Univerzitet u NišuMedicinski fakultet

Studijska grupa Strukovni sanitarno-ekološki inženjer

Vitamini, hemijska struktura, uloga i značaj u ishrani čoveka

 

  

Student: Jelena Stojanović 106 SEI Mentor: Prof. dr Slavica Sunarić

Uvod

• Vitamini predstavljaju organska jedinjenja čije je prisustvo potrebno u ishrani čoveka zbog normalnog odvijanja određenih metaboličkih procesa, za normalan rast, održavanje i funkcionisanje ljudskog tela, kao i sprečavanje pojave bolesti koje nastaju njihovim nedostatkom.

• Cilj ovog rada je da se prikažu i opišu hemijske strukture, fizičko-hemijska svojstva, biološka uloga, poremećaji nastali usled viška ili nedostatka vitamina, kao i rasprostranjenost vitamina u različitim tipovima namirnica za ljudsku upotrebu.

• Kratak osvrt dat je i na najsavremenije metode za analizu vitamina u hrani i farmaceutskim preparatima.

Otkriće vitamina

• Termin vitamin prvi put je upotrebio Kazimir Funk 1912. g, kada je i izolovao prvi vitamin iz ljuske pirinča.

• Funk je taj amin, želeći da naglasi njegov životni značaj, nazvao vitamin (lat. vita – život, amin – amino-jedinjenje). Termin je ostao u upotrebi do danas iako se zna da najveći broj vitamina ne pripada grupi amina.

4

Podela vitamina

Liposolubilni vitamini- A, D, E i K.

• Rastvaraju se u mastima i organskim rastvaračima. Mogu se skladištiti u organizmu i njihova uloga vezana je za strukturne funkcije.

Hidrosolubilni vitamini- vitamini B-kompleksa i vitamin C.

• Rastvorljivi u vodi. Ne mogu se skladištiti u organizmu, uglavnom predstavljaju koenzime u ćelijskom metabolizmu.

Liposolubilni vitaminiVitamin A (retinol)

• Svi oblici vitamina A: retinol, retinal i retinoična kiselina i njihovi derivati pokazuju biološka svojstva.

• Vitamin A se nalazi samo u životinjskim tkivima, pre svega u ulju riblje jetre, u jetri sisara, u mlečnim mastima i u žumancetu. Biljke nemaju vitamin A, ali sadrže karotenoide.

• Karoteni su prisutnu u skoro svom povrću, ali pre svega u zelenom, žutom i lisnatom povrću (šargarepa, spanać, kelj, paprika, paradajz) i u voću, a izvanredni izvori su šipak, bundeva, kajsija, pomorandža.

Hemijska struktura najčešća tri oblika vitamina A.

Vitamin D (antirahitični vitamin)

• Svoje efekte vitamin D ostvaruje u različitim tkivima: kosti, tanko crevo, mozak, koža vezujući se za specifične receptore.

• Kvasac, neke gljive, kupus, spanać i ulje

pšenične klice posebno obiluju provitaminom D2. Vitamin D3 i njegov provitamin prisutni su u žumancetu, maslacu, kravljem mleku, u govedini, svinjskoj jetri, životinjskoj masti. Najvažniji izvor vitamina D je prvenstveno riblje ulje iz jetre.

• Nedostatak vitamina D dovodi do osteomalacije, omekšavnje kostiju kod odraslih, a kod dece dovodi do rahitisa.

Struktura vitamina D2(kalciferol) i vitamina D3(holekalciferol).

Vitamin E (tokoferol)• Vitamin E u ćelijama ispoljava različite efekte,a jedni od njih su: povećava biološku aktivnost vitamina A i karotena štiteći nezasićeni bočni lanac od oksidacije, utiče na energetski metabolizam, pozitivno deluje na imuni sistem (uvećava sadržaj T-limfocita).• Sintetiše se jedino u zelenim biljkama. Nalazi se najviše u sojinom i suncokretovom ulju, ulju kukuruznih klica i ulju kikirikija• Ima ga u raznom voću i povrću (grašku, pasulju) i u manjoj količi u mesu, jetri, mleku. • Preparati vitamina E primenjuju se u lečenju hemolitičkih anemija, ateroskleroze, mišićne distorfije, bolesti jetre, a prema nekim naučnicima vitamina E smanjuje proces starenja organizma.

Hemijska struktura vitamina E.

• U prirodi postoje dva vitamina K (vitamin K1 i vitamin K2 ), a vitamin K3

(menadion) je sintetsko jedinjenje.

• Najveća uloga vitamina K u organizmu je koagulacija krvi, odnosno za stvaranje protrombina. Značajan je i za metabolizam kostiju, jer učestvuju u stvaranju koštanog matriksa.

• Najviše se nalazi u namirnicama biljnog porekla, najviše u zelenom povrću kao što su: kupus, spanać, kelj, kopriva, zelena salata. U malim količinama nalazi se i u mleku, ali najveći deo vitamina sintetiše intestinalna bakterijska flora.

Vitamin K (antihemoragički vitamin)

Najčešći oblik vitamina K je filohinon ili vitamin K1 koji se nalazi u namirnicama.

Hidrosolubilni vitamini Vitamin C• Ljudski organizam ne može da sintetiše vitamin C, za razliku od životinja, zbog nedostatka specifičnog enzima koji glukozu pretvara u askorbinsku kiselinu.• Vitamin C sa vitaminom A i vitaminom E ubraja se u antioksidanse jer štiti ćelijske sisteme od produkcije slobodnih radikala.• Najbolji izvori vitamina su sveže voće i povrće, plodovi šipka, kupus, paprika, limun, narandža. U preradi hrane postoji mnogo tehničkih koristi od askorbinske kiseline. Koristi se da bi se sprečilo tamnjenje i prebojenost voća i povrća, kao antioksidant u mastima, ribljim i mlečnim proizvodima.

Hemijska struktura vitamina C (askorbinska kiselina)

Vitamin B1 (tiamin)

• Tiamin se putem hrane unosi u vidu različitih fosforilisanih oblika ili kao slobodan. Neophodan je stalan unos tiamina jer se ne skladišti u većim količinama u organizmu. • Najviše je zastupljen u žitaricama (pirinač, pšenica, mekinje), zatim ga ima u grašku, pivskom kvascu, u jetri, mozgu. Kvasac je prirodni koncentrat tiamina i drugih vitamina B kompleks.• Svoju ulogu u metaboličkim procesima tiamin ostvaruje kao koenzim tiamin pirofosfat (TPP). To je glavni oblik tiamina koji služi kao koenzim u mnogim enzimskim reakcijama.

Hemijska struktura vitamina B1 (Tiamin)

Vitamin B2 (riboflavin)

• Vitamin B2, odnosno riboflavin ili laktoflavin, igra veoma važnu ulogu u metabolizmu ugljenih hidrata, masti i belančevina, tj. neophodan je za oslobađanje organizmu neophodne energije.

• U najvećoj meri nalazi se u namirnicama životinjskog porekla: sir, mleko, jaja, jetra, meso, riba. Nalazi se i u namirnicama biljnog porekla kao što su pasulj, žitarice, povrće.

• Najbolji izvor je mleko (koje se pakuje u neprovidnu ambalažu zbog njegove fotosenzitivnosti).

Slika 8. Hemijska struktura vitamina B2 (ribflavin)

Vitamin B3 (PP-faktor, niacin)

• Vitamin B3 u prirodi se nalazi kao nikotinska kiselina-niacin i kao amid nikotinske kiselina- niacinamid. Važno je da se niacin u ljudskom organizmu može formirati iz esencijalne aminokiseline triptofan i to u odnosu 60mg stavara 1mg niacina.

• Kako je triptofan esencijalna aminokiselina mora se unositi putem životinjskih proteina koji su bogati triptofanom, a to su: meso, jetra, žumance, jaja, mleko.

• Deficit niacina dovodi do pojave pelagre zbog čega je dobio naziv "pellagra preventive factor" – PP faktor.

Nikotinska kiselina-niacin i nikotinamid-niacinamid

Vitamin B6 (Piridoksin)• U prirodi postoje tri oblika, a to su: piridoskin, piridoksal i piridoksamin.

• U hrani životinjskog porekla najviše se nalazi u mesu, ribi i jajima, a u hrani biljnog porekla najviše se nalazi u grašku, soji, žitaricama.

• Kako se deficit vitamina B6 negativno odražava na proizvodnju limfocita i delovanje antitela na razne antigene, ovaj vitamin je vrlo važan za zdravlje imunološkog sistema.

Struktura piridoksina, pridoksala i piridoksamina

Vitamin B12 (kobalamin, antiperniciozni vitamin)

• Kobalamin sintetizuju bakterije, ali se nalazi i u jetri životinja kao metilkobalamin ili hidroksikobalamin. Cijanokobalamin je najstabilniji oblik vitamina B12.

• Mikroflora preživara sintetizuje vitamin B12 u neophodnim količinama, za čoveka su stoga osnovni izvori vitamina B12 proizvodi životinjskog porekla: jetra, bubrezi, srce, mišići, govedina i svinjetina.

• Nedostatak vitamina B12 se često javlja, verovatno postoji veliki broj ljudi koji pati od ovog nedostatka, a da toga nisu ni svesni. Ljudi koji se hrane vegetarijanski i makrobiotički su posebno skloni deficitu ovog vitamina, pa se često pribegava dodatnom unošenju istog.

Struktura vitamina B12 ima dve glavne komponente a to su korinski prsten i pseudonukleotid.

Metode analize vitamina u namirnicama

• U analizi vitamina kako u prehrambenim tako i u biološkim uzorcima vrlo često se određuje sadržaj svih oblika u kojima je dati vitamin prisutan ili se određuje koncentracija jednog (najreprezentativnijeg) oblika.

• Jedna od najboljih savremenih instrumentalnih metoda za identifikaciju i određivanje sadržaja vitamina kako u hrani tako i u farmaceutskim preparatima je tečna hromatografija visokog učinka (HPLC-high performance liquid chromatography).

Na slici prikazan je hromatogram dobijen HPLC analizom vitamina rastvornih u vodi iz vitaminskih tableta.

Na slici prikazan je hromatogram dobijen NP-HPLC analizom tokoferola (vitamini rastvorni u mastima) iz margarina.

Zaključak

• Vitamini su biološki aktivne supstance koje predstavljaju normalne sastojke hrane. Imaju značajnu ulogu u kontroli rasta, razvoja i ukupnog zdravstvenog stanja organizma.

• Raznovrsnom ishranom mogu se obezbediti, za ljudski organizam, potrebne količine vitamina.

• Cilj ovog rada je da se razmotre trenutna saznanja i preporuke o potrebama ljudskog organizma za vitaminima, kao i da se pruže tačne informacije o značaju upotrebe namirnica koje su bogate vitaminima, kao i značaj primene raznovrsnih namirnica u ishrani čoveka.

Hvala na pažnji!