第二十四章 水溶性维生素
水溶性维生素的共同特点是水溶性高, 在人体内基本上不能储存,一旦体液中的浓度超过阈值,即随 尿液排出体外,故一般不发生过多症。
水溶性维生素大多数是作为各种酶的辅助因子而参与体 内的物质代谢。其中与物质和能量代谢有关的有维生素B1, B2,PP,B6,泛酸和生物素,与造血功能有关的维生素是叶酸 和 B12
水溶性维生素的生理功能、缺乏病、日需要量和富含的食 物列于表6-4。
(―)维生素B1
维生素B1又称抗脚气病维生素,因其分子中含硫及氨 基,又名硫胺素。临床使用的维生素B|是化学合成的硫胺素 盐酸盐,其结构式如下:
维生素岛是白色粉末,其盐酸盐为白色结晶,在水中溶 解度较大,在酸性环境中极为稳定且耐热。在PH = 3时, 140C加热1小时不被破坏,但在碱性环境中加热极易分解。 氧化剤和还原剤也可使硫胺素失去活性。
1.生理功能及缺乏病
硫胺素在体内经硫胺素激酶催化,转变成硫胺素焦磷酸 (TPP)而发挥作用。
①参与细胞内糖代谢。TPP是梭化酶的辅酶,对机体内 糖的氧化起重要作用。正常情况下,神经组织的能量来源几 乎完全靠糖的氧化供给。硫胺素缺乏时,糖代谢受阻,神经组 织得不到足够的能量,而且糖代谢的中间产物丙酮酸在神经 组织中积累,导致患者初期出现健忘、不安、易发怒等症状,继 而发生四肢无力、肌肉疼痛萎缩、皮肤渐渐失去知觉、整个下 肢麻痹等症状,有时下肢水肿,重者有明显心力衰竭的表现, 临床上称为脚气病。
②促进胃肠蠕动。维生素乌可抑制胆碱酯酶活性,使神 经传导所必需的乙酰胆碱不被破坏,保持神经的正常传导功 能。维生素乌缺乏时,神经传导受影响,造成胃肠蠕动缓慢、 消化液分泌减少、食欲不振、消化不良等症状。
2.需要量及来源
由于硫胺素参与了糖代谢,其需要量与机体热能的日摄 入量成正比,一般认为可参照热能日摄入量来考虑供给量。 目前多数国家(包括中国)硫胺素的供给量标准为0.12毫克/ 1000千焦。
值得注意的是,由于硫胺素水溶性大,食物过分浸洗(尤 其是切碎后)易流失。硫胺素在碱中受热易破坏,食物加工 (如蒸馒头、煮豆)若加入碱会造成硫胺素大量损失。
维生素B1在植物中分布广泛,主要存在于种子的外皮和 胚芽中,故糙米、全麦粉中硫胺素含量比精米、精面粉要高。
表6-4水溶性维生素的生理功能、缺乏症、日需量及来源
名称 别 名 生理功能 缺乏症 成人日需量 富含食物
维生素B1 硫胺素
抗脚气病维生素 促进糖的氧化 增进食欲 脚气病、胃肠道 功能障得 1.2mg 谷物外皮及胚芽,
酵母、豆、
维生素B2 核黄素 参与生物氧化 舌炎、唇炎、口角炎、 皮脂溢岀性皮炎 1.8mg 肝、蛋黄、黄豆、
绿叶蔬菜
维生素PP 烟酸(尼克酸) 烟酰胺(尼克酰胺) 抗癞皮病维生素 参与生物氧化
维持皮肤健康 癞皮病 19.8mg 谷类、花生、酵母、
维生素B6 毗哆醇
毗哆醛
毗哆胺 参与蛋白质 氨基酸代谢 人类未发现
典型缺乏症 1.6mg 谷类、豆类、酵母、蛋黄
泛酸 遍多酸 参与酰基转移 参与脂类代谢 人类未发现 典型缺乏症 4~7mg 广泛存在动植物、细胞组织
续表
名称 别 名
¥ 生理功能 缺乏症 成人日需髭 富含食物
生物素 维生素H 参与体内COz
固定 人类未发现
典型缺乏症 0. Img 动植物 及微生物
维生素Bn 叶酸 与蛋白质核酸合成 红细胞以及白细胞 成熟有关 巨红细胞性贫血 0.2mg 酵母、 緑叶蔬菜
维生素b12 钻胺素 促进甲基转移 核酸合成以及 红细胞成熟 巨幼红细胞性贫血 2悠 酵母
维生素C 抗坏血酸 参与体内氧化还原
反应,参与细胞间
质形成 坏血病 30mg 新鲜水果 和蔬菜
含维生素B1的食物。其中谷类、豆类、干果和酵母。蔬菜、水果虽然含有硫胺素,但都不是硫胺 素供给的主要来源。
(二)维生素玫
维生素B2为桔黄色结晶,其分子中含有核糖醇,故又名 核黄素。其结构式为:
