第 6章 维生素与矿物质
(Vitamin and Minerals)
制作人,李春美
6.1 Introduction of Vitamins
辅酶或辅酶前体,如烟酸,叶酸等
维生素的功能 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-血管脆性
Learning Objectives –Vitamins
? Describe the structure and stability of
vitamins.
? Describe the functions of vitamins.
? Identify food and nonfood sources of
vitamins.
? Describe the signs and symptoms of
vitamin deficiencies and toxicities.
Learning Objectives – cont.
? Identify the population group or groups at
risk for vitamin and mineral deficiencies.
? Compare your own intake of vitamins to
the ideal and identify any potential health
risks associated with your intake.
VB1,VB2,VPP
B族 VB5,VB6,VH
water-soluble Vit VB11,VB12
Vit VC
VA
fat-souble Vit VD
VE
VK
Classification of Vit
6.2 The Water-solubke 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 absorbed
? Marginal deficiency more common
一 BVit- VB1 (thiamin)
?Contains sulfur and nitrogen group
?Destroyed by alkaline and heat
?Coenzyme,Thiamin pyrophosphate (TPP)
① 具有酸 -碱性质
② 对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解,
③ 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,
④ 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,
⑤ 其降解受 AW影响极大,一般在 AW为 0.5-0.65范
围降解最快,
Stability and Properties
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
? 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,
Degradation
Function of Thiamin
Coenzyme,Thiamin Pyrophosphate
(TPP)
? Synthesis of neurotransmitter
? Hexose monophosphate shunt
? Removes CO2 from some amino acids
? Convert pyruvate to acetyl-CoA
CoA NAD+ NADH + H+
Glucose Pyruvate Acetyl-CoA
Citric
CO2
Acid Cycle
Deficiency of Thiamin
? Occurs where polished rice is the only
staple
? Dry beriberi
? Weakness,nerve degeneration,irritability,
poor arm/leg coordination,loss of nerve
transmission
? Wet beriberi
? Edema,enlarge heart,heart failure
Food Sources of Thiamin
? Wide variety of food
? White bread,pork,hot dogs,luncheon
meat,cold cereal
? Enriched grains/ whole grains
? Thiaminase found in raw fish
Who is at Risk For Deficiency?
? Poor
? Alcoholics
? Elderly
? Diet consisting of highly processed
foods
Structure:
BVit-VB2 (Riboflavin)
① 对热稳定,对酸和中性 pH也稳定,在 120 ℃ 加热
6h仅少量破坏,
② 在碱性条件下迅速分解,
③ 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,
Properties of VB2
Deficiency of Riboflavin
? Ariboflavinosis
? Glossitis,cheilosis,seborrheic dermatitis,
stomatitis,eye disorder,throat disorder,
nervous system disorder
? Occurs within 2 months
? Usually in combination with other
deficiencies
VB2缺乏症 —“花舌头, 或地图
舌
Glossitis
Who is at Risk For Deficiency?
? Rare
? Low milk/dairy intake
? Alcoholics
? Long term phenobarbital use
Food Sources of Riboflavin
? Milk/products
? Enriched grains
? Liver
? Oyster
? Brewer’s yeast
? Sensitive to uv radiation (sunlight)
? Stored in paper,opaque plastic containers
structure
二 VC (Ascorbic Acid)
Mode of Degradation
① O2浓度及催化剂
ⅰ 催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度
ⅱ 非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正
比关系,当 PO2 ＞ 0.4atm，反应趋于平衡,
ⅲ 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,
影响 VC降解的因素
② 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,
③ pH值,VC在酸性溶液 (pH＜ 4)中较稳定,在中性
以上的溶液 (pH＞ 7.6)中极不稳定,
④ 温度及 AW:结晶 VC在 100℃ 不降解，而 VC水溶
液易氧化，，随 T↑, V降解 ↑ ； AW↑, V降解 ↑ 。
影响 VC降解的因素
水分活度与抗坏血酸破坏速率的关系, O橙汁晶体； ●
蔗糖溶液； △ 玉米, 大豆乳混合物； □ 面粉
⑤ 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。
⑥ 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。
影响 VC降解的因素
Functions of Vitamin C
? Reducing agent (antioxidant)
? Iron absorption
? Synthesis of carnitine,tryptophan to
serotonin,thyroxine,cortiscosteroids,
aldosterone,cholesterol to bile acids
? Immune functions
? Cancer prevention?
