Водорастворимые витамины

Витамин С (L–аскорбиновая кислота). Впервые выделен из лимона. В химическом отношении представляет собой γ–лактон 2,3–дегидро–4–гулоновой кислоты, легко переходит в окисленную форму – L–дегидроаскорбиновую кислоту.

Необходим для нормальной жизнедеятельности человека: противоцинготный фактор, участвует во многих видах окислительно–восстановительных процессов, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость человека к экстремальным воздействиям, участвует в обеспечении нормальной проницаемости стенок капиллярных сосудов, повышает их прочность и эластичность, способствует лучшему усвоению железа, нормальному кроветворению. При нехватке витамина С наблюдается сонливость, утомляемость, снижается сопротивляемость организма человека к простудным заболеваниям, при авитаминозе развивается цинга. Важнейшая физиологическая функция витамина – способность обратно окисляться в дегидроаскорбиновую кислоту под действием аскарбатоксидазы, с образованием окислительно–восстановительной системы и переносом протонов и электронов.

Установлена важная роль витамина С в синтезе ряда гормонов и нейротрансмиттеров, метаболизме фолиевой кислоты и аминокислот, его антиоксидативные функции, которые усиливаются в присутствии антиоксидантов: витамина E и β–каротина. Широкое применение в пищевой промышленности нашли аскорбат кальция и аскорбилпальмитат.

Все необходимое количество витамина С человек получает с пищей. Основные его источники – овощи, фрукты, ягоды: в свежем шиповнике 300–20 000 мг%, черной смородине 200–500 мг%, капусте 50–70 мг%, молодом картофеле 20–30 мг%. Витамин С крайне нестоек, легко разрушается кислородом воздуха в присутствии следов железа и меди, более устойчив в кислой среде, чем в щелочной, мало чувствителен к свету. В силу нестойкости его содержание в овощах и плодах при их хранении быстро снижается. Исключение – свежая и квашеная капуста. При тепловой обработке пищи разрушается на 25–60%.

Витамин С используется для обогащения соков, водорастворимых напитков, сухих завтраков, молока, в качестве хлебопекарного улучшителя, для сохранения цвета мясных продуктов совместно с нитратами и нитритами.

Витамин В₁ (тиамин, аневрин). Тиамин участвует в регулировании углеводного обмена, а также в реакциях энергетического обмена. Недостаток его вызывает нарушение в работе нервной, сердечно–сосудистой, пищеварительной систем, полиневрит (бери–бери). Действующей в организме формой витамина В₁ является его тиаминдифосфат (ТДФ, кокарбоксилаза).

Кокарбоксилаза – простетическая группа ряда ферментов, биологическая функция которой декарбоксилирование пировиноградной кислоты (CH₃COCOOH) и расщепление С–С–связей α–кетокислот и α–кетоспиртов.

Витаминзависимые ферменты – пируватдегидрогеназа, а–кетоглуто–матдегидрогеназа, транскетолаза.

Основные источники витамина B₁ – продукты из зерна: пшеничный и ржаной хлеб, хлеб из муки грубого помола, некоторые крупы (в овсяной – 0,5 мг%, ядрице – 0,4 мг%), бобовые (в горохе – 0,8 мг%, фасоли 0,5 мг%), свинина – 0,5–0,6 мг%, шрот соевый – 2,2 мг%. Витамин B₁ содержится в периферийных частях зерна, и при помоле переходит в отруби (рис. 6.1). Для увеличения содержания тиамина на мельзаводах проводят обогащение муки высшего и I сорта синтетическим тиамином.

Рис. 6.1. Снижение содержания витамина B₁ в муке, в зависимости от ее выхода (Рош Витамины)

Витамин В₁ используют для обогащения продуктов из риса, детского питания, молока и молочных продуктов, зерновых продуктов быстрого приготовления. Витамин В₁ стоек к действию кислорода, кислот, редуцирующих веществ, чувствителен к действию света, температуры. В щелочной среде легко разрушается, например, при добавлении в тесто щелочных разрыхлителей: соды, углекислого аммония. Расщепляется и под влиянием фермента тиаминазы, который содержится в сырой рыбе, но разрушается при ее варке.

H

Витамин B₂ (рибофлавин). Участвует в качестве кофермента флавинмонуклеотида в ферментных системах, катализирующих транспорт электронов и протонов в окислительно–восстановительных реакциях, протекающих в живом организме. Участвует в обмене белка, жира, нормализует функцию нервной, пищеварительных систем. Koферментам витамина B₂ принадлежит важная роль при превращениях B₆ и фолиевой кислоты в их активные коферментные формы, триптофана в ниацин. При недостатке рибофлавина возникают заболевания кожи (себорея, псориаз), воспаление слизистой оболочки ротовой полости, появляются трещины в углах рта, развиваются заболевания кровеносной системы и желудочно–кишечного тракта.

