第六章 食 品 化 学 维 生 素

维 生 素 【学习内容】 一、 维生素总论 二、 脂溶性维生素 三、 水溶性维生素

维生素总论 一、概述 维生素（vitamin）是机体维持正常生理功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。 长期缺乏某种维生素，会导致维生素缺乏症。对人体、动物体，多数维生素是体内不能合成或合成量不能满足机体的需要，必须从食物中摄取，属外源性物质。

二 、分类 维生素的种类繁多，化学结构差异很大，通常按溶解性质将其分为脂溶性维生素（lipid-soluble vitamins）和水溶性维生素（water-soluble vitamins）两大类。根据分布情况，水溶性维生素又可分为B族维生素与维生素C两类。

  l、脂溶性维生素 （1）维生素A：又名抗干眼病维生素，或视黄醇。 （2）维生素D：又名抗佝偻病维生素，或钙化醇。 （3）维生素E：又名抗不育维生素或生育酚。 （4）维生素K：又名凝血维生素。

 2、水溶性维生素 （1）维生素B1：又名抗脚气病维生素或硫胺素。 （2）维生素B2：又名核黄素。 （3）维生素PP：又名抗癞皮病维生素 （4）维生素B6：又名抗皮炎维生素 （5）泛酸：又名遍多酸。 （6）生物素 （7）叶酸 （8）维生素B12：又名抗恶性贫血维生素或钴胺素。 （9）维生素C：又名抗坏血酸。

§6.1 维生素总论 三、缺乏病发生的原因 引起维生素缺乏病发生的原因很多，但随着社会的进步，科学的发展，以前那种典型的维生素缺乏症如夜盲症、坏血症、脚气病等已不多见。除了疾病的影响外，就目前的社会情况而言，维生素缺乏的原因不是因为生活的贫困，而多是由于科学的营养卫生知识不足，简述如下：

§6.1 维生素总论 （一）维生素的摄入量不足      食物构成及膳食调配不合理或严重偏食使某些维生素供给不足；或者对食物的储存、加工及烹调方法不当造成维生素的大量破坏和丢失。 淘米过度、煮稀饭加碱、面粉加工过细，可使维生素BI大量丢失破坏；油炸面食中的维生素也多被破坏；新鲜食物储存过久，维生素C可被破坏；蔬菜先切、后洗、再炒或加碱，其中的维生素C几乎全部丢失。

§6.1 维生素总论 （二）维生素的吸收障碍 多见于消化道疾病患者。如脂类消化吸收的障碍可严重降低脂溶性维生素的吸收。 （三）需要量增加 §6.1 维生素总论 （二）维生素的吸收障碍 多见于消化道疾病患者。如脂类消化吸收的障碍可严重降低脂溶性维生素的吸收。 （三）需要量增加 机体在某些生理或病理情况下对维生素的需要量特别的增多，若不及时补充则引起维生素相对不足。如生长发育期的儿童、孕妇、乳母、重体力劳动者或传染病患者。

§6.1 维生素总论 （四）食物以外的维生素供给不足 §6.1 维生素总论 （四）食物以外的维生素供给不足 如长期服用抗生素可使肠道正常菌丛生长受到抑制，从而影响其合成某些维生素，如维生素K、B6、叶酸、PP等；日光照射不足，则常可使皮肤内维生素D的生成不足，从而引起小儿佝偻病或成人软骨病。

§6.2 脂溶性维生素 脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K，它们不溶于水，而溶于脂类及脂肪溶剂。脂溶性维生素在食物中与脂类共同存在，并随脂类一同吸收。吸收后的脂溶性维生素在血液中与脂蛋白及某些特殊的结合蛋白特异地结合而运输。

§6.2 脂溶性维生素 一、维生素A （一）结构 维生素A又称抗干眼病维生素。 天然的维生素A有两种形式: A1及 A2 。

维生素A2 (3-脱氢视黄醇)

§6.2 脂溶性维生素 Al又称视黄醇（retinol），A2又称3-脱氢视黄醇。维生素A在体内的活性形式包括视黄醇、视黄醛。A1主要存在于海水鱼的肝脏，A2主要存在于淡水鱼的肝脏。 植物中不存在维生素A，但有多种胡萝卜素，其中以β-胡萝卜素最为重要。它在小肠粘膜处由β-胡萝卜素加氧酶的作用，加氧断裂，生成2分子视黄醇，所以通常将β-胡萝卜素称为维生素A原。

