4.1.3.分类 按溶解性质分为水溶性和脂溶性两大类.4.2.水溶性维生素和辅酶water-soluble vitamin & coenzyme 溶于水,分离提取较为困难,进入体内后多余的维生素及其代谢产物随尿排出体外,体内贮量有限,机体容易发生缺乏症,在肝脏中贮存量较多.4.2.1.硫胺素thiamine,VB1⑴.化学结构和性质 VB1又称抗神经炎维生素(又名抗xx病维生素),由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组成,故称硫氨素.
VB1对热稳定,干热至100℃亦不分解,水中加热至100℃能缓慢分解.酸性溶液能延缓分解,碱溶液中极不稳定,容易分解.氧化后形成脱氢硫胺素(硫色素),在紫外光照射时产生蓝色荧光,可定量分析.⑵.硫胺素焦磷酸thiamine pyrophosphate,TPP TPP在常作羰基(醛或酮)合成酶的辅酶,特别是α-酮酸的脱羧和α-羟酮的形成和裂解,都依赖于TPP作辅酶的酶.⑶.生理功能及缺乏病athiaminosis 计量单位有ug和IU两个:1IU=3ug;
成人的需要量为1.1~2.1mg/人·天.缺乏VB1时,丙酮酸不能氧化,造成神经组织中丙酮酸和乳酸的堆积,能量供应减少,影响神经及心肌的代谢和机能.人则出现xx病,动物出现多发性神经炎.表现为食欲不振、xxxx.食品中大米含VB11.7mg/500g;猪肝2.0mg/500g;谷类、豆类VB1含也丰富.⑷.拮抗物 吡啶硫胺素与VB1相似,饲料中如吡啶硫胺素含量多可引起VB1缺乏症,注射大量VB1可xx.在植物中含xxVB1拮抗物,如牛马吃了多量蕨类植物后,中毒表现为VB1缺乏症.仅根、茎叶分化的孢子植物,如浮萍、地木耳等也如此.
4.2.2.核黄素riboflavin,VB2⑴.结构和性质 VB2由核醇与6,7-二甲基异咯嗪组成,呈桔黄色,分子中有核醇,又名核黄素.VB2在酸性溶液中稳定、耐热,被碱和光线破坏.⑵.黄素辅酶 黄素辅酶形成方式为:VB2+ATP→→→FMN+ADPFMN+ATP→→→FAD+PPi 作脱氢酶的辅酶,在异咯嗪环的第1,10位氮上加氢及脱氢.
⑶.生理功能和缺乏症aflavinosis 黄素辅酶广泛参与体内的各种代谢反应,维持皮肤、粘膜和视觉的正常机能.反刍动物无缺乏症,肠内的xx可合成VB2以满足动物需要.动物常引起胸部脱毛、唇炎、口角炎、角膜炎、呼吸心跳减弱等.成人每天需要1.3~1.7mg,肝可贮存10天的用量,多余的从尿中排出.缺乏时患口舌炎,眼血管扩多(红眼症状)食品中动物肝含量多,约21.1mg/kg,发芽的谷物中含量也多.
4.2.3.泛酸pantothenic acidVB3⑴.结构及性质 又名遍多酸,β-丙氨酸的衍生物,黄色粘稠的油状,对氧化剂和还原剂稳定,有水时加热稳定,但干热及在酸性或碱性介质时加热则易被破坏.广泛存在于麸皮、米糠、胡萝卜、苜蓿、油粕中,通过扩散被动物肠道吸收.⑵.辅酶A(coenzyme A)泛酸+半胱氨酸+ATP→CO2+Pi+CoA CoA是酰化作用的辅酶,在糖、脂肪、蛋白质的代谢中巯基与酰基形成硫酯,传递酰基.
⑶.缺乏症因为广泛存在,缺乏症极少.鸡:羽毛生长差,皮肤发炎、脊髓退化.狗:血糖下降,心脏跳动及呼吸加速,肝肾变性.4.2.4.维生素PP,VB5⑴.结构与性质 维生素PP是吡啶衍生物,结构最简单,临床常用烟酰胺,副作用小.白色针状晶体,性质稳定,对酸、碱、光、热、氧化剂均稳定.与溴化氢结合产生黄绿色荧光,可比色.动物可由色氨酸合成一部分,但不能满足需要.
