Тема: Вітаміни

Вітамінами називають незамінні низькомолекулярні органічні речовини, що надходять в організм із їжею ззовні і що беруть участь у регуляції біохімічних процесів на рівні ферментів. Вітаміни не є пластичним матеріалом і не витрачаються як джерела енергії.

Таблиця 8

Подібність і відмінність вітамінів і гормонів

Подібність	І гормони і вітаміни регулюють метаболізм в організмі людини через ферменти
	Вітаміни входять до складу ферментів і є коферментами або кофакторами	Гормони або регулюють активність уже наявних ферментів у клітці, або є індукторами або репресорами в біосинтезі необхідних ферментів
Відмінність	1. Вітаміни – екзогенні фактори регуляції метаболізму і надходять з їжею ззовні; гормони – ендогенні фактори, що синтезуються в ендокринних залозах організму у відповідь на зміну зовнішнього або внутрішнього середовища організму людини, і також регулюють метаболізм. 2. Вітаміни – низькомлекулярні органічні з'єднання, гормони – високомлекулярні органічні сполуки.
Взаємозв'язок	Вітамін D3 в організмі людини служить субстратом для біосинтезу гормону кальцитріолу

Вітаміни класифікуються на:

– жиророзчинні: A, D, Е, K, F.

– водорозчинні: група В, РР, Н, З, ТГФК, пантотенова кислота (B₃), P (рутин).

Структура і функції в організмі людини вітамінів, розчинних у жирах

Вітамін А (антиксерофтальмічний) – ретинол, хімічна структура якого представлена -іононовим кільцем і 2 залишками ізопрену; потреба його в організмі складає 2,5-3,0 мг у добу.

Основними джерелами вітаміну А в їжі є печінка, яєчний жовток і риб'ячий жир; провітаміну А: морква, томати.

Ізольовано два види вітаміну А: вітамін А₁ – з печінки морських риб і вітамін A₂ – з печінки прісноводних риб. З каротину, що утримується в рослинах і овочах, утвориться вітамін А₂.

Вітамін А накопичується в печінці. У плазмі крові здорових людей зміст його дорівнює в середньому 50 мкг у 100 мл плазми. Ретинол транспортується, з'єднуючись з α-глобулінами і з альбумінами.

Біологічна роль

Вітамін А бере участь у процесах зору, входячи до складу родопсину, що обумовлює сутінковий зір; бере участь в окислювально-відновних реакціях в організмі; змінює проникність мембран клітин і тканин; Підсилює біосинтез глікопротеїнів мембран клітин.

Гіпо- і авітаміноз А виражається відсутністю сутінкового зору («куряча сліпота»), сухістю шкіри і слизових оболонок, що може приводити надалі до кератомаляції.

Вітамін D₃ (антирахітичний) за хімічною природою являє собою холекальциферол (похідне циклопентанопергідрофенантрену), добова потреба якого в організмі людини складає 0,025 мг. З вітаміну D₃ під дією 25-гідроксилази (у печінці) і 1-гідроксилази (у нирках) синтезується гормон кальцитріол, що регулює обмін кальцію і фосфору в організмі.

Джерела: вітамін D₃ утвориться в шкірі під впливом ультрафіолетових променів з холестерину і надходить з риб'ячим жиром, вершковим маслом, жовтком яєць, печінкою.

Біологічна роль

Вітамін D₃ регулює обмін кальцію і фосфору в організмі, беручи участь у біосинтезі кальцієднального білка в слизовій шлунково-кишкового тракту, тим самим сприяючи всмоктуванню іонів кальцію і фосфору з їжі.

Гіпо- і авітаміноз D₃: у дитячому віці – рахіт; у дорослих – зниження іонів Са²⁺ у крові, що приводить до:

1) підвищенню нервово-м'язової збудливості;

2) інактивації кальцій-залежних ферментів;

3) порушенню згортання крові;

4) остеомаляції.

Вітамін Е (антистерильний) за хімічною природою являє собою α-, β-, γ-, -токофероли, добова потреба яких в організмі складає 5 мг.

Джерела: рослинні олії (соняшникове, кукурудзяне і т.д.), насіння злаків, капуста, м'ясо, вершкова олія, яєчний жовток.

Біологічна роль

Вітамін Е впливає на репродуктивну функцію й обмін селену в організмі, виконує антиоксидантну роль, захищаючи мембрани від перекісного окислювання ліпідів, запобігаючи тим самим гемоліз еритроцитів.

Гіпо- і авітаміноз Е: у дітей – гемолітична жовтяниця, у дорослих – дегенеративні процеси в репродуктивних органах, викидні у вагітних, жирова дегенерація печінки і дистрофічні зміни в кістякових м'язах.

Вітамін К (антигеморрагічний) по хімічній природі являє собою похідне від нафтохінонів, добова потреба якого в організмі складає 1 мг.

Джерела: капуста, ягоди горобини, арахісова олія, гарбуз, томати, печінка свині.

Б іологічна роль

Вітамін К бере участь у згортанні крові, будучи кофактором γ-глутамілкарбоксилази, що каталізує перетворення глутамінової кислоти в γ-карбоксиглутамат, необхідний для біосинтезу чотирьох факторів згортання крові: ф-ІІ-протромбіну, ф-VII-проконвертину, ф-IХ-ф. Крістмаса та ф-Х-ф. Стюарта-Проуера.

