维生素(Vitamin),又称为维他命,就是“维持生命之元素”。它在人体内的含量虽然很少,但是所发挥的生理作用却很大。它是营养素的一种,食物中的成分包括
糖类、脂肪、糖类、
蛋白质、矿物质、维生素六大类营养素。
维生素是一类
有机化合物,当生物体不能充分合成一种化合物时,此时被称为维生素。维生素种类繁多,各种维生素的结构和
物理化学性质差异很大,因此,每一种维生素都具有其特殊的生理功能。现如今,至少有30种不同的化合物被认为是“维生素”,其中20多种维生素已知是生物健康所必需的。维生素是维持正常代谢活动和最佳健康所必需的一组必需营养素,不同的维生素在食品、化妆品、饲料、医药等领域都有广泛的应用。
维生素在人体生长、代谢和发育过程中起着重要作用,具有多种功能,并影响着身体几乎每一个器官的健康,能与矿物质、
蛋白质和酶等其他物质的
混合物引起某些化学反应。作为人体内酶系统的辅助成分,参与人体的生化反应,调节人体的代谢功能,虽然需要量很少,但是维生素摄入不足,会导致人体
新陈代谢失去平衡,会导致免疫力下降或受到抑制,易患感染并加剧
营养不良,易患各种疾病。
发现历史
对于维生素的发现,随着时间推移,越来越多的维生素种类被人们认识和发现,维生素组成了一个大家庭。19世纪末,维生素的发现,实际上也是现代营养学的开端,这和
脚气病(beriberi)的一种动物模型的发现不无关系。脚气病是缺乏维生素B₁所导致,患者会感到疲劳,心率不规律,最终会死亡。1897年,
荷兰医生
克里斯蒂安·艾克曼发现,给鸡喂食精制的大米,它们会逐渐出现脚气病的症状。而给鸡喂食带壳的
糙米后,它们会恢复健康。1906年,艾克曼和荷兰医生格里特·格林斯发表了一篇经典治疗脚气病物质的文章,后续被称为维生素B₁,是对维生素这一概念较早的认知之一。1912年,
波兰科学家丰克从米糠中提取出一种能够治疗
脚气病的白色物质,这种物质则被称为“维持生命的营养素”,简称Vitamin,中文翻译维他命,也称维生素。通常按溶解性质将其分为
脂溶性维生素(
维生素a、D、E、K)和
水溶性维生素(维生素B族、
维生素c)。
维生素A的发现:公元前3000多年前,人类对维生素刚开始有认知。
四大文明古国人发现夜盲症可以被一些食物治愈,但是人们并不清楚食物中起医疗作用的物质。1904年,美国科学家爱默麦柯伦以不同的饲养为食实验动物,发生一组生长良好,另一组发育不佳,而且眼睛逐渐
失明。1912年,发现治疗干眼症的要素,命名为“
脂溶性A”。1931年,开利博士确认维生素的
化学结构。1936年,奥图·埃勒斯博士首先
提纯出
维生素a,同年也出现了人工合成维生素A。在1950年,人工合成出
β-胡萝卜素,维生素A才完全解读。
维生素D的发现:1919年
英国科学家爱德华·梅兰比认为这是鱼肝油中的维生素A起治疗
佝偻病的作用,但是
美国教授麦科勒姆发现,鱼肝油中的维生素A被氧化失去功能后,鱼肝油依旧有预防治疗佝偻病的效果。因此,他认为依旧应有另一种
脂溶性的维生素存在,于是“维生素D”的名词诞生了。1923年格洛德布拉特等人发现阳光照射过的老鼠,肝脏萃取物可以治疗佝偻症老鼠。因此,维生素D又称为阳光维生素。
维生素e的发现:1924年
阿肯色大学Sure首次将该成分命名为维生素E。1936年Evans等从麦胚油中分离出结晶维生素E,命名为生育酚。1938年
瑞士化学家Karrer首次合成了这种维生素。
维生素k的发现:1935年达姆做了一系列的胆固醇代谢实验,宣布发现一种新的维生素,并称它为“凝血维生素”,即维生素K。1939年达姆又从
紫苜蓿中
提纯了
脂溶性维生素K。1940年
美国生化学家爱德华·多伊西首先合成了维生素K,并且确定了它的
化学式。
维生素B族的发现:维生素B族是一个大家族。其包含维生素B₁、维生素B₂、维生素B₆等。在1925年,美国研究人员确信癞皮症是一种真正的维生素缺乏病,并且指出此维生素在某些方面与维生素B相似,进而开始怀疑维生素B可能不是一种单纯物质。因此,维生素B族的发现开始展开。
维生素c的发现:18世纪,人们发现
柠檬与
甜橙能用来治疗
坏血病。1907年,生化学家霍尔斯特和弗罗利克发现用蔬菜或水果喂养
豚鼠类可以消除其坏血病症状。20世纪,预防坏血病十五物质终于被研究出来,命名为“抗坏血酸”,也就是维生素C。
主要来源
维生素主要由食物提供。在各类动植物性食物中,均含有丰富的维生素,除此之外,肠道细菌也可合成少量的维生素。
理化性质
各种维生素的化学结构以及性质虽然不同,但他们具有以下共同点:
1.维生素存在于食物中均以维生素原(维生素前体)的形式。
2.维生素不是构成机体组织和细胞的组成成分,不会产生能量,主要作用是参与机体代谢的调节。
3.大多数的维生素,机体不能合成或合成量不足,必须经常通过食物中获得。