⑵.辅酶Ⅰ(NAD)和辅酶Ⅱ(NADP)它们作为体内许多脱氢酶的辅酶,在氧化还原反应中起传递氢,在烟酰胺的吡啶环的1位N原子上传递电子,4位C原子传递H.⑶.生理功能及缺乏病 成人每天需要12~21mg,但若达到3~8g/d时就损伤肝脏.人的缺乏症是糙皮病(皮肤干裂),伴随口炎、角膜炎.糙米含量丰富,达25mg/kg,草食动物肠内的微生物可以合成VPP,不发生缺乏症.动物比较上发生VPP缺乏症,仅长期喂玉米的猪会发生缺乏症,发生口炎,皮肤覆盖一层黑色痂皮.
4.2.5.吡哆素pyridoxam,VB6⑴.结构及性质 白色晶体,吡哆醇在酸或碱中较稳定, 热稳定,但易受光破坏,但吡哆醛、吡哆胺在高温易被破坏.动物体内多为吡哆醛和吡哆胺,食品中三者均有.⑵.辅酶 磷酸吡哆醛pyridoxal-5-phosphate,PLP:为氨基酸代谢中转氨酶的辅酶,以此酶的活力可以测定肝功能.磷酸吡哆胺pyridoxamide-5-phosphate,PMP:为谷氨酸、酪氨酸、精氨酸脱羧酶的辅酶.
⑶.生理功能和缺乏症 在生物体内VB6参与氨基酸的代谢,加强氨基酸的转运,促进蛋白质的合成,家畜家禽在育肥期间不可缺少,否则生长缓慢,甚至停止生长.成人很少有缺乏症,每天约需要2mg.4.2.6.生物素,biotin,维生素H,VB7⑴.结构及性质 VB7是尿素与噻吩相结合的骈环,并带有戊酸侧链.白色针状晶体,溶于热水和稀碱,常温下相当稳定,但高温及氧化剂易破坏.蛋清中有抗生物素蛋白,与VB7结合紧密而使VB7无活性.
⑵.羧化辅酶 生物素的羧基与酶蛋白中的赖氨酸的氨基结合形成羧基化辅酶,固定CO2,以传递能量,如在脂肪酸合成时乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA,丙二酸单酰CoA转变为甲基丙二酸单酰CoA等反应中固定CO2.⑶.生理功能和缺乏症 动物肠内微生物可合成CO2,因此没有缺乏症.成人每天需要0.15~0.30mg,缺乏时发生皮炎和毛发脱落.在豆类食品,奶、蛋中含量丰富.
4.2.7.叶酸folic acid,VB9 ⑴.结构及性质 黄色结晶,微溶于水,溶于乙醇和碱性溶液,其钠盐在水中溶解度大.VB9在中性及碱性溶液中对热稳定,但在酸性溶液中加热则分解,易被光破坏.室温储存也易损失.⑵.叶酸辅酶 植物绿叶中以蝶酰多谷氨酸形式存在,在动物肠前部水解为谷氨酸和叶酸,在肠壁、肝、骨髓转化为四氢叶酸(5、6、7、8各结合一个氢,tetrahydrofolic acid,THFA),贮于肝中,很少排出体外.
THFA的5、10位N原子可结合一碳基团,是传递一碳基团的载体.一碳基团包括甲基、羟甲基、甲酰基、亚甲基(又称甲叉基-CH2-)、次甲基(又称甲川基)、亚氨甲基等,一碳基团的转移与嘌呤、嘧啶的合成及氨基酸代谢有密切关系.⑶.生理功能及缺乏病 食品和家畜饲料中叶酸较丰富,一般不致出现缺乏症,成人每天需要0.2~0.5mg.人和动物长期服用抑菌xx会出现缺乏症,表现为舌炎、胃肠疾病、贫血、停止生长和白细胞减少.
