A1; А2; А3 — антиксерофтолмический витамин–аксерофтол; каротин (провитамин А)
Физико-химические свойства: В теле животных образуется из каротина. Желтые кристаллы, растворимые в жирах и жирорастворителях, легко окисляются.
Признаки недостаточности: Ороговение эпителия слизистых оболочек, приводящее к болезни глаз (ксерофталмия), Дыхательных и мочеполовых путей, прохолостению и снижению плодовитости. Потеря устойчивости против заболеваний. Задержка роста у молодых животных. Потребность в среднем на одну голову 2 мг в день.
Источники витамина: Листья и цветы растений, красная морковь, тыква, силос из бобовых и кукурузы, желтая кукуруза, молоко, рыбий жир, концентраты витамина А.
D1; D2; D3 — антирахитический витамин — кальцеферол D2 и дельстерин D3
Физико-химические свойства: D2– растительная форма, образующаяся при облучении эргостерина;
Животная форма, образующаяся из 7-дегидрохолестерина. Активность D3 выше, чем D2. He разрушается при нагревании. Растворяется в жирах.
Признаки недостаточности: Рахит, нарушение кальциевого и фосфорного обмена. У взрослых животных размягчение костей (остеомаляция).
Источники витамина: Рыбий жир, сено, высушенное на солнце, концентраты витамина D.
Е — антиетерильный витамин–токоферол
Физико-химические свойства: Вещество, растворимое в жирорастворителях. Термоустойчив, разрушается при пpoгоркании жира.
Признаки недостаточности: Нарушение функций размножения. Рассасываются эмбрионы, задерживается спермообразование. Интокси-кацит на почве нарушения жирового обмена. Наличие витамина Е способствует лучшему усвоению витамина А.
Источники витамина: Цельное зерно, люцерновая мука, зеленые корма, растительные масла, концентраты витамина Е.
К — витамин коагуляции крови, анигеморрагический — филлохинон
Физико-химические свойства: Маслянистое вещество, растворимое в жирах; разрушается под действием света и щелочей.
Признаки недостаточности: Геморрагия. Внутримышечные кровоизлияния. Кровоточивость на почве снижения концентрации протромбина и тробиботропина в крови.
Источники витамина: Зеленые корма, цельное зерно, люцерновая и соевая мука, растительные масла. Концентрат витамина К «менадион»
B1 –тиамин, аневрин — анти-невритический витамин
Физико-химические свойства: Белые кристаллы, водорастворимы. Легко разрушаются при нагревании в щелочной среде. Кофермент карбогидразы.
Признаки недостаточности: Полиневрит. Токсикоз нервной системы на базе нарушения углеводного обмена. Частичжая дегенерация периферических нервных волокон. Судороги и параличи.
Источники витамина: Дрожжи, цельное зерно, отруби, морковь, салат, люцерновое сено, зерно бобовых; концентрат витамина B1.
В2 — рибофлавин, лактофлавин
Физико-химические свойства: Криcталлическое вещество, растворимое в спирте и воде. Легко разрушается в щелочном растворе на свету. Флюоресцирует. Является коферментом цитохромоксидазы.
Признаки недостаточности: Арибофлавиноз. Поражение костей и слизистых оболочек, нарушение нервной системы. Задержка роста организма и волос. Нарушения жирового, углеводного и белкового обмена, расстройства пищеварения.
Источники витамина: Молоко, проращенное зерно, мясная и рыбная мука, люцерновая мука, дрожжи, морковь, зеленые корма, концентрат витамина В2.
В6 — адермин, пиродоксин
Физико-химические свойства: Растворимые в воде бесцветные кристаллы. Обладает высокой термостабильностью.
Признаки недостаточности: Недостатки белкового, жирового и углеводного обмена. Задержка роста, конвульсии с параличами.
Источники витамина: Дрожжи, отруби, люцерна, соя, арахис, мясная и рыбная мука, концентрат витамина В6.
B12 — цианкобаламин — противоанемический и кроветворный фактор
Физико-химические свойства: Красные кристаллы, хорошо растворимые в воде и алкоголе. Содержит 4,35% кобальта. Связан с синтезом ауреомицина
и возможно некоторых незаменимых аминокислот.
