Распространение в природе и суточная потребность витамина С

В процессе хранения корнеклубнеплодов на дыхание расходуется не только питательные вещества, но и витамины. В отличие от пластических веществ, новообразование которых при хранении произойти не может, витамины как компоненты ферментативных систем не только расходуются, но и возобновляются.

Любой способ заготовки и любая технология обработки растительных продуктов, которые неизбежно ведут к нарушению естественного состояния каротина как ингредиента клетки, приводят в той или иной степени к разрушению и уменьшению качества его в растительных материалах. Из проверенных способов: сушка на воздухе, сушка в термостате, кипячение, квашение, замораживание наилучшим для сохранения каротина оказалось замораживание. Считается установленным, что основными причинами разрушения каротина могут быть как фотолитическое, так и автолитическое ферментативное окисление каротина.

Суммарное разрушение каротина при хранении и различных способах обработки растительных материалов увеличивается под влиянием факторов среды, которые оказывают положительное влияние на эти процессы. Такими факторами являются, прежде всего, разрушение клеток и мацерация тканей, хорошая аэрация, оптимальные для ферментативных процессов температурные условия и свет. Каротин разрушается под воздействием ультрафиолетовых лучей и при повышенной температуре в присутствии кислорода, поэтому при сушке вегетативной массы растений на открытом солнце значительная часть его подвергается деградации и наблюдаются значительные потери этого провитамина.

Чем менее окультурена почва, тем выше уровень потерь каротина при хранении. Минеральные удобрения на всех почвах снижают потери каротина при хранении, но их действие не тождественно на всех почвах.

Тиамин довольно устойчив к нагреванию и кипячению в кислой среде, но подвергается разрушению под воздействием тепловой обработки в нейтральной и щелочной среде, что следует учитывать при выборе технологии переработки и производства пищевых продуктов и кормов для сельскохозяйственных животных. Витамин РР устойчив к воздействию высоких температур, солнечного света, щелочной реакции среды. Рибофлавин достаточно термостабилен, но легко разрушается под действием света [9, с.194].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

 

2.1. Характеристика объекта  и условий проведений исследований

 

В качестве объекта исследований нами выбран витамин С, относящийся  к группе водорастворимых витаминов. Витамин С (аскорбиновая кислота; антискорбутный витамин) получил название антискорбутного, антицинготного фактора, предохраняющего от развития цинги — болезни, принимавшей в средние века характер эпидемии. Причину болезни долго не могли распознать, и только в 1907—1912 гг. были получены неоспоримые экспериментальные доказательства (на морских свинках, также подверженных, подобно людям, заболеванию цингой) прямой зависимости между развитием цинги и недостаточностью или отсутствием в пище витамина С.

По химической структуре аскорбиновая кислота представляет собой лактон кислоты со структурой, близкой структуре L-глюкозы; окончательно строение витамина С было установлено после синтеза его из L-ксилозы. Аскорбиновая кислота относится к сильным кислотам; кислый характер ее обусловлен наличием двух обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов у 2-го и 3-го углеродных атомов (рис.17).

                             Рисунок 17 - L-аскорбиновая кислота

Аскорбиновая кислота содержит два асимметричных атома углерода в 4-м и 5-м положениях, что позволяет образовать четыре оптических изомера. Природные изомеры, обладающие витаминной активностью, относятся к             L-ряду (рис.18). Аскорбиновая кислота хорошо растворима в воде, хуже — в этаноле и почти нерастворима в других органических растворителях. Из представленных структурных формул видно, что наиболее важным химическим свойством аскорбиновой кислоты является ее способность обратимо окисляться в дегидроаскорбиновую кислоту, образуя окислительно-восстановительную систему, связанную с отщеплением и присоединением электронов и протонов.

