Изучение строения флавинов, и в частности лактофлавина, выделенного впервые из молока, показало, что последний слегка разрушается в щелочной среде под действием ультрафиолетовых лучей, распадаясь на два соединения: многоатомный спирт - рибитол, представляющий продукт восстановления сахара рибозы, и вещество, не обладающее витаминными свойствами, но сохраняющее желтую окраску, которому было присвоено название «люмифлавин». Это соединение представляет собой метилированное производное изоаллоксазина:
Таким образом, лактофлавин, или витамин B2, представляет собой флавин, в котором полициклическое ядро изоаллоксазина находится в соединении с пятиуглеродным спиртом рибитолом:
Витамин B2
Витамин B2 - (рибофлавин) представляет собой оранжево-желтый кристаллический порошок слегка горьковатого вкуса. В воде он сравнительно плохо растворим. В кислой среде термоустойчив, в щелочной среде термоустойчивость резко снижается.
Рибофлавин обнаружен во всех клетках растительного и животного происхождения, но образуется только в растениях, откуда, например, переходит в молоко. Богаты им дрожжи как пивные, так и пекарские.
Авитаминоз: Недостаток витамина B2 приводит к остановке роста организмов, мышечной слабости, воспалениям слизистой. Заболеваниями кожи, характерными для гиповитаминоза B2, являются себорейный дерматит, облысение, нарушение эпителия кожи. Часто наблюдаются заболевания глаз, проявляющиеся в воспалении роговицы, кератитах. Авитаминоз B2 является причиной образования катаракты и помутнения хрусталика.
1.6 Витамин B6 (пиридоксин)
Выделен из дрожжей и отрубей, что является причиной отнесения его к группе витаминов В.
Витамин B6 является производным пиридина и имеет формулу:
Пиридоксин представляет собой белый кристаллический порошок, без запаха, слабосоленого вкуса. Растворим в воде, плохо - в спирте и нерастворим в других органических растворителях. Термоустойчив, но легко разрушается на свету в слабокислой и нейтральной среде; обнаруживает значительную устойчивость к действию кислот и щелочей.
В тканях организма находятся два производных пиридоксина - альдегидное производное пиридоксаль и аминосоединение пиридоксамин, которые в клетках подвергаются фосфорилированию:
Пиридоксальфосфат Пиридоксаминфосфат
В основном в растениях витамин B6 накапливается в зародышах и оболочках зерен злаков. Очень много его в дрожжевых клетках.
Авитаминоз: Признаком авитаминоза B6 являются кожные заболевания (эритемы, эдемы), нарушения центральной нервной системы и кроветворения. Дефицит витамина B6 у человека проявляется более отчетливо в младенческом возрасте и сопровождается конвульсиями и эпилептическими припадками.
1.7 Витамин РР - никотиновая кислота
Она имеет формулу:
Впервые никотиновая кислота была выделена из рисовых отрубей. Она может быть получена из никотина путем его окисления. Никотин табака, попадая в организм человека, окислению не подвергается и поэтому в никотиновую кислоту не превращается. Она образует бесцветные игольчатые кристаллы слегка кислого вкуса, обладает умеренной растворимостью в воде. В водных растворах достаточно термостабильна, во всяком случае переносит нагревание в течение 1 ч при температуре 135° С, причем слабо окисляется.
Пантотеновая кислота содержится во всех клетках животных и растительных организмов, с чем связано данное этому витамину название: пантотен по-гречески означает вездесущий.
Химическое строение пантотеновой кислоты показывает, что молекула ее состоит из - аланина и производного масляной кислоты (-- диокси -- диметилмасляная кислота):
Остаток - аланина
Она представляет собой маслянистое, вязкое вещество, обладающее кислой реакцией и растворимое в воде и спирте; стойкое к действию света и кислорода, но при кипячении частично разлагается. В кислых и щелочных растворах теряет свою активность как витамина.
Пантотеновая кислота синтезируется растениями, в очень больших количествах она накапливается в оболочках зерен злаков, в том числе и в ячменном зерне.
Авитаминоз: Дефицит пантотеновой кислоты в крови людей является причиной развития периферического неврита. Кроме того, авитаминоз В3 приводит к потере веса, повреждению кожи, облысению, а также нарушениям функций желудочно-кишечного тракта.
1.8 Витамин Н - биотин (биос II)
Он имеет широкое распространение в природе и необходим для нормального развития живых организмов; отсюда и его название (по-гречески bios - жизнь). Этот витамин является важным фактором роста дрожжей и других микроорганизмов.
Исследования химического строения биотина показывают, что он представляет собой соединение гидрированного тиофена с мочевиной и валериановой кислотой:
Биотин образует прочное, нерастворимое соединение с белками.
Авитаминоз: Недостаточность витамина Н проявляется в депигментации шерсти у животных. Развитие авитаминоза Н связано с воспалением кожи, выпадением волос, появлением экссудативного дерматита, параличом. Авитаминоз Н у взрослых людей не проявляется. Гиповитаминоз Н был воспроизведен у волонтеров, получавших с пищей большое количество белка яиц — авидина. В первый же месяц развился дерматит, сопровождавшийся мышечными болями, повышением уровня холестерина в крови, рвотой. Эти симптомы устранялись посредством биотина:
Биотин входит в состав ряда поливитаминных препаратов. Отдельно в медицинской практике не применяется.
Инозит (биос I) также широко распространен в животном и растительном мире и играет большую роль в процессах жизнедеятельности.
Инозит представляет собой шестиатомный циклический спирт. В растительном мире чаще всего инозит содержится в виде фитина, образуя основные части всех семян, а его фосфор составляет 65 - 90% всего органического фосфора.
Фитин (Са, Mg-инозитгексафосфат) представляет собой белый порошок без вкуса и запаха. В слабокислой среде он нерастворим.
В среднем 0,5 - 5% на 100 г сухого вещества растений составляет фитин.
Пара-аминобензойная кислота. Это один из наиболее активных витаминов: он стимулирует рост микроорганизмов при разбавлении даже в 100 биллионов раз. Имеет формулу:
и представляет собой белый кристаллический порошок, растворимый в спирте, воде и эфире. Большое значение этого витамина заключается еще и в том, что он входит в состав другого важного для организма витамина — фолиевой кислоты.
Очень богаты этим витамином дрожжи. В злаках он находится главным образом в связанном с белковыми веществами состоянии.
1.9 Фолиевая кислота (витамин Вc)
Этот витамин был выделен из листьев (по латыни folium — лист), откуда и произошло его наименование. Широко распространен в природе, особенно богаты им дрожжи. В основном фолиевая кислота является фактором роста.
Изучение химического состава фолиевой кислоты показывает, что в состав ее входят птериновая группировка, пара-аминобензойная кислота и глютаминовая кислота.
Птерины являются оксипроизводными птеридина; последний же представляет собой соединение пиримидина и пиразина:
Фолиевая кислота с трудом растворяется в воде и кристаллизуется из водных растворов в слоистых интенсивно-желтых кристаллах с одной молекулой воды.
1.10 Витамин С (аскорбиновая кислота)
Он широко распространен в растениях и животных. Основное значение имеет участие его в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в живой клетке.
Аскорбиновая кислота существует в двух формах: аскорбиновая кислота и образующаяся из нее при окислении дегидроаскорбиновая кислота. Наличие в молекуле аскорбиновой кислоты лактоновой группировки «—С=С—» обусловливает ее восстанавливающие свойства:
Обе формы аскорбиновой кислоты физиологически активны.
Аскорбиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество кисловатого вкуса, хорошо растворимое в воде, но плохо в спирте; аскорбиновая кислота очень чувствительна к нагреванию и легко окисляется в растворах, особенно в присутствии воздуха, света и следов меди и железа.
Синтезируется аскорбиновая кислота в основном в тканях растений.
Авитаминоз: Недостаточность витамина С может быть экзогенной из-за дефицита аскорбиновой кислоты в пище и эндогенной, обусловленной нарушениями процессов всасывания и функционирования ее в организме. Основными признаками С-авитаминоза являются нарушения белкового обмена, особенно фибриллярных белков. В результате возможны изменения межклеточных взаимодействий, патологическое увеличение проницаемости сосудов, кровоточивость десен, разрушение и выпадение зубов. Отмечены нарушения углеводного обмена, в частности в результате подавления каталитической активности ферментов обмена глюкозы. Что касается липидного обмена, то при авитаминозе снижен синтез желчных кислот из холестерина и отмечено увеличение его концентрации в плазме крови. При дефиците витамина С цинга, основными признаками которой являются воспаление роговой полости, осложненное кровотечение и выпадение зубов.
2. Физиологическая роль витаминов в питании человека
Потребность человека в витаминах зависит от пола, возраста, физиологического состояния и условий среды обитания. Помимо этого на потребность в витаминах оказывает влияние не только их количество в пище, но и способность организма их утилизировать.
