Биохимическая природу витамина С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Актуальность проблемы

Рациональное питание  человека складывается из пищи животного  и растительного происхождения  и одним из его условий является присутствие достаточного количества витаминов.

Витамины – низкомолекулярные  органические соединения различной  химической природы, которые необходимы человеку для нормальной жизнедеятельности. Одним из важнейших природных  антиоксидантов является витамин С (аскорбиновая кислота), который, кроме того, принимает участие в целом ряде биохимических процессов. Каждому из нас необходимы витаминные и минеральные добавки каждый день для поддержания нормальной жизнедеятельности организма.

Во-первых, человеческий организм самостоятельно вырабатывает лишь очень немногие из витаминов, к тому же в малых количествах. А витамин С мы можем получать только с пищей или в качестве специальных препаратов.

Во-вторых, сложно получать витамин С в натуральном виде. Как отмечают специалисты, даже в самой здоровой и сбалансированной диете легко обнаружить дефицит витаминов - приблизительно 20-30% от рекомендуемой нормы. Лишь немногие люди и особенно дети едят достаточно фруктов и овощей, которые являются главными пищевыми источниками витамина С. Тепловая обработка, хранение и биохимическая переработка приводят к разрушению большей части витамина С, который мы в ином случае могли бы получать из пищи. Еще больше его сгорает в организме под влиянием стресса, курения и других источников повреждения клеток, наподобие дыма и смога. Повсеместно используемые медикаменты, такие как аспирин или противозачаточные средства, в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам все-таки удалось получить.

В-третьих, в Украине  только 20% населения принимают витаминные препараты. Цифра неутешительная, особенно если учесть, что недостаток витаминов наблюдается у 60-80% населения (по данным Института питания РАМН). Но в каких же продуктах и сколько содержится витамина С? Ответ на этот вопрос можно найти в различных справочниках. Однако там говорится о фруктах или овощах вообще, а сколько витамина С содержится в данном продукте? Ответ на этот вопрос может дать лишь количественное определение с помощью различных методов окислительно-восстановительного титрования.

Цель работы: изучить  биохимическую природу витамина С и определить его количественное содержание в некоторых пищевых  продуктах и витаминных препаратах.

Объект исследования - химическое строение и свойства витамина С, его биологическая и валеологическая роли.

Предмет исследования – пищевые продукты, содержащие витамин С и некоторые витаминные препараты.

Цель:

 определить в условиях школьной лаборатории наличие витамина С в отдельных продуктах питания.

  Задачи:

1. Выяснить значение витамина С в образовании ферментов, веществ антиоксидантов, уничтожающих перекисные соединения в организме, повышающие иммунитет.
2. Рассмотреть экологическое значение витамина С.
3. Ознакомиться с биохимическими свойствами витамина С.
4. Методом йодометрии, выяснить в каких именно овощах и фруктах содержится наибольшее количество витамина С и, сравнив содержание витамина С в готовых и свежеприготовленных соках, рекомендовать их для употребления.
5. Провести опрос-анкету учащихся, как часто они употребляют продукты питания, содержащие витамин С.

  Гипотеза:

если выяснить, в каких продуктах содержится наибольшее количество витамина С, то эти продукты можно рекомендовать для регулярного употребления.

Поставленные цель и  задачи, выдвинутая гипотеза определили:

Предмет исследования: витамин С.

Объекты исследования: продукты ( фрукты, соки).

Методы исследования:

1. метод эксперимента – йодометрия;

 

      Данная работа носит как теоретический, так и прикладной характер, так как изучались научные данные о свойствах и физиологическом воздействии витамина С на организм человека; экспериментальным путём доказано наличие витамина С в отдельных продуктах, даны рекомендации при выборе продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основная часть

1. История открытия витаминов

К концу XIX века наука  о питании все чаще стала приходить к выводу о том, что для здоровья человека недостаточно одних белков, жиров и углеводов. Необходимы и другие вещества, недостаток которых вызывает болезни и может привести к смерти. Опыт длительных морских путешествий показал, что при достаточных запасах продовольствия люди могут умереть от цинги. В XIX веке в странах Юго-Восточной и Южной Азии, где основным продуктом питания был рис, и люди начали широко употреблять его в обработанном - шлифованном виде, стало распространяться заболевание, получившее название "бери-бери", от которого умирали десятки тысяч людей, не испытывающих нужду в питании. Почему это происходило? 