Признаки недостаточности: Расстройство белкового обмена. Анемия, резкая задержка роста, развития и скороспелости. Повышает биологическую ценность растительных протеинов.
Источники витамина: Рыбная и мясная мука, молоко, отходы производства антибиотиков, концентрат витамина В12.
Витамины представляют собой белые, кристаллические порошки без запаха, кислого вкуса. Температура плавления 190-193 С (с разложением). Удельное вращение от +22 до +24 (2%-ный водный раствор). Раствор кислоты аскорбиновой в буферном растворе имеет максимум поглощения при 265 нм. В кристаллической форме кислота аскорбиновая устойчива. Она легко растворима в воде, медленно растворима в этаноле, и практически нерастворима в эфире, бензоле и хлороформе. Синтезируется растениями из галактозы.
2.4.Химические свойства витаминов
Аскорбиновая кислота существует в двух формах: цис и транс-изомерии.
В растворах под действием слабых окислителей различной природы она окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты:
2.5. Распространение в природе
Витамины встречаются в растениях практически всех семейств. Почти все растения способны биосинтезироваться растениями. При этом концентрации одних витаминов (группа В, кислоты фолиевая, пантотеновая) в большинстве растений невелики и примерно одинаковы, других (витамины К, кислота никотиновая, биотин, токоферолы) – существенно отличаются, но остаются небольшими. В высоких концентрациях способны накапливаться только кислота аскорбиновая (витамин С), каротиноиды (провитамин А) и некоторые флавоноиды (рутин, кверцетин), относимые к витамину Р.
Витамины локализуются в зеленых частях растений, цветках, плодах (витамины С, Р, каротин) и в семенах (витамины Е и Р).
Водорастворимые витамины находятся в растворенном состоянии в клеточном соке, жирорастворимые витамины включены в пластиды и алейроновые зерна.
Каротины находятся в хромопластах – пластидах плодов, цветков и других частей растений, они находятся в виде водорастворимых белковых комплексов или в капельках масла.
Содержание витаминов в растениях зависит от генетических особенностей видов и от условий среды.
Например: витамином С у трав наиболее богаты листья, затем в убывающем порядке идут цветки, почки, прилистники, плоды, корни, черешки, стебли.
В листьях верхних ярусов витамина С больше, чем в нижних.
В плодах наблюдается следующая закономерность накопления витаминов:
Витамин С и каротин – максимальное количество содержится в фазу полной зрелости;
Витамин Р – максимум, когда плоды сформировались и достигли половины своих размеров.;
В период формирования семян содержание витамина Р резко уменьшается.
Изучено влияние факторов внешней среды на накопление витамина С и каротина.
В границах ареала растений в северных районах произрастания накапливается больше аскорбиновой кислоты, а в южных районах – больше каротиноидов.
Повышение температуры воздуха способствует накоплению каротиноидов, а при понижении температуры, т.е. в прохладный сезон, накапливается меньше витамина С. Увеличение влажности, способствует накоплению витамина С и каротиноидов, но избыток влаги действует отрицательно.
Накоплению витамина С способствуют увеличение освещенности, азотные и комплексные удобрения, почвы плодородные, легкие, суглинистые и супесчаные. Культура и селекция приводит к снижению накопления витамина С и каротина.
Пантотеновая кислота (витамин В3) открыта Р. Вильямсом в 1933 г. Она была им охарактеризована как стимулятор роста дрожжей. Название свое витамин В3 получил от греческого термина "вездесущий", так как пантотеновая кислота была обнаружена почти во всех растительных и животных тканях. Хорошими источниками витамина В3 являются дрожжи, отруби риса, печень. В печени содержание пантотеновой кислоты составляет 10 мг в 1 кг. В 1939 г. было установлено, что цыплячий фактор и пантотеновая кислота идентичны. При недостатке пантотеновой кислоты цыплята заболевают пеллагрой; вследствие этого пантотеновая кислота вначале была названа цыплячьим фактором . Установлено, что добавление в рацион домашней птицы этого фактора приводит к значительному увеличению их массы и к повышению яйценоскости. В 1945–1947 гг. Липманом с сотрудниками был открыт коэнзим А (от слова ацетилирование), участвующий в ацетилировании холина в ацетил-холин и в других реакциях ацетилирования, причем было доказано, что зтот коэнзим содержит пантотеновую кислоту. Дальнейшее изучение показало, что в состав молекулы коэнзима А входят монофосфорный эфир пантотеновой кислоты, адениннуклеотид и 2-меркаптоэтиламин. Кофермент А также участвует в окислительном распаде жирных кислот и играет большую роль в образовании фосфолипидов. Пантотеновая кислота благоприятно влияет на водный обмен, на усвоение глюкозы. Имеется также указание на ее защитные действия при радиоактивном облучении. Таким образом, пантотеновая кислота имеет широкие перспективы применения в профилактической и клинической практике, а также в сельском хозяйстве. Суточная потребность человека в пантотеновой кислоте составляет 5–12 мг . При конденсации пантотеновой кислоты с -меркаптоэтиламином образуется пантотетин, который в 100 раз активнее пантотеновой кислоты
Пантотеновая кислота представляет собой производное -аланина и пан-толактона (-окси-,-диметил–бутиролактона).
Химическая формула пантотеновой кислоты
Пантотеновая кислота имеет один асимметрический атом углерода (обозначен звездочкой), вследствие чего она имеет два оптических антипода D(+) и L(-) и рацемат.
Биологической активностью обладает правовращающая D(+)-пантотеновая кислота, левовращающая – биологически неактивна. Рацематическая пантотеновая кислота обладает 50% активности правовращающей пантотеновой кислоты.
D(+)-Пантотеновая кислота — маслянистое вещество, растворимое в воде., спирте, уксусной кислоте, нерастворима в хлороформе, бензоле удобнее употреблять в виде кристаллических солей натрия и кальция. D-Пантотенат кальция имеет температуру плавления 193,5–195° С; хорошо растворим в воде, нерастворим в органических растворителях, мало в спирте. Кристаллы обладают гигроскопичностью.
D-Пантотенат натрия представляет собой сильно гигроскопические иглы с температурой плавления 121–122° С (с разложением)/
Пантотеновая кислота была идентифицирована следующими реакциями: этерификация ее метиловым спиртом или диазометаном дает сложный эфир, который омыляется с освобождением пантотеновой кислоты
Образование монометилового эфира указывает на то, что пантотеновая кислота одноосновная. При ее ацилировании образуется диацильное производное, что свидетельствует о наличии в молекуле двух гидроксильных групп:
При щелочном гидролизе пантотеновая кислота расщепляется на -аланин и , -диокси-, -диметилмасляную кислоту по схеме:
Диоксикислота была выделена в виде кристаллического оксилактона после нагревания подкисленного раствора н его экстракции . Строение оксилактона, как -окси-, -диметил–бутиролактон, было доказано превращением его в а, а-димстнл-р-окснпронионопую кислоту.
Таким образом, к 1940 г. было окончательно установлено строение пантотеновой кислоты. В соответствии со своей химической структурой пантотеновая кислота может образовать простые и сложные эфиры по окси- и карбоксильным группам, хлор ангидриды, амиды и другие соединения. С холином образует комплекс, обладающий; биологическими свойствами обоих витаминов. Устойчива к кислороду воздуха. Наиболее важное биокаталитическое действие пантотеновая кислота проявляет в составе коферментных и ферментных систем (реакции ацетилирования хо-лина, уксуоной кислоты, аминов, спиртов). Простейшим биологически активным коферментом является пантетеин, который представляет собой продукт конденсации пантотеновой кислоты и 2-меркапто-этиламина и имеет следующую химическую структуру
Пантетеин является ростовым фактором молочнокислых бактерий .
Самым ответственным и наиболее сложным по химической структуре биологически активным производным пантотеновой кислоты является кофермент А, катализирующий различные реакции переноса и присоединения ацильных остатков в процессах жирового и углеводного обмена. Активной группой кофермента, осуществляющей эти реакции, является сульфогидрильная группа 2-меркаптоэтиламина. Строение кофермента А было изучено реакциями его гидролитического расщепления; на основании полученных данных установлена следующая химическая формула:
Из химической формулы видно, что в коферменте А пантотеновая кислота карбоксильной группой связана с 2-меркаптоэтиламином, а -оксигруппой с трифосфонуклеозидаденином.