第5章 维生素与矿物质 1.docx

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第5章维生素与矿物质1

第5章维生素与矿物质（VitaminandMinerals）

¡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-solubleVit：

B族：

VB1,VB2,VPP

VB5,VB6,VH

VB11,VB12

VC

fat-solubleVit：

VAVDVEVK

第一节维生素在食品加工贮藏中的变化

OverviewofWater-SolubleVitamins

◆Dissolveinwater

◆Generallyreadilyexcreted

◆Subjecttocookinglosses

◆Functionasacoenzyme

◆Participateinenergymetabolism

◆Marginaldeficiencymorecommon

影响VC降解的因素

①O2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。

③pH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

Ø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

v对热稳定,对酸和中性pH也稳定,在120℃加热6h仅少量破坏.

v在碱性条件下迅速分解.

v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

Ø无O2，120℃，保持12h仍很稳定。

Ø在有O2时，加热4h即失活。

Ø紫外线，金属离子，O2均会加速其氧化。

Ø脂肪氧化酶可导致分解。

Ø与VE，磷脂共存较稳定。

Ø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

a食品本身的影响

Ø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）

Ø不同部位：

一般根部<果实<茎<叶

果实：

从表层向核芯降低

Ø采后（宰后）：

酶解

Ó加工

Ø前处理:

去皮、浸泡、摘除

Ø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

Ø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。

Ø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。

Ø亚硝酸盐可造成VB1的破坏。

Ø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50mg/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

Ø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%。

{AcidFood：

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。

{AlkalineFood：

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-pH5.4~6,H+2HNO2肉内固有还原剂2NO+2H2O或3HNO2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。

（HOM