4.2.8.钴胺素cobalamin,VB12 ⑴.结构和性质 VB12是含钴的卟啉大分子,又称钴维生素.VB12有多种形式,如氰钴胺素(cyanocobalamin)、羟钴胺素(Hydroxocobalamin,B12常用形式)、甲钴胺素(methylcobalamin,钴胺素辅酶),5\’-脱氧腺苷钴胺素(deoxyadenosylcobalamin,B12辅酶)等. 粉红色结晶,在弱酸性溶液中稳定.在pH4.5~5.0的溶液中长期放置,不改变其活性,在pH3以下及9以上极易分解;在pH4.0~7.0溶液中高压xx只有很少的损失.日光、氧化剂或还原剂易破坏VB12.
⑵. B12辅酶 羟钴胺素和5\’-脱氧腺苷钴胺素作为辅酶,在体内主要转运甲基等一碳基团.与叶酸的作用是相互联系.体内叶酸约80%以N5-甲基四氢叶酸状态存在,它由N5,N10-亚甲四氢叶酸还原而成. VB12还参与以下反应:二硫键还原为硫基;合成蛋白质时氨甚酸的活化;甲基丙二酸单酰CoA转变为琥珀酰CoA;β-甲基天冬氨酸转变为谷氨酸;甲酸还原为甲基;核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸等.VB12最重要的是参予核酸和蛋白质的合成,促进了细胞的发育和成熟.
⑶.生理功能及缺乏病 VB12在胃中被胃粘膜壁细胞分泌的糖蛋白保护,不被肠内酶和xx破坏,但糖蛋白不进入血液.反刍动物瘤胃中的微生物能合成相当多量的VB12,当瘤胃微生物进入真胃被消化时,微生物的VB12即可供动物利用.非反刍的草食动物,其大肠中微生物合成的VB12,也供应给动物一部分.成人每天需要0.2mg,缺乏时,引起恶性贫血(红细胞生成减少)在动物中,缺乏症表现为胆碱合成受阻,引起卵磷脂缺乏,肝中脂肪难以运出,牛羊出现干瘦病,鸡产蛋量下降,动物幼体生长缓慢.
4.2.9.抗坏血酸ascorbic acid,VC ⑴.化学结构与性质 无色无味的片状晶体,水溶液酸性,在弱酸中稳定,在碱性、中性、加热、金属离子存在时破坏.己糖的衍生物,其分子中第2位及第3位上的两个相邻的烯醇式羟基易解离出氢离子,有强还原性,极易被氧化剂所破坏.灵长类不能合成VC,其它动物可合成.蔬菜、水果中含有丰富的VC.
⑵.生理功能及缺乏症①.参与细胞间质的生成 维生素C是合成胶原和粘多糖等细胞间质所必需,当VC缺乏时出现坏血病scurvy.xxxx的细胞间质减少,变得脆弱,通透性增大,易引起皮下、肌肉、肠胃道粘膜出血,软骨、骨、牙齿、肌肉及其他组织的细胞间质减少,使骨、牙齿容易折断或脱落、创口溃疡不易愈合.②.xx作用 重金属和体内含活性巯基的酶类结合,使酶失活.VC能使体内氧化型谷胱甘肽(G-S-S-G)转变为还原型谷胱甘肽(G-SH),还原型谷胱甘肽与重金属离子结合而排出体外.
③.参与体内氧化还原反应 维生素C可脱氢成为脱氢抗坏血酸,反应可逆,在体内参加生物氧化反应.④.参加体内其他代谢反应 在叶酸转变为四氢叶酸过程、酪氨酸代谢过程及肾上腺皮质xx合成过程中部需VC存在.⑤.促进Fe3+转化为Fe2+,有利于Fe2+的吸收,故临床上xx营养性缺铁贫血时常用维生素C作辅助xx.
4.2.10.硫辛酸Lipoic acid 硫辛酸又称6,8-二硫辛酸,不溶于水而溶于脂溶剂,可列为脂溶性维生素.它能加氢成为还原型硫辛酸,反应可逆.硫辛酸存在于丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸氧化脱氢酶中,在这两个多酶体系中偶联酰基转移和电子转移的功能.硫辛酸是一些微生物的生长因素,但是否是动物的维生素一直没有获得实验证据.4.2.11.辅酶Q,泛醌uniqinone 广泛存在于动物和xx的线粒体,作线粒体呼吸链氧化-还原酶的辅酶,在酶与底物间传递电子和氢.人体总含量为0.5~1.5克.
