌呤、嘧啶合成和某些 AA的特殊代谢。
③ 富含 VB11的食品叶酸在许多食物中部存在，绿色蔬菜尤为丰富。
④ 稳定性叶酸对热、酸比较稳定，但在中性和碱性条件 下能很快地破坏，受光照射更易分解。叶酸能与亚硫酸和亚硝酸盐作用，生成致癌物质，加入 Vc会大大增加叶酸的稳定性。
② 生理功能叶酸 四氢叶酸：携带一碳基团参与叶酸还原酶
VC NAPD+H+
N
N N
N
H 2 N
C H 2
C O O H
O H
C HC
O
C H 2 C O O H N HC H
2
N H
2 - 氨 基 - 4 - 羟 - 6 - 甲 基 喋 呤 对 氨 基 苯 甲 酸 G l u
② 生理功能是生物体内合成 HSCoA 的原料。 HSCoA 是酰基转移酶的辅酶，在糖、脂类和 Pr的代谢中起者载体作用。
8.泛酸又称遍多酸，广泛存在与自然界，因而得名。
① 结构它由 β — Ala与 α,β — 二羟 β,β — 二甲基丁酸以肽键相连的酸性物质，结构如下：
C C H C N H C H
2
O H
C H3
C H3
H2C
O H
αγ
O H C H
2
C O O H
— 二 羟 — β,β— 二 甲 基 丁 酸 β— Alaα,β
β
9.维生素 B12(氰钴胺素 )
① 结构
VB12 (Cyanocobalamine)为一种红色的晶体物质，它的分子结构比其它维生素的任何一种都要复杂，而且是唯一含金属元素钴的维生素,VB12有多种形式，有氰、羟、硝、甲,5ˊ — 脱氧腺苷钴胺素等。一般所称的是氰钴胺素，而氰钴胺素是药用 VB12的常见形式,5ˊ — 脱氧是 VB12体内的主要形式。
②生理功能
a.是生物体内变位酶的辅酶，如,C H 3
天 东 氨 酸
H O O C C H 2 C H
N H 2
C O O H
甲 基 天 东 氨 酸 变 位 酶甲 基 天 东 氨 酸
H O O C C H 2 C H
N H 2
C O O HC H 2
b.甲钴胺素是活泼甲基的转运者，参与许多化合物的甲基化作用。
c.参与胆碱等合成（缺乏时：贫血、神经系统）
③ 富含的食品
VB12的膳食来源主要是动物性食品，而植物中几乎不存在，所以只有,素食者,才会发生 VBl2的缺乏症。一般瘦肉、肝、肾、鱼、贝壳和牛乳中含量较丰富。天然的与结合存在，须经加热或的 Pr酶分解成自由型才被吸收。食品中的供给量可以满足人体需要，但由于 VB12的吸收与人体胃的幽门部粘摸分泌的一种糖蛋白密切相关，这种糖蛋白称,内在因子,,
VB12只有,与内在因子,结合后方可被肠壁吸收。所以,内在因子,的缺乏导致 VB12的缺乏，此时需注射
VB12,口服则无效。
目前，人们又发现一些物质，是人体生理机能比不可少的，称为生物营养强化剂。
10.胆碱胆碱在体内有几个重要功能：
①防止脂肪肝。
胆碱 磷脂酰胆碱 VLDL（极低密度脂蛋白、
肝内脂肪运出物质）。胆碱是一种,亲脂剂,,可促进脂肪以卵磷脂的形式被输送，或者提高脂肪酸本身在肝里的利用，防止脂肪在肝里的反常积累，
保证肝的正常功能。
②神经传导。
胆碱 已酰胆碱（一种神经逆质），它有助于一个神经元想另一个神经元传导。它可帮助越过神经细胞的间隙，产生传导脉冲。
③促进代谢。
胆碱 已酰胆碱（增加胃肠蠕动，有助于消化吸收）
H O C H 2 C H 2 — N （ C H 3 ） 3
§ 2 矿物质（ Minerals)
矿物质按含量分成两类：一类是常量元素，一类是微量元素。常量元素包括钾、钠、钙、镁、氯、
硫、磷和碳酸盐。微量元素的含量常低于 50ppm。
微量元素又可分成三种类型：①必须营养元素，其中包括 Fe,Cu,I,Co,Mn和 Zn等。②非营养非毒性元素（中性元素），包括 AI,B,Ni,Sn等。③非营养有毒性元素，包括 Hg,Pb,As,Cd和 Sb等。
食品中的矿物质是由不同种类的元素和离子组成的，其中许多是人类的营养必不可少的，但当摄入过量时成为有害的元素。
一,常量元素
1.钠（ Na）
人体内钠的含量约为 1,4g／ kg。钠可能维持人体体液的渗透压,摄入的食盐会被胃肠道吸收；钠一般由尿、粪便、汗液排出。通过肾脏随尿排钠是人和动物排钠的主要途径。肾对钠的调节能力很强
（多食多排、少食少排、不食不排），通过此原理可以判断是否缺盐脱水及缺盐程度有帮助。
从营养观点上：人们比较关心避免 Na的过多摄入导致高血压，但食盐能改善食品的风味，一般选择,低钠盐膳食,。
2.钾 (K ）
钾主要存在于细胞内，它可调节细胞内的渗透压,且激活许多酵解酶和呼吸酶。
K有食品供给，并由肾脏、汗、粪排出。肾排 K能力相当强。富含 K的食品有水果，蔬菜等，面包、油脂、酒、土豆、糖浆。
3.钙 (Ca)