核黄素虽被列为水溶性维生素,但水中溶解度极微(约 l/3000)o它在酸性溶液中较稳定,即使短期高压加热也不至 于被破坏。它在碱性溶液中易分解,受紫外光照射即被破坏。
1.生理功能及缺乏病
核黄素在机体内以黄素单核昔酸(FMN)和黄素腺嚎吟 二核昔酸(FAD)的形式存在。它们是多种氧化酶的辅助因 子,在体内物质氧化过程中起重要作用。机体内核黄素不足, 则物质代谢紊乱,常见症状有:口角炎——口角裂开并有乳白 液,唇炎、下唇微肿、脱屑及色素沉着,舌炎,皮脂溢出性皮 炎等。
2.需要量及来源
核黄素直接参与细胞内物质氧化过程,与体内能量代谢 有密切关系,其供给量一般可根据热能日摄入量来计算。世 界卫生组织建议核黄素日供给量为0.12毫克/1000千焦,我 国目前也采用世界卫生组织建议的供给标准。
核黄素在自然界分布很广,豆类、绿色蔬菜和禽畜肝、心、 肾脏及禽蛋类等均含丰富的维生素旦(表6-6)。
表6-6常见食物中维生素氐的含量(mg/100g)
食物 维生素 旦含量 食物 维生素| 旦含量
釉米 0.02 菠菜 0.11
标面粉 0.08 芥菜 0.11
玉米 0.13 蔬苗 0.11
小米 0.10 竟菜(红) 0.12
黄豆 0.20 芫荽 0.14
绿豆 0.11 I时菇(干) 1.10
(三)维生素PP
维生素PP又名抗癞皮病维生素,其化学本质是尼克酸 (烟酸)和尼克酰胺(烟酰胺),均为毗陀的衍生物。它们的结 构式为:
维生素PP是白色结晶,水中溶解度大,性质稳定,耐高 温高压,耐酸碱,是各种维生素中最稳定的一种。
1 .生理功能及缺乏病
在体内,尼克酰胺是维生素PP的主要存在形式,尼克酸 则是尼克酰胺的前体。
尼克酰胺在体内与腺昔酸组成尼克酰胺腺嚎吟二核昔酸 (NAD)和尼克酰胺腺噤吟二核昔酸磷酸(NADP),它们是多 种脱氢酶的辅酶,在生物氧化过程中担负着传递氢的作用,是 物质代谢过程中不可缺少的物质。人类缺乏维生素PP将引 起癞皮病,其典型症状是皮炎(Dermatitis)、腹泻(Diarrhea)、 痴呆(Dementia),医学上称为三“D”症状,具体表征是两手、两 颊、左右额及其他裸露部位出现对称性皮炎,皮炎处有明显的 界限和清楚的色素沉着。癞皮病患者还常伴有维生素B|和 旦缺乏。
2.需要量及来源
维生素PP与体内物质和能量代谢密切相关,其供给量
同样可以参照热能日摄入量计算。我国暂定尼克酸供给量相 当于硫胺素供给量的io倍(见附表n),即i.2毫克/woo千 焦。
尼克酸广泛存在于动植物组织中,其中含量最丰富的是 酵母、花生、全谷类、豆类及(表6 - 7)。
临床上常用的抗结核药物异烟豚(雷米封)的结构与维生 素PP十分相似,对维生素PP有拮抗作用。结核病患者长期 服用异烟瞬,应注意适当补充维生素PP,否则可能引发癞皮 病的某些症状。
表6-7常见食物中维生素PP的含量(mg/lOOg)
食物 维生素
PP含量 食物 维生素 食物 维生素
PP含量 PP含量
稻米
上白米 2.6 磨菇(干) 30.7 啤酒酵母 37.9
1,0 芥蓝菜 1.0
标面粉
2.0 芥菜 0.7
精面粉
1.1
黄豆 2.1 生菜 0.4 15.0
绿豆 2.0 背椒(尖) 0.5 6.8
花生仁 14.1 白菜 0.7 2.8
妙葵花籽 4.8 芫亜 2.2 3.7
(四)维生素B6
维生素氏是毗嚏的衍生物,在生物体内有毗哆醇、毗哆 醛、毗哆胺三种形式,它们可以相互转化且均具有维生素皂 的活性,其结构式如下:
CH2OH CHO
HOy&cHQH "
H人N丿 h人丿
毗哆醇 毗哆醛
维生素b6溶于水和酒精,对热稳定,在强酸强碱中高压 加热也较稳定 ,但在中性和碱性溶液中对紫外光敏感。
1 .生理功能及缺乏病