При недостаточном поступлении витаминов в организм развивается первичный авитаминоз, связанный с отсутствием в организме одного или нескольких витаминов. Так как тот или иной продукт содержит в необходимом для человека количестве ограниченное число витаминов (морковь - витамин А, капуста - витамин С и так далее), становится понятным необходимость сбалансированной диеты, включающей в себя разнообразные продукты растительного и животного происхождения. Авитаминозы в нормальных условиях питания являются редким явлением, чаще наблюдаются гиловитаминозы, связанные с недостаточным количеством того или иного витамина. Гиповитаминоз может развиться не только из-за несбалансированного питания, а в результате нарушения обмена веществ, эндокринных или инфекционных заболеваниях. Некоторые вырабатываются кишечной микрофлорой. Подавление их жизнедеятельности в результате действия антибиотиков или сульфоамидных препаратов тоже может привести к развитию гиповитаминоза. Отмечены случаи, когда авитаминозы не поддаются лечению даже большими количествами витаминных препаратов (витамин резистентные состояния). (Как правило, это врожденные болезни, протекающие очень тяжело и часто приводящие к летальному исходу. Напротив, чрезмерное потребление пищевых витаминных добавок, содержащих витамины, а также витаминных лекарственных форм может привести к патологическому состоянию — гипервитаминозу, чаще характерному для жирорастворимых витаминов.
Заключение
Витамины — составная часть ферментов. Многие витамины входят в состав активных групп различных ферментов; таким образом, нарушения, вызываемые недостатком того или другого витамина, могут быть следствием нарушения ферментативной активности.
Тиамин имеет большое значение в процессах использования углеводов. В результате превращений глюкозы в тканях организма образуется промежуточный продукт — пировиноградная кислота, которая в дальнейшем подвергается декарбоксилированию, которое заключается в отщеплении углекислого газа от карбоксильной группы СООН и образовании уксусного альдегида. Этот процесс осуществляется при помощи фермента пируват-декарбоксилазы, являющейся важным ферментом углеводного обмена. Тиамин является существенной частью этого фермента, куда он входит в виде своего фосфорнокислого эфира. При отсутствии тиамина в тканях организма пируватдекарбо-ксилаза не образуется и расщепление глюкозы прекращается на стадии образования пировиноградной кислоты, которая накапливается в тканях, что ведет к отравлению организма.
Рибофлавин в соединении с фосфорной кислотой является флавинмононуклеотидом (ФМН), относящимся к группе флавиновых ферментов, обеспечивающих нормальное клеточное дыхание. Эта важная роль его связана с наличием в ядре изоаллоксазина двух двойных связей (в положении 1 и 10), по месту которых могут присоединяться два атома водорода. При присоединении водорода рибофлавин восстанавливается и может вновь окисляться, отдавая присоединенный водород другому веществу. Таким образом, рибофлавин принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях, чем в основном определяется его роль в обмене веществ организма. Восстановленный фермент теряет свою желтую окраску, при отдаче водорода он снова приобретает первоначальный желтый цвет.
Пиридоксальфосфат (производное витамина В6) является ко-ферментом двухкомпонентных ферментов - аминотрансфераз, катализирующих декарбоксилирование аминокислот и реакцию переаминирования.
Амид никотиновой кислоты входит в состав анаэробных де-гидрогеназ, коферментом (активной группой) которых является дифосфопиридиннуклеотид (НАД). Способность этих ферментов принимать водород и электроны определяется наличием в их молекуле амида никотиновой кислоты.
Пантотеновая кислота входит в состав кофермента А, при участии которого происходит активирование уксусной кислоты, образующейся в организме, и синтез лимонной кислоты. Добавление пантотеновой кислоты к среде, в которой культивируются дрожжи, приводит к интенсивному образованию кофермента А.
Фолиевая кислота в восстановленной форме является составной частью (коферментом) ферментов, катализирующих обмен соединений, содержащих один углеродный атом в молекуле (формальдегида — НСОН и муравьиной кислоты — НСООН). В этом заключается ее участие в обмене веществ.
Список литературы
1. Калунянц К.А. Химия солода и пива. М.: Агромпромиздат, 1990. 175 с.
2. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. М.: Пищевая промышленность, 1976. 358 с.
3. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия: Учеб. для вузов М.: Дрофа, 2004.-640 с: ил.-(Высшее образование: Современный учебник).
Страницы: 1, 2