§6.2 脂溶性维生素 1．维生素A是视觉细胞内感受弱光的物质——视紫红质的组成成分 （二）生理功能及缺乏症 §6.2 脂溶性维生素    （二）生理功能及缺乏症 1．维生素A是视觉细胞内感受弱光的物质——视紫红质的组成成分 当视紫红质感光时，视色素中的11一顺视黄醛在发生的光异构作用下转变成全反视黄醛，并与视蛋白分离而失色。全反式视黄醛可经异构酶作用缓慢地重新异化成为11一顺视黄醛，但大部分被还原成全反视黄醇，经血流至肝变成11一顺视黄醇，而后再随血流返回视网膜氧化成11-顺视黄醛，合成视色素。在这个视循环中会造成部分全反视黄醛分解成无用的物质，所以要经常补充维生素A。其他视色素的感光过程与视紫红质相同。

§6.2 脂溶性维生素 图 视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系

§6.2 脂溶性维生素 2．维生素A也是维持上皮组织的结构与功能所必需的物质。 3．其它作用 §6.2 脂溶性维生素 2．维生素A也是维持上皮组织的结构与功能所必需的物质。 当维生素A缺乏时，可引起上皮组织干燥、增生和角质化，产生干眼病、皮肤干燥、毛发脱落等。  3．其它作用 维生素A能促进多糖、糖蛋白及核酸的合成，因而能促进机体的生长。

稳定性

§6.2 脂溶性维生素 二、维生素D （一）结构 维生素D又称为抗佝偻病维生素，是类固醇衍生物。主要包括 D2（麦角钙化醇）及 D3（胆钙化醇 ）。体内可由胆固醇变为7-脱氢胆固醇，储存在皮下，在阳光及紫外线照射下可转变成D3，因而称7-脱氢胆固醇为维生素D3原。在酵母和植物油中有不能被人吸收的麦角固醇，在阳光及紫外线照射下可转变为能被人吸收的D2，所以称麦角固醇为D2原。

§6.2 脂溶性维生素

§6.2 脂溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症 主要的作用是促进钙及磷的吸收，有利于骨的生成、钙化。当缺乏维生素D时，儿童可发生佝偻病，成人引起软骨病。

§6.2 脂溶性维生素 三、维生素E （一）结构与性质 §6.2 脂溶性维生素  三、维生素E （一）结构与性质 维生素E又称生育酚（tocopherol），有八种，其中α、β、γ和δ四种有生物活性。自然界以α-生育酚（结构如下图）分布最广。维生素E在无氧条件下对热稳定，但对氧十分敏感，易自身氧化，能避免脂质过氧化物的产生，因而能保护生物膜的结构和功能。

§6.2 脂溶性维生素

§6.2 脂溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症 1．维生素E是体内最重要的抗氧化剂，能避免脂质过氧化物的产生，保护生物膜的结构与功能。 §6.2 脂溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症 1．维生素E是体内最重要的抗氧化剂，能避免脂质过氧化物的产生，保护生物膜的结构与功能。 机体内的自由基具有强氧化性，如超氧阴离子自由基（O2-）、过氧化物自由基（ROO·）及羟基自由基（OH·）等。维生素E的作用在于捕捉自由基形成生育酚自由基，生育酚自由基又可进一步与另一自由基反应生成非自由基产物——生育醌。    

§6.2 脂溶性维生素 2．维生素E俗称生育酚，动物缺乏维生素E时其生殖器官发育受损甚至不育，但人类尚未发现因维生素E缺乏所致的不育症。临床上常用维生素E来治疗先兆流产及习惯性流产。 3．促进血红素代谢。新生儿缺乏维生素E时可引起贫血，这可能与血红蛋白合成减少及红细胞寿命缩短有关。所以孕妇、哺乳期的妇女及新生儿应注意补充维生素E。维生素 E一般不易缺乏，在某些脂肪吸收障碍等疾病时可引起缺乏，表现为红细胞数量减少，寿命缩短，体外实验可见红细胞脆性增加等贫血症，偶可引起神经障碍。

§6.2 脂溶性维生素 四、维生素K （一）结构 维生素K又称凝血维生素，有K1、K2、K3、K4，其中K1、K2为天然维生素K

§6.2 脂溶性维生素

§6.2 脂溶性维生素

§6.2 脂溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症 维生素K的主要生化作用是维持体内的第II、IX、X凝血因子在正常水平。 §6.2 脂溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症   维生素K的主要生化作用是维持体内的第II、IX、X凝血因子在正常水平。 维生素K缺乏的主要症状是凝血时间延长。长期应用抗生素及肠道抗菌药也可引起维生素K缺乏。

