2011年8月26日 星期五

維生素B1之生理功能與攝取

根據衛生署2009923的新聞公告(http://www.doh.gov.tw/CHT2006/DM/DM2.aspx?now_fod_list_no=10520&class_no=25&level_no=2)「補充有關國民營養調查發現成人維生素B1B2缺乏年齡與地區說明」,結果顯示,維生素B1缺乏率,男性以19-30歲年齡最為嚴重,盛行率達17.32%,女性則以31-50歲之生育年齡婦女最為嚴重,盛行率達21.09%,由此可知,國人在維生素B1的攝取不足的情形可謂頗為嚴重;據專家分析,主要原因在於國人愛吃不含米糠(米的殼皮,rice bran)的白米,加上蔬菜水果攝取不夠,因此易導致維生素B1的攝取不足。

維生素B1,在人體主要扮演醣類(碳水化合物)、脂質、蛋白質代謝過程中必須的輔助因子(cofactors)的角色,假若個人維生素B1攝取不足,則容易發生便秘、食慾低落、疲倦、虛弱無力、嗜睡、頭痛、煩燥、憂鬱的情況,且神經、肌肉功能亦易受干擾,如神經麻痺、肌肉萎縮,最嚴重的情況,在心肌失去彈性而心臟收縮力道減弱,血液循環減慢,導致腳部等下肢水腫,終致罹患腳氣病(beriberi)

西元1897年,荷蘭醫生克里斯蒂安‧艾克曼(Christiaan Eijkman)發表一篇文獻(Eijkman, C. (1897). "Eine Beriberiähnliche Krankheit der Hühner". Virchows Arch. Pathol. Anat. 148: 523),發現以煮熟白米餵食雞隻,會生病,再餵食含米糠的糙米,病又好了,因此艾克曼結論含米糠的米內含有一種抗病的因子。西元1905年,William Fletcher發現吃含米糠的米可以治療腳氣病(beriberi)。西元1912年,Frederick Gowland Hopskin發表一篇文獻("Feeding Experiments Illustrating the Importance of Accessory Food Factors in Normal Dietaries" in The Journal of Physiology, 1912),說明某些特定食物中含有維繫生命運作正常的重要物質,開啟人類對此物質的探索。同年,西元1912年,波蘭生化學家卡西米爾‧方克(Casimir Funk)自稻米殼中成功分離出一種抗神經炎的物質(antineuritic substance),並取名為「Vitamine」。西元1926年,Jansen發表一篇文獻(Jansen, B.C.P.; Donath, W.F. (1926). "On the isolation of antiberiberi vitamin". Proc. Kon. Ned. Akad. Wet. 29: 1390–1400),宣布成功取得抗腳氣病的維生素(antiberi vitamin)的結晶物,自此完成了人類第一個維生素的發現過程,即第一個發現的維生素,維生素B1。直到西元1936年,Robert R. Williams及其同事發表一篇文獻(Williams, R.R. and Cline, J.K. (1936). Synthesis of vitamin B1. J. Am. Chem. Soc. 58: 1504-1505),宣布取得足夠結晶量並揭露維生素B1真正的化學分子結構,正式開啟了深入研究維生素B1的大門。

維生素B1之基本特性

維生素B1(又稱維他命B1Vitamin B1),即硫胺(thiamine),分子式C12H17C lN4OS,是一種水溶性的維生素,為白色或無色粉末,熔點約攝氏250度,在乾燥空氣中攝氏100度加熱,會略微有分解現象。維生素B1在酸性溶液中較為穩定,但在鹼性溶液中會很快分解破壞,且紫外線照射亦會破壞維生素B1

正常人體約儲存有25-30毫克的維生素B1,在未攝取維生素B1的情況下,約可使用14天,若不再攝取維生素B1,則14天後,就會開始顯現缺乏維生素B1的症狀。一般來說,維生素B1主要儲存於骨骼肌、心臟、肝臟、腎臟及腦中,大約超過一半儲存於骨骼肌,維生素之生物半衰期約為9-18天。

人體本身無法自行製造維生素B1,因此必須從食物攝取,維生素B1主要由小腸前段吸收,若身體已有足夠維生素B1,攝取過多的維生素B1就會從小腸後段釋放出來,再經由尿液排出體外(參考文獻Polin et al., Studies on Thiamine Absorption, Proc. Soc. Exp. Bio. & Med., 115, 734-740, 1964);因此,人體對維生素B1的攝取要發生過量的情形,確實不易。