维生素b6在体内经磷酸化作用转变为磷酸毗哆醛和磷 酸卩比哆胺,是氨基酸代谢过程中多种酶的辅助因子,催化氨基 酸的转氨、脱菠和消旋反应。由于维生素珑与氨基酸代谢直 接相关,在人体生长发育期间尤为重要。若妇女怀孕期间缺 乏维生素氏,常造成婴儿体重不足,容易发生痉挛、贫血、生 长缓慢等现象。成年人很少发生维生素皂缺乏症。
2.需要量与来源
维生素b6的供给量我国尚无明确规定,估计成年人日需 要量约2mg,_般认为其供给量与蛋白质摄入量相关。
肠道细菌可以合成维生素B6,是人体维生素B6的来源 之一。
维生素B6分布很广,食物中以酵母、蛋黄、谷类、 豆类等较为丰富(表6-8)o
表6-8部分食物中的维生素皂含量(mg/100g)
食物 维生素
B6含量 食物 维生素 氏含量 食物 维生素 岛含量
釉米 0.16 胡萝卜 0.12 0.08-0.30
全麦面粉 0.4-0.7 菠菜 0.22 0.45
豌豆 0.16 土豆 0.22 鸡蛋 0.25
蚕豆 0.10 干酵母 2.5-5.0
正常膳食中并不缺乏维生素B6。但使用抗结核药物异 烟豚时,异烟腸可与毗哆醛结合成异烟踪,从而加速了维生素 B6从尿液中排泄,会造成体内维生素B6不足,所以,采用异 烟瞬治疗结核病时,除补充维生素PP夕卜,应加服维生素b6, 可防止治疗中出现的不安、失眠和多发神经炎等不良反应。
(五)泛酸(维生素B3)
泛酸广泛存在于生物界,故又名遍多酸。它是由丙 氨酸与a,y-二羟- 二甲基丁酸缩合而成的一种酸性
物质。其分子式为:
ch3 oh o
CH,
泛酸
泛酸是浅黄色粘性油状物,易溶于水和酒精,耐热,对紅 化剂和还原剤极为稳定。
泛酸在体内的存在形式是辅酶A,它是酰化作用的辅酶, 在糖、脂、蛋白质代谢过程中起催化酰基转移作用。
泛酸在人类的食物中相当充足,肠道细菌也能合成泛酸 供人体利用。人类尚未发现典型的泛酸缺乏病。但在治疗其 他维生素B缺乏病时同时补给适量泛酸,常可提高疗效。
(六)生物素
生物素又名维生素H,从化学结构上可认为是囈吩的衍 生物。其结构式为:
0
人
NH NH
COOH
生物素
生物素是一种针状结晶,常温下稳定,但高温和氧化剂可 使其丧失活性。
生物素是梭化酶的辅酶,参与体内的C02固定和援化过 程。
生物素广泛存在于各种食物,肠道细菌也可以合成供人 体利用,所以人体缺乏生物素极为罕见。但是,大量食用生蛋 清可能人为诱发生物素缺乏。原因是蛋清中含有一种对热不 稳定的抗生物素蛋白质,能与生物素特异结合成一种非常稳 定但无活性并难以吸收的复合物,影响了生物素吸收而出现 缺乏症状。
(七)叶酸
叶酸因富存于绿叶而得名。其分子由蝶吟、对氨基苯甲 酸及谷氨酸组成。其结构式为:
叶酸为黄色结晶,微溶于水,易溶于稀乙醇,在酸性溶液 中不稳定,易被光破坏。食物在室温下贮存时,其所含叶酸很 容易损失。
叶酸在体内经还原酶催化还原成四氢叶酸,后者是一碳 单位转移酶的辅酶,直接参与瞟吟和嚅暄核昔酸的生物合成, 继而影响核酸、蛋白质的生物合成。叶酸具有促进红细胞成 熟的作用。叶酸缺乏时,红细胞成熟延缓、变大、脆性增强,出 现巨幼红细胞性贫血。
叶酸广泛分布于各种食物,如新鲜叶菜 等。一般膳食均可满足人体对叶酸的需要量,肠道细菌也能 合成叶酸供人体利用,所以人类极少发生缺乏病。
(九)维生素C
维生素C又称抗坏血酸,因能预防和治疗坏血病,又具 有酸性而得名。它是人类最早发现人体缺乏病的维生素之
~ O
早在18世纪中叶,航海学家远离陆地作长时间海上航 行,由于不了解或疏忽了营养条件,缺乏新鲜蔬菜和水果的供 给,海员出现全身性出血的症状,称为坏血病。后来,人们发 现用新鲜的蔬菜和水果如椰菜、洋葱、桔子、柠檬等可预防和 治疗这种疾病,而其中起作用的是维生素Co
维生素C是一种六碳原子的多羟基酸性化合物。它是 一种很强的还原剂,可以使很多化合物还原。抗坏血酸可以 通过自身氧化型与还原型的相互转变,在生物组织中自成一 个氧化还原体系。若脱氢抗坏血酸进一步水解为二酮古洛糖 酸,则丧失生物学活性。其氧化还原过程如下:
