项目4 维生素
[学习导读]
“怪病”肆虐欧洲远洋船队
1498年，葡萄牙Gama号船队绕好望角航行时，160名船员中有100多名不战而死。
1519年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队航行中，有的船员牙床破裂了，有的船员流鼻血，有的船员浑身无力。待船到达目的地时，原来的200多人，活下来的只有35人。在这以后的多次航海中，不明原因的死亡严重威胁着船员的生命。
但是，15世纪我国明代郑和率领的庞大中国远洋船队前后共7次下西洋，人数多达2.8万人，每次航行时间长达2～3年，但郑和船队的船员从来没有患过类似疾病而死亡。为什么几次航海会有不同的结果呢？
航海中的船员
[项目要求]
通过本项目的学习：
1.掌握维生素的概念和分类。
2.了解各种维生素的性质、生理功能、缺乏症及食物来源。
知识介绍
进入20世纪后，随着科学的发展，科学家们才发现：为了维持人体健康，除了需要蛋白质、脂肪、糖类、矿物质和水外，还必须有各种维生素。
1.4.1 维生素的定义
维生素是维持机体正常代谢所必需的一类低分子有机化合物。维生素虽然不能提供能量，也不是人体组织结构组成部分，人体需要的数量也很少，但身体自身不能合成或合成数量很少，必须由食物提供。
1.4.2 维生素的分类
维生素根据发现的先后次序，在维生素后面加上字母A，B，C，D等来命名。也有的根据它们的化学结构特点或生理功能来命名，如硫胺素、抗坏血酸等。维生素的种类很多，目前已知的有20多种，他们的化学性质与结构的差异性很大。根据他们溶解性质的不同可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。
脂溶性维生素不溶于水，只溶于油脂，它们在肠道内的吸收受脂肪的影响。如脂肪吸收不良，脂溶性维生素的吸收也随之降低。在脂肪吸收正常的情况下，如果维生素A、维生素D摄入过多，将在人体内脂肪中过量蓄积而引起中毒。水溶性维生素在体内几乎不能储备，摄入过多时，多余的部分会随尿排出。但个别水溶性维生素摄入过量也有一定不良作用。
1.4.3 脂溶性维生素
1）维生素A
维生素A对酸、碱、热都很稳定，但易被氧化而失去生理功能，常用的烹调方法对维生素A无严重的破坏，但长时间剧烈加热如油炸，可使其遭到破坏。维生素A只存在于动物性食物中。人体内的维生素A有两个来源。
（1）维生素A的生理功能
①维生素A能促进眼睛视网膜细胞内感光物质视紫红质的合成与再生，以维持正常视觉。当人体由亮处进入昏暗环境中时，依靠视紫红质对弱光的敏感性能看清在暗光处看不清的东西。如果维生素A缺乏，就会影响视紫红质的合成速度或停止合成，引起夜盲症，民间称“雀目眼”。
视紫红质形成的示意图
②维持皮肤的黏膜等上皮组织的正常状态。维生素A缺乏时，上皮细胞退化，黏膜分泌较少，出现皮肤粗糙、拖屑、眼结膜干燥、发炎，从而导致各种眼疾。
③促进生长和骨骼发育。主要与维生素A有促进蛋白质合成和骨骼细胞的分化有关。
④增加人体对疾病的抵抗力。
（2）供给量和食物来源
我国营养学会推荐的维生素A供给量，成年人不分男女每日均为800 μg视黄醇当量，孕妇、乳母为1 000～1 200 μg视黄醇当量，儿童略低于成年人。在质量方面，供给1/3最好来自动物性食物。
维生素A最好来源是动物肝脏，其次是奶油和蛋黄。植物性食物中，以红、黄、绿色的蔬菜和水果（如胡萝卜、红心番薯、菠菜、韭菜、杧果、杏、柿等）、β-胡萝卜素的含量最为丰富。
维生素A丰富的食物
2）维生素D
（1）维生素D的种类
维生素D包括维生素D2和维生素D3，它们具有相同的生理功能。自然界中有些植物含麦角化固醇，人体内含7-脱氢胆固醇，这两种物质是维生素D的前体，它们在日光中紫外线的照射下分别转变为维生素D2和维生素D3。所以，儿童要经常晒太阳，这样可以预防佝偻病。
（2）维生素D的生理功能
维生素D的主要功能，有促进钙、磷在肠道内的吸收和利用，从而维持血液中的钙、磷的正常浓度，促进骨骼和牙齿的钙化程度。促使儿童骨骼生长，牙齿正常发育。缺乏时儿童可引起佝偻病，成人可引起骨质软化病。
（3）维生素D的推荐供应量
由于人体接触日光时可利用自身体皮肤内的7-脱氢胆固醇产生维生素D3，而每个人接触日光的程度有很大的区别，因此很难精确计算维生素D的膳食供给量。我国推荐维生素D的供给量为：18岁以前为10 μg，成年人为5 μg，孕妇、乳母为10 μg。
（4） 维生素D的食物来源
动物性食物和植物性食物中维生素D的含量都很少，只有海鱼、动物肝脏、蛋黄、奶油中含量相对较多，但这些食物在膳食组成中只占很少一部分。因此，多接触日光，增加自身维生素D的产生，对预防维生素D缺乏有很重要的意义。目前，世界上广泛采用在食品中添加维生素D来预防维生素D缺乏病。目前，已有因喝强化过量维生素D的牛奶而发生维生素D中毒的报道，因此，食用维生素D强化食品时，一定要掌握好摄入量。
含维生素E丰富的食物
3）维生素E（生育酚）
早年的动物研究发现，母鼠缺乏维生素E不能生育，因此，维生素E又称它为生育酚。
（1）维生素E的性质
维生素E具有抗氧化作用，对酸、热都很稳定，也最具生物活性。维生素E对碱不稳定，对氧十分敏感，其本身为淡黄色油状物，易被氧化及紫外线破坏。在铁、铅盐存在、油脂酸败的条件下，会加速其氧化而被破坏。食物中的维生素E在烹调时损失不大，但油炸可使其活性明显降低，在食品工业中常用作抗氧化剂。目前对维生素E的研究已成为营养学的一个热门课题，许多保健食品和美容化妆品商家也用含维生素E来标榜其产品功能。
（2）维生素E的生理功能
维生素E是人体最重要的抗氧化剂，可保护细胞膜及脂肪酸不被氧化，保护红细胞，预防血液凝结，强化血管壁。维生素E还具有抗神经、肌肉变性的作用，可维持肌肉正长发育，治疗神经性疾患，调节内分泌。此外，维生素E还可促进生育，延缓衰老和记忆力减退。缺乏维生素E时会造成垂体功能不全，甲状腺生长不良，引起贫血、未老先衰等疾病。
（3）维生素E的食物来源
植物油、麦胚、坚果、蛋黄、豆类及全谷类均是维生素E的食物来源。深绿色蔬菜如菠菜、莴苣叶、橄榄含有维生素E较丰富，肉、鱼类等动物性食品、水果及一般蔬菜中含量很少。
一般来说，青少年及成年人每日维生素E供应量为10 mg，对孕妇、乳母和老人应供给12 mg。
4）维生素K
维生素K在人体内具有促使血液凝固的功能，故又称为凝血维生素。人体缺少它，凝血时间延长，严重者会流血不止，甚至死亡。奇怪的是，人的肠道中有一种细菌会为人体源源不断地制造维生素K，加上在猪肝、鸡蛋、蔬菜中含量较丰富，因此，一般人不会缺乏。现阶段已能人工合成，且化学家能巧妙地改变它的“性质”为水溶性，有利于人体吸收，已广泛地用于医疗上。
1.4.4 水溶性维生素
1）维生素B1
维生素B1是B族维生素最早被分离出来的一种维生素，又称硫胺素。维生素B1在酸性条件下对热稳定，在一般烹调温度下损失不大，遇碱易被破坏。
（1） 维生素B1的生理功能
因为维生素B1是作为糖氧化过程中的一种辅酶起作用的，所以它的主要功能是维持糖的正常代谢。如果膳食中维生素B1摄入不足，糖代谢就会发生障碍。糖代谢障碍首先影响神经系统，因为神经系统所需要的能量主要来自糖。同时，一些糖代谢不完全的产物在血液中蓄积还会导致酸碱平衡紊乱。维生素B1摄入不足时，轻者表现为肌肉乏力、精神淡漠、食欲减退，重者会发生典型脚气病。
脚气病是因为缺乏维生素B1而发生的全身神经系统代谢紊乱，常表现为下肢多发神经炎，出现下肢疼痛、麻木、水肿及肌肉麻痹，故称之为脚气病。事实上，它的影响决不仅限于下肢，心血管系统和中枢神经系统的代谢也会发生系统紊乱，重病人可出现心力衰竭和精神失常。
患脚气病的病人
（2）维生素B1的供给量与食物来源
我国推荐的维生素B1供给量，成人是1.1～1.7 mg，孕妇、乳母和体力劳动者为1.8～2.1 mg，婴儿和学龄前儿童为0.4～0.9 mg。
含维生素B1丰富的食物
维生素B1的主要来源是谷类、豆类、干果类、瘦猪肉、动物肝脏等，谷类尤其是米糠、麸皮、麦芽中含量较多。如果食物来源丰富，一般不会缺乏维生素B1。但如果膳食过于单调地依靠谷物，而谷物又碾磨过精，大部分维生素B1在碾磨过程中丢失，或者在烹调时加碱或用高压蒸煮，使维生素B1遭受破坏，便有可能发生维生素B1缺乏症。
2）维生素B2
维生素B2分子结构中的核糖醇呈黄色，故又名核黄素。维生素B2对热、酸较稳定，在碱性溶液中很快被破坏，对光不稳定，应避免在阳光下暴露。
（1）维生素B2的生理功能
在人体内，维生素B2也是以辅酶形式起作用，维生素B2是人体内许多重要辅酶的组成成分。这些辅酶是生物氧化过程中不可缺少的重要物质，在糖、脂肪和蛋白质三大营养素的能量代谢中起着非常重要的作用。如果维生素B2长期摄入不足，会出现多种临床症状，如眼睛、口腔、皮肤等部位的炎症。常见的有口角炎、口角溃疡、脂溢性皮炎、睑缘炎等。
（2） 维生素B2的供给量与食物来源
维生素B2的推荐供给量：成人每日1.1～1.7 mg，孕妇、乳母、体力劳动者每日1.8～2.1 mg，婴儿和学龄前儿童每日0.4～0.9 mg。
动物性食物，尤其是动物肝脏、肾脏、心脏中维生素B2最多。新鲜的绿叶蔬菜、酵母、菌藻等也是维生素B2的来源。谷物中维生素B2含量较少。晒干的蔬菜由于日光的作用会损失大部分维生素B2。
含维生素B2丰富的食物
3）维生素PP（烟酸）
维生素PP，也称烟酸，它是体内两种氢辅酶的组成成分。
（1）维生素PP的生理功能
①在糖、脂肪和蛋白质的氧化过程中起重要作用。
②维持神经系统、消化系统和皮肤的正常功能，缺乏时可发生癞皮病（暴露部位的皮炎、腹泻及精神症状）。
③扩张末梢血管和降低血清胆固醇水平。
（2）维生素PP的供给量与食物来源
维生素PP的推荐供给量：成人每日11～17 mg，孕妇、乳母、体力劳动者每日18～21 mg。
动物的肝脏、肾脏、肉和植物中的坚果是维生素PP的良好来源。全谷中含量也比较高，但过度碾磨会损失很多。玉米中维生素PP以结合形式存在，人体不能利用，烹调中加食碱或小苏打可以使维生素PP由结合型转为游离型，供身体使用。
由于维生素PP具有扩张血管和降低血脂的作用，临床上用作降血脂，但服用过多时会产生副作用，如食欲下降、呕吐、肝脏受损等。因此，临床上作为药物应用时必须遵照医嘱服用。
4）维生素C
维生素C因早年发现它能预防和治疗维生素C缺乏病，并且具有酸性，故称为“抗坏血酸”。维生素C在酸性条件中比较稳定，但对热、碱、氧都不稳定，与某些金属，特别是与铜和铁离子接触时破坏更快。在所有维生素当中，维生素C最易受破坏。在食物解冻、浸水、烹煮过程中都会有损失，甚至高达90%。因此，在烹调过程中，应尽力保护维生素C不受或少受损失。
（1）维生素C的生理功能
①参与体内氧化还原反应，是维持体内正常代谢很重要的一种维生素。
②有很强的还原性，可保护其他物质免遭氧化损伤。
③是胶原蛋白质合成必不可少的辅助物质。胶原蛋白质是一种蛋白质，它能把细胞连接在一起，缺乏胶原蛋白时体内各组织便会变得松散脆弱，伤口不易愈合，血管壁脆弱易于出血，由此出现维生素C缺乏病。
患维生素C缺乏病的症状
④有助于铁和钙的吸收，有增加机体免疫能力的作用。
（2）维生素C的供给量与食物来源
关于供给标准，国际上仍有争论。有人认为，每日摄入50 mg即可以满足人体需要。但也有人认为，应该多一些才能增加免疫能力。我国营养学会提出，成年人维生素C供应量标准为每日60 mg。
维生素C的主要来源为新鲜的蔬菜、水果。蔬菜中，辣椒、茼蒿、苦瓜等含量丰富；水果中，酸枣、鲜枣、柑橘、柠檬最多。由于食物在烹饪和加热过程中维生素C易遭破坏，因此加热时温度不应过高，时间不宜过长。
学生活动
各种维生素的比较
讨论探究
很多人都喜欢在闲暇的时候用干柠檬片泡水喝，因为它透着柠檬天然的清新和酸酸的味道。这种柠檬干浸泡的水是不是和新鲜的柠檬泡的水一样呢？
鲜柠檬PK柠檬片
知识拓展
维生素C与癌症
维生素C能阻断致癌物亚硝酸胺的形成。盐腌、渍和熏制食品含亚硝酸盐（咸肉、香肠之类也一样），亚硝酸盐与胺在胃中结合形成致癌物亚硝酸胺。不少亚硝酸盐也来自新鲜食物，它们一开始以硝酸盐形式存在，那是植物生长的必需元素，唾液中的细菌使自然硝酸盐变成亚硝酸盐。在胃酸作用下，亚硝酸盐会合成亚硝酸胺。这些反应不知不觉地在胃中进行，除非吃了含维生素C的食物。专家们的研究表明：将亚硝酸盐与胺放在一起，同时加入维生素C，维生素C能阻断亚硝酸胺的形成。