1a — L-аскорбиновая кислота, 2a — L-изоаскорбиновая кислота, 1b — D-изоаскорбиновая кислота, 2b — D-аскорбиновая кислота

Рисунок 18 - Оптические изомеры аскорбиновой кислоты

 Окисление  может быть вызвано различными факторами, в частности кислородом воздуха, метиленовым синим, перекисью водорода и др. Этот процесс, как правило, не сопровождается снижением витаминной активности. Дегидроаскорбиновая кислота легко восстанавливается цистеином, глутатионом, сероводородом. В слабощелочной (и даже в нейтральной) среде происходит гидролиз лактонового кольца, и эта кислота превращается в дикетогулоновую кислоту, лишенную биологической активности. Поэтому при кулинарной обработке пищи в присутствии окислителей часть витамина С разрушается. Аскорбиновая кислота оказалась необходимым пищевым фактором для человека, обезьян, морских свинок и некоторых птиц и рыб. Все другие животные не нуждаются в пищевом витамине С, поскольку он легко синтезируется в печени из глюкозы. Как оказалось, ткани витамин-С-чувствительных животных и человека лишены одного-единственного фермента, катализирующего последнюю (6-ю) стадию образования аскорбиновой кислоты из глюкозы, а именно гулонолактоноксидазы, превращающего L-гулонолактон в L-аскорбиновую кислоту.

Наиболее характерным признаком недостаточности витамина С является потеря организмом способности депонировать межклеточные «цементирующие» вещества, что вызывает поражение сосудистых стенок и опорных тканей. У морских свинок, например, некоторые специализированные, высокодифференцированные клетки (фибробласты, остеобласты, одонтобласты) теряют способность синтезировать коллаген в кости и дентине зуба. Нарушено, кроме того, образование гликопротеингликанов, отмечены геморрагические явления и специфические изменения костной и хрящевой тканей.

У человека при недостаточности витамина С также отмечаются сниение массы тела, общая слабость, одышка, боли в сердце, сердцебиение. При цинге в первую очередь поражается кровеносная система: сосуды становятся хрупкими и проницаемыми, что служит причиной мелких точечных кровоизлияний под кожу — так называемых петехий; часто отмечаются кровоизлияния и кровотечения во внутренних органах и слизистых оболочках. Для цинги характерна также кровоточивость десен; дегенеративные изменения со стороны одонтобластов и остеобластов приводят к развитию кариеса, расшатыванию, разламыванию, а затем и выпадению зубов. У больных цингой наблюдаются, кроме того, отек нижних конечностей и боли при ходьбе [1, с.239].

 

 

2.2. Методика проведения исследований

 

Современные методы определения витаминов в биологических объектах делят на физико-химические и биологические.

При взаимодействии витаминов с рядом химических соединений наблюдаются характерные цветные реакции, интенсивность окраски которых пропорциональна концентрации витаминов в исследуемом растворе. Поэтому витамины можно определить фотоколориметрически, например витамин В1— при помощи диазореактива и т.д. Эти методы позволяют судить как о наличии витаминов, так и о количественном содержании их в исследуемом пищевом продукте или органах и тканях животных и человека.

Для выяснения обеспеченности организма человека каким-либо витамином часто определяют соответствующий витамин или продукт его обмена в сыворотке крови, моче или биопсийном материале. Однако эти методы могут быть применены не во всех случаях. Встречаются трудности при подборе специфического реактива для взаимодействия с определенным витамином. Некоторые витамины обладают способностью поглощать оптическое излучение только определенной части спектра. В частности, витамин А имеет специфичную полосу поглощения при 328-330 нм. Измеряя коэффициент поглощения спектрофотометрически, можно достаточно точно определить количественное содержание витаминов в исследуемом объекте. Для определения витаминов В1, В2 и других применяют флюорометрические методы. Используют и титриметрические методы: например, при определении витамина С применяют титрование раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола.

Биологические методы основаны на определении того минимального количества витамина, которое при добавлении к искусственной диете, лишенной только данного изучаемого витамина, предохраняет животное от развития авитаминоза или излечивает его от уже развившейся болезни. Это количество витамина условно принимают за единицу (в литературе известны «голубиные», «крысиные» единицы).