? Collagen synthesis
Collagen Synthesis
?Can donate and accept hydrogen atoms
readily
?Water-soluble intracellular and
extracellular antioxidant
?Must be constantly enzymatically
regenerated
?Needs are higher for smokers
Antioxidant
?Scurvy
–Deficient for 20-40 days
–Fatigue,pinpoint hemorrhages
–Bleeding gums and joints,Hemorrhages
–Associated with poverty
?Rebound scurvy
–immediate halt to excess vitamin C supplements
?Who is at risk?
–Infants,elderly men
–Alcoholics,smokers
Deficiency of Vitamin C
Food Sources of Vitamin C
? Citrus fruits
? Potatoes
? Green peppers
? Cauliflower
? Broccoli
? Strawberries
? Romaine lettuce
? Spinach
? Easily lost through
cooking
? Sensitive to heat
? Sensitive to iron,
copper,oxygen
6.3 The Fat Soluble Vitamins
? A,D,E,and K
Fat-Soluble- Vitamin A and Beta-Carotene
Stucture
无 O2,120℃,保持 12h仍很稳定
在有 O2时，加热 4h即失活
VA (元） 紫外线，金属离子,O2均会加速其氧化
肪氧化酶可导致分解
与 VE，磷脂共存较稳定
对碱稳定
Stability and properties
Roles of Functions
? Vision
? Protein synthesis and cell differentiation
? Epithelial cells,mucous membranes
? Reproduction and growth
? Sperm production and normal fetal
development
? Beta-Carotene as an antioxidant
Deficiency of Vitamin A
? Infectious Diseases
? Night Blindness
? Blindness (xeropthalmia)
? Keratinization
? Rough,bumpy,dry skin
Vitamin A Toxicity
? Birth Defects
? Acne – Accutane connection
? Second – place in vitamin toxicity
Food Sources of Vitamin A
? Food Colors
? Carotenoids
? Chlorophyll
Stucture
Stability
对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会
迅速破坏。
Vitamin D
Vitamin D
? Roles
? Maintain blood concentration of calcium
? Bone growth and remodeling
? Acts of bone,kidney,and small intestine to
impact blood calcium levels.
Deficiency of Vitamin D
? Rickets
? Osteomalacia
Recommendations and Sources
? Foods
? Fortified Milk
? Fish Oils
? Sunlight
? Toxicity
? Highly toxic at levels
found 3-5x RDA
? =hypercalcemia
Structure
Vitamin E
Stability
A 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，其氧化历程为：
Stability
A 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，其氧化历程为：
Stability
A 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，其氧化历程为：
Stability
A 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，其氧化历程为：
B VE可猝灭单线态氧，其反应式为：
C 在无氧条件下,VE可与亚油酸甲酯氢过氧化
物反应形成加合物，初始产物为半醌，进一步
氧化形成生育酚醌，金属离子可加速其氧化。
D 在食品的加工，包装，贮藏过程中,VE会大
量损失。
Vitamin E
Function
? Powerful antioxidant
? Body’s primary defense against free radicals
? Highly researched
? May prevent LDL oxidation and slow
development of heart disease.
