維生素B2

維生素B?（vitamin B?, VB?）又稱核黃素，屬B族維生素，是一種十分重要的水溶性維生素，也是維持機體正常結構與功能的必須營養物質，有多種的生理功能。人體在缺乏維生素B?時，代謝作用會發生障礙，進而造成大腦學習的能力下降，嚴重時甚至會導致貧血、腫瘤等疾病。因此，需同其他維生素B族一樣以食物或營養補品進行補充。常見的菠菜、玉米、黃豆、豬心、豬肝以及鱔魚等中富含維生素B?。

1879年，英國化學家布魯斯（Bruce）首次從乳清中首次分離出黃綠色的熒光色素，稱為乳黃素(Lacflavin)。1913年，奧斯本（Osborne）和門德爾（Mendell）確定了鼠類生長中必需的“水溶性因素B”。1920年，艾米特（Emmett）用熱處理方法從酵母提取液中得到維生素B?。1933年，庫恩(Kuhn)等人成功從雞蛋中分離得到核黃素結晶。1933年，喬治（George）對植物組織、動物肝臟和腎臟進行研究時，從中提取了類似的熒光物質，并分別命名為草黃色(Verdoflavin)及肝黃素(Hepatoflavin)。瓦博格（Warburg）和克里斯森（Christian）從酵母中分離出黃素蛋白復合物(Flavinprotein complex)，即黃酶(Yellowenzyme)。1935年，庫恩(Kuhn)等人揭示了維生素B?（核黃素）的結構，并用化學合成法得到此熒光色素，由于其分子結構中存在五碳糖核糖以及物質本身顏色，故將其稱為核黃素。

維生素B?由異咯嗪加核糖醇側鏈組成，并有許多同系物。維生素B?的化學名最初為6、7-二甲基-9-（1′-D-核糖酰[xiān]）異咯嗪，隨著命名系統的發展，又命名為7、8-二甲基-10-（1′-1-核糖酰）異咯嗪[qín]。維生素B2核糖醇側鏈5-羥甲基端磷酸化就形成FMN，FMN能進一步轉化為更加復雜的化合物，其中以FAD最為常見。維生素B?的基本結構，見下圖。

維生素B?基本結構

維生素B?是一種黃色或橙黃色針狀結晶物，有輕微氣味，味苦，280℃分解。維生素B?微溶于水，在25℃下，溶解度為10-13mg/100mL；微溶于醇類，在27.5℃，溶解度為0.0045g/100mL無水乙醇；不溶于丙酮、氯仿、苯、乙醚、；極易溶于稀堿。油水分離系數logP=-1.46。在酸性或中性條件下，核黃素易吸附于富勒土、乳酸石以及沸石上，吸附后可用丙酮[tóng]或吡啶溶液洗脫。核黃素水溶液可發出黃綠色熒光。

核黃素結晶在普通條件下不分解，其溶液在可見光或紫外光下易分解；在中性溶液中，如果避光，熱穩定性相對較高；在酸溶液和氧化劑存在下穩定，但對堿和光非常敏感。當加熱分解時，會釋放出一氧化氮（NO）有毒煙霧。其飽和水溶液的pH值為6，解離常數pKa=10.2、pKb=1.7。

全化學合成法以葡萄糖為起始原料進行合成，其過程中會使用二甲苯等有毒物質，對環境污染嚴重，目前此方法已在核黃素的工業化生產中逐漸被淘汰。

核黃素全化學合成路線

缺點：工藝繁雜、環境污染嚴重、成本較高。

半化學合成法是在微生物發酵合成D-核糖的基礎上進行，隨后的合成過程與化學合成法相同。優點：產量較高、工藝簡單、成本低。缺點：環境污染較大、能耗較大。

兩種具有天然產核黃素能力的棉囊阿舒氏酵母（Ashbya gossypii）和阿舒氏假囊酵母（Eremotherecium ashbyii）自20世紀40年代被用于微生物合成核黃素以來，生物合成法（微生物發酵法）逐漸取代化學合成法，并成為核黃素工業生產的主要方法。在研究過程中，人們發現產生核黃素的菌種有很多。真菌有：棉囊阿舒氏酵母、阿舒假囊酵母、季也蒙假酵母以及釀酒酵母等；細菌有：枯草桿菌(Bacillus subtilis)、節桿菌、棒狀桿菌、不動桿菌、乙酸丁梭狀桿菌等生物合成法是直接前體物5-磷酸核酮糖和GTP經過系列的核黃素合成酶作用，通過七步酶促反應，最終轉化為維生素B?。優點：工藝簡單、產出效率高、成本低、環境污染較小。缺點：菌體粘度較大、后期分離困難、發酵周期長、原料要求繁雜。

核黃素生物合成途徑

維生素B?（核黃素）是機體許多重要酶的組成成分，主要以FMN和FAD輔酶形式廣泛參與代謝的氧化還原反應，并在蛋白質、脂肪、碳水化合物三大營養素的能量代謝中起著非常重要的作用。

1. 參與內生物氧化與能量代謝。在體內的維生素B?以FAD及FMN形式與特定的酶蛋白結合，形成黃素蛋白（flavoprotein），并通過三羧酸循環中的某些酶以及呼吸鏈等參與體內氧化還原反應與能量產生。這些含黃素蛋白的酶在氨基酸的氧化脫氨基及嘌呤核苷酸代謝中扮演重要角色，進而維持機體正常代謝，促進正常的生長發育，維持皮膚黏膜的完整性。若體內維生素B?不足，則物質和能量代謝發生紊亂，將出現生長發育障礙。
2. 參與維生素B?和煙酸的代謝。參與色氨酸代謝變為煙酸、維生素B6轉變為磷酸吡哆醛的過程。
3. FAD作為谷胱甘肽還原酶的輔酶。參與體內抗氧化防御系統，維持還原性谷胱甘肽的濃度。
4. FAD與細胞色素P450結合，參與藥物代謝，提高機體對環境應激適應能力。
5. 核黃素與腎上腺皮質激素的產生，骨髓中紅細胞的生成，以及鐵的吸收、儲存和動員有關。

1. 改善缺鐵性貧血。維生素B?在對貧血患者的治療中起輔助鐵劑的治療作用，同時補充核黃素和鐵對貧血患者治療效果更佳，尤其對重度貧血患者效果更為明顯。
2. 預防心腦血管疾病。攝入大劑量的維生素B?可以有效降低腦卒中、猝死和急性心肌梗死等心腦血管疾病意外的發生，并在一定程度上可以抑制冠心病和動脈粥狀硬化的發生和發展。
3. 防癌作用。大量研究結果證明，提高維生素B?的攝入量，可以顯著降低食管癌的發病率。
4. 提高人體對惡劣環境的適應力。研究結果表明，處于粉塵、毒氣、噪聲、震動等環境中的工作人員以及強體力勞動者對維生素B?需求會增加；處于高原人群較平原人群需要更多的維生素B2來維持機體正常生理功能，并提高對高原環境的適應能力。

大部分食物中維生素B?大部分是以黃素單核酸(flavin mononucleotide，FMN)及黃素腺瞟吟二核甘酸(avin adenine dinucleotide，FAD)形式與蛋白質結合，形成復合物而存在，而僅少量以游離形式存在。進入胃內之后，在消化酶的作用下，水解釋放出核黃素，并由小腸近端吸收。吸收以主動吸收為主，而未吸收的將由腸道細菌分解。通常情況，來自動物的核黃素比來自植物的核黃素更容易被吸收，乙醇以及抗酸制劑等可干擾核黃素的釋放和吸收，某些金屬離子（如Zn2?、Cu2?、Fe2?等）可與核黃素絡合而抑制其吸收。維生素B?進入血液后，一部分與白蛋白結合，大部分與其他蛋白質（如免疫球蛋白）結合運輸。在體內，一部分轉化為FMN，大部分轉化為FAD，最后與黃素蛋白結合。在視網膜尿和奶中有較多的游離核黃素，在肝、腎、心器官中結合型核黃素濃度最高。體內多余的維生素B?主要隨尿液排出，食物中未吸收的和膽汁中未被重吸收的部分維生素B?將隨糞便排出，汗液中也可排出少量維生素B?。

機體維生素B?營養狀況應根據生化指標、臨床表現，結合生理情況、膳食攝人情況進行綜合判定。常用的檢查指標如下:

1. 尿中維生素B?排出量

1）24h尿中維生素B?排出量。排出量在200 μg/d以上時為正常。2）4h尿負荷試驗。給予維生素 B? 5 mg后，4h 尿中維生素B?排出量，<400 g為缺乏；400 ~799μg為不足；800~1300 μg為正常；>1300μg為充裕。3）任意一次尿中維生素B?排出量與尿肌酐比值。尿維生素B?<27、27~79、80~269和>270（μg/g 肌酐）時可分別判為維生素B?不足、低、適宜和充裕。

2. 紅細胞谷胱甘肽還原酶的活性系數(erythrocyte glutathion reductase activity coefficient，EGR-AC)

EGR 是一個以 FAD 為輔基的黃素蛋白，核黃素缺乏時該酶活性下降。在含谷胱甘腦還原酶的紅細胞溶血試樣中，測定加與不加 FAD 時還原型谷胱甘的生成量，以二者比值即 EGR-AC 可反映機體核黃素營養狀態。EGR-AC反映的是與蛋白結合的處于功能狀態的核黃素水平，所受干擾因素較少，較為穩定可靠。EGR-AC<1.2為正常，1.2~1.4為不足，>1.4為缺乏。

3. 紅細胞維生素B?含量

紅細胞維生素B?含量可以反映體內維生素B2的儲存情況。目前認為，紅細胞維生素B?含量＞400 nmol/L或≥150 μg/L為正常，＜270 nmol或100 μg/L為缺乏。

維生素B?攝入不足、酗酒或者某些藥物，如治療精神病的普嗎嗦、丙咪嗦，抗癌藥阿霉素，抗瘧藥阿的平等抑制維生素B?轉化為活性輔酶形式，引發維生素B?的缺乏癥。維生素B2作為體內黃素酶類輔基的組成成分，對于促進生物生長，維持生物體內糖、蛋白、脂類物質代謝以及維持正常視覺功能具有重要作用。當維生素B2缺乏時，會對生物機體內的生物氧化、代謝反應造成影響。

1. 典型的維生素B2缺乏癥包括口腔-生殖綜合征(orogenital syndrome)，主要包含以下的一些特征：

• 口部：嘴唇疼痛、腫脹、潰瘍、色素沉著；口角濕白、有裂紋甚至糜爛（口角炎）；舌疼痛、紅斑、腫脹以及舌乳頭萎縮（口舌炎）以及典型的地圖舌。
• 眼部：瞼緣炎、怕光、易流淚、易有倦怠感、視物模糊、眼球結膜充血、角膜毛細血管增生、角膜與結膜相連處發現水泡、引起結膜炎等。
• 皮膚：丘疹或濕疹性陰囊炎(女性陰唇炎)、鼻唇溝、眉間、眼瞼、耳后、乳房下、腋下、下頜以及腹股溝脂溢性皮炎，常見于皮質分泌旺盛部位。
• 女性陰道壁干燥，陰道黏膜充血、潰破，造成性欲減退、性交疼痛，畏懼同房。
• 男性易發陰囊炎，其主要分為紅斑型、丘疹型和濕疹型，其中多為紅斑型。

2. 除了以上提到的疾病外，缺乏維生素B2可能還會導致人體腔道內的黏膜層會出現病變，黏膜細胞代謝失調，黏膜變薄、黏膜層損傷、微血管破裂。對于胎兒或兒童缺乏維生素B2，可能會引起胎兒發育不良，兒童生長遲緩，輕中度缺鐵性貧血。

核黃素溶解度相對較低，腸道吸收有限，腎對維生素B?的也有一定閾值，大量攝入維生素B2雖無毒性，但可能出現瘙癢、麻痹、流鼻血、灼熱感、刺痛等癥狀。因此大劑量攝入并不能無限增加維生素B?的吸收，反之會對機體造成一定影響。

中國居民膳食維生素B?推薦的攝入量（mg/d）

維生素B?（核黃素）在自然界分布很廣，其中蛋、乳類、瘦肉為主要食物來源，谷類、豆類、綠色蔬菜以及禽畜肝、心、腎臟均含豐富的維生素B?。中醫有用醋浸雞蛋治療目瘡的記載，就是用富含維生素B?的雞蛋治療核黃素缺乏癥。而食物加工使用的堿會使維生素B?在加熱時破壞，由此會造成一部分的維生素B?損失。表常見食物中維生素B?的含量（mg/100g）

維生素在食物原料在加工過程中通常損失xxx，尤其是水溶性維生素損失更為明顯。為減少維生素B?的損失，可注意注意以下幾點：

1. 水溶性維生素會由于原料的洗滌、浸泡、焯水等處理溶于水而隨水流失。
2. 維生素B?對熱比較穩定，水煮、烘烤、冷凍時損失較小。
3. 維生素在堿性環境中容易被分解破壞。

維生素B?是常用藥物“復合維生素B”的5種成分之一，中國現有上百家企業生產“復合維生素B”片，每年產銷量達百億片之多。常見有維生素B?片劑、維生素B?注射劑等，主要用于預防和治療維生素B2缺乏癥，如口角炎、唇干裂、舌炎、陰囊炎、結膜炎、脂溢性皮炎等。

維生素b2片劑

維生素B?在人體的生長代謝中,發揮著重要作用，不可或缺。處于生長發育期的兒童對維生素B?的需要量較大,由此國標規定維生素B?為嬰兒配方食品、較大嬰兒及幼兒配方食品中所必需添加的營養強化劑。功能飲料是近年來出現的新型產品，含有人體必須的營養素和維生素等，其中就包含維生素B?。

目前我國在家禽養殖過程中多使用玉米-豆粕型日糧，含維生素B?較低，而家禽自身無法合成維生素B?，且極易缺乏。因此維生素B?作為微量元素添加劑，提高了蛋白質在動物體內的沉積，提高了飼料利用率，促進家禽正常的作用。