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二、水溶性維生素
(一)維生素C
維生素C又稱抗壞血酸,是一種含有六個碳原子的酸性多羥基化合物。天然存在的維生素C有L與D兩種異構體,但后者無生物活性。
1.理化性質與體內分布
維生素雖然不含有羧基,仍具有有機酸的性質。其純品是無色無臭的結晶,溶于水,有酸味,具有很強的還原性。畏光怕熱,忌銅、鐵,極易氧化分解。在酸性溶液中較為穩定,在堿性溶液中破壞更多。加工處理不當食物中維生素C損失很大。在所有維生素中維生素C最易被破壞。
正常攝入量情況下,體內可貯存維生素C1.2~2.0g,最大貯存量為3g。濃度最高的組織是垂體、腎上腺、眼晶狀體、血小板和白細胞,貯存量最多的是骨骼肌、腦和肝臟。
2.吸收與代謝
維生素C絕大部分在回腸吸收,但有少量的吸收發生在口腔和胃。被吸收的維生素C在血漿中主要以抗壞血酸游離形式運輸,但有一小部分(5%)以脫氫型抗壞血酸形式運輸,后分布到全身體液和組織中。
抗壞血酸的吸收隨著攝入量的增加而減少。一般每天從食物攝入的抗壞血酸為20~120mg,其吸收率為80%~95%。不能被吸收的抗壞血酸在消化道被氧化降解。
每天攝入維生素C100mg或140mg時,血細胞和組織中的維生素C分別達到飽和水平。當維生素C攝入量達到200mg/d時,血漿維生素C則達到穩定的水平。維生素C攝入量從每天200mg增加到2500mg,血漿維生素C的濃度僅從12mg/L上升到15mg/L,據此認為200mg維生素C是上限攝入量。
3.生理功能
(1)抗氧化作用。維生素C是活性很強的還原物質,可以直接與氧化劑作用保護其它物質免受氧化破壞。它參與機體重要生理氧化還原過程,在體內氧化防御系統中起著重要作用。從而具有抗感染和抗疲勞的作用。
(2)促進膠原形成。維生素C作為羥化過程底物和酶的輔因子參與體內許多重要生物合成的羥化反應。其中一個重要功能是促進組織中膠原的形成,因此在維護骨、牙的正常發育和血管壁的正常通透性方面起著重要作用。維生素C缺乏時影響膠原的合成,使創傷愈合延遲,毛細血管壁脆弱,引起不同程度出血。
(3)促進神經介質和類固醇的羥化反應。在腦和腎上腺組織,維生素C也作為羥化酶的輔酶參與神經遞質的合成。由多巴胺形成去甲腎上腺素、由色氨酸形成5-羥色胺的反應需要維生素C參加。維生素C還參與類固醇的代謝,如由膽固醇轉變成膽酸、皮質激素及性激素的羥化反應也需要維生素C的參與。維生素C可以降低血清膽固醇水平,可以保護心血管、預防動脈粥樣硬化的發生。
(4)促進生血機能。維生素C能促進腸道三價鐵還原為二價鐵,有利于非血紅素鐵的吸收,還促進葉酸生成四氫葉酸。對預防缺鐵性貧血和巨幼紅細胞貧血有較好的效果。
(5)解毒作用。一方面使谷胱甘肽保持還原型;另一方面保護了含巰基的酶。有助于促進重金屬離子的排出,巰基在體內與其它抗氧化劑一起消除自由基,阻止脂類過氧化及某些化學物質的危害作用。
(6)防癌作用。增加膳食中富含維生素C的蔬菜水果攝入量可降低胃癌以及其它癌癥的危險性。其機制可能與清除自由基、阻止某些致癌物如亞硝胺的形成、刺激免疫系統等有關。
4.缺乏與過量
