Основы биохимии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Свойства ферментов. Номенклатура и классификация ферментов. Применение ферментов. Применение ферментов в производстве продовольственных товаров и изменения их в процессе хранения

Ферменты характеризуются следующими основными свойствами.

1. Все ферменты представляют собой глобулярные белки.

2. Информация о ферментах, как и о других белках, закодирована в ДНК.

3. Ферменты действуют как катализаторы.

4. Присутствие ферментов не влияет ни на природу, ни на свойства конечного продукта (или продуктов) реакции.

5. Ферменты действуют чрезвычайно эффективно, т. е. очень малое количество фермента вызывает превращение больших количеств субстрата. Одна молекула каталазы способна, например, при температуре тела разложить за одну секунду на воду и кислород около 600 тысяч молекул пероксида водорода. Можно сравнить эффективность каталазы и такого, например, неорганического катализатора, как диоксид марганца, добавив их по отдельности к пероксиду водорода и измерив скорость выделения кислорода. (Хорошим источником каталазы служит печень). В среднем ферменты способны катализировать около 1000 реакций в секунду. Без катализаторов реакции протекали бы в миллионы раз медленнее.

6. Ферменты высокоспецифичны, т. е. один фермент катализирует обычно только одну реакцию. Каталаза, например, катализирует только расщепление пероксида водорода.

7. Катализируемая ферментом реакция обратима.

8. Активность ферментов меняется в зависимости от рН и температуры, а также от концентрации как субстрата, так и самого фермента.

9. Ферменты снижают энергию активации катализируемой реакции.

10. В молекуле фермента есть активный центр, который вступает в контакт с субстратом. Этот активный центр имеет особую форму.

В начале ХХ в. предложили называть ферменты по названию субстрата с добавлением суффикса -аза (amylum -- амилаза, lipos -- липаза, protein -- протеиназа). В 1961 г. Ме- ждународный Совет Биохимиков (IUB) предложил положить в основу названия и классификации ферментов тип химической реакции и ее механизм. Все ферменты разделили на 6 классов, каждый из которых состоит из 4-13 подклассов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы (синтетазы).

1.Оксидоредуктазы -- это ферменты, катализирующие окислительно-восстано- вительные реакции с участием двух субстратов А и В: А red. + Вox a Аox + Вred

2.Трансферазы -- это ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса группы Х (отличной от атома водорода) с субстрата А на субстрат В: А-Х + В А + В-Х.

3.Гидролазы это ферменты, которые катализируют расщепление внутримолекулярных связей с участием воды. Например, Ацетилхолин + Н2О Холин + Уксусная кислота.

4.Лиазы -- это ферменты, отщепляющие группы от субстратов по негидролитическому механизму с образованием двойных связей и присоединением веществ по месту двойной связи.

5.Изомеразы катализируют превращения различных типов оптических, геометрических и позиционных изомеров.

6.Лигазы катализируют соединение двух молекул, сопряженное с разрывом пирофосфатной связи АТФ или другого макроэргического соединения.

Каждый фермент по классификации ферментов (КФ, ЕС) обозначается четырьмя цифрами (шифр фермента): 1-- класс, 2 -- подкласс. 3 -- подподкласс, 4 -- номер фермента в списке подподкласса. Так, например, КФ 2.7.1.1 означает: класс 2 (трансферазы), подкласс

7 (перенос фосфата), подподкласс 1 (алкогольная группа -- акцептор фосфата). Конечное на- звание -- гексокиназа, или АТФ:D-гексоза-6-фосфотрансфераза, фермент, катализирующий перенос фосфата с АТФ на гидроксильную группу у шестого углеродного атома глюкозы.