Гіпо- і авітаміноз К призводить до зниження згортання крові внаслідок порушення біосинтезу γ-карбоксиглутамату, а також до капілярних і паренхіматозних кровотеч.

Широке практичне застосування знайшов синтезований у 1942 р. академіком А. В. Палладіним препарат «вікасол» (бісульфітне з'єднання метилнафтохінону, розчинне у воді). Він є похідним вітаміну K₃ (метилбензохінону):

Вітамін F по хімічній природі представляє есенціальні, поліненасичені ВЖК. Добова потреба вітаміну F в організмі складає 10-30 г.

Гіпо- і авітаміноз F призводить до зниження біосинтезу ефірів холестерину, простагландинів, лейкотрієнів, тромбоксанів.

Наслідком цього є сухість шкіри і слизових оболонок, лущення шкіри, випадання волосся, ламкість нігтів.

Есенціальні, поліненасичені ВЖК (вітамін F):

C₁₇H₃₁COOH Δ 9,12 — лінолева,

С₁₇Н₂₉СООН Δ 9,12,15 — α-ліноленова,

С₁₇Н₂₉СООН Δ 6,9,12 — γ-ліноленова,

С₁₉Н₃₁СООН Δ 5,8,11,14 — арахідонова.

Вітамін F бере участь у регуляції обміну ліпідів. Особливо важливо, що ненасичені вищі жирні кислоти сприяють виведенню з організму тварин і людини холестерину, а це перешкоджає розвитку атеросклерозу. Помічена також позитивна дія вітаміну на стан шкірного і волосяного покровів. Арахідонова кислота служить субстратом для біосинтезу простагландинів, тромбоксанів, лейкотрієнів в організмі людини.

Реакції із сульфатом заліза (П) у кислому середовищі дає червонорожеве поєднання.

Вітаміни групи В зазвичай супроводжують один одного в харчових продуктах, кормах, характеризуючись відносною стійкістю до нагрівання.

Вітамін В₁ (антиневритний) – тіамін – за хімічною природою являє собою похідне кілець піримідину та тіазолу, виконує функції коферментів декарбоксилази і дигідрази піровиноградної кислоти.

Джерела: борошно темного помелу, висівки, неочищений рис, дріжджі та печінка.

П

піримідиновий цикл

тіазоловий цикл

охідне вітаміну В₁

тіамінпірофосфат

Біологічна роль

У вигляді тіамінпірофосфату (ТПФ) вітамін B₁ входить до складу ферментів: транскетолази, піруватдегідрогеназного і -кетоглутаратдегідрогеназ­ного комплексів, дегідрогенази γ-оксиглутарової кислоти.

При гіпо- і авітамінозі В₁ у першу чергу порушується обмін вуглеводів: перетворення ПВК в апетил-КоА, ЦТК,пентозофосфатний шлях перетворення глюкози (неокислювальна гілка). Основні ознаки: враження нервової системи (неврити), що ведуть у запущених випадках до атрофії м'язів, втрати пам'яті, порушення у серцево-судинній системі (бері-бері).

Вітамін В₂ (вітамін росту) – рибофлавін – за хімічною природою являє собою кільце ізоалоксазину, що зв'язане з рибітолом.

Джерела: молочні продукти, яйця, м'ясо, печінка, хліб грубого помолу.

Біологічна роль

Вітамін В₂ у вигляді ФАД і ФМН входить до складу наступних флавінових ферментів: ацетил-КоА-дегідрогенази, оксидаз - і D-амінокислот, ксантиноксидази, гліциноксидази, НАД⁺-дегідрогенази, моноаміно-оксидази, альдегідоксидази, сукцинатдегідрогенази.

Гіпо- і авітаміноз В₂ приводить до порушень ЦТК, ЛПЕ, мікросомального окислювання, β-окисления ВЖК, обміну нуклеїнових кислот і біогенних амінів.

Вітамін B₆ (антидерматитний) за хімічною природою – піридоксин.

Джерела: зернові, бобові, м'ясо, риба.

В

NH₂

ітамін B₆ розглядають як сполучення трьох індивідуальних речовин: піридоксолу, піридоксалю і піридоксаміну:

К

піридоксол

піридоксаль

піридоксамін

ожна з них має властивості вітаміну, тому що в організмі здатна перейти в фосфорильовану форму (напр. піридоксальфосфат), що власне і бере участь у хімічних реакціях, зв'язаних з діяльністю даного вітаміну.

Біологічна роль

Вітамін В₆ у вигляді піридоксальфосфату (активна форма) входить до складу наступних ферментів: амінотрансфераз, диамінооксидаз, дикарбоксилаз амінокислот, синтетази сфінгомієлину, ізомераз амінокислот, глікогенфосфорилази.

Г

піридоксальфосфат

іпо- і авітаміноз B₆ приводить до порушення біосинтезу замінних амінокислот, білку, гему, сфінгомієлинів, НАД⁺ і НАДФ⁺, біогенних амінів, ГАМК і знешкодження біогенних амінів, порушення розпаду глікогену.

Вітамін В₁₂ (антианемічний) за хімічною природою – кобаламін.

Джерела: яловича печінка, м'ясо, риба, молоко, яйця.

Біологічна роль

Вітамін В₁₂ у вигляді метилкобаламіну і дезоксиаденозилкобаламіну входить до складу ферментів: метилтрансфераз, ферментів переносу одновуглецевих груп, глутаматмутази, метил-малоніл-КоА-мутази, беручи участь у перетворенні метил-малоніл-КоА в сукциніл-КоА. Крім того, В₁₂-коферменти беруть участь у реакціях ізомеризапії (перенесення водню), у гліцерол- і диолдегідратазних реакціях, реакціях перетворення рибонуклеотидів до дезоксирибонуклеотидів, у етаноламіндезаміназної реакції.

Гіпо- і авітаміноз В₁₂ виявляється:

1. порушенням процесів кровотворення, що приводять до гіперхромної мегалобластичної анемії, перницитозної анемії;

2. порушенням катаболізму ненасичені ВЖК і розгалужених амінокислот, що приводить до нагромадження їх у мозку з наступним порушенням психіки.

Вітамін РР (антипеллагричний) – за хімічною природою – никотинамід.

Джерела: рис, хліб, морква, м'ясо, печінка, картопля.

Одне з похідних вітаміну РР – НАД⁺ складається з залишків двох нуклеотиді, сполучених зв'язком за фосфатними угрупованнями:

Біологічна роль

Вітамін РР у складі НАД⁺ і НАДФ⁺ входить до складу ферментів: β-оксиацил-КоА-дегідрогенази, глутаматдегідрогенази, малатдегідрогенази, ізоцитратдегідрогенази, глюкозо-6-фосфатдегідрогенази,6-фосфоглюконат­дегідрогенази, піруват- і α-кетоглутаратдегідрогеназних комплексів. Приймає участь у ЦТК, β-окисленні ВЖК, біосинтезі ВЖК, стероїдних гормонів, кетонових тіл, у ланцюзі мікросомального окислення, окислювальному декарбоксилюванні ПВК, пентозофосфатному перетворенні глюкози, прямому окислювальному дезамінуванні глутамінової кислоти.

Гіпо- і авітаміноз РР. При РР-авітамінозі розвивається пелагра, яка характеризується запаленнями шкіри (дерматит), слизової оболонки рота (стоматит), язика (глоссит). Пелагра поширена в країнах, де єдиним кормом для тварин є кукурудза, в білках якої дуже мало триптофану, з якого в тваринному організмі може утворюватися невелика кількість нікотинаміду.

Вітамін Н (антисеборейний) – біотин – за хімічною природою – похідне сечовини і тіофену з валер’яновою кислотою в бічному ланцюзі.

Джерела: жовток яйця, дріжджі, печінка, молоко, картопля, цибуля, томати. Може синтезуватися в кишечнику деяких тварин мікробами.

Біологічна роль

Вітамін Н входить до складу ферментів: карбамоїлфосфатсинтетази I і II, піруваткарбоксилази, ацетил-КоА-карбоксилази, пропіоніл-КоА-карбоксилази, метилмалоніл-КоА-ізомерази.

Гіпо- і авітаміноз вітаміну Н приводить до порушення біосинтезу нуклеїнових кислот, сечовини, ВЖК, а також до порушення глюконеогенезу. Антагоністом біосинтезу є авідин – глікопротеїд, що міститься в сирому яєчному білку, що взаємодіє з біотином і перешкоджає його всмоктуванню в шлунково-кишковому тракті.

Вітамін С (антицинготний), за хімічною природою – аскорбінова кислота.

Б іологічна роль. Вітамін С є кофактором ферментних систем: 1-, 11-, 17-, 21-, 25-гідроксилаз, гідроксилаз проліну, лізину, триптофану, фенілаланіну, а також бере участь у відновленні Fе³⁺ у Fe²⁺.

Джерела: шипшина, чорна смородина, болгарський перець, картопля, цитрусові, ягоди горобини, хрін, кріп, капуста.

Гіпо- і авітаміноз С приводить до порушення біосинтезу коллагену, стероїдних гормонів, адреналіну, карнітину, гемоглобіну і серотоніну. С-авітаміноз викликає у тварин тяжке захворювання – цингу, яка характеризується підвищеною проникливістю стінок кровоносних судин, внаслідок чого з’являються крововиливи, кровоточіння і враження десен, захворювання та розшатуванні зубів. Цинга викликає патологічні явища в кістковій системі – ломкість кісток як наслідок порушення синтезу коллагену, в якому приймає участь аскорбінова кислота.

Фолієвая кислота (фолацин) за хімічною природою – птероїлглутамінова кислота.

Джерела: петрушка, кріп, листи салату, м'ясо, печінка.

Біологічна роль

Ф олієва кислота у вигляді тетрагідрофолієвої кислоти (ТГФК) бере участь у транспорті одновуглецевих груп: формілу, метилену, метенилу, мітилу й оксиметилену.

Гіпо- і авітаміноз фолієвої кислоти призводить до порушення біосинтезу серину, метионіну, білків і нуклеїнових кислот, що супроводжується затримкою росту, анемією, лейкопенією. Антагоністами фолацина є 4-аминоптерин і 2-бромурацил, що використовуються в лікуванні пухлин (гальмують біосинтез нуклеїновых кислот).

