6.3  食品中的维生素

    维生素既不提供能量，也不是构成各种组织的成分。主要功能是参与了生理代谢。当膳食中长期缺乏某一种维生素时，就会引起代谢紊乱，维生素缺乏症（avitaminosis）。

     根据其溶解性质的不同，维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。前者有维生素A、D、E、K类；后者有维生素B、C类。

6.3.1  食品中常见的脂溶性维生素

6.3.1.1 维生素A

    维生素A又称抗干眼病维生素，包括维生素A₁及维生素A₂两种。类胡萝卜素经过代谢转变为维生素A。

    食物中的维生素A的含量多以视黄醇当量（retionolequiva-lents）表示。

（1）结构   维生素A₁和维生素A₂都是β-紫罗宁（ionine）环的不饱和一元醇。

（2）性质  淡黄色的黏稠液体；不溶于水，而溶于脂肪及脂肪溶剂，对碱稳定；空气、氧化剂和紫外线都能使它氧化而受到破坏。

（3）生理功能及缺乏症  维持上皮细胞组织的完整与健康，以及维持正常视角。

   长期食用缺乏维生素A的食物，最初产生夜盲症，失去对黑暗的适应能力。严重时，消化道及眼部的角膜，都会产生上皮细胞的角质化。最具特征的是干眼病，即角膜充血、硬化和感染发炎，故维生素A又叫抗干眼病维生素。

（4）稳定性与降解   天然存在的类胡萝卜素都是以全反式构象为主。水果和蔬菜的灌装将会显著引起异构化和维生素A活性损失，光照、酸化、次氯酸或稀碘溶液都可导致热异构化。

     在高温时，β-胡萝卜素会分解成一系列的芳香族碳氢化合物。在有氧状况下，类胡萝卜素受光、酶和脂质过氧化氢的共氧化或间接氧化作用而导致严重损失。光对维生素A有异构化作用。脱水食品在储藏过程中，易被氧化而失去维生素A和维生素A前体的活性。

6.3.1.2维生素D

    维生素D又称抗软骨病或抗佝偻病维生素。维生素D在食物中常与维生素A伴存。

（1）结构：   维生素D是固醇类物质，仅存在于动物体内，不同的固醇经紫外光照射后可变成相应的维生素D。人体和动物皮肤内的7-脱氧胆醇，经日光或紫外线照射后，即可转变为维生素D₃。日光浴能防佝偻病。

（2）性质：  维生素D是无色晶体，不溶于水，溶于脂肪溶剂。性质相当稳定，不易被酸、碱或氧破坏，有耐热性，但可为光及过度的加热（160-190℃）所破坏。

（3）生理功能及缺乏症：  主要功能是调节钙、磷代谢，维持血液钙、磷浓度正常，维生素D的需要量必须与钙、磷的供给量联系起来考虑。

    维生素D会使儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。患者骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形。

   正常膳食不会出现维生素D摄取过量，维生素D摄取过量也会引起中毒，维生素D不易排泄。

6.3.1.3维生素E

  维生素E又称抗不育维生素或生育酚（tocopherol）。以α-生育酚的生理效价最高。

（1）结构  各种维生素E都是苯并三氢吡喃的衍生物。

（2）性质  维生素E为透明的淡黄色油状液体，不溶于水而溶于脂肪及脂肪溶剂，不易被酸、碱及热破坏，在无氧时加热至200℃ 也很稳定，但极易被氧化，易被紫外线破坏。

（3）生理功能及缺乏症状

    维生素E与动物的生殖功能有关。

（4）稳定性与降解

    小麦磨成面粉及加工玉米、燕麦和大米时，维生素E损失约80%，脱水可使鸡肉和牛肉中α-生育酚损失36%-45%，食物经油炸损失32%-70%。在漂洗中不会随水流失。 

    损失的多少与储藏期间食品中a_W、温度、时间等有关。由于具有自由基、单重态氧等作用，所以维生素E是食品的天然抗氧化剂。

6.3.1.4维生素K

   维生素K又称为凝血维生素。

（1）结构  维生素K₁和K₂都是2-甲基-1,4-萘醌的衍生物。

（2）性质  都是脂溶性物质，均有耐热性，易被碱和光破坏，必须避光保存。

（3）生理功能及缺乏症   主要功能是促进血液凝固，缺乏维生素K，则血浆内凝血酶原含量降低，便会使血液凝固时间加长。

6.3.2 食品中常见的水溶性维生素

6.3.2.1维生素B₁

   维生素B₁的化学名称叫硫胺素（thiamine）。含量以酵母为最大，瘦肉、核果及蛋类中的含量也较多。

（1）结构：  维生素B₁的分子中含有一个带氨基的嘧啶环和一个含硫的噻唑环。

（2）性质：  具有潮解性，能溶于水。硫胺素在碱性溶液中不耐高温。如果煮米饭弃去米汤，则大部分都随米汤而损失掉。硫胺素及其焦磷酸酯在被温和的氧化剂（例如在高铁氰化钾的碱性溶液）氧化以后，即生成“硫色素”（thiochrome）。是一种深蓝色的荧光物质，被紫外线照射时即产生荧光。硫胺素又为乳酸菌生长所必须。

（3）生理功能及缺乏症：  主要功能是以辅羧酶形式参加单糖代谢中间产物α-酮酸的氧化脱羧反应。人体缺乏维生素B₁时，血液组织内便有丙酮酸累积。它的缺乏会使糖代谢受阻碍。人体每天对维生素B₁的需要量，与人体每天所消耗的碳水化合物的数量成正比例。

    人体食物中缺乏维生素B₁时，最初神经系统失常，脑力体力容易疲乏，消化不良，食欲不振，继续发展则成多发性神经炎，即脚气病（Beriberi）。

（4）稳定性与降解：   维生素B₁是所有维生素中最不稳定的一种。易受a_W、pH、温度、离子强度、缓冲液以及其他反应物的影响。

   维生素B₁在低a_W和室温时相当稳定。在碱性条件下发生的降解。

   食品储存期间温度不同对维生素B₁的保留率影响很大。在pH6-8时，维生素B1降解加快。

6.3.2.2 维生素B₂

   维生素B₂又称“核黄素”（riboflavin）。

（1）结构：核黄素是D-核糖醇与7，8-二甲基异咯嗪的缩合物。

（2）性质：  核黄素是橙黄色的针状结晶，熔点为282℃，苦味，微溶于水。

    核黄素的水溶液具有黄色的荧光，对热很稳定，天然干燥状态下核黄素的抗热能力比维生素B₁更强。

（3）生理功能及缺乏症：  主要生理功能是构成呼吸黄酶和其他许多脱氢酶的辅酶所必须的物质。人类食物中如果缺少维生素B₂则呼吸能力减弱，整个新陈代谢受阻碍。儿童最易表现出生长停止，成人则出现“口腔炎”“口角炎”“眼角膜炎”和“皮肤炎”等症状。

（4）稳定性与降解：

    具有热稳定性，不受空气中氧的影响，在酸性溶液中稳定，但在碱性溶液中不稳定，光照射容易分解。光黄素是一种核黄素更强的氧化剂，它能加速其他维生素的破坏，特别是Vc 的破坏。牛乳受光影响产生“日光臭味”。在大多数加工或烹调过程中，食品中的核黄素是稳定的。

6.3.2.3泛酸

   泛酸又名多酸（pantothenicacid）。

（1）结构：

（2）性质：  淡黄色黏性状物，溶于水和酸醋，不溶于氯仿和苯。在中性溶液中对湿热、氧化和还原都稳定。酸、碱、干热可使它分裂为β-丙氨酸及其他产物。微苦，溶于水，对光和空气都稳定。

（3）生理功能：   生理功能是以乙酰辅酶A形式参加糖类、脂类及蛋白质的代谢，起转移乙酰基的作用，多种微生物的生长都需要泛酸。

（4）稳定性与降解：  在中性溶液中较为稳定，在酸性溶液中易分解。

6.3.2.4 维生素B₅

    维生素B₅即维生素PP，或称抗癞皮病（pellagra）维生素。

（1）结构  烟酸和烟酰胺都是吡啶衍生物，在生物体内主要以烟酰胺的形式存在。

（2）性质都是无色针状结晶体。在酸性或碱性溶液中亦很稳定。

(3)生理功能及缺乏症  烟酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的主要成分。辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ是脱氢酶的辅酶，在生物氧化过程中起着传递氢的重要作用。

    人体缺乏烟酸时会引起癞皮病。皮肤发痒发炎，常常在两手、两颊、左右额及其他裸露部位出现对称性皮炎，还伴有胃肠功能失常、口舌发炎、消化不良和腹泻等。

（4）稳定性与降解  烟酸在食品中是最稳定的维生素。

6.3.2.5  维生素B₆

   维生素B₆又称吡哆素，在动植物界中分布很广。

（1）结构：  吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺是吡啶的衍生物。

（2）性质：  维生素B₆为无色晶体，易溶于水及酒精，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，在空气中也稳定，易被光破坏，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。

（3）生理功能及缺乏症：  功能是作为辅酶的成分参加生物体中多种代谢反应，是氨基酸代谢中多种酶辅酶。长期缺乏维生素B₆，会引起皮肤发炎，并使中枢神经系统和造血机构收到损害。

（4）稳定性与降解：  都具有热稳定性，当pH>7时，维生素B₆不稳定，维生素B₆在加工过程中会有不多程度的损失。

6.3.2.6  维生素H

     维生素H（biotin）即生物素。生物素分布于动植物组织中，一部分以游离状态存在，大部分同蛋白质结合。

（1）结构：  生物素为含硫维生素。

（2）性质：  为无色的细长针状结晶，能溶于热水和乙醇，但高温和氧化剂可使其破坏，同时丧失生理活性。

（3）生理功能与缺乏症  为多种羧化酶的辅酶，人体一般不易缺乏生物素。

6.3.2.7 维生素B₁₁

    维生素B₁₁即叶酸（folicacid）。

（1）结构：  由蝶啶（pteridine）、对氨基苯甲酸及L-谷氨酸连接而成。

（2）性质：  为鲜黄色晶体，微溶于水，在水溶液中易被破坏，在酸性溶液在耐热。

（3）生理功能与缺乏症：  叶酸间接与核酸和蛋白质的生物合成有关，缺乏时可引起血液等方面的疾病。

（4）稳定性与降解：  在厌氧菌条件下对碱稳定。在有氧条件下，遇碱会发生水解。

    二氢叶酸（FH₂）和四氢叶酸（FH₄）在空气中容易氧化，对pH也很敏感。不同食品类型及加工方式对叶酸的损失程度都不同。

6.3.2.8 维生素B₁₂

   维生素B₁₂是含钴的化合物，又称钴维生素或钴氨酸（cobalamine）。肝脏中维生素B₁₂最多，其次是奶、肉、蛋、鱼等，植物不含维生素B₁₂。

（1）结构：

（2）性质：  为粉红色针状结晶，熔点很高（320℃时不熔），溶于水、乙醇和丙醇，不溶于氯仿。

（3）生理功能及缺乏症：  以辅酶的形式参加体内各种代谢。

（4）稳定性及降解：  水溶液在室温无光线下是稳定的，最适宜pH范围是4-6，在碱性溶液中加热，能定量地破坏维生素B₁₂。

6.3.2.9硫辛酸

    硫辛酸（lipoicacid）为含硫的C₈脂酸，有氧化和还原两种形式，硫辛酸溶于水，为微生物和原生物生长发育所必须，肝和酵母中硫辛酸的含量甚高。

6.3.2.10  维生素C

（1）结构：  维生素C（Vc）又名抗坏血酸，为酸性己糖衍生物，是烯醇式己糖酸内酯。Vc主要来源于新鲜水果和蔬菜中。

（2）性质：  Vc为无色片晶体，熔点为190-192℃，比旋光度为+22°。味酸，溶于水和乙醇。，加热或光线照射，易使Vc破坏。

     Vc是一种强烈的还原剂，易被氧化还原成脱氢Vc。Vc与脱氢Vc在体内能相互转变，构成一种氧化还原体系。

     L-Vc可还原2,6-二氯酚溶液（蓝色）使之退色，也可与2,4-二硝基苯肼结合生成有色的腙。这种反应都可作为Vc的定性与定量的基础。

（3）生理功能及缺乏症：   Vc还有增强机体抗病能力及解毒作用。人体内不能合成自身所需的Vc，当人体缺乏Vc时，其中最显著是坏血病（Scurvy）。

（4）稳定性与降解：   Vc极易受温度以及Vc与脱氢Vc的比例等因素的影响而发生降解。Vc具有强的还原性，是食品中一种常用的抗氧化剂，不同加热时间与Vc保存率的影响以及储藏过程中不同aW与Vc破坏速率的关系。糖和糖醇可保护Vc免受氧化降解。

补充：主要维生素的缺乏、中毒症状及膳食来源：