维生素和矿物质是正常生理功能所需的少量必需微量营养素。与常量营养素不同，它们不提供能量，而是作为辅助因子、抗氧化剂和结构成分。它们在食品加工过程中的保留和准确定量是食品科学的主要关注点。

脂溶性维生素

维生素 A（视黄醇、β-胡萝卜素）对于视力和免疫功能至关重要。它对氧化和光敏感，特别是在存在不饱和脂质的情况下。维生素 D（骨化醇）在紫外线照射下在皮肤中合成，对于钙代谢至关重要。维生素 E（生育酚和生育三烯酚）充当断链抗氧化剂，保护多不饱和脂肪酸免受脂质过氧化。 α-生育酚是最具生物活性的形式。维生素K（叶绿醌、甲萘醌）是血液凝固和骨代谢所必需的。

水溶性维生素

B 族复合维生素包括硫胺素 (B1)、核黄素 (B2)、烟酸 (B3)、泛酸 (B5)、吡哆醇 (B6)、生物素 (B7)、叶酸 (B9) 和钴胺素 (B12)。它们主要作为代谢途径中的辅酶发挥作用。硫胺素不耐热，在烹饪过程中损失可能很大。叶酸对氧化、紫外线和浸入烹饪水中高度敏感。维生素 C（抗坏血酸）是一种有效的抗氧化剂，很容易被热、氧、光和金属离子降解。

生物利用度和加工

生物利用度是指摄入的营养物质被吸收和利用的比例。脂溶性维生素需要膳食脂肪才能获得最佳吸收。加热、光照、极端 pH 值和氧化等加工条件会显着降低维生素含量。例如，巴氏灭菌会导致大约 10-20% 的维生素 C 损失，而罐装则会导致 50-90% 的损失。

大量和微量矿物质

主要矿物质（钙、磷、镁、钠、钾、氯化物）的每日需求量超过 100 毫克。钙对于骨骼健康至关重要，并且在乳制品中含量特别丰富。需要少量的微量矿物质（铁、锌、硒、碘、铜、锰、氟化物、铬、钼）。缺铁是全世界最普遍的营养失调症。锌对于免疫功能和伤口愈合很重要，而硒是抗氧化酶的重要组成部分。

分析方法

电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS) 和电感耦合等离子体发射光谱 (ICP-OES) 是多元素矿物分析的黄金标准，具有高灵敏度和宽动态范围。原子吸收光谱 (AAS) 是一种传统技术，至今仍用于钙、铁和锌等金属的单元素分析。高效液相色谱法与紫外、荧光或质谱检测相结合用于维生素分析，并根据每种维生素的化学性质定制特定的方法。微生物检测历来用于检测某些 B 族维生素，但越来越多地被仪器方法所取代。维生素分析通常采用 HPLC 和 UV 或荧光检测，而矿物质分析则使用 原子光谱 技术，例如 AAS 和 ICP-MS。总矿物质含量通过灰分含量测定 估算。