Вітамін Р (рутин), що останнім часом умовно позначають як рутин, представляє родину речовин, близьких за хімічною структурою. В основі всіх них лежить скелет флавону.

При відсутності вітаміну Р в їжі у тварин підвищується проникливість капілярів, що супроводжується раптовими крововиливами після здавлювання тканини, болем у кінцівках, загальною слабкістю і швидкою стомлюваністю.

Припускають, що вітаміни групи Р беруть участь в окислювально-відновних реакціях, забезпечуючи таким чином нормальний хід процесів біологічного окислення в організмі. Установлено, що дія вітамінів Р і С взаємозалежна: кожен з них у присутності іншого володіє набагато більш високим терапевтичним ефектом.

При взаємодії піридоксину з розчином хлориду заліза рідина забарвлюється в червоний колір внаслідок утворення комплексної солі типу феноляту заліза.

Хлорид заліза (ІІІ) утворює з рутином комплексні сполуки, забарвлені в смарагдово-зелений колір. Концентрована сірчана кислота утворює із флавонами і флавонолами флавілієві солі, розчини яких мають яскраво-жовте забарвлення.

При кислотному гідролізі рутину відщеплюється молекула рутинози. Потім рутиноза розпадається на глюкозу і романозу, що мають відновлюючі властивості.

Пантотенова кислота – вітамін B₃ – міститься у всіх тваринних, рослинних і мікробних об'єктах – (гр. пантотен – усюди). Це в’язка світло-жовта масляниста рідина, добре розчинна у воді й оцтовій кислоті. Пантотенова кислота малостійка, легко окисляється і гідролізується в присутності кислот і лугів по місцю пептидного (-CO-NH-) -зв'язку. Добова потреба – 5-10 мг.

При недостатку пантотенової кислоти в організмі людини і тварин розвиваються різноманітні патологічні явища: виразка шкірних покривів і слизовх оболонок внутрішніх органів, дегенеративні зміни ряду органів і тканин (особливо страждають при недостачі пантотенової кислоти залози внутрішньої секреції), втрата волосяного покриву і депігментація волосся і т.д. Найбільш яскравим симптомом В_{3 –} авітамінозу в людини є оніміння пальців ніг, що супроводжується поколюванням; потім виникає пекуча біль у пальцях і підошвах, що поширюється до гомілки («печіння ніг»). Усе це пояснюється тим, що пантотенова кислота входить до складу винятково важливої органічної сполуки – коензиму А, що займає ключові позиції в синтезі і розщепленні жирних кислот і забезпечує здійснення реакцій, необхідних для взаємоперетворення вуглеводів і жирів (кофермент ацилювання).

Джерела в їжі: дріжджі, печінка, курячі яйця, м'ясні і молочні продукти.

Таблиця 9

Класифікація і номенклатура вітамінів (за Ф.Ф. Боєчко, 1995)

Буквені позначе-ння	Назва		Фізіологічна дія	Добова потреба, мг	Ознаки авітамінозу
	раціональна	тривіальна
Жиророзчинні вітаміни
А1 А2	Ретинол Дегідроретинол	Антиксерофталміч-ний фактор	Стимулює процеси росту, запобігає розвитку ксерофталмії	0,7 – 1,5	Сухість шкіри та слизових оболонок, пригнічення процесів росту та імунних реакцій
D2 D3	Холекальциферол Ергокальциферол	Антирахітичний фактор	Регулює фосфорно-кальцієвий обмін	0,0012	Підвищена дратівливість, остеомаляція, гіпотонія м’язів
Е	Токофероли (a-,b-,g-,)	Антистерильний фактор	Забезпечує нормальний перебіг вагітності	11 – 24	Схильність до раннього переривання вагітності
К1, К2	Філохінони	Антигеморагічний фактор	Забезпечує процес зсідання крові	10 – 15	Геморагічний діатез
F	Полієнові вищі жирні кислоти	Фактор росту	Стимулює ріст та розвиток організму	8000 – 10000	Сповільнення росту, некрози, гематурії
Водорозчинні вітаміни
С	Аскорбінова кислота	Антискорбутний фактор	Посилює еритропоез, фагоцитарну активність лейкоцитів, стимулює обмін речовин	50 – 70	Ламкість та підвищення проникності капілярів, точкові крововиливи, ураження ясен, цинга
Р	Рутин, цитрин	Капілярозміц-нюючий	Виявляє протизапальну та протиалергічну дію	50 – 60	Геморагії, патехії, гіперкератоз, пігментації, ерітема кистей рук
В1	Тіамін	Антиневритний фактор	Стимулює процеси обміну вуглеводів	2 – 3	Психічна та фізична втома, біль у м’язах, парестезії
В2	Рибофлавін	Фактор росту	Стимулює енергетичні процеси	2,5 – 3,5	Ангулярний стоматит, глосит, себорейна екзема
В3	Пантотенова кислота	Фактор росту	Забезпечує синтез біологічно активних сполук	7 – 10	Дерматити, депігментація волосся, затримка росту
В5 (РР)	Нікотинова кислота	Антипелагричний фактор	Стимулює обмін речовин, енергетичні процеси	5 – 15	Хвороба трьох Д (дерматит, діарея, деменція)
В6	Піридоксин	Антидерматичний фактор	Стимулює білковий обмін та кровотворні процеси	2 – 4	Епілептоформні судоми, хейлоз, глосит, симетричний дерматит
В12	Ціанкобаламін	Антианемічний фактор	Посилює кровотворні процеси	0,0015	Перніціозна анемія, ахлоргідрія, діарея
ВС (B10, B11)	Фолієва кислота	Антианемічний фактор	Стимулює еритропоез, забезпечує синтез холіну	0,2 – 0,3	Макроцитарна мегабластична анемія
Н	Біотин	Антисеборейний фактор	Стимулює білковий та ліпідний обмін	0,1 – 0,2	Себорейний дерматит, м’язова слабкість, атрофія сосочків язика
Вітаміноподібні сполуки
	Холін	Ліпотропний фактор	Стимулює обмін речовин	10 – 75	Дерматити
	Ліпоєва кислота	Фактор окислення пірувату	Стимулює вуглеводний та ліпідний обмін	60 – 70	М'язова слабкість, дерматити
В13	Оротова кислота	Фактор росту мікроорганізмів	Стимулює еритропоез, анаболічні процеси	1000 – 2000	Сповільнення росту, дерматити, м’язова слабкість
В15	Пангамова кислота	Ліпотропний фактор	Стимулює ліпідний обмін	2 – 3	Порушення ліпідного Обміну
	Інозит	Антиалопеційний фактор	Виявляє ліпотропну дію, стимулює обмін речовин	200 – 500	Нормоцитарна анемія, сповільнення росту, алопеція
ВХ	n-Амінобензойна кислота	Фактор хромотріхії	Нормалізує основний обмін, стан нервової системи	100 – 500	Депігментація волосяного покриву, пір’я, депресія, гіпотонія
U	Метилметіонін сульфоній-хлорид	Антивиразковий фактор	Стимулює процеси регенерації епітеліальних клітин	250 – 300	Розвивається виразкова хвороба шлунку

Реакції на вітамін А

Якісні реакції на вітамін А

Принцип реакції: Хлороформний розчин вітаміну А або риб'ячого жиру з трихлороцтовою сурмою забарвлюється в специфічний синій колір. Вітамін А з концентрованою сірчаною кислотою в бензольному розчині утворює комплекс синього кольору, а з сульфатом заліза (II) у кислому середовищі – сполуку червоно-рожевого кольору.

Кількісне визначення вітаміну А в риб'ячому жирі

Принцип методу. В основу методу покладено колориметричне визначення інтенсивності забарвлення, яке утворюється в реакції вітаміну А з трихлористою сурмою за наявності оцтового ангідриду.

Методика визначення

1. В пробірку до 0,4 мл хлороформного розчину риб'ячого жиру додати одну-дві краплі оцтового ангідриду, щоб запобігти появі каламуті в розчині, і 4мл розчину трихлористої сурми. Через 10 хв. суміш фотометрують за λ=620 нм (червоний світофільтр), використовуючи розчин трихлористої сурми.

2. Концентрацію вітаміну А в риб'ячому жирі визначити за калібрувальним графіком, де кожному значенню знайденої екстинкції відповідає вміст вітаміну А в 0,4 мл розчину.

3. Для побудови калібрувального графіка використовувати стандартну концентрацію вітаміну А в риб'ячому жирі. Якщо вміст вітаміну А в 1 мл концентрату становить 500 одиниць (інтернаціональні одиниці), то для приготування початкового розчину 10 мл риб'ячого жиру розчиняють у 50 мл хлороформу. В 1 мл такого розчину міститься 100 одиниць вітаміну А.

4. Із цього розчину приготувати ще п'ять-шість розведень із таким розрахунком, щоб у 0,4 мл одержаних розчинів містилось від 20 до 70 одиниць вітаміну А.

5. Дану кількість (0,4 мл) стандартних розчинів обробити трихлористою сурмою й визначити їх оптичну густину.

6. Одержані значення оптичної густини використати для побудови калібрувального графіка. Залежність оптичної густини розчину вітаміну А від його концентрації є лінійною.

Вміст вітаміну А в 1 мл риб'ячому жиру розраховують за формулою:

С = aV/Q,

де с – вміст вітаміну А в 1 мл риб'ячого жиру; а – кількість вітаміну А в 1 мл досліджуваного розчину (для одержання цієї величини необхідно знайдену за графіком кількість вітаміну А в 0,4 мл розчину розділити на 0,4); Q – взята в пробі кількість риб'ячого жиру, мл; V.—загальний об'єм дослідного хлороформного розчину риб'ячого жиру, мл.

Реакції на вітамін D

Якісні реакції на вітамін D

Принцип реакції: Вітамін D у хлороформному розчині з .насиченим розчином хлориду сурми (V) утворює жовте забарвлення. Під час нагрівання хлороформного розчину вітаміну D або риб'ячого жиру з сумішшю аніліну та концентрованої соляної кислоти розчин забарвлюється в червоний колір. Розчин вітаміну D або риб'ячий жир із розчином брому в хлороформі забарвлюється в зелено-блакитний колір).

Кількісне визначення вітаміну D

Принцип методу. Визначення засноване на утворенні жовто-рожевого забарвлення в реакції вітаміну D із трихлористою сурмою. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації вітаміну D й визначається за допомогою фотоелектроколориметра.

Методика визначення

1. В конічну колбу з зворотним холодильником внести 10 г молочного жиру, 40 мл етанолу та 8 мл розчину гідроксиду калію.

2. Колбу розмістити у водяній бані, нагрівати до температури 85 – 90 °С.

3. Через 40-50 хв. вміст колби перенести у розділювальну лійку й тричі екстрагувати диетиловим ефіром (порціями 50, 25 і 25 мл).

4. Одержаний ефірний екстракт перенести у другу розділювальну воронку, додати 7 г сульфату натрію, зачекати, поки розчин стане прозорим, відфільтрувати його і звільнити від ефіру на водяній бані.

5. Сухий залишок розчинити у 5 мл хлороформу.

6. До 1 мл цього розчину додати три краплі ацетилхлориду та 6 мл розчину SbCl₅.

7. Через 5 хв. інтенсивність забарвлення зафіксувати на фотоелектроколориметрі за λ 500 нм. Контрольний розчин – 1 мл хлороформу, 6 мл розчину SbCl₅ і три краплі ацетилхлориду.

8. Концентрацію вітаміну D у досліджуваному розчині розраховують за калібрувальним графіком. Для побудови графіка готують кілька розчинів кальциферолу в хлороформі, які містять у 1 мл від 200 до 1000 одиниць вітаміну D, використовуючи спиртовий розчин кальциферолу. й проводять кольорову реакцію.

Масову концентрацію вітаміну D (одиниці в 1 г жиру) розраховують за формулою:

С = xVρ / a,

де х – кількість вітаміну D, взята за калібрувальною кривою (одиниці в 1 мл розчину); V – розбавлення, мл; а —г маса жиру, г; ρ – густина жиру, г/см3.

Реакції на вітамін К

Якісні реакції на вітамін К

Принцип реакції: Спиртовий розчин вітаміну К в лужному середовищі з диетилмалоновим ефіром має червоно-фіолетове забарвлення, а за наявності диетилдитіокарбонату за таких же умов утворюється сполука, забарвлена в блакитний колір. За наявністю аніліну спиртовий розчин вітаміну К забарвлюється в червоний колір, що зумовлено утворенням І-метил-2-феніламінонафтохінону.

Кількісне визначення вітаміну К

Принцип методу. Якщо змішати вітамін К із диетиловим ефіром у лужному середовищі, це призведе до утворення кольорової сполуки, інтенсивність забарвлення якої визначають за допомогою фотоелектроколориметра.

Методика визначення

1. Потерту моркву (10-15 г) ретельно розітерти у фарфоровій ступці з кварцовим піском і невеликою кількістю карбонату натрію.

2. У ступку долити 10 мл диетилового ефіру й знову розтирати.

3. Гомогенат перенести у лійку Бюхнера, два рази зливаючи невеликими порціями ефіру.

4. Відфільтрувати і три рази промити осад на фільтрі тим же екстрагентом.

5. Ефірні витяжки з'єднати і висушити безводним сульфатом натрію, після чого ефір випаровувати на теплій водяній бані, а залишок розчинити у 5 мл хлороформу.

6. До одержаного розчину додати 1 мл спиртового розчину диетилового ефіру та 0,2 мл розчину гідроксиду калію.

7. Загальний об'єм довести водою до 10 мл. Одноразово проводячи визначення із стандартним розчином вітаміну К. Забарвлений розчин колориметрують.

Масу вітаміну К, мкг, у 1 г моркви розраховують за формулою:

С = C₀Е_дV/Е_ста, де

C₀ – масова концентрація стандартного розчину вітаміну К, мкг/мл; V—об'єм екстракту (10 мл); Е_д і Е_ст—екстинкція досліджуваного та стандартного розчинів; а – маса речовини, взятої для аналізу, г.

Реакції на вітамін Е

Якісні реакції на вітамін Е

Принцип методу. Взаємодія α-токоферолу з концентрованою азотною кислотою зумовлює забарвлення реакційної суміші в червоний колір. Це спричинено тим, що продукт окислення α-токоферолу має хіноїдну структуру. Під час взаємодії з хлорним залізом (III) α-токоферол окислюється до α-токоферолхінону – сполука червоного кольору:

токоферол

Кількісне визначення вітаміну Е

Принцип методу. Під час взаємодії спиртового розчину а-токоферолу з концентрованою азотною кислотою суміш забарвлюється в червоний колір, інтенсивність якого пропорційна концентрації вітаміну Е й може бути визначена за допомогою фотоелектроколориметра.

Методика визначення

1. В дві пробірки помістити по 2,5 мл спиртового розчину вітаміну Е, додати по 0,5 мл розчину азотної кислоти й поставити на киплячу водяну баню (3 хв).

2. Пробірки охолодити і залишити у темному місці на 15 хв.

3. Об'єм рідини в кожній пробірці довести абсолютним етанолом до 5 мл, перемішати і фотоколориметрувати за λ 470 нм (синій світлофільтр).

4. Концентрацію вітаміну Е в дослідному розчині визначити за калібрувальним графіком, де кожному значенню знайденої екстинкції відповідає певний вміст вітаміну Е в 1 мл розчину.

