我們都知道，人類攝取食物中的營(yíng)養(yǎng)素以維持生命。其中醣類、脂肪可提供能量；蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)用來(lái)建造身體組織；至于調(diào)節(jié)新陳代謝，協(xié)助身體對(duì)抗疾病，增強(qiáng)人體防御機(jī)能的工作，就要靠維生素與礦物質(zhì)了。維生素是人類酵素系統(tǒng)的要素，負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)成分的分配，調(diào)節(jié)生理機(jī)能，充當(dāng)輔助酶素，促進(jìn)體內(nèi)各類生化反應(yīng)及生長(zhǎng)發(fā)育，一旦缺乏，就會(huì)引起代謝紊亂，發(fā)生某些疾病。

在漫長(zhǎng)的歷史中，曾經(jīng)有一段黑暗歲月，許多不明原因的怪病層出不窮，摧殘全世界人們的健康，典型且擾人的有壞血病、腳氣病、夜盲癥、癩皮病等，這些疾病到底是什幺原因引起的呢？這個(gè)和人類生命息息相關(guān)的謎團(tuán)，直至 19 世紀(jì)末，才由瑞士巴塞耳大學(xué)研究生魯寧開(kāi)始觸及。

他在 1880 年以科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)牛奶中含有一些生命必需的要素，人體缺乏這些要素便會(huì)導(dǎo)致死亡，至此拉開(kāi)了近代研究維生素的序幕。后來(lái)才發(fā)現(xiàn)腳氣病肇因于缺乏維生素Ｂ，壞血病是缺乏維生素Ｃ所致 …… 這些發(fā)現(xiàn)挽救了無(wú)數(shù)生命，是科學(xué)造福人群的結(jié)果。

1913 年，波蘭科學(xué)家馮克從米糠溶液中分析出一種胺類化合物，由于它是生命體不可少的東西，馮克把它命名為「生命胺」（vitamine），由拉丁文「生命」（vita）與胺（amine）組成。然而隨著化學(xué)提純和分析技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生命必需物質(zhì)不全是胺類化合物，如維生素Ａ、Ｃ等。于是德國(guó)科學(xué)家德來(lái)蒙特把這名字改成 vitamin，一般音譯成維他命，營(yíng)養(yǎng)學(xué)界所用的正式名稱則是維生素。

隨著科學(xué)的進(jìn)展，愈來(lái)愈多的維生素成員被發(fā)現(xiàn)，逐漸形成一個(gè)龐大的家族?？茖W(xué)家們把它們分門別類，依發(fā)現(xiàn)順序以英文字母 A、B、C、D、E 等命名，然后把作用相近的歸為一族，一族里有許多種維生素時(shí)，再按其結(jié)構(gòu)標(biāo)上 1、2、3 等數(shù)字以資區(qū)別。目前已知的維生素有 20 余種，人體不能自行合成，必須從食物中攝取。為了滿足人們的需求，現(xiàn)在某些維生素也由人工合成。

顧名思義，維生素是維持生命的要素、隱藏在動(dòng)植物體中的微量物質(zhì)，是只要極微小用量就可增強(qiáng)、維持和修護(hù)人體組織的化學(xué)物質(zhì)。這些神奇的物質(zhì)是如何發(fā)現(xiàn)的呢？這段科學(xué)探索的過(guò)程雖然漫長(zhǎng)，對(duì)于人類生命的貢獻(xiàn)卻無(wú)可比擬。近百年來(lái)無(wú)數(shù)科學(xué)家投入研究，成果卓然可觀，先后有 19 人因而獲頒諾貝爾獎(jiǎng)。

維護(hù)眼睛的維生素Ａ

醫(yī)學(xué)上記載動(dòng)物的肝有治療眼病、夜盲癥等功效，最早見(jiàn)于唐朝《千金方》醫(yī)書(shū)，直到 1913 年，美國(guó)科學(xué)家臺(tái)維斯等人終于揭開(kāi)肝中之謎。他們?cè)邝L魚(yú)肝油中發(fā)現(xiàn)一種神祕(mì)物質(zhì)，溶于脂肪卻不溶于水，是維持生命和健康必需的微量因子，效力比魚(yú)肝油大數(shù)百倍，但是怕光怕氧，因此稱它為「脂溶性Ａ」。到了 1920 年，美國(guó)生化學(xué)家德拉黎德才正式把它命名為維生素Ａ。