? DOES NOT improve physical or sexual
performance,prevent aging,or improve
Parkinson’s disease progression
Vitamin E Deficiency
? Erythrocyte Hemolysis
? Premature infants,cures hemolytic anemia
? Prolonged deficiency = neuromuscular
dysfunction
? NOT a cure of Muscular Dystrophy
? Inconsistant results
? Fibrocystic breast disease
? Intermittent claudication
Vitamin E Toxicity
? Rare
? 65x RDA = interferes with Vitamin K
? Interferes with clotting and causes
hemmorrhage
6.4 Variation of Vit in food processing and
storage
一 原料对食品加工中维生素含量的影响
? 植物在不同采收期维生素含量不同
? 采收和屠宰后，内源性酶会分解维生素。
二 加工前处理对食品中维生素含量的影响
浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失。
小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间的关系
三 热烫和热加工造成维生素损失
温度越高，损失越大；加热时间越
长，损失越多；加热方式不同，损失不
同；脱水干燥方式对其保存率也有较大
影响。
豌豆加工中抗坏血酸的保存率
四 产品贮藏中维生素的损失
水分活度，包装材料及贮藏条件对维
生素的保存率都有重要影响。在相当于
单分子层水的 AW下,Vit很稳定,而在多分
子层水范围内,随 AW↑,Vit 降解速度 ↑,
五 加工中化学添加物和食品成分的影响
? 氯气，次氯酸离子，二氧化氯等具有强反应性，
可以维生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。
? 二氧化硫和亚硫酸盐有利于 VC的保存，但会与硫
胺素和比多醛反应。
? 亚硝酸盐可造成 VB1的破坏。
? 一般而言，氧化性物质会加速 VC，胡萝卜素，叶
酸等的氧化，而还原性物质会保护这些维生素，有机
酸有利于 VC和 VB1的保存率，碱性物质则会降低 VC,VB1，
泛酸等的保存率。
6.5 Anilysis of Vitamins
比色法
化学法
滴定法
Vit的分析法 紫外法
仪器法 荧光法
HPLC法
微生物法
水溶性 Vit:VB1,VB2可能与蛋白质,淀粉等结合
在一起,一般可通过酸水解或酶水解使其游离出
来,然后进行提取,纯化和测定,
脂溶性 Vit:样品 → 皂化 → 脂溶性 Vit和皂化物
→ 过滤 → 有机溶剂抽提 → 浓缩 → 溶于适当溶剂
→ 测定,
样品的前处理
2,6-二氯酚靛酚法,测 H2A,较灵敏
苯肼比色法,测总 VC,易受干扰
VC的测定法 荧光法,测总 VC,准确,但操作繁琐
HPLC法,灵敏,准确,可分别测 A和
H2A
Analysis of VC
2,6-二氯酚靛酚法 (2,6-
dichlorophenolindophenol) 测 VC的原理,
① 所有试剂配制应用新鲜重蒸水,
② 植物样品用 2%草酸抽提,动物样品用三氯乙
酸抽提,操作迅速,
③ 对于大量含有 Cu2+,Fe2+等离子的样品,要消除
干扰,深色样品应脱色,
④ 滴定开始染料快加,到终点慢加,同时做空白,
注意事项,
Analysis of VB1 (Fluorometric method)
Analysis of VB2 (Fluorometric method)
一 SbCl3比色法
原理, 利用 VA在氯仿溶液中与 SbCl3生成一种兰
色的络合物,其兰色深浅与 VA含量在一定范围内呈正
比,
适用范围,适于 VA含量高的样品,且兰色络合物很
不稳定,必须在 6S内比色完毕,
Analysis of VA
前处理,样品 → 皂化 → 乙醚萃取 → 上层洗涤 → 浓缩
脱水 (用无水硫酸钠 )→ 氯仿定容,
注意事项,
A,SbCl3遇水沉淀,所以 CHCl3不应含水,加乙酸
酐少许可脱水,
B,VA见光分解,应在暗处操作,
C,若样品含胡萝卜素,应消除干扰,
D,可用 CF3COOH代替 CCl3COOH显色,
二 紫外分光光度法
原理,VA的异丙醇溶液在 325nm有最大吸收,其吸
光度正比与其浓度,
特点,灵敏度高于 SbCl3比色法,但在 325nm附近有
许多化合物对测定有干扰,一般用于纯样品的测定,
三 HPLC法
Analysis of VA
SbCl3比色法,VD+SbCl3 橙黄色化合物,此法灵
敏度高,但操作复杂,费时,
HPLC法,简便,快速,精确度高,是目前最好的方
法,
Analysis of VD
6.6 Introduction of minerals
? Definition,elements other than C,H,O and N
that are present in foods
? Function:
? 是构成生物体的组成部分。
? 维持生物体的渗透压。
? 维持机体的酸碱平衡。
? 酶的活化剂。
? 对食品的感官质量有重要作用
Major:Ca,Mg,P,K,Na,Cl,et al.
Essential
trace:Fe,Cu,Zn,I,et al.
Harmful:Pb,Cd,Hg,et al.