5. Для побудови калібрувального графіка використати спиртовий препарат, який містить в 1 мл 100 мг α-токоферолу. 3 цією метою 0,5 мл такого препарату розчинюють абсолютним етанолом у колбі об'ємом 50 мл (у 1 мл міститься 1 мг препарату). У чотири пробірки наливають по 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 мл цього розчину й доводять загальний об'єм рідини абсолютним етанолом до 2,5 мл в кожній пробірці.

6. За значеннями оптичної густини розчинів, які мають різну кількість вітаміну Е, будують калібрувальний графік. На осі ординат відкладають екстинкції, на осі абсцис – відповідні концентрації вітаміну Е в 1 мл.

Реакції на тіамін (вітамін В₁,)

Реакція з діазореактивом

Принцип методу. Метод заснований на здатності вітаміну В₁ у лужному середовищі з діазореактивом (суміш солянокислого або сірчанокислого розчину сульфанілової кислоти з розчином нітрату натрію) утворювати складну комплексну сполуку оранжевого або червоного кольору.

Реакція окислення тіаміну в тіохромом

Принцип методу. Вітамін В₁ у лужному середовищі під дією гексаціано-ІІІ-ферату калію окислюється в тіохромпігмент жовтого кольору, який у ізобутиловому спирті зумовлює інтенсивно синю флуоресценцію:

Кількісне визначення тіаміну в сечі флуориметричним методом за методом Ванга та Харріса

Принцип методу. Визначення базується на реакції окислення тіаміну в тіохром (попередня реакцій) та екстракції тіохрому органічними розчинниками й вимірюванні інтенсивності голубої флуоресценції. Для кількісного визначення тіаміну порівнюють флуоресценцію окислених стандартних і дослідних розчинів тіамінхрому на флуориметрі.

Методика визначення

1. У розділювальну лійку налити 6—8 мл сечі, додати стільки ж ізобутилового спирту й струшувати протягом 2 хв.

2. Промиту сечу (нижній шар) злити у дві сухі розділювальні лійки (по 2 мл) і додати по 1 мл розчину гідроксиду натрію.

3. У дослідну лійку по краплях внести свіжовиготовлений розчин гексаціано-(ІІІ)-ферату калію доти, доки забарвлення не зберігатиметься протягом 30 хв.

4. У дослідну тя контрольну лійки додати В₆ 5 мл дистильованої води, по 10 мл ізобутилового спирту й інтенсивно струшувати протягом 2 хв.

5. Нижній шар сечі злити, а верхній (ізобутанол) зібрати у дві сухі пронумеровані пробірки.

6. У третю розділювальну лійку внести 1 мл робочого стандартного розчину тіаміну та 1 мл води, в четверту – 2 мл дистильованої води.

7. У обидві лійки додати 1 мл розчину гідроксиду натрію, по десять крапель розчину гексаціано-(ІП)-ферату калію, струшувати, долити по 5'мл-води та по 10 мл ізобутанолу, знову струшувати протягом 2 хв.

8. Нижній шар вилити, а верхній зібрати у дві сухі пронумеровані пробірки.

9. Для просвітлення розчинів у всі пробірки – дослідну, стандартну та дві контрольні – додати по 2 мл етанолу.

10. Порівняти інтенсивність флуоресценції дослідної сечі та контролю. Вміст тіаміну визначити на флуориметрі за флуоресценцією тіохрому.

Масову концентрацію тіаміну, мкг, у досліджуваному матеріалі знайти за формулою:

X=C(E_д-E_к)V₀/E_стV₁,

де Х – масова концентрація тіаміну в сечі; С – концентрація тіаміну в 1 мл стандартного розчину (10 мкг), V₁—об'єм сечі, яку було взято для аналізу (2 мл); V₀ – загальний об'єм сечі за добу, мл; E_д Е_к, Е_ст – інтенсивність флуоресценції дослідної, контрольної та стандартної проб.

Реакції відновлення рибофлавіну (вітамін В₂)

Принцип методу. Під час змішування металічного цинку з концентрованою соляною кислотою утворюється водень, який відновлює жовтий рибофлавін спочатку на родофлавін (проміжне сполучення) червоного кольору, а потім на безбарвний лейкофлавін:

Реакції на вітамін РР (антипелагричний, В₅)

Реакція з ацетатом міді

Принцип методу. Під час нагрівання вітаміну РР із розчину ацетату міді утворюється важкорозчинний осад мідної солі вітам ну РР синього кольору:

Реакція з гідросульфітом натрію

Принцип реакції: Вітамін РР відновлюється гідросульфітом натрію з утворенням сполуки жовтого кольору.

Реакція з 2,4-динітрохлорбензолом

Принцип реакції: Вітамін РР під час нагрівання з 2,4-динітрохлорбензолом у лужному середовищі утворює сполуку червоно-фіолетового забарвлення.

Реакції на піридоксин (вітамін В₆)

Реакція з хлоридом заліза

Принцип реакції: Під час взаємодії піридоксину з розчином хлориду заліза рідина забарвлюється в червоний колір завдяки утворенню комплексної солі типу феноляту заліза.

Виявлення піридоксилової кислоти у сечі

Принцип методу. Вітамін В₆ виводиться з організму у вигляді піридоксилової кислоти. Розчин лактону піридоксилової кислоти має синю флуоресценцію в ультрафіолетових променях:

Методика визначення

1. У пробірку налити 0,5 мл сечі та 0,5 мл розчину соляної кислоти.

2. Перемішати, а потім поставити на 20 хв. у киплячу водяну баню для утворення лактону піридоксилової кислоти.

3. Пробірку охолодити, додати три краплини розчину гідроксиду натрію (рН9,0) і розчин тетраборату натрію до половини об'єму пробірки, перемішати.

4. Спостерігати появу синьої флуоресценції в ультрафіолетових променях

Реакції на ціанкобаламін (вітамін В₁₂)

Принцип реакції: Вітамін В₁₂ розкладається внаслідок його плавлення з гідросульфітом калію або під дією сильного окислювача. Кобальт, який входить до складу вітаміну, при цьому звільняється. Його виявляють за допомогою α-нітрозо-β-нафтолу, з яким кобальт утворює комплексну сполуку оранжево-червоного кольору:

Вилучення фолієвої кислоти з дріжджів і її виявлення

Принцип методу. Фолієва кислота добре розчинна в 0,1 моль/л розчину NaOH. Екстрагована фолієва кислота з дріжджів під дією ультрафіолетових променів має інтенсивну блакитну флуоресценцію.

Методика визначення

1. В ступці розітерти 10 г дріжджів із 10 мл 0,1 моль/л розчину NaOH, 2 г кварцового піску протягом 5 хв., потім центрифугувати 15 хв. за 800 g.

2. До десяти краплин надосадової рідини додати 20 краплин концентрованої оцтової кислоти (рН 3,0) і 10 краплин розчину КМnO₄ так, щоб рожеве забарвлення не зникало протягом 10 хв. (якщо забарвлення зникає, слід додати ще кілька крапель КМnO₄).

3. Через 10 хв. надлишок перманганату калію видалити чотирма-п'ятьма краплинами розчину Н₂О₂, а потім додати 4-5 мл 0,005 моль/л розчину NaOH до рН4,0-5,0 (за наявності індикатора).

4. Під час ультрафіолетового опромінення фолієвої кислоти у лужному розчині з'являється інтенсивна голуба флуоресценція.

Реакції на вітамін P (вітамін проникності, цитрин)

Якісні реакції на рутин

Принцип реакції: Хлорид заліза (III) утворює з рутином комплексні сполуки, забарвлені в смарагдово-зелений колір. Концентрована сірчана кислота утворює з флавонами та флавонолами флавілієві солі, розчини яких мають яскраво-жовте забарвлення.

П ід час кислотного гідролізу рутину відщеплюється молекула рутинози. Потім рутиноза розкладається на глюкозу та рамнозу, які мають відновні властивості.

Реакція відновлення кверцетину

Принцип методу. Кверцетин легко відновлюється, утворюючи ціанідин червоно-рожевого або фіолетово-червоного кольору залежно від концентрації кверцетину.

Реакції на аскорбінову кислоту (вітамін с)

Якісна реакція на вітамін С

Принцип методу. Аскорбінова кислота може легко вступати в окисно-відновні реакції й відновлювати 2,6-дихлорфеноліндофенол, гексоціано-(ІП)-ферат калію, нітрат срібла, метиленовий синій. При цьому окислена форма 2,6-дихлорфеноліндофенолу (синього кольору) та метиленовий синій відновлюється на безбарвні лейко-сполуки, а КзFе(CN)₆ —на K₄Fe(CN)₆, який із іонами валентного заліза утворює сіль Fe₄[Fе(СN)₆]₃ синього або зеленого кольору. Реакція відновлення метиленового синього відбувається за рівнянням:

Кількісне визначення вітаміну С за методом Тільманса

Принцип методу. Метод грунтується на здатності аскорбінової кислоти окислюватися 2,6-дихлорфеноліндофеиолом до дегідроаскорбінової кислоти За кількістю 2,6-дихлорфеноліндофенолу, витраченого для титрування, визначають кількість аскорбінової кислоти в досліджуваному матеріалі. Коли весь вітамін С окислиться, розчин, що титрується, набуде рожевого кольору за рахунок утворення не дисоціюючих молекул 2,6-дихлорфеноліндофенолу (в кислому середовищі). У лужному середовищі 2,6-дихлорфеноліндофе-нол має сине забарвлення, в кислому – червоне, а після відновлення знебарвлюється:

Методика визначення

У фарфоровій ступці 1 г харчового продукту ретельно розтирають із кварцовим піском. До розтертої маси додають 9 мл розчину соляної кислоти, відстоюють і через 10 хв. фільтрують. Для кількісного визначення беруть 3 мл фільтрату, вносять у колби й титрують розчином 2,6-дихлорфеноліндофенолу до появи рожевого забарвлення, яке зберігається протягом 30 с.

Масову концентрацію аскорбінової кислоти, мг, розраховують за формулою:

С = QAV_o/V₁a, або х =

де Q – кількість аскорбінової кислоти (0,088 мг), який відповідає 1 мл 0,0005 моль/л розчину 2,6-дихлорфеноліндофенолу; А - кількість 0,0005 моль/л розчину 2,6-дихлорфеноліндофенолу, витрачена на титрування, мл; Vo – загальна кількість екстракту, мл; V1 – об'єм екстракту, взятий для титрування, мл; а – кількість харчового продукту, г.