ВИТАМИНЫ. Водорастворимые
Пищевая ценность сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров
ХИМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ.
Тема №2.
Раздел 2.5
ПЛАН ЛЕКЦИИ
— Витамины. Основные понятия.
— Водорастворимые витамины.
— Жирорастворимые витамины.
— Витаминоподобные вещества.
— Методы контроля.
ВИТАМИНЫ
— Группа сравнительно низкомолекулярных органических соединений разнообразного химического строения.
— Общий признак – строгая необходимость для питания животного и человеческого организма.
— Обладают высокой биологической активностью.
— Требуются организму в очень маленьких количествах – от нескольких мкг до нескольких мг в день.
— Не являются строительным материалом и источником энергии.
— Регулируют множество биохимических и физиологических процессов:
— Нормализуют обмен веществ;
— Катализируют многие обменные процессы;
— Участвуют в образовании ферментов;
— Способствуют лучшему усвоению пищевых веществ.
— Организмом человека синтезируются следующие витамины:
— D,PP,B3,B12,F,K
— Но их не хватает.
— Заболевания, связанные с количественным поступлением витаминов:
— Гипервитаминоз – избыточное поступление
— Гиповитаминоз – недостаток
— Авитаминоз – отсутствие.
— Наиболее часто встречаются полигиповитаминозы и полиавитаминозы.
— Причины этих заболеваний:
— Эндогенная (нарушение процессов ассимиляции витаминов и врожденные нарушения обмена и функции витаминов)
— Экзогенная – недостаточное поступление.
— Известно 13 соединений, которые относят к витаминам.
— Они разделяются на:
— Водорастворимые
— Жирорастворимые.
ВИТАМИНЫ. Водорастворимые
— Всасываются в кровь воротной вены печени.
— Избыток их выделяется с мочой.
— Создается некоторый резерв этих витаминов в организме, однако он должен постоянно пополняться с пищей.
— Истощение резервов АК может наступить через несколько месяцев, а В12 – через несколько лет.
— Избыток этих витаминов в целом переносится неплохо, за исключением:
◦ Никотиновой кислоты;
◦ Аскорбиновой кислоты;
◦ Пиридоксина.
— Тиамин (В1).
— Рибофлавин (В2).
— Пантотеновая кислота (В5).
— Биотин (Н).
— Аскорбиновая кислота (С).
— Пиридоксин и др. – В6
— Ниацин и др. – РР (В3)
— Фолацин – фолиевая кислота и др.
— Кобаламины – В12
— Витамин В1 – тиамин - антиневритический.
— Выделили из рисовых отрубей в 1912 г.
— Синтезировали в 1937 г.
— Белый кристаллический порошок, хорошо растворим в воде, слабо – в метиловом и этиловом спиртах, термоустойчив без доступа кислорода, неустойчив окислению и действию света, кислот.
— Недостаток витамина приводит к нарушению функций нервной системы (бессонница, раздражительность), пищеварительной системы.
— Авитаминоз В1 – болезнь бери-бери – поражение нижних конечностей (полиневрит).
— Возникает при длительном употреблении зерновых продуктов высшей очистки.
— Потребность – 1,3-2,6 мг/сутки.
— Пища, богатая углеводами, и алкоголь повышают потребность в витамине В1.
— В большинстве природных продуктов встречается в виде дифосфорного эфира – кокарбоксилазы.
— Содержание (мг/ 100г):
◦ Пшеничные зародыши – 15,6-62.
◦ Дрожжи хлебопекарные – 0,6.
◦ Печень и почки – 0,3-0,39.
◦ Свежие овощи фрукты – 1,0-2,0.
◦ Отруби пшеничные – 0,8-1,0;
◦ Фасоль – 0,5;
◦ Горох – 0,8.
— Рибофлавин или лактофлавин– В2
— Впервые описан в 1879 г как желтый пигмент коровьего масла, а позже – солода, яиц, печени, свиного сердца.
— Выделен в 1933 г. из сыворотки молока, строение установлено в 1935 г.
— Вещество желто-оранжевого цвета, отнесен к животным пигментам - флавинам.
— В настоящее время витамин В2 получают синтетически.
— Выдерживает нагревание до 120°С, но УФ-лучи его разрушают.
— При освещении в щелочной среде теряет 4 углеродных атома и превращается люмифлавин, вкислой или нейтральной среде – в люмихром.
— Регулирует процессы окисления и восстановления в клетках и тканях, участвует в процессах роста и белковом, углеводном и жировом обменах, улучшает остроту зрения и способность различать цвета. Синтезируется большинством высших растений, дрожжами, грибами, плесенями, многими бактериями.
— В животных организмах основной биологической формой витамина является флавиновый кофермент ФАД, молекула которого построена из ФМН (флавинмононуклеотид) и адениловой кислоты
— Авитаминоз В2 – нарушение аппетита, падение веса, болезненные ощущения в слизистых оболочках рта, кожные заболевания (псориаз, себорея), ряд заболеваний кроветворной системы и ЖКТ, мышечная слабость и остановка роста у молодых организмов.
— Суточная потребность – 1,5-3 мг. Как правило полностью удовлетворяется пищей.
— Источники витамина В2 (мг/100г):
— Сыры (0,4);
— Творог (0,3);
— Молоко (0,15)
— Почки (1,6-1,8);
— Печень (2,2);
— Бобовые (0,15);
— Мясо птицы, рыбы (0,2);
— Яйца (0,4).
— Никотиновая кислота или ниацин (витамин РР или витамин В3) был известен в 19-м веке, но к витаминам отнесен только в 1935-1937 г.г.
— Нормализует функцию печени, желудка, улучшает секрецию и состав поджелудочной железы, участвует в накоплении гликогена.
— Гиповитаминоз РР – пеллагра – шершавая кожа.
— Суточная потребность – 14-28 мг.
— Большая часть удовлетворяется с пищей.
— Витаминной активностью обладают два вещества:
— Никотиновая кислота;
— Никотинамид.
— Они входят в состав ферментов, участвующих в клеточном дыхании (НАД и НАДФ).
— Витамин РР может синтезироваться в организме человека из незаменимой кислоты триптофана, поэтому включение в рацион высокобелковых продуктов снижает потребность в нем.
— Солнечная радиация провоцирует проявление недостатка витамина РР.
— Он относительной устойчив к тепловой кулинарной обработке (разрушение около 20 %), не разрушается под воздействием света, кислорода воздуха, в кислых и щелочных средах.
— Источники витамина РР:
Дрожжи; Печень, почки; Горох, фасоль; Сыр; Мука грубого помола; Гречиха, овес.
— Витамин В5 (пантотеновая кислота)
— Обнаружена в отрубях в 1939 г., в 1940 г. Выделена в кристаллическом виде и синтезирована.
— Это маслянистое вещество светло-желтого цвета, растворяется в воде, неустойчива к кислотам, щелочам и высокой температуре, легко расщепляется при стерилизации и длительной и кулинарной обработке.
— Входит в качестве кофермента А в состав ферментов, участвующих в жировом и азотистом обмене, влияет на функцию нервной системы и процессы, связанные с функцией щитовидной железы и надпочечников.Экспериментальные данные – недостаток В5 вызывает у животных нарушение в обмене веществ и неврологические симптомы.
— Суточная потребность – 5-10 мг.
— Витамин В5 может синтезироваться в кишечнике микроорганизмами.
— Источники – печень, дрожжи, яйца, зеленый горошек, хлеб, говядина, молоко.
— Витамин В6 – пиридоксин.
— Структура установлена в 1939 г.
— В зависимости от рН раствора образуются разные формы пиридоксина, а при его окислении – пиридоксаль и пиридоксамин, также обладающие витаминной активностью.
— Входит в состав ферментов, в организме связан с белками, участвует в синтезе жира из белка.
— Непосредственно влияет на образование арахидоновой кислоты из линолевой.
— Недостаток В6 – развитие атеросклероза, нарушения со стороны центральной нервной системы, отмечается задержка роста, раздражительность, сонливость, судороги, воспаление кожи головы.
— Суточная потребность в витамине В6 – 1,5-3 мг, также может синтезироваться в кишечнике.
— Источники – фасоль, мясо, печень, куры, морская рыба, хлеб, крупы.
— В овощах и фруктах его содержание минимально.
— Витамин может частично образовываться в кишечнике человека в результате деятельности микроорганизмов (антибиотики подавляют их деятельность).
— Витамин В9 – фолиевая кислота, фолацин, фолат.
— Выделена в 1938 г из экстрактов печени, а в 1941 г. – из листьев шпината (как противоанемический фактор).
— Молекула построена из трех структурных единиц: производного птеридина, n-аминобензойной и L-глутаминовой кислот.
— Фолиевая кислота – это тонкие, бледно-желтые заостренной формы листочки, не имеющие определенной температуры плавления.
— Плохо растворима в воде. Разрушается при длительном воздействии света.
— Регулирует обмен холина, влияет на процессы кроветворения, препятствует развитию атеросклероза, снижая уровень холестерина в крови.
— Недостаток фолиевой кислоты – развитие различных форм анемий, заболевания печени.
— Очень важна для беременных женщин – недостаток этого витамина приводит к аномалиям в развитии будущего ребенка.
— Суточная потребность – 0,2-0,3 г
— Источники – пивные дрожжи, соя, зеленые и листовые овощи, хлеб, мясо, рыба, молоко.
— Витамин В12 – кобаламины, антианемический витамин.
— Химическая природа установлена в 1955 г.
— Они – производные кобальтового комплекса коррина – структуры, содержащей 4 остатка дигидропиррола.
— Является наиболее сложным соединением среди витаминов.
— Растворяется в воде и спирте. Его кристаллы имеют темно-красный цвет (атомы кобальта).
— На свету витамин В12 теряет активность.
— В биологическом действии имеет некоторое сходство с витамином В9.
— Недостаток витамина В12 – замедление роста, развитие анемий, появляется слабость, головокружение, одышка, снижение аппетита.
— Суточная потребность – около 3 мкг.
— Содержится только в продуктах животного происхождения и в небольших количествах синтезируется в кишечнике (поэтому длительное вегетарианство может отрицательно сказаться на здоровье).
— Источники:
— Почки (20-30 мкг/100 г)
— Печень (50-100 мкг/100 г)
— Сердце.
— Меньшее количество витамина В12 содержат:
— Сельдь (10 мкг/100 г)
— Мясо
— Яйцо
— Молочные продукты (0,4 мкг/100 г).
Термостабилен, но разрушается при длительном воздействии световых лучей, в кислой и щелочной среде.
— Витамин Н (haut (нем.) - кожа) – биотин.
— Выделен из яичного желтка.
— В составе ферментов участвует в азотистом и жировом обмене, регулирует функцию нервной системы.
— Недостаток – развитие анемий, выпадение волос, дерматиты, депигментация.
— Необходим всем клеткам, но в злокачественных – содержание его повышено.
— Суточная потребность – 0,15-0,3 мг.
— Основные источники – печень (0,96-1,12 мкг/г), почки (0,8-1,4), молоко (до 0,03 мкг/г), горох (0,2) и соя (0,3).
— Витамин Н также содержится в:
— Яйцах (0,09 мкг/г)
— Мясе (0,01- 0,2)
— Дрожжах пивных (0,07)
— Картофеле (0,006).
— Витамин С – аскорбиновая кислота, антицинготный, антискорбутный витамин.
— Основной, наиболее известный представитель.
— Известен с 1923 г. Впервые выделен из лимонного сока.
— Формула установлена в 1933 г. В этом году и синтезирована.
— В природных условиях встречается в виде L- аскорбиновой кислоты и ее окисленной формы - дегидроаскорбиновой кислоты, аскорбигена.
— Другие продукты окисления витаминной активностью не обладают.
— Синтезируется растениями из галактозы и глюкозы, а большинством животных – из глюкозы.
— Не синтезируется организмом человека, приматов, морских свинок, некоторыми птицами (ворбьиное семейство), отдельными видами летучих мышей.
— Биологическая активность связана с участием в окислительно-восстановительных процессах. Способствует нормальному функционированию нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез, усвоение железа и нормальное кроветворение.
— Повышает резистентность организма к инфекционным заболеваниям и воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды.
— Недостаток – снижение умственной и физической работоспособности, нарушается эластичность стенок капилляров.
— Тяжелые формы недостаточности – ороговение кожи, кровоточивость и распухание десен, выпадение зубов (цинга).
Провоцируется развитие фурункулеза, туберкулеза, онкологических заболеваний
— Обладает антиоксидантной активностью, которая усиливается в присутствии витамина Е и ß-каротина.
— Как антиоксидант используется в пищевой промышленности при производстве жиров и фруктовых соков, для предотвращения образования нитрозоаминов при производстве колбасных изделий.
— Используется для обогащения соков, молока, напитков.
— Витамин С очень нестоек, легко разрушается кислородом воздуха, особенно в присутствии следов железа и меди, неустойчив к действию света.
— Суточная потребность – 70-100 мг (может быть увеличена до 200 мг)
— Основные источники – растения:
— Цитрусовые (55 мг/100 г)
— Сладкий перец (100-400)
— Черная смородина (100-400)
— Шиповник (2000-4500)
— Облепиха (200)
— Белокочанная капуста (30-40)
— Томаты (20-40).