第5章 维生素与矿物质

第5章 维生素与矿物质 (Vitamin and Minerals)维生素（Vitamin）维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物。这类物质在人和动物体内不能合成，或合成的量不能满足机体的需要，必须从食物中摄取。维生素不是机体的主要结构材料，也不是体内能源物质，但它们在物质的代谢中起着非常重要的作用。

维生素的功能 辅酶或辅酶前体:如烟酸,叶酸等

 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Vit：water-soluble Vit：B族：VB1,VB2,VPPVB5,VB6,VHVB11,VB12 VCfat-soluble Vit：VA VD VE VK

第一节 维生素在食品加工贮藏中的变化Overview of Water-Soluble VitaminsDissolve in waterGenerally readily excretedSubject to cooking lossesFunction as a coenzymeParticipate in energy metabolismMarginal deficiency more common影响VC降解的因素

① O2浓度及催化剂催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度。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。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。

② 高浓度的糖、盐等溶液：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↑。

⑤ 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VB1的稳定性具有酸-碱性质对热非常敏感,在碱性介质中加热易分解.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.其降解受AW影响极大,一般在AW为0.5-0.65范 围降解最快.VB1的稳定性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。食品的加工与贮藏中易损失。降解两环间亚甲基易与强亲核试剂发生亲核取代反应

硫胺素被亚硫酸盐破坏 5-β-羟乙基-4-甲基噻唑＋α-甲基-5-磺甲基嘧啶

在碱性条件下所发生的降解反应 5-β-羟乙基-4-甲基噻唑＋羟甲基嘧啶

VB2稳定性对热稳定,对酸和中性pH也稳定,在120 ℃加

热6h仅少量破坏.在碱性条件下迅速分解.

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.VA A1（视黄醇）：主要是全反式结构，其生物效价最高。A2（脱氢视黄醇）：存在于淡水鱼中，其生物效价为维生素A1的40％。

新维生素A：l，3一顺异构体，它的生物效价为维生素A1的75％。VA来源:动物

鱼肝油 鱼肉 牛肉 蛋黄 牛乳及乳制品 植物:类胡萝卜素 (维生素A 原)

VA的稳定性 无O2，120℃，保持12h仍很稳定。 在有O2时，加热4h即失活。 紫外线，金属离子，O2均会加速其氧化。 脂肪氧化酶可导致分解。 与VE，磷脂共存较稳定。 对碱稳定。VD维生素D是一些具有胆钙化醇生物活性的类固醇的统称。

VD来源 植物食品、酵母 人和动物皮

稳定性对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。结晶的维生素D对热稳定。

生育酚的抗氧化能力 ——清除生成的自由基食品 δ＞γ＞β＞α生物体内 α＞β＞γ＞δ

稳定性有O2：氧化（氧和自由基） 猝灭单线态氧 无O2：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。食品加工、包装、贮藏中：大量损失 。

功能性质维生素K1 在食物中含量丰富；维生素K2能由肠道中的细菌合

成。维生素K参与凝血过程，被称为凝血因子。维生素K具有还原性，在食品体系中可以消灭自由基 。维生素K可被空气中的氧缓慢地氧化而分解，遇光（特别是紫

外光）则很快被破坏，对热、酸较稳定，但对碱不稳定。

三、维生素在食品加工中的变化 食品本身的影响成熟度：不同成熟期维生素含量不同（Vc-番茄，最高含量在未成熟期）不同部位：一般根部

 加工前处理:去皮、浸泡、摘除加工程度：

谷物磨粉程度、与种子的胚乳、胚芽、种皮的分离程度有关

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；

淋洗、漂烫：水溶性损失， 短时间热烫减少维生素的损失。

冷却方法：空气冷却损失较小。

微波加热：损失小。

蒸汽加热：比热烫小，比微波大。

热灭菌处理：高温瞬时够灭菌法。

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, 维生素很稳定,而在多分子层水

范围内,随AW↑,维生素降解速度↑。

五 加工中化学添加物和食品成分的影响氯气,次氯酸离子,二氧化硫等具有强反应性,与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。

第二节 矿物质在食品加工贮藏中的变化

主要功能： 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 分类 常量元素：（99％）钾、钠、钙、镁、氯、硫、磷和碳酸盐等微量元素:（低于 50 mg/kg)

必需营养元素，Fe，Cu，I，Co，Mn和Zn等；

非营养非毒性元素，AI，B，Ni，Sn等；

非营养有毒性元素，Hg，Ph，AS，Cd和Sb等 来源植物性食品

水果：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.

