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!