水溶性维生素有B族维生素(包括维生素B1、B2、B12、维生素PP、生物素、叶酸)和维生素C。水溶性维生素只能溶于水,不溶于脂肪和有机溶剂。绝大多数水溶性维生素进入人体后以辅酶或辅基的形式发挥作用。人体不能大量储存水溶性维生素,太量摄入后,多余的部分或其代谢产物均从尿中排出,部分可以随汗液排出体外。所以人体必须每日从膳食中摄取,以满足机体的需要。
一、维生素B1
维生素B1又称硫胺素或抗神经炎素。由嘧啶环和噻唑环结合而成的一种B族维生素。为无色结晶体,溶于水,在酸性溶液中很稳定,在碱性溶液中不稳定,易被氧化和受热破坏。维生素B1主要存在于种子的外皮和胚芽中,如米糠和麸皮中含量很丰富,在酵母菌中含量也极丰富。瘦肉、白菜和芹菜中含量也较丰富。目前所用的维生素B1都化学合成的产品。在体内,维生素B1以辅酶形式参与糖的分解代谢,有保护神经系统的作用;还能促进肠胃蠕动,增加食欲。
维生素B1缺乏时,可纪起多种神经炎症,如脚气病菌。维生素B1缺乏所引起的多发性神经炎,患者的周围神经末梢有发炎和退化现象,并伴有四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状。18~19世纪脚气病在中国、日本,尤其在东南亚一带广为流先,当时每年约有几十万人死于脚气病。中国古代医书中早有治疗脚气病的记载,中国名医孙思邈已知用谷皮治疗脚气病。在现代医学上,维生素B1制剂治疗脚气病和多种神经炎症有显着疗效。
1.性状
维生素B1为白色结晶或结晶性粉末;有微弱的特臭,味苦,有引湿性,露置在空气中,易吸收水分。在碱性溶液中容易分解变质。酸碱度在3.5时可耐100℃高温,酸碱大于5时易失效。遇光和热效价下降。故应置于遮光,凉处保存,不宜久贮。
2.代谢
维生素B1在肝,肾和白细胞内转变成硫胺焦磷酸脂,后者是体内丙酮酸分解所需的羧代酶的辅酶。但本品在体内不贮存,故短期缺乏即可造成患者丙酮酸在体内的蓄积,从而扰乱糖代谢。
维生素B1是人体能量代谢,特别是糖代谢所必需的,故人体对硫胺的需要量通常与摄取的热量有关。当人体的能量主要来源于糖类时,维生素B1的需要量最大。
维生素B1还是维持心脏,神经及消化系统正常功能所必需的。当维生素B1缺乏时,按其程度,依次可出现下列反应:神经系统反应(干性脚气病),心血管系统反应(湿性脚气病)韦尼克氏脑病及多神经炎性精神病。
在植物和某些低等动物中,硫胺(维生素B1)可被合成。动物肠道中的细菌也可合成维生素B1,维生素B1的合成依赖很多的因素来促成,举如食物的摄取等。哺乳动物几乎完全依赖食物中摄取。维生素B1很快地由小肠吸收,而在体中磷化后转变成具活性的硫胺磷酸辅。此反应可发生在大部份的组织中,但在肝脏细胞中为最多。在100ml血球中,硫胺磷酸辅约含有10ug,而血清中约仅含有1ug的游离维生素B1。大量的硫胺磷酸辅,可能在白血球中可发现,其量也许大过0.1m/100ml。少量的磷酸化型式可产生在动物细胞中,但身体是不能储存此种游离维生素的。去磷酸作用可发生在肾脏内,大部份的游离维生素和嘧啶系由尿液中排出。某些鱼中含有热不安定,此可破坏硫胺维生素(B1),此现象可导致维生素B1的缺乏症发生,据报导:日本人约有3%的人口具有维生素B1缺乏现象,此等人是喜欢吃生鱼片的人。
3.作用与用途
(1)促进成长;
(2)帮助消化,特别是碳水化合物的消化;(3)改善精神状况;维持神经组织、肌肉、心脏活动的正常;(4)减轻晕机、晕船;(5)可缓解有关牙科手术后的痛苦;(6)有助于对带状疱疹的治疗。