Обладая высокой степенью избирательности, ферменты используются живыми организмами для осуществления с высокой скоростью огромного разнообразия химических реакций; они сохраняют свою активность не только в микропространстве клетки, но и вне организма. Ферменты нашли широкое применение в таких отраслях промышленности, как хлебопечение, пивоварение, виноделие, чайное, кожевенное и меховое производства, сыроварение, кулинария (для обработки мяса) и т.д. В последние годы ферменты стали применять в тонкой химической индустрии для осуществления такихреакций органической химии, как окисление, востановление, дезамини-рование, декарбоксилирование, дегидратация, конденсация, а также для разделения и выделения изомеров аминокислот L-ряда (при химическом синтезе образуются рацемические смеси L- и D-изомеров), которые используют в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Овладение тонкими механизмами действия ферментов, несомненно, предоставит неограниченные возможности получения в огромных количествах и с большой скоростью полезных веществ в лабораторных условиях почти со 100% выходом.

В настоящее время развивается новая отрасль науки - промышленная энзимология, являющаяся основойбиотехнологии. Фермент, ковалентно присоединенный ("пришитый") к любому органическому или неорганическому полимерному носителю (матрице), называют иммобилизованным. Техника иммобилизации ферментов допускает решение ряда ключевых вопросов энзимологии: обеспечение высокой спецефичности действия ферментови повышения их стабильности, простоту в обращении, возможность повторного использования, применение их в синтетических реакцияхв потоке. Применение подобной техники в промышленности получило название инженерной энзимологии. Ряд примеров свидетельствует об огромных возможностях инженерной инземологии в различных областях промышленности, медицины, сельского хозяйства. В частности, иммобилизованную в-галактозидазу, присоединенную к магнитному стержню-мешалке, используют для снижения содержания молочного сахара в молоке, т.е. продукта, который не расщепляется в организме больного ребенка с наследственной непереносимостью лактозы. Обработанное таким образом молоко, кроме того, хранится в замороженном состоянии значительно дольше и не подвергается загустеванию.

Разработаны проекты получения пищевых продуктов из целлюлозы, превращения ее с помощью иммобилизированных ферментов - целлюлаз вглюкозу, которую можно превратить в пищевой продукт -крахмал. С помощью ферментной технологии в принципе можно также получить продукты питания, в частности углеводы, из жидкого горючего (нефти), расщепив его до глицеральдегида, и далее при участии ферментов синтезировать из него глюкозу и крахмал. Несомненно, имеет большое будущее моделирование при помощи инженерной энзимологии процесса фотосинтеза, т.е. природного процесса фиксации СО₂; помимо иммобилизации, этот жизненно важный для всего человечества процесс потребует разработки новых оригинальных подходов и применения ряда специфических иммобилизованных коферментов.

В качестве примера иммобилизации ферментов и использования их в промышленности приводим схему непрерывного процесса получения аминокислоты аланина и регенерации кофермента (в частности, НАД) в модельной системе. В этой системе исходный субстрат (молочная кислота) подается при помощи насоса в камеру-реактор, содержащий иммобилизованные на декстране НАД⁺ и две НАД-зависимые дегидрогеназы: лактат- и аланиндегидрогеназы; с противоположного конца реактора продукт реакции - аланин - удаляется с заданной скоростью методом ультрафильтрации.



Подобные реакторы нашли применение в фармацевтической промышленности, например при синтезе из гидрокартизона антиревматоидного препаратапреднизолона. Кроме того, они могут служить моделью для применения с целью синтеза и получения незаменимых факторов, поскольку при помощи иммобилизированных ферментов и коферментов можно направленно осуществлять сопряженные химические реакции (включая биосинтез незаменимых метаболитов), устраняя тем самым недостаток в веществах при наследственных пороках обмена. Таким образом, при помощи нового методологического подхода наука делает свои первые шаги в области "синтетической биохимии".

Не менее важными направлениями исследований являются иммобилизация клеток и создание методами генотехники (генного инженерного конструирования) промышленных штаммов микроорганизмов - продуцентов витаминов и незаменимых аминокислот. В качестве примера медицинского применения достижений биотехнологии можно привести иммобилизацию клеток щитовидной железы для определения тиреотропного гормона в биологических жидкостях или тканевых экстрактах. На очереди - создание биотехнологического способа получения некалорийных сластей, т.е. пищевых заменителей сахара, которые могут создавать ощущение сладости, не будучи высококалорийными. Одно из подобных перспективных веществ-аспартам, который представляет собой метиловый эфир дипептида - аспартилфенилаланина (см. ранее). Аспартам почти в 300 раз слаще сахара, безвреден и в организме расщепляется на естественно встречающиеся свободные аминокислоты: аспарагированную кислоту (аспар-тат) и фенилаланин. Аспартам, несомненно, найдет широкое применение как в медицине, так и в пищевой промышленности (в США, например, его используют для детского питания и добавляют вместо сахара в диетическую кока-колу). Для производства аспартама методами генотехники необходимо получить не только свободную аспарагиновую кислоту и фенилаланин (предшественники), но и бактериальный фермент, катализирующий биосинтез этого дипептида.

