Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.
Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи. Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий.
Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга; от нее погибало моряков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из 160 участников известной экспедиции Васко де Гама прокладывавшей морской путь в Индию,100 человек погибли от цинги.
История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара хвои.
Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержаться не во всякой пище.
Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря открывшем новую главу в науке исследованием русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г.А. Бунге роль минеральных веществ в питании.
Н.И. Лунин проводил свои опыты на мышах, содержавшихся на искусственно приготовленной пище. Эта пища состояла из смеси очищенного казеина (белок молока),жира молока, молочного сахара, солей, входящих в состав молока и воды. Казалось, налицо были все необходимые составные части молока; между тем мыши, находившееся на такой диете, не росли, теряли в весе, переставали поедать даваемый им корми, наконец, погибали. В то же время контрольная партия мышей, получившая натуральное молоко, развивалась совершенно нормально.
На основании этих работ Н.И. Лунин в 1880 г. пришел к следующему заключению:"...если, как вышеупомянутые опыты учат, не возможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания". Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании.
Результаты работ Н.И. Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что искусственно приготовленная пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной. В 1890 г. К.А. Сосин повторил опыты Н.И. Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н.И. Лунина. Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.
Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И. Лунина установлением причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося главным образом полированным рисом. Врач Эйкман, работавший в тюремном госпитале на острове Ява, в 1896 году подметил, что куры, содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом, страдали заболеванием, напоминающим бери-бери. После перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила. Наблюдения Эйкмана, проведенные на большом числе заключенных в тюрьмах Явы, также показали, что среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40, тогда как в группе людей, питавшихся неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000.
Таким образом, стало ясно, что в оболочке риса (рисовых отрубях) содержится какое-то неизвестное вещество предохраняющее от заболевания бери-бери.
В 1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов);оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты. В щелочных растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.
Несмотря на то, что эти особые вещества присутствуют в пище, как подчеркнул ещё Н.И. Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, Функ (1912) предложил назвать весь этот класс веществ витаминами . (лат.vita-жизнь,vitamin-амин жизни).Впоследствии,однако,оказалось,что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.
В настоящее время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура; это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержаться в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза.
Итак, витамины - это группа низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы, которые, присутствуя в небольших количествах в пище (поэтому их еще называют пищевые факторы), обеспечивают нормальное протекание биохимических и физиологических процессов путем участия их в регуляции обмена веществ в организме.
Первоисточником витаминов являются растения. Человек и животные получают витамины с растительной пищей и из продуктов животного происхождения. Важная роль в образовании витаминов принадлежит также микроорганизмам, например, микрофлора пищеварительного тракта человека и животных снабжает организм витаминами группы В.
Недостаточное поступление витаминов в организм (гиповитаминоз) приводит к нарушению нормального процесса обмена веществ, а полное отсутствие витаминов в пище или нарушение всасывания витаминов, а также их транспорта развивает в организме авитаминоз, который может закончиться гибелью организма.
Различают две группы витаминов:
а) водорастворимые: С, Р, РР(ВЗ), В1; В2; Вб; В9; В12; В15; Н, Вх; холин; инозит;
б) жирорастворимые: А, Д, Е, Г, К.
Витамины не являются источником энергии. Их обнаружено уже около 50. Они легко разрушаются под действием высоких температур, света, в кислой и щелочной среде. Поэтому важно знать, как хранить продукты и приготовлять пищу, чтобы сохранить эти, столь важные для организма, вещества.
Водорастворимые витамины
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Это противоцинговый витамин. Участвует в образовании коллагена, в восстановлении фолиевой кислоты, в окислительно - восстановительных процессах, оказывает влияние на усвоение белков, на реактивность организма, на его защитные механизмы, на сопротивляемость к инфекциям и устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, на восстановление тканей. Витаминная недостаточность может возникнуть из-за малого поступления витамина в печень, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы, так как нарушаются процессы всасывания. Суточная доза витамина С - 30 мг, максимальная доза - 70-200 мг, потребность в витамине С возрастает при напряженной физической и умственной работе.
Витамин С содержат: черная смородина, зелень укропа, петрушки, сладкий перец, картофель, капуста, цитрусовые, хрен, земляника, щавель, шиповник, сельдерей, цветная капуста, кориандр, тимьян, белокочанная капуста, облепиха, морошка, яблоки, пряные растения, бобовые и многие другие. А продукты животного происхождения содержат витамина С сравнительно немного. Это самый неустойчивый витамин, легко разрушается при варке пищи, при сушке плодов. при соприкосновении с железом. Способствует сохранению витамина С при приготовлении пищи ряд стабилизаторов, находящихся в белке яиц, мяса, круп, творога, в крахмале.
При недостатке витамина С кровоточат десны, нос, иногда желудочно-кишечный тракт. От незначительных ушибов, напряжения мышц под кожей образуются синяки-кровоподтеки. Может быть сонливость, повышенная утомляемость, раздражительность, головокружение, снижение устойчивости организма к холоду, подверженность простудным заболеваниям увеличивается. Нарушается структура хрящевой и костной ткани - развивается опухание десен, выпадение зубов, цинга (одышка, слабость, утомляемость, сонливость, отек ног).
При гипервитаминозе могут возникнуть аллергические ] реакции в виде высыпаний на коже, бессонница, кровотечения из-за ломкости капилляров. Большие дозы витамина С способствуют отложению солей и образованию камней в почках. В организме человека витамин С не образуется, но находится во многих органах, в том числе, в сердце, печени, циркулирует в крови (в плазме - 1,2%, в лейкоцитах - 20-30%). В большом количестве витамин С нужен курильщикам, людям, страдающим алкоголизмом, диабетом, ревматизмом, гипертонией.