Источники витамина B₂ (содержание, мг%) в молочных продуктах: молоке – 0,15, твороге – 0,3, сыре – 0,4; в яйцах – 0,4; в хлебе – 0,1; в ядрице – 0,2; в мясе – 0,1–0,2; в печени – 2,2; в бобовых – 0,15; в овощах и фруктах – 0,01–0,06.

Некоторое количество витамина B₂ поступает в организм человека в результате деятельности кишечной микрофлоры. Витамин B₂ устойчив к повышенным температурам, окислению, не разрушается в кислой среде, нестоек к действию восстановителей в щелочной среде, разрушается под действием света.

Пантотеновая кислота (по греч.– "вездесущий"; витамин B₃). Входит в качестве кофермента А (коэнзим A, KoA) в состав ферментов биологического ацилирования, участвует в биосинтезе и окислении жирных кислот, липидов, синтезе холестерина, стероидных гормонов.

Отсутствие пантотеновой кислоты в организме вызывает вялость, дерматит, выпадение волос, онемение пальцев ног. Признаки гиповитаминоза у человека наблюдаются редко, т. к. кишечная палочка синтезирует B₃. Пантотеновая кислота широко распространена в природе. Основные источники (мг%): печень и почки – 2,5–9; гречиха – 2,6; рис – 1,7–2,1; овес – 2,5; яйца – 1,4–2,7. Кулинарная обработка не приводит к значительному разрушению пантотеновой кислоты, но до 30% ее может переходить в воду при варке. Чувствительна к действию кислот, оснований.

Витамин PP (ниацин). Под этим названием имеют в виду два вещества, обладающих практически одинаковой витаминной активностью: никотиновая кислота и ее амид (никотинамид).

Ниацин является коферментом никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДО) большой группы НАД– и НАДФ–зависимых ферментов дегидрогеназы, участвующих в окислительно–восстановительных реакциях, протекающих в клетках. Никотинамидные KO–ферменты играют важную роль в тканевом дыхании. При недостатке витамина PP в организме наблюдается вялость, быстрая утомляемость, бессонница, сердцебиение, пониженная сопротивляемость к инфекционным заболеваниям. Ниацин способствует усвоению растительного белка, поэтому он важен для лиц, не употребляющих животные белки. Он участвует в углеводном обмене, способствует деятельности желудочно–кишечного тракта.

 

При значительном недостатке развивается пеллагра (от итал. pella – шершавая кожа) – тяжелое заболевание, приводящее к расстройству слизистой полости рта и желудка, появляются пятна на коже, нарушаются функции нервной и сердечно–сосудистой систем, психики. Потребность в ниацине покрывается за счет его поступления с пищей и образования из триптофана (из 60 мг триптофана, поступающего с пищей, образуется 1 мг ниацина). Это необходимо учитывать при оценке пищевых продуктов, как источников витамина PP. Например, в районах, в которых важным источником питания являются бедные триптофаном кукуруза и сорго, наблюдается РР–витаминная недостаточность и заболевание пеллагрой.

Источники витамина PP – мясные продукты (особенно печень и почки): говядина содержит его – 4,7; свинина – 2,6; баранина – 3,8; субпродукты – 3,0–12,0 мг%. Богата ниацином и рыба: 0,7–4,0 мг%. Молоко и молочные продукты, яйца бедны витамином PP, но с учетом содержания триптофана они – удовлетворительные его источники. В ряде злаковых и получаемых из них продуктов витамин PP находится в связанной форме и практически не усваивается организмом. Содержание ниацина в овощах и бобовых невелико. При размоле зерна теряется до 80% ниацина (рис. 6.2). Ниацин используют для обогащения кукурузных и овсяных хлопьев, муки.

Рис. 6.2. Снижение содержания ниацина в муке, в зависимости от ее выхода (Рош Витамины)

Витамин PP хорошо сохраняется в продуктах питания, не разрушается под действием света, кислорода воздуха, в щелочных и кислых растворах. Кулинарная обработка не приводит к значительным потерям ниацина, однако часть его (до 25%) может переходить при варке мяса и овощей в воду.

Витамин B₆ (пиридоксин). Существует в трех различных химических формах: пиридоксин, пиридоксоль, пиридоксаль, пиридоксамин. Участвует в синтезе и превращениях амино– и жирных кислот в качестве кофермента пиридоксальфосфата (ПАЛФ) в пиридоксальных ферментах

азотистого обмена. Необходим для нормальной деятельности нервной системы, органов кроветворения, печени. Недостаток вызывает дермиты.

Витамин B₆ широко распространен в природе. Основные его источники для человека (мг%): мясные продукты – 0,3–0,4; рыба – 0,1–0,2; соя и фасоль – 0,9; крупы (ядрица) – 0,4; пшено – 0,52; картофель – 0,30. Он устойчив к повышенным температурам, кислотам, разрушается на свету и в щелочных средах. Некоторое количество витамина B₆ поступает в организм в результате деятельности кишечной микрофлоры. Витамин B₆ в виде пиридоксин гидрохлорида используется для обогащения муки, изделий из зерна, молочных продуктов, продуктов лечебно–профилактического и детского питания.

Фолиевая кислота (витамин B₉, фолацин). Под названием фолацин выступают два витамина: собственно фолиевая кислота и тетрагидрофолиевая кислота. Название произошло от лат. folium – лист. Участвует в процессах кроветворения, переносе одноуглеродных радикалов, синтезе амино– и нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований в качестве кофермента тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) соответствующих ферментов. Фолиевая кислота необходима для деления клеток, роста органов, нормального развития зародыша и плода, функционирования нервной системы.

Фолиевая кислота широко распространена в природе. Много ее (мкг%) в зелени и овощах (петрушка – 110, салат – 48, фасоль – 3, шпинат – 80), в печени – 240, почках – 56, хлебе – 16–27, твороге – 35–40; мало в молоке – 5 мкг%. В значительных количествах она вырабатывается микрофлорой кишечника. Недостаток фолиевой кислоты проявляется в нарушениях кроветворения (анемия, лейкемия), работе пищеварительной системы, снижении сопротивляемости организма к заболеваниям. Применяется для борьбы с болезнями кроветворной системы

(злокачественные анемии, лучевые заболевания, лейкозы, гастроэнтероколиты). Фолиевая кислота разрушается при термообработке, действии света. При пастеризации молока теряется 75% фолиевой кислоты. Легко разрушается в овощах при их переработке (до 90%). Однако в мясопродуктах и яйцах она устойчива. При кулинарной обработке мяса ее потери невелики.

Витамин B₁₂ (цианокобаламин, оксикобаламин, антианемический витамин). Является наиболее сложным химическим соединением среди витаминов.

При замене группы –C≡N на группу –ОН в молекуле цианокобала–мина образуется гидроксикобаламин, который в последнее время считается истинным витамином B₁₂. В организме человека кобаламины превращаются в кобаламид – кофермент B₁₂. Участвует в процессах кроветворения, превращениях аминокислот, биосинтезе (совместно с фолиевой кислотой) нуклеиновых кислот. При недостатке витамина В₁₂ наступает слабость, падает аппетит, развивается злокачественное малокровие, нарушается деятельность нервной системы. Для эффективного усвоения этого витамина организмом человека необходим внутренний фактор гликопротеид (с молекулярной массой около 9300) слизистой желудка (внутренний фактор Костла), недостаток которого препятствует его всасыванию. Витамин B₁₂ содержится в продуктах животного происхождения; им богаты (мкг%) печень (50–100), дрожжи (50–60), почки (20–30); в рыбе – 10, говядине – 2–6, сыре – 1–2, молоке – 0,4 мкг%. Витамин применяется при лечении анемий, для нормализации функций кроветворения, в неврологии (полиневрит, радикулит). Разрушается при длительном действии световых лучей, в кислой и щелочной среде; термостабилен.

Биотин (витамин H, от нем. Haut – кожа). Входит в состав ферментов, катализирующих обратимые реакции карбоксилирования – декарбоксилирования, участвуя в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. Биотин необходим для нейтрализации авидина – H–белка сырого яичного белка, вытесняющего биотин из ферментных систем, образующих с ним нерастворимый комплекс (авидин–биотин), который не проходит через стенки кишечника.

При недостатке возникает депигментация и дерматит кожи, нервные расстройства. Потребность в биотине удовлетворяется за счет продуктов питания и его биосинтеза микрофлорой кишечника. Биотин содержится в большинстве пищевых продуктов. Основные источники биотина (мкг%): печень и почки – 80–140, яйца – 28. В молоке, мясе – до 3 мкг%. Из растительных продуктов богаты биотином продукты переработки зерна (мкг%): пшеничный хлеб – 4,8; овсяная крупа – 20; соя – 60; горох – 20. В процессе кулинарной обработки продуктов питания биотин практически не разрушается. Используется в качестве стимулятора при росте хлебопекарных дрожжей.