4.人体对维生素的需要量常以毫克(mg)或微克(μg)计算,但一旦缺乏就会引发相应的维生素缺乏症,对人体健康造成损害。
特点
维生素A
维生素D
维生素E
R₁、R₂、CH₃、CH₃、α、CH₃、H、β、H、CH₃、γ、H、H、δ
维生素K
维生素B₁
维生素B₂
维生素B₆
维生素B₁₂
维生素B₃
维生素B₁₃
维生素B₁₃又称乳清酸,不溶于
乙醇,稍溶于水,熔点高于300 ℃,为一种白色结晶性粉末。
维生素B₁₅
维生素B₁₅又称潘氨酸,是
抗氧化剂。是一种白色无味吸湿性结晶,溶于水,不溶于
丙酮、
三氯甲烷、
乙醚等有机
溶剂。
维生素C
叶酸
泛酸
生物素
生理功能
维生素a的主要生理功能有:维持视觉,降低夜盲症和视力减退的发生,有助于对多种眼疾的治疗;维持上皮结构的完整与健全;促进生长发育;加强免疫力;有一定的
抗氧化作用,从而可以清除
自由基。
维生素D的主要生理功能有:调节钙、磷代谢,促进肠内钙磷吸收和骨质钙化,维持血钙和血磷的平衡;促进骨骼生长,预防
佝偻病;对
细胞生长分化的调节;具有免疫调节作用,是一种良好的选择性免疫调节剂。
维生素e的主要生理功能有:是一种强
抗氧化剂,能有效地阻止食物和
消化道内
脂肪酸败,保护细胞免受不
饱和脂肪酸氧化产生毒性物质的伤害;提高机体的免疫能力;保持血红细胞的完整性;促进细胞呼吸、保护肺组织免遭
空气污染。
维生素k的主要生理功能有:参与细胞的氧化还原过程,并增加肠道蠕动,促进
消化腺分泌,增强胆总管
括约肌的
张力;具有还原性,可以消除
自由基,保护食品中其他成分不易被氧化。
维生素B₁的主要生理功能有:
辅酶功能;维持神经、肌肉特别是心肌的正常功能以及维持正常食欲,胃肠道的蠕动和消化液的分泌。
维生素B₂的主要生理功能有:促进发育和
细胞的再生;促使皮肤、指甲、毛发的正常生长;帮助消除口腔、唇、舌的炎症;增进视力,减轻眼睛的疲劳;帮助脂肪代谢。有助于提高人体免疫力。
维生素B₆的主要生理功能有:帮助
蛋白质的代谢和
血色素的构成,更重要是促进血红细胞的生成;使维生素B₂、维生素PP在体内发挥作用,促进
维生素b₁₂铁、锌的吸收。
维生素B₁₂的主要生理功能有:其活性形式为甲钴胺素和5’-脱氧腺苷钴胺素。因此,根据活性形式的分类,甲钴胺素参与一碳单位代谢;5’-脱氧腺钴胺素参与丙酰辅酶A代谢。
维生素B₃的主要生理功能有:作为治疗高脂血症的药物;维生素B₃的主要生理功能有:其活性形式为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP+)是多种不需氧脱氢酶的辅酶,广泛参与体内各种代谢。
维生素B₁₃的主要生理功能有:促进叶酸及维生素B₁₂的代谢;用作抗贫血和营养强壮剂,适用于高尿酸血症、高胆固醇血症、慢性肝炎、肝硬化等病症的营养与防治。
维生素B₁₅的主要生理功能有:缓解酒瘾,快速消除疲劳;抵抗
公害污染物质侵害身体;在人体内与维生素A、E同时摄取,可延长
细胞的寿命;使血液中胆固醇值降低;缓解
冠状动脉狭窄和气喘症状;防止
肝硬化。
维生素c的主要生理功能有:以其还原性参与各种酶促还原反应和羟化反应而发挥其生理功能;参与
肾上腺皮质激素的合成;将三价铁离子还原为二价铁离子,增进铁在肠道中的吸收;有助于从
循环系统中除去胆固醇
叶酸的主要生理功能有:促进核苷酸中
嘌呤环的合成,以及
甘氨酸与
丝氨酸的互变;影响红血球的成熟;促进生长的效应。
维生素B5的主要生理功能有:在反应中参与
脂肪酸的合成;参与糖、脂肪和
蛋白质的代谢。
生物素的主要生理功能有:是体内多种羧化酶的
辅酶,参与体内CO₂固定过程,与多种代谢反应有关;生物素还参与
细胞信号转导和基因表达影响
细胞周期、
转录和
脱氧核糖核酸损伤的修复。
缺乏症状
人体对维生素的需要量很小,日需要量常以毫克或微克计算,维生素在体内不断代谢失活或直接排出体外。因此,当维生素供应不足或需要量增加时,可引起机体代谢失调,严重者可危及生命,这类疾病称为“维生素缺乏症”。
注意事项
对于维生素,切记不可随便服用,应注意食用,并且同时需忌口。如下:
1.如
维生素a应忌饮酒;维生素B₁忌食
丽文蛤和鱼;维生素B₂忌食高脂肪和高纤维的食物;维生素B₆忌食含硼食物;
维生素c忌食动物肝脏。
2.熟悉各种维生素的作用。避免乱用各种维生素,要做到有针对性地补充。
4.详细阅读维生素制剂的标签和说明书。
5.尽量选择大厂牌产品。
6.找出病因从根本入手。针对病因积极治疗,不应单独依赖补充维生素。
7.
脂溶性维生素最好和脂肪类食物一同食用。服用时吃些肉类、
豆类等脂肪含量较高的食物
8.使用维生素制剂需要因人而异。
9.体弱多病、
营养不良、正在服药以及喜爱嗜酒的人在补充和服用维生素时应遵医嘱。
10.维生素应储藏在干燥黑暗的地方储藏维生素制剂应避免阳光直接照射,不需要放在冰箱中保存。