книги из ГПНТБ / Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения учеб. пособие

основа панцирных покровов. Содержание хитина в сухом панцире ракообразных (камчатский краб, креветки, раки) составляет 14—36% в зависимости от места рас­ положения панциря и его сформированности. Хитин устойчив к действию пищеварительных ферментов животных.

В составе морских водорослей Водорослевые присутствуют комплексные поли­ полисахариды сахариды, которых нет среди угле­ водов наземных растений. Так, на­ пример, в морских травах содержится зостерин, в бурых

водорослях — ламинарии, альгина и фукоидин, в баг­ рянках— карраген, агароид, агароза.

ВИТАМИНЫ

В 1880 г. врач Н. И. Лунин экспериментально пока­ зал, что в пище, кроме белков, жиров, углеводов и солей должны присутствовать другие незаменимые для пита­ ния вещества.

В 1911 г. К. Функу удалось выделить из рисовых от­ рубей кристаллическое азотсодержащее вещество, пре­ дохранявшее человека от заболевания бери-бери, он предложил назвать это вещество витамином (vita — жизнь, amin — содержащий азот). К витаминам относят многочисленные, сложные по своему химическому со­ ставу органические соединения, которые присутствуют в тканях животных и растений и имеют громадное био­ логическое значение, нормализуя процессы обмена веществ и функциональную деятельность эндокринных желез. Соединяясь со специфическими белками, они образуют разнообразные биокатализаторы — ферменты. Участвуя в обмене веществ, витамины частично разру­ шаются, поэтому необходимо постоянно пополнять их

в быстрой утомляемости, потере памяти, снижении со­ противляемости к инфекционным заболеваниям.

При отсутствии витаминов в пище в организме задер­ живается или даже прекращается образование фермен­ тов, что ведет к глубоким нарушениям обмена веществ, возникают авитаминозы — тяжелые заболевания (рахит, пеллагра, цинга, бери-бери, ксерофтальмия и др.), веду­ щие к глубоким перерождениям и даже к гибели орга­

низма. Однако избыток витаминов в пище также при­ водит к заболеваниям — гипервитаминозам.

В настоящее время выделены в чистом виде и по­ дробно изучены 25 индивидуальных витаминов, которые разделяют на две группы: жирорастворимые и водо­ растворимые витамины.

В эту группу объединяют витамины, Жирорастворимые которые растворяются в жирах и

витамины аполярных растворителях.

В и т а м и н ы г р у п п ы А (антиксерофтальмический, или антиинфекционный, витамин, аксерофтол, ретинол, фактор роста). Недостаток вита­ мина А в пище вызывает быструю утомляемость и по­ терю аппетита, ослабляет сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям, замедляет рост молодых организмов, затрудняет регенерацию тканей и зажив­ ление ран, способствует разрушению эпителиальных тканей.

Специфическим признаком недостаточности вита­ мина А является потеря способности видеть в сумерках (гемералопия, или «куриная слепота»). Систематическое

нием роговицы (керотомаляция), появление бельма и слепоты.

В организме витамин А участвует в процессах белко­ вого обмена и во многих окислительно-восстановитель­ ных реакциях, но основное его действие проявляется в процессах, протекающих в глазной сетчатке.

На первом этапе этих процессов витамин А окис­ ляется в альдегид (ретинен). Последний в темноте при участии ферментов, соединяется с белком опсином и образует светочувствительный зрительный пигмент родо­ псин или пурпур, играющий роль фотохимического сенсибилизатора. От содержания родопсина в воспри­ нимающих аппаратах зрительного нерва зависит чувст­ вительность глаза к свету.

Родопсин при действии солнечного света разлагается на опсин и окисленный витамин А (ретинен) и чувстви­ тельность глаз к свету падает. За счет действия ретинен-; редуктазы ретинен восстанавливается до витамина А, который вновь окисляется и образует с опсином родо-

псин, и светочувствительность глаз восстанавливается. При недостатке витамина А образуется недостаточное количество родопсина, светочувствительность глаз па­ дает и зрение ослабляется. Отсутствие витамина А приводит к прекращению синтеза зрительного пиг­ мента.

Витамин А является циклическим ненасыщенным одноатомным спиртом; основу молекулы составляет ß-ионовое кольцо, к которому присоединены два изопереновых остатка с первичной спиртовой группой на конце алифатической цепи. Известны два гомолога вита­ мина А, отличающиеся по количеству двойных связей в ß-ионовом кольце. Витамин А! более биологически активен чем А2.

Наиболее распространен в природе витамин Аь вита­

транс-изомера принять за 100, то биологическая актив­ ность моно- 13-цнс-изомера составит 75%, а у остальных трех изомеров — менее 25%.

