水溶性维生素的含义及应用

水溶性维生素是能在水中溶解的一类维生素，常是辅酶或辅基的组成部分。这类维生素主要包括B族维生素、生物素和维生素C。这类维生素的化学结构可因种类的不同而有较大的差异。水溶性维生素一般不易在体内储存，故不易出现水溶性维生素过多症。

（一） B 族维生素

1. 维生素B₁

（1）维生素B₁的结构 维生素B₁为抗神经炎维生素，又称抗脚气病维生素，其分子是由一个带氨基的嘧啶环和一个含硫的噻唑环组成的，故称为硫胺素。在体内它以焦磷酸硫胺素（TPP）形式存在，其结构如图7-1所示。

图7-1 维生素B₁

（2）维生素B₁的性质及功能 维生素B₁为白色结晶或结晶性粉末，易吸水；在酸性溶液中稳定，在碱性溶液中易分解，在食品加工中要尽量避免加碱。维生素B₁可氧化为无活性的脱氢硫胺素，在紫外光下呈蓝色荧光。利用这一性质可以测定食品中硫胺素。

TPP是一个重要的辅酶。其功能包括：

①作为脱酸酶的辅酶参与一些α-酮酸的脱酸反应。

②作为转酮醇酶的辅酶参加磷酸戊糖代谢途径的转酮醇反应。

维生素B₁和糖代谢关系密切，促进糖代谢，当人体缺乏维生素B₁时，糖代谢受阻，丙酮酸积累，表现出食欲不振，皮肤粗糙，四肢乏力和神经系统损伤等症状，临床称为脚气病。

（3）维生素B₁的来源 维生素B₁在植物中分布广泛，谷类、豆类的种皮含量丰富，酵母中含量尤其多。维生素B₁易溶于水，在酸性溶液中较稳定，中性或碱性易破坏。某些生鱼肉中含有热不稳定的硫胺素酶，能催化硫胺素分解，所以多食生鱼肉会导致维生素B₁的缺乏。

2. 维生素B₂

（1）维生素B₂的结构 维生素B₂是核醇与6，7-二甲基异咯嗪缩合成的糖苷化合物，呈黄色，故称核黄素。本品为黄色，也可用做食用色素。其结构如图7-2所示。

图7-2 维生素B₂

（2）维生素B₂的性质及功能 维生素B₂为橘黄色针状结晶体，味苦，溶于水和乙醇。维生素B₂具有耐热性，在酸性环境中较稳定，遇光易破坏，在碱性溶液中不耐热，而且对光更为敏感。维生素B₂的水溶液具有黄绿色荧光，利用此性质可以进行维生素B₂的定量分析。维生素B₂在食品加工中的损失，一部分是由于热烫处理而溶解于水中，另一部分是由于曝光损失。牛奶暴露在强阳光下2h就可损失50%的维生素B₂。

维生素B₂广泛参与体内多种氧化还原反应，能促进糖、脂肪和蛋白质的代谢，它对维持皮肤、黏膜和视觉的正常机能均有一定作用。缺乏时，组织呼吸减弱，代谢强度降低，会发生唇炎、舌炎、口角炎、视觉模糊、脂溢性皮炎等。

（3）维生素B₂的来源 维生素B₂广泛存在于动植物体内。富含维生素B₂的食物有酵母、肝、牛奶、蛋类、干酪、豆芽等。

3. 维生素B₃

（1）维生素B₃的结构 维生素B₃是2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸与β-丙氨酸用酰胺键连接构成的一种酸性化合物。因为广泛存在于生物界中，故称为泛酸，又称遍多酸。其结构如图7-3所示。

图7-3 维生素B₃

（2）维生素B₃的性质及功能 泛酸为黄色黏稠的油状物，易溶于水和酒精，在中性溶液中对热稳定，对氧化剂也极为稳定，但遇酸、碱容易破坏。食品的加工处理会对泛酸的含量产生较大影响。