人體維生素C缺乏的典型癥狀是壞血病。其表現為毛細血管脆性增強,牙齦及其毛囊四周出血,常有鼻衄、月經過多以及便血,重者還有皮下、肌肉和關節出血及血腫形成,還可導致骨鈣化不正常及傷口愈合緩慢等。其它還有易疲勞、瘦弱、發育不良、貧血、抵抗力下降、易感冒等。
維生素C在體內分解代謝最終的重要產物是草酸。若長期過量服用維生素C可出現草酸尿,以致形成泌尿道結石。此外,長期大量攝入可造成對大劑量維生素C的依賴性,即使維生素C攝入量較多但達不到長期形成的高水平,而出現維生素C缺乏。
5.供給量與食物來源
維生素C在貯存、加工、烹調處理過程中極易被破壞。因此,供給量要考慮到這些可能損失。根據我國1988年RDA,維生素C的供給量標準成人、老年人均為60mg/d。但據調查,我國居民維生素C的實際攝入量已達到90mg/d以上,考慮到我國飲食習慣中蔬菜經過炒、燉、熬后,維生素C損失較多,新的供給標準適當提高了維生素C的推薦量,即成人的RNI為100mg/d,UL為≤1000mg/d。
在高溫、寒冷、缺氧條件下勞動或生活、工作中經常接觸鉛、苯、汞等有害物質,以及感冒、長期發燒、大面積燒傷、急性風濕性心臟病、高膽固醇血癥、膽石癥等疾病患者的供給量應酌情增加。但大劑量使用時,需要在醫生指導下進行。
新鮮蔬菜水果中維生素C含量較高,水果中以柑、桔、橙、柚、柿、棗和草莓含量豐富,蔬菜中以豌豆苗、韭菜、辣椒、油菜苔、花菜、苦瓜中含量高。豆芽可作為蔬菜淡季供應維生素C的一種方法。獼猴桃、刺梨、醋柳、酸棗等不僅維生素C含量豐富,而且含有保護維生素C的生物類黃酮,是一類值得開發的天然維生素C補充劑。只要能經常吃到足夠的蔬菜和水果,并注意采用合理的烹調方法,一般不會缺乏。
(二)維生素B1
維生素B1是由一個含氨基的嘧啶環和一個含硫的噻唑環組成的化合物。因其分子中含有硫和胺,又稱硫胺素,也稱抗腳氣病因子或抗神經炎因子等,是最早發現的一種維生素中。
1.理化性質與體內分布
硫胺素是一種無色結晶體,溶于水,微溶于酒精,氣味似酵母。一般烹調溫度下破壞較少,但用壓力或在堿性溶液中易被破壞,紫外線可使其降解而失活,銅離子可加快它的破壞,酸性溶液中比較穩定。
某些食物如軟體動物、魚類的肝臟中含有能分解硫胺素的酶,可使其失去活性,但此酶一經加熱即被破壞。含有多羥基酚(如單寧、咖啡酸、綠原酸)的食物也會通過氧化還原反應使硫胺素失去活性。亞硫酸鹽在中性或堿性媒質中能加速硫胺素的分解破壞,故在保存含硫胺素多的食物時,不宜用亞硫酸鹽作為防腐劑或以二氧化硫熏蒸食物。
正常成年人體內維生素B1的含量約25~30mg,其中約50%在肌肉中,心臟、肝臟、腎臟和腦組織中含量亦較高。體內的維生素B1中80%以焦磷酸硫胺素(TPP)形式貯存,10%為三磷酸鹽硫胺素(TTP),其他為單磷酸硫胺素(TMP)。
2.吸收與代謝
硫胺素吸收的部位在空腸和回腸。維生素B1吸收后主要在小腸粘膜和肝內進行磷酸化后變成焦磷酸硫胺素,發揮輔酶作用。
維生素B1在體內存量及時間都極為有限,一旦體內缺乏,肌肉、肝臟所貯存的維生素B1會迅速消失,腦中的消失最慢。維生素B1在尿中排出量與其攝入量成正比。
