Витамины строение свойства использование значение для растений (стр. 1 из 4)

Ужгородський національний університет

Біологічний факультет

Кафедра генетики і фізіології рослин

БіланичМ.М.

Ужгород, 2007

ЗМІСТ

ВСТУП...................................................................................................................3

1. Характеристика вітамінів: будова, властивості, поширення….............4

2. Фізіологічна роль вітамінів у життєдіяльності рослин……………….14

ЛІТЕРАТУРА........................................................................................................25

Вступ

Вітаміни (від лат. Vita- життя) – низькомолекулярні органічні сполуки різної хімічної природи, які виконують важливі біохімічні і фізіологічні функції в живих організмах. Для організму потрібні в дуже невеликих кількостях (від декількох мікрограм до кількох міліграм на добу), тому що володіють високою біологічною активністю.

Потрібні вітаміни всім живим організмам. Є організми, які здатні виробляти вітаміни, а також такі, що не можуть їх синтезувати, або не можуть синтезувати окремі вітаміни. Це, в основному, деякі тварини. В їх числі людина, пацюки та інші. Вітаміни, звичайно, необхідні і рослинам. Вони є продуцентами цих речовин. Але Овчаров К.Є. встановив, що є можливість виникнення авітамінозного і гіповітамінозного стану у рослин. Ним встановлено, що ці аномальні стани у рослин супроводжуються серйозними біохімічними порушеннями: подавляється активність аскорбіноксидази, поліфенолоксидази і пероксидази, затримується біосинтез вітамінів понижується поступання фосфору і азоту з поживного середовища (Строганов, Генкель,1976).

Важливим є те, що в продуцентах вітаміни можуть бути в формі провітамінів. Коли тварини споживають рослини, то провітаміни в тваринному організмі перетворюються у вітаміни.

Особливо вітаміни необхідні для насіння, яке проростає, що з тих чи інших причин може витратити передчасно запас вітамінів, який у ньому відклався при формуванні.

Також важливими продуцентами вітамінів (для людини) є мікроорганізми. По-перше деякі з них являються симбіотичними з нашим організмами, які живуть в кишечнику і постачають нас деякими вітамінами. По-друге, часто людина використовує мікроорганізми для синтезу цих біоактивних речовин в фармацевтиці, сільському господарстві (для тваринних кормів), у наукових дослідженнях (біотехнології) та з іншими цілями.

Розглянемо, які є вітаміни, їхні будову, біохімічні і фізіологічні властивості.

1. Характеристика вітамінів: будова, властивості, поширення

Жиророзчинні вітаміни.

1) Каротини. Вітамін А (Ретинол)

В рослинних продуктахвітамін А у вигляді ретинолу не накопичується. Рослини синтезують лише каротиноїди – провітаміни А. Каротиноїди – це пігменти, що надають овочам і фруктам жовтезабарвленняабо червоне. Із всіх каротинів найбільшою активністю володіє β-каротин, що перевищує активність ά- і γ- каротинів в 2-3 рази (Дунаєвський, 1990).

В організмах тварин β-каротинрозщеплюється з утворенням двох молекул ретинола(Кретович, 1986).

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

СН = СН– С = СН– СН= СН– С = СН – СН₂ОН

СН₃

Ретинол.

Каротин термостійкий тому добре зберігається при тепловій обробці продуктів. Але каротин в 3 рази слабкіший ніж ретинол. Добова потреба людини в вітаміні А – 1,5-2,5 мг. Забезпечується добова потреба на 2/3 овочами і фруктами. З фруктів і ягід на каротин багаті абрикос і обліпиха, а менш багаті – вишні, сливи, горобина чорноплідна, малина, червона смородина та інші.

2) Вітамін К. Цей вітамін міститься в основному в рослинних продуктах, причому у більш активній формі, ніж у продуктах тваринного походження (Дунаєвський, 1990).

По всій хімічній природі вітаміни групи К являють собою похідні нафтохінона (Кретович, 1986).

Вітамін К₁, що міститься в зелених листях (хлоропластах), має таку структуру:

0

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

Н₂ – СН = С – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – С

0 СН₃

Вітамін К₁.

У організмах людини і тварин грає важливу роль у процесах згортання крові. Він стимулює в людському організмі синтез протромбіну, фібриногену, утворення тромбопластину й тромбіну, показує позитивний вплив на тонус судин. Добова потреба в (філохіноні) вітаміні К для дорослої людини сягає приблизно 0,2-0,3мл.

Джерелом вітамінів з фруктів і ягід є суниці, яблука, виноград (Дунаєвський, 1990).

3) Вітаміни групи Е. Токофероли. В овочах і фруктах знаходяться в порівняно невеликих кількостях: 0,1-0,6 мг/100г (Дунаєвський, 1990).

Хімічна формула:

СН₃ О СН₃СН₃СН₃ СН₃

НО С – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН

₃HС СН₃

СН₃

Вітамін Е.

