Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Определение витаминов и их физико-химические свойства.

Тема: Лекарственные растения и сырье, содержащие витамины

Задание 1. Ответить на теоретические вопросы.

История развития науки о витаминах.

ВИТАМИНЫ – органические вещества различной химической природы, не образующиеся в достаточном количестве клетками человеческого организма, но необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Витамины проявляют биологическую активность в очень малых концентрациях. Они выполняют функции регуляторов обмена веществ. Большинство витаминов входит в состав ферментов, являясь их коферментами. Приоритет открытия витаминов принадлежит русскому врачу Николаю Ивановичу Лунину. В 1880 г. Н.И. Лунин писал, что в пище, кроме «казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания».

Термин «витамины» был предложен польским ученым Казимиром Функом в 1912 году от лат. «vita» - «жизнь», т.е. дословно термин означает «амины жизни». Поскольку первое выделенное в кристаллическом виде вещество, а это был тиамин (B1) из отрубей риса, содержало азот, то К. Функ предполагал, что наличие азота характерно для всех витаминов. Термин «витамины» не точен, но сохранился до настоящего времени. Каждому витамину, помимо хими­ческого названия, исторически при­сваивалось буквенное (латинское) обозначение, нередко связанное с особенностями его действия. Так, кис­лота никотиновая (может быть получе­на лабораторно окислением алкалои­да никотина) получила название вита­мин РР по первым буквам английских слов «pellagra preventing» — предотв­ращающая пеллагру (пеллагра — ави­таминоз из-за отсутствия упомянутого вещества в пище). Биотин получил на­звание витамин Н, поскольку его недо­статок вызывает сухость и шелушение кожи (от нем. «Наut» — кожа), и т. п.



2. Распространение витаминов в растительном мире, локализация в растениях, влияние факторов окружающей среды на содержание витаминов.

Витамины встречаются в растениях практически всех семейств. Витамины локализуются в зеленых частях растений, цветках, плодах (витамины С, Р, К, каротиноиды) и в семенах (витамины Е и F). Водорастворимые витамины находятся в растворенном состоянии в клеточном соке, жирорастворимые витамины включены в пластиды и алейроновые зерна. Каротиноиды находятся в хлоропластах и хромопластах, они встроены в мембраны тилакоидов или растворены в липидных каплях – пластоглобулах. Содержание витаминов в растениях зависит от генетических особенностей вида и от условий среды. Например, витамином С у травянистых растений наиболее богаты листья, затем в убывающем порядке идут цветки, почки, прилистники, плоды, корни, черешки, стебли. В листьях верхних ярусов витамина С больше, чем в нижних. В плодах наблюдается следующая закономерность накопления витаминов: витамин С и каротиноиды - максимальное количество в фазу полной зрелости; витамин Р - максимум, когда плоды сформировались и достигли половины своего размера, в период формирования семян содержание витамина Р резко уменьшается.

Изучено влияние факторов внешней среды на накопление витамина С и каротиноидов. В границах ареала растений в северных районах произрастания накапливается больше аскорбиновой кислоты, а в южных районах - больше каротиноидов. Повышение температуры воздуха способствует накоплению каротиноидов, а при понижении температуры, т.е. в прохладный сезон, накапливается больше витамина С. Увеличение влажности способствует накоплению витамина С и каротиноидов, но избыток влаги действует отрицательно. Накоплению витамина С способствуют увеличение освещенности, азотные и комплексные удобрения, почвы плодородные легкие суглинистые и супесчаные. Культура и селекция приводят к снижению накопления витамина С и каротиноидов.

Роль витаминов в жизни растений.

Витамины принимают непосредственное участие в фотосинтезе, питании и размножении растений. Выяснена роль многих ферментов, принимающих участие в поглощении углекислоты листом зеленого растения и превращении ее, в конечном счете, в углеводы, аминокислоты и белки. В состав некоторых ферментов входят витамины: B6, РР, биотин и др. Например, в хлоропластах - органах клеток, где происходит усвоение углекислоты, - всегда содержится провитамин А - каротин, который участвует в поглощении энергии света, а вместе с тем предохраняет хлорофилл от разрушения коротковолновой радиацией. Витамин С защищает хлорофилл от окисления и вместе с витамином К участвует во многих реакциях, происходящих при фотосинтезе.

Под влиянием витаминов резко повышается интенсивность фотосинтеза. Это связано не только с непосредственным участием витаминов в усвоении углекислоты, но и с активацией всех физиологических процессов в листе, с изменением содержания хлорофилла и других пигментов, а также водного режима листа. Усиливая превращение продуктов фотосинтеза, витамины РР, В1 и другие ускоряют отток из листа сахаров и тем самым создают благоприятные условия для более интенсивного усвоения углекислого газа зеленым растением.

Значительная роль принадлежит витаминам также в усвоении и превращении питательных веществ в растительном организме, в частности — в усвоении атмосферного азота и поглощении растением микроэлементов. При участии витамина В6 происходит присоединение к некоторым органическим кислотам аммиака, поступающего из почвы; при этом образуются аминокислоты, которые из корней поднимаются вверх по растению, поступают в растущие побеги и используются для образования белков.

Важную роль играют витамины и в процессах размножения растений. Например, витамины необходимы для нормального формирования пыльцы и пестика. И не случайно в пыльце витамины концентрируются в огромных количествах. Особенно много в ней витамина Е и провитамина А — каротина. Именно каротин и близкие к нему соединения и придают пыльце ее обычную желтую окраску.

Каротин участвует в прорастании пыльцы и росте пыльцевых трубок. Дальнейший рост завязей, связанный с притоком к ним питательных веществ и переработкой их в жизненно необходимые соединения, происходит тоже при непосредственном участии витаминов.
В созревших семенах витамины накапливаются в значительных количествах. По мере созревания семян из них исчезает лишь витамин С.

Существенным образом изменяется содержание витаминов при хранении семян. Как правило, чем дольше хранятся семена, тем меньше в них остается витаминов. Когда семена прорастают, содержание витаминов в них снова резко увеличивается.

 

Определение витаминов и их физико-химические свойства.

Витамины - природные низкомолекулярные органические вещества разного химического строения, синтезируемые главным образом растениями, частично микроорганизмами. В клетках растений витамины могут быть в свободном состоянии или связанном (фосфорилированные, протеинизированные и др.). Для них характерна высокая биологическая активность. Отсутствие или недостаток витамином приводит к развитию гипо- или авитаминозов.

Витамин С– аскорбиновая кислота.

гамма-лактон 2,3-дегидро-альфа-гулоновой кислоты (гексуроновая кислота)

 

Существует в двух формах - аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Обе формы легко переходят друг в друга при соответствующих условиях, обе формы одинаково фармакологически активны. Аскорбиновая кислота – белый кристаллический порошок, кислого вкуса. Легко растворяется в воде и спирте, не растворяется в органических растворителях: эфире, хлороформе, бензоле. Аскорбиновая кислота – нестойкое вещество. В водных растворах она легко разрушается под действием кислорода воздуха, света; следы железа и меди ускоряют процесс разрушения (окисления).

Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в том числе в липидном и пигментном обмене, активирует протромбин, обладает десенсибилизирующем действием, поднимает жизненный тонус организма и повышает сопротивляемость к экстремальным воздействиям. Недостаток витамина С вызывает цингу, или скорбут (рыхлость десен, выпадение зубов, кровоизлияния).

Витамин Р – полифенольные гетероциклические соединения группы флавоноидов.

Эпикатехин листьев чая (производное флаванола) Эриодиктиол кожуры цитрусовых (производное флаванона)
Кверцетин плодов аронии черноплодной и бутонов софоры японской (производное флавонола)

 

Укрепляют стенки кровеносных сосудов и капилляров.

Каротиноиды – предшественники (провитамины) витамина А – жирорастворимые растительные пигменты желтого, оранжевого или красного цвета. По своей химической природе являются тетратерпеноидами с общей формулой [(С5H8)2]4, или С40Н64 .

В растениях каротиноиды находятся в виде ненасыщенных углеводородов – каротинов - и кислородсодержащих производных – ксантофиллов. Представлены приблизительно 70 соединениями, но провитаминами А являются 9 веществ. Каротиноиды играют важную роль в процессах фотосинтеза, дыхания, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, оплодотворении. Каротиноиды синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями. Животные не способны их синтезировать.

Широко распространены в растениях альфа-, бета- и гамма-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др. Наибольшую биологическую активность проявляет бета-каротин, в результате окислительно-гидролитического расщепления которого в тканях животных и человека образуется две молекулы витамина А, из остальных – одна молекула.