維生素B1的加磷氧基反應

維生素B1在人體內與ATP進行加磷氧基反應(phosphorylation)會形成帶磷氧基的化合物,叫焦磷酸硫胺,此為非常非常重要輔助酶(或稱輔助酵素,coenzyme),個人認為這就是為何維生素B1會是人類第一個發現的維生素的主要原因所在,簡述其反應如下

 

Thiamine + ATP à AMP + thiamine diphosphate

 

其中所形成的thiamine diphosphate(即焦磷酸硫胺),又稱thiamin pyrophosphate,簡稱TPP此即為人體內非常重要的輔助酶,所參與的生化反應,包括有pyruvate dehydrogenase complexpyruvate decarboxylase complex in ethanol fermentationalpha-ketoglutarate dehydrogenase complexbranched-chain amino acid dehydrogenase complex2-hydroxyphytanoyl-CoA lyasetransketolase

當然,維生素B1在人體內與ATP進行加磷氧基反應,所形成的產物,並非只有TPP,尚有單磷酸硫胺(thiamine monophosphate,簡稱TMP)及三磷酸硫胺(thiamine triphosphate,簡稱TTP),但有關TMP的生理功能,目前仍未瞭解,而TTP則與神經功能有關。

維生素B1的生理功能

<1> 擔任丙酮酸經脫羧、氧化形成乙醯輔酶之重要輔酶

TPP在人體內,幫助丙酮酸(pyruvate)脫羧,然後氧化形成乙醯輔酶(acetyl-CoA)若維生素B1缺乏,人無法將丙酮酸轉化生成乙醯輔酶,則將造成丙酮酸、乳酸等在血液中堆積,而且缺乏乙醯輔酶,將導致無法啟動體內的檸檬酸循環(又稱三羧酸循環,citric acid cycle,或tricarboxylic acid cycle,或Krebs cycle,或簡稱TCA cycle),而檸檬酸循環正是醣類、脂質、蛋白質代謝之重要步驟,如果體內不能進行檸檬酸循環,那真是慘了,醣類不能好好使用提供能量、脂質無法利用、蛋白質無法轉化成胺基酸,如此生命將逐步走向死亡。對於檸檬酸循環對醣類代謝的影響,請參考本部落格的貼文「人體能量來源:葡萄糖與ATP-ADP能量循環以及CoQ10簡介(三之三)」,由於檸檬酸循環之說明繁複,於此將不再贅述。

<2> 擔任合成神經傳導物質的輔因子

維生素B1為神經傳導物質(neurotransmitter)乙醯膽鹼(acetylcholine,簡稱ACh)及伽瑪胺基丁酸(gamma-aminobutyric acid,簡稱GABA)合成製造的輔因子(cofactor,包含兩種分類,一為輔助酶(coenzyme),另一為輔基(prosthetic group))體內若缺乏維生素B1,體內就無法製造AChGABA,「參考文獻:Bell et alJ Am Coll Nutr11(2)159-1631992」,將導致體內AChGABA缺乏。ACh是一種神經與肌肉間的傳導物質,對心臟為抑制作用,其它部位則為興奮作用,體內若缺乏ACh,則亦產生重肌無力症(myasthenia gravis)、心律不整等症狀。GABA是一種神經訊息傳遞與調整神經興奮性的物質,體內若缺乏GABA,則易產生自閉症、失眠等症狀。

對於維生素B1的生理功能,內容繁複,於此略舉一二,其餘讀者自行參考其它資料。

吃生魚片易導致維生素B1缺乏

在一些淡水魚、海水魚及貝類體內,常含有硫胺分解酶(thiaminase),這種酵素會破壞維生素B1,因此若常常吃生魚片,會妨害維生素B1的消化吸收,人體就容易造成維生素B1缺乏。若愛吃生魚片,建議45天或一星期一次即可。

魚冷凍儲存,並不會破壞硫胺分解酶,但是用攝氏83度加熱超過5分鐘,就足以破壞硫胺分解酶,「參考文獻:JD Anglesea et alAnim Feed Sci Tech1336-391985」,因此魚煮熟後食用,硫胺分解酶已遭破壞,不僅可避免寄生蟲、細菌的問題外,亦可避免維生素B1缺乏的危險。如果真是喜愛吃生魚片,可在未吃生魚片的日子裡,食用維生素B群營養品,補充維生素B1,以防維生素B1缺乏之危險。