Classification:
6.7 Source and statement
Fruit,K含量高，大部分与有机物结
合,或是有机物的组成部分,常
以磷酸盐,草酸盐的形式存在,
Plant food Bean：矿物质含量最丰富,K,P,Fe,
Mg,Zn,Mn等含量均较高，其
中 P主要以植酸盐形式存在。
Cereals:矿物质含量相对较少，主要
存在于种子外皮。
Meats,Na,K,Fe,P Mn含量较高,Cu,Co,
Zn,等也有少量，以可溶性氯化
物磷酸盐，碳酸盐形式存在或与
Animal Food 与蛋白质结合。
Milks：主要含 Ca,也含有少量 K,Na,Mg,P,
Cl,S等。
Eggs：含人体所需的各类矿物质。
Source and statement
? Chemical form and soluble,e.g Fe3+难溶，
不利吸收，而 Fe2+易于吸收。
? Mineral-mineral interaction：如铁过多会抑
制 Zn,Mn的吸收
? Redox activity of food compents：如 VC有利
于 Fe的吸收,VD,Pr促进 Ca的吸收。
Factors that influence Mineral Bioavailability
? Food Ligands, e.g多酚可与 Fe,Cu等螯合，
利于其吸收，肽，糖，核酸等也可以与矿物质
形成配合物而利于其吸收。
? Physiological state of comsumer
? Age
6.8 Variation of Mineral in food processing
and storage
? 一 一般加工对其含量的影响
矿物质在接工中不会因为光，热，氧等因素
而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精
制，烹调，溶水等会使其含量下降。
? 二 加工时因容器带入会师其含量增加
如铁锅炒菜等。
? 三 加工后生物有效性提高
如面粉发酵后生物有效性提高 30-35%。
几个概念
复原 (Restotation)：添加营养素使其恢
复到原有的组成。
强化 (Fortification)：添加一种或多种营
养素，使其成为一种优良的营养素来源。
增补 (Enrichment)：指选择性地添加某种
适量营养素，以达到规定的标准量。
Acid Food,含有阴离子酸根的非金属元素较多的
食品，在体内代谢后的产物大多呈酸
呈酸性，故在生理上称为～，如肉，
鱼，蛋，米等。
Alkaline Food：含有阳离子金属元素较多的食品在
生理上称为～，如果蔬，豆类等。
食品酸碱性的测定
食品灰化后酸碱度的确定
酸性 Food（ 100g） → 灰化 → 水溶 → 0.1mol/L
HCl 滴定，若消耗体积为 5ml，记为 +5，如此类推。
碱性 Food（ 100g） → 灰化 → 水溶 → 0.1mol/L
NaOH 滴定，若消耗体积为 5ml，记为 -5，如此类推。
利用矿物质改变食品的性状
? 在炼乳中家 Na2HPO4来保持盐平衡。
? Ca可提高腌渍黄瓜的脆性。
? 磷酸盐可稳定果蔬色泽，使啤酒不混浊。
? 在肉制品中加入三聚磷酸盐，焦磷酸盐增加肉的持水
性，防止脂肪酸败。
原因：① 调节 pH，使之远离肉 Pr的等电点，增加持
水力。
② 肉 Pr中 Mg2+,Ca2+被 Na+,H+置换出来，使
-COOH游离出来，利于吸水。
③ 破坏盐桥或增大电荷斥力，使结构膨胀，增
加持水力。
④ 增加离子强度，使肌球蛋白溶解度增加而使
肉持水力增大。
6.9 Analysis of Mineral in food
? 一 总灰分的测定
Food物料 → 500-600℃ → 灰化 → 灼烧后残留物 → 总
灰分。
水溶性灰分,等氧化物及可溶性盐类
总灰分 水不溶性灰分：泥沙,Fe,Al氧化物，
碱土金属，碱性磷酸盐。
酸不溶性灰分：泥沙及 SiO2
1 样品前处理
果汁，牛乳 → 水浴蒸至近干 → 干燥 → 灰化
果蔬，动物组织 → 均匀取样 → 干燥 → 灰化
谷物，豆类 → 粉碎后取样 → 干燥 → 灰化
富含脂肪样品 → 提脂肪 → 干燥 → 灰化
金属离子的测定
? 测定：
Ca→ KMnO4滴定法,EDTA滴定法
Fe3+ → 硫氰酸钾比色法
Fe2+→ 邻二氮菲比色法
? AAS法分析痕量金属元素
原理：被测元素受到纯物质制成的光源辐射
后吸收能量产生共振吸收，使原子从基态跃迁
到激发态，产生特殊的谱线。
(Vitamin and Minerals)
制作人,李春美
6.1 Introduction of Vitamins
辅酶或辅酶前体,如烟酸,叶酸等
维生素的功能 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-血管脆性
Learning Objectives –Vitamins
? Describe the structure and stability of
vitamins.