由于動(dòng)物肝中維生素Ａ含量豐富，因此可以治療乾眼病，肉食性動(dòng)物體內(nèi)的維生素Ａ可從被捕食的動(dòng)物獲得，但是草食動(dòng)物肝內(nèi)的維生素Ａ從何而來(lái)呢？1928 年，美國(guó)科學(xué)家摩爾用胡蘿蔔餵老鼠，他和德國(guó)化學(xué)家卡勒以堅(jiān)毅的實(shí)驗(yàn)精神奮戰(zhàn)數(shù)年，終于證明只要在氧化劑的作用下，胡蘿蔔素可以轉(zhuǎn)化為維生素Ａ，并儲(chǔ)藏在肝臟中。人們常吃的青菜蘿蔔中就含有大量的胡蘿蔔素，透過(guò)人體肝內(nèi)氧化酶的作用，可以轉(zhuǎn)化為維生素Ａ，源源供應(yīng)人體所需。正由于這項(xiàng)成就，卡勒和摩爾被譽(yù)為維生素Ａ化學(xué)的奠基人。

由上述的例子，可見(jiàn)食物和維他命的關(guān)係密切。早在 1905 年，有位英國(guó)生化學(xué)家就對(duì)此進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)。他從蛋白質(zhì)中分離出色胺酸，加入到膳食中，證實(shí)可以支持生長(zhǎng)過(guò)程。1906 年，更證明色胺酸及有些必需的胺基酸不能在某些動(dòng)物體內(nèi)合成，必須從食物補(bǔ)充。

后來(lái)進(jìn)一步研究鼠類飼料，發(fā)現(xiàn)如果只含蛋白質(zhì)、脂肪、醣類及礦物質(zhì)，而沒(méi)有維生素，鼠類是不能生存的，由此確立食物中須含有對(duì)生命必需的微量物質(zhì)。這項(xiàng)貢獻(xiàn)使霍普金斯（Frederick Gowland Hopkins, 1861－1947）獲頒 1929 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

既然已經(jīng)知道維生素Ａ存在的祕(mì)密，如果食物中缺乏維生素Ａ，首先受到影響的是哪個(gè)器官呢？答案是眼睛。早在 1925 年，美國(guó)生理學(xué)家弗里德里夏和霍爾姆就發(fā)現(xiàn)餵食老鼠缺乏維生素Ａ的食物，會(huì)使老鼠在黑暗中活動(dòng)困難，分析其視網(wǎng)膜，發(fā)現(xiàn)缺乏一種叫視紫質(zhì)的物質(zhì)。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的化學(xué)分析，科學(xué)家證明視紫質(zhì)是由維生素Ａ和蛋白質(zhì)聯(lián)合組成的，每感光一次，維生素Ａ就因化學(xué)變化而減少。

1938年，哈佛的生物學(xué)家沃爾德（George Wald, 1906－1997）的研究證明食物中缺乏維生素Ａ，會(huì)導(dǎo)致視黃醛的供應(yīng)缺乏和視紫質(zhì)減少，因而產(chǎn)生夜盲。沃爾德獲得 1967 年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，主要的貢獻(xiàn)就在于發(fā)現(xiàn)維生素Ａ是視網(wǎng)膜感光色素的主要成分，是保持正常視力不可或缺的。

米糠水中的維生素Ｂ

缺乏維生素Ｂ引起的疾病，最著名的是腳氣病。它曾經(jīng)像個(gè)百年幽靈，長(zhǎng)期襲捲亞洲各國(guó)，奪走千萬(wàn)人民的生命。1886 年夏天，荷蘭的艾克曼（Christiaan Eijkman, 1858－1930）醫(yī)生到荷屬東印度研究亞洲普遍流行的腳氣病，起初認(rèn)定是細(xì)菌引起的，卻始終找不出致病原。4 年后，在他實(shí)驗(yàn)室用的雞群中爆發(fā)多神經(jīng)炎，表現(xiàn)與腳氣病極相似，經(jīng)過(guò)多年研究，以米糠代替精白米餵雞就能治好病雞，也終于揭開(kāi)了腳氣病的奧祕(mì)。

他斷定米糠中有一種物質(zhì)可以治癒可怕的腳氣病，于是用浸泡米糠的水給病患喝，果然如仙丹妙藥般挽救了很多人的生命。這個(gè)米糠中的特殊物質(zhì)就是維生素Ｂ1，艾克曼因?yàn)檫@項(xiàng)發(fā)現(xiàn)獲得 1929 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1932 年，德國(guó)化學(xué)家?guī)於鞣蛛x出維生素Ｂ2。1935 年，他和瑞士化學(xué)家卡勒用人工方法合成這種物質(zhì)，并試驗(yàn)這種又稱核黃素的維生素Ｂ2?的活性。因?yàn)檫@種物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)在維生素Ｂ1?之后，因此稱為維生素Ｂ2。由于人工能合成Ｂ2，人類再也不需費(fèi)事從牛奶蛋黃中提取它了。