食物烹飪造成維生素B1之流失

如吾人所熟知,維生素B1乃水溶性維生素,遇熱攝氏120度以上及紫外線,會逐漸被破壞。因此在烹飪過程,維生素B1多多少少都會遭受到破壞,其破壞程度簡述如下:

水煮(boiling):食物在水煮過程,維生素B1會溶出流失,其流出的速率與食物的種類、食物的切塊大小、水煮的溫度、水煮的時間、洗滌沖水時間有關,例如葉片蔬菜類就較易流失,薄片狀比塊狀易流失,水煮溫度越高越易流失、水煮時間越久流失越多,洗滌沖水時間越久流失越多。至於有關蔬菜類的水煮(或者說清燙)方法,可參考本部落格貼文「蔬果之清洗」。

油炒(或煎,frying):油炒的缺點,在於容易溫度過高,破壞維生素B1,因此小火油炒是較好的選擇。至於有關蔬菜類的油炒方法,可參考本部落格貼文「蔬果之清洗」。

烘、烤(roastinggrilling):烘、烤的缺點,在於容易溫度過高,破壞維生素B1,因此減少烘、烤時間是上策。

燉或魯(stewing):燉或魯的缺點,是所有的維生素B1幾乎都流失入湯汁或魯汁中,除非連湯汁或魯汁也一齊食用,否則燉或魯不宜使用。至於外食族常點的「魯白菜」,其所含的維生素及礦物質已大量流失,營養價值低,不適宜長期食用。

另外,食物冷藏儲存,維生素B1也會隨時間破壞流失,因此應多食用當地新鮮蔬果、肉類,至於進口蔬果、肉類,維生素B1多多少少會流失一些。

由於維生素B1照射紫外線易遭破壞,因此利用太陽曬乾的乾性食品,其維生素B1應所剩無幾,此情形亦應注意。

根據文獻(S Severi et alEffects of cooking and storage methods on the micronutrient content of foodsEuro J Cancer Prevention6(suppl 1)S21-S241997),肉類經各種烹飪,維生素B1的流失情形,炒、烘、烤約流失20%,水煮、燉約流失60%。蔬菜經各種烹飪,維生素B1的流失情形,炒約流失20%,水煮約流失37%;以上數據,較為簡略,僅供參考。

造成維生素B1缺乏之可能原因

造成體內維生素B1缺乏得可能原因,簡單列舉如下:

(1)攝取不足:如偏食等。

(2)酗酒:酒精降低維生素B1吸收與利用。

(3)咖啡因:如常飲用含咖啡因之咖啡或茶或巧克力。

(4)抽煙:如煙癮過重,尼古丁在體內易破壞維生素B1

(5)碳酸鹽、檸檬酸鹽:如常飲用蘇打飲料。

(6)服藥:如常口服避孕藥、動情激素、利尿劑、抗生素、磺胺類藥物(sulfa drugs)等,請詢問醫師確認,你常吃的藥之各種副作用。

(7)破壞吸收:如常食用生魚片、活酵母、蕨類、大蒜、檳榔等。

(8)不當烹飪:食物中維生素B1流失,造成攝取不足。

(9)生病:造成攝取能力不足,如小腸病變、腎臟病、糖尿病、肝病、拉肚子等。

在先進文明國家,酗酒及煙癮常是維生素B1缺乏的重要原因

行政院衛生署建議之每日維生素B1攝取量

行政院衛生署食品藥物管理局建議之每日維生素B1攝取量(mg/d) http://www.fda.gov.tw/content.aspx?site_content_sn=285

 

年齡別

毫克

0 ~ 6個月

0.2

6個月 ~ 1

0.3

1 ~ 4

0.6

4 ~ 7

0.8

 

0.7

7 ~ 10

1.0

 

0.9

10 ~ 13

1.0

 

1.1

13 ~ 16

1.2

 

1.1

16 ~ 19

1.3

 

1.1

19 ~ 31

1.3

 

1.0

31 ~ 51

1.2

 

1.0

51 ~ 71

1.1

 

1.0

71 ~

1.1

 

1.0

 

懷孕第二、三期,應再增加攝取0.2毫克;哺乳期,則應再增加攝取0.3毫克。

 

維生素B1之食物來源

常見食物每百克食用部分之維生素B1營養含量(mg/ 100g,資料擷取自衛生署食品衛生處) http://www.doh.gov.tw/CHT2006/DM/DM2.aspx?now_fod_list_no=602&class_no=3&level_no=4