? Describe the functions of vitamins.
? Identify food and nonfood sources of
vitamins.
? Describe the signs and symptoms of
vitamin deficiencies and toxicities.
Learning Objectives – cont.
? Identify the population group or groups at
risk for vitamin and mineral deficiencies.
? Compare your own intake of vitamins to
the ideal and identify any potential health
risks associated with your intake.
VB1,VB2,VPP
B族 VB5,VB6,VH
water-soluble Vit VB11,VB12
Vit VC
VA
fat-souble Vit VD
VE
VK
Classification of Vit
6.2 The Water-solubke 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 absorbed
? Marginal deficiency more common
一 BVit- VB1 (thiamin)
?Contains sulfur and nitrogen group
?Destroyed by alkaline and heat
?Coenzyme,Thiamin pyrophosphate (TPP)
① 具有酸 -碱性质
② 对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解,
③ 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,
④ 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,
⑤ 其降解受 AW影响极大,一般在 AW为 0.5-0.65范
围降解最快,
Stability and Properties
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
? 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,
Degradation
Function of Thiamin
Coenzyme,Thiamin Pyrophosphate
(TPP)
? Synthesis of neurotransmitter
? Hexose monophosphate shunt
? Removes CO2 from some amino acids
? Convert pyruvate to acetyl-CoA
CoA NAD+ NADH + H+
Glucose Pyruvate Acetyl-CoA
Citric
CO2
Acid Cycle
Deficiency of Thiamin
? Occurs where polished rice is the only
staple
? Dry beriberi
? Weakness,nerve degeneration,irritability,
poor arm/leg coordination,loss of nerve
transmission
? Wet beriberi
? Edema,enlarge heart,heart failure
Food Sources of Thiamin
? Wide variety of food
? White bread,pork,hot dogs,luncheon
meat,cold cereal
? Enriched grains/ whole grains
? Thiaminase found in raw fish
Who is at Risk For Deficiency?
? Poor
? Alcoholics
? Elderly
? Diet consisting of highly processed
foods
Structure:
BVit-VB2 (Riboflavin)
① 对热稳定,对酸和中性 pH也稳定,在 120 ℃ 加热
6h仅少量破坏,
② 在碱性条件下迅速分解,
③ 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,
Properties of VB2
Deficiency of Riboflavin
? Ariboflavinosis
? Glossitis,cheilosis,seborrheic dermatitis,
stomatitis,eye disorder,throat disorder,
nervous system disorder
? Occurs within 2 months
? Usually in combination with other
deficiencies
VB2缺乏症 —“花舌头, 或地图
舌
Glossitis
Who is at Risk For Deficiency?
? Rare
? Low milk/dairy intake
? Alcoholics
? Long term phenobarbital use
Food Sources of Riboflavin
? Milk/products
? Enriched grains
? Liver
? Oyster
? Brewer’s yeast
? Sensitive to uv radiation (sunlight)
? Stored in paper,opaque plastic containers
structure
二 VC (Ascorbic Acid)
Mode of Degradation
① O2浓度及催化剂
ⅰ 催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度
ⅱ 非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正
比关系,当 PO2 ＞ 0.4atm，反应趋于平衡,
ⅲ 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,
影响 VC降解的因素
② 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,
③ pH值,VC在酸性溶液 (pH＜ 4)中较稳定,在中性
以上的溶液 (pH＞ 7.6)中极不稳定,
④ 温度及 AW:结晶 VC在 100℃ 不降解，而 VC水溶
液易氧化，，随 T↑, V降解 ↑ ； AW↑, V降解 ↑ 。
影响 VC降解的因素
水分活度与抗坏血酸破坏速率的关系, O橙汁晶体； ●
蔗糖溶液； △ 玉米, 大豆乳混合物； □ 面粉
⑤ 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。
⑥ 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。
影响 VC降解的因素
Functions of Vitamin C
? Reducing agent (antioxidant)
? Iron absorption
? Synthesis of carnitine,tryptophan to
serotonin,thyroxine,cortiscosteroids,
aldosterone,cholesterol to bile acids
? Immune functions
? Cancer prevention?
