Изучение элементов химического состава пищевых продуктов (на примере жирорастворимых витаминов)

Источники животные: рыбий жир, печень (особенно говяжья), икра, молоко, сливочное масло, маргарин, сметана, творог, сыр, яичный желток.

Синтез в организме: образуется в результате окислительного расщепления бета-каротина.

Суточная  потребность витамина А. Потребность взрослого человека в витамине А составляет до 1,5мг в сутки, для беременных - 2мг, для кормящих - 2,5мг, при работе, связанной с большой нагрузкой на зрение - 3мг.

 

 

Витамин D (Кальциферолы)

Витамин D (кальциферол) - жирорастворимый витамин, в воде не растворяется. Витамин D структурно связан со стероидными соединениями - жирорастворимыми веществами, входящими в состав животных и растительных тканей. Витамин D - это семейство соединений, каждое из которых образуется из определенного стерина, своего предшественника. Стерины (стеролы) представляют собой органические вещества, которые под воздействием солнечного света превращаются в витамин D. Поэтому этот витамин еще называют солнечным. Реакция превращения происходит в коже человека и животных, но не свойственна растениям. Поэтому витамин D, мы не можем получить с растительной пищей. Витамин D способен запасаться в печени и жировой ткани.

К витаминам группы D относятся:

• витамин D₂ - эргокальциферол; выделен из дрожжей, его провитамином является эргостерин;
• витамин D₃ - холекальциферол; выделен из тканей животных, его провитамин - 7-дегидрохолестерин;
• витамин D₄ - 22, 23-дигидро-эргокальциферол;
• витамин D₅ - 24-этилхолекальциферол (ситокальциферол); выделен из масел пшеницы;
• витамин D₆ - 22-дигидроэтилкальциферол (стигма-кальциферол).

Сегодня витамином D называют два витамина - D₂ и D₃ - эргокальциферол и холекальциферол - это кристаллы без цвета и запаха, устойчивые в воздействию высоких температур. Эти витамины являются жирорастворимыми, т.е. растворяются в жирах и органических соединениях и нерастворимы в воде.

Основная функция витамина D — способствовать усвоению организмом кальция, регулировать фосфорно-кальциевый обмен (ускоряет всасывание кальция в кишечнике за счет стимулирующего влияния на синтез кальций связывающего белка, необходимого для транспорта кальция через слизистую оболочку кишечника в кровь).

Источники витамина D. Растительные источники: люцерна, хвощ, крапива, петрушка.

Животные источники: яичный желток, сливочное масло, сыр, рыбий жир, икра, молочные продукты.

Синтез в организме: холекальциферол образуется в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света (Рисунок 4).

Витамин D образуется в коже под действием солнечных лучей  из провитаминов. Провитамины, в свою очередь, частично поступают в организме  в готовом виде из растений, а  частично образуются в тканях из холестерина. При условии, что организм получает достаточное количество ультрафиолетового  излучения, потребность в витамине D компенсируется полностью.

Рисунок 4 – Синтез витамина D в организме человека

 

Витамин Е (токоферолы)

Витамин Е впервые был  обнаружен в масле из проросших  зерён пшеницы. Он относится к  токоферолам. В начале прошлого века считалось, что витамин Е больше вреден, чем полезен, поскольку учёные ошибочно полагали, что этот витамин разрушает витамины С и D. Однако, В. Шуте опроверг данные сведения и доказал, что витамин Е разрушает лишь неорганическое железо и сам разрушается при контакте с животными маслами.

Токоферолы – прозрачные, светло-желтые, вязкие масла, хорошо растворимые  в большинстве органических растворителей. Медленно окисляются на воздухе, разрушаются  под действием ультрафиолетовых лучей.

Токоферол объединяет ряд  ненасыщенных спиртов-токоферолов, из которых наиболее активным является альфа-токоферол. Структурная формула токоферола показана на рисунке 5.