 

На этот вопрос не было ответа до тех пор, пока в 1880 году русский  ученый-физиолог Н.И. Лунин, изучавший  роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, получавшие искусственный рацион, составленный из известных компонентов молока: казеина, жира, сахара и солей, заболевали и погибали. А мыши, получавшие натуральное молоко, были здоровы. "Из этого следует, что в молоке... содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания". "Обнаружить эти вещества и изучить их значение в питании, было бы исследованием, представляющим огромный научный и практический интерес" - сделал вывод ученый. 

 

Впервые "бери-бери" подробно описал японский морской врач Такаки (Takaki) в 1884 году, который высказал мысль, что это заболевание является "болезнью пищевой недостаточности". В 1897 году нидерландскому врачу Христиану Эйкману (Eijkman), работавшему на острове Яве, удалось найти причину болезни "бери-бери". В этом ему помогли куры, которые питались шлифованным рисовым зерном и заболевали похожей болезнью. Однако стоило заменить очищенный рис на неочищенный, как болезнь проходила. Таким образом, Эйкман сделал вывод о том, что в наружной оболочке неочищенных рисовых зерен содержится жизненно необходимое пищевое вещество. 

 

В 1911 польский ученый-химик  Казимир Функ (Funk) году выделил из рисовых отрубей это вещество, которое в самой малой дозе излечивало голубей от полиневрита. В 1912 году он определил его химический состав и, обнаружив в нем аминогруппу, назвал его "витамин" - "амин жизни" (от слова "vita" - жизнь). После большого числа исследований в 1920-1334 гг. удалось установить химическую формулу этого витамина, и ему дали название "анейрин". Но из-за содержания в нем серы, анейрин в дальнейшем получил название "тиамин". В 1936 году Уильяме (Williams) осуществил синтез тиамина. 

 

Авитаминоз А был  известен с глубокой древности. Еще  в Древнем Египте и Китае для  лечения болезни глаз рекомендовали  применять печень. В 1909 году Степп (Stеpp) обнаружил, что в жире содержится некий фактор роста. В 1913 году Мак-Коллем (McCollum) и Денис (Devis) назвали активное начало, содержащееся в сливочном масле и рыбьем жире "фактором А", а в 1916 году он получил название "витамина А". Позднее было показано, что содержащийся в пище каротин, превращается в организме животных в витамин А. В 30-х годах была установлена химическая структура и осуществлен синтез витамина А. 

 

В 1913 году Функ выделил  из рисовых отрубей никотиновую кислоту, но только в 1926 году Гольдбергер (Goldberger) открыл термостабильный фактор в дрожжах и предположил, что он является антипеллагрическим фактором. Синонимами никотиновой кислоты стали: "фактор РР" (Реllagra-Prеventativе factor- предотвращающий пеллагру), "ниацин" (nicotinic acid-niacin), "никотинамид" и "ниацинамид".  

 

В 1913 году Осборн (Osborn) и  Мендель (Mendel) доказали присутствие  в молоке вещества, необходимого для  роста животных. Но лишь в 1938 году Кун (Kulm) определил химическую формулу и осуществил синтез флавина, названного "лактофлавином" или витамином В2. В настоящее время он получил название "рибофлавин", поскольку в его состав входит рибоза. 

 

Еще в 1901 году Уильдьерс  установил вещество, необходимое  для роста дрожжей и предложил  его назвать "биосом" (от греческого "bios" -жизнь). В 1927 году Боас (Boas) обнаружил тормозящее действие вещества, содержащегося в ряде пищевых продуктов на токсический агент яичного белка (овидин), назвав его "фактором Х", который затем получил название "витамин Н" или - "коэнзим R". Позднее Сент-Дьордьи (Sеnt-Gyorgy) определил химическую структуру этого витамина. В кристаллическом виде это вещество впервые выделил в 1935 году Кегль (Kegl) из желтка яиц и предложил назвать его "биотин".  

 

Лечебное действие свежих овощей и фруктов при цинге было известно еще во времена Гиппократа. В конце XIX века русский врач В.В. Пашутин установил, что цинга возникает в результате отсутствия в растительной пище определенного фактора. В 1912 году Хольст (Holst) и Фрелих (Frolich) в опытах на морских свинках установили присутствие в свежих овощах водорастворимого фактора, предохраняющего от цинги. В 1919 году Друммон (Drummond) дал этому веществу название "витамин С". В 1928 году Сент-Дьордьи удалось выделить и определить химическую формулу этою витамина, которое было названо "гексуроновой кислотой", но затем получило название "аскорбиновая кислота" (предотвращающая скорбут - цингу). 

