Витамины. Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, биорегуляторы процессов
Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, биорегуляторы процессов, протекающих в живом организме. Это важнейший класс незаменимых пищевых веществ. Для нормальной жизнедеятельности человека витамины необходимы в небольших количествах, но так как организм не может удовлетворить свои потребности в них за счёт биосинтеза (он не синтезирует витамина или синтезирует их в недостаточном количестве), они должны поступать с пищей в качестве её обязательного компонента. Из витаминов образуются коферменты или простетические группы ферментов, некоторые из них участвуют в транспортных процессах через клеточные барьеры, в защите компонентов биологических мембран и т.д. Отсутствие или недостаток в организме витаминов вызывает болезни недостаточности: гиповитаминозы (болезни в результате длительного недостатка) и авитаминозы (болезни в результате отсутствия или резко выраженного глубокого дефицита витаминов). Недостаток одного витамина относят к моногиповитаминозам, нескольких – полигиповитаминозам. При гиповитаминозах наблюдается утомляемость, потеря аппетита, раздражительность, нестойкость к заболеваниям, кровоточивость дёсен. При авитаминозах проявляются болезни, вызванные значительным дефицитом витаминов (бери-бери, цинга, пеллагра и др.). По мнению нескольких специалистов, существуют пограничные состояния, при которых в определённых условиях может развиваться дефицит витаминов.
Сейчас известно свыше 13 соединений, относящихся к витаминам. Различают собственно витамины и витаминоподобные соединения (полная незаменимость которых не всегда доказана). К ним относятся биофлавоноиды (витамин Р), пангамовая кислота (витамин В15), парааминобензойная кислота (витамин Н1), оротовая кислота (витамин В13), холин (витамин В4), инозит (витамин Н3), метилметионинсульфоний (витамин U), липоевая кислота, карнитин.
В отдельных продуктах содержатся провитаминные соединения, способные превращаться в организме человека в витамины, например, β-каротин, превращающийся в витамин А; эргостеролы, под действием ультрафиолетовых лучей превращаются в витамин Д.
По растворимости витамины могут быть разделены на две группы: водорастворимые (В1, В2, В6, РР, С и другие) и жирорастворимые (А, Д, Е, К).
В качестве единицы измерения пользуются миллиграммами (1мг=10 -3 г), микрограммами (1мкг=0,01мг=10 -6 г) на 1 г продукта или мг% (миллиграммы витаминов на 100 г продукта) или мкг% (микрограммы витаминов на 100 г продукта).
В то же время имеется группа соединений, близких к витаминам по построению, которые, конкурируя с витаминами, могут занять их место в ферментных системах, но не в состоянии выполнять их функции. Они получили название антивитаминов.
Здоровое питание населения является одним из важнейших условий здоровья нации. Массовые обследования, проведенные Институтом РАМН, свидетельствуют о дефиците витаминов у большей части населения России. Наиболее эффективный способ витаминной профилактики – обогащение витаминами массовых продуктов питания.
Основные группы продуктов питания для обогащения витаминами:
-мука и хлебобулочные изделия – витамины группы В;
-продукты детского питания – все витамины;
-напитки, в том числе сухие концентраты – все витамины, кроме А,Д;
-молочные продукты – витамины А,Д,Е,К;
-фруктовые соки – все витамины, кроме А,Д.
При производстве продуктов питания нормирование и контроль за содержанием витаминов предусмотрены в продуктах, где они добавляются или где необходимо гарантировать их определенное содержание (продукты для детского и диетического питания, лечебные продукты). Добавляемыми и контролируемыми витаминами в плодоовощных консервах являются витамин С и каротин; витамины В1 и В2 определяют при установлении пищевой ценности продукта.
Витамин С находится в продуктах в виде аскорбиновой кислоты и дегидроаскорбиновой кислоты; обе формы физиологически активны, поэтому нормируется их суммарное содержание. В свежеприготовленных продуктах преобладает аскорбиновая кислота, поэтому для контроля витамина С используют упрощенные методы. После хранения часть аскорбиновой кислоты окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты, а часть разрушается. Для контроля витамина С в таких продуктах используют либо потенциометрический метод с восстановлением дегидроаскорбиновой кислоты α-цистеином, либо флуориметрический метод.
Упрощенный метод основан на извлечении аскорбиновой кислоты раствором соляной кислоты (которая извлекает не только свободную, но и связанную аскорбиновую кислоту) с последующим визуальным или потенциометрическим титрованием ее раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия (краски). Метод применим для продуктов, содержащих более 2 мг аскорбиновой кислоты в 1 кг или 1 дм 3 продукта.