體內維生素B1的生物半衰期為9~18天。如果膳食中缺乏維生素B1,在1~2周后人體組織中的維生素B1含量就會降低。因此,為保證維持組織中的正常含量,維生素B1要定期供給。
3.生理功能
(1)輔酶功能。維生素B1所形成的焦磷酸硫胺素(TPP)是碳水化合物代謝過程中脫羧酶和轉酮醇酶的輔酶。輔羧酶在碳水化合物進行徹底氧化、產生能量過程中起著重要作用。
(2)與神經系統功能有關。正常情況下神經系統主要從葡萄糖獲得能量;末梢神經的興奮傳導,需要維生素B1參加;維生素B1對神經細胞膜傳達高頻脈沖有重要作用;也可能涉及到神經組織中陰離子通道的調節。故缺乏維生素B1就不能很好地維持髓鞘的完整性,導致神經系統病變。
(3)與心臟功能有關。缺乏維生素B1,輔羧酶形成不足,碳水化合物代謝障礙,中間代謝產物如丙酮酸和乳酸在血內堆積,直接影響心臟和肌肉組織的功能。
(4)與胃腸功能有關。維生素B1能抑制膽堿脂酶的活力,減少乙酰膽堿的分解,間接促進神經傳導物質乙酰膽堿的合成,有利于促進胃腸蠕動和消化腺體的分泌。
4.缺乏與過量
在日常生活中,硫胺素的缺乏很常見。硫胺素缺乏的原因有以下幾種:
(1)攝入不足。如長期大量食用精白米面;煮粥、煮豆、蒸饅頭等加入過量的堿;高能量膳食的絕大部分能量來自碳水化合物等易造成硫胺素缺乏。
(2)需要量增加。硫胺素的攝入量一機體能量總攝入量成正比;婦女在妊娠、哺乳期間需要量相對較高;在高溫環境下工作、神經精神高度緊張、引起代謝率增加的某些疾病如發熱、甲狀腺功能亢進以及輸入葡萄糖的病人需要量也相應增加。
(3)機體吸收或利用障礙。如長期慢性腹瀉、酗酒以及肝、腎疾病影響焦磷酸硫胺素的合成。
維生素B1缺乏病常與其他營養缺乏癥并存。典型的維生素B1缺乏癥為腳氣病。發病早期出現體弱、疲倦、煩燥、健忘、消化不良或便秘和工作能力下降;稍后出現周圍神經炎癥狀:腓腸肌壓痛痙攣、腿沉重麻木并有蟻行感;嚴重可出現多發性神經炎、心衰、水腫、胃腸癥狀等,以至呼吸困難、循環衰竭而死亡。
嬰兒型腳氣病常發生在兩歲以內(主要是2~6個月),以心血管癥狀為主。早期表現食欲不振、心跳快、氣促、水腫、煩燥不安,晚期表現為心力衰竭癥狀,易被誤診為肺炎合并心力衰竭。
硫胺素過量中毒很少見,但超過RNI100倍以上的劑量有仍可能引起頭痛、驚厥、心律失常。
5.供給量與食物來源
體內不能大量貯存硫胺素,需要每日予以補充。它與碳水化合物代謝有關,并與熱量的需要成正比。一般認為成人每1000kcal熱量需要硫胺素0.5mg。老人和兒童的硫胺素需要量較成人高,每1000kcal能量需要硫胺素0.5~0.6mg。中國營養學會2000年推薦硫胺素的RNI成年男性為1.4mg/d,女性為1.3mg/d。硫胺素的UL為50mg/d。
常吃零食或高熱量高糖食物、油炸食品及攝食咖啡、茶葉、藍莓等富含硫胺酶食物時,必須提高B1的攝取量。
粗糧、豆類、花生、瘦豬肉、肝、腎、心以及干酵母都是維生素B1的良好來源。但須注意加工、烹調方法,谷物過分精制加工、食物過分用水洗、烹調時棄湯、加堿、高溫等均會使維生素B1有不同程度的損失。
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