? Collagen synthesis
Collagen Synthesis
?Can donate and accept hydrogen atoms
readily
?Water-soluble intracellular and
extracellular antioxidant
?Must be constantly enzymatically
regenerated
?Needs are higher for smokers
Antioxidant
?Scurvy
–Deficient for 20-40 days
–Fatigue,pinpoint hemorrhages
–Bleeding gums and joints,Hemorrhages
–Associated with poverty
?Rebound scurvy
–immediate halt to excess vitamin C supplements
?Who is at risk?
–Infants,elderly men
–Alcoholics,smokers
Deficiency of Vitamin C
Food Sources of Vitamin C
? Citrus fruits
? Potatoes
? Green peppers
? Cauliflower
? Broccoli
? Strawberries
? Romaine lettuce
? Spinach
? Easily lost through
cooking
? Sensitive to heat
? Sensitive to iron,
copper,oxygen
6.3 The Fat Soluble Vitamins
? A,D,E,and K
Fat-Soluble- Vitamin A and Beta-Carotene
Stucture
无 O2,120℃,保持 12h仍很稳定
在有 O2时，加热 4h即失活
VA (元） 紫外线，金属离子,O2均会加速其氧化
肪氧化酶可导致分解
与 VE，磷脂共存较稳定
对碱稳定
Stability and properties
Roles of Functions
? Vision
? Protein synthesis and cell differentiation
? Epithelial cells,mucous membranes
? Reproduction and growth
? Sperm production and normal fetal
development
? Beta-Carotene as an antioxidant
Deficiency of Vitamin A
? Infectious Diseases
? Night Blindness
? Blindness (xeropthalmia)
? Keratinization
? Rough,bumpy,dry skin
Vitamin A Toxicity
? Birth Defects
? Acne – Accutane connection
? Second – place in vitamin toxicity
Food Sources of Vitamin A
? Food Colors
? Carotenoids
? Chlorophyll
Stucture
Stability
对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会
迅速破坏。
Vitamin D
Vitamin D
? Roles
? Maintain blood concentration of calcium
? Bone growth and remodeling
? Acts of bone,kidney,and small intestine to
impact blood calcium levels.
Deficiency of Vitamin D
? Rickets
? Osteomalacia
Recommendations and Sources
? Foods
? Fortified Milk
? Fish Oils
? Sunlight
? Toxicity
? Highly toxic at levels
found 3-5x RDA
? =hypercalcemia
Structure
Vitamin E
Stability
A 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，其氧化历程为：
Stability
A 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，其氧化历程为：
Stability
A 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，其氧化历程为：
Stability
A 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，其氧化历程为：
B VE可猝灭单线态氧，其反应式为：
C 在无氧条件下,VE可与亚油酸甲酯氢过氧化
物反应形成加合物，初始产物为半醌，进一步
氧化形成生育酚醌，金属离子可加速其氧化。
D 在食品的加工，包装，贮藏过程中,VE会大
量损失。
Vitamin E
Function
? Powerful antioxidant
? Body’s primary defense against free radicals
? Highly researched
? May prevent LDL oxidation and slow
development of heart disease.
