Витамины

Основные антагонисты

Дефицит микроэлемента меди в организме может тормозить процесс преобразования триптофана в ниацин. Лекарственный препарат "пеницилламин" также вызывает торможение преобразования триптофана в ниацин в биохимических процессах у человека, возможно, благодаря, в какой-то части, хелатирующему действию меди, входящей в состав пеницилламина.

Лекарственные препараты "рифампин" и "изониазид" (противотуберкулёзные) тормозят усвоение ниацина.

Биохимический путь от триптофана к ниацину сильно зависит от изменений в составе питания. Из них наибольшее значение имеет дефицит витамина В6, снижающий уровень синтеза ниацина из триптофана.

Ниацин

Основные сведения

Синонимы

Термин "ниацин" относится как к никотиновой кислоте, так и к её аминопроизводному, никотинамиду (ниацинамиду). Устаревшими названиями для никотиновой кислоты являются витамин В3, витамин В4 и Р-Р фактор (Pellagra-Preventative factor, т.е. фактор профилактики пеллагры).

"Насыщенность ниацинами" пищевых продуктов определяется как концентрация в них никотиновой кислоты, образованной в результате превращения находящегося в пище триптофана в ниацин. Ниацин является членом семейства витаминов В.

Основные природные источники

Никотинамид и никотиновая кислота широко распространены в природе. В растениях чаще содержится никотиновая кислота, в то время как в животных организмах чаще содержится никотинамид.

Дрожжи, печень, мясо птицы, орехи и бобовые растения - основной источник ниацина среди пищевых продуктов. В меньшем количестве они содержатся в молоке и листьях овощей.

В зерновых продуктах (пшеница, кукуруза) никотиновая кислота связана с некоторыми компонентами, содержащимися в крупе, и поэтому не обладает биологической активностью. Особые методы обработки, как например, обработка зерна водным раствором щёлочи или извести повышают биологическую активность никотиновой кислоты, содержащейся в этих продуктах.

Триптофан, как аминокислота, являющаяся предшественником (или провитамином) ниацина, ответственна за две трети общей биологической активности необходимой для нормального пищевого рациона взрослых. Важными источниками триптофана являются мясо, молоко и яйца.

Пантотеновая кислота

Основные сведения

Синонимы

Пантотеновая кислота относится к группе витаминов В. Ее название в переводе с греческого означает "повсюду". Прежние названия-синонимы: витамин В5, антидерматитный фактор цыплят, антипеллагрический фактор цыплят. В природе встречается в форме D-пантотеновой кислоты.

Основные природные источники

Пантотеновая кислота широко представлена в продуктах питания, главным образом в составе кофермента А (кофермент ацетилирования). Его особенно много в дрожжах и в органах животных (печень, почки, сердце, мозг), но, по-видимому, обычным источником его поступления в организм являются яйца, молоко, овощи, бобовые и цельные зерновые продукты. В пище, подвергнутой обработке, количество пантотеновой кислоты будет снижено, если конечно эта потеря не возмещается впоследствии. Пантотеновая кислота синтезируется микроорганизмами кишечника, но количество вырабатываемой ими пантотеновой кислоты и его роль в питании человека до конца не выяснены.

Основные антагонисты

Этанол вызывает снижение количества пантотеновой кислоты в тканях при сопутствующем увеличении ее уровня в сыворотке. Эти данные дают основание предполагать, что утилизация пантотеновой кислоты у страдающих алкоголизмом нарушена.

Наиболее известным антагонистом пантотеновой кислоты, который используется в эксперименте для ускорения проявления признаков дефицита витамина, является омега-метил пантотеновая кислота. Кроме того, в экспериментах на животных было показано, что L-пантотеновая кислота также вызывает антагонистическое действие.

Метил-бромид, фумигант, используемый для борьбы с паразитами в местах хранения продуктов питания, вызывает разрушение пантотеновой кислоты в пище, которая подвергается воздействию этого фумиганта.

СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ

Приведенные в таблицах сведения о содержании витаминов в пищевых продуктах заимствованы из Справочника "Химический состав пищевых продуктов", 2-е изд., т.2, М., Агропромиздат, 1987 г. Средняя суточная потребность взрослого человека в витаминах принята в соответствии с "Нормами физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения СССР", утвержденных Министерством здравоохранения СССР в 1991 году.

Объемы (количества) пищевых продуктов, обеспечивающие суточную потребность человека в том или ином витамине, рассчитаны с учетом потерь витаминов при кулинарной обработке, в соответствии с коэффициентами этих потерь, приведенными в справочнике "Химический состав пищевых продуктов", т.3, М., "Легкая и пищевая промышленность", 1984. Эти данные помечены звездочкой (*).

Жирным шрифтом в таблицах выделены продукты, которые в обычно употребляемых количествах могут служить реальным источником тех или иных витаминов в питании человека.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ВИТАМИНОВ И ВИТАМИНИЗАЦИЯ ПИЩИ

В настоящее время витамин А редко получают из рыбьего жира. Современный метод промышленного синтеза витамина А, идентичного природному, - сложный и многоступенчатый процесс.

В маргарин и молоко часто добавляют витамин А. Бета-каротин добавляют в маргарин и многие другие продукты (например, фруктовые напитки, заправки для салатов, смеси для выпечки, мороженое) благодаря его активности витамина А и в качестве естественного пищевого красителя.

Химический синтез витамина В1 представляет собой сложный процесс, включающий от 15 до 17 различных стадий. Хотя коммерческое производство тиамина впервые было осуществлено в 1937 году, широкомасштабное производство тиамина было начато только в пятидесятые годы, когда в связи с витаминизацией пищи резко возросла потребность в данном витамине.

Витаминизация белой муки, злаковых, макаронных изделий и риса была начата в США во время Второй Мировой войны (1939-1945), вскоре этому примеру последовали и другие страны. Витаминизация основных продуктов питания практически искоренило в развивающихся странах заболевания, связанные с недостаточностью витамина В.

Витамин В₁₂ производится биотехнологическим методом преимущественно в форме цианокобаламина.

Витамин В₁₂ широко применяется при витаминизации круп и некоторых напитков. Диетические продукты питания, такие как детские продукты и продукты для похудения обогащаются витаминами, и в том числе витамином В₁₂. Обогащение продуктов витамином В₁₂ особенно важно для лиц, употребляющих продукты с низким содержанием данного витамина, таких как строгие вегетарианцы.

Рибофлавин может быть получен путем химического синтеза или биотехнологическим методом. Химический синтез представляет собой усовершенствованный процесс, разработанный Куном и Каррером в 1934 году, использующий в качестве исходного материала о-ксилен, D-рибозу и аллоксан. Различные штаммы бактерий и дрожжей применяются для синтеза рибофлавина в коммерческих целях, с использованием дешевых природных материалов и промышленных отходов в качестве питательной среды для микроорганизмов.

Рибофлавин входит в число витаминов, часто добавляемых в белую муку и хлебобулочные изделия для того, чтобы компенсировать их потери при переработке. Он также используется для витаминизации молока, круп и диетических продуктов.

Витамины группы В широко используются для обогащения злаковых. Диетические продукты питания, такие как детские продукты и продукты для похудения обогащаются витаминами, в том числе пиридоксином.

Бета-каротин часто добавляют в маргарин и фруктовые напитки. В 1941 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США) установило стандартные нормы добавления витамина А в маргарин; в настоящее время витамин А частично заменен на бета-каротин, который придает привлекательный желтоватый цвет продуктам. В силу своей безопасности бета-каротин признан более подходящим, чем витамин А для использования в целях витаминизации продуктов.

Ислер с коллегами разработал метод синтезирования бета-каротина, который был поставлен на промышленную основу начиная с 1954 года для получения бета-каротина в кристаллической форме.

Синтез биотина в коммерческом масштабе основан на методе, разработанном Голдбергом и Штернбахом в 1949 году, и использующем в качестве исходного материала фумаровую кислоту. В результате этого метода получают чистый D-биотин, идентичный природному соединению.