 

Рисунок 5 – Структурная формула токоферола

Источники витамина Е. Токоферолы содержатся, в основном, в растительных продуктах. Наиболее богаты ими нерафинированные растительные масла: соевое, хлопковое, подсолнечное, арахисовое, кукурузное, облепиховое. Больше всего активного токоферола в подсолнечном масле. Витамин Е содержится практически во всех продуктах, но особенно его много в зерновых и бобовых ростках (проростки пшеницы и ржи, гороха), в овощах - спаржевой капусте, помидорах, салате, горохе, шпинате, ботве петрушки, семенах шиповника. Некоторые количества содержатся в мясе, жире, яйцах, молоке, говяжьей печени. Травы, богатые витамином Е: одуванчик, люцерна, льняное семя, крапива, овес, лист малины, плоды шиповника.

Суточная  потребность. Суточная потребность в витамине Е для взрослых составляет 15 мг, для детей первого года жизни - 3-5 мг. Фактором, повышающим потребность организма человека в витамине Е, является повышенное потребление с пищей полиненасыщенных жирных кислот.

 

Витамин К (Филлохинон и менахинон)

Витамин К является жирорастворимым  витамином, запасаемым в небольших  количествах в печени, он разрушается  на свету и в щелочных растворах.

В организм витамин К поступает  в основном с пищей, частично образуется микроорганизмами кишечника. Всасывание витамина, поступающего с пищей, происходит при участии желчи.

Под общим названием витамин  К объединяется большая группа близких  по своему химическому составу и  действию на организм веществ (от витамина К₁ до К₇). Из этой группы наибольший интерес представляют две главные формы витамина К, существующие в природе: витамин К₁ (филлохинон) и витамин К₂ (менахинон). Структурные формулы витаминов К₁ и К₂ представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Структурные формулы филлохинона (К₁) и менахинона (К₂)

Витамин К₁ - вещество, которое синтезируется в растениях и содержится в листьях.

Витамин К₂ - вещество, которое преимущественно синтезируется в организме человека микроорганизмами (сапрофитными бактериями) в тонком отделе кишечника, а также клетками печени животных. Витамин К можно обнаружить во всех тканях животных.

Источники витамина К. В достаточном количестве витамин К содержится в неочищенных от "балластных веществ" семенах злаковых культур - в цельном зерне пшеницы, ржи, ячменя и др. Обнаружен витамин К также: в зелёных листовых овощах, таких, как шпинат и латук;  во всех крестоцветных — кормовой капусте, белокочанной капусте, цветной капусте, брокколи, и брюссельской капусте; в таких растениях, как крапива;  в некоторых фруктах, таких, как авокадо, киви и бананы;  в мясе; коровьем молоке и др. молочных продуктах; в яйцах; соевых бобах и продуктах из сои.

Суточная потребность. Потребность в витамине К, то есть то количество, которое необходимо для предотвращения дефицита в нормальных условиях, 1 мкг на килограмм веса тела в день. При весе 60 кг человеку требуется 60 мкг витамина К в день. Типичный рацион содержит от 300 до 500 мкг витамина К в день. Потребность в витамине К у новорожденных составляет в первые дни жизни 10-12 мкг.

 

 

3. Влияние жирорастворимых витаминов на организм  человека

 

Биологическое действие витаминов  в организме человека заключается  в активном участии этих веществ  в обменных процессах. В обмене белков, жиров и углеводов витамины принимают  участие либо непосредственно, либо входя в состав сложных ферментных систем. Витамины участвуют в окислительных  процессах, в результате которых  из углеводов и жиров образуются многочисленные вещества, используемые организмом как энергетический и  пластический материал.

Важную роль играют витамины в поддержании  иммунобиологических реакций организма, обеспечивающих его устойчивость к  неблагоприятным факторам окружающей среды, что имеет существенное значение в профилактике инфекционных заболеваний и при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды. Витамины смягчают или устраняют неблагоприятное действие на организм человека многих лекарственных препаратов.

Суточная потребность в витаминах  невысокая, но при их недостаточности  развиваются многие патологические состояния: от проявлений слабости и  усталости до развития опасных заболеваний (пеллагра, рахит и т.д.).

С неправильным поступлением витаминов  у человека может быть связано  развитие следующих патологических состояний:

• Авитаминоз – полное отсутствие какого-либо витамина, наблюдается  крайне редко.

