维生素B2

维生素B₂（vitamin B₂, VB₂）又称核黄素，属B族维生素，是一种十分重要的水溶性维生素，也是维持机体正常结构与功能的必须营养物质，有多种的生理功能。人体在缺乏维生素B₂时，代谢作用会发生障碍，进而造成大脑学习的能力下降，严重时甚至会导致贫血、肿瘤等疾病。因此，需同其他维生素B族一样以食物或营养补品进行补充。常见的菠菜、玉米、黄豆、猪心、猪肝以及黄鳝等中富含维生素B₂。

发现历史

1879年，英国化学家布鲁斯（Bruce）首次从乳清中首次分离出黄绿色的荧光色素，称为乳黄素(Lacflavin)。

1913年，奥斯本（Osborne）和门德尔（Mendell）确定了鼠类生长中必需的“水溶性因素B”。

1920年，艾米特（Emmett）用热处理方法从酵母提取液中得到维生素B₂。

1933年，库恩(Kuhn)等人成功从鸡蛋中分离得到核黄素结晶。

1933年，乔治（George）对植物组织、动物肝脏和肾脏进行研究时，从中提取了类似的荧光物质，并分别命名为草黄色(Verdoflavin)及肝黄素(Hepatoflavin)。瓦博格（Warburg）和克里斯森（Christian）从酵母中分离出黄素蛋白复合物(Flavinprotein complex)，即黄酶(Yellowenzyme)。

1935年，库恩(Kuhn)等人揭示了维生素B₂（核黄素）的结构，并用化学合成法得到此荧光色素，由于其分子结构中存在五碳糖核糖以及物质本身颜色，故将其称为核黄素。

结构

维生素B₂由异咯嗪加核糖醇侧链组成，并有许多同系物。维生素B₂的化学名最初为6、7-二甲基9-（1′-D-核糖）异咯嗪，随着命名系统的发展，又命名为7、8-二甲基-10-（1′-1-核糖酰）异咯。维生素B2核糖醇侧链5-羟甲基端磷酸化就形成FMN，FMN能进一步转化为更加复杂的化合物，其中以FAD最为常见。维生素B₂的基本结构，见下图。

理化性质

物理性质

维生素B₂是一种黄色或橙黄色针状结晶物，有轻微气味，味苦，280℃分解。维生素B₂微溶于水，在25℃下，溶解度为10-13mg/100mL；微溶于醇类，在27.5℃，溶解度为0.0045g/100mL乙醇；不溶于丙酮、三氯甲烷、苯、乙醚、；极易溶于稀碱。油水分离系数logP=-1.46。在酸性或中性条件下，核黄素易吸附于富勒土、DL-乳酸石以及沸石上，吸附后可用丙或吡啶溶液洗脱。核黄素水溶液可发出黄绿色荧光。

化学性质

核黄素结晶在普通条件下不分解，其溶液在可见光或紫外光下易分解；在中性溶液中，如果避光，热稳定性相对较高；在酸溶液和氧化剂存在下稳定，但对碱和光非常敏感。当加热分解时，会释放出一氧化氮（NO）有毒烟雾。其饱和水溶液的pH值为6，解离常数pKa=10.2、pKb=1.7。

合成方法

全化学法

全化学合成法以葡萄糖为起始原料进行合成，其过程中会使用二甲苯等有毒物质，对环境污染严重，目前此方法已在核黄素的工业化生产中逐渐被淘汰。

缺点：工艺繁杂、环境污染严重、成本较高。

半化学法

半化学合成法是在微生物发酵合成D-核糖的基础上进行，随后的合成过程与化学合成法相同。

优点：产量较高、工艺简单、成本低。

缺点：环境污染较大、能耗较大。

生物法

两种具有天然产核黄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世纪40年代被用于微生物合成核黄素以来，生物合成法（微生物发酵法）逐渐取代化学合成法，并成为核黄素工业生产的主要方法。在研究过程中，人们发现产生核黄素的菌种有很多。真菌有：棉囊阿舒氏酵母、阿舒假囊酵母、季也蒙假酵母以及酿酒酵母等；细菌有：枯草杆菌(Bacillus subtilis)、节杆菌、棒状杆菌、不动杆菌、冰醋丁梭状杆菌等

生物合成法是直接前体物5-磷酸核酮糖和GTP经过系列的核黄素合成酶作用，通过七步酶促反应，最终转化为维生素B₂。

优点：工艺简单、产出效率高、成本低、环境污染较小。

缺点：菌体粘度较大、后期分离困难、发酵周期长、原料要求繁杂。

生理功能及医学作用

生理功能

维生素B₂（核黄素）是机体许多重要酶的组成成分，主要以FMN和FAD辅酶形式广泛参与代谢的氧化还原反应，并在蛋白质、脂肪、糖类三大营养素的能量代谢中起着非常重要的作用。

医学作用

吸收代谢

大部分食物中维生素B₂大部分是以黄素单核酸(flavin mononucleotide，FMN)及黄素腺瞟吟二核甘酸(avin adenine dinucleotide，FAD)形式与蛋白质结合，形成配位化合物而存在，而仅少量以游离形式存在。进入胃内之后，在消化酶的作用下，水解释放出核黄素，并由小肠近端吸收。吸收以主动吸收为主，而未吸收的将由肠道细菌分解。通常情况，来自动物的核黄素比来自植物的核黄素更容易被吸收，乙醇以及抗酸制剂等可干扰核黄素的释放和吸收，某些金属离子（如Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺等）可与核黄素络合而抑制其吸收。

维生素B₂进入血液后，一部分与白蛋白结合，大部分与其他蛋白质（如免疫球蛋白）结合运输。在体内，一部分转化为FMN，大部分转化为FAD，最后与黄素蛋白结合。在视网膜尿和奶中有较多的游离核黄素，在肝、肾、心器官中结合型核黄素浓度最高。

体内多余的维生素B₂主要随尿液排出，食物中未吸收的和胆汁中未被重吸收的部分维生素B₂将随粪便排出，汗液中也可排出少量维生素B₂。

营养状况评价

机体维生素B₂营养状况应根据生化指标、临床表现，结合生理情况、膳食摄人情况进行综合判定。常用的检查指标如下:

1）24h尿中维生素B₂排出量。排出量在200 μg/d以上时为正常。

2）4h尿负荷试验。给予维生素 B₂ 5 mg后，4h 尿中维生素B₂排出量，\u003c400 g为缺乏；400 ~799μg为不足；800~1300 μg为正常；\u003e1300μg为充裕。

3）任意一次尿中维生素B₂排出量与尿肌酸酐比值。尿维生素B₂\u003c27、27~79、80~269和\u003e270（μg/g 肌酐）时可分别判为维生素B₂不足、低、适宜和充裕。

EGR 是一个以 FAD 为辅基的黄素蛋白，核黄素缺乏时该酶活性下降。在含谷胱甘脑还原酶的红细胞溶血性贫血试样中，测定加与不加 FAD 时还原型谷胱甘的生成量，以二者比值即 EGR-AC 可反映机体核黄素营养状态。EGR-AC反映的是与蛋白结合的处于功能状态的核黄素水平，所受干扰因素较少，较为稳定可靠。EGR-AC\u003c1.2为正常，1.2~1.4为不足，\u003e1.4为缺乏。

红细胞维生素B₂含量可以反映体内维生素B2的储存情况。目前认为，红细胞维生素B₂含量＞400 nmol/L或≥150 μg/L为正常，＜270 nmol或100 μg/L为缺乏。

维生素B2的缺乏与过量

缺乏症

维生素B₂摄入不足、酗酒或者某些药物，如治疗精神病的普吗嗦、丙咪嗦，抗癌药阿霉素，抗疟药阿的平等抑制维生素B₂转化为活性辅酶形式，引发维生素B₂的缺乏症。维生素B2作为体内黄素酶类辅基的组成成分，对于促进生物生长，维持生物体内糖、蛋白、脂类物质代谢以及维持正常视觉功能具有重要作用。当维生素B2缺乏时，会对生物机体内的生物氧化、代谢反应造成影响。

过多症

核黄素溶解度相对较低，肠道吸收有限，肾对维生素B₂的也有一定阈值，大量摄入维生素B2虽无毒性，但可能出现瘙痒、麻痹、流鼻血、灼热感、刺痛等症状。因此大剂量摄入并不能无限增加维生素B₂的吸收，反之会对机体造成一定影响。

合理摄入量

中国居民膳食维生素B₂推荐的摄入量（mg/d）

食物来源

维生素B₂（核黄素）在自然界分布很广，其中蛋、乳类、瘦肉为主要食物来源，谷类、豆类、绿色蔬菜以及禽畜肝、心、肾脏均含丰富的维生素B₂。中医有用醋浸鸡蛋治疗目疮的记载，就是用富含维生素B₂的鸡蛋治疗核黄素缺乏症。而食物加工使用的碱会使维生素B₂在加热时破坏，由此会造成一部分的维生素B₂损失。

表常见食物中维生素B₂的含量（mg/100g）

食物加工注意事项

维生素在食物原料在加工过程中通常损失最大，尤其是水溶性维生素损失更为明显。为减少维生素B₂的损失，可注意注意以下几点：

应用领域

医药

维生素B₂是常用药物“复合维生素B”的5种成分之一，中国现有上百家企业生产“复合维生素B”片，每年产销量达百亿片之多。常见有维生素B₂片剂、维生素B₂注射剂等，主要用于预防和治疗维生素B2缺乏症，如口角炎、唇干裂、舌炎、阴囊炎、结膜炎、脂溢性皮炎等。

食品饮料

维生素B₂在人体的生长代谢中,发挥着重要作用，不可或缺。处于生长发育期的儿童对维生素B₂的需要量较大,由此国标规定维生素B₂为婴儿配方食品、较大婴儿及幼儿配方食品中所必需添加的营养强化剂。

功能饮料是近年来出现的新型产品，含有人体必须的营养素和维生素等，其中就包含维生素B₂。

动物饲料

目前我国在家禽养殖过程中多使用玉米-豆粕型日粮，含维生素B₂较低，而家禽自身无法合成维生素B₂，且极易缺乏。因此维生素B₂作为微量元素添加剂，提高了蛋白质在动物体内的沉积，提高了饲料利用率，促进家禽正常的作用。

参考资料

PubChem COMPOUND SUMMARY:Riboflavin .PubChem.2023-05-30