Значение инженерной энзимологии, как и вообще биотехнологии, возрастет в будущем. По подсчетам специалистов, продукция всех биотехнологических процессов в химической, фармацевтической, пищевой промышленности, в медицине и сельском хозяйстве, полученная в течение одного года в мире, будет исчисляться десятками миллиардов долларов к 2000 г. В нашей стране уже к 2000 г. будет налажено получение методами генной инженерии L-треонина и витамина В₂. Уже к 1998 г. предполагается производство ряда ферментов, антибиотиков, б₁-, в-, г-интерферонов; проходят клинические испытания препараты инсулина и гормона роста. Гибридомной техникой в стране налажен выпуск реактивов для иммуно-ферментных методов определения многих химических компонентов в биологических жидкостях.

Рациональные условия хранения могут быть определены на основе знаний сущности тех изменений, которые претерпевают основные компоненты высушенного продукта в процессе хранения.

Основные причины нежелательных изменений свойств продуктов сублимационной сушки B процессе хранения -- окислительные превращения и развитие реакции неферментативного побурения.

Вследствие высокой пористости продуктов сублимационной сушки поверхность соприкосновения веществ, входящих в состав сухого остатка, с внешней средой весьма велика. Это предопределяет высокую интенсивность и глубину превращений, которые претерпевают лабильные вещества при хранении высушенных продуктов в присутствии воздуха.

Окислительные превращения белков сопровождаются изменениями их коллоидных свойств вследствие чего продукт становится более жестким и менее сочным. Накопление продуктов окислительного распада липидов может неблагоприятно отразиться на вкусе и запахе высушенного материала и понизить его биологическую ценность. Процесс окисления может обусловить снижение содержания в сухом продукте некоторых витаминов.

Содержание свободных радикалов в высушенных продуктах возрастает при адсорбировании ими кислорода в процессе хранения.

Характер и интенсивность развития окислительных превращений в высушенных продуктах при хранении зависят от свойств продуктов, степени и продолжительности контакта их с кислородом воздуха и температуры.

Окислительные изменения свойств продуктов в процессе хранения могут быть значительно уменьшены или полностью предотвращены при создании таких условий, при которых контакт продукта с кислородом воздуха будет минимален или полностью исключён (хранение в условиях вакуума или в атмосфере инертных газов). Однако изоляция продуктов от воздуха не исключает развития в некоторых высушенных продуктах нежелательных изменений, причиной которых являются протекающие в меланоидиновые реакции.

В результате реакции меланоидинообразования продукт не только теряет естественную окраску, но и снижается его способность к гидратации, ухудшается консистенция, появляются посторонние запахи и привкус.

Развитие реакций конденсации карбонильных групп с аминогруппами может привести к уменьшению биологической ценности продукта, так как вещества, участвующие в этих реакциях (в том числе незаменимые аминокислоты), не усваиваются организмом.

Изменение свойств продуктов в процессе хранения зависит от природы продукта и содержания в нем редуцирующих сахаров. Интенсивность реакций неферментативного побурения ускоряется при увеличении влагосодержания продуктов, а также при повышении температуры хранения.

В присутствии кислорода воздуха реакции неферментативного побурения протекают более интенсивно.

Помимо изменения свойств высушенных продуктов в результате окислительных процессов и развития реакции конденсации аминогрупп с карбонильными соединениями, качественные, превращения продуктов сублимационной сушки при хранении могут быть обусловлены ферментными процессами.

В процессе сублимационной сушки не происходит инактивации ферментных систем.

