Качественные реакции на витамины

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Цель работы:

- познакомиться с классификацией и биологическим значением витаминов;

- научиться понимать состояния организма человека при разной обеспеченности его витаминами;

- в процессе эксперимента обнаружить присутствие витаминов в продуктах питания;

- провести реакции обнаружения водорастворимых витаминов в различных веществах и биологических жидкостях при помощи качественных реакций, основанных на цветных реакциях, характерных для той или иной группировки, входящей в витамин;

- Определить количественный состав витаминов в различных веществах и биологических жидкостях при помощи качественных реакций, основанных на цветных реакциях, характерных для той или иной группировки, входящей в витамин;

- провести реакции обнаружения жирорастворимых витаминов в различных веществах и биологических жидкостях при помощи качественных реакций, основанных на цветных реакциях, характерных для той или иной группировки, входящей в витамин.

Витамины – группа низкомолекулярных органических веществ различной химической природы, имеющих разнообразный состав, строение и физико-химические свойства. Они регулируют процессы жизнедеятельности, оказывая свое действие в ничтожно малых количествах (мг или мкг). Почти все витамины не синтезируются в организме человека и относятся к незаменимым пищевым факторам.

Необходимость витаминов для организма человека и животных впервые установлена русским врачом Н.И.Луниным в 1830 г. Первое вещество из этой группы было выделено в 1831 г. польским биохимиком К.Функом. Оно оказалось смесью различных веществ, содержащей азот. Функ назвал эту смесь витамином, т.е. амином, необходимым для жизни.

Витамины отличаются от всех других органических веществ пищи двумя признаками: они не входят в состав структуры органов и тканей и не используются организмом в качестве источника энергии. Отсутствие или недостаточное содержание витаминов в пище приводит к развитию тяжелых заболеваний. Нарушение обмена веществ при авитаминозах и гиповита-минозах является следствием снижения активности ферментов, поскольку многие витамины входят в состав простетических групп энзимов. Для обнаружения витаминов в пищевых продуктах, тканях и жидкостях организма и для определения их количества используются качественные реакции, основанные на образовании характерных окрашенных продуктов реакции витамина с каким-либо химическим реагентом.

В настоящее время выделено более 30 веществ, относящихся к витаминам. Обозначают витамины заглавными буквами латинского алфавита, кроме того, они имеют название, соответствующее их химическому строению. Например, витамин С – аскорбиновая кислота, витамин А – ретинол.

Обеспеченность витаминами и, прежде всего, С, В1, В2, Р является важным источником информации о состоянии метаболизма спортсменов. При отсутствии витаминов в пище развиваются тяжелые заболевания – авитаминозы, а при недостаточном содержании витаминов – гиповитаминозы (рахит, цинга, бери-бери, пеллагра, анемия и др.). Причины развития последних могут быть обусловлены рядом факторов: недостаточным поступлением витаминов с пищей, величиной и интенсивностью физических нагрузок, наличием заболеваний и т. д. Недостаточная обеспеченность организма витаминами может существенным образом отразиться на физической работоспособности, например, при недостатке тиамина накапливаются пировиноградная кислота, а -кетокислоты и др.

Введение отдельных лекарственных веществ может отрицательно сказаться на синтезе витаминов микрофлорой кишечника. Суточная потребность в витаминах возрастает при различных заболеваниях, беременности, лактации и при нарушении всасывания жирорастворимых витаминов в случае недостаточного поступления желчи в кишечник при заболевании печени.

По способности растворяться витамины делят на две группы: водорастворимые (С, В₁, В₂, В₃, В₆, В₁₂, Вс, Р, РР и др.) и жирорастворимые (А, Е, К, Д). Такая классификация имеет физиолого-биохимическое значение, так как витамины, растворимые в жирах, могут накапливаться в организме человека и их кратковременный дефицит не имеет неблагоприятных последствий.

При избыточном приеме с пищей жиров концентрация жирорастворимых витаминов в липидах организма может существенно превышать норму, что в отдельных случаях приводит к неблагоприятным изменениям обмена или функциональным нарушениям.

Водорастворимые витамины в организме не накапливаются, и при их недостатке, либо отсутствии быстро возникают специфические нарушения обмена веществ.

Структурные аналоги витаминов, близкие к ним по строению, называют антивитаминами. Эти вещества встречаются в природе или могут быть синтезированы. Антивитамины способны соединяться с белковой частью ферментов витаминов и вызывать изменения активности ферментов и обменных процессов.

Все витамины характеризуются следующими общими свойствами:

- не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Некоторые из них (В₆, В₁₂, пантотеновая, фолиевая кислоты и др.) синтезируются микрофлорой кишечника, другие (А, Д, РР) образуются при определенных условиях;

- не являются пластическим и энергетическим материалом;

- оказывают влияние на биохимические процессы в организме. Ряд вита­минов входит в состав коферментов. Обеспеченность организма человека витаминами описывается терминами:

- физиологическая норма – витамина в организм поступает достаточно, человек здоров;

- гиповитаминоз – витамина в организм поступает мало, качество жизни снижается;

- гипервитаминоз – поступление какого-либо витамина в организм превышает физиологическую норму, качество жизни снижается;

- авитаминоз – какой-то витамин полностью отсутствует в организме, что вызывает специфическое заболевание.

Из перечисленных состояний чаще всего встречаются гиповитаминозы. Причинами их могут быть:

- использование в пищу продуктов, содержащих мало витаминов;

- нарушение технологии приготовления пищи (длительная термическая обработка, многократное разогревание);

- однообразное питание;

- дисбактериоз;

- нарушение всасывания витаминов из кишечника из-за болезней органов пищеварения;

- повышенная потребность организма в витаминах (активные занятия спортом, вредные привычки).

Для обнаружения витаминов в различных веществах или в биологических жидкостях и определения их количества существуют качественные реакции, основанные на цветных реакциях, характерных для той или иной другой группы витаминов.

Контрольные вопросы.

1. Что такое витамины? Какова их роль в обмене веществ?

2. Как классифицируются витамины? Перечислить витамины, относящиеся к каждой группе.

3. Дать определение и привести примеры гипо -, гипер- и авитаминозов для витаминов С, А, Е, Д.

4. Как изменяется потребность в витаминах при интенсивной мышечной деятельности?

5. Что является причиной проявления гиповитаминоза в весенний период?

6. Почему избыточное потребление жирорастворимых витаминов приводит к развитию гипервитаминозов, водорастворимых – нет?