Из печени китов было получено вещество, которое

ческой активностью, свойственной витамину А. Это веще­ ство предложили назвать витамином Аз.

Чистый витамин А — игольчатые, бледно-желтые кри­ сталлы (плавятся при 63—64°С), нерастворимые в воде и хорошо растворимые в жирах, бензине, бензоле, хлоро­ форме, петролейном эфире. При отсутствии кислорода воздуха витамин А устойчив к нагреву; в присутствии кислорода он разрушается от нагрева, действия солнеч­ ного света, ультрафиолетовых лучей и теряет биологи­ ческую активность. В хлороформенном растворе вита­ мин А с треххлористой сурьмой дает синюю окраску (спектр поглощения 620 нм); эту реакцию (реакция Карра-Прайса) применяют для колориметрического количественного определения содержания витамина А, которое выражают в международных единицах (м. е.). Международная единица соответствует 0,3 у витамина А, поэтому 1 мг чистого витамина А соответствует 3,333 м. е.; (для перевода м. е. в мг витамина поль­ зуются множителем 0,0003).

Взрослый человек в сутки должен получать от 1,0 до 2,5 мг или от 3300 до 8250 м. е. витамина А. У живот­ ных суточная потребность витамина А определяется в 15—25 м. е. на каждый 1 кг массы.

При избыточном потреблении витамина А возникают серьезные нарушения обмена веществ (гипервитаминоз), что приводит к разрушению эпидермиса, выпадению волос, воспалению глаз и т. п.

Биологически активный витамин А обнаружен только в организме животных. В наземных растениях, водо­ рослях и фитопланктоне биологически активного вита­ мина А не содержится, зато присутствуют вещества (провитамины), из которых в организме животных об­ разуется витамин А. Для витамина А провитаминами являются a-, ß- и у-каротины.

Растительные каротины, попадая с пищей в организм, при участии содержащегося в печени фермента каротиназы превращаются в витамин А.

Многие виды морских рыб, ластоногих и китообраз­ ных накапливают большие количества витамина А. В тканях организма витамин А накапливается избира­ тельно, например у пластиножаберных почти весь вита­ мин А сосредоточивается в печени. У морских костистых рыб основная часть запаса витамина А находится в мышцах, желудке и кишечнике, а у пресноводных кости­ стых— в печени, кишечнике, желудке (табл. 53).

Эти различия в распределении витаминов несомненно отражают биохимические особенности липидного обмена

уотдельных видов рыб.

Уряда костистых морских рыб установлено повы­ шенное содержание витамина А в пигментированных тканях кожного покрова. Например, содержание вита­ мина А в 1 г липидов шкуры достигает 30—35 м. е. про­ тив 9—10 м. е. в 1 г липидов мяса. У камбал липиды темной кожи содержат 80—240 м. е. витамина А, светлой кожи (брюшная сторона)— 30—100, а липиды мяса—

15—95 м. е. витамина А в 1 г. Очевидно это связано с тем, что витамин А необходим для синтеза хромо­ пластов.

Содержание витамина А в мышцах разных видов рыб довольно непостоянно, но превышает содержание этого витамина в мясе крупного рогатого скота. Ниже дано содержание витамина А в мышцах:

Установлено, что содержание витамина А в мышцах зависит от их расположения в теле, например, у миног мясо в приголовной части богаче витамином А, чем в хвостовой части (1910—9950 и 280—1690 м. е. /г соот­ ветственно). Это связано с тем, что в тканях приголов­ ной части локализуются липиды с более высоким содер­ жанием витамина А.

У многих видов костистых рыб (сайра, скумбрия, камбалы, кета) в тканях бурой мускулатуры содержится, как правило, больше витамина А, чем в светлых мыш­ цах (55—120 и 20—95 м. е. на 100 г массы соответст­ венно). Однако для акул отмечена противоположная зависимость: светлые мышцы содержат больше вита­ мина А, чем бурые.

Содержание витамина А в мясе возрастает с увели­ чением возраста рыбы. Например, если в 1 г мяса взрос­ лой миноги содержится 100—980 м. е. витамина А, то в тканях тела мальков — не более 15 м. е.

Наиболее значительные массы и концентрации вита­ мина А обнаружены в печени. В печени рыб, беспозво­ ночных и морских млекопитающих содержится намного больше витамина А, чем в печени наземных животных (табл. 54).

Содержание витамина А в печени изменяется в зави­ симости от ряда биологических причин. Большое влия­ ние на содержание витамина А оказывает вид рыбы. Например, у акул рода Centroscymnus в 1 г печеночных липидов содержится 100—800 м. е. витамина А; более значительное содержание витамина А в печеночных липидах сельдевых акул (3500—4000 м. е.) ; до 40000— 43000 м. е. витамина А накапливается в печеночных липидах голубой акулы (Prionace glauca); до 120000 м. е. витамина А обнаружено в печеночных липидах акулымолот (Sphyrna zygaena); еще более значительные кон­ центрации (до 210000 м. е.) витамина А обнаружены в печеночных липидах серых акул (Carcharhinidae) и катранообразных акул (Squaliformes).