§6.2 水溶性维生素 水溶性维生素 水溶性维生素包括B族维生素和维生素C。水溶性维生素体内过剩的部分均可由尿排出体外，因而在体内很少蓄积，也不会因此而发生中毒。又因为在体内的储存很少，所以必须经常从食物中摄取。

§6.2 水溶性维生素 一、维生素C （一）结构及性质 §6.2 水溶性维生素 一、维生素C （一）结构及性质 维生素 C又称L-抗坏血酸（ascorbic acid）。分子中 C2及C3位上的两个相邻的烯醇式羟基极易分解释放 H+，因而呈酸性，又因其为烯醇式结构， C2及 C3位羟基上两个氢原子可以全部脱去而生成脱氢抗坏血酸。

§6.2 水溶性维生素 脱氢抗坏血酸在有供氢体存在时，又能接受2个氢原子再转变为抗坏血酸。 脱氢抗坏血酸还可水解成为无活性的L-二酮古洛糖酸。L-抗坏血酸为天然生理活性型。L-脱氢抗坏血酸虽然也具有生理意义，然而在血液中以前者为主，后者仅为前者的1/15。维生素C为片状晶体，具有强还原性。

二、降解模式（Mode of Degradation）

§6.2 水溶性维生素  一、维生素Bl （一）结构 维生素B1又名硫胺素（thiamine），是由一个嘧啶环和一个噻唑环构成，又称噻嘧胺。体内的活性型为焦磷酸硫胺素（thiamine pyrophosphate，TPP）。

（二）降解性 Degradation

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

（三）生理功能及缺乏症 以TPP形式参与糖代谢，为丙酮酸脱羧酶系的辅酶。缺VB1 ，TPP不能合成，糖类物质代谢中间产物α-酮酸不能氧化脱羧而堆积，造成“脚气病”。 VB1可抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆碱水解。乙酰胆碱有增加肠道蠕动及腺体分泌的作用，有助于消化。缺VB1 ，消化液分泌减少，肠胃蠕动减少，出现食欲不振，消化不良。

§6.2 水溶性维生素  二、维生素B2 （一）结构及性质 维生素B2又名核黄素(riboflavin)，因其溶液呈黄色而得名。它的异咯嗪环上的第 1及第10位氮原子与活泼的双键连接，此这两个氮原子可反复接受或释放氢，因而具有可逆的氧化还原性。

§6.2 水溶性维生素

二、稳定性

§6.2 水溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症 维生素B2缺乏时，可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。 §6.2 水溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症 核黄素以辅酶的形式参与体内各类氧化还原反应，与糖、脂和氨基酸代谢密切相关，在代谢中主要起氢传递体的作用。 维生素B2缺乏时，可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。

§6.2 水溶性维生素 四、维生素PP（维生素B5） （一）结构及性质 §6.2 水溶性维生素  四、维生素PP（维生素B5） （一）结构及性质 维生素PP又名抗癞（糙）皮病维生素，包括尼克酸（nicotinic acid）及尼克酰胺（nicotinamide），在体内可相互转化。

§6.2 水溶性维生素 维生素PP广泛存在于自然界，肝内能将色氨酸转变成维生素PP，但转变率较低,为1/60，即60mg色氨酸仅能转变成 lmg尼克酸。因色氨酸为必需氨基酸，所以人体的维生素PP主要从食物中摄取。 在体内尼克酸可经几步连续的酶促反应与核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶，主要包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+），它们也是维生素PP在体内的活性型。

§6.2 水溶性维生素

§6.2 水溶性维生素 （二）生理功能及缺乏症   NAD+和 NADP+在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的尼克酰胺部分具有可逆的加氢及脱氢的特性。

§6.2 水溶性维生素 人类VPP缺乏症称为癞（糙）皮病（pellagra），PP来自于拉丁文癞皮病防治一词（pellagra preven－talive），癞皮病主要表现是皮炎、腹泻及痴呆。皮炎常呈对称性，并出现于暴露部位；痴呆是因神经组织变性的结果。 抗结核药物异烟肼的结构与维生素PP十分相似，二者有拮抗作用，长期服用可能引起维生素PP缺乏。 最近尼克酸临床用来作为降胆固醇的药物，尼克酸能抑制脂肪组织的脂肪分解，从而抑制FFA的动员，可使肝中VLDL的合成下降，而起到降胆固醇的作用。