Биотин добавляют к молочным смесям и другим пищевым продуктам для детей и к диетическим продуктам.
Рост хлебопекарных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) находится в зависимости от биотина. Поэтому биотин, в качестве стимулятора роста, добавляется в питательную среду, используемую для ферментирования дрожжей. От биотина также зависят многие из микроорганизмов, применяемых в современной промышленной биотехнологии. Поэтому, в этом качестве, он добавляется в среду роста

В косметике биотин употребляется как компонент составов для ухода за волосами.

Синтез аскорбиновой кислоты был осуществлен Райхштейном в 1933 году, а спустя пять лет было осуществлено его промышленное производство. В настоящее время синтетический витамин С, идентичный натуральному, производится на промышленной основе из глюкозы путем химического и биотехнологического синтеза.

В пищевой промышленности аскорбиновая кислота используется в качестве натурального антиоксиданта. Это означает, что добавление аскорбиновой кислоты в пищевые продукты в процессе переработки или перед их упаковкой позволяет сохранить цвет, запах и питательную ценность продуктов. Такое применение аскорбиновой кислоты не имеет ничего общего с ее витаминной активностью. В процессе переработки мяса применение аскорбиновой кислоты позволяет снизить количество добавляемых нитритов и нитритный остаток в готовом продукте. (В желудке нитриты трансформируются в потенциально канцерогенные нитрозомины).

Добавление аскорбиновой кислоты в свежую муку улучшает ее пекарские качества, тем самым экономя 4-8 недель, необходимые для созревания муки после помола.

Холекальциферол производится промышленным способом путем воздействия ультрафиолетового света на 7-дегидрохолестерин, получаемый из холестерина различными методами. Эргокальциферол производят подобным образом из эргостерина, экстрагируемого из дрожжей. Исходным материалом для производства кальцитриола является производное холестерина прегненолон.

Во многих странах молоко и молочные продукты, маргарин и растительные масла, обогащенные витамином D, служат основным пищевым источником витамина D.

Витамин Е, выделяемый из природных источников, получают путем молекулярной возгонки и в большинстве случае путем последующего метилирования и этерификации пищевых овощных масляных продуктов. Синтетический витамин Е производят из природного растительного материала путем конденсации триметилгидрохинона с изофитолом.

Витамин Е в форме dl-a-токоферола находит широкое применение в качестве противоокислительного средства (антиоксиданта) для стабилизации пищевых масел и жиров и жиросодержащих продуктов питания.

Исследования показали, что витамин Е в комбинации с витамином С снижает образование нитрозоминов (которые, как показали опыты на животных, являются канцерогенами) в беконе более эффективно, чем один витамин С.

Витамин Е используется для местного применения в качестве противовоспалительного средства для увлажнения кожи и предохранения ее от повреждающего воздействия ультрафиолетовых лучей.

Фолиевая кислота производится в больших масштабах с использованием химического синтеза. Известны различные процессы ее производства. Большая часть синтетической фолиевой кислоты используется в качестве добавки к корму животных.

Фолиевая кислота добавляется к различным пищевым продуктам, наиболее важными из которых являются зерновые для завтрака, питье, безалкогольные напитки и детское питание.

Процесс включает в себя использование моноэфира в качестве менадиола и кислотный катализатор. Очистка желаемого продукта с целью удаления не прореагировавших реагентов и побочных продуктов происходит либо на стадии хинола, либо после окисления.

За исключением специальных продуктов для новорожденных витамин К не добавляют в пищу. Витамин К синтезируется промышленным образом и используется в прописях для новорожденных (100 мг/литр) и лекарственных препаратах для человека.

В большинстве случаев ниацин вырабатывается из 3-метилпиридина, хотя известны и другие способы. Это вещество является производным двух углеродных соединений -ацетальдегида и формальдегида или из смеси акролеина с аммиаком. Никотинамид синтезируется посредством окисления аммиаком и частичным гидролизом 3-метилпиридина. При дальнейшем продолжении гидролиза образуется никотиновая кислота.

Пантотеновая кислота химически синтезируется в результате реакции конденсации D-пантолактона с бета-аланином. Добавка солей кальция приводит к образованию бесцветных кристаллов пантотената кальция. Пантотенол производится в виде прозрачной, почти бесцветной, вязкой гигроскопической жидкости.

Пантотенат добавляется к различным пищевым продуктам, наиболее важным из которых являются зерновые для завтрака, напитки, диетические продукты и детское питание.

Пантенол часто используется в качестве косметического продукта. В составе средств по уходу за кожей пантенол способствует поддержанию кожи увлажненной и способствует ее питанию, а также - стимулирует рост клеток и восстановление ткани, кроме того он устраняет воспалительные процессы и покраснение кожи. Как увлажнитель и кондиционер в продуктах ухода за волосами, он защищает их и способствует восстановлению повреждений, вызываемых химическими или механическими воздействиями (расчесывание волос, мытье шампунями, завивка, окрашивание и так далее) и способствует блеску волос.

УСТОЙЧИВОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ ПРИ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКЕ

Витамин А чувствителен к окислению на воздухе. Тепло и световое воздействие ускоряют потерю активности. Окисление жиров и масел (например, сливочного масла, маргарина, кулинарных жиров) может разрушить жирорастворимые витамины, включая витамин А. Присутствие антиоксидантов типа витамина Е способствует защите витамина А.

Бета-каротин - один из наиболее устойчивых витаминов в овощах. Его потери в процессе приготовления пищи составляют 25 % , но только если процесс кипения был довольно-таки продолжительным.

Каротиноиды могут терять часть своей активности в продуктах при хранении из-за действия ферментов и под воздействием света и кислорода. Обезвоживание овощей и фруктов может значительно снизить биологическую активность каротиноидов. С другой стороны, каротиноиды сохраняют свою стабильность в замороженных продуктах.

Витамин В₁ нестабилен при нагревании и в щелочных средах, тиамин чувствителен к воздействию кислорода и радиации. Водорастворимость тиамина также приводит к уменьшению его содержания в пище. Около 25% тиамина, содержащегося в пище, теряется в процессе обычного приготовления. Значительная часть тиамина теряется вместе с жидкостью, образующейся при разморозке мяса или с водой, используемой для приготовления мяса и овощей. Для сохранения тиамина продукты следует готовить в закрытой посуде в течение как можно более короткого времени, их также не следует вымачивать или слишком долго подвергать нагреванию. Выделяемые соки и вода, используемая при приготовлении, должны быть повторно использованы в качестве подливки или соусов.

Витамин В₁₂ медленно теряет свою активность под воздействием света, кислорода и в кислых или щелочных средах. Он, однако термостабилен, и его потери в процессе обычного приготовления пищи (приблизительно 70% витамина) связаны в большей степени с удалением его вместе с мясными соками и водой, нежели с его деградацией.

Витамин В₂ термостабилен, так что он практически не разрушается в процессе обычного приготовления пищи, если только не подвергать продукты длительному воздействию света, что может привести к потере до 50% витамина. Некоторая часть рибофлавина может также теряться вместе с водой, используемой для приготовления. Вследствие высокой чувствительности рибофлавина к воздействию света, он быстро разрушается в молоке, хранимом в стеклянных бутылках при ярком солнечном свете (85 % в течение 2 часов). Стерилизация продуктов облучением или обработкой оксидом этилена может также привести к разрушению рибофлавина.

Витамин В₆ относительно стабилен при нагревании, но чувствителен к окислению кислородом и разлагается под воздействием ультрафиолетового света, а также в щелочных средах. Замораживание овощей приводит к потере до 25% пиридоксина, а при перемоле зерновых теряется до 90 % имеющего витамина. В процессе приготовления пищи потери данного витамина могут достигать 40%.