Цей вітамін бере участь у всіх видах обміну, має властивість ліотропної дії, стимулює діяльність серцевого м’язу у людини і тварин. Хоча механізм дії вітаміну Е на молекулярному рівні ще повністю не розшифровано, тим не менше багато проявів недостачі цьго вітаміну можуть бути зв`язані з пошкодженнями мембран і клітинних органел, які при цьому виникають ( Спиричев, Конь,1978).

4) Провітамін Д – стероли.

Вітаміни групи Д зустрічаються лише в тваринних організмах, В рослинах містяться стероли, з яких під дією ультрафіолетового опромінення утворюються вітаміни цієї групи. Найбільш важливим з цих стеролів являється ергостерол, що в великій кількості міститься в дріжджах і плісневих грибах.

Із ергостерола при його ультрафіолетовому опроміненні утворюється вітамін Д₂ (Кретович, 1986).

Водорозчинні вітаміни.

1) Вітамін С. Аскорбінова кислота.

О О

С С

ОН – С - 2 Н О = С

ОН – С О О = С О

Н – С + 2 Н Н – С

ОН – С – Н ОН – С – Н

СН₂ОН СН₂ОН

відновлена форма окислена форма

(L-дегідроаскорбінова кислота)

Аскорбінову кислоту можна зобразити ще так:

СН₂ – ОН

Н ОН

С

ОН

С – С

О

С – С

ОН О

Хімічні формули вітаміну С (Богатих, 1989)

Виділений угорським вченим Сандьорді в 1936 році. Для людини добова норма 50-100 мг. Міститься в шипшині, цитрусових, чорній смородині, у великих кількостях також міститься в обліписі і в сливах, у меншій кількості у черешнях, малині, винограді, в грецьких горіхах. В організмі деяких тварин і людини впливає на синтез колагена.

Важлива роль аскорбінової кислоти і її участь в окисно-відновних процесах, що проходять в живій клітині, зв’язані з тим, що вітамін існує в двох формах – власне аскорбінової кислоти і легко утворюючоїся з неї при окисленні дегідроаскорбінової кислоти; остання при відновленні знову дає аскорбінову кислоту (Кретович, 1986).

У клітинах також є аскорбіноген, який являється зв’язаною формою аскорбінової кислоти. Ця сполука найбільш стійка до окислення, однак вітамінна активність його в 2 рази слабкіша за активність аскорбінової кислоти. Дегідроаскорбінова кислота нестійка й при подальшому її окисленні втрачає вітамінні властивості.

Потреба людини в аскорбіновій кислоті в основному задовольняється за рахунок картоплі і капусти, а фрукти і ягоди служать лише допоміжним джерелом.

В покривних тканинах фруктів вміст аскорбінової кислоти вищий. Так в кожурі мандаринів, лимонів, апельсинів, яблук рівень її рівний відповідно 130, 140, 170 і 40 мг/100г, а в плодовій м’якоті мандаринів – 38, лимонів – 66, апельсинів – 55, яблук – 12-13мг/100г. Коливання кількості аскорбінової кислоти в різних сортах фруктів і овочів більше, ніж інших вітамінів (Дунаєвський, 1990).

Аскорбінова кислота являє собою безкольорові кристалики кислого смаку, добре розчиняється в воді, легко руйнується в розчинах, особливо при присутності повітря, світла і слідів міді або заліза (Кретович, 1986). Також можуть бути значні втрати вітаміну при зберіганні овочів і фруктів. В овочах і фруктах аскорбінова кислота має сильнішу біологічну дію, ніж в тваринних продуктах бо знаходиться в контакті з біофлавоноїдами, що посилюють дію цього вітаміну і застерігають його від пошкоджень.

2) Вітамін В₁

Н ОН

NC–СН₂ – N

СН₃N НС С – СН₂ –СН₂ОН

S

Вітамін В₁.

Відкрив Казимір Фунг. Входить вітамін В₁ до складу коферментів, наприклад до ТДФ – тіаміндифосфат або тіамінпірофосфат, ферментів ліаз. У плодах і овочах міститься десь 0,02 – 0,1мг/100г, а в фруктах трохи менше: 0,01 – 0,06мг/100г (Дунаєвський, 1990). Грає роль в вуглеводневому обміні тварин, рослин і бактерій, так як входить в склад фермента піруватдекарбоксилази, що розчеплює піровиноградну кислоту, яка утворюється при дисиміляції вуглеводів.

В кислому середовищі тіамін стійкий до нагрівання і кип’ятіння, але легко руйнується при нагріванні в нейтральному і лужному середовищі (Кретович, 1986)

3) Вітамін В₂. Рибофлавін. Добова норма людини до 2 міліграм. У будову вітаміну входить ізоалоксазинове кільце:

СН₂^– (СНOH)₃ – СН₂ОН

NNO

СН₃

СН₃N