a.人体中存在大量的钙，占人体重的 2％，而且 99％
是存在骨骼和牙齿中,Ca是骨骼的成分，同时调节肌肉收缩，另外是一些酶的辅助因子和激活剂。
b.钙的来源：牛奶、乳制品,豆制品
c.缺钙的原因：是 膳食中缺少奶、豆类、海产品；
以植物性食品为主的 膳食中存在较多的不 利于 Ca
吸收的因素（草酸、植酸,H2CO3,H3PO4 ) ；
VD不足 。
4.镁（ Mg）
①生理功能人体中镁的含量较少，成年人体内镁的含量为 25g，
大部分镁存在骨中并结合成磷酸盐或碳酸盐，抑制神经、组织的兴奋性；是许多酶的辅助因子活激活剂。
② 镁的来源许多食品中含镁，尤其是绿色植物中,小麦中镁的含量丰富，但主要集中在胚及糠麸中，胚乳中含量较少，
此外某些海产品如牡蛎中镁的含量也很高。
5.磷 (P)
磷是细胞中不可缺少的成分。
① 生理功能磷调节体液的 PH值（组成磷酸盐）；参与能量转移
(Pi+APP ATP),调节酶活性（无活性酶＋ Pi
有活性酶）
② 磷的来源磷广泛存在所有动植物食品中，食物中以豆类、
花生、肉类、核桃、蛋黄中磷的含量比较丰富。但谷类及大豆中的磷主要以植酸盐形式存在，不易被人体消化，但若能预先通过发酵或将谷粒、豆粒浸泡在热水中，植酸能被酶水解成肌醇与磷酸盐时就可提高磷的吸收率。
③ 磷的添加剂正磷酸盐,焦磷酸钠,三聚磷酸钠,偏磷酸钠和骨粉等常用作强化食品的磷的添加剂,但它们也都需经酶水解成正磷酸盐后才能被吸收,而且其水解程度受磷酸聚合程度的影响 。
二,微量元素
1.锌（ Zn）
主要存在与骨骼、皮肤、头发和血液中,其中有
25～ 85％在红细胞中。
①生理功能锌是某些酶 (如碳酸酐酶 LDH)的辅助因子；锌参与蛋白和核酸的合成；存在于胰岛素分子中；与唾液蛋白和转铁蛋白相结合。
②富含 Zn的食品一般动物性食品中锌含量较高。 例如，肉、内脏、蛋类、海产品。
③缺 Zn的表现当缺锌时可表现为食欲低下,厌食,偏食,异食癖,生长发育落后,味觉功能减低以及免疫功能下降,严重时可表现出智力低下 。
2,铁（ Fe)
铁是血红素和某些酶的成分。
食物中的铁元素可分为血红素铁和非血红素铁，
血红素铁来自于有血的动物食品，吸收率为 20～
40％，直接吸收，不受食物因素影响；非血红素铁的吸收率为 3～ 5％，受植酸和草酸的影响铁盐以二价离子的形式被吸收，并以有机铁盐为最佳吸收。一些动物性食品含铁较高且易于吸收。鸡蛋中可吸收的铁少的原因是因为铁与蛋黄磷蛋白中的磷结合所致。
铁可作为面粉与其它谷物食品中的强化剂，但两价的铁容易使食品褪色或氧化。而元素铁不但容易吸收，而且不会影响食品质量，所以一般宜用元素铁来强化面粉。
3.碘（ I）
碘是合成甲状腺素的原料，碘缺乏时居民易患甲状腺肿大症，克汀病（侏儒呆小症）。
碘化食盐,海产品如鱼和贝壳类中碘的含量非常丰富。
在食品加工中碘的大量损失可能是由于加工不当（长时间煮、漂洗次数多）
4.有害微量元素
Pb,As,Hg,Cd，另 Al,Sn不太确定。
§ 3 V和矿物质在食品加工贮存中的变化食品在加工、贮藏过程中，维生素和矿物质受到一定的破坏，所以应最大限度地减少营养素的损失和提高产品的安全性。另外，应该考虑加工前的各种条件（成熟度、生长环境、土壤情况、气候、光）对食品营养素的影响。
一,维生素在食品加工中的变化
1.成熟度果实在不同成熟期中抗坏血酸的含量不同，未成熟时含量较高，而一般说来蔬菜与之相反，成熟度越高，维生素含量越高，辣椒成熟就是一例。
2.部位植物的不同部位维生素含量不同,其中根部最少其次是果实和茎,含量最高的部位是叶,对果实而言,表皮含维生素最高,并向核心依次递减 。
3.采后与宰后处理的影响在此期间生物体内的维生素会发生很大变化,如在室温下处理或放臵 24h之久,就会引起 Vc的损失 。
正确处理方法：采后,宰后立即冷藏,维生素氧化酶被抑制,维生素损失减少 。
4.加工程度 （ 修整和研磨 ） 的影响植物组织经过修整或细分（水果除皮）均会导致维生素损失；谷物在研磨过程中，营养素不同程度受到破坏。
5.浸提和杀青食品中水溶性维生素损失的一个主要途径是经由切口或易破坏的表面而流失；另外加工中的洗涤、
漂烫、冷却和烹调等也会造成营养素损失，其损失程度于 PH,T、水分、切口表面积、成熟读等有关。
6.热加工的影响
①淋洗、漂烫这种热加工手段会导致水溶性维生素损失严重
②微波由于微波加热升温快,无水分流失,维生素损失少
③热处理这种处理手段也会使维生素大量损失如灭菌于维生素之间的关系是：
C。和 C分别是孢子的初始、末浓度 ; C0‘和 C’分别为维生素的初始、末浓度 。
当 ln=C/Co 为一确定值时，灭菌所需时间 t 和维生素保留率 C’/C’0温度 T的函数 。
（其中 k1,k2是温度常数,A1和 A2是阿仑尼乌斯常数）
Eal和 Ea2分别是活化能得到 即
C
C 0
C ＇
C 0 ＇ lnK 2 K 1
1ln =
C 0
C k 1
1lnt = CC
0
C ＇
C 0 ＇ lnK 2 K 1
1ln =
K 1 = A 1 e
K 2 = A 2 e
E a 1 /R T
E a 2 /R T
7.化学药剂处理的影响
（ 1）由于贮藏和加工的需要常向食品中添加 一些化学物质，其中有的能对 VA,VC和 VE有破坏作用。例如,a.漂白剂或改良剂常是面粉的添加剂，
它能降低 VA,VC和 VE的含量； b.亚硫酸盐 (或 SO2)
常用来防止水果、蔬菜的酶促褐变和非酶褐变，它作为还原剂可以保护 VC，但是作为亲核试剂则对
VB1有害。 c.为了保存肉制品往往添加硝酸盐或亚硝酸盐，有些蔬菜本身如菠菜、甜菜中就会有浓度很高的亚硝酸盐，它不但与 VC能快速反应，而且还会破坏胡萝卜素,VBl和叶酸等。
（ 2） Pr常在碱性条件下提取，当用碱性发酵剂时，
PH增高,VB1,VC、泛酸被破坏,
8.变质反应的影响
（ 1）脂质氧化时，产生 H2O2,过氧化物和环氧化物，这些物质能氧化类胡萝卜素、生育酚、抗坏血酸，导致维生素活性的损失；
（ 2）糖类化合物的非酶褐变生成 高活性的羰基化合物，造成 VB1,VB6和泛酸等损失；
（ 3）食品加工过程中加入的配料会引入一些酶（ VC
氧化酶、硫氨素酶）导致 VC,VB1等损失。
二,矿物质在食品加工中的变化矿物质在生物体内具有重要的功能，能维持体液和细胞的渗透压及机体的酸碱平衡，有些矿物质是酶的辅助因子。食品中的矿物质不仅具有上述的营养和生理功能，而且它还能使食品具有风味，影响食品的质地。（含铁的脂肪氧合酶、酚类化合物与金属离子等）。
（ 1）食品中矿物质的含量有些是相当稳定的，有些则变化很大。受到环境因素的影响 很大，例如土壤中金属含量、地区分布、季节、水源、施用肥料、
杀虫剂和杀菌剂以及膳食特点的影响。
（ 2）食品中的矿物质在加工过程中矿物元素可直接或间接添加到食品种，使矿物质含量变化很大。
（ 3）食品中矿物质损失与与维生素丕同，它常常不是化学反应引起的，而是通过物理作用的除去或与其它物质形成一种不适宜于人和动物体吸收利用的形态。食品加工中最初的淋洗及整理除去下脚料的过程是食品中矿物质损失的主要途径。而在烹调或热烫中也由于遇水而使矿物质遭受大量损失。谷物在磨碎时会损失大量矿物质，所以食品磨得越细，
微量元素损失越多。
（ 4）有些加工情况反而使矿物质含量增加，如接触金属容器和包装材料后引起的。
§ 4.营养元素的回复与强化一,先介绍与营养素添加有关的几个名词
1,回复 (restoration)：添加营养素使之恢复到原有的组成。
2.强化：添加一种或多种营养素于食品，使该食品成为某种营养素的优良来源，而所添加的营养素可能是食品本身所没有的，也可以是弥补在加工中所损失的部分。
3.增加：添加营养素，以达到规定的营养标准量。
二,关于食品营养素的添加,必须符合以下条件
①在相当数量的人群中，所摄入的营养素低于膳食中应有水平。
② 用来补充此营养素的食品被该人群消费的数量,
必须在他们的膳食中占相当大的部分 。
③ 添加营养素不能造成必需营养素的不平衡 。
④ 所添加的营养素在合适的贮藏和使用条件下必须是稳定的 。
⑤ 食品中的营养素必须是生理上可利用的 。
⑥ 必须有充分的理由能保证不会过量地摄入所添加的营养素至中毒的水平 。
5,1 维生素
5,2 矿物质
5,3 维生素和矿物质在食品加工贮存中的变化
5,4 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）。
① 结构与性能
CH 2OR
CH 3 CH 3 CH 3
CH3
CH 2OR
CH 3 CH
3
CH 3 CH 3
( a ) 维 生 素 A1 （ b） 维 生 素 A2
R=COCH3乙 酸 酯 或 CO（ C H2）
14
C H3棕 榈 酸 酯
CH 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 0.344μg结晶维生素 A醋酸盐或 0,600μgβ －胡萝卜素 (或 1,2μg
其它的类胡萝卜素 ),根据 RDA(每日推荐量 ),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 β －胡萝卜素 (图 5,2,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 。
② VA在食品加工、贮藏过程中的变化
O
O 2
聚 合 物,挥 发 性 化 合 物,短 链 水 溶 性 化 合 物