Возможность ферментативных процессов в высушенных методом сублимации продуктах, белки которых перед сушкой не подвергались тепловой денатурации, экспериментально подтверждена опытами по хранению мяса сублимационной сушки, в которых был зафиксирован факт гидролитического распада жира.

Ряд исследователей не исключает возможность того, что развитие реакций побурения в высушенных продуктах косвенно связано с биохимическими превращениями в тканях. В качестве доказательства этого может служить значительно более интенсивное развитие реакций потемнения мяса, не подвергавшегося перед сушкой тепловой обработке и, следовательно, сохранившего активные ферменты.

В зависимости от структуры, физико-химических и биохимических свойств продуктов характер изменения их качественных показателей в процессе хранения имеет свои особенности, которые следует учитывать в технологии их производства и последующего хранения.

фермент продовольственный витамин водорастворимый



2. Витамины. Классификация и свойства витаминов

Витамины (от лат. VITA - жизнь) - группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека и животных и имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма Витамины выполняют в организме те или иные каталитические функции и требуются в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами (белками, жирами, углеводами и минеральными солями.)

Поступая с пищей, витамины усваиваются (ассимилируются) организмом, образуя различные производные соединения (эфирные, амидные, нуклеотидные и др.) которые в свою очередь, могут соединяться с белками. Наряду с ассимиляцией, в организме непрерывно идут процессы разложения (диссимиляции). Витамины, причем продукты распада (а иногда и мало измененные молекулы витаминов) выделяются во внешнюю среду.

Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называться авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, ее называют поливитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходится иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно и своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов.

Чрезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом.

В настоящее время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментативных систем.

Витамины делят на две большие группы: витамины растворимые в жирах, и витамины, растворимые в воде.

1.ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В ЖИРАХ:

Витамин A (антиксерофталический).

Витамин D (антирахитический).

Витамин E (витамин размножения).

Витамин K (антигеморрагический)

2.ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В ВОДЕ:

Витамин В1 (антиневритный).

Витамин В2 (рибофлавин).

Витамин PP (антипеллагрический).

Витамин В6 (антидермитный).

Пантотен (антидерматитный фактор).

Биотит (витамин Н, фактор роста для грибков, дрожжей и бактерий, антисеборейный).

Инозит. Парааминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор пигментации).

Фолиевая кислота (антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий).

Витамин В12 (антианемический витамин).

Витамин В15 (пангамовая кислота).

Витамин С (антискорбутный).

Витамин Р (витамин проницаемости).

а.) Витамины растворимые в воде:

Витамин В 2 (рибофлавин)

Витамин В2-желтое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, разрушающееся при облучении ультрафиолетовыми лучами с образованием биологически неактивных соединений (люмифлавин в щелочной среде и люмихром в нейтральной или кислой).

В организме используется для построения активной группы многочисленных флавиновых ферментов, принимающих участие в углеводном и белковом обмене.

Витамин В2 влияет на рост и возобновление клеток, входит в состав ферментов, играющих существенную роль в реакциях окисления во всех тканях человека, а также регулирующих обмен углеводов, белков, жиров. Важен для поддержании нормальной функции глаза. Рибофлавин входит в состав зрительного пурпура, защищая сетчатку глаза от вредного действия ультрафиолетовых лучей. В лечебных целях рибофлавин применяют при гипо- и арибофлавинозе, при заболевании глаз, при длительно незаживающих ранах и язвах, при лучевой болезни, нарушении функции кишечника и других.

Недостаток витамина В2 приводит к поражениям кожи (дерматиты), воспалению языка, губ, расширению кровеносных сосудов роговой оболочки, светобоязни, помутнению зрения и др.

Витамин В2 широко распространен во всех животных и растительных тканях. Он встречается либо в свободном состоянии (например, в молоке, сетчатке), либо, в большинстве случаев, в виде соединения, связанного с белком. Особенно богаты источником витамина В2 являются дрожжи, печень, почки, сердечная мышца млекопитающих, а также рыбные продукты. Довольно высоким содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты.

