维生素B1的结构原理及营养价值
胡学员 指导老师：黎黍匀
(黍匀营养机构，南宁，530001)
【摘要】通过对维生素B1的结构和原理的系统分析，并对其作用原理、缺乏症状、适合人群、食物来源、相关研究等方面阐述，以达到全面了解维生素B1的营养价值的目的，对营养素与人体健康的关系的研究提供有益参考。
【关键词】维生素B1； 结构；原理；营养价值
Analysis the Structure and the Principle of Vitamin B1
HU Yang
(Nanning Shanggu Zhiyang Nutrition Consulting Co. Ltd., 530001,China)
Abstract：Through the analysis of the system structure and the principle of vitamin B1, and action principle, the lack of symptoms, for the crowd, food sources, such as the related research, in order to achieve a comprehensive understanding of the nutritional ＆#118alue of vitamin B1, provide a useful reference to the research of nutrients in relation to human health.
Keywords: Vitamin B1；Structure ；Principle；Nutritional ＆#118alue
维生素B1又称维他命B1、硫胺素、硫胺。分子式C12H17ClN4OS。是人体必需的13种维生素之一，是一种水溶性维生素，属于维生素B族，在人体中以辅酶形式参与糖类的分解代谢，有保护神经系统的作用，还可以促进肠胃蠕动，提高食欲。
维生素B1的发现有着悠久的历史。公元600年左右，中国中医孙思邈研究出了使用防巳、细辛、犀角、蓖麻叶、蜀椒、防风、吴茱萸等富含硫胺成分的中药来治疗脚气病的药方。1882年，日本海军医生高木兼宽也发现通过改良饮食结构可以预防脚气病的发生。1886年荷兰医生克里斯蒂安·艾克曼在印度尼西亚发现米糠可以治疗脚气病，并因此获得了1929年诺贝尔生理学或医学奖，但是他当时并不知道究竟是什么成分在起作用，而是认为精米中含有可以导致脚气病的毒素，而米糠具有解毒作用。1896年荷兰王国科学家伊克曼首先发现，1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯,维生素B1成为最早被人们发现和提纯的维生素。同一年，日本化学家铃木梅太郎从米糠中提取出了抗脚气病酸酸(Aberic acid），后来证明，它就是硫胺。1911年，波兰化学家卡西米尔·冯克在伦敦的李斯特研究所从米糠中得到了一种胺类的结晶，他认定就是克里斯蒂安·艾克曼研究中米糠中治疗脚气病的成分。因为是胺类，所以被他命名为Vitamine，这也是维生素名称的由来。1926年，曾经在艾克曼的实验室工作过的两位荷兰化学家B.C.P.Jansen和W.Donath在罗伯特·威廉姆斯的帮助下得到了硫胺的真正结晶。威廉姆斯为它取了个正式的英文名称：Thiamin，为了反映出它是一种胺，美国化学会将其改为Thiamine。
在现代医学上，应用维生素B1制剂治疗脚气病和多种神经炎症有显著疗效。
1 性质
维生素B1是维持人体健康必需的维生素。
1.1物理性质
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,PH在3.5时可耐100摄氏度高温，PH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。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。
1.2化学性质
维生素B1在室温下与中性亚硫酸钠溶液中分解嘧啶和噻唑两部分。它与焦磷酸生成硫胺素焦磷酸（Thiamine pyrophosphate,TPP），即羧化辅酶（cocarboxylase），这个反应需要ATP参加，TPP参与糖代谢中α酮酸的氧化脱羧作用。