Аналогичное явление наблюдается и у тунцовых; наи­ более значительные концентрации витамина А в печеноч­ ных липидах отмечены у синеперого и восточного тун-

цов (до 10 0 0 0 0 м. е./г липидов), а наименее активно накапливают в печени витамин А полосатый тунец и альбакор (до 60000 м. е./г липидов). Среди тресковых только у минтая обнаружены высокие концентрации витамина А в печеночных липидах.

Концентрация витамина А в печеночных липидах по­ вышается с увеличением массы особей. Например, у колючей акулы массой 0,5—-0,8 кг в 1 г печеночных липидов содержится 300—750 м. е. витамина А, а у акул массой 5— 8 кг — от 3200 до 25600 м. е.; у мелкой скум­ брии (0,05—0,08 кг) в печеночном жире содержится 1200—1800 м. е., а у рыб с массой тела 0,3—0,4 к г - 15600—26600 м. е.

Установлено, что у рыб одного вида, но обитающих в разных широтах содержание витамина А в печеночных липидах в северных широтах больше, чем в южных, причем оно возрастает по мере продвижения района оби­ тания вида с юга на север.

У холодолюбивых камбал в печеночных липидах на­ капливается больше витамина А, чем у теплолюбивых видов (1200—16700 и 500—2300 м. е. соответственно). Среди холодолюбивых видов наиболее высокое содержа­ ние витамина А обнаруживается в печени звездчатой камбалы, а среди теплолюбивых— в печени остроголо­ вой камбалы.

ходимо в целях усиления функций зрительного аппа­ рата и устойчивости организмов к действию специфи­ ческих условий их обитания в гидросфере (пониженная температура и освещенность, низкий кислородный уро­ вень, гидростатическое давление и т. п.).

В и т а м и н ы г р у п п ы D (кальциферол, эргокальци- •J ферол, антирахитичный витамин, холекальциферол) спо­ собствуют усвоению кальция и фосфора из пищи и уси­ ливают процесс их отложения в костной ткани. Недоста­ ток витаминов D в диете нарушает фосфорно-кальцие­ вый обмен, в результате чего дети, молодые животные

и птицы заболевают рахитом.

Витамин D участвует во многих процессах биологи­ ческого окисления, способствует связыванию белками фосфора и кальция, ускоряет процесс превращения бел­ ков и углеводов в организме.

Содержание витаминов D выражают в гаммах (у) или в международных единицах (м. е.): 1 м. е. соот­ ветствует 0,025 мг или 25 у витамина D3.

Особенно нуждаются в витамине D молодые орга­ низмы; у молодых животных потребность в витамине D определяется в 0,1—0,4 у на 1 кг массы тела.

Избыток витамина D в пище ведет к гипервитаминозу, что выражается развитием патологических явле­ ний, связанных с избыточным отложением кальция в тканях (склероз, нарушение сердечной деятельности, нарушение функций щитовидной железы, почек, печени, снижение активности фосфатазы и т. п.).

В наземных растениях, водорослях и фитопланктоне витаминов группы D не содержится, но содержится провитамин D — эргостерол, который при ультрафиоле­ товом (УФ) облучении (длина волны 225—313 нм) пре­ вращается в витамин Ö2. В тканях животных присутст­ вует другой провитамин — 7-дегидрохолестерол, дающий при УФ облучении витамин D3.

Хотя витамины Ö2 и D3 имеют различия в структуре алифатической цепи, но биологическое их действие оди­ наково.

При УФ облучении превращение биологически не­ активного эргостерола в биологически активный вита­ мин Ö2 протекает в несколько стадий с образованием не менее двух промежуточных биологически неактивных веществ:

Эргостерол + УФ люмистерол + УФ —►тахистерол + УФ ->■ вита­ мин D2

Очевидно на стадии тахистерола возникает разрыв связи между С9 и Сю, в результате чего вещество при­ обретает биологически активные свойства витамина D2. Ультрафиолетовым облучением пользуются для повы­ шения содержания витамина D в организме животных и для образования этого витамина в растительной пище. Например, если в натуральном растительном масле не содержится витамина D, то после облучения масла ультрафиолетовыми лучами обнаруживают 25—50 у% витамина D; в желтке куриных яиц естественное содер­ жание витамина D не превышает 5—10 у%, а у кур, кормленных облученными дрожжами, желток содержит 200—250 у% витамина D.

В настоящее время выделены витамины D4, D5 и D6, отличающиеся строением боковой цепи и биологