維生素和礦物質(zhì)

維生素和礦物質(zhì)第一頁，共四十八頁，2022年，8月28日教學(xué)目的和要求了解維生素和礦物質(zhì)的種類、它們在機體中作用和在食品中應(yīng)用。掌握幾種性質(zhì)不穩(wěn)定的維生素的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，重點掌握它們在食品加工、貯藏中的變化及對食品產(chǎn)生影響。掌握礦物質(zhì)在食品中狀態(tài)、在加工、貯藏中變化和影響生物有效性的因素。第二頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1維生素6.1.1、脂溶性維生素6.1.1.1維生素A和類胡蘿卜素1、結(jié)構(gòu)維生素A：主要結(jié)構(gòu)單元是由20個碳構(gòu)成的不飽和碳?xì)浠衔铩ｎ惡}卜素：主要結(jié)構(gòu)單元是由40個碳構(gòu)成的不飽和碳?xì)浠衔?。包括胡蘿卜素和葉黃素，胡蘿卜素包括α、β、γ－胡蘿卜素和番茄紅素，番茄紅素不是維生素A原。第三頁，共四十八頁，2022年，8月28日第四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五頁，共四十八頁，2022年，8月28日2、性質(zhì)有多種異構(gòu)體，全反式異構(gòu)體生物活性最大。食品中主要是全反式結(jié)構(gòu)。含共軛雙鍵，化學(xué)性質(zhì)活潑。3、加工、貯藏中穩(wěn)定性或降解(1)異構(gòu)化無氧熱加工、光照、酸性、氯仿等條件使維生素A和類胡蘿卜素產(chǎn)生順式異構(gòu)化，活性降低。(2)氧化包括化學(xué)氧化和光化學(xué)氧化。以β－胡蘿卜素為例(3)高溫裂解第六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第七頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.1.2、維生素D1、結(jié)構(gòu)維生素D是一些具有膽鈣化醇生物活性的類固醇的統(tǒng)稱.2.加工、貯藏中穩(wěn)定性或降解維生素D性質(zhì)比較穩(wěn)定,在加工和貯存時很少損失.

光照分解和氧化降解第八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第九頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.1.3維生素E1.結(jié)構(gòu)

6-羥基苯并二氫吡喃的衍生物.

α-生育酚活性最大2.加工、貯藏中穩(wěn)定性或降解(1)氧化(主要)

受分子氧和自由基氧化VE可猝滅單線態(tài)氧能夠影響不飽和脂肪酸氧化的因素都能影響VE氧化(金屬離子.水分活度等)3.性質(zhì)具有抗氧化性(未酯化)食品抗氧化活性δ＞γ＞β＞α淬滅單線態(tài)氧反應(yīng)活性δ﹤

γ

﹤

β﹤

α脂類氧化，肉類腌制第十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.1.4.維生素K6.1.2水溶性維生素6.1.2.1維生素C1.結(jié)構(gòu)

是一個羥基羧酸的內(nèi)酯,有烯二醇基團。2.性質(zhì)

酸性還原性3.加工、貯藏中穩(wěn)定性或降解降解機理：兩次單電子轉(zhuǎn)移一次雙電子轉(zhuǎn)移降解因素：主要氧化第十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日3-脫氧戊酮糖木酮糖2-呋喃甲酸糠醛2，3-二酮古洛糖酸第十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日Cu2+、Fe3+催化的氧化反應(yīng)速度比自發(fā)氧化速度快許多倍。第十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日包括有氧氧化和無氧氧化，因無氧氧化的反應(yīng)速率比有氧氧化慢3－4個數(shù)量級，所以一般只考慮有氧氧化。（1）金屬離子對氧化有催化作用，這種催化氧化速率比無催化氧化快幾個數(shù)量級。催化氧化速率與很多因素有關(guān)①金屬種類，銅比鐵催化能力大80倍。②金屬離子若與其他物質(zhì)形成螯合物，催化能力降低。這些物質(zhì)有花青素、黃烷醇、檸檬酸、蘋果酸等。第十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日③當(dāng)溶氧分壓在40－100KPa時，反應(yīng)速率與溶氧濃度成正比，當(dāng)溶氧分壓在20KPa以下時，反應(yīng)速率與溶氧濃度無關(guān)。④堿性條件下，AH離子濃度大，有利于催化氧化的進(jìn)行（2）加熱、光會加速氧化降解速率。（3）水分活度在0.10－0.65間時，抗壞血酸的氧化速率與水分活度成正比。由于水的增加使反應(yīng)物和催化劑流動性增加。(4)PH值影響反應(yīng)速率。第十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日①抗壞血酸氧化時的中間產(chǎn)物脫氫抗壞血酸在PH＝2.5－5.5時穩(wěn)定，不利于水解，PH大于5.5時，穩(wěn)定性變差。②抗壞血酸不同解離狀態(tài)對氧化敏感性不同，A2-＞AH-＞AH2，當(dāng)PH＝8時，體系中有足夠的A2-使氧化加快。一般在中性、堿性時，抗壞血酸穩(wěn)定性快速降低。(5)酶的存在如抗壞血酸氧化酶、酚酶、等會使抗壞血酸降解。（6）氧化劑如過氧化氫的存在，使抗壞血酸被氧化損失。所以可加入亞硫酸鹽保護抗壞血酸。第二十頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.2.2.維生素B11.結(jié)構(gòu)一個取代的嘧啶環(huán)通過亞甲基與噻唑環(huán)相連接。在食品中有不同的存在形式。游離態(tài)、焦磷酸酯、鹽酸鹽和硝酸鹽。2、性質(zhì)具有特殊的酸堿性。在不同pH溶液中呈不同的形式存在。第二十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日第二十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日3、加工、貯藏中穩(wěn)定性或降解（1）熱降解

在不同PH下和不同水分活度下熱降解速度不同。①pH值pH值小于3.5時，熱降解緩慢，穩(wěn)定；pH值大于5時，熱降解速度加快，噻唑環(huán)破裂，生成多種含硫化合物。②水分活度

－食品貯藏中硫胺素的降解速度在Aw0.5－0.65時最大，0.65-0.85時速度下降。第二十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日第二十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第二十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日硫胺素和脫羧輔酶降解速率與pH的關(guān)系第二十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日③溫度較高時，熱降解速度加快。37℃貯藏早餐谷物時，損失幾乎為零。（2）酶催化降解和血紅素蛋白質(zhì)的非酶降解一些魚類和甲殼類在捕獲后硫胺素不穩(wěn)定，主要是硫胺素酶使硫胺素的亞甲基橋斷裂，失活。另一部分是血紅素蛋白質(zhì)的非酶催化降解，此時結(jié)構(gòu)沒有斷開，但失活。（3）氧化氧氣存在發(fā)生氧化，形成聚合物。第二十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日（4）其它成分和添加劑的影響單寧與硫胺素生成非活性的加成物。膽堿使硫胺素分子開裂導(dǎo)致降解。亞硫酸鹽的加入使硫胺素亞甲基橋斷裂，pH＝6時達(dá)最大速度。次氯酸鹽和亞硝酸鹽也導(dǎo)致硫胺素降解。特點：光條件下穩(wěn)定。第二十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.2.3、維生素B2

FMNFADStructure:第二十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日穩(wěn)定性①對熱穩(wěn)定，對酸和中性pH也穩(wěn)定,在120℃加熱6h僅少量破壞。②在堿性條件下迅速分解。③在光照下轉(zhuǎn)變?yōu)楣恻S素和光色素,并產(chǎn)生自由基,破壞其它營養(yǎng)成分產(chǎn)生異味,如牛奶的日光臭味即由此生。第三十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第三十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.2.4、維生素B5（尼克酸）化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定。一般食品加工無損失。6.1.2.5、維生素B61、結(jié)構(gòu)

包括吡哆醛、吡哆醇、吡哆胺2－甲基－3－羥基－5－羥基甲基吡啶以不同形式存在于食品中。顯示復(fù)雜的離子化形式，吡啶氮顯堿性，3－羥基顯酸性，在中性溶液時，以兩性離子存在。第三十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日2、加工、貯藏中穩(wěn)定性或降解三種形式中，吡哆醇最穩(wěn)定。（1）光化學(xué)降解發(fā)生光誘導(dǎo)降解，可能是自由基引發(fā)的，生成4－吡哆酸。有無氧氣的存在，水分活度對光降解影響不明顯。堿性條件加速光化學(xué)降解。（2）熱降解高溫?zé)崽幚硪疠^快降解。第三十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日（3）pHpH很小時如為1時，所有形式都穩(wěn)定。pH＝7時，吡哆胺損失最大，pH=5吡哆醛損失最大。吡哆醇穩(wěn)定。（4）蛋白質(zhì)和還原糖等存在與維生素B6形成衍生物，活性降低。第三十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日名稱中性酸性堿性氧光熱氧化劑ASUSUUUUDSUSUUSUESSSUUUUKSSUSUSUCUSUUUUUHSSSSSUU第三十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日名稱中性酸性堿性氧光熱氧化劑B1USUUSUUB2SSUSUSSB3SUUSSUUB5SSSSSSSB6醇SSUSUUSB11UUUUUUUB12SSSUUSS第三十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.1.3維生素在食品加工和貯藏中的變化1.原料對食品加工中維生素含量的影響植物在不同采收期維生素含量不同采收和屠宰后，內(nèi)源性酶會分解維生素。2.加工前處理對食品中維生素含量的影響

浸泡、整理、切碎、研磨等均會造成維生素的損失。第三十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日3.熱燙和熱加工造成維生素?fù)p失溫度越高，損失越大；加熱時間越長，損失越多；加熱方式不同，損失不同；脫水干燥方式對其保存率也有較大影響。4.產(chǎn)品貯藏中維生素的損失水分活度，包裝材料及貯藏條件對維生素的保存率都有重要影響。在相當(dāng)于單分子層水的AW下,維生素很穩(wěn)定,而在多分子層水范圍內(nèi),隨AW↑,維生素降解速度↑。第三十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第三十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第四十頁，共四十八頁，2022年，8月28日5.加工中化學(xué)添加物和食品成分的影響二氧化硫和亞硫酸鹽有利于VC的保存，但會與硫胺素和吡哆醛反應(yīng)。亞硝酸鹽可造成VB1的破壞。一般而言，氧化性物質(zhì)如氯氣，次氯酸離子，過氧化氫會加速VC，胡蘿卜素，葉酸等的氧化，而還原性物質(zhì)會保護這些維生素，有機酸有利于VC和VB1的保存率，堿性物質(zhì)則會降低VC，VB1，泛酸等的保存率。第四十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.2礦物質(zhì)6.2.1概述1、在體內(nèi)功能是構(gòu)成生物體的組成部分。維持生物體的滲透壓；維持機體的酸堿平衡。酶的活化劑；對食品的感官質(zhì)量有重要作用第四十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日2、食物來源及含量含量：動物4％－5％，植物1－15％，葉部含量最高水果：K含量高，大部分與有機物結(jié)合,或是有機物的組成部分,常以磷酸鹽,草酸鹽的形式存在.豆類：礦物質(zhì)含量最豐富,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn等含量均較高，其中P主要以植酸鹽形式存在。第四十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日谷類:礦物質(zhì)含量相對較少，主要存在于種子種皮。肉類：Na,K,Fe,PMn含量較高,Cu,Co,Zn,等也有少量，以可溶性氯化物、磷酸鹽，碳酸鹽形式存在或與蛋白質(zhì)結(jié)合。乳類：主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。蛋類：含人體所需的各類礦物質(zhì)。第四十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日3、存在形式（1）一價礦物質(zhì)元素都可形成可溶性鹽，大部分以離子形式存在。（2）一些二價或多價元素以離子、不溶性鹽或膠體溶液形成的動態(tài)平衡形式存在。如乳制品和肉制品中的礦物質(zhì)（3）一些金屬，特別是過渡金屬常以螯合物形式存在。4、基本性質(zhì)（1）水溶性（2）酸堿性第四十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日酸性食品：食品中的一些非金屬礦物元素如硫、磷、氯等在人體內(nèi)氧化后，生成帶陰離子的酸根，如PO43-、SO42-、Cl-等。含這類非金屬元素較多的食品，在生理上稱為酸性食品。如谷類、肉類等。堿性食品：食品中的一些金屬礦物元素如鈉、鈣、鉀等在人體內(nèi)氧化后，生成不同價態(tài)得陽離子。含這類金屬元素較多的食品，在生理上稱為堿性食品。如水果和蔬菜。（3）氧化還原性（4）濃度第四十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日6.2.2、礦物質(zhì)生物有效性

1、是指某種礦物質(zhì)從小腸被吸收入血液的效率。由于食品中礦物質(zhì)存在的化學(xué)形式多樣，受多種膳食因素和人體生理狀態(tài)的影響，所以它的生物有效性是可變的。它是造成食品中某種礦物質(zhì)損失的一個重要原因。2、影響因素（1）溶解度