• Гиповитаминоз – развивается  при низком содержании витаминов  в пище или при их усиленном  расходовании организмом (физические нагрузки, стресс, заболевания организма  и т.д.).

• Гипервитаминоз – возникает  при переизбытке витаминов, чаще всего связан с бесконтрольным употреблением  витаминных препаратов или БАДов.

Жирорастворимые витамины (А, D, E и К) растворяются в жирах или липидах. Когда эти витамины проходят через тонкую кишку, они поглощаются жировыми шариками. Соли желчных кислот играют важную роль в поглощении жирорастворимых витаминов в организме. Оттуда эти витамины смешиваются в циркуляцию крови. После того, они хранятся в тканях тела (жировой ткани и печени). Это причина того, почему люди склонны к развитию проблем, когда эти витамины потребляются в избытке. Также дефицит этих витаминов в организме вызывает различные расстройства здоровья.

Витамин А. Витамин А и каротин всасываются слизистой оболочкой тонких кишок и через воротную вену поступают в печень, а затем из нее в другие органы и ткани. В печени задерживается до 90% общего количества витамина А.

Витамин А участвует в окислительно-восстановительных  процессах, регуляции синтеза белков, способствует нормальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран, играет важную роль в формировании костей и зубов, а также жировых  отложений; необходим для роста  новых клеток, замедляет процесс  старения.

Издавна известно благотворное влияние  витамина А на зрение. Он имеет огромное значение для фоторецепции, обеспечивает нормальную деятельность зрительного анализатора, участвует в синтезе зрительного пигмента сетчатки и восприятии глазом света.

Витамин А необходим для нормального  функционирования иммунной системы  и является неотъемлемой частью процесса борьбы с инфекцией. Применение ретинола повышает барьерную функцию слизистых  оболочек, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов и других факторов неспецифического иммунитета. Витамин  А защищает от простуд, гриппа и инфекций дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевых путей.

Ретинол необходим для поддержания  и восстановления эпителиальных  тканей, из которых состоят кожа и слизистые покровы. Витамин  А применяется при лечении  практически всех заболеваний кожи (акне, прыщи, псориаз и т.д.). При  повреждениях кожи (раны, солнечные  ожоги) витамин А ускоряет процессы заживления.

Ввиду своей тесной связи со слизистыми оболочками и эпителиальными клетками витамин А благотворно влияет на функционирование легких, а также  является стоящим дополнением при  лечении некоторых болезней желудочно-кишечного  тракта (язвы, колиты).

Ретинол необходим для нормального  эмбрионального развития, питания зародыша и уменьшения риска таких осложнений беременности, как малый вес новорожденного.

У здорового человека витамин А  в больших количествах депонируется в печени, поэтому авитаминоз возникает  либо в результате длительного отсутствия в пищевом рационе продуктов, содержащих витамин А, либо при нарушении процессов всасывания витамина в пищеварительном тракте или заболевании печени.

Недостаток витамина A приводит  к ухудшению зрения в сумерках (так называемая «куриная слепота»). Проявления гиповитаминоза А: кожа становится сухой и шероховатой на руках и икрах ног, шелушится, ороговение волосяных фолликулов делает ее шершавой. Ногти сухие, тусклые. Часто наблюдаются конъюнктивиты, характерна сухость роговицы. Отмечается также похудение (вплоть до истощения), у детей - задержка роста.

Симптомы избытка витамина А у взрослых: сонливость, вялость, головная боль, гиперемия лица, тошнота, раздражительность, расстройство походки, болезненность в костях нижних конечностей.

У детей печень не способна в больших количествах  запасать витамин А. Недостаточность в нем у детей наблюдается чаще до 4 лет. Детям в рацион рекомендуется включать больше продуктов содержащих витамин А (морковь, абрикосы, зелень петрушки, зеленый лук, укроп).

 

Витамин D. Единственный витамин, который может синтезироваться в организме человека (под воздействием ультрафиолетовых лучей в коже). Основная функция витамина D - обеспечение нормального роста и развития костей, предупреждение рахита и остеопороза. Он регулирует минеральный обмен и способствует отложению кальция в костной ткани и дентине, таким образом, препятствуя остеомаляции (размягчению) костей.