бета-Каротин

 

Каротиноиды нерастворимы в воде, растворимы в жирных маслах, хлороформе, эфире, ацетоне, бензине и трудно растворимы в спирте. Легко окисляются кислородом воздуха, разрушаются на свету.

Витамин А (ретинол) способствует нормализации обмена веществ, росту и развитию организма, регенерации тканей, обеспечивает нормальную деятельность органов зрения. Недостаток вызывает ухудшение сумеречного зрения («куриную слепоту»), сухость роговицы, поражение слизистых.

Источниками промышленного получения бета-каротина служат свежие корнеплоды моркови посевной и свежая мякоть плодов различных сортов тыквы.

Витамины группы К - производные 2-метил-1,4-нафтохинона. В природе данные витамины представлены несколькими соединениями, в высших растениях находится только витамин К1, или филлохинон.

Витамин К1 (филлохинон)

 

Длинная боковая изопреноидная цепь витамина K1 является остатком дитерпенового алифатического спирта фитола.

Витамин K1 - филлохинон - вязкое маслообразное вещество желтого цвета. Нерастворим в воде, растворим в жирных маслах и органических растворителях. Стоек при длительном кипячении с водой, но быстро разрушается при нагревании в растворах щелочей. Флуоресцирует в УФ-свете красным светом, затем флуоресценция становится зеленой, а под действием спиртового раствора калия гидроксида - оранжевой. Витамин K1 легко окисляется, быстро разрушается под действием УФ-лучей.

Витамины группы К участвуют в свертывании крови, индуцируя образование протромбина (антигеморрагический фактор). Недостаток вызывает замедление свертывания крови и кровоизлияния.

Витамины группы Е- производные хромана. Витамины Е - смесь высокомолекулярных спиртов – токоферолов. Наиболее активен бета-токоферол.

бета-Токоферол

 

Токоферолы не растворяются в воде, растворимы в жирных маслах и органических растворителях. Соединения нестойкие, легко разрушаются под действием света и кислорода воздуха.

Витамины группы Е являются природными антиоксидантами, участвуют в биосинтезе белков, тканевом дыхании, процессах размножения, влияют на состояние сердечно-сосудистой и нервной систем.

Витамины группы F- высоконепредельные жирные кислоты с 18-20 углеродными атомами: линолевая – С17Н31СООН, линоленовая - С17Н29СООН, арахидоновая - С19Н31СООН - кислоты.

Жирорастворимы. Участвуют в липидном обмене, препятствуют отложению холестерина на стенках кровеносных сосудов. Из витаминов F в тканях образуются простогландины.

Содержатся в жире печени морских рыб и некоторых жирных маслах.

Классификация витаминов.

Существует несколько классификаций витаминов.

1. Буквенная классификация - первая в историческом плане. При обнаружении новых факторов витаминной природы им присваивали условные названия в виде буквы латинского алфавита. Например: витамины A, B, C, D и др.

2. Фармакологическая классификация. Эта классификация вводилась параллельно с буквенной и указывала на заболевание, от которого предохраняет витамин:

· витамин С - противоцинготный;

· витамин К - антигеморрагический;

· витамин D - антирахитический и др.

3. Химическая классификация. В зависимости от химической структуры выделены группы:

· витамины алифатического ряда - С, F и др.;

· витамины алициклического ряда - A, D и др.;

· витамины ароматического ряда - К и др.;

· витамины гетероциклического ряда - Е, Р и др.

4. Классификация по растворимости витаминов:

· водорастворимые витамины – группы В, С, Р, Н, РР;

· жирорастворимые витамины — A, D, Е, К, F, U.

Витамины содержатся во всех растениях, но витаминосодержащими называют только те растения, которые избирательно накапливают витамины в дозах, способных оказать выраженный фармакологический эффект. Это в 500-1000 раз больше, чем в других растениях.

В настоящее время практически все витамины получают синтетическим путем. Однако витаминосодержащие лекарственные растения не утратили своего значения. Они широко используются, особенно в педиатрии, в гериатрии и для лечения лиц, склонных к аллергическим заболеваниям, поскольку:

· во-первых, витамины в лекарственном растительном сырье находятся в комплексе с полисахаридами, сапонинами, флавоноидами, поэтому такие витамины легче усваиваются;

· во-вторых, растительные витамины реже дают аллергические реакции, чем их синтетические аналоги;

· в-третьих, в организме человека есть специальные системы защиты от передозировки витаминов (например, каротин в организме человека превращается в витамин А по мере необходимости).






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2021 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.