Большое место в количественном определении ряда витаминов: фолиевой, парааминобензойной кислот и др., в биологических жидкостях, в частности в крови, занимают микробиологические методы, основанные на измерении скорости роста бактерий; последняя пропорциональна концентрации витамина в исследуемом объекте. Количество витаминов принято выражать, кроме того, в миллиграммах, микрограммах, международных единицах (ME, или IU) [1, с.207].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

 

 

3.1. Распространение в природе и суточная потребность витамина С

 

 Витамин С относится к широко распространенным в природе витаминам. Наиболее важными источниками его для человека служат продукты растительного происхождения (овощи и фрукты). Много витамина С в перце, салате, капусте, хрене, укропе, ягодах рябины, черной смородины и особенно в цитрусовых (лимон). Картофель также относится к основным повседневным источникам витамина С, хотя содержит его значительно меньше. Из непищевых источников богаты витамином С шиповник, хвоя, листья черной смородины, экстракты из которых могут полностью удовлетворить потребности организма. Суточная потребность в витамине С для человека составляет 75 мг (таблица 1).

Таблица 1 - Содержание витамина С  в растительных продуктах (мг/100г продукта)

Продукт	С	Продукт	С
Шиповник сухой	1200	Щавель	43
Шиповник свежий	470	Лимоны	40
Перец красный сладкий	250	Мандарины	38
Смородина черная	200	Лисички свежие	34
Облепиха	200	Крыжовник	30
Петрушка, зелень	150	Лук зеленый, перо	30
Перец зеленый сладкий	150	Грибы белые свежие	30
Грибы белые сушеные	150	Редька	29
Капуста брюссельская	120	Редис	25
Укроп	100	Томаты грунтовые	25
Черемша	100	Малина	25
Рябина садовая красная	100	Горошек зеленый	25
Капуста цветная	70	Капуста краснокочанная	60
Апельсины	60	Грейпфруты	60
Земляника	60	Шпинат	55
Хрен	55	Капуста белокочанная	50
Патиссоны	23	Картофель	20
Фасоль стручковая	20	Дыня	20
Брусника	15	Вишня	15
Салат	15	Кабачки	15
Яблоки	10	Лук Репчатый	10
Морковь красная	5

 

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин: возраста, пола, выполняемой работы, состояния беременности или кормления грудью, климатических условий, вредных привычек. Болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям (таким, как сигаретный дым) увеличивают потребность в витамине С. В условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 процентов. Молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается (таблица 2).

Доказано, что противозачаточные средства (оральные контрацептивы) понижают уровень витамина С в крови и повышают суточную потребность в нем.

Средневзвешенная норма физиологических потребностей составляет 60-100 мг в день. Обычная терапевтическая доза составляет 500-1500 мг ежедневно.

Таблица 2 - Возраст - Витамин С, мг

Дети	Мужчины	Женщины
0-0,5 - 30	11-14 - 50	11-14 - 50
0,5-1 - 35	15-18 - 60	15-18 - 60
1-3 - 40	19-24 - 60	19-24 - 60
4-6 - 45	25-50 - 60	25-50 - 60
7-10 - 45	51 и старше - 60	51 и старше - 60
		В период беременности - 70
		В период лактации - 95

Биологическая роль.

Витамин С, вероятнее всего, участвует в окислительно-восстановительных процессах, хотя до сих пор не выделены ферментные системы, в состав простетических групп которых он входит. Предполагают, что витамин С участвует в реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников (кортикостероидов), аминокислоты триптофана и, возможно, в других реакциях гидроксилирования. Имеются доказательства необходимости участия витамина С в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях.

3.2. Изменение содержания витамина  С в онтогенезе растений, при его хранении  и использовании

 

Количество витамина С при прорастании семян увеличивается благодаря его новообразованию в ростках. В эндосперме его содержание практически не меняется. В сильной степени в процессе индивидуального развития растений изменяется содержание аскорбиновой кислоты. Общее правило, что по мере прорастания семян содержание аскорбиновой кислоты возрастает до периода цветения и затем снижается, имеет исключения. Так изучение динамики аскорбиновой кислоты у разных представителей злаков позволило разбить их на четыре группы: