KURZUS: Élelmiszer-kémia

MODUL: V. modul

5. lecke: Vitaminok

A vitaminok olyan szerves vegyületek, amelyeket az emberi szervezet nem tud elegendő mennyiségben szintetizálni, energiát nem szolgáltatnak, de kis mennyiségben az anyag- és energiaforgalomhoz nélkülözhetetlenek. A vitaminok egy része a szervezetben fehérjékhez kapcsolódik, és enzimként vesz részt a biokémiai folyamatokban. Ezeket a vitaminokat prosztetikus vitaminoknak nevezik, mivel ezek az enzimek koenzimjébe vagy prosztetikus csoportjába beépülve fejtik ki hatásukat. A vitaminok másik csoportját induktív vitaminoknak hívják, amelyek szintén nélkülözhetetlenek az élő szervezet számára. Hipovitaminózisnak nevezzük azt az állapotot, ha a táplálékból valamelyik vitamin hosszabb ideig hiányzik. A hipovitaminózis súlyosabb változata az avitaminózis, amikor a vitaminhiány már betegséget okoz. Különösen a zsíroldható vitaminok sokszoros túladagolása hipervitaminózishoz vezethet, ami kóros tünetekben nyilvánulhat meg.

Megkülönböztetünk zsiradékban oldódó vagy zsíroldható vitaminokat (A-, D-, E-, K-vitaminok), és vízoldható vitaminokat (B1-, B2-vitamin, nikotinsavamid, B6-vitamin, pantoténsav, folsav, biotin, B12-, B15-vitamin, U-vitamin, C-vitamin). Provitaminoknak hívjuk azokat a biológiai aktivitás nélküli vegyületeket, amelyek a szervezetben vitaminokká tudnak alakulni. Az antivitaminok ezzel szemben azok a vegyületek, amelyek a vitaminok antagonistái, és amelyek a koenzimként működő vitaminok hatását korlátozzák pl. úgy, hogy hasonló molekulaszerkezetük révén az enzimből kiszorítják a vitamint.

A-vitamin hiányában szürkületi vakság vagy farkasvakság alakul ki, mivel csökken a szem sötétséghez való alkalmazkodási készsége. Hiányában a hámsejtek fokozottan elszarusodnak, a bőrfelület kiszárad, ezért hámvédő vitaminnak is nevezik, amely a bőr és a nyálkahártya ép állapotban tartásához szükséges, és védi a szervezetet az itt behatoló kórokozókkal szemben.

A D-vitamin (kalciferol) a kalcium és a foszfor felszívódását és a csontokba való beépülését szabályozza. D-vitamin hiányában az angolkórnak (rachitis) nevezett tünetcsoport alakul ki.

Az E-vitaminok (tokoferolok, tokotrienolok) antioxidáns hatású vegyületek, az esszenciális zsírsavakat és a membránlipideket védik az oxidációtól.

A K-vitaminok (fillokinon) hiánya súlyos vérzékenységet okoz, ami elsősorban a gyomor- és bélrendszerben léphet fel. A vérző sebek nem hegednek be, a véralvadás elmarad, mert a véralvadáshoz szükséges fehérjét, a protrombint a máj nem képes megfelelő mennyiségben szintetizálni.

A B-vitamin-csoport első tagja a B1-vitamin (tiamin, aneurin), amelynek hiánya a beriberi betegséget okozza. A B1-vitamint szerkezete alapján tiaminnak is nevezik, a molekulában ugyanis egyrészt kén, másrészt aminocsoport található. Antineuritiszes hatása miatt aneurinnak is hívják. A B-vitamin-csoport leghőérzékenyebb tagja.

A B2-vitamin a flavinok csoportjába tartozó színes vegyület. Mivel a tejben is előfordul, ezért néha laktoflavinnak is nevezik.

A B6-vitamin (piridoxin) hipovitaminózisa a fehérje-anyagcserében okoz zavarokat. Feleslege inaktív piridoxinsavvá oxidálódik, és a szervezetből kiürül.

Az emberi szervezetben a B12-vitaminra (kobalamin) a normális növekedéshez, az egészséges idegállapothoz és a vérképzéshez van szükség. Sok fontos folyamatban (tiaminszintézis, egy szénatomos egységek redukálása, a propionsav metabolizmusa stb.) koenzimként vesz részt.

A B15-vitamin (pangaminsav) az élő szervezet fontos metilezőszere. Fiziológiai jelentősége a sejtek és szövetek oxigén-anyagcseréjének elősegítésében, továbbá méregtelenítő és lipotróp hatásában van. Azokat az anyagokat nevezzük lipotróp hatásúaknak, amelyek megakadályozzák egyes szervek (máj) elzsírosodását.

A nikotinsavamid (PP-vitamin, niacin) hiánybetegsége a pellagra. A niacin nagyon elterjedt a természetben, hisz koenzim formájában minden élő sejtben előfordul. Sok található a gabonamagvak héjában, az élesztőben, a májban, a vesében, az állatok és a halak húsában, a tejben, a tojásban és a zöldségfélékben.

A folsav (pteroil-glutaminsav) zöld növények leveleiben fordul elő nagy mennyiségben. Az emberi szervezetben hiánya vészes vérszegénységet okoz.

A biotin (H-vitamin) avitaminózisa étvágytalanságot, bőrgyulladást, a szőrzet kihullását és a bőrfelület elzsírosodását idézi elő.

A C-vitamin (aszkorbinsav) és egyes bioflavonoidok együttes hiánya okozza a skorbutot. Elősegíti a vas és kalcium felszívódását.

Az U-vitamin (S-metil-metionin) gátolja és gyógyítja a gyomorfekélyt, csökkenti a vérszérum zsír- és koleszterinszintjét.

Önellenőrző kérdések I.
1. Hogy hívjuk, ha a vitaminhiány betegséget okoz?
hipovitaminózis
avitaminózis
hipervitaminózis
2. Melyik vitamin a laktoflavin?
folsav
biotin
B2
B6
Elvégzendő gyakorlatok
1. C-vitamin hatása

a) Szükséges anyagok: aszkorbinsav, jódtinktúra, 1%-os keményítőoldat

Eszközök: kémcső, cseppentő

Végrehajtás: Mindkét kémcsőbe tegyünk 2cm3 keményítő-oldatot, majd az egyikhez adjunk kevés aszkorbinsavat. Mindkettő kémcsőbe cseppentsünk jódtinktúrát.

Beadandó: Milyen kémiai folyamattal magyarázza a történteket?

b) Szükséges anyagok: aszkorbinsav, alma

Eszközök: cseppentő, kés

Végrehajtás: Vágjon 2 almaszeletet, egyikre cseppentsen aszkorbinsav-oldatot. Gyakorlat végén nézze meg az almákat.

Beadandó: A tapasztaltak magyarázata.

2. Citrom C-vitamin tartalmának meghatározása

Szükséges anyagok: 4 mol/dm3-es CH3COOH oldat, 0,05 mol/dm3-es I2 mérőoldat, 1%-os keményítőoldat, desztillált víz

Eszközök: büretta, szűrőállvány, 3db Erlenmeyer lombik, főzőpohár, vegyszeres kanál, Bunsen égő, vasháromláb, mérőhenger, hőmérő

Végrehajtás: A citrom levét nyomkodja ki, mérje meg, majd mindhárom lombikba ugyanannyit tegyen belőle. A lombikokhoz 100 cm3 forró, de nem forrásban lévő desztillált vizet adjon (max. 90 °C!) és 2 percig lassan melegítse. Vigyázzon, hogy a lombikokat ne forralja, mert az aszkorbinsav elbomlik! A lombikokhoz 1 cm3 4 mol/dm3-es ecetsav-oldatot adjon, ismét melegítse 1 percig, majd csapvíz alatt hűtse le őket. A lombikok tartalmát I2 oldattal titrálja keményítő indikátor mellett. A három párhuzamos mérésből kiszámíthatja a citrom C-vitamin tartalmát, majd a kapott értéket átlagolja és az eredményt mg C-vitamin/g citrom értékben adja meg.

Beadandó: Számítsa ki a citrom C-vitamin tartalmát, valamint a 3 mérést táblázatban ábrázolja!

mcitrom = g
c(I2) = mol/dm3
n(I2) = c(I2) × Vfogyás
n(I2) = n aszkorbinsav
m aszkorbinsav = n aszkorbinsav × M aszkorbinsav

3. Narancslevek C-vitamin tartalma

Szükséges anyagok: többféle narancsital, desztillált víz, 0,0001 mol/dm3 NaOH-oldat, univerzál indikátoroldat, vöröskáposztalé, fenolftalein indikátor

Eszközök: főzőpohár, kémcső, pipetta, mérőhenger, lombik, büretta, Bunsen-égő, vasháromláb

Végrehajtás: 1. Mindegyik narancsitalból tegyen 5 ml-t a lombikokba, cseppentsen hozzájuk fenolftalein indikátort, majd NaOH-oldattal átcsapásig titrálja azokat. Jegyezze fel a fogyott mennyiségeket, és számítsa ki a C-vitamin tartalmat!

2. Lilakáposzta leveleket tépjen össze, helyezze főzőpohárba, majd öntsön rá desztillált vizet. Bunsen-égő segítségével forralja, míg a színanyagok ki nem oldódnak. 6 kémcsőbe öntsön 2-2 ml-t a narancsitalokból, majd hígítsa mindegyiket 5 ml-ig desztillált vízzel. Ezután pipettázzon a káposztaléből 3-3 cm3-t 3 különböző kémcsőbe. A többihez univerzál indikátort adjon. Fényképezze le az eredményt!

Beadandó: A titráláskor kapott értékek segítségével számítsa ki az egyes italok C-vitamin tartalmát!