—
1 — 0—C—0H
HO—C
| 1 O-C 1 O—C
HO—C O—C O—C
H—C—(
1 ): -2H
F H一§—( + HQ
> H—C—0H
HO~C~H | HO-C—H |
HO—C—H
ch2oh CH2OH ch2oh
抗坏血酸 脱氢抗坏血酸 二酮古洛糖酸
维生素C是无色无臭的片状结晶,有酸味,易溶于水及 乙醇,不耐热,易氧化,微量金属原子可加速其氧化作用。维 生素C在酸性溶液中比在碱性溶液中稳定。
1 .生理功能及缺乏病
①促进细胞生物氧化,增加代谢强度,增强机体的抵抗 力。
②促进胶原蛋白合成。胶原蛋白是细胞间质的重要成 分,它对于维持人体结缔组织及细胞间质结构和功能的完整 性有重要作用,故能促进伤口愈合和骨骼的正常发育。维生 素C严重缺乏时,引起坏血病,其主要表现为牙龈和角化的 毛囊及其四周出血,重者还有皮下肌肉和关节出血。
③促进铁质吸收。维生素C能使难以吸收的三价铁 (Feb还原成二价铁(FeH),并促进蛋白中的三价铁(Fe&)还 原成二价铁(Fe44),有利于铁的吸收和利用,对缺铁性贫血的 治疗起一定作用。
④抗氧化作用。维生素C是一种极强的还原剤,可保护 维生素A、E以及必需脂肪酸免受氧化。
维生素C的生理功能非常广泛,近年被广泛应用在医疗上。
维生素C在人体内不能合成,必须全部由食物供専:世 界卫生组织建议维生素C日需要量为30 mg,我国建议采用
较高的供给量标准(表6-10)o
表6-10我国暂订的维生素C供给量
年龄组 维生素C日供给量:(mg)
男 女 孕妇 乳母
成年 75 70 100 150
16 19岁 90 75
13 15岁 80 75
10-12 岁 75
7~9岁 65
5~6岁 50
3~4岁 40
2岁 35
2岁以下 30
维生素C的主要来源是新鲜蔬菜和水果(表6 - 11),只 要经常注意供应足够的蔬菜和水果,并采用合理的烹调和加 工方法,一般不会引起维生素C缺乏。动物性食物中仅肝脏 和肾脏含有少量的维生素C。
食物中的维生素C极易流失或破坏,加工和处理方法对 保护维生是相当重要的。蔬菜应先浸洗干净后再切碎 去皮的土豆整个在净水中浸洗12小时,维生素C流失9%: 但先切片后浸洗,损失达51%0烹调食物难免造成维生素c 的损失,方法得当,可减少损失的程度(表6_12)。
YE:雄段过程中也会导致维生素C的损失(表6 -13),低温贮存可减少损失量。
表6- 11常见蔬菜、水果中的维生素C含量(mg/100g)
食物 维生素
C含量 食物 维生素
C含量 食物 维生素
C含量
白菜 28 青辣椒 62 沙田柚 23
菜花 61 柿子椒 72 橙 33
菠菜 32 青蒜 16 柠檬 22
菓菜 25 蕃茄(红熟) 19 黄皮 35
菟菜 47 苦瓜 56 鮮荔枝 41
芥蓝菜 76 桃 25 鲜桂圆 43
大芥菜 72 柿 30 芒果 23
表6-12不同烹调方法食物中维生素C保存率
食物 烹调方法 抗坏血酸
烹调前
(mg) 烹调后
(mg) 保存率
(%)
去皮,切丝,油炒6min,加盐 20.8 11.8 56
马铃薯 去皮,切片,油炒6min,加盐 20.8 16.8 80
去皮,切片,油炒lOmin,加盐 20.8 12.9 62
切丝,油炒lOmin,加盐 42.8 22.2 52
白菜 切段,油炒lOmin,加盐 42.8 33.2 78
切段,油炒15min,加盐 42.8 23.5 55
表6-13不同贮存温度对食物中维生素C的影响
维生素C损失成(%)
疏来 贮仔叼冋 "
41C 13X3 20V
菠菜 2d 8 38 70
凉拌叶菜 2d 29 38 46
实验证明,避光贮存也是减少维生素c损失的有效措施之一。