Флуориметрический метод определения витамина С основан на взаимодействии дегидроаскорбиновой кислоты с о-фенилендиамином с образованием флуоресцирующего соединения, интенсивность флуоресценции которого пропорциональна концентрации витамина в растворе. Измерение флуоресценции проводят на флуориметре.
Метод определения каротина изложен в ГОСТ 8756.22 «Продукты пищевые консервированные. Метод определения каротина». Существующие методы определения каротина дают сумму каротинов-изомеров α, β и γ, поэтому правильнее говорить о методе определения содержания каротина.
Метод основан на фотометрическом измерении массовой концентрации каротинов в растворе, полученном после экстрагирования каротинов из продукта органическим растворителем и очищенном от сопутствующих красящих веществ на адсорбционной колонке.
Также используется метод И.К.Мурри – хроматография на колонках, который основан на экстракции ацетоном с последующим хроматографированием на колонке с окисью алюминия.
Из хроматографических методов также используется хроматография на бумаге и тонкослойной хроматографии. Разделение каротиноидов хроматографией в тонких слоях дает возможность выделить изомеры каротина (α, β).
Методы определения витаминов В1 и В2 изложены в ГОСТ 25999 «Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витаминов В1 и В2». Оба метода основаны на флуометрии.
Начальная стадия анализа в обоих методах одинакова: навеску продукта для высвобождения витаминов подвергают кислотному гидролизу путем кипячения в растворе соляной кислоты, затем ферментативному гидролизу с использованием ферментных препаратов – амилоризина П10Х и пектаваморина П10Х.
При определении витамина В1 полученный гидролизат очищают катионитом, окисляют в тиохром и измеряют интенсивность флуоресценции при длинах волн 320-390 нм возбуждающего и 400-580 нм излучаемого света.
При определении витамина В2 в слабоокрашенных овощных, фруктовых и ягодных продуктах в полученном гидролизате проводят окисление пигментов перманганатом калия, затем восстанавливают витамин В2 гидросульфатом натрия и измеряют интенсивность флуоресценции до и после восстановления при длинах волн 360-480 нм возбуждающего и 510-650 нм излучаемого света.
При определении витамина В2 в темноокрашенных консервированных продуктах, а также в овощных консервах с мясом и крупами в полученном гидролизате окисляют пигменты перманганатом калия, затем облучают раствор светом электролампы в течение 40 мин (при этом рибофлавин переходит в люмифлавин), экстрагируют люмифлавин хлороформом и измеряют интенсивность флуоресценции при длинах волн 360-480 нм возбуждающего и 510-650 нм излучаемого света.
Для определения витаминов группы В применяют кроме вышеперечисленного люминесцентный анализ. Витамин В1 не обладает собственной флуоресценцией, но щелочные растворы его легко окисляются с образованием тиохрома, вводно-щелочные растворы которого флуоресцируют синим светом с максимумом интенсивности свечения при 460-470 нм.
Для определения этого витамина, навеску продукта подвергают гидролизу. Если в продукте тиамин содержится преимущественно в свободном виде, то ограничиваются кислотным гидролизом. Для определения связанной формы витамина проводят гидролиз ферментом с сильной диастатической активностью. Из раствора тиамин выделяют адсорбцией на стеклянной хроматографической колонке, заполненной силикагелем, с последующим элюированием витамина из адсорбента кипящим кислым раствором КСl. Затем тиамин окисляют щелочным раствором К3Fe(CN)6.
Спиртовой раствор полученного тиохрома отделяют от воды и измеряют ИЛ с помощью флуорометра, снабженного первичным светофильтром, который пропускает УФ-излучение в диапазоне 320-390 нм, и вторичным фильтром с полосой пропускания 400-580 нм. Содержание тиамина определяют по расчетной формуле.
Дата добавления: 2015-03-03 ; просмотров: 1914 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Х и м и я
Биоорганическая химия
Низкомолекулярные биорегуляторы липидной природы.
Жирорастворимые витамины
Витаминами обычно называют органические вещества, присутствие которых в небольших количествах в пище человека и животных необходимо для их нормальной жизнедеятельности.
Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов, либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.
Термин «витамины», т.е. «амины жизни» (от лат. Vita –жизнь), своим возникновением обязан тому, что первые выделеные витамины принадлежали к классу аминов. Однако позднее выяснилось, что присутствие аминогруппы в витаминах не обязательно.
Витамины делят на две большие группы – водорастворимые и жирорастворимые.
— витамины группы В,
— витамины группы А,
— витамины группы Д,
— витамины группы Е,
— витамины группы К.
Кроме этих групп витаминов, выделяют витаминоподобные вещества, например, холин, инозит, оротовую кислоту, n-аминобензойную, линолевую, линоленовую кислоты и др.
В этом разделе рассмотрены некоторые жирорастворимые витамины.
Витамины группы А
Витамин А1 (ретинол).
Ретинол может быть получен нами из пищи или синтезирован внутри нашего организма из бета-каротина.
Одна молекула бета-каротина расщепляется в организме на 2 молекулы ретинола. Можно сказать, что бета-каротин является растительным источником ретинола и называется провитамином А.
Каротин — растительный пигмент жёлто-красного цвета.
Ретинол имеет бледно-желтый цвет.
Витамин А участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуляции синтеза белков, способствует нормальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран.
Хорошо известна роль витамина А в регенерации клеток. По этой причине он широко используется при лечении дерматологических заболеваний, в случаях повреждения кожи (раны, ожоги, обморожения), в косметических средствах.
Витамины группы А считаются факторами роста. Они оказывают влияние на процессы зрительного восприятия, на работу имунной системы. Поэтому недостаток в пище витамина А вызывает исхудание, высыхание роговицы глаза (куриную слепоту), понижает сопротивляемость организма инфекции.
Витамины группы Е
В отличие от витаминов группы А, непосредственно относящимся к терпенам, в структурах витаминов групп Е и К присутствуют ещё и ароматические фрагменты.
Среди витаминов этой группы наиболее важным является витамин Е, альфа-токоферол. Он представляет собой производную двухатомного фенола гидрохинона с изопреноидной боковой цепью, связанной одновременно с ароматическим кислородом одной из гидроксильных групп и соседним атомом углерода бензольного кольца. Остальные атомы водорода бензольного кольца замещены на метильные группы.
В соответствии с количеством и местом присоединения метильных групп различают α-токоферол, β-токоферол, γ-токоферол и δ-токоферол :
Витамины группы Е содержатся в растительных маслах.
Они служат атиоксидантами по отношению к ненасыщенным липидам, ингибируя процесс пероксидного окисления последних.
Антиокислительная функция токоферолов определяется их способностью связывать появляющиеся в клетках активные свободные радикалы (участники пероксидного окисления липидов) в относительно устойчивые и потому не способные к продолжению цепи феноксидные радикалы.
Витамины группы К
Витамины группы К необходимы для нормальной свёртываемости крови. Они являются производными 1,4-нафтохинона и содержат изопреноидную боковую цепь.
Существуют два семейства витаминов этой группы:
1. филлохиноны – витамины К1 и
2. менахиноны – витамины К2.
Филлохиноны (витамины К1) встречаются в растениях,
менахиноны (витамины К2) – у животных и бактерий.
Структурно филлохиноны отличаются от менахинонов лишь наличием одной двойной связи в изопреновом фрагменте, ближайшем к кольцу.
В медицинской практике применяется синтетический водорастворимый аналог витаминов группы К – викасол, повышающий способность крови к свёртыванию.
Близки по структуре к витаминам Е и К убихиноны (в переводе означает «вездесущие хиноны»).
Они присутствуют в липидной фазе всех клеточных мембран и принимают участие в окислительно-востановительных процессах, сопровождающихся переносом электронов.
Простагландины
Простагландины — группа липидных физиологически активных веществ, образующиеся в организме ферментативным путём из некоторых незаменимых жирных кислот.
Единственным местом их образования первоначально считали предстательную железу (простату) – отсюда они получили своё название. Позже оказалось, что простагландины синтезируются во многих тканях и органах.
Роль простагландинов в организме
Простагландины относятся к сильнодействующим биологически ативным веществам.
Они обладают весьма широким спектром биологического действия. Простагландины расширяют кровеносные сосуды, ингибируют свёртывание крови и выделение желудочного сока, стимулируют работу кишечника, лёгких и бронхов, активируют синтез гликогена в печени. Омечают их влияние на процессы нервного возбуждения, половой цикл у женщин. Так как простагландины вызывают сокращение матки, то они могут быть использованы для стимулирования родовой деятельности или предотвращения беременности.
Химическое строение
С химической точки зрения, простагландины – функционально замещённые жирные кислоты, содержащие 20-членную углеродную цепь. Их можно рассматривать как производные несуществующей в природе, но полученной синтетическим путём простановой кислоты.
Скелет простановой кислоты в простагландинах включает одну, две или три двойные связи, одну или две гидроксильные группы, а также может содержать карбонильную группу.
Источник