穀物類

全麥麵粉:0.18mg。低筋麵粉:0.12mg。高筋麵粉:0.1mg。麥片:1.42mg

拉麵:0.04mg。麵線:0.07mg。玉米:0.07mg。白飯:0.02mg糙米:0.38mg

米粉:0mg。米苔目:0.01mg。即時燕麥片:0.18mg薏仁:0.4mg。薏仁粉:0.05mg

澱粉類

甘薯:0.07mg。馬鈴薯:0.07mg。芋頭:0.03mg。蒟篛:0mg

堅果及種子類

白芝麻:1.05mg。黑芝麻:0.84mg。芝麻糊:0.13mg。糖炒栗子:0.23mg

蜜汁腰果:0.29mg

水果類

柑橘:0.09mg。柳丁:0.06mg。蘋果:0mg。檸檬:0.04mg。愛文芒果:0.04mg

葡萄:0.04mg。西瓜:0.02mg。香瓜:0.01mg。哈蜜瓜:0.03mg。桃子:0.04mg

木瓜:0.03mg。荔枝:0.01mg。蓮霧:0.01mg。龍眼:0.01mg。奇異果:0mg

香蕉:0.03mg。草莓:0.01mg。鳳梨:0.06mg

蔬菜類

胡蘿蔔:0.03mg。綠蘆筍:0.05mg。洋蔥:0.03mg。小白菜:0.06mg

高麗菜:0.02mg。甘薯葉:0.03mg。空心菜:0.01mg。油菜:0.01mg。青江菜:0.01mg

紅莧菜:0.01mg。菠菜:0.05mg。花椰菜:0.03mg。苦瓜:0.03mg。茄子:0.07mg

胡瓜:0mg。絲瓜:0.01mg。蕃茄:0.02mg

藻類

紫菜:0.42mg

菇類

木耳:0mg。金針菇:0.06mg。香菇:0.02mg。草菇:0.05mg

豆類

毛豆:0.34mg紅豆:0.43mg。敏豆:0.05mg。豆漿:0.02mg綠豆:0.76mg

碗豆:0.07mg。綠豆湯:0.01mg。杏仁:0.08mg

肉類

牛腿肉:0.02mg。羊肉:0.09mg大里肌()0.94mg。五花肉:0.56mg

豬血:0mg鴨肉:0.36mg。里肌肉(肉雞)0.1mg

魚貝類

吳郭魚:0.01mg鯖魚()0.3mg。小卷:0.05mg。烏賊(花枝)0.01mg

明蝦:0.06mg。紅蟳:0.01mg

蛋類

雞蛋:0.07mg。雞蛋白:0.01mg。雞蛋黃:0.21mg

乳品類

高品質鮮乳:0.04mg

 

參考以上資料,維生素B1含量高的食物並不多,最好的來源為瘦豬肉,再來為綠豆、紅豆、及糙米,多吃這幾樣食物,才容易避免維生素B1缺乏的危險。

 

 維生素B1攝取過量問題

根據研究,即使突然吞下500毫克的維生素B1,體內亦能將多餘的維生素B1經由尿液排泄出體外,幾無安全問題。在一般健康正常的人,每日利用營養品補充維生素B1,大約在1-100毫克之間,基本上沒有安全問題。但若每日食用超過100毫克,且長期食用,最好能咨詢專業醫師的意見;因為長期過量食用維生素B1,容易引起甲狀腺亢進(hyperthyroidism)症狀,如頭痛、過敏、發抖、失眠等症狀。

對於想長期食用營養品補充維生素B1的人,則建議食用維生素B群營養品。因為過於偏食維生素B1,會造成其它維生素B的不均衡,而影響體內B群維生素間在功能上的協同作用。

若利用靜脈注射方法補充維生素B1,一次儘量不超過5毫克,若過量快速注射維生素B1,輕者產生發癢、作嘔等症狀,重者可能導致過敏、休克等現象,不可不慎,因此靜脈注射維生素B1,應在專業醫師的指導下進行。

概略總結(SUMMARY)

1. 高含量維生素B1的食物為瘦豬肉、綠豆、紅豆、糙米,請多食用,以防維生素B1缺乏。

2. 烹飪過程,溫度勿過高、時間勿太長,以防維生素B1破壞流失。

3. 對於長期食用營養品補充維生素B1的人,儘量採食用維生素B群營養品的方式。

4. 少酗酒、少抽煙,適量飲用含咖啡因及蘇打飲料,以防維生素B1缺乏。

5. 生魚片最好每周食用一次即可,以防維生素B1缺乏。