在碱性溶液中，在氧化剂（如高铁氰酸钾）可将维生素B1氧化为硫色素（Thiochrome），据此可用以测定维生素B1。人工合成的维生素B1衍生物有丙基硫胺素二硫化物（Thiamin propyl disulfite,TPD）及4氢糖醛二硫硫胺素（thiamin tetrahydrofurfural disulfide TTFDD），不溶于水，被硫胺素酶破坏较少。
图示：维生素B2化学反应式
2 原理
维生素B1具有重要营养作用和功能：
2.1参与神经传导
维生素B1 在神经组织中是以“TPP”的形式大量存在，对神经信息传递有重要作用。
2.2参与糖代谢
维生素B1在体内转变成硫胺素焦磷酸（又称辅羧化酶），参与糖在体内的代谢。
硫胺素在肝、肾和白细胞内在硫胺素焦磷酸激酶作用下与三磷酸腺苷（ATP）结合形成硫胺焦磷酸酯（TPP），并以“TPP”的形式存在，TPP是维生素B1的活化形式，TPP是糖类代谢的三羧酸循环中羧化酶所必需的辅酶，在酶的作用下继续和ATP反应。
如下图：
因此维生素B1缺乏时，糖在组织内的氧化受到影响。
2.3抑制胆碱酯酶活性
维生素B1可抑制胆碱酯酶抑制酶活性，乙酰胆碱（副交感神经化学递质）活性增加，促进胃肠蠕动。维生素B1缺乏时，胆碱酯酶抑制酶活性增强，乙酰胆碱大量破坏导致神经传导受到影响，可造成胃肠蠕动缓慢，消化道分泌减少，食欲不振、消化不良等障碍。
B族的维生素之间有协同作用。即一次摄取全部B族的维生素，而且，维生素B1、B2、B6摄取比率为B1 50mg、B2 50mg、B6 50mg，要比分别摄取效果更好。因此，建议服用复合维生素B。
3 功能
维生素B1和所有B族中的维生素一样，多余的维生素B1不会贮藏于体内，而会完全排出体外。所以，必须每天补充。
（1）改善精神状况；维持神经组织、肌肉、心脏活动的正常；（2）帮助消化，特别是碳水化合物的消化；（3）促进成长；（4）减轻晕机、晕船；（5）可缓解有关牙科手术后的痛苦；（5）有助于对带状疱疹（herpes zoster）的治疗。
4 缺乏症及强化人群
当维生素B1的缺乏或摄入不足时，将出现以下症状：
4.1脚气病
一般表现为：对称性周围神经炎，全身倦怠，肢端知觉异常，心悸，胃部膨满感，便秘以致浮肿。初期症状有疲乏、淡漠、食欲差、恶心、忧郁、急躁、沮丧、腿麻木和心电图异常。一般分成三类：
（1）干性脚气病：以多发性神经炎症养为主，出现上行性周围经炎，表现为指趾麻木、肌肉酸痛、压痛，尤以腓肠肌为甚。初期症状主要表现为烦躁不安、易激动、头痛。往后，以多发性神经炎症状为主，如下肢倦怠、无力、感觉异常（针刺样、烧灼样疼痛）、肌肉无力、肌肉酸痛（腓肠肌为主）。严重时，还会出现对称性周围神经炎，表现为肢端麻术，先发生在下肢，脚趾麻木且呈袜套状分布；同时可能会伴随有消化道症状，主要表现为食欲不振、恶心、呕吐、腹痛、腹泻或者便秘、腹胀。
（2）湿性脚气病：以水肿和心脏症状为主。严重者表现为心力衰竭。
（3）婴儿脚气病：多发生于2~5月龄的婴儿，且多是维生素B1缺乏的母乳所喂养的婴儿，其发病突然，病情急。初期食欲不振、呕吐、兴奋、心跳快，呼吸急促和困难。严重时身体会出现青紫、心脏扩大、心力衰竭和强直性痉挛，这些症状出现后的1~2天患儿易突然死亡，抢救时间非常紧急。
4.2其他
（1）脂肪代谢障碍，导致胰液的作用低下，脂肪消化吸收不良，脂血症。
（2）水代谢障碍，发生浮肿、下痢、心肌水性浸润（心包积水），低蛋白血症。
（3）胃肠功能紊乱，胃肠运动降低，消化液分泌减少，发生便秘或下痢。
（4）甲状腺机能降低，出现妊娠泌乳不良等。
4．3强化人群
以下人群需要补充维生素B1：
（1）预防和治疗。预防和治疗因维生素B1缺乏引起的“脚气病”、周围神经炎及消化不良病症。
（2）生病、焦虑、精神打击、手术后等处于紧张状态的人不仅需要维生素B1，而且需要B族中所有的维生素，建议加服复合维生素B制剂。
（3）抽烟、喝酒、常摄取砂糖的人要增加维生素B1的摄取量。
（4）在妊娠、哺乳期或是服用避孕药的女性需要大量的维生素B1。
（5）饭后服用胃酸抑制剂，会影响维生素B1的摄取和吸收。
居民膳食参考摄入量参见表1：
表-1 中国居民膳食维生素B1参考摄入量（DRIs）*
|
年龄/岁 |
RNI |
UL |
年龄/岁 |
RNI |
UL |
|
0~ |
0.2（AI） |
