По отношению к свету (особенно ультрафиолетовой части спектра) витамины можно разделить на три группы:

1. Светостабильные: РР и B₈.

2. Светополустабильные (малочувствительные к свету): все остальные витамины, за исключением 1-й и 3-й групп.

3. Светочувствительные (светолабильные) витамины: Д, Е (к дневному свету), К, F, каротин, В₉.

По отношению к окислению под влиянием кислорода воздуха витамины можно разделить на следующие группы: неокисляемые и окисляемые .

1. Неокисляемые витамины: группы Е, К, РР и В₄.

2. Окисляемые витамины: A, В₁, В₇, С и Е (в озоне и окислителях).

Витамины по разному относятся также к щелочной и кислой средам: одни из них устойчивы в нейтральной среде, а некоторые - в кислой или щелочной. Например, витамин А в кислой среде окисляется на воздухе, в то время как каротин устойчив в щелочной среде.

Устойчивы в кислой среде витамины В₁ и К, а в щелочной они разрушаются. В щелочной и кислой средах разрушаются витамины В₅ и В₁₂, стабильны в этих условиях B₆ и В₈.

В пищевых продуктах имеются вещества, не обладающие витаминной активностью непосредственно, но способные превращаться в витамины в соответствующих условиях (например, в процессе пищеварения).

Такие вещества известны под названием провитаминов.

К провитаминам относятся каратиноиды (провитамин А), стерины (провитамин Д) и др.

Наиболее распространенной является классификация витаминов по их растворимости.

Витамины, растворимые в жирах

Каратиноиды (витамины группы А)

Кальциферол (витамины группы Д)

Токоферол (витамины группы Е)

Филлохинон (витамины группы К)

Комплекс ненасыщенных жирных кислот (витамины группы F).

Витамины, растворимые в воде

Тиамин (витамин В₁)

Рибофлавин (витамин В₂)

Пиридоксин (витамин B₆)

Цианкобаламин (витамин В₁₂)

Пангамовая кислота (витамин B₁₅) .

Никотиновая кислота (витамин РР)

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Цитрин (витамин Р)

Пантотеновая кислота (пантотен, витамин В₃)

Биотин (витамин Н)

Фолиевая кислота (витаминВ₉).

Каратиноиды. При кормлении животных пищей, обезжиренной спиртом и эфиром, развивается ксерофтальмия - признаки куриной слепоты, животное теряет в весе и затем погибает. Если к пище добавить сливочное масло, морковь, зеленые листья растений, то болезнь излечивается. Вещество, предохраняющее от заболевания ксерофтальмией, получило название витамина А.

В соответствии с международной номенклатурой в настоящее время эту группу витаминов называют каратиноидами. В состав этой группы входят каротины и витамин А (ретинол).

Известно два главных витамина группы А – А₁ и А₂. Биологическая активность витамина А₂ в 2 раза меньше, чем витамина A₁.

Каротиноиды - желтые и красные пигменты, построенные из восьми остатков изопрена.

Каротин C₄₀H₅₆ - один из наиболее распространенных в природе красящих веществ. Наряду с хлорофиллом и ксантофиллом, он всегда содержится в хлоропластах зеленых листьев, во многих цветках и плодах, а также в животных организмах.

Известно три главных изомера каротина - ,  и .В растениях обычно преобладает -каротин. Например, в корнеплодах моркови на долю -каротина приходится 15 % всех каротинов, - каротина 85 % и  -каротина только следы.

Каротин в организмах животных легко превращается в витамин А. Образование витамина А происходит в результате расщепления молекулы -каротина по месту центральной двойной связи.

Ликопин – С₄₀Н₅₆ - изомер каротина. Оранжево-красная окраска плодов томатов, шиповника и многих других растений обусловлена присутствием в их составе именно этого пигмента.

Ксантофилл – C₄₀H₅₆O₂ – диоксипроизводное  -каротина. Ксантофилл содержится в хлоропластах листьев.

Каратиноиды присутствуют практически во всех органах и тканях растений и выполняют важные биохимические функции. Эти функции зависят от способности растений поглощать световую энергию в синей области видимого спектра, а также кислород. Роль каротиноидов в растениях полностью еще не раскрыта, но уже очевидно, что они имеют большое значение в процессах фотосинтеза, размножения растений и в окислительно-восстановительных системах.

Отсутствие витамина А в пище вызывает задержку роста, ослабление зрения, поражение дыхательных путей. Ежедневная потребность человека в витамине А 1,5-2,5 мг или 3-5 мг каротина.

Среди животных продуктов наиболее богаты витамином А жиры морских рыб (до 90 мг%) - откуда получают концентрированные препараты витамина А, печень говяжья (до 15 мг%), желток яйца (до 15 мг%), а также молоко и масло (до 12 мг%).

Среди растительных продуктов больше всего каротина в листовых овощах (4,5 мг%), моркови (9 мг%), томатах (1,5 мг%), перце (2 мг%), рябине черноплодной (12 мг%), морошке (4,9 мг%), облепихе (10 мг%), шиповнике (6,7 мг%).

Кальциферол (витамин Д). Детская болезнь рахит известна очень давно. Важнейший признак ее - резкое уменьшение содержания в костях солей кальция и фосфора; кости становятся мягкими и под тяжестью тела искривляются. Нарушается также развитие зубов и мышечной ткани.

Для лечения рахита с давних времен применяли рыбий жир или печень морских рыб, а в 20-х годах ХХ столетия было установлено исцеляющее действие солнечных (ультрафиолетовых) лучей. Несколько позднее были выделены вещества, обладающие антирахитической активностью. Они получили название кальциферолов, или витаминов группы Д.

Известно несколько витаминов группы Д (Д₂, Д₃, Д₄, Д₅, Д₆, Д₇) которые имеют сходное строение. Наибольшей активностью обладают витамины Д₂ и Д₃.

Витамины группы Д содержатся главным образом в животных организмах; в растительных тканях их или очень мало, или чаще совсем нет. В растениях находятся провитамины Д-стерины. Стерины или стеролы - полициклические соединения класса стероидов. К этому классу относятся и широко распространенные в природе вещества, играющие важную физиологическую роль в жизни и животных и растений, - многие животные гормоны, желчные кислоты, алкалоиды и сапонины.

Известно большое число растительных стеринов. Из них наиболее важен эргостерин, который содержится в значительном количестве в листьях и корнях различных растений, в плодах. При облучении эргостерина ультрафиолетовыми лучами из него образуется витамин Д₂. Наибольшим содержанием витамина Д отличается жир печени морских рыб (камбала до 15000 мг%, треска - до 40 мг%). Много витамина Д находится также в коровьем масле (0,5-2 мг%), яйцах (4 мг%). Эти продукты - основные источники витамина для человека в зимнее время. В летний период, как правило, необходимое количество витамина Д образуется в организме человека из растительных стеринов под действием солнечных лучей. Следует отметить, что избыток кальциферолов, образующихся в коже за летние месяцы под действием ультрафиолетовых лучей, запасается в печени и используется организмом в зимние месяцы.

Токоферол (витамин Е). В 20-х годах ХХ-го столетия было отмечено, что при выращивании крыс на искусственной диете, которая содержала, казалось бы, все необходимые питательные вещества, включая известные тогда витамины, наблюдалось бесплодие самок, а самцы теряли способность к оплодотворению. Кроме этого, у подопытных животных наблюдалась мышечная дистрофия. При добавлении к диете большого количества некоторых жиров или свежих листьев, способность животных к размножению восстанавливалась. Вещество, предохраняющее животных от бесплодия, было названо витамином Е.

В 1936 году из масла пшеничных зародышей было экстрагировано вещество, обладающее Е-витаминной активностью.

Позднее было установлено, что по химической природе витамин Е не является каким-либо индивидуальным веществом. Антистерильной активностью обладают многие соединения, которые объединены в одну группу и получили название токоферолов.

В настоящее время известно 7 различных токоферолов (, ,  и т.д.), которые различаются по биологической активности. Наиболее высокой биологической активностью обладает -токоферол.

Токоферолы широко распространены в растениях. Особенно много их в зеленых частях, а также в зародышах семян ряда растений (масло из зародышей пшеницы - 300 мг%, облепиховое масло - 170 мг%, масло хлопковое - 100 мг%, зародыши пшеницы - 30 мг%, салат -13 мг%, горох - 6 мг%, петрушка - 5 мг% и т.д.).