4.3.脂溶性维生素fat-soluble vitamin 不溶于水,在食物中和脂共同存在,当肠道对脂吸收不好时,使脂溶性维生素减少,引起缺乏症.4.3.1.维生素A 又名视黄醇retinol,抗干眼醇axerophthol,抗干眼维生素antixerophthalmic vitamin,通常以视黄醇酯存在,醛的形式称为视黄醛(retinal或retinaldehyde).⑴.结构与性质 VA1:C20H30O,广泛存在与动物肝、血液、视网膜,被称为视黄醇.熔点64℃VA2:C20H28O,存在于淡水鱼类,17~19℃,其活性只有VA1的一半.
淡黄色晶体或淡黄色油状液体.食物中的VA在小肠粘膜细胞内与脂肪酸结合成酯后掺入乳糜微粒,通过xxx转运,被肝脏摄取,在肝脏的储脂细胞贮藏,应机体需要向血中释放.血浆中的维生素A与特异的转运蛋白——视黄醇结合蛋白(retinol-binding protein,RBP)结合被转运.胡萝卜素carotene可转化为VA,理论上一分子β-胡萝卜素可转化为2分子VA,一分子α-胡萝卜素和γ-胡萝卜素只能转化为1分子的VA,实际转化上1mgβ-胡萝卜素转化为VA的量为:牛、马0.12mgVA;猪0.15 mgVA;鸡0.50 mgVA;在人的食品中,规定1mg VA1=6 mg VA1=12 mg VA1其它胡萝卜素.
⑵.功能与缺乏症 VA的计量单位:1ug VA=3 I.U.VA,每人每天约需2600~3300I.U..①.干眼病xerophthalmia VA保持上皮组织完整和膜结构的通透性,促进粘多糖合成.缺乏时发生干眼病,泪腺上皮细胞角质化,停止分泌眼泪,眼睛干燥,不停眨眼而面带哭相,患者感眼干、红热、摩擦和砂粒状异物感.②.夜盲症nitht B1indness 杆细胞,对弱光敏感,对颜色不敏感,视紫红质在光中分解,在暗中再合成.
4.3.2.维生素D 为类甾醇衍生物,又称钙化醇calciferol,有抗佝偻病作用,故称为抗佝偻病维生素antirachitic vitamin.⑴.结构与性质麦角固醇→→(紫外)VD2 发生在植物中,为草食性动物VD的主要来源.7-脱氢胆固醇→→(紫外)VD3 动物产生VD的主要方式.人类通过太阳作用于皮肤产生VD,因此VD严格说不是一种维生素.无色晶体,在中性和碱性溶液中耐高温和氧化,130℃时90分钟不破坏.但酸性易被分解.
⑵.功能与缺乏症 参加调节钙和磷的代谢.计量单位:1ug=4I.U.,成人每天约需要440I.U.缺乏时表现缺钙,即 佝偻病Rickets:幼体发生驼背,不牢靠,牙、骨等生长缓慢.软骨病Rickets:成体发生骨钙被动用,骨质密度低,易骨折.怀孕和哺乳的雌性未接触阳光,加上奶钙的动用易患.
4.3.3.维生素E 又称生育酚tocopherol,主要存在于植物油中,尤以麦胚油、大豆油、玉米油和葵花籽油中含量丰富,豆类及蔬菜中含量也多.呈黄色油状,无氧时耐热220,100以下酸、碱均稳定,但易被氧化,故常作抗氧化剂.VE易氧化而保护其他物质不被氧化,是抗氧化剂,抗生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应,保护生物膜的结构和功能,防止肌肉萎缩(衰老)抗氧化功能与动物生殖功能有关,缺乏维生素E时,生殖道干燥而不育.雄鼠缺乏时,睾丸萎缩不产生精子;雌鼠缺乏时,胚胎及胎盘萎缩而被吸收,引起流产.
成人每天需20~30mg,一般不缺乏,正常血浆VE浓度为0.9