泛酸是辅酶A的主要组成部分，辅酶A对厌食、乏力等症状有明显的疗效，故被广泛用做多种疾病的重要辅助药物。

（3）维生素B₃的来源 维生素B₃广泛存在于动植物体内，在食物中普遍存在，酵母、肝、蛋、小麦、米糠、花生中含量丰富，在蜂王浆中含量最多。由于来源广泛，因此单纯的泛酸缺乏症极为罕见。

4. 维生素B₅

（1）维生素B₅的结构 维生素B₅又称抗癞皮病因子或维生素PP，包括烟酸（又称尼克酸）和烟酰胺（又称尼克酰胺）两种结构形式，都是吡啶的衍生物，体内主要是以烟酰胺形式存在。维生素PP的名称是从pellagra preventative的两个英文词的第一个字母而来的。其结构如图7-4所示。

图7-4 维生素B₅

（2）维生素B₅的性质及功能 烟酸为白色针状结晶体，微溶于水；烟酰胺为白色结晶性粉末，易溶于水。在体内烟酸可以转化为烟酰胺。维生素B₅的性质比较稳定，在水、乙醇、甘油等溶液中都较稳定，不易被酸、碱或加热破坏，是维生素中性质最稳定的一种。

在细胞内，烟酰胺参与组成两种重要辅酶：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD） [又称辅酶Ⅰ（CoⅠ）]和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP） [又称辅酶Ⅱ（CoⅡ）]。它们是许多脱氢酶的辅酶，在糖酵解、脂肪合成和呼吸过程中起着重要作用，可以促进组织新陈代谢，降低血清中胆固醇的浓度。烟酰胺缺乏可导致癞皮病。典型症状为皮炎、腹泻及发呆。服用烟酸后，一日之内即可见效。

（3）维生素B₅的来源 维生素B₅分布广泛，人体一般不会缺乏，除了可以从食物中获得外，在体内还可以由色氨酸转变生成烟酸。肝、酵母、花生、谷类、豆类等都含有丰富的维生素B₅。

5. 维生素B₆

（1）维生素B₆的结构 维生素B₆包括三种结构类似的物质，即吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，都是吡啶的衍生物。其结构如图7-5所示。

图7-5 维生素B₆

（2）维生素B₆的性质及功能 维生素B₆为白色晶体，味酸苦，易溶于水和酒精，以磷酸酯的形式存在于动植物中。在碱性溶液中，遇光或高温时容易被破坏。

在体内吡哆醇经磷酸化后转变为磷酸吡哆醛，磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺之间又可以相互转化。磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺是氨基酸代谢中的重要辅酶。它们与酶蛋白结合紧密，成为酶活力中心的一部分。(www.xing528.com)

（3）维生素B₆的来源 维生素B₆在自然界中分布广泛，存在于蜂王浆、大豆、酵母、蛋黄、肝、肉、鱼中，人体一般不缺。

6. 维生素B₁₁

（1）维生素B₁₁的结构 维生素B₁₁在绿叶中含量非常丰富，故称叶酸。它由2-氨基-4-羟基-6-甲基喋呤啶、对氨基苯甲酸（PABA）和L-谷氨酸三部分组成。其结构如图7-6所示。

图7-6 维生素B₁₁

（2）维生素B₁₁的性质及功能 叶酸为黄色或橙黄色结晶性粉末，微溶于水，易溶于低浓度乙醇，不溶于脂溶剂。在酸性溶液中不稳定，对光敏感。

叶酸在生物体内，由二氢叶酸还原酶催化，连续还原，最终生成四氢叶酸。四氢叶酸是细胞中一碳集团代谢的辅酶，称为辅酶F，参与多种反应，是甲基、亚甲基、甲酰基、次甲基等的载体。

叶酸对核苷酸、氨基酸的代谢具有重要的作用，对正常红细胞的形成有促进作用，具有造血作用。人肠道细菌能合成叶酸，一般不易发生缺乏症。当叶酸缺乏时，由于单核氨酸的合成受阻而导致DNA生物合成受阻，从而使细胞的分裂成熟发生障碍，引起巨幼细胞性贫血。