В продуктах животного происхождения содержание токоферолов значительно более низкое. Например, в молоке, мясе, яйцах содержание витамина Е не более 0,04-0,5 мг%.

Сырьем для получения витамина Е служат, обычно, зародыши пшеницы.

В растениях во время прорастания и роста происходит интенсивный синтез витамина Е, особенно при прорастании семян на свету (в 5-8 раз).

Потребность человека в витамине Е точно не установлена, но полагают, что человек в сутки должен получать 25-100 мг. Его используют как средство для замедления старения и повышения работоспособности человека.

Ф иллохинон (витамин К). В начале 30-х годов ХХ-го столетия в ряде опытов было показано, что при выращивании животных на определенной искусственной диете у них наблюдалось нарушение свертывания крови. При добавлении к рационам растительных жиров или зеленых листьев растений скорость свертывания крови повышалась.

Нормальное свертывание крови зависит от выработки печенью белка протромбина. В 1939 году из листьев люцерны было выделено вещество, стимулирующее синтез протромбина и повышающее свертываемость крови. Это вещество было названо витамином К.

В настоящее время известно несколько витаминов группы К – К₁, К₂, К₃, К₄, К₅, K₆. Наиболее активный витамин этой группы К₁. Содержа­ние витаминов группы К в зеленых частях растений довольно высокое. Особенно богаты им бобовые. В листьях бобовых содержится 10-20 мг%, в арахисовом масле 50 мг%, в соевом масле до 100 мг%. Потребность человека в витамине К точно не установлена, но известно, что в случае его дефицита скорость свертывания крови после ежедневного введения 1-5 мг витамина К через некоторое время возвращается к норме.

Комплекс ненасыщенных жирных кислот (витамин F). В ряде опытов при исключении из диеты жиров обнаруживались симптомы авитаминоза у животных. В дальнейшем было показано, что некоторые ненасыщенные жирные кислоты не могут синтезироваться в организме человека и животных, их отнесли к незаменимым жирным кислотам и комплекс этих кислот назвали витамином F.

Детальное изучение показало, что к комплексу ненасыщенных жирных кислот относятся главным образом линолевая кислота, линоленовая и арахидоновая. Механизм действия полиненасыщенных жирных кислот до конца еще не выяснен, но уже сейчас установлено, что они предотвращают появление атеросклероза, а также ускоряют окисление в организме животных насыщенных жирных кислот и, таким образом, принимают участие в обмене жиров, особенно в коже и подкожной клетчатке. При недостатке ненасыщенных жирных кислот наблюдается сухость кожи, появление экзем, расслоение ногтей.

Суточная потребность человека в ненасыщенных жирных кислотах примерно 4-10 г.

Ненасыщенные жирные кислоты содержатся в основном в растительных маслах. Особенно много их содержится в льняном и конопляном маслах, меньше в подсолнечном, кукурузном, оливковом. Эти кислоты содержатся также и в некоторых животных продуктах - рыбьем жире, мозгах, печени.

Тиамин (витамин В₁).При недостатке его в пище возникает полиневрит (воспаление нервных стволов - паралич).

Свое название (тиамин) витамин B₁ получил благодаря содержанию в нем атома серы. Молекула тиамина содержит остатки двух компонентов - производного пиримидина и производного тиазола.

Тиамин образуется только в растениях и некоторых микроорганизмах. Синтез его идет лишь на свету.

Суточная потребность человека в тиамине - 2-3 мг. Она удовлетворяется в основном за счет растительной пищи, так как в продуктах животного происхождения витамина В₁ очень мало.

Содержание - дрожжи сухие пивные - 5 мг%, ягоды, фрукты -0,02-0,06, картофель - 0,1, пшеничные отруби 1,0-1,5, хлеб ржаной -0,3, хлеб пшеничный - 0,1, горох - 0,7, мясо свиное - 0,9 и др.

Рибофлавин (витамин В₂) - оранжево-желтое кристаллическое вещество. По химической природе витамин В₂ - азотистое основание. Название рибофлавин витамин В₂ получил потому, что он окрашен в желтый цвет (flavus - желтый) и содержит остаток рибита. Рибофлавин в соединении с фосфорной кислотой входит в состав окислительно-восстановительных, так называемых флавиновых ферментов. С участием флавиновых ферментов происходит окисление аминокислот, органических кислот и др.соединений. Поэтому очевидно, что при недостатке витамина В₂ нарушения в обмене веществ объясняются прежде всего недостаточной скоростью окислительно-восстановитель- ных процессов в организмах.

Витамин B₂ синтезируется только в растениях и некоторых микроорганизмах, В отличие от витамина В₁ образование витамина В₂ идет на свету и в темноте с одинаковой интенсивностью.

Ежедневная потребность человека в витамине В₂ - 2-4 мг. Основные источники рибофлавина в пище человека - мясные и рыбные продукты, молоко, зеленые овощи.

Содержание: дрожжи пивные - 4 мг%, говядина - 0,2; печень говяжья - 1,6; рыба - 0,4; молоко - 0,1-0,2; овощи - 0,03-0,06.

Пантотеновая кислота (витамин В₃) открыта в конце 30-х годов ХХ-го столетия.Это гигроскопическое светло-желтое вязкое масло, является производным аланина.

Витамин В₃ синтезируется только в растениях. Он входит в состав кофермента А, который катализирует большое число различных биохимических реакций. Человек и животные не способны синтезировать пантотеновую кислоту, и поэтому при недостатке ее в пище приостанавливается образование кофермента А, что приводит к серьезным нарушениям в обмене веществ, прежде всего в обмене жиров и углеводов. Внешними признаками недостатка витамина В₉ у животных является выпадение волос и шелушение кожи.

Растения обладают способностью образовывать пантотеновую кислоту. У взрослых растений наибольшее количество пантотеновой кислоты содержится в молодых листьях и кончиках корней. В этих органах количество ее в 2-3 раза выше по сравнению со старыми листьями и стеблями.

Ежедневная потребность человека - 10-20 мг. Наиболее богаты ею отруби, дрожжи и некоторые продукты животного происхождения (дрожжи 5-15 мг%; отруби - 2,5; горох - 2; яичный желток - 6; овощи 0,2-0,4).

Пиридоксин (витамин В₆)- производное пиридина - кристаллическое соединение, хорошо растворимое в воде и спирте. Этот витамин играет исключительно важную роль в процессе обмена веществ, особенно в азотном обмене. Он входит в состав активных групп ферментов. При недостатке витамина В₆ тормозятся многие процессы обмена аминокислот и белков. Витамин B₆ синтезируется в растениях и некоторых микроорганизмов. Суточная потребность человека в витамине B₆ - 1-2 мг. При недостатке пиридоксина наблюдаются нарушения азотного обмена, нервные расстройства и поражения кожи.

Содержание: дрожжи - 2,5-5,5; отруби - 1,5-2,0; овощи -0,1-0,2; мясо - 0,5-0,7 (мг%).

Фолиевая кислота (витамин В₉) впервые выделена из листьев шпината в 1939 году, а в 1945 г. осуществлен ее синтез. По химической структуре - это соединение построенное из остатков парааминобензойной и глутаминовой кислот. Основная функция фолиевой кислоты в организмах -процесс трансформилирования - перенос остатка формальдегида. При недостатке фолиевой кислоты в пище человека и животных могут развиваться различные формы анемии.

Фолиевая кислота синтезируется в растениях и некоторых микроорганизмах. Суточная потребность человека в этом витамине - 0,2-0,5 мг.

Содержится в мясе, рыбе, зерне бобовых (0,4 мг%), листовых овощах (0,6-2,0 мг%). Особенно много фолиевой кислоты в ягодах земляники. Этим, вероятно, объясняется особенно благоприятное действие земляники при лечении малокровия.

Цианкобаламин (витамин В₁₂) - один из немногих витаминов, который вероятно, не образуется в растениях. Витамин В₁₂ синтезируется в грибах и микроорганизмах.

Название цианкобаламин этот витамин получил в связи с тем, что в состав его входят аминные группы, группа - СN и атом кобальта. Это единственный витамин, содержащий металл в молекуле.

При недостатке В₁₂ или его отсутствии развиваются различные формы анемии, ухудшается усвоение пищи, нарушается обмен белков, липидов, углеводов. Этот витамин интенсивно действует на органы и кроветворения, стимулирует образование крови в костном мозге.

В желудочно-кишечном тракте животных благодаря деятельности микроорганизмов, синтезируется достаточное количество витамина B₁₂. Микроорганизмы, образующие этот витамин, распространены очень широко, они найдены в теле животных, в почве, прудовой и даже морской воде. Человек удовлетворяет потребность в витамине B₁₂ в основном за счет мяса, яиц, молока. Особенно много его содержится в печени и почках (40-50 мг%). Суточная потребность около 2 мг.

Никотиновая кислота (витамин РР). Свое название витамин РР получил по первым буквам слов Pellagra preventing, что означает предотвращающий пеллагру (воспаление кожи).

Витамин РР в растениях находится, главным образом, в виде кислоты, которая превращаясь в амид, используется для синтеза важнейших окислительно-восстановительных ферментов. Известно свыше 100 различных ферментов, в состав которых входит амид никотиновой кислоты .

Таким образом, при недостатке никотиновой кислоты задерживается образование большой группы ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в организмах. У человека и некоторых животных при недостатке в пище витамина РР развивается пеллагра. Ежедневная потребность человека в никотиновой кислоте 15-25 мг.

Содержание: дрожжи - 20-100 мг%, рисовые отруби - до 150; мясо, рыба - 2-6; печень - 22; овощи - 0,2-0,5; хлеб - 1; картофель - 1.

Биотин (витамин Н) - гетероциклическая монокарбоновая кислота. Синтезируется витамин Н в растениях и некоторых микроорганизмах. При недостатке биотина в пище замедляется рост, поражаются кожные покровы, выпадают волосы. Суточная потребность человека - около 10 мг. Авитаминоз, вызванный недостатком биотина, у людей встречается очень редко, т.к. в пищевых продуктах этот витамин обычно содержится в достаточном количестве (почки, печень, бобы, соя, орехи, молоко).

Цитрин (витамин Р). Свое название этот витамин получил потому, что впервые он был выделен в виде активного препарата из сока лимонов. Исследования показали, что цинга полностью не излечивается при приеме чистой аскорбиновой кислоты. Для полного выздоровления необходимо, чтобы в пище присутствовали и другие вещества, которые называют комплексом витамина Р или цитрина. К этим веществам относятся флавоноидные соединения, которые содержатся в растениях в свободном состоянии или в виде гликозидов. Из флавоноидных соеди­нений наибольшей Р-витаминной активностью обладают катехины.

Катехины - легко окисляющиеся вещества, которые содержатся в значительном количестве в яблоках, грушах, вишне, винограде, смородине, землянике и др. В наибольшей количестве (до 30 % на сухой вес) катехины содержатся в чайном листе.

Из флавоноидных соединений, встречающихся часто в плодах, ягодах и других органах растений в виде гликозидов, следует отметить гесперидин и рутин. Они обладают довольно высокой Р-витаминной активностью.

Участие флавоноидных соединений в процессах обмена веществ тесно связано с аскорбиновой кислотой.

При недостатке витамина Р в пище повышается ломкость кровеносных сосудов и проницаемость кровеносных капилляров. Наблюдаются точечные кровоизлияния. Для предотвращения развития этих явлений человек должен получать ежедневно до 60 мг витамина Р.

Высоким содержанием цитрина отличаются лимоны, красный перец, чай, черная смородина (1000 мг%).

Аскорбиновая кислота (витамин С) - белое кристаллическое вещество.

Аскорбиновая кислота в растениях образуется из углеводов. Прорастание семян сопровождается интенсивным накоплением аскорбиновой кислоты. Недостаток в пище витамина С ведет к заболеванию цингой. При этом заболевании наблюдаются сильная утомляемость, головная боль, потеря аппетита, кровоизлияния в суставах, расшатывание зубов. Для его предупреждения человек должен получать в сутки 50-100 мг аскорбиновой кислоты.

Больше всего витамина С в зеленых растениях, свежих овощах и фруктах. При хранении плодов и овощей содержание витамина С понижается; значительная часть его разрушается также при варке пищи. Витамин С является наименее стойким из всех витаминов.

Содержание: шиповник - 1000-4000 мг%; смородина черная -100-400; лимон - 40-60; капуста цветная - 20-160; лук зеленый -40-60; яблоки - 10-30; картофель 10-20.