? DOES NOT improve physical or sexual
performance,prevent aging,or improve
Parkinson’s disease progression
Vitamin E Deficiency
? Erythrocyte Hemolysis
? Premature infants,cures hemolytic anemia
? Prolonged deficiency = neuromuscular
dysfunction
? NOT a cure of Muscular Dystrophy
? Inconsistant results
? Fibrocystic breast disease
? Intermittent claudication
Vitamin E Toxicity
? Rare
? 65x RDA = interferes with Vitamin K
? Interferes with clotting and causes
hemmorrhage
6.4 Variation of Vit in food processing and
storage
一 原料对食品加工中维生素含量的影响
? 植物在不同采收期维生素含量不同
? 采收和屠宰后，内源性酶会分解维生素。
二 加工前处理对食品中维生素含量的影响
浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失。
小麦出粉率与面粉中维生素保留比例之间的关系
三 热烫和热加工造成维生素损失
温度越高，损失越大；加热时间越
长，损失越多；加热方式不同，损失不
同；脱水干燥方式对其保存率也有较大
影响。
豌豆加工中抗坏血酸的保存率
四 产品贮藏中维生素的损失
水分活度，包装材料及贮藏条件对维
生素的保存率都有重要影响。在相当于
单分子层水的 AW下,Vit很稳定,而在多分
子层水范围内,随 AW↑,Vit 降解速度 ↑,
五 加工中化学添加物和食品成分的影响
? 氯气，次氯酸离子，二氧化氯等具有强反应性，
可以维生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。
? 二氧化硫和亚硫酸盐有利于 VC的保存，但会与硫
胺素和比多醛反应。
? 亚硝酸盐可造成 VB1的破坏。
? 一般而言，氧化性物质会加速 VC，胡萝卜素，叶
酸等的氧化，而还原性物质会保护这些维生素，有机
酸有利于 VC和 VB1的保存率，碱性物质则会降低 VC,VB1，
泛酸等的保存率。
6.5 Anilysis of Vitamins
比色法
化学法
滴定法
Vit的分析法 紫外法
仪器法 荧光法
HPLC法
微生物法
水溶性 Vit:VB1,VB2可能与蛋白质,淀粉等结合
在一起,一般可通过酸水解或酶水解使其游离出
来,然后进行提取,纯化和测定,
脂溶性 Vit:样品 → 皂化 → 脂溶性 Vit和皂化物
→ 过滤 → 有机溶剂抽提 → 浓缩 → 溶于适当溶剂
→ 测定,
样品的前处理
2,6-二氯酚靛酚法,测 H2A,较灵敏
苯肼比色法,测总 VC,易受干扰
VC的测定法 荧光法,测总 VC,准确,但操作繁琐
HPLC法,灵敏,准确,可分别测 A和
H2A
Analysis of VC
2,6-二氯酚靛酚法 (2,6-
dichlorophenolindophenol) 测 VC的原理,
① 所有试剂配制应用新鲜重蒸水,
② 植物样品用 2%草酸抽提,动物样品用三氯乙
酸抽提,操作迅速,
③ 对于大量含有 Cu2+,Fe2+等离子的样品,要消除
干扰,深色样品应脱色,
④ 滴定开始染料快加,到终点慢加,同时做空白,
注意事项,
Analysis of VB1 (Fluorometric method)
Analysis of VB2 (Fluorometric method)
一 SbCl3比色法
原理, 利用 VA在氯仿溶液中与 SbCl3生成一种兰
色的络合物,其兰色深浅与 VA含量在一定范围内呈正
比,
适用范围,适于 VA含量高的样品,且兰色络合物很
不稳定,必须在 6S内比色完毕,
Analysis of VA
前处理,样品 → 皂化 → 乙醚萃取 → 上层洗涤 → 浓缩
脱水 (用无水硫酸钠 )→ 氯仿定容,
注意事项,
A,SbCl3遇水沉淀,所以 CHCl3不应含水,加乙酸
酐少许可脱水,
B,VA见光分解,应在暗处操作,
C,若样品含胡萝卜素,应消除干扰,
D,可用 CF3COOH代替 CCl3COOH显色,
二 紫外分光光度法
原理,VA的异丙醇溶液在 325nm有最大吸收,其吸
光度正比与其浓度,
特点,灵敏度高于 SbCl3比色法,但在 325nm附近有
许多化合物对测定有干扰,一般用于纯样品的测定,
三 HPLC法
Analysis of VA
SbCl3比色法,VD+SbCl3 橙黄色化合物,此法灵
敏度高,但操作复杂,费时,
HPLC法,简便,快速,精确度高,是目前最好的方
法,
Analysis of VD
6.6 Introduction of minerals
? Definition,elements other than C,H,O and N
that are present in foods
? Function:
? 是构成生物体的组成部分。
? 维持生物体的渗透压。
? 维持机体的酸碱平衡。
? 酶的活化剂。
? 对食品的感官质量有重要作用
Major:Ca,Mg,P,K,Na,Cl,et al.
Essential
trace:Fe,Cu,Zn,I,et al.
Harmful:Pb,Cd,Hg,et al.