 

В 1920 году впервые выявили  роль витамина Е в репродуктивном процессе. В 1922 году Эванс (Evans) установил, что при нормальной овуляции и зачатии у беременных крыс происходила гибель плода в случае исключения из пищевого рациона жира. В 1936 году путем экстракции из масел ростков зерна были получены первые препараты витамина Е, названного "альфа - и бета- токоферолом" (от слов "tocos" - рождение и "phero" - носить). Биосинтез витамина Е был осуществлен в 1938 году швейцарским химиком Паулем Каррером (Karrer). 

 

В 1926 году В.В. Ефремов  высказал предположение, что макроцитарная  анемия у беременных женщин может быть связана с авитаминозом и что антианемический витамин содержится в печени, которая им помогала в лечении. В 30-х годах Митчел (Mitchell) и Снел (Snell) выделили из листьев шпината фракцию, стимулирующую рост ряда бактерий в культуре, которая получила название "фолиевой кислоты" (от слова Folium - лист). В 1945 году из печени и дрожжей была изолирована, а затем и синтезирована фолиевая кислота, которая представляла птероилглютаминовую кислоту.  

 

В том же 1926 году Майнот (Minot) и Мерфи (Murphy) открыли специфическое лечебное действие печени при злокачественном малокровии. Но лишь в 1948 году Рикс (Rickes) и Спайс (Spies) смогли выделить из печени антианемический фактор, названный витамином В12. 

 

В 1929 году было высказано  предположение о существовании пищевого фактора, влияющего на свертываемость крови. В 1935 году датский химик Хенрик Дам (Dam) выделил жирорастворимое вещество, которое назвали витамином К (coagulation vitamin - витамин, повышающий свертываемость крови). 

 

В 1933 году Уильяме (Williams) открыл существование фактора роста дрожжей, а в 1938 году он изолировал его из печени и расшифровал химическую структуру. Оно получило название "пантотеновая кислота" (от греческого слова "pantos" - вездесущий), так как было обнаружено во многих животных и растительных тканях.  

 

В 1935 году Берч (Birch), Сент-Дьордьи  и Харрис (Harris) установили, что пеллагра у крыс не связана с недостатком  никотиновой кислоты, как полагал  Гольдбергер, а вызвано отсутствием  другого фактора, который был  назван витамином B6 или "пиридоксином". Обозначение этого витамина "В6" связано с тем, что он был открыт позднее витаминов В3, В4 и B5 (факторов роста голубей и крыс), не имеющих существенного значения для человека.

2. Классификация витаминов.

 

 

Классифицировать  витамины по химической структуре невозможно - настолько они разнообразны и относятся к самым разным классам химических соединений. Однако их можно разделить по растворимости: на жирорастворимые и водорастворимые. 

 

К жирорастворимым  витаминам относят 4 витамина: витамин А (ретинол), витамин D (кальциферол), витамин Е (токоферол), витамин К, а также каротиноиды, часть из которых является провитамином А. Но холестерин и его производные (7-дегидрохолесторол) также можно отнести к провитамину D. 

 

К водорастворимым витаминам относят 9 витаминов: витамин B1 (тиамин), витамин В2 (рибофлавин), витамин В5 (пантотеновая кислота), витамин РР (ниацин, никотиновая кислота), витамин В6, (пиридоксин), витамин В9 (витамин Вс, фолиевая кислота), витамин В12 (кобаламин) и витамин С (аскорбиновая кислота), витамин Н (биотин)

 

 

Официальное название	Синоним	Форма витамина	Уровень потребления	Адекватный  уровень потребления*
Жирорастворимые витамины
ретинол	витамин А	две формы	мг	1,0
каротиноиды		семейство	мг	15,0**
кальциферол	витамин D	семейство	мкг	5,0*
токоферол	витамин Е	семейство	мг	15
нафтохинон	витамин К	две формы	мкг	120***
Водорастворимые витамины
тиамин	витамин B1	моносоединение	мг	1,7
рибофлавин	витамин В2, лактофлавин	две формы	мг	2,0
никотиновая кислота	витамин В3, РР, ниацин	две формы	мг	20
пантотеновая  кислота	витамин B5	моносоединение	мг	5,0
пиридоксин	витамин В6	семейство	мг	2,0
фолиевая кислота	витамин В9, Вс	семейство	мкг	400
кобаламин	витамин B12	семейство	мкг	3,0
аскорбиновая  кислота	витамин С	моносоединение	мг	70
биотин	витамин Н	моносоединение	мкг	50