Витамин С чувствителен к теплу, свету и кислороду. Он может частично или полностью разрушаться в продуктах в результате длительного хранения или приготовления пищи. Например, при хранении картофеля при комнатной температуре потери содержащегося в нем витамина С составляют до 15 % каждый месяц, а при варке очищенного картофеля разрушаются дополнительные 30 - 50 % витамина С.

Витамин D относительно устойчив в продуктах; хранение, обработка и процесс приготовления пищи оказывают незначительное влияние на его активность, хотя в витаминизированном молоке порядка 40 % добавленного витамина D может быть утрачено в результате светового воздействия.

Свет, кислород и тепло являются разрушающими факторами при длительном хранении и в процессе приготовления пищи и снижают содержание витамина Е в продуктах питания. В некоторых продуктах содержание витамина Е может уменьшиться вполовину всего лишь после двух недель хранения их при комнатной температуре. Количество витамина Е в растительных маслах значительно снижается в результате жарки.

Соединения витамина К относительно устойчивы к теплу и факторам восстановления, однако чувствительны к кислоте, щелочи, свету и факторам окисления.

Как никотинамид, так и никотиновая кислота, стабильны по отношению к нагреву, свету, воздуху и щелочам. Некоторое их количество может теряться в процессе кулинарной обработки и при хранении пищевых продуктов.

Биотин относительно стабилен. В большинстве пищевых продуктов он связан в белках, из которых он выделяется в кишечнике в результате гидролиза протеина и действия особого фермента, биотинидазы. В процессе приготовления блюд потери биотина незначительны, в большинстве своём они происходят в результате выщелачивания воды в процессе варки. Обработка пищевых продуктов, как например, консервирование вызывает умеренное снижение содержания биотина.

Большинство форм фолатов нестабильно. Свежие лиственные овощи, хранимые при комнатной температуре, могут терять до 70% фолатов за три дня. Значительные потери могут также происходить в результате экстракции в воду в процессе приготовления пищи (до 95%) и тепловой обработки.

Пантотеновая кислота стабильна при нейтральных рН, но легко разлагается при нагревании в щелочных или кислых растворах. Во время приготовления пищи может быть потеряно до 50% пантотеновой кислоты (вследствие выщелачивания) и до 80% в результате обработки и рафинирования пищи (консервирование, замораживание, измельчение и так далее). Пастеризация молока вызывает лишь незначительные потери.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Витамины, группа незаменимых для организма человека и животных органических соединений, обладающих очень высокой биологической активностью, присутствующих в ничтожных количествах в продуктах питания, но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности. Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые синтезируются в кишечнике обитающими в нём полезными микроорганизмами, однако и в этом случае их бывает не всегда достаточно. Современная научная информация свидетельствует об исключительно многообразном участии витаминов в процессе обеспечения жизнедеятельности человеческого организма. Одни из них являются обязательными компонентами ферментных систем и гормонов, регулирующих многочисленные этапы обмена веществ в организме, другие являются исходным материалом для синтеза тканевых гормонов. Витамины в большой степени обеспечивают нормальное функционирование нервной системы, мышц и других органов и многих физиологических систем. От уровня витаминной обеспеченности питания зависит уровень умственной и физической работоспособности, выносливости и устойчивости организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, включая инфекции и действия токсинов.

Маленьким детям витамины абсолютно необходимы: недостаточное их поступление может замедлить рост ребенка и его умственное развитие. У малышей, не получающих витамины в должных количествах, нарушается обмен веществ, снижается иммунитет. Именно поэтому производители детского питания обязательно обогащают свои продукты (молочные смеси, овощные и фруктовые соки, пюре, каши) всеми необходимыми витаминами.

Литература.

1. roche

2. sol

3. Павлоцкая Л.Ф. Физиология питания. М., “Высшая школа”., 1991

4. Петровский К.С. Гигиена питания М., 1984

5. Припутина Л.С. Пищевые продукты в питании человека. Киев, 1991

6. Скурихин И.М. Как правильно питаться М., 1985

7. Смолянский Б.Л. Справочник по лечебному питанию М., 1996