Витамины виды химическая состав

Химическая структура витаминов. Физические, химические и биологические свойства

ВИТАМИНЫ

Витамины – органические вещества различной химической природы, не образующиеся в достаточном количестве клетками человеческого организма, но необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Витамины проявляют биологическую активность в очень малых концентрациях. Они выполняют функции регуляторов обмена веществ. Большинство витаминов входит в состав ферментов, являясь их коферментами.

Приоритет открытия витаминов принадлежит русскому врачу Николаю Ивановичу Лунину. В 1880 г. Н.И. Лунин писал, что в пище, кроме «казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания».

Термин «витамины» был предложен польским ученым Казимиром Функом в 1912 году от лат. «vita» — «жизнь», т.е. дословно термин означает «амины жизни». Поскольку первое выделенное в кристаллическом виде вещество, а это был тиамин (B₁) из отрубей риса, содержало азот, то К. Функ предполагал, что наличие азота характерно для всех витаминов. Термин «витамины» не точен, но сохранился до настоящего времени.

Классификация витаминов и витаминосодержащего лекарственного растительного сырья

Существует несколько классификаций витаминов.

1. Буквенная классификация— первая в историческом плане. При обнаружении новых факторов витаминной природы им присваивали условные названия в виде буквы латинского алфавита. Например: витамины A, B, C, D и др.

2. Фармакологическая классификация.Эта классификация вводилась параллельно с буквенной и указывала на заболевание, от которого предохраняет витамин:

· витамин С — противоцинготный;

· витамин К — антигеморрагический;

· витамин D — антирахитический и др.

3. Химическая классификация.В зависимости от химической структуры выделены группы:

· витамины алифатического ряда — С, F и др.;

· витамины алициклического ряда — A, D и др.;

· витамины ароматического ряда — К и др.;

· витамины гетероциклического ряда — Е, Р и др.

4. Классификация по растворимости витаминов:

· водорастворимые витамины – группы В, С, Р, Н, РР;

· жирорастворимые витамины — A, D, Е, К, F, U.

Витамины содержатся во всех растениях, но витаминосодержащими называют только те растения, которые избирательно накапливают витамины в дозах, способных оказать выраженный фармакологический эффект. Это в 500-1000 раз больше, чем в других растениях.

В настоящее время практически все витамины получают синтетическим путем. Однако витаминосодержащие лекарственные растения не утратили своего значения. Они широко используются, особенно в педиатрии, в гериатрии и для лечения лиц, склонных к аллергическим заболеваниям, поскольку:

· во-первых, витамины в лекарственном растительном сырье находятся в комплексе с полисахаридами, сапонинами, флавоноидами, поэтому такие витамины легче усваиваются;

· во-вторых, растительные витамины реже дают аллергические реакции, чем их синтетические аналоги;

· в-третьих, в организме человека есть специальные системы защиты от передозировки витаминов (например, каротин в организме человека превращается в витамин А по мере необходимости).

Лекарственное растительное сырье, содержащее витамины

1. Концентраторы витамина С: плоды черной смородины, плоды шиповника, плоды рябины, плоды малины, листья крапивы, плоды и листья земляники.

2. Концентраторы и источники витамина Р: бутоны и плоды софоры японской, плоды аронии (рябины) черноплодной, плоды черной смородины, кожура плодов цитрусовых, листья чая.

3. Концентраторы каротиноидов (провитаминов А): плоды шиповника, плоды облепихи, плоды рябины, цветки календулы, трава череды, трава сушеницы топяной.

4. Концентраторы витамина К: листья крапивы, трава пастушьей сумки, трава тысячелистника, цветки и листья зайцегуба, кора калины, кукурузные рыльца.

5. Концентраторы витамина Е: плоды облепихи, облепиховое масло, масло шиповника, кукурузное масло, льняное масло, семена тыквы.

6. Концентраторы витамина F: масло кукурузное, масло подсолнечное и другие растительные жирные масла.

В лекарственном растительном сырье довольно часто встречаются витамины группы В: В₂ — рибофлавин, В₅ — пантотеновая кислота, В₉ — фолиевая кислота, провитамин витаминов группы D — эргостерол и другие фитостеролы.

В высоких концентрациях способны накапливаться только кислота аскорбиновая (витамин С), каротиноиды (провитамин А), витамин К₁ (филлохинон) и некоторые флавоноиды (рутин, кверцетин и др.), относимые к витамину Р.

Химическая структура витаминов. Физические, химические и биологические свойства

Витамин С– аскорбиновая кислота.

Существует в двух формах — аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Обе формы легко переходят друг в друга при соответствующих условиях, обе формы одинаково фармакологически активны. Аскорбиновая кислота – белый кристаллический порошок, кислого вкуса. Легко растворяется в воде и спирте, не растворяется в органических растворителях: эфире, хлороформе, бензоле. Аскорбиновая кислота – нестойкое вещество. В водных растворах она легко разрушается под действием кислорода воздуха, света; следы железа и меди ускоряют процесс разрушения (окисления).

Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в том числе в липидном и пигментном обмене, активирует протромбин, обладает десенсибилизирующем действием, поднимает жизненный тонус организма и повышает сопротивляемость к экстремальным воздействиям. Недостаток витамина С вызывает цингу, или скорбут (рыхлость десен, выпадение зубов, кровоизлияния).

Витамин Р – полифенольные гетероциклические соединения группы флавоноидов.

Физические и химические свойства описаны в разделе «Флавоноиды».

Укрепляют стенки кровеносных сосудов и капилляров.

Каротиноиды – предшественники (провитамины) витамина А – жирорастворимые растительные пигменты желтого, оранжевого или красного цвета. По своей химической природе являются тетратерпеноидами с общей формулой [(С₅H₈)₂]₄, или С₄₀Н₆₄ (см. раздел «Терпеноиды»).

В растениях каротиноиды находятся в виде ненасыщенных углеводородов – каротинов — и кислородсодержащих производных – ксантофиллов. Представлены приблизительно 70 соединениями, но провитаминами А являются 9 веществ. Каротиноиды играют важную роль в процессах фотосинтеза, дыхания, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, оплодотворении. Каротиноиды синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями. Животные не способны их синтезировать.

Широко распространены в растениях альфа-, бета- и гамма-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др. Наибольшую биологическую активность проявляет бета-каротин, в результате окислительно-гидролитического расщепления которого в тканях животных и человека образуется две молекулы витамина А, из остальных – одна молекула.

Каротиноиды нерастворимы в воде, растворимы в жирных маслах, хлороформе, эфире, ацетоне, бензине и трудно растворимы в спирте. Легко окисляются кислородом воздуха, разрушаются на свету.

Витамин А (ретинол) способствует нормализации обмена веществ, росту и развитию организма, регенерации тканей, обеспечивает нормальную деятельность органов зрения. Недостаток вызывает ухудшение сумеречного зрения («куриную слепоту»), сухость роговицы, поражение слизистых.

Источниками промышленного получения бета-каротина служат свежие корнеплоды моркови посевной и свежая мякоть плодов различных сортов тыквы.

Витамины группы К — производные 2-метил-1,4-нафтохинона. В природе данные витамины представлены несколькими соединениями, в высших растениях находится только витамин К₁, или филлохинон.

Витамин К₁ (филлохинон)

Длинная боковая изопреноидная цепь витамина K₁ является остатком дитерпенового алифатического спирта фитола (см. раздел «Терпеноиды»).

Витамин K₁ — филлохинон — вязкое маслообразное вещество желтого цвета. Нерастворим в воде, растворим в жирных маслах и органических растворителях. Стоек при длительном кипячении с водой, но быстро разрушается при нагревании в растворах щелочей. Флуоресцирует в УФ-свете красным светом, затем флуоресценция становится зеленой, а под действием спиртового раствора калия гидроксида — оранжевой. Витамин K₁ легко окисляется, быстро разрушается под действием УФ-лучей.

Витамины группы К участвуют в свертывании крови, индуцируя образование протромбина (антигеморрагический фактор). Недостаток вызывает замедление свертывания крови и кровоизлияния.

Витамины группы Е— производные хромана. Витамины Е — смесь высокомолекулярных спиртов – токоферолов. Наиболее активен бета-токоферол.

Токоферолы не растворяются в воде, растворимы в жирных маслах и органических растворителях. Соединения нестойкие, легко разрушаются под действием света и кислорода воздуха.

Витамины группы Е являются природными антиоксидантами, участвуют в биосинтезе белков, тканевом дыхании, процессах размножения, влияют на состояние сердечно-сосудистой и нервной систем.

Витамины группы F— высоконепредельные жирные кислоты с 18-20 углеродными атомами: линолевая – С₁₇Н₃₁СООН, линоленовая — С₁₇Н₂₉СООН, арахидоновая — С₁₉Н₃₁СООН — кислоты.

Физические и химические свойства описаны в разделе «Жирные масла». Участвуют в липидном обмене, препятствуют отложению холестерина на стенках кровеносных сосудов. Из витаминов F в тканях образуются простагландины.

Витамины, в целом, участвуют в окислительно-восстановительных процессах в организме. Многие из них (витамины С, Р, К, Е, каротиноиды) являются природными антиоксидантами. Они защищают клеточные и субклеточные мембраны от повреждения активными свободными радикалами, нейтрализуя активные свободные радикалы путем связывания их непарных электронов.

Источник

Витамины виды химическая состав

Витамиины — это группа низкомолекулярных органических соединений достаточно простого строения и разнообразной химической природы.

По химической природе витамины представляет собой сборную группу органических веществ, которые объединяются по признаку абсолютной необходимости их в качестве составной части пищи.

Витамины содержатся в пищевых продуктах в очень малых количествах и относятся к микронутриентам.

Не относят к витаминам микроэлементы, незаменимые аминокислоты и незаменимые жиры.

Из-за отсутствия точного определения к витаминам в разное время причислялись различные вещества.

В настоящее время известно 13 витаминов

Уже более века ученые всего мира стараются решить вопрос сохранения макро- и микроэлементов в переработанных продуктах питания.

Фактически, усилия по решению этой самой проблемы в начале 1900-х годов, привели к разработке современных популярных биологически активных добавок к пище – поливитаминов и минеральных добавок.

Но до того, естественно, необходимо было обнаружить вещества, которые теперь мы называем витаминами.

В начале 20 века в продуктах питания были выявлены лишь макроэлементы – белки, жиры и углеводы.

Основной причиной различных заболеваний считались плохое санитарное состояние и отсутствие достаточных гигиенических навыков.

Именно поэтому в отношении отдельных пищевых продуктов применялись методы обработки, включающие в себя обработку стерилизующими растворами для избавления от бактерий и плесени, а также полировку зерна и лущение (обдирка) – удаление наружных оболочек зерна. Таким образом добивались продления сроков годности отдельных видов пищевой продукции, однако при этом не учитывались отрицательные последствия, о которых просто не знали в то время.

Так, полировка и лущение зерна уничтожали витамин В и приводили к повышению заболеваемости такими тяжелыми болезнями, как пеллагра (заболевание, связанное с дефицитом ниацина) и бери-бери (болезнь, связанная с дефицитом витамина B1/тиамина).

В результате стерилизации разрушался витамин С, содержащийся в молоке, что привело к повышению заболеваемости цингой среди детей в богатых семьях.

Следует отметить, что такие проблемы возникали в группах достаточно обеспеченных людей, имеющих доступ к «лучшей, более качественной и безопасной», как они думали, пище.

Открытие витаминов

Конечно, такие изменения в структуре заболеваемости не могли не привлечь внимание ученых.

В результате многочисленных исследований в пище стали обнаруживаться не только уже известные три основных элемента – жиры, белки и углеводы — но и другие вещества. Такие вещества, имеющие существенное значение для здоровья человека, стали называть «вспомогательными веществами».

Так, в 1905 году англичанин Уильям Флетчер, исследуя причины возникновения болезни бери-бери, сделал открытие, что употребление неочищенного риса препятствует развитию данного заболевания.

У. Флетчер предположил, что в процессе полировки риса были удалены особые питательные вещества, содержащиеся в лузге риса, которые могут предотвратить бери-бери.

В 1906 году английский биохимик сэр Фредерик Гоуленд Хопкинс также обнаружил, что определенные факторы питания (белки, углеводы, жиры и минералы) имеют важное значение для роста и развития человека. Его работа была удостоена вместе с Кристианом Эйкманом Нобелевской премии в 1929 году.