Ежедневная потребность человека в витамине В2, по-видимому, равняется 2-4 мг рибофлавина.

Витамин В1.

Витамин В1 положительно влияет на функции мышц и нервной системы, входит в состав ферментов, регулирующих многие важные функции организма, в первую очередь углеводный обмен, а также обмен аминокислот. Он необходим для нормальной деятельности центральной и периферической нервных систем.

Признаки недостатка (гиповитаминоза В1): головная боль, потеря аппетита, нарушение функции нервной системы, усталость, раздражительность, бессонница, нарушения сердечнососудистой системы (артериальная гипотония).

B1 содержится преимущественно в продуктах растительного происхождения: в злаках, крупах (овес, гречиха, пшено). Особенно много витамина в ростках зерна, в отрубях, в бобовых. Есть в молоке, мясе, яйцах, дрожжах.

Витамин В6.

Витамин В6 важен для жизнедеятельности организма, участвует в обмене аминокислот и жирных кислот. Необходим для больных, длительное время употреблявших антибиотики.

Недостаток витамина отрицательно влияет на функции мозга, крови, приводит к нарушению работы сосудов, ведет к возникновению дерматитов, к диатезам и другим заболеваниям кожи, нарушаются функции нервной системы.

Потребность организма человека в этом витамине составляет приблизительно 2 мг в день.

Особенно много витамина B6 содержится в зерновых ростках, в грецких орехах и фундуке, в шпинате, картофеле, цветной капусте, моркови, салате, кочанной капусте, помидорах, клубнике, черешне, апельсинах и лимонах. Содержится также в мясных продуктах, рыбе, яйцах, крупах и бобовых.

Витамин В12.

Основным источником витамина служат пищевые продукты животного происхождения: говяжья печень, рыба, продукты моря, мясо, молоко, сыры.

Витамин В12 влияет на кровообразование, активирует процессы свертывания крови, участвует в синтезе различных аминокислот, нуклеиновых кислот, активирует процессы обмена углеводов и жиров. Оказывает благоприятное влияние на функции печени, нервной и пищеварительной систем. При недостаточном потреблении витамина В12 возникает анемия, нарушаются функции нервной системы, появляется слабость, головокружение, одышка, снижается аппетит.Всасывание витамина В12 в желудке происходит только после соединения его с особым белковым веществом. При некоторых заболеваниях образование этого вещества нарушается, и наступает гиповитаминоз В12 даже при наличии достаточного количества этого витамина в пище.

Химическая природа витамина РР.

Анипеллегрическим витамином является никотиновая кислота или её амид. Никотиновая кислота была известна химикам ещё с 1867 года, но только 70 лет спустя было установлено, что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важнейшего витамина.

Никотиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте. При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется.

Активностью антипеллагрического витамина обладает как сама никотиновая кислота, так и амид никотиновой кислоты.

По-видимому, в организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амидникотиновой кислоты, который и является истинным антипеллагрическим витамином. Растения и некоторые микробы, а также, по-видимому, и некоторые животные (крысы), способны синтезировать антипеллагрический витамин и поэтому могут развиваться нормально и без поступления извне. В настоящее время выяснено, что витамин РР может синтезироваться в организме из триптофана; недостаток триптофана в питании или нарушение его нормального обмена играет поэтому важную роль в возникновении пеллагры. Человек, по-видимому не обладает достаточной способностью к синтезу антипеллагрического витамина, и доставка никотиновой кислоты или её амида с пищей необходима, особенно при диете, не содержащей соответствующего количества триптофана и пиридоксина, например, при резком преобладании в пищевом рационе кукурузы (маиса). Суточная потребность в этом витамине для людей исчисляется в 15-25 мг для взрослых и 15 мг для детей.

Никотиновая кислота, точнее её амид, играет исключительно важную роль в обмене веществ. Достаточно сказать, что в состав ряда коферментных групп, катализирущих тканевое дыхание, входит амид никотиновой кислоты.

Отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к нарушению синтеза ферментов, катализирущих окислительно-восстановительные реакции, и ведет к нарушению механизма окисления тех или иных субстратов тканевого дыхания.

Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1-метилникотинамида и частично некоторых других ее производных.

Витамин С (Аскорбиновая кислота).

К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут.

Стало очевидным, что цинга возникает при отсутствии в пище особого фактора. Этот фактор, предохраняющий от цинги, получил название витамина С, антицинготного, или антискорбутного, витамина. Состав С6Н8О6; обладает окислительно-восстановительными свойствами. Во многих растениях участвует в дыхательном процессе как промежуточный переносчик водорода; в животных тканях наличие этой функции у витамина не установлено. Имеет отношение к образованию межклеточного склеивающего вещества - коллагена. Витамин растворим в воде и спиртах. Весьма чувствителен к окислению, особенно при повышенной температуре и наличии следов тяжелых металлов (особенно меди). При обычной варке овощей разрушается примерно одна треть витамина С; при хранении готовых овощных блюд потери увеличиваются. Сохраняется при квашении продуктов (капуста). Животные продукты содержат очень мало витамина С. В сухих семенах он не содержится, но появляется, как только семена начинают прорастать. Почти единственным источником витамина являются свежие или консервированные должным образом плоды, овощи и ягоды. Более всего витамина в плодах шиповника, незрелого грецкого ореха и черной смородины. В весеннее время концентраты и синтетические препараты имеют особенно большое значение, т.к. в лежалых плодах и овощах содержание витамина С снижается.

Потребность взрослого человека в витамине С соответствует 50 -100мг аскорбиновой кислоты в день. В организме человека нет сколько ни будь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей.

Основными источниками витамина С являются растения. Особенно много аскорбиновой кислоты в перце, хрене, ягодах рябины, чёрной смородины, земляники, клубники, в апельсинах, лимонах, мандаринах, капусте (как свежей, так и квашенной), в шпинате. Картофель хотя и содержит значительно меньше витамина С, чем вышеперечисленные продукты, но, принимая во внимание значение его в нашем питании, его следует признать наряду с капустой, основным источником снабжения витамином С.

Роль витамина С в обмене веществ.

По-видимому, физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновении гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А.В.Палладин). Большое значение имеет витамин С для образования коллагенов и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах. В моче человека обнаруживается аскорбиновая, дегидроаскорбиновая, дикетогулоновая и щавелевая кислоты, причём две последние являются продуктами необратимого превращения витамина С в организме.

б.) Витамины растворимые в жирах.

Особые трудности представляет изучение так называемых жирорастворимых витаминов. Каталитический способ действия несомненен и для них, но сами реакции носят другой характер. Жирорастворимые витамины, прежде всего являются участниками конструктивных, анаболитических процессов, связанных с построением структур организма, например, образование костей (витамин D), развитие покровных тканей (витамин А), нормальным развитием эмбриона (витамин Е) и др.

Витамин D (противорахитический).

При отсутствии этого витамина нарушается отложение солей кальция, а следовательно костеобразование, и развивается заболевание - рахит. Витамин D - высокомолекулярное соединение спиртового характера.

Имеются два основных витамина - D2 и D 3 ; D2 (С28Н44О) образуется из провитамина эргостерона, распространенного в растениях. D3 - (С27Н44О) - из провитамина животных тканей - 7 дегидрохолестерина. Витамины D2 и D3 одинаково хорошо используются человеком и млекопитающими; птицы усваивают витамин D 2 в 30-60 раз хуже, чем D3. Переход провитаминов в витамины происходит в коже человека и животных под воздействием ультрафиолетовых лучей - при ярком солнечном освещении или при облучении кварцевой лампой. Образовавшейся в коже витамин разносится затем по всему телу. Свойством провитаминов превращаться в витамины под действием лучистой энергии широко пользуются при промышленном изготовлении препаратов витаминов. Оба витамина медленно окисляются на воздухе, быстро на свету; при нагревании до 130-160 гр. Они инактивируются даже в отсутствии кислорода. Из естественных продуктов значительные количества витаминов (в форме D3) содержит лишь рыбий жир; небольшие количества витаминов находятся в яичном желтке и летнем сливочном масле; остальные животные продукты бедны витамином; в растительных продуктах готового витамина, как правило, совсем нет. При промышленном производстве витамин D2 получают путем облучения эргостерина, извлекаемого из дрожжей или мицелия грибов пенициллиума. D3-главным образом для нужд птицеводства- изготовляют из морских мидий. Ввиду ограниченного распространения витамина D и недостаточности инсоляции в осенне-зимний сезон необходимо широко применять вето время промышленные препараты витамина, особенно для детей.

Витамин Е (токоферол, или противостирильный витамин)

Предохраняет самок от рассасывания развивающегося зародыша, а самцов - от нарушения сперматогенеза и дегенерации семенников. При недостатке витамина возникает также резкая мускульная дистрофия. Все эти явления наблюдались, однако, на лабораторных животных - при кормлении высокоочищенными продуктами. По химическому составу витамин Е - высокомолекулярный спирт - С29 Н 50 О2.Устойчив по отношению к температуре и кислотам, но сравнительно чувствителен к освещению и щелочам. В растительных тканях встречается в свободной форме и в эфирных соединениях. Широко распространен в растительных продуктах, особенно в зародышах семян и растительных маслах. Витамин Е обладает антиокислительными свойствами и в значительной мере может предохранять от разрушения витамин А; поэтому витамин А лучше усваивается и лучше действует в присутствии витамина Е.

Витамин К. (Филлохинон, антигеморрагический)

Витамин К участвует в синтезе протромбина и ряда соединений, необходимых для свёртывания крови. Активностью витамина К обладают и некоторые другие производные нафтохинона. Витамин К устойчив к нагреванию, разрушается под влиянием света, неустойчив к щелочной среде.

Суточная потребность в витамине К у взрослых составляет 0,2 - 0,3 мг. Основным признаком дефицита витамина К в пище является кровоточивость. Она развивается при нарушении протромбинобразующей функции печени, оттока желчи, приёме лекарств, подавляющих жизнедеятельность нормальной микрофлоры толстого кишечника. Богатым источником витамина К являются листовые овощи, цветная и белокочанная капуста, томаты, картофель, а также печень. У здоровых людей витамин К синтезируется микрофлорой кишечника.

Витамин А (ретинол, аксерофтол, витамин роста)

Витамин А оказывает влияние на рост человека, улучшает состояние кожи, способствует сопротивлению организма инфекции.

Недостаток витамина A приводит к ухудшению зрения в сумерках ("куриной слепоте"). Проявления гиповитаминоза А: кожа становится сухой и шероховатой, шелушится, ногти сухие, тусклые. Часто наблюдаются конъюнктивиты, характерна сухость роговицы - ксерофтальмия. Отмечается также похудение (вплоть до истощения).

Симптомы избытка витамина А: сонливость, вялость, головная боль, гиперемия лица, тошнота, рвота, раздражительность, расстройство походки, болезненность в костях нижних конечностей. Может наблюдаться обострение желчнокаменной болезни и хронического панкреатита. Суточная потребность витамина А составляет 1,5 - 2,5мг; она может удовлетворять В-каротином, который превращается в ретинол в стенке тонкого кишечника и печени. Потребность в витамине А возрастает при работе, связанной с напряжением органа зрения (водители всех видов транспорта, ювелиры и т.п.) или с химическими веществами, пылью, раздражающими слизистую оболочку глаз, верхних дыхательных путей, кожу. Витамин А обнаружен только в продуктах животного происхождения (рыбий жир, жир молока, сливочное масло, сливки, творог, сыр, яичный желток, жир печени и жир других органов - сердца, мозга). Много содержится каротина в рябине, абрикосах, шиповнике, черной смородине, облепихе, желтых тыквах, арбузах, в красном перце, шпинате, капусте, ботве сельдерея, петрушке, укропе, кресс-салате, моркови, щавеле, зеленом луке, зеленом перце, крапиве, одуванчике, клевере.



Список используемой литературы

1. Березин И.В., Савин Ю.В. Основы биохимии. - М.: Изд-во МГУ, 1990.

2. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3т. - М.: Мир, 1995

Размещено на Allbest.ru