（3）维生素B₁₁的来源 维生素B₁₁广泛存在于蔬菜、水果及肉类中，其中绿叶蔬菜、肝、酵母等食品中含叶酸丰富，人体一般不会发生叶酸缺乏症。

7. 维生素B₁₂

（1）维生素B₁₂的结构 维生素B₁₂是目前已知维生素中唯一含金属元素的，其化学结构复杂，含有钴和氰基，故又称氰钴胺素或氰钴素。其结构如图7-7所示。

图7-7 维生素B₁₂

（2）维生素B₁₂的性质及功能 维生素B₁₂为红色结晶或结晶性粉末，微溶于水或乙醇，可溶于丙酮、三氯甲烷或乙醚中。对日光、氧化剂和还原剂敏感，且易被破坏。

在体内维生素B₁₂作为变位酶的辅酶，参加一些异构化反应。维生素B₁₂对红细胞的成熟起重要作用，可能和维生素B₁₂参与DNA的合成有关。缺少维生素B₁₂时，巨红细胞的DNA合成受到阻碍，不能进行细胞分裂，从而不能分化红细胞。可用维生素B₁₂治疗恶性贫血、神经炎、神经萎缩等病症。

（3）维生素B₁₂的来源 维生素B₁₂来源主要是动物性食品，人和动物主要靠肠道细菌合成B₁₂。动物肝、肾、鱼、肉、蛋类等食品富含维生素B₁₂，所以人体一般不缺乏B₁₂。

（二）生物素

（1）生物素的结构

生物素又称维生素H，自然界存在的生物素至少有两种：α生物素（存在于蛋黄中）和β生物素（存在于肝脏中），它们的生理功能基本相同，基本化学结构也相同。其结构如图7-8所示。

图7-8 生物素及生物胞素

（2）生物素的性质及功能 生物素为白色结晶粉末，溶于热水而不溶于乙醇、乙醚及三氯甲烷。常温稳定而高温或氧化剂可使其丧失生理活性。

生物素作为羧化酶的辅酶或辅基参与细胞内固定CO₂的反应。生物素对某些微生物如酵母菌、细菌等的生长有强烈的促进作用。人体缺乏生物素时，毛发脱落，皮肤发炎。鸡蛋清中有一种抗生物素蛋白，能与生物素结合使生物素不能被肠壁吸收，所以吃生鸡蛋过多或长期口服抗菌素易患生物素缺乏症。

（3）生物素的来源 生物素来源广泛，肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜中都有，肠道细菌也能合成供人体需要，所以一般不会出现生物素缺乏症。

（三）维生素C

1. 维生素C的结构

维生素C是一种己糖酸内酯，能防治坏血病，故又称抗坏血酸。维生素C在体内以还原型和氧化型两种形式存在，两者能相互转化，在氧化还原反应中起递氢体作用。其结构如图7-9所示。

2. 维生素C的性质及功能

维生素C为无色结晶，有酸味，易溶于水，不溶于脂溶剂，具有很强的还原性。在光照、加热、受潮时不稳定，在碱性溶液中也不稳定，是最不稳定的维生素。在食品加工和贮藏中损失率比较高。

图7-9 维生素C

维生素C由于其本身的还原和氧化的特性，故在生物氧化过程中作为氢的载体。维生素C是脯氨基羟基化酶的辅酶，胶原蛋白中含有较多的羟脯氨基酸，所以维生素C能促进胶原蛋白的合成。维生素C的还原性可以将胃中的铁还原成亚铁，以利于吸收。

缺乏维生素C时，骨骼、牙齿容易脱落，毛细血管透性增大，皮下、黏膜出血，创口溃烂不易愈合，引起坏血病。

3. 维生素C的来源

维生素C广泛存在于新鲜水果和蔬菜中，山楂、枣、柑橘、番茄、辣椒、猕猴桃等中含量丰富。人体不能合成维生素C，必须从食物中获取。

维生素C可以作为抗氧化剂用在脂肪、鱼及乳制品中；在肉制品加工过程中作为色泽稳定剂；在面粉加工中作为改良剂等。