4.身体功能之促进
生化上是脱羧和转酮作用时的辅,主要参与碳水化合物、脂肪的代谢,葡萄糖转成焦葡萄糖以及焦葡萄糖转成乙醯辅A之过程中需要它,此与脂肪代谢合成有关。另叁碳酸环代谢产生能量中需要它。
维生素B1又与葡萄糖转化成五碳糖有关,而五碳糖是核甘酸(DNA)合成所需的碳架,经transketolase作用后而成。
食欲、造血、糖类代谢、循环、消化-胃酸产生、能量、生长、学习能力、肌肉韵调的维持(小肠、胃、心脏)。
5.身体部位影响的病状
维生素B1对脑、耳、眼、毛发、心脏、神经系统均有作用。一般影响:为食欲减退,失重,衰弱而死亡。
心脏:脂肪变性、心纤维坏死、心动缓慢、心衰竭。
肝脏:脂肪变性及出血。
肠道:肠黏膜发炎、溃疡、出血。
中枢神经系统:麻痹导致死亡。
皮肤:水肿、发绀。
体内储存量有限,缺乏时常发生多发性神经炎、食欲不振、消化障碍、疲惫、易怒、过敏、神经质、手脚麻疲、对痛与噪音敏感、心周围疼痛、呼吸短促、脚气病。
6.维生素B1功能增大的营养素
维生素B2、叶酸、烟硷酸、维生素C、维生素E、锰、硫。
7.主要治疗功能
治疗时应用于改善嗜酒、贫血症、充血性的心脏障碍、便秘、下痢、糖尿病、消化不良、反胃、作呕、精神疾病、心跳加速、紧迫、痛症减轻等。
8.主要来源
全麦面包、谷类、面粉、动物内脏、肉类、家禽、鱼、豆、坚果、牛奶、绿色蔬菜。每百克食物中含有:全麦0.36~0.5mg,85%麦粉抽出物0.3~0.4mg,73%麦粉抽出物0.07~0.1mg。全米0.5mg,白米0.03mg,米糠2.3mg,牛肉0.6mg以上,羊肉0.1~0.2m,猪肉1.0mg以上,鸡肉0.1mg,豌豆0.36m,其他豆类0.4~0.6mg,甘0.08~0.1mg,牛乳0.045mg。
9.需求量
男子:1.5mg,妇女:1.1mg,妊娠:1.5mg,哺乳:1.5mg,婴儿:0.4mg,小孩:1.1~1.5mg。
碳水化合物吃多的人,维生素B1需求量要增加。如果每餐中蛋白质或脂肪吃得较多的人,维生素B1可减少摄食,尤其是专吃蛋白质的人。下列情形维生素B1需求量会增加:发热、甲状腺机能亢进者、肌肉活动频繁者、孕妇或哺乳者。一般而言,每1,000kcal(千卡)的能量,约需0.5mg维生素B1,相当于每天1.5mg。紧迫发生时,即要增加维生素B1。
10.大剂量毒性
尚无口服大剂量中毒之报告,但注射维生素B1时,有时后会发现过敏反应之报告,可能是个人体质对维生素B1的敏感。故最好不要用静脉注射维生素B1,但一般营养点滴是无所谓的。
二、维生素B2
维生素B2又称维生素G或核黄素。1879年英国化学家布鲁斯首先从乳清中发现,1933年美国化学家哥尔倍格从牛奶中提取和提纯。
维生素B2是黄色针状晶状,微溶于水,遇碱容易分解,遇光也容易分解。维生素B2进入人体后磷酸化,转变成磷酸核黄素及黄素腺嘌呤二核苷酸,与蛋白质结合成为一种调节氧化-还原过程的脱氢酶。脱氢醇是维持组织细胞呼吸的重要物质。缺乏它,体内的物质的代谢紊乱,出现口角炎、皮炎、舌炎、脂溢性皮炎、结膜炎和角膜炎等。
维生素B2的食物来源主要有动物肝、肾等内脏,以及干酵母,奶、蛋、豆类、硬果类和叶菜类等。
1.化学性质
维生素B2具有橘黄色的结晶物质,在280℃时始被分解,故在常温下,维生素B2是非常稳定的,且不受大气中氧气所影响。维生素B2溶解于水中很缓慢,而其溶液有很强的黄绿色萤光。维生素B2不溶于有机溶剂,但在酸性溶液中相当稳定。在碱性溶液中、或者暴露在光中及紫外线辐射下不稳定。
维生素B2在结晶或酸性溶液中,非常稳定,既使有高热的情形下,亦很稳定。在中性或碱性状态下稳定性并不好,另外对紫外线照射亦不好,故要储存于褐色的罐中。
2.来源
主要来源为牛乳、蛋、绿色蔬菜、动物内脏,每百克中具有:乳酪0.3~0.7mg,蛋0.4mg,菠菜0.2~0.4mg,牛奶0.14~0.18mg,猪肉、牛肉0.1~0.3mg,粗面粉0.1~0.2mg,豆类0.18mg,白面粉0.04~0.08mg,褐色面包0.09mg,白面包0.07mg,白米0.06~0.09mg,黑醋栗0.05mg。
3.需求量
维生素B2可由肠道中的细菌来合成,但细菌所合成的量不足,或吃抗生素时杀死肠道中细菌,不能合成维生素B2,故要由外来食物中补充。
4.代谢状况
维生素B2在被吸收时,于肠道黏膜中便与磷化合,一般而言,在肝、脾、肾和心肌等储存很少量。此种少量储存形成一补给站,纵使在严重缺乏之情形下,此补给站尚可维持一正常的量。维生素B2主要由尿液中排出,每日损失约摄食量的30%,少部份由汗中流失。
5.生理作用
维生素B2在组织中可被合成磷酸酯,而形成两种辅,一为单核酸黄素及双核酸腺嘌呤黄素。此两种辅可形成许多不同系统的不足处,故有弥补群之称。此群亦叫做黄素蛋白,主要涉及氢离子的传输,亦即是电子传输的作用。D-胺基酸的氧化为FAD,而L-胺基酸的氧化为FMN,但较特别的甘胺酸的去氢为FAD。
虽然维生素B2在大部份动物的器官中以磷酸盐或FAD形状存在,但在眼睛的视网膜中却储存有相当多量的游离维生素B2。虽然其作用如何,尚无所知,但某些人下眼浮水肿,若补充大量的维生素B2却可改善。
在无血管的组织如角膜,其氧化系藉靠着含核黄素物质的所进行。若缺乏此维生素,则身体企图以血管性的氧化来进行。在动物或人类来说,维生素B2是生长与生命所必需,观其涉及的代谢作用之多,若缺乏维生素B2,则其华丽的征状即消失。
6.身体作用的部位
(1)眼睛;(2)毛发;(3)指甲;(4)皮肤;(5)软体组织。
7.身体作用的功能
(1)抗体与红血球的合成;(2)细胞的呼吸;(3)蛋白质、脂肪、碳水化合物的代谢。
8.缺乏症状
(1)缺乏最早的典型症状是皮肤与黏膜,尤期是身体孔穴交界处。最早症状是口或鼻孔黏膜的发炎,嘴唇角落及眼,或者是生殖道等;(2)唇干裂(口角开裂);(3)在肝脏中,有脂肪渗透进去,形成黄肝,尤其是狗最为显着;(4)在肾脏会充血、出血;(5)通常性的肌无力、颤抖、行动笨拙、麻痹;(6)口及眼睛的伤害,嘴唇、舌头的痛苦及烧疼感,眼睛畏光、流泪、烧疼及发、视觉疲劳、眼痉挛;(7)白内障;(8)头晕(dizziness);(9)消化不良;
(10)肛门烧。
9.协合增进效率的物质
(1)维生素B群;(2)维生素B6;(3)烟硷酸(niacin);(4)维生素C;(5)磷(Phosphorus)。
10.相抗衡的物质
(1)酒精;(2)咖啡;(3)过量的糖类;(4)烟草。
11.用来治疗的症候
(1)粉刺;(2)酒瘾;(3)关节炎;(4)脚气;香港脚;(5)秃头;(6)白内障;(7)糖尿病;(8)下痢;(9)消化不良;(10)紧迫。
12.其他不正常的处理
眼睛的手术或外伤时,会导致眼角膜的凝结,因此,在手术前需先给与维生素B2。维生素B2尚可处理砂眼所导致的血管翳,睑角炎、水泡性眼角炎。维生素B2有时用来处理偏头痛、肌肉痉挛等症,使用维生素B2约为30mg之量。
三、维生素B12
维生素B12又名钴胺素,1947年美国女科学家肖波在牛肝浸液中发现。它是含钴的复杂有机化合物,有人称它为造血维生素,是因为它含有金属元素钴。当人体缺钴时,会引起食欲不振、皮肤苍白、头昏和贫血等症状。维生素B12参与核酸、胆酸、蛋氨酸的合成和脂肪、糖类的代谢过程,它对肝和神经系统的功能产生一定作用。因此,维生素B12除用于治疗贫血外,还用来治疗传染性肝炎,恢复肝功能的正常作用。一般成年人每天摄取12微克即可。经常大量饮酒,不吃奶制品及蛋类的人,必须摄取更多的维生素B12。
维生素B12在中性溶液中比较稳定,在酸性或碱性溶液中易分解,受日光照晒也会失去活性。
维生素B12是由内脏中的细菌合成的,而且维生素B12存在于一切以动物为来源的食物中。维生素B12很难被人体吸收。胃所分泌的一种物质是吸收维生素B12的必要因素。对维生素B12的吸收来说,钙也是必要的元素。维生素B12对身体制造红血球和保持免疫系统的功能也是必要的。维生素B12也已经用于哮喘、疲劳、肝炎、失眠和癫痫等的治疗。维生素B12储存于肝脏中,但是很容易通过尿排除体外。维生素B12是很安全的,而且没有副作用。维生素B12缺乏者常是老人和酗酒者。富含维生素B12的食物:动物肝脏、牛肉、猪肉、蛋、牛奶、奶酪。
1.化学组成
维生素B12是一高度吸湿性的红色结晶粉末,易溶于水及酒精中,在强酸或硷中,不大稳定,遇光时亦会不稳定。其化学组成中间有一”corrin”环,此环可携带比咯紫质,且比咯紫质中有一钴原子。此外结构上的氰部份是一造血素活性部之组成,可被其它的酸化物或氢氧化物所取代,而放出氰钴胺、硝基氰钴胺及氢氧氰钴胺。在自然界中,维生素B12连结生呔或蛋白质,其它自然界中的维生素B12类构物,系存在于微生物中,而高等动物是没有的。
结晶的氰钴胺或水溶解后的维生素B12,只要不暴露在紫外线或者是更强的可见光,在室温时是稳定的。维生素C可能影响维生素B12的稳定性,甚至于是维生素B1或其他的腐败的产物,均能损害维生素B12的稳定性;若有烟硷酸胺存在时,更增强此种情况的发生。因此在综合维生素的混合制造过程中,维生素B12的成份检验是必需的,不然其成品在制程中破坏后,往往其含量会不足的。
2.来源
维生素B12在食物中含量甚微,主要的来源是动物性原有者,在高等植物中,根本是不含有。各种食物中每100g含维生素B12量如下:牛肉2~3ug,牛肾30ug,牛肝60ug,猪心25ug,鱼14ug,起士0.2~2ug,每个蛋0.4ug。
3.需求量
维生素B12在动物肠道中微生物合成量相当大,尤其是反刍动物,但微生物所合成的维生素B12到底有多少被肠道吸收,尚不清楚。人体的需要量到底多少,尚未可知。据最近的研究说人的需要量约为1ug而已,故每日补充3ug应该是足够的。对孕妇来说,也许每天要补充4ug,婴儿每日应补充0.4ug。但对素食者来言,其需求量应该更高些。
男成人1.0ug、妇女1.0ug、妊娠4.0ug、哺乳4.0ug、婴儿0.3ug、11岁以下0.7~1.4ug、男孩2.0ug、女孩40ug维生素B12的代谢。
维生素B12胃肠道中的吸收系要依靠胃液中的内因子来活化,而内因子的组成是种胃粘膜蛋白,此物质发现在胃的贲门及基底部,而不是在幽门部。