基本介紹
- 中文名：B族維生素
- 外文名：B vitamins
- 主要成員：維生素B1、B2、B3、B5、B6、B7、B9、B12
- 特徵：外源性、微量性、調節性、特異性
- 性質：水溶性維生素
簡介,B族維生素成員,維生素B1,維生素B2,維生素B3,維生素B5,維生素B6,維生素B7,維生素B9,維生素B12,B族維生素的功能及套用,B族維生素的常用檢測技術,微生物法,光譜分析法,色譜法,液相-質譜聯用,毛細管電泳法,
簡介
B族維生素是人體內糖類、脂肪、蛋白質等代謝時不可缺少的物質。B族維生素多數都溶於水，包括維生素B1（硫胺素）、維生素B2（核黃素）、維生素B3（煙酸）、維生素B4（磷酸氨基嘌呤）、維生素B5（泛酸、遍多酸）、維生素B6（吡哆素）、維生素B7（維生素H）、維生素B8（腺嘌呤核苷酸）、維生素9（葉酸）、維生素B12（鈷胺素）、維生素B13（乳清酸）、維生素B15（潘氨酸）、維生素B17（杏素）、維生素Bt（肉毒鹼）、維生素Bx（對氨基苯甲酸）、膽鹼、肌醇（環己六醇）等。其中維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B5、維生素B6、維生素B9、維生素B12等為人體常用，作為輔酶對人體內糖、脂肪和蛋白質的代謝起著至關重要的作用。
B族維生素在生物體內通過構成輔酶而發揮對物質代謝的影響。這類輔酶在肝臟內含量最豐富。與脂溶性維生素不同，進入體內的多餘水溶性維生素及其代謝產物均自尿中排出，體內不能多儲存。當機體飽和後，食入的維生素越多，尿中的排出量也越大。
B族維生素由生物活性相似但化學成分不同的化合物組成，可以以自由形式存在。它們在動物和部分微生物中無法合成，因此必須從外界獲得，一般植物體內可以合成各種維生素。生物機體對維生素的需求不高，但卻必不可少。
B族維生素成員
維生素B1
維生素B1又稱硫胺素，在生物體內可作為硫胺素焦磷酸（TPP）的輔酶，以氧化，具有酸穩定性，廣泛存在於酵母、胚芽、瘦肉、肝臟、蔬菜、及食穀物等。生物機體中游離的硫胺素濃度低，許多細菌、真菌和植物可以合成硫胺素。
維生素B2
維生素B2又稱核黃素，黃色的晶體，具有酸穩定性、可耐熱，在生物機體中以黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的形式存在，作為一些氧化還原酶的輔酶，參與體內很多氧化還原反應。並且與蛋白部分結合，在許多細胞中游離態的存在形式很低。維生素B2廣泛存在於動植物中，在牛奶、水果、蔬菜等也有較高含量，植物和許多微生物在體內可以合成。核黃素主要通過革蘭氏陰性菌和半球菌的微生物發酵生產。
維生素B3
維生素B3又稱煙酸，屬吡啶維生素，物理性質穩定，是生物體中煙醯胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，輔酶Ⅰ）和煙醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP，輔酶Ⅱ）的前體，參與各種酶促氧化還原反應。維生素B3在自然界廣泛存在，其中，酵母、花生、豆類、穀類、動物肝臟、肉類、茶葉和咖啡中的含量更高，在新陳代謝、DNA修復以及神經系統中發揮重要作用。
維生素B5
維生素B5又稱泛酸，是分布廣泛的有機酸，是CoA和磷酸泛醯巰基乙胺的組成成分。其中CoA是細胞中泛酸的主要輔酶形式。僅發現了泛酸的d-異構體，且大多數都是與CoA的結合形式存在，游離形式很少。在酵母、小麥、花生、米糠、豌豆、蛋、肝中的含量豐富，尤其是蜂王漿中。泛酸是糖類、脂肪等轉變成能量必不可少的物質。
維生素B6
維生素B6又稱吡哆醇，在生物體內的存在形式是磷酸酯，磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺是它的活性形式，作為胺基酸代謝、脂肪酸代謝中多種酶的主要輔酶。細菌、真菌和植物中可以合成吡哆醇，而包括人類在內的大多數動物對吡哆醇的需求來源於飲食，因為他們無法合成這種重要的微量營養素，其中，蔬菜、穀物、豆類、堅果、葵花籽、蘑菇等含量豐富。吡哆醇主要通過化學合成方式生產，廣泛套用於食品和製藥工程。
維生素B7
維生素B7又稱生物素、維生素H或CoR，是一種單羧酸，較好的水溶性、醇溶性物質，不溶於親脂性有機溶劑。生物素具有優良的熱穩定性，但易被鹼和過氧化物破壞。生物素的八種異構體中只有天然存在的d-生物素具有生物活性。生物素以游離形式存在於細胞質中作為植物細胞的儲備池或以結合形式存在於細胞器中作為多種酶促羧化反應的輔酶，在糖異生、胺基酸代謝和脂肪酸合成中發揮重要作用。生物素的主要來源是蛋製品、酵母、肝臟、腎臟和花生，在各種農作物生物質、水果中也有發現，如小麥、玉米、馬鈴薯、甜菜、甘蔗糖蜜和葡萄等。商業用生物素主要通過化學合成方式生產，微生物合成生產生物素的方式仍在繼續努力，可套用於化妝品、生物基化學品生產（如谷氨酸、賴氨酸等）。
維生素B9
維生素B9又稱葉酸，黃色晶體，酸鹼可溶，不溶於有機溶劑，對酸，光和溫度敏感，四氫葉酸是葉酸的輔酶（CoF）形式。細菌、真菌和植物體內可以合成葉酸，而包括人類在內的大多數動物對葉酸的需求來源於飲食或腸胃微生物，因為他們自身無法合成葉酸。葉酸主要通過自然界和化學合成。葉酸是生物體許多生化反應的重要物質，主要以離子的形式存在，促進細胞增殖、腦功能調節物質的合成，也被用作靶向治療和診斷的重要載體。
維生素B12
維生素B12又稱氰鈷胺素，是一種鈷胺素化合物，水溶性、醇溶性物質，在生物體內有兩種輔酶形式，主要的輔酶形式是5‘-脫氧腺苷鈷胺素，另一種輔酶形式是甲基鈷胺素。氰鈷胺素主要由某些細菌和古細菌合成，但在植物和動物中無法合成，因此，氰鈷胺素合成細菌（包括古細菌）是食物中氰鈷胺素的來源。而細菌（包括古細菌）合成的氰鈷胺素主要積累在食物鏈中較高捕食性生物的體內，所以動物源性的食物是氰鈷胺素的主要來源，如肉類、牛奶、蛋製品、魚類等。氰鈷胺素的工業大規模生產方式主要通過微生物發酵進行。
B族維生素的功能及套用
B族維生素是一類有機化合物的統稱。一般滿足以下幾個特徵：（1）外源性：動物自身不可合成或合成量不滿足生理需求，需要通過食物來攝取。（2）微量性：動物體內所需量很少，但是可以發揮巨大作用，通常作為輔酶及輔酶因子。（3）調節性：維生素必須能夠調節人體新陳代謝或能量的轉換。（4）特異性：缺乏了某種維生素後，人體將呈現特有的病態。B族維生素是一種水溶性維生素，它是推動體內代謝，把糖、脂肪、蛋白質等轉換成能量不可缺少的物質。
維生素B1是B族維生素之一。它是糖代謝的重要輔助因子，在醛基和糖基的主動運輸中起輔酶作用，在神經傳導和神經元傳導中起輔助作用。由於維生素B1在體記憶體儲時間很短，容易被排泄出來，所以要保持其血液中含量就必須經常攝入維生素B1。大多數食物中都含有適量的維生素B1，而富含維生素B1的食物來源包括全穀類、糙米、豬肉、家禽、大豆、堅果、乾豆、豌豆，以及穀物等。用維生素B1治療缺乏硫胺素的感染性休克患者可降低其體內乳酸含量和其導致的死亡率。一些研究表明糖尿病患者的血液中硫胺素含量低於正常人，隨著蛋白尿的增加而逐漸下降，在大量白蛋白尿患者中更是如此，微量白蛋白尿中硫胺素與脂質譜呈負相關關係，因此糖尿病患者應該適當的補充硫胺素。
維生素B2（核黃素）在身體代謝過程中起輔酶的作用，它在維持人類、動物和植物健康方面起著重要作用。如今，核黃素已被證明是必需的，並通過其生物活性衍生物參與貫穿人體代謝的關鍵氧化還原反應。詳細而言，核黃素水平的增加通過誘導活性氧（Ros）和激素信號轉導途徑，促進苯丙酸和酚類化合物的積累，從而使抵抗力增強。在許多流行病學研究中，維生素B2被證實對心臟保護有一定作用，並且核黃素補充與心血管疾病患者的改善有利。當缺乏核黃素時體內的碳水化合物、脂肪和蛋白質等物質就不能被轉化成能量來維持身體正常功能。
煙醯胺（維生素B3）在體內和體外都有多種光保護作用，它能增強DNA修復，減少紫外線輻射對皮膚免疫反應的作用，調節炎症細胞產生的皮膚屏障功能，恢復因紫外線照射後的細胞損傷。因此煙醯胺是一種較好的化妝品成分，傳統上用於皮膚白皙、抗衰老和建立皮膚保護屏障等。
在各種飲食中，泛酸又稱維生素B5是一種必須的維生素的輔酶A（CoA）的前體，長期以來一直被認為是各種有機體生化反應的基本輔助因子參與許多中間代謝反應，在葡萄糖、脂肪酸和胺基酸進入產能的三羧酸循環、膽鹼乙醯化從神經遞質乙醯膽鹼和脂肪酸生物合成中起著關鍵作用。維生素B5在動脈粥樣硬化病學中的直接作用尚未闡明，但維生素B5可能通過增加輔酶A水平和促進谷胱甘肽（GSH）合成，從而減少氧化應激來參與炎症過程的發生。
吡啶醇（維生素B6）是一種轉氨酶，也是葡萄糖磷酸酶的輔酶，用於肝臟和肌肉中葡萄糖原的利用，從而參與葡萄糖代謝。吡啶醇使用可顯著促進細胞增殖和神經母細胞的分化。儘管維生素B6與Ⅱ型糖尿病的發生沒有明顯的聯繫，但有證據表明一旦出現Ⅱ型糖尿病，它的缺乏可能會對某些併發症的引起有一定的影響。但有其它實驗表明補充維生素B6顯示胰島素濃度和胰島素敏感性降低，而對血糖水平沒有變化。
生物素（維生素B7）在幾種特定的羧化和脫羧反應中起重要作用。它是幾種二氧化碳固定酶的輔酶，如丙醯-輔酶A羧化酶（PCC）、丙酮酸羧化酶（Pc）、甲基巴豆醯輔酶A羧化酶和乙醯輔酶A羧化酶在糖異生、脂肪酸合成和變性以及克雷布斯循環的功能中起著不可或缺的作用，生物素在多發性硬化症和假甲狀腺功能亢進症中能有一定的改善作用。雖然哺乳動物不合成生物素，但由於其存在於多種動植物源性食品中，其中正常人缺乏罕見。Ⅱ型糖尿病大鼠補充生物素和吡啶酸鉻的研究表明，葡萄糖轉運蛋白GLUT4的表達增加，可明顯抑制骨骼肌的胰島素抵抗。通過添加生物素可以增強胰島素分泌且有利於胰島素功能的基因基信號通路的表達。