Classification:
6.7 Source and statement
Fruit,K含量高，大部分与有机物结
合,或是有机物的组成部分,常
以磷酸盐,草酸盐的形式存在,
Plant food Bean：矿物质含量最丰富,K,P,Fe,
Mg,Zn,Mn等含量均较高，其
中 P主要以植酸盐形式存在。
Cereals:矿物质含量相对较少，主要
存在于种子外皮。
Meats,Na,K,Fe,P Mn含量较高,Cu,Co,
Zn,等也有少量，以可溶性氯化
物磷酸盐，碳酸盐形式存在或与
Animal Food 与蛋白质结合。
Milks：主要含 Ca,也含有少量 K,Na,Mg,P,
Cl,S等。
Eggs：含人体所需的各类矿物质。
Source and statement
? Chemical form and soluble,e.g Fe3+难溶，
不利吸收，而 Fe2+易于吸收。
? Mineral-mineral interaction：如铁过多会抑
制 Zn,Mn的吸收
? Redox activity of food compents：如 VC有利
于 Fe的吸收,VD,Pr促进 Ca的吸收。
Factors that influence Mineral Bioavailability
? Food Ligands, e.g多酚可与 Fe,Cu等螯合，
利于其吸收，肽，糖，核酸等也可以与矿物质
形成配合物而利于其吸收。
? Physiological state of comsumer
? Age
6.8 Variation of Mineral in food processing
and storage
? 一 一般加工对其含量的影响
矿物质在接工中不会因为光，热，氧等因素
而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精
制，烹调，溶水等会使其含量下降。
? 二 加工时因容器带入会师其含量增加
如铁锅炒菜等。
? 三 加工后生物有效性提高
如面粉发酵后生物有效性提高 30-35%。
几个概念
复原 (Restotation)：添加营养素使其恢
复到原有的组成。
强化 (Fortification)：添加一种或多种营
养素，使其成为一种优良的营养素来源。
增补 (Enrichment)：指选择性地添加某种
适量营养素，以达到规定的标准量。
Acid Food,含有阴离子酸根的非金属元素较多的
食品，在体内代谢后的产物大多呈酸
呈酸性，故在生理上称为～，如肉，
鱼，蛋，米等。
Alkaline Food：含有阳离子金属元素较多的食品在
生理上称为～，如果蔬，豆类等。
食品酸碱性的测定
食品灰化后酸碱度的确定
酸性 Food（ 100g） → 灰化 → 水溶 → 0.1mol/L
HCl 滴定，若消耗体积为 5ml，记为 +5，如此类推。
碱性 Food（ 100g） → 灰化 → 水溶 → 0.1mol/L
NaOH 滴定，若消耗体积为 5ml，记为 -5，如此类推。
利用矿物质改变食品的性状
? 在炼乳中家 Na2HPO4来保持盐平衡。
? Ca可提高腌渍黄瓜的脆性。
? 磷酸盐可稳定果蔬色泽，使啤酒不混浊。
? 在肉制品中加入三聚磷酸盐，焦磷酸盐增加肉的持水
性，防止脂肪酸败。
原因：① 调节 pH，使之远离肉 Pr的等电点，增加持
水力。
② 肉 Pr中 Mg2+,Ca2+被 Na+,H+置换出来，使
-COOH游离出来，利于吸水。
③ 破坏盐桥或增大电荷斥力，使结构膨胀，增
加持水力。
④ 增加离子强度，使肌球蛋白溶解度增加而使
肉持水力增大。
6.9 Analysis of Mineral in food
? 一 总灰分的测定
Food物料 → 500-600℃ → 灰化 → 灼烧后残留物 → 总
灰分。
水溶性灰分,等氧化物及可溶性盐类
总灰分 水不溶性灰分：泥沙,Fe,Al氧化物，
碱土金属，碱性磷酸盐。
酸不溶性灰分：泥沙及 SiO2
1 样品前处理
果汁，牛乳 → 水浴蒸至近干 → 干燥 → 灰化
果蔬，动物组织 → 均匀取样 → 干燥 → 灰化
谷物，豆类 → 粉碎后取样 → 干燥 → 灰化
富含脂肪样品 → 提脂肪 → 干燥 → 灰化
金属离子的测定
? 测定：
Ca→ KMnO4滴定法,EDTA滴定法
Fe3+ → 硫氰酸钾比色法
Fe2+→ 邻二氮菲比色法
? AAS法分析痕量金属元素
原理：被测元素受到纯物质制成的光源辐射
后吸收能量产生共振吸收，使原子从基态跃迁
到激发态，产生特殊的谱线。