В 1912 году в научной статье Казимир Фанк впервые употребил придуманный им термин «витамин», соединив два слова: «вита» — жизнь и «амин» — соединение, найденное в тиаминах, которые он сумел извлечь из рисовой шелухи.

Вместе Фредерик Гоуленд Хопкинс и Казимир Фанк сформулировали гипотезу о витальной недостаточности, в соответствии с которой недостаток витаминов может вызвать различные заболевания.

Первые витамины

Открытие витаминов породило новое направление в фармацевтической индустрии – производство витаминных продуктов, которые обычно содержали витамин B из дрожжевых культур (в тот момент отдельные витамины группы В еще не были идентифицированы), концентраты железа и другие ингредиенты.

Чрезвычайно популярны были таблетки Vitamon, содержащие витамины A, B и C, железо, кальций, и Nux vomica, гомеопатическое средство от изжоги. На этикетке данного средства была представлена следующая информация: «Этот препарат содержит витамины вместе с другими ингредиентами, которые помогут улучшить аппетит, пищеварение, очистят кожу от прыщей и фурункулов, предотвратят нервное и физическое истощение, очистят организм, повысят энергию и помогут в наборе веса при недоедании».

Медицинское сообщество крайне скептически относилось к таким заявлениям, считая, что такая информация о свойствах поливитаминов вводит потребителя в заблуждение.

Несмотря на критику, в 1922 году в медицинском журнале появилась статья, рекламирующая поливитамин Metagen, произведенный ведущей фармацевтической компанией «Parke, Davis & Co.» (теперь входит в состав фармацевтической компании Pfizer, США).

Продукт Metagen содержал витамины А, В и С и, согласно обзору журнала «Американский семейный врач», положительно влиял на здоровье всей семьи, включая младенцев и людей с серьезными заболеваниями.

Примерно в то же время Американская медицинская ассоциация одобрила витаминный препарат Oscodal, созданный К. Фанком. Человек, открывший витамины, изобрел процесс получения витаминов А и Д из рыбьего жира.

В 30-е годы были обнаружены новые витамины, а также началась разработка новые поливитаминных продуктов.

Изначально витаминные ингредиенты извлекались из пищевых продуктов, однако уже в конце 30-х годов были разработаны методы синтеза их в лаборатории, что привело к сокращению затрат и созданию условий для более широкого использования витаминов.

В 1941 году в США была организована Национальная конференция по вопросам питания для обороны, результатом которой стал первый список рекомендованных правительством микроэлементов (RDA), включающий в себя 6 витаминов и 2 минеральных вещества.
Разнообразие поливитаминов в наше время

С течением времени в состав поливитаминов включались все новые и новые микроэлементы, были разработаны строгие правила, регламентирующие качество и безопасность таких продуктов.

Сегодня у нас есть огромное количество разнообразных поливитаминов: из натуральных ингредиентов и синтетические, из растительного и животного сырья, не содержащие ГМО, сои и глютена и прочие.

Поливитамины теперь разделяются не только по возрастным группам, начиная от младенческого возраста, но также существуют поливитамины для разных этапов жизни (беременность, менопауза и др.), при различных патологических состояниях и заболеваниях.

Формы выпуска поливитаминов также разнообразны: таблетки, капсулы, порошки, жидкости, сиропы и пр.

У нас больше нет проблем?

Несмотря на более чем столетние исследования и инновации население планеты продолжает страдать от несбалансированного рациона и дефицита макро- и микронутриентов.

И хотя в настоящее время дефицит может быть недостаточно серьезным, чтобы проявляться в виде таких тяжелых заболеваний как бери-бери или пеллагра, он все равно влияет на наше здоровье.

К сожалению, большинство людей просто не получают в достаточном количестве питательные вещества, в которых они нуждаются, даже если они считают, что придерживаются здорового питания.

В 2016 году было проведено исследование, в котором участвовало более 10000 человек, продемонстрировавшее, что люди, принимающие поливитамины, имеют значительно меньший дефицит витаминов и минералов, чем люди, придерживающиеся обычного питания, без применения БАД к пище.

Люди, принимающие поливитамины и минеральные добавки не менее 25 дней в месяц

Источник