豆类：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。

谷物:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。 来源动物性食品

肉类：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蛋白质结合。

牛乳：主要含Ca,也含有少量K, Na, Mg, P,Cl, S等。

蛋类：含人体所需的各类矿物质。 食物中矿物质存在状态溶解状态 :有些常量元素，尤其是单价的 。（K＋、Na＋、SO42-）胶态形式 ：游离的、溶解的、非离子化。（多价离子 ）螫合状态 ：金属元素 （钴元素）  矿物质在食品加过程中的变化一般加工对其含量的影响

矿物质在加工中不会因为光，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。加工时因容器带入会使其含量增加 如铁锅炒菜等。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%。 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。

第七章 色素和着色剂

人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400~800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸

收光的互补色。

发色团(Chromophore 在紫外或可见光区(200~800nm）具有吸收峰的基团被称为发色团,发色团均具有双键。 如：-N=N-, -N=O, C=S, C=C , C=O等.

2.助色团( Auxochrome)

有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称

为助色团。如：-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -SR, -Cl, -Br 等。

第一节 卟啉类色素 由四个吡咯联成的环称为卟吩, 当卟吩环带有取代基时，称为卟啉类化合物。 叶绿素 (Chlorphylls) 叶绿素 a，b 植醇

（绿色，水溶性）脱植叶绿素 -植醇 ————〉 叶绿素（绿色，脂溶性） 叶绿素酶

-Mg2+ 酸/热 -Mg2+ 酸/热 脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性） 脱镁叶绿素（橄榄绿 ，脂溶性）

-COCH3 热 -COCH3 热

焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性） 焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）

影响稳定性的因素

（1）光、氧（2）酶（3）酸、热（4）水份活度 （5）气体环境（6）盐4. 护绿方法 （1）加碱护绿 （2）高温瞬时灭菌 （3）加入铜盐和锌盐

血红素(Haemachrome ) 是亚铁卟啉化合物

血红蛋白（Hemoglobin)和肌红蛋白(Myoglobin)是动物肌肉的主要色素蛋白质。

血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，达到配位数为六的化合物。2.性质（1）氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。

（2）氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用

氧合肌红蛋白 （oxymyoglobin） 鲜红色， 肌红蛋白（myoglobin） 红紫色，高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色

低氧压时（1~20mm汞柱), 主要为氧化作用；高氧压时，主要为氧合作用。3. 腌肉色素

硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下：

NO3-细菌还原作用 NO2- pH 5.4~6, H+ 2HNO2 肉内固有还原剂 2NO + 2H2O或 3 HNO2 歧化 HNO3 + 2NO + H2O

NOMb, NOMMb, 氧化氮肌色原统称为腌肉色素， 其颜色更加鲜艳，性质更加稳定（对热、氧)。

MNO2的作用： （1）发色 （2）抑菌 （3）产生腌肉制品特有的风味。

但过量使用安全性不好，在食品中导致亚硝胺生成；肉色变绿。

4. 肉及肉制品的护色（1）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。（2）高氧压护色（3）采用100%CO2条件，若配合使用除氧剂，效

果更好。 腌肉制品的护色一般采用避光、除氧。

5. 肉色变绿 血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在-亚甲基上，绿色的形成有三种情况

A.由于一些细菌活动产生的H2O2可直接氧化-亚甲基。（HOMb，羟基卟啉肌绿蛋白）

B. 由于细菌活动产生的H2S等硫化物，在氧或H2O2存在下，可直接加在-亚甲基上。（SMb，巯基卟啉肌绿蛋白）

C. 由于MNO2过量引起。 (NMb，硝基卟啉肌绿蛋白)