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

    Основная  биологическая роль витамина Е –  это активное участие в процессах тканевого дыхания. При этом он препятствует окислению элементов клеточных мембран, а с другой стороны участвует в механизме транспорта электронов. Другая важнейшая функция, выполняемая при участии витамина Е, – это поддержание фертильности организма, то есть способности к зачатию и вынашиванию плода. Помимо этого витамин Е обладает выраженным нейропротекторным действием, препятствует спонтанному тромбообразованию и оказывает противоканцерогенное действие, которое усиливается в присутствии других антиоксидантов. Токоферол необходим для нормального функционирования скелетной мускулатуры и мышцы сердца.

    . Витамины К (филлохиноны)

     К витаминам  группы К относятся природные  вещества – витамин K1 (фнллохннон) и витамин К2 (менахинон). Из синтетических препаратов известны витамин К₃ (метннон) и водорастворимый препарат викасол, обладающие высокой биологической активностью. Свое название витамин К получил от слова “коагуляция” (свертываемость).

    Витамин K1(филлохинон) впервые был изолирован из люцерны. Это производное 2-метил-1,4-нафтохинона, содержащего в 3-м положении фитильный радикал, имеющий 20 атомов углерода:

    Витамин К2 открыт в растениях и в организме  животных и содержит в боковой  цепи от 6 до 9 изопреновых единиц.

    Витамины  группы К участвуют в процессах свертывания крови. Они оказывают влияние на биосинтез прокоагулянтов и являются стимуляторами биосинтеза в печени четырех белков ферментов, необходимых для свертывания крови и образования активных тромбопластина и тромбина.

    У взрослого человека витамин К2 синтезируется кишечной микрофлорой (до 1,5 мг в сутки). Синтез витаминов К кишечной микрофлорой исключает возможность возникновения у взрослого человека первичного К-авитамнноза. Реальная опасность К-витаминной недостаточности и развития первичного К-авитаминоза возникает у детей в первые 5 дней их постэмбриональной жизни, когда их кишечник еще недостаточно заселен микрофлорой, способной синтезировать витамин К.

    У взрослого человека возможны вторичные  К-авитаминозы, развивающиеся в результате прекращения усвоения витаминов К в кишечнике или вследствие прекращения его эндогенного синтеза кишечной микрофлорой. Наиболее частой причиной вторичной недостаточности витамина К являются болезни печени. Вторичный К-авитаминоз может иметь место при обтурационной желтухе, когда вследствие прекращения поступления желчи с двенадцатиперстную кишку нарушается усвоение жирорастворимых веществ, в том числе витаминов группы К.

    Филлохинон (витамин K₁) содержится в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы, а также в некоторых травах (люцерна и др.). Под влиянием солнечного света зеленые листья растений синтезируют филлохинон.

    Витамин К2 содержится в животных продуктах  и бактериях. Он может также продуцироваться  бактериями в верхних отделах толстого кишечника. Из микроорганизмов кишечного тракта, синтезирующих витамин К, наибольшее значение имеет кишечная палочка.

Жирорастворимые витамины и их краткая характеристика представлены в приложении А

1.4 Влияние жирорастворимых витаминов на организм человека

    Жирорастворимые витамины А, Е, D, К и каротин очень  важны для поддержания иммунитета, обеспечения прочности костей, ферменто- и гормонообразования. Эти витамины в организме депонируются в печени, жировой ткани, выводятся медленно, их содержание может достигать токсического уровня.

    НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ВИТАМИНА А. Ретинол обеспечивает нормальную функцию органа зрения, повышает сопротивляемость кожных покровов и слизистых оболочек к инфекции. Витамин А присутствует в продуктах в виде эфиров (ретинола пальмитат и ретинола ацетат) и провитаминов, принадлежащих к группе каротиноидов. Наибольшей витаминной активностью обладает бета-каротин. Эфиры ретинола, поступающие с пищей в организм, расщепляются в ЖКТ с освобождением ретинола, который всасывается и поступает в печень, где он вновь эстерифицируется с пальмитиновой кислотой, образуя ретинола пальмитат (основная резервная форма витамина А). Источником ретинола являются рыбий жир, печень трески, молоко, сливочное масло, источником провитамина А (каротина), который в организме превращается в ретинол, – морковь, красный перец, зеленый лук, помидоры, абрикосы. Всасывание каротина в кишечнике повышается при включении в рацион вареных и измельченных овощей. Суточная потребность человека в ретиноле составляет 1,5-2 мг. Обычная тепловая обработка мало влияет на его содержание в продуктах. В результате доминируют глазные и кожные поражения. Ухудшается зрение вплоть до ночной слепоты (гемералопия). Волосы теряют блеск, седеют и выпадают. Ногти приобретают поперечную исчерченность. В полости рта возникают участки ксероза, уменьшается секреция слюны и желудочного сока.

    Симптомы  гипервитаминоза: Встречается у народов Крайнего Севера при злоупотреблении в пищу печени морских животных и рыб. Гипервитаминоз проявляется воспалением глаз, облысением и общим истощением организма. Эти процессы сопровождаются потерей аппетита, головными болями, тошнотой, рвотой и бессонницей.

    НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ВИТАМИНА D. Кальциферол принимает активное участие в обмене кальция и фосфора, в частности увеличивает всасывание солей кальция и фосфора в кишечнике, поэтому используется для профилактики рахита у детей. Однако потребность в витамине D существенно возрастает у людей, проживающих в условиях полярной ночи и у работающих под землей, т.е. у лиц, не подвергающихся воздействию ультрафиолетовых лучей. Под воздействием ультрафиолетовых лучей витамин D может синтезироваться в коже из его предшественников. Недостаточность витамина D чаще всего встречается у детей (рахит), реже – у взрослых, особенно у беременных (остеомаляция). Обычно беспокоят слабость и боли в ногах, спине. Возможны спонтанные переломы и катаракта. В обычных условиях взрослый человек не нуждается в дополнительном получении витамина D. Однако при сниженной инсоляции (в северных районах) рекомендуется вводить ежедневно 500 ME.

    Симптомы  гипервитаминоза: Они могут встречаться у детей при передозировке витамина D при терапии рахита, а также при случайном приеме этого препарата детьми внутрь. В основном гипервитаминоз характеризуется нарушением функции почек и в меньшей степени печени. При микроскопическом исследовании обнаруживается отложение солей кальция во всех органах и тканях.

    НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ВИТАМИНА Е. Под названием витамина Е известен ряд соединений, среди которых наиболее биологически активным является альфа-токоферол. Механизм действия на организм токоферола связан с его участием в поддержании стабильности мембран клеток и субклеточных структур, обусловленной антиоксидантным действием этого витамина. Авитаминоз Е у человека не описан. Основными пищевыми источниками витамина служат различные растительные масла, причем содержание токоферола выше в нерафинированных маслах. Недостаточность витамина Е у взрослых встречается довольно редко и, как правило, обусловлена нарушением всасывания в кишечнике при синдроме мальдигестии и мальабсорбции. Недостаточность витамина Е обусловливает также утрату саркоплазматической сетью способности к аккумуляции и удержанию ионов кальция, нарушению мышечного сокращения.

    Симптомы  гипервитаминоза: Из-за нетоксичности витамина и его интенсивного метаболизма случаев гипервитаминоза Е в клинической практике не описано, даже при чрезмерном употреблении препарата на протяжении многих лет.

    НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ВИТАМИНА К. Жирорастворимый витамин, необходимый для образования в печени протромбина, а также факторов VII, IX, X. Подобно другим жирорастворимым витаминам, он является одним из компонентов биологических мембран, активно влияющих на их структурные и функциональные свойства. У человека нехватка К встречается крайне редко из-за того, что этот витамин широко распространен в продуктах питания и помимо этого синтезируется микрофлорой кишечника. При нарушении синтеза и выделения желчи могут наблюдаться явления гиповитаминоза из-за того, что витамин К не всасывается. В данном случае гиповитаминоз К начинает проявляться нарушением процесса свертывания крови. Клинически это проявляется кровоизлияниями в кожу и слизистую, а также образованием инсультов и инфарктов. Основной причиной недостаточности витамина К в организме является нарушение его всасывания в желудочно-кишечным трактом.

1.5 Изменение содержание жирорастворимых витаминов в процессе технологической обработке (на примере витаминизированных масел)

    Жирорастворимые витамины ( А, D, E, K ) при тепловой обработке  сохраняются хорошо. Так, пассерование моркови не снижает ее витаминной ценности, наоборот, растворенный в  жирах каротин легче превращается в витамин А. Такая устойчивость каротина позволяет длительное время хранить пассерованные овощи в жирах, хотя при длительном хранении витамины частично разрушаются за счет воздействия на них кислорода воздуха.

    Разнообразие  растительного витаминного сырья, его технологических свойств  предполагает возможность различных путей его обработки.

    Основным  элементом технологии препаратов растительных жирорастворимых витаминов является способ извлечения витамина или витаминов из сырья. Выбор способа извлечения определяет и процедуры подготовки сырья к основному технологическому этапу, и характер заключительных операций при получении продукта.

    В большинстве рассматриваемых технологических  процессов в качестве исходного  используют воздушно-сухое измельченное сырье. В некоторых процессах перерабатывают свежее сырье или сырье различной влажности. Витаминные препараты и витаминизированные продукты выделяют как из индивидуальных видов, так и из смешанного сырья.

    Сырье может быть использовано без дополнительной подготовки или после различных  процедур, повышающих степень последующего извлечения жирорастворимых витаминов за счет увеличения их концентрации, снижения степени связывания в сырье. К числу таких процедур относятся: фракционирование сырья механическими способами, обогащение путем ферментации, регулирование влажности, влаготепловая обработка, прогревание с этанолом и др.

    На  стадии извлечения жирорастворимые  витамины сырье, как правило, имеет  невысокую влажность, поскольку жирорастворимые витамины гидрофобны, и свободная вода препятствует их диффузии в отделяемую гидрофобную фазу (масло, углеводородный растворитель и пр.) или снижает растворимость в экстрагенте, смешивающемся с водой (спирты, ацетон).

    Способы извлечения жирорастворимых витаминов  из растительного сырья можно  разделить на две группы – прессовые и экстракционные. Прессовые технологии эффективны в тех случаях, когда в сырье имеется достаточное количество естественного растворителя жирорастворимых витаминов – растительного масла. При этом получают высокий выход масла и жирорастворимых витаминов (прессовая технология пальмового масла, витаминизированного подсолнечного масла). Прессование низкомасличного сырья дает невысокий выход конечного продукта (технология пшеничного масла).