β— 胡 萝 卜 素 6,8— 还 氧化 物 变 色 素反 式 — β — 胡 萝 卜 素烹 饪 和 罐 装 高 温新 — β — 胡 萝 卜 素B和 U顺 式 。 38%
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。
① 结构与功能
2
OH
C H2
CH3 CH3
CH 3
C H 3CH3
OH
C H2
CH 3 CH3
CH3CH3
V D VD 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 0.25μg 结晶的维生素 D2或 D3。 也即 1μg 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 。
② 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 。
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.维生素 E
维生素 E又称生育酚。
①结构与功能已知有 8种，其中四种 α,β,γ,δ 较为重要,生育酚在食品中可用作抗氧化剂，尤其用于动 植物油中，其抗氧化能力依次 δ>γ>β>α ；
而在机体内的抗氧化能力恰恰相反 α>β>γ>δ 。
它在谷物胚油含量最高，在 150～ 500mg／ 100g，
但植物油在精炼时生育酚会受到破坏。
R
O
1
H O
R 2
C H3
C H3
C H2 CH2 C H C H2
3
C H3
H
其 中 α
β
γ
δ
C H3
C H3 C H3
C H3H
H
HH
R1 R2
② VE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,氧化剂不稳定,对强碱不稳定 。
4,维生素 K
O
O
C H 3
R
维 生 素 K
维生素 K(Phylloquinone)
是醌的衍生物。其中较常见的有四种！天然的维生素 K1
和 K2，还有人工合成的维生素 K3和 K4。
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 VD>VA>VE>VK。
二,水溶性维生素
1,维生素 C
① 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）
②,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，还原型和氧化型都具有生物活性，
其结构如下：
C C
C
C C
C
O
O
O
O
O
C H 2O H
H O C H
H CH C
H O
H O
C H 2 O H
H O C H
O
+ 2 H
- 2 H
L-抗 坏 血 酸 脱 氢 抗 坏 血 酸
③ 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。如放臵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成草酸和 L— 苏阿糖酸。维生素 C的降解反应如下：
O
O
O
O
H
O
O
Ｏ
O
Ｏ
O
Ｏ
O
Ｏ
O O
O
OO
O
Ｈ
OO
O O
H
2
O
H
2
O
C O
2
C O
2
H
2
C H O
H
2
O
有 氧 途 径
Ｏ Ｏ
Ｃ
Ｈ
（ H
2
A ）
Ｃ
Ｏ Ｈ （ Ｆ Ａ ）
Ｏ ＨＨ Ｏ
Ｈ Ｏ Ｈ Ｃ
（ Ｈ Ａ ）
（ Ａ ）
（ Ａ ）
Ｏ Ｈ
Ｏ Ｈ
Ｈ Ｏ
Ｈ Ｏ
（ Ｄ Ｋ Ｇ ）
温和还原剂
Ｏ Ｈ
Ｈ Ｏ
Ｈ
Ｏ Ｈ
Ｏ Ｈ
Ｈ Ｏ
还 原 酮缺氧途径
（ Ｄ Ｐ ）
（ Ｆ ）
褐 色 色 素
（ Ｘ ）
氨 基 酸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
CO
CH O
CH O
H C
H O C H
C H
2
O H
O
CO
C
C
H C
H O C H
C H
2
O H
O
O
O
C O O H
C
CO
O
H O C H
H C O H
C H
2
O H
V C
C O O H
C O O H
C O O H
H C O H
H O C H
C H
2
O H
L — 苏 阿 糖 酸草 酸二 酮 古 洛 糖 酸 （ D K G )脱 H V C
- 2 H + H
2
O
CO
CH O
CO
H C
H O C H
C H
2
O H
O
+
H
+
- 2 H
+
CO
CO
CO
H C
H O C H
C H
2
O H
O
④ 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 2— 3倍 。 这种维生素唯一的动物来源为牛乳和肝 。
2.VB1（ 硫胺素 ）
① VB1的生理功能
a.维持代谢的正常进行（ VB1 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 。
② 结构
VBl分子中含有硫和 NH2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：
③ 稳定性
VBl是 B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
（亚硫酸盐）中不稳定。
VBl盐酸盐
H
N
N3
C
C H 2
N H 2
N
S
C H 3
C H 2 C H
2OH
C 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－ β －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 α －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(核黄素 )
① 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 。
N
N
N H
NCH3
CH 3
O
O
H 2C — （ C H O H ）3 — C H
2
O H
1 2
3456
7 8 9
10
② 结构它是由核酸和 6，
7— 二甲基异咯嗪组成,呈黄色且分子中有核酸故又称核黄素。
③ 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。
N
N
N H
NCH3
CH3
H2C— （ CHOH ）3 — CH2OH
光
N
N
N H
N
O
O
O
OCH3
CH3
CH3
核 黄 素 光 黄 素
④ 富含 VB2的食品在食品中核黄素与磷酸和蛋白质结合而形成复合物,动物性食品一般含核黄素较高,尤其以肝,肾和心的含量最为丰富,奶类和蛋类中核黄素含量也较多,绿色蔬菜和豆类也含一定量的核黄素 。
4,VB5（ 尼克酸和尼克酰胺 ）
维生素 PP（ Niacin） 亦称烟酸,维生素 PP为尼克酸和尼克酰胺的总称 。
① 结构
N
C
O
N
C
O
C H N H
2
尼 克 酸
（ 烟 酰 酸 ）
尼 克 酰 胺
（ 烟 酰 胺 ）
② 生理功能尼克酰胺为两种重要的前 NAD（辅酶 Ⅰ ）和
NADP（辅酶 Ⅱ ）的组成，它们在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起着重要的作用。
③稳定性
VB5是维生素 B族中最稳定的。 对热、光、空气、
酸和碱都不敏感。但蔬菜经非化学处理如淋洗和休整，会使 VB5损失；猪肉和牛肉在贮藏过程中产生的损失是由生化反映引起的；而烤肉不会带来损失，
不过烤下的肉滴中含有肉中 VB5的 26%；乳类加工中似乎没有损失。
④ 富含 VB5的食品食品中除玉米较缺外，其它食品都含有。玉米中缺乏会造成赖皮病，因为玉米蛋白中色氨酸含量较低，而色氨酸在体内可以转化成尼克酸。在动物组织中的 VB5的主要形式为尼克酰胺。
5,VB6 （吡哆醇、吡哆醇、吡哆胺 ）
① 结构
② 功能
HO C H 2OH
NH3C
HO CH2OH
NH3C
HO CH2 OH
NH3C
CH 2OH
C H O
C H 2N H 2
吡 哆 醛吡 哆 醇吡 哆 胺还 原氧 化
VB6
H3P O4
H2O
磷 酸 吡 哆 醛 （ 胺 ） Pr 脱 酸 酶转 氨 酶参 与 体 内 代 谢
③ 富含 VB6的食品
VB6广泛分布在许多食品中，例如牛乳中的含量为 54μg ／ 100ml。此外它还存在于肉、肝、蔬菜、
全谷粒和鸡蛋黄中，所以不太会发生缺乏症，对它的需要么还随蛋白质的高消耗而增加。 动物体内的
VB6以吡哆醛和吡哆胺的形式存在，谷物主要为吡哆醇。
④ 稳定性吡哆醇对热、强酸和强碱都很稳定，但在碱性溶液中对光敏感，尤其对紫外线更敏感。吡哆醛和吡哆胺当暴露在空气中，加热和遇光都会很快破坏，
形成无活性的化合物如 4－吡哆酸。在三种化合物中以吡哆醛最为稳定，可用来强化食品。
加工过程对牛乳及牛乳制品中的吡哆醇的影响如下：奶粉在巴氏消毒、均质及生产过程中损失不多，但高温消毒可损失 36— 49％。不仅加热可引起损失，而且持续保存也会引起损失，这种损失可能是吡哆醛和活化的巯基基团相互作用而引起的，巯基是牛乳蛋白在加热过程中形成的。将牛乳臵透明玻璃中在日光下照射 8h可使 VB6损失 20— 30％，小麦粉碎过程中可损失 80— 90％，烘烤面包时损失 17
％以上。
6.维生素 VB7（生物素）
① 结构是由噻吩和尿素缩合的骈环，
并带有戊酸侧链。
② 生理功能
VB7构成羧化酶（固定 CO2 ）的辅酶，它与酶蛋白结合是通过它的羧基和 Pr-lys-NH2结合形成肽键。
③富含 VB7的食品广泛存在于动植物食品中，其中蔬菜、牛奶、
水果中以游离态存在，内脏、种子和酵母中与 蛋白
H 3 C
S
H 3 C
N H 2
N H 2
H O
（ C H 2 ） 4 C O O H
C H 3
C H 3
尿 素 噻 吩 戊 酸质结合。生物素在脂肪酸合成中起着重要作用。人体：生物素的供应只是部分依靠膳食，而其中大部分是肠道细菌 合成的。生物素可因食用生鸡蛋清而失活，这是由一种抗生物素的糖蛋白所引起的。
④稳定性
VB7相当稳定，加热只引起少量损失，在空气中，
中性微酸性溶液中稳定。生鸡蛋因含有抗生物素糖
Pr易使生鸡蛋中 VB7损失。
7.叶酸叶酸最初由肝脏分离出来，但后来发现绿色植物叶子中含量十分丰实，故名叶酸。
① 结构：
由蝶酸和谷氨酸结合而成，蝶酸是由 2-NH2-4-CH-6-
CH3喋呤 +-NH2苯甲酸组成 。
嘌呤、嘧啶合成和某些 AA的特殊代谢。
③ 富含 VB11的食品叶酸在许多食物中部存在，绿色蔬菜尤为丰富。
④ 稳定性叶酸对热、酸比较稳定，但在中性和碱性条件 下能很快地破坏，受光照射更易分解。叶酸能与亚硫酸和亚硝酸盐作用，生成致癌物质，加入 Vc会大大增加叶酸的稳定性。
② 生理功能叶酸 四氢叶酸：携带一碳基团参与叶酸还原酶
VC NAPD+H+
N
N N
N
H 2 N
C H 2
C O O H
O H
C HC
O
C H 2 C O O H N HC H
2
N H
2 - 氨 基 - 4 - 羟 - 6 - 甲 基 喋 呤 对 氨 基 苯 甲 酸 G l u
② 生理功能是生物体内合成 HSCoA 的原料。 HSCoA 是酰基转移酶的辅酶，在糖、脂类和 Pr的代谢中起者载体作用。
8.泛酸又称遍多酸，广泛存在与自然界，因而得名。
① 结构它由 β — Ala与 α,β — 二羟 β,β — 二甲基丁酸以肽键相连的酸性物质，结构如下：
C C H C N H C H
2
O H
C H3
C H3
H2C
O H
αγ
O H C H
2
C O O H
— 二 羟 — β,β— 二 甲 基 丁 酸 β— Alaα,β
β
9.维生素 B12(氰钴胺素 )
① 结构
VB12 (Cyanocobalamine)为一种红色的晶体物质，它的分子结构比其它维生素的任何一种都要复杂，而且是唯一含金属元素钴的维生素,VB12有多种形式，有氰、羟、硝、甲,5ˊ — 脱氧腺苷钴胺素等。一般所称的是氰钴胺素，而氰钴胺素是药用 VB12的常见形式,5ˊ — 脱氧是 VB12体内的主要形式。
②生理功能
a.是生物体内变位酶的辅酶，如,C H 3
天 东 氨 酸
H O O C C H 2 C H
N H 2
C O O H
甲 基 天 东 氨 酸 变 位 酶甲 基 天 东 氨 酸
H O O C C H 2 C H
N H 2
C O O HC H 2
b.甲钴胺素是活泼甲基的转运者，参与许多化合物的甲基化作用。
c.参与胆碱等合成（缺乏时：贫血、神经系统）
③ 富含的食品
VB12的膳食来源主要是动物性食品，而植物中几乎不存在，所以只有,素食者,才会发生 VBl2的缺乏症。一般瘦肉、肝、肾、鱼、贝壳和牛乳中含量较丰富。天然的与结合存在，须经加热或的 Pr酶分解成自由型才被吸收。食品中的供给量可以满足人体需要，但由于 VB12的吸收与人体胃的幽门部粘摸分泌的一种糖蛋白密切相关，这种糖蛋白称,内在因子,,
VB12只有,与内在因子,结合后方可被肠壁吸收。所以,内在因子,的缺乏导致 VB12的缺乏，此时需注射
VB12,口服则无效。
目前，人们又发现一些物质，是人体生理机能比不可少的，称为生物营养强化剂。
10.胆碱胆碱在体内有几个重要功能：
①防止脂肪肝。
胆碱 磷脂酰胆碱 VLDL（极低密度脂蛋白、
肝内脂肪运出物质）。胆碱是一种,亲脂剂,,可促进脂肪以卵磷脂的形式被输送，或者提高脂肪酸本身在肝里的利用，防止脂肪在肝里的反常积累，
保证肝的正常功能。
②神经传导。
胆碱 已酰胆碱（一种神经逆质），它有助于一个神经元想另一个神经元传导。它可帮助越过神经细胞的间隙，产生传导脉冲。
③促进代谢。
胆碱 已酰胆碱（增加胃肠蠕动，有助于消化吸收）
H O C H 2 C H 2 — N （ C H 3 ） 3
§ 2 矿物质（ Minerals)
矿物质按含量分成两类：一类是常量元素，一类是微量元素。常量元素包括钾、钠、钙、镁、氯、
硫、磷和碳酸盐。微量元素的含量常低于 50ppm。
微量元素又可分成三种类型：①必须营养元素，其中包括 Fe,Cu,I,Co,Mn和 Zn等。②非营养非毒性元素（中性元素），包括 AI,B,Ni,Sn等。③非营养有毒性元素，包括 Hg,Pb,As,Cd和 Sb等。
食品中的矿物质是由不同种类的元素和离子组成的，其中许多是人类的营养必不可少的，但当摄入过量时成为有害的元素。
一,常量元素
1.钠（ Na）
人体内钠的含量约为 1,4g／ kg。钠可能维持人体体液的渗透压,摄入的食盐会被胃肠道吸收；钠一般由尿、粪便、汗液排出。通过肾脏随尿排钠是人和动物排钠的主要途径。肾对钠的调节能力很强
（多食多排、少食少排、不食不排），通过此原理可以判断是否缺盐脱水及缺盐程度有帮助。
从营养观点上：人们比较关心避免 Na的过多摄入导致高血压，但食盐能改善食品的风味，一般选择,低钠盐膳食,。
2.钾 (K ）
钾主要存在于细胞内，它可调节细胞内的渗透压,且激活许多酵解酶和呼吸酶。
K有食品供给，并由肾脏、汗、粪排出。肾排 K能力相当强。富含 K的食品有水果，蔬菜等，面包、油脂、酒、土豆、糖浆。
3.钙 (Ca)
a.人体中存在大量的钙，占人体重的 2％，而且 99％
是存在骨骼和牙齿中,Ca是骨骼的成分，同时调节肌肉收缩，另外是一些酶的辅助因子和激活剂。
b.钙的来源：牛奶、乳制品,豆制品
c.缺钙的原因：是 膳食中缺少奶、豆类、海产品；
以植物性食品为主的 膳食中存在较多的不 利于 Ca
吸收的因素（草酸、植酸,H2CO3,H3PO4 ) ；
VD不足 。
4.镁（ Mg）
①生理功能人体中镁的含量较少，成年人体内镁的含量为 25g，
大部分镁存在骨中并结合成磷酸盐或碳酸盐，抑制神经、组织的兴奋性；是许多酶的辅助因子活激活剂。
② 镁的来源许多食品中含镁，尤其是绿色植物中,小麦中镁的含量丰富，但主要集中在胚及糠麸中，胚乳中含量较少，
此外某些海产品如牡蛎中镁的含量也很高。
5.磷 (P)
磷是细胞中不可缺少的成分。
① 生理功能磷调节体液的 PH值（组成磷酸盐）；参与能量转移
(Pi+APP ATP),调节酶活性（无活性酶＋ Pi
有活性酶）
② 磷的来源磷广泛存在所有动植物食品中，食物中以豆类、
花生、肉类、核桃、蛋黄中磷的含量比较丰富。但谷类及大豆中的磷主要以植酸盐形式存在，不易被人体消化，但若能预先通过发酵或将谷粒、豆粒浸泡在热水中，植酸能被酶水解成肌醇与磷酸盐时就可提高磷的吸收率。
③ 磷的添加剂正磷酸盐,焦磷酸钠,三聚磷酸钠,偏磷酸钠和骨粉等常用作强化食品的磷的添加剂,但它们也都需经酶水解成正磷酸盐后才能被吸收,而且其水解程度受磷酸聚合程度的影响 。
二,微量元素
1.锌（ Zn）
主要存在与骨骼、皮肤、头发和血液中,其中有
25～ 85％在红细胞中。
①生理功能锌是某些酶 (如碳酸酐酶 LDH)的辅助因子；锌参与蛋白和核酸的合成；存在于胰岛素分子中；与唾液蛋白和转铁蛋白相结合。
②富含 Zn的食品一般动物性食品中锌含量较高。 例如，肉、内脏、蛋类、海产品。
③缺 Zn的表现当缺锌时可表现为食欲低下,厌食,偏食,异食癖,生长发育落后,味觉功能减低以及免疫功能下降,严重时可表现出智力低下 。
2,铁（ Fe)
铁是血红素和某些酶的成分。
食物中的铁元素可分为血红素铁和非血红素铁，
血红素铁来自于有血的动物食品，吸收率为 20～
40％，直接吸收，不受食物因素影响；非血红素铁的吸收率为 3～ 5％，受植酸和草酸的影响铁盐以二价离子的形式被吸收，并以有机铁盐为最佳吸收。一些动物性食品含铁较高且易于吸收。鸡蛋中可吸收的铁少的原因是因为铁与蛋黄磷蛋白中的磷结合所致。
铁可作为面粉与其它谷物食品中的强化剂，但两价的铁容易使食品褪色或氧化。而元素铁不但容易吸收，而且不会影响食品质量，所以一般宜用元素铁来强化面粉。
3.碘（ I）
碘是合成甲状腺素的原料，碘缺乏时居民易患甲状腺肿大症，克汀病（侏儒呆小症）。
碘化食盐,海产品如鱼和贝壳类中碘的含量非常丰富。
在食品加工中碘的大量损失可能是由于加工不当（长时间煮、漂洗次数多）
4.有害微量元素
Pb,As,Hg,Cd，另 Al,Sn不太确定。
§ 3 V和矿物质在食品加工贮存中的变化食品在加工、贮藏过程中，维生素和矿物质受到一定的破坏，所以应最大限度地减少营养素的损失和提高产品的安全性。另外，应该考虑加工前的各种条件（成熟度、生长环境、土壤情况、气候、光）对食品营养素的影响。
一,维生素在食品加工中的变化
1.成熟度果实在不同成熟期中抗坏血酸的含量不同，未成熟时含量较高，而一般说来蔬菜与之相反，成熟度越高，维生素含量越高，辣椒成熟就是一例。
2.部位植物的不同部位维生素含量不同,其中根部最少其次是果实和茎,含量最高的部位是叶,对果实而言,表皮含维生素最高,并向核心依次递减 。
3.采后与宰后处理的影响在此期间生物体内的维生素会发生很大变化,如在室温下处理或放臵 24h之久,就会引起 Vc的损失 。
正确处理方法：采后,宰后立即冷藏,维生素氧化酶被抑制,维生素损失减少 。
4.加工程度 （ 修整和研磨 ） 的影响植物组织经过修整或细分（水果除皮）均会导致维生素损失；谷物在研磨过程中，营养素不同程度受到破坏。
5.浸提和杀青食品中水溶性维生素损失的一个主要途径是经由切口或易破坏的表面而流失；另外加工中的洗涤、
漂烫、冷却和烹调等也会造成营养素损失，其损失程度于 PH,T、水分、切口表面积、成熟读等有关。
6.热加工的影响
①淋洗、漂烫这种热加工手段会导致水溶性维生素损失严重
②微波由于微波加热升温快,无水分流失,维生素损失少
③热处理这种处理手段也会使维生素大量损失如灭菌于维生素之间的关系是：
C。和 C分别是孢子的初始、末浓度 ; C0‘和 C’分别为维生素的初始、末浓度 。
当 ln=C/Co 为一确定值时，灭菌所需时间 t 和维生素保留率 C’/C’0温度 T的函数 。
（其中 k1,k2是温度常数,A1和 A2是阿仑尼乌斯常数）
Eal和 Ea2分别是活化能得到 即
C
C 0
C ＇
C 0 ＇ lnK 2 K 1
1ln =
C 0
C k 1
1lnt = CC
0
C ＇
C 0 ＇ lnK 2 K 1
1ln =
K 1 = A 1 e
K 2 = A 2 e
E a 1 /R T
E a 2 /R T
7.化学药剂处理的影响
（ 1）由于贮藏和加工的需要常向食品中添加 一些化学物质，其中有的能对 VA,VC和 VE有破坏作用。例如,a.漂白剂或改良剂常是面粉的添加剂，
它能降低 VA,VC和 VE的含量； b.亚硫酸盐 (或 SO2)
常用来防止水果、蔬菜的酶促褐变和非酶褐变，它作为还原剂可以保护 VC，但是作为亲核试剂则对
VB1有害。 c.为了保存肉制品往往添加硝酸盐或亚硝酸盐，有些蔬菜本身如菠菜、甜菜中就会有浓度很高的亚硝酸盐，它不但与 VC能快速反应，而且还会破坏胡萝卜素,VBl和叶酸等。
（ 2） Pr常在碱性条件下提取，当用碱性发酵剂时，
PH增高,VB1,VC、泛酸被破坏,
8.变质反应的影响
（ 1）脂质氧化时，产生 H2O2,过氧化物和环氧化物，这些物质能氧化类胡萝卜素、生育酚、抗坏血酸，导致维生素活性的损失；
（ 2）糖类化合物的非酶褐变生成 高活性的羰基化合物，造成 VB1,VB6和泛酸等损失；
（ 3）食品加工过程中加入的配料会引入一些酶（ VC
氧化酶、硫氨素酶）导致 VC,VB1等损失。
二,矿物质在食品加工中的变化矿物质在生物体内具有重要的功能，能维持体液和细胞的渗透压及机体的酸碱平衡，有些矿物质是酶的辅助因子。食品中的矿物质不仅具有上述的营养和生理功能，而且它还能使食品具有风味，影响食品的质地。（含铁的脂肪氧合酶、酚类化合物与金属离子等）。
（ 1）食品中矿物质的含量有些是相当稳定的，有些则变化很大。受到环境因素的影响 很大，例如土壤中金属含量、地区分布、季节、水源、施用肥料、
杀虫剂和杀菌剂以及膳食特点的影响。
（ 2）食品中的矿物质在加工过程中矿物元素可直接或间接添加到食品种，使矿物质含量变化很大。
（ 3）食品中矿物质损失与与维生素丕同，它常常不是化学反应引起的，而是通过物理作用的除去或与其它物质形成一种不适宜于人和动物体吸收利用的形态。食品加工中最初的淋洗及整理除去下脚料的过程是食品中矿物质损失的主要途径。而在烹调或热烫中也由于遇水而使矿物质遭受大量损失。谷物在磨碎时会损失大量矿物质，所以食品磨得越细，
微量元素损失越多。
（ 4）有些加工情况反而使矿物质含量增加，如接触金属容器和包装材料后引起的。
§ 4.营养元素的回复与强化一,先介绍与营养素添加有关的几个名词
1,回复 (restoration)：添加营养素使之恢复到原有的组成。
2.强化：添加一种或多种营养素于食品，使该食品成为某种营养素的优良来源，而所添加的营养素可能是食品本身所没有的，也可以是弥补在加工中所损失的部分。
3.增加：添加营养素，以达到规定的营养标准量。
二,关于食品营养素的添加,必须符合以下条件
①在相当数量的人群中，所摄入的营养素低于膳食中应有水平。
② 用来补充此营养素的食品被该人群消费的数量,
必须在他们的膳食中占相当大的部分 。
③ 添加营养素不能造成必需营养素的不平衡 。
④ 所添加的营养素在合适的贮藏和使用条件下必须是稳定的 。
⑤ 食品中的营养素必须是生理上可利用的 。
⑥ 必须有充分的理由能保证不会过量地摄入所添加的营养素至中毒的水平 。
