В растительной продукции. Вещества, обладающие Р-витаминной активностью, впервые были выделены из лимона, поэтому получили название цитрина

 

Вещества, обладающие Р-витаминной активностью, впервые были выделены из лимона, поэтому получили название цитрина. Действие этих веществ на биохимические процессы в организме тесно связано с аскорбино-вой кислотой. К комплексу витамина Р относят флавоноидные соединения, относящиеся к катехинам, флаванонам и флавонолам. Наиболее высокой Р-витаминной активностью обладают катехины, относящиеся к группе восстановленных флавоноидных соединений.

Катехины благодаря наличию двух асимметрических атомов углерода в составе кислородсодержащей циклической группировки присутствуют в растениях в виде четырёх пространственных изомеров, содержащих в качестве заместителей гидроксильные группы. Строение катехинов можно представить следующей формулой:

(R₁ – Н, R₂ – Н или ОН)

В растениях наиболее распространены катехин (правовращающий) и эпикатехин (левовращающий), у которых радикалы R₁ и R₂ замещены на водород. В меньшем количестве содержатся галлокатехин (правовращаю-щий) и эпигаллокатехин (левовращающий), у них радикал R₁ замещается на Н, R₂ – на гидроксил. Значительная часть катехинов связывается в виде эфиров с галловой кислотой, которая взаимодействует с гидроксилом циклической кислородсодержащей группировки (R₁ замещается на остаток галловой кислоты).

Довольно высокой Р-витаминной активностью обладают также флаво-ноидные соединения, содержащиеся в растениях в виде гликозидов, – гесперидин и рутин. Молекулы гесперидина образованы из остатков a-L-рамнозы, b-D-глюкозы и метоксифлаванона – гесперетина, соединенных О-гликозидными связями:

Рутин представляет собой a-L-рамнозил-b-D-глюкозилпроизводное флавонола кверцетина:

Вещества, относящиеся к комплексу витамина Р, принимают участие в окислительно-восстановительных реакциях. Благодаря их легкой окисля-емости они предохраняют от окисления другие соединения. Вследствие недо-статка витамина Р понижается упругость кровеносных сосудов и проницае-мость капилляров, что является причиной точечных кровоизлияний. Суточ-ная потребность человека в витамине Р – 25-50 мг.

Много этого витамина содержится в растительных продуктах, богатых аскорбиновой кислотой – чёрной смородине, сладком перце, плодах цитрусо-вых. Однако известны растительные продукты с низким содержанием аскорбиновой кислоты, но богатые цитрином – чайный лист, некоторые сор-та яблок, зерно гречихи. При хранении и переработке плодоовощной продук-ции потери веществ, обладающих Р-витаминной активностью, существенно ниже, чем аскорбиновой кислоты.

Содержание витамина Р в некоторых растительных продуктах находится в следующих пределах, мг%:

Яблоки	20-45	Капуста и корнеплоды	30-50
Баклажаны, красный перец, листовые овощи	50-250	Вишня	100-250
Черная смородина	до 1000	Клюква	200-300

 

Катехины содержатся во многих плодах и ягодах – яблоках, грушах, айве, персиках, абрикосах, вишне, землянике, смородине, малине, бруснике и др. Особенно много катехинов накапливается в молодых побегах чайного растения (до 30% от сухой массы).

Гесперидина очень много содержится в плодах цитрусовых – лимонах, апельсинах, мандаринах, причём наиболее богата гесперидином кожура цитрусовых плодов. Рутин в большом количестве найден в коре дуба, чайном листе, листьях яблони, листьях и плодах гречихи, хмеле, ягодах винограда. По витаминной активности гесперидин и рутин уступают катехинам.

Принцип метода. Определение флавоноидных веществ, обладающих Р-витаминной активностью, основано на окислении их перманганатом калия с использованием в качестве индикатора индигокармина, который после окисления флавоноидов даёт с перманганатом калия жёлтое окрашивание.

Оборудование. Весы лабораторные, фарфоровые ступки с пестиками диаметром 6-8 см; колбы конические термостойкие на 150 мл; воронки диаметром 6-8 см; дозирующие пипетки на 10 мл; мерные цилиндры на 10 мл; фильтры бумажные; мерные колбы на 1 л.

Реактивы. Дистиллированная вода; перманганат калия (в виде фиксанала); индигокармин; концентрированная серная кислота.

Приготовление растворов. 0, 01 М раствор перманганата калия: в мерной колбе на 1 л готовится из фиксанала 0, 1 М водный раствор перманганата калия, из которого при разбавлении дистиллированной водой получают 0, 01 М раствор.

Раствор индигокармина: 1 г индигокармина помещают в стакан из термостойкого стекла и растворяют в 50 мл концентрированной серной кислоты, затем полученный раствор количественно переносят в мерную колбу на 1 л, заполненную на 0, 7 объёма дистиллированной водой; после перемешивания и охлаждения объём раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр.

Ход определения. Навеску растительного материала 1 г (вегетативная масса растений, овощи, плоды, ягоды) растирают в фарфоровой ступке с небольшим количеством кварцевого песка до получения однородной массы и количественно переносят в коническую колбу из термостойкого стекла с использованием 50 мл дистиллированной воды. Полученную смесь кипятят в течение 5 минут, охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр в другую коническую колбу.

Для титрования берётся 10 мл фильтрата, к которому в конической колбе на 150 мл добавляют 10 мл дистиллированной воды и 5 капель раствора индигокармина, дающего синее окрашивание титруемого раствора. Полученный раствор титруют из бюретки 0, 01 М раствором перманганата калия до появления устойчивой жёлтой окраски, не исчезающей в течение 30 секунд.

Обработка и оценка результатов. Содержание витамина Р вычисляют по следующей формуле:

0, 0064 ∙ V ∙ 50 ∙ 100

Х = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾,

10 ∙ Н

 

где Х – содержание витамина Р в пересчёте на рутин, мг%;

0, 0064 – количество мг флавоноидов в пересчёте на рутин, которое окисляется при добавлении 1 мл 0, 01 М раствора перманганата калия;

V – объём 0, 01 М раствора перманганата калия, затраченный на титрование, мл;

50 – общий объём раствора витамина Р, полученного из растительной пробы, мл;

100 – коэффициент пересчёта содержания витамина Р в мг%;

10 – объём раствора витамина Р, взятый для титрования раствором перманганата калия, мл;

Н – навеска растительного материала, г.

Полученный результат сравнивают с литературными данными и результатами анализа других образцов, представляющих собой разные растительные продукты. На основе выполненного анализа даётся оценка качества данного растительного продукта по содержанию витамина Р.

Контрольные вопросы

1. Какие флавоноидные соединения относятся к комплексу витамина Р?

2. Какова биологическая роль витамина Р?

3. В каких растительных продуктах содержится много катехинов?

4. Какие растительные продукты богаты гесперидином и рутином?

5. В чём состоят особенности метода определения в растительных продуктах витамина Р?

6. По какой методике проводится выделение из растительных проб флавоноидных веществ, обладающих Р-витаминной активностью, и титрование витаминного экстракта раствором перманганата калия?

7. Как выполняется расчёт содержания витамина Р в растительной продукции?

 

Словарь терминов

 

Активаторы ферментов – вещества или ионы, повышающие катали-тическую активность ферментов.

Активность ферментов – способность ферментных молекул осуществлять каталитическое действие.

Активный (каталитический) центр фермента – участок молекулы фермента, с которым взаимодействует субстрат в ходе ферментативной реакции.

Алкалоиды – продукты обмена веществ большой группы раститель-ных организмов, обладающие сильным физиологическим действием на орга-низмы человека и животных и включающие в своём составе азотистые гетероциклические, а в отдельных случаях ароматические (горденин, эфедрин) и стероидные (соланидин, соласодин) группировки.

Альбумины – водорастворимые белки.

Амилазы – ферменты, катализирующие гидролиз гликозидных связей в молекулах крахмала.

Амилоза – полисахарид крахмала, имеющий неразветвлённую цепь моносахаридных остатков α -D-глюкозы, соединённых α (1→ 4)-связями.

Амилопектин – полисахарид крахмала, имеющий разветвлённую цепь моносахаридных остатков α -D-глюкозы, которые в линейной цепи соединя-ются α (1→ 4)-связями, а в точках ветвления α (1→ 6)-связями.

Аминопептидазы – протеолитические ферменты, катализирующие гидролитическое отщепление аминокислотных остатков от N-концов полипептидов.

Аскорбиновая кислота (витамин С) –водорастворимый витамин, проявляющий биологическую активность в виде L-формы и участвующий в реакциях гидроксилирования, в ходе которых происходит включение кислорода воздуха в различные органические субстраты. Витамин С не синтезируется в организме человека и поэтому должен поступать в организм с пищей. При его недостатке наблюдается нарушения обмена веществ, связанные с ослаблением реакций гидроксилирования, которые вызывают повышенную утомляемость организма, головную боль, кровоизлияния и расшатывание зубов. Длительное отсутствие в пище человека аскорбиновой кислоты приводит к заболеванию цингой.

Аскорбиногены – химические вещества, в которых аскорбиновая кислота содержится в связанной форме и может высвобождаться при их гидролизе.

Ацилглицерины – сложные эфиры глицерина и жирных кислот.

Белки – биополимеры, молекулы которых образуются из остатков протеиногенных аминокислот, соединённых пептидными связями.

Белковые ингибиторы ферментов – белковые молекулы, способные образовывать с ферментами неактивные комплексы.

Биологическая ценность белков – показатель, выражающий сбалансированность белков по содержанию незаменимых аминокислот.

Вещества вторичного происхождения (вторичные метаболиты) – органические вещества в основном растительного происхождения, которые синтезируются в специальных ответвлениях биохимических путей, не подвергаются интенсивным превращениям, но определяют специфику обмена веществ у определённых групп растений.

Витамины – биологически активные вещества, строго необходимые для жизнедеятельности организмов в небольших количествах. Биологическая активность витаминов заключается в том, что они входят в качестве активных группировок в состав ферментов.

Газоудерживающая способность теста – способность хлебопекарного теста удерживать диоксид углерода, выделяющий при спиртовом брожении, за счёт упруго-эластичных свойств клейковины и обеспечивать нормальную пористость хлебного мякиша.

Гемы – простетические группы, включающие железо-порфириновые группировки.

Гесперидин – флавоноидный гликозид, обладающий Р-витаминной активностью и включающий в качестве агликона флаванон гесперетин, а в составе углеводной группировки дисахарид, который образован из остатков α -L-рамнозы и β -D-глюкозы, соединённых α (1→ 6)-связью, и присоединён О-гликозидной связью к 7 углеродному атому гесперетина.

Гидролазы – ферменты, катализирующие расщепление химических связей с участием молекул воды.

Гликозидазы – ферменты, катализирующие гидролиз гликозидных связей в молекулах гликозидов, олиго- и полисахаридов.

Гликозиды – производные моно- и олигосахаридов, образующиеся в результате присоединения к полуацетальному гидроксилу вещества неуглеводной природы (агликона).

Глютатион – биологически активный пептид, образующийся из остатков аминокислот глутаминовой кислоты, цистеина и глицина.

Дегидроаскорбиновая кислота – продукт окисления аскорбиновой кислоты.

Дегидрогеназы – окислительно-восстановительные ферменты, катализирующие отщепление водорода от органических субстратов.

Декстрины – промежуточные продукты гидролиза крахмала под действием амилолитических ферментов.

Денатурация белков – необратимое изменение пространственной структуры белковых молекул, которое сопровождается потерей их нативных свойств.

Дипептидазы – протеолитические ферменты, катализирующие гидро-лиз пептидных связей в молекулах дипептидов.

Дубильные вещества – полимерные фенольные соединения, дающие при гидролизе мономерные вещества фенольной и нефенольной природы (галловую и эллаговую кислоты, моносахариды, катехины и лейкоанто-цианы, хинную кислоту и др.).

Жиры – запасные липиды, представляющие собой смесь сложных эфиров глицерина и жирных кислот.

Зимогены (проферменты) – белковые предшественники при синтезе ферментов, которые превращаются в каталитически активные молекулы под воздействием специфических протеаз, восстановителей дисульфидных связей или в результате ковалентных модификаций.

Изоферменты – множественные молекулярные формы фермента, которые катализируют одну и ту же биохимическую реакцию, обладают одним типом субстратной специфичности, но различаются по первичной структуре и физико-химическим свойствам их белковых молекул.

Ингибиторы ферментов – вещества или ионы, подавляющие каталитическую активность ферментов.

Индуцибельные ферменты – ферментные белки, синтез которых осуществляется (индуцируется) при поступлении в организм субстратов данных ферментов.

Йодное число жира – химический показатель, выражающий содержание в ацилглицеринах жира остатков ненасыщенных жирных кислот.

Карбоксипептидазы – протеолитические ферменты, катализирующие гидролитическое отщепление аминокислотных остатков от С-концов полипептидов.

Каротиноиды – жирорастворимые пигменты. включающие каротины и их кислородсодержащие производные – ксантофиллы.

Каротины – тетратерпены, входящие в состав пигментных комплексов фотосистем растений и водорослей, являющиеся биохимическими предшест-венниками (провитаминами) витамина А₁.

Катал – единица активности ферментов. За 1 катал принимается каталитическая активность, способная катализировать превращение 1 моля субстрата за 1 секунду в заданной системе определения активности фермента.

Каталаза – фермент, катализирующий разложение пероксида водорода на кислород и воду.

Катехины – флавоноидные соединения, содержащиеся в растениях в виде четырёх пространственных изомеров (катехина, галлокатехина, эпика-техина, эпигаллокатехина) и обладающие Р-витаминной активностью.

Кислотное число жира – химический показатель, выражающий содержание в жире свободных жирных кислот.

Клейковина – белковый сгусток, образующийся при отмывании водой замешанного из измельчённого зерна или муки теста.

Кодоны генетического кода – последовательности из трёх нуклеотидных остатков в структуре генов, кодирующие остатки протеиногенных аминокислот в белковых полипептидах.

Коферменты – активные группировки в составе каталитических центров двухкомпонентных ферментов.

Крахмал – запасной полисахарид растений, молекулы которого образуются из остатков α -D-глюкозы.

Липазы – ферменты, катализирующие гидролиз сложноэфирных связей ацилглицеринов жира с образованием глицерина и свободных жирных кислот.

Липопротеиды – разновидности белков, содержащие в своём составе липидные группировки.

Липиды – органические вещества, включающие жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стероидные липиды, воски и их производные.

Макроэргические соединения – специализированные формы органи-ческих веществ, имеющие сильно поляризованные связи, при гидролизе которых происходит большое изменение свободной энергии (при стандарт-ных условиях более 30 кДж/моль).

Меланины – химические вещества, образующиеся в свежих растительных продуктах при окислении ароматических аминокислот и фенольных соединений и обусловливающие потемнение этих продуктов.

Меланоидины – химические вещества, образующиеся в растительных продуктах при взаимодействии аминокислот с редуцирующими сахарами и вызывающие потемнение этих продуктов.

Молярная активность фермента – каталитическая активность в расчёте на 1 моль фермента.

Моносахариды – органические вещества, представляющие собой линейные или замкнутые цепочки из 3-7 углеродных атомов и имеющие гидроксильные, а также альдегидные или кетонные группы.

Мультиферментные комплексы – объединённые в единый комплекс ферментные системы, катализирующие последовательные превращения промежуточных продуктов в процессе синтеза различных веществ в организме.

Нативная конформация белковой молекулы – термодинамически наиболее устойчивая в физиологической среде пространственная структура белковой молекулы, обеспечивающая выполнение свойственной данному белку биологической функции.

Незаменимые аминокислоты – аминокислоты, которые не синтезируются в организмах человека и животных, но необходимы для образования белковых молекул в этих организмах.

Незаменимые жирные кислоты – полиненасыщенные жирные кислоты, имеющие две или три двойные связи и не синтезирующиеся в организмах человека и животных.

Нитратредуктаза – фермент растений и микроорганизмов, катализиру-ющий восстановление нитратов в нитриты.

Нитритредуктаза – фермент растений и микроорганизмов, катализи-рующий восстановление нитритов в аммонийную форму азота.

Оксигеназы – ферменты, катализирующие присоединение к различным субстратам кислорода.

Олигосахариды – органические вещества, включающие остатки двух или нескольких моносахаридов.

Пептидазы – ферменты, катализирующие гидролитическое расщепле-ние пептидных связей в молекулах пептидов с образованием аминокислот.

Пероксидазы – ферменты, катализирующие реакции окисления различных субстратов с участием пероксида водорода.

Полисахариды – линейные или разветвлённые полимеры, включаю-щие остатки многих моносахаридов (от 10 до 10 тыс.)

Прогоркание жиров – химический процесс распада и окисления жиров, в ходе которого образуются продукты окисления в виде альдегидов и кетонов, приводящие к порче жира.

Простетическая групп а – коферментная группировка, прочно связанная с ферментным белком.

Протеазы (протеолитические ферменты) – ферменты, катализирую-щие гидролитическое расщепление пептидных связей в молекулах белков.

Протеиды – белки, содержащие, кроме аминокислотных остатков, другие группировки не аминокислотной природы.

Протеиназы – ферменты, катализирующие гидролитическое расщеп-ление пептидных связей в молекулах белков с образованием пептидов и аминокислот.

Протеиногенные аминокислоты – аминокислоты, участвующие в синтезе белков; остатки этих аминокислот в структуре белков кодируются кодонами генетического кода.

Протеины – белки, молекулы которых включают только аминокислот-ные остатки, соединённые пептидными связями, и не содержат других группировок не аминокислотной природы.

Растительные масла – растительные жиры, имеющие жидкую консистенцию вследствие того, что их ацилглицерины образуются преимущественно с участием ненасыщенных жирных кислот.

Редуцирующие сахара – моносахариды и олигосахариды, имеющие свободные альдегидные или кетонные группы и способные вступать в окислительно-восстановительные реакции.

Рутин – флавоноидный гликозид, обладающий Р-витаминной активностью и включающий в качестве агликона флавонол кверцетин, а в составе углеводной группировки дисахарид, который образован из остатков α -L-рамнозы и β -D-глюкозы, соединённых α (1→ 6)-связью, и присоединён О-гликозидной связью к 3 углеродному атому кверцетина.

Самосогревание зерна – накопление тепла во влажной зерновой массе в результате усиления процесса дыхания.

Сахара – растворимые в воде моносахариды и олигосахариды, имеющие сладкий вкус.

Сахароза – дисахарид, молекулы которого образуются из остатков α -D-глюкозы и β -D-фруктозы.

Сивушные масла – побочные продукты спиртового брожения, которые представляют собой смесь спиртов (амилового, изоамилового, изобутилового и др.), образующихся в результате окислительного дезаминирования аминокислот и придающие пищевому спирту, вину и пиву неприятный вкус и запах.

Солод – высушенное проросшее зерно, которое используется как источник активных амилолитических ферментов.

Стероидные липиды – класс липидов, являющихся производными циклопентанопергидрофенантрена.

Субстраты ферментов – химические вещества, которые подвергаются превращениям под действием ферментов.

Сырой протеин – показатель химического состава растительных продуктов, выражающий содержание белков и небелковых азотистых веществ, определяемых по количеству общего азота.

Сырой жир – показатель химического состава растительных продуктов, выражающий содержание жира и других несвязанных форм липидов, растворяющихся в диэтиловом эфире.

Терпены – органические вещества в основном растительного происхождения, построенные из остатков изопрена.

Тиоловые протеиназы – протеолитические ферменты, имеющие в активном центре тиоловые группировки (HS-группы).

Токоферолы – биологически активные вещества, относящиеся к комплексу витамина Е и включающие в своём составе группировки гидрохинона и фитола.

Углеводы – органические вещества, включающие моносахариды, олигосахариды, полисахариды и их производные.

Удельная активность фермента – каталитическая активность фермента в расчёте на единицу массы ферментного препарата.

Фенольные соединения – органические вещества, содержащие ароматические группировки, в которых один или больше атомов водорода замещены на гидроксильные группы.

Ферменты – специализированные формы белковых молекул, обладающие каталитической активностью.

Флавоноидные соединения – полициклические соединения, которые являются производными флавана.

Фосфолипазы – гидролитические ферменты, катализирующие гидро-лиз сложноэфирных связей в молекулах фосфолипидов.

Фосфолипиды – липиды, включающие остатки глицерина, жирных кислот, ортофосфорной кислоты и специфических азотистых или других соединений.

Цитрин (витамин Р) – комплекс флавоноидных соединений (катехи-ны, гесперидин, рутин), обладающих Р-витаминной активностью.

Эфирные масла – легколетучие жидкости, обусловливающие аромат многих растительных продуктов, характерный вкус и запах овощей, плодов и ягод. В состав эфирных масел входят представители монотерпенов и сесквитерпенов и их кислородсодержащие производные, а также нетерпеновые спирты, альдегиды, некоторые карбоновые кислоты и углеводороды, сложные эфиры, кетоны.