|
14~（男） |
1.5 |
50 |
|
0.5~ |
0.3（AI） |
|
（女） |
1.2 |
|
|
1~ |
0.6 |
50 |
18~（女） |
1.3 |
50 |
|
4~ |
0.7 |
50 |
孕妇 |
1.5 |
50 |
|
7~ |
0.9 |
50 |
乳母 |
1.8 |
50 |
|
11~ |
1.2 |
50 |
|
|
|
单位：mg/d 注：DRIs—膳食营养参考摄入量；AI—适宜摄入量；UL—可耐受最高摄入量
5 品种
维生素B1是水溶性维生素。和所有B族维生素一样，多余的维生素B1不会贮藏于体内，而会完全排出体外。所以，必须每天补充。它的来源有天然食物来源维生素B1和人工合成维生素B1两种。
临床药品药名被标识为盐酸硫胺和硝酸硫胺。它有片剂或胶囊，以复合维生素的形式存在。它还包括儿童的可咀嚼片和口服液、复合维生素B等形式。
6 食物
维生素B1是水溶性维生素。和所有B族维生素一样，多余的维生素B1不会贮藏于体内，在人体内仅停留3～6小时，因此必须每天补充。所以，必须每天补充。它的来源有天然食物来源维生素B1和人工合成维生素B1 两种。维生素Bl广泛存在于天然食物中，主要食物来源于：豆类、酵母、米糠、全麦、燕麦、花生、猪肉、大多数种类的蔬菜、麦麸、牛奶。
食物中的维生素B1有三种形式，即游离形式、硫胺素焦磷酸脂和蛋白磷酸复合物。结合形式的维生素B1在消化道裂解后被吸收。吸收的主要部位是空肠和回肠。大量饮茶会降低肠道对维生素B1的吸收；酒精中含有抗硫胺素物质；叶酸缺乏可导致维生素B1吸收障碍。维生素B1由尿排出，不能被肾小管再吸收。
食物选择参见下表：
表-2 维生素B1原料前十位(每100克）表
|
食物名称 |
维生素B1 含量 |
食物名称 |
维生素B1 含量 |
|
酵母 |
6.56毫克 |
咸肉 |
0.77毫克 |
|
小麦胚粉 |
3.5毫克 |
花生仁（生） |
0.72毫克 |
|
葵花子仁 |
1.89毫克 |
猴头菇 |
0.69毫克 |
|
高蛋白豆米粉（灿米） |
1.1毫克 |
豌豆（花） |
0.68毫克 |
|
腊肉（烟肉） |
0.90毫克 |
黑芝麻 |
0.66毫克 |
|
达乌里胡枝子籽（豆豆苗籽） |
0.83毫克 |
叉烧肉 |
0.66毫克 |
|
猪排骨(大排) |
0.80毫克 |
榛子(干) |
0.62毫克 |
一般建议：成年人每日吃1小碗燕麦片可满足需要；成年人每日吃约2棵白菜可满足需要；成年人每日吃4～5个西红柿可满足需要；成年人每日吃4～5个茄子可满足需要。
此外，人工合成维生素B1在临床医生的指导使用。
8 最新研究
最近的研究证明，维生素B1参与体内糖代谢，提供能量代谢；参与神经传导作用外，还有着较为广泛领域的作用。研究发现：维生素B1与神经系统的功能关系密切，维生素B1缺乏时，会令人情绪沮丧,思维迟钝；严重缺乏时，致使精神抑郁。发现维生素B1还能帮助患心力衰竭的心脏充血，维持心脏基本功能；维生素B1也能在癌症的化学疗法中产生负面作用，研究人员已经发现，通过化疗治疗癌症过程中如服食过多的维生素B1，可能导致肿瘤生长得更快。
一些研究发现：硫胺素类药物是糖代谢途径中关键的辅酶，它可能通过激活转酮醇酶，使过量的葡萄糖经磷酸戊糖途径代谢，减少了参与上述异常代谢途径的反应物，从而减少具有细胞毒性作用产物的生成和细胞的凋亡，保护微血管内皮细胞。硫胺素类药物有可能成为控制糖尿病微血管并发症的有效药物；有关维生素营养调查研究显示：（1）大学生群体的维生素B1、B2和维生素C营养状况不理想,（2）城市和农村地区婴幼儿维生素B1、维生素B2和烟酸机体营养状况差异显著，且城市均好于农村；应加大营养宣传和营养干预，进一步调整膳食结构,增加食物的种类或补充维生素制剂。
【参考文献】
[1]蔡东联.实用营养学[M].北京:人民卫生出版社，2005．
[2]黎黍匀.肠胃决定健康[M].北京：中国轻工业出版社，2009．
[3]李斌等.硫胺素类药物治疗糖尿病微血管病变研究进展[J].医药导报.2007，26（2）．
[4]宋春梅等.吉林地区某高校学生维生素B1、B2、C营养状况调查[J].吉林医学院学报.2012，02．
[5]郑彦峰等.城乡婴幼儿维生素B1、维生素B2和烟酸机体营养状况分析[J].卫生研究.2013，03．