葉酸（維生素B9）在細胞代謝活動中起著重要的作用，例如在DNA和RNA的單碳代謝中起著輔助因子的作用，以及在體內的核苷酸和胺基酸生物合成中起著重要的作用。葉酸是一種能與葉酸受體結合的小分子，在宮頸癌HeLa細胞等惡性腫瘤細胞上有較高的表達水平，所以葉酸可以針對這些腫瘤細胞。葉酸在Ⅱ型糖尿病發病機制中的作用與維生素B1缺乏症及其引起的高同型半胱氨酸血症有關，雖然其缺乏症並不普遍，但在糖尿病患者中進行葉酸的補充會有利於糖尿病的治療。補充葉酸可逆轉微核的DNA損傷，從而減輕糖尿病患者氧化應激的影響。
鈷胺素（維生素B12）是分子質量最大的，也是生物學中最複雜（15個官能團）的輔助因子。鈷胺素因其能促進脫鹵反應而得到了廣泛的關注，且有證據表明，有幾種厭氧細菌引起的12種脫鹵反應的細胞成分很可能是過渡金屬輔酶。在懷孕和哺乳期間，鈷胺素的需求會增加，以滿足母親、胎兒和嬰兒的需求。
B族維生素的常用檢測技術
由於盲目追求飲食的精細化，導致從食物中攝取到的B族維生素越來越少。因此，將合成的B族維生素作為-一種營養強化劑添加到食品中，補充人類和動物健康生長和發育所需。市場上出現了將B族維生素添加到嬰幼兒奶粉、功能性飲料以及一些保健品中。B族維生素很不穩定，在酸鹼、光、熱等一定條件下易分解，因此分析測定比較困難，可根據維生素不同的特性，選擇不同的分析方法。對B族維生素測定建立的主要分析方法有:微生物法、分光光度法、和色譜法等。
微生物法
國際上主要採用的一種B族維生素檢測法就是微生物法，其主要依據是細菌的生長會跟維生素成正面或者反面相關關係，所以想要檢測維生素群的存在和數量，只要觀察與之對應的細菌即可。微生物法靈敏度比較高，只要觀察對應細菌的繁殖程度和代謝產物即可。但是這種方法存在操作複雜、用時比較長的缺點。而且每一種維生素族群所對應的細菌是不一樣的，它們之間在一起也可能相互干擾、相互排斥，所以一次檢測只能測定一種維生素群，而不能幾種一起測量，這樣做比較費時費力。
光譜分析法
（1）分光光度法
分光光度法也是比較常用的一種維生素群組檢測方法，在藥典中維生素B1、維生素B6、煙醯胺採用分光光度法測定。但是一般需要送檢的維生素B族都是存在於食物當中的，食物當中的維生素B1和維生素B2含量比較低，用分光光度法進行檢測的時候，兩種維生素吸收峰重疊嚴重，這表明它們之間的共存物質之間互相干擾，得出的結果會收到很大的影響。
（2）螢光法
螢光法有一定的局限性，它比較適合自身具有螢光特性的維生素族群，或者衍生產物帶有螢光物質的維生素族群。其操作方法也比較複雜，得出的結果局限性很大。很多科研人員正在對該方法進行改進和再創造。分子螢光法的檢出能力比紫外分光光度法更強，靈明度也比紫外分光光度法高。
色譜法
液相-質譜聯用
液相色譜法與質譜串聯的方法是最近流行起來的一種B族維生素檢測方法，這種方法結合了醫學和食品領域的前沿技術，具有較好的發展前景。這種方法可以利用色譜和質譜的優點，將它們結合起來使用，面對比較複雜多變的樣品，該方法既能利用高效液相色譜進行快速分離，又能利用質譜高靈敏度、高選擇性的特點，操作時間較短，是一種效率極高的檢測手段。經過幾年的發展，液相-質譜聯用的檢測方法已經發展得比較成熟，在操作和檢測手段上都有了較大的進步。但是由於該種檢測方法所使用的檢測設備費用比較高昂，維護成本高，只適合在實驗室使用。