另外，卡勒（Paul Karrer, 1889－1971）獨(dú)自合成了核黃素，并測(cè)定維生素Ａ及Ｂ2?的結(jié)構(gòu)，因而獲頒 1937 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。庫(kù)恩（Richard Kuhn, 1900－1967）分離出維生素Ｂ6，提純核黃素，闡明其結(jié)構(gòu)，在類胡蘿蔔素和維生素結(jié)構(gòu)的研究上有卓越成就，也獲得了 1938 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。同年，瑞典生物化學(xué)家西歐瑞爾（Axel Hugo Theodor Theorell, 1903－1982）發(fā)現(xiàn)氧化酵素的自然性和作用性，弄清楚黃色輔酶的結(jié)構(gòu)，證明它就是核黃素分子多接了一個(gè)磷酸鹽基，因此獲頒 1955 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

在 1920 年，美國(guó)病理學(xué)家惠普爾（Georg Hoyt Whipple, 1878－1976）證明用肝做飼料可促進(jìn)狗的血紅蛋白再生。受到他這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，1926 年，波士頓的醫(yī)生邁諾特（George Richards Minot, 1885－1950）和墨菲（William Parry Murphy, 1892－1987）提出抗貧血病的肝臟療法，經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)并分離出有效成分就是維生素Ｂ12。只要病人把肝做為飲食的重要部分，便能治好惡性貧血病?；萜諣?、邁諾特和墨菲因而共享了 1934 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

對(duì)抗病毒的維生素Ｃ

壞血病是缺乏維生素Ｃ所導(dǎo)致的，病患的微血管會(huì)變脆，牙齦出血，牙齒鬆動(dòng)，逐漸虛弱終致死亡，這種病特別盛行于長(zhǎng)時(shí)間的航海中。1806 年間，英國(guó)海軍部採(cǎi)用倫達(dá)醫(yī)生試驗(yàn)結(jié)果的建議，讓出海的士兵服用定量檸檬汁，從 1808 年后，壞血癥便絕跡了，于是英國(guó)水兵和海員有了「檸檬人」的稱號(hào)，但當(dāng)時(shí)并不知道治好病的原因。

1928 年，匈牙利生物化學(xué)家納基雷波特（Albert Szent-Gyorgyi Von Nagyrapolt, 1893－1986）從植物汁液及腎上腺萃取物中分離出一種有機(jī)還原劑，能夠把氫離子從一種化合物傳達(dá)到另一種化合物上。同時(shí)發(fā)現(xiàn)它有很強(qiáng)的抗壞血效果，因此稱為抗壞血酸，經(jīng)過(guò) 4 年，證明并命名為維生素Ｃ。他又發(fā)現(xiàn)辣椒含維生素Ｃ特別高，每百克含有 110 毫克，是茄子的 25 倍，潛心研究下終于成功地從辣椒 中提取了數(shù)公 斤的維生素Ｃ， 因此獲得了 1937 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

那一年，英 國(guó)化學(xué)家霍沃斯（Sir Walter Norman Haworth, 1883－1950）在研究碳水化合物 與維生素的結(jié)構(gòu)上也獲得突破，人工合成了維生素Ｃ，這是第 1 種人工合成的維生素，他也因而獲頒 1937 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。維生素Ｃ最主要的生理功能之一，是維持體內(nèi)組織與細(xì)胞間質(zhì)的生成，并維護(hù)其正常生理機(jī)能，可說(shuō)是體內(nèi)新陳代謝中潤(rùn)滑劑的主要材料。

1970 年夏天，美國(guó)著名生理學(xué)家鮑林（L.C. Pauling），也是兩次諾貝爾獎(jiǎng)得主，在多年研究維生素Ｃ的生理功能后，發(fā)表論文斷定維生素Ｃ有對(duì)抗感冒病毒的功能，可以預(yù)防感冒，引起美國(guó)一股搶購(gòu)維生素Ｃ的風(fēng)潮。近年來(lái)雖然也有科學(xué)家對(duì)這一說(shuō)法不以為然，但對(duì)于維生素Ｃ增加細(xì)胞氧化還原的本領(lǐng)及抵抗疾病的能力，仍是一致認(rèn)可的。

經(jīng)陽(yáng)光產(chǎn)生的維生素Ｄ

17 世紀(jì)后的歐洲，尤其英國(guó)的工業(yè)區(qū)，相繼出現(xiàn)一種奇怪的佝僂病，特別是勞工聚集且暗無(wú)天日的貧民窟中更為嚴(yán)重。有一派醫(yī)生認(rèn)為病因是缺乏陽(yáng)光，另一派醫(yī)生則提出「營(yíng)養(yǎng)治療」說(shuō)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)雙管齊下的治療效果更好，而把陽(yáng)光和營(yíng)養(yǎng)聯(lián)繫起來(lái)的就是維生素Ｄ。

佝僂病是缺乏維生素Ｄ所引起的，在一般食物中都含有Ｄ元，這是一種經(jīng)過(guò)化學(xué)處理或光照會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素Ｄ的物質(zhì)。陽(yáng)光里的紫外線能把Ｄ元變成維生素Ｄ，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的魚(yú)肝油中的Ｄ元也能轉(zhuǎn)化成維生素Ｄ。1920 年，麥科勒姆及其同事發(fā)現(xiàn)魚(yú)肝油既能治癒眼病，又能治佝僂病，他們斷定魚(yú)肝油中含有抗佝僂病因子，這種因子必定是第 4 種維生素，他們稱為維生素Ｄ。

1926 年，法國(guó)化學(xué)家溫道斯（Adolf Otto Reinhold Windaus, 1876－1959）發(fā)現(xiàn)陽(yáng)光能把一種與膽固醇密切有關(guān)的甾醇轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素Ｄ，由麥角醇經(jīng)光照合成維生素Ｄ，可治療佝僂病。麥角醇是由酵母、菇類分離出的一種固醇，經(jīng)紫外線照射后會(huì)轉(zhuǎn)換成維生素Ｄ2，由于這一發(fā)現(xiàn)以及固醇類成分和相關(guān)維生素的研究成果，溫道斯獲得了 1928 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

影響生育的維生素Ｅ

1922 年，美國(guó)加州大學(xué)伊萬(wàn)斯教授和其研究小組，發(fā)現(xiàn)一種可能對(duì)動(dòng)物生育有影響的維生素。這種物質(zhì)是關(guān)係傳宗接代的法寶，他依維生素發(fā)現(xiàn)次序把它命名維生素Ｅ，直到 1936 年，才從麥胚油中提煉出結(jié)晶的維生素Ｅ。由于維生素Ｅ含有活潑的羰基，對(duì)動(dòng)物的生育有顯著作用，因此又稱為「生育酚」。他以畢生精力鉆研維生素Ｅ，發(fā)現(xiàn)不僅用植物芽胚可提煉這種物質(zhì)，在各類食物中也有其足跡，如肉、蛋、奶、肝臟、豆類、酵母等。

維生素Ｅ的特性是不溶于水，不怕熱、酸、鹼，就怕氧化劑。近代科學(xué)家繼續(xù)深入研究，發(fā)現(xiàn)維生素Ｅ有保護(hù)細(xì)胞核抗氧化的能力，具有抗衰老的功效，未來(lái)的應(yīng)用價(jià)值更是不可限量。

凝血維生素Ｋ

1934 年，丹麥生物化學(xué)家達(dá)姆（Henrik Dam, 1895—1976）以小雞做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一種具凝血功能的物質(zhì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明是一種脂溶性維生素，存在于綠葉中，命名為「凝血維他命」（Kougalatian-Vitamin），取第 1 個(gè)英文字母稱為維生素Ｋ。

達(dá)姆從紫苜蓿中提取出維生素Ｋ之后的 3 個(gè)月，另一位美國(guó)科學(xué)家多伊西（Edward Adelbert Doisy, 1893－1986）在腐敗的魚(yú)肉中，也分離出一種和維生素Ｋ有相同生理功能的結(jié)晶，并確定它的結(jié)構(gòu)。依發(fā)現(xiàn)先后，科學(xué)界分別把它們?nèi)∶麨榫S生素Ｋ1?及Ｋ2，兩人也分享了 1943 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

除了上述的維生素之外，其他的相關(guān)研究也是成績(jī)斐然。早在 1904 年，哈登（Arthur Harden, 1865－1940）研究發(fā)酵和酵素作用，證明有一種輔酶分子小到可以穿過(guò)膜孔，對(duì)于酵素的活性是不可少的?；瘜W(xué)家們立即著手確定這種輔酶的結(jié)構(gòu)，德國(guó)籍的瑞典化學(xué)家?jiàn)W伊勒－克爾平（Hans von Euler-Chelpin, 1873－1964）首先在這方面獲得真正的進(jìn)展，結(jié)果他和哈登分享了 1929 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

另外，德國(guó)科學(xué)家克利伯（Hans Adolf Krebs, 1900－1981）研究細(xì)胞代謝，發(fā)現(xiàn)生物合成及碳水化合物新陳代謝的檸檬酸循環(huán)，揭示生物體內(nèi)的糖經(jīng)酵素分解變?yōu)槿嘉镔|(zhì)后，進(jìn)一步氧化為 H2O 及 CO2?的路徑，和代謝能的主要來(lái)源，因而獲頒 1953 年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

從 1880 年魯寧的實(shí)驗(yàn)拉開(kāi)研究維生素的序幕開(kāi)始，至今全世界科學(xué)家苦心鉆研，累積一代代的研究成果，終于逐步揭開(kāi)維生素的奧祕(mì)，造就多位諾貝爾獎(jiǎng)得主。這頂桂冠指出科學(xué)研究的艱辛不易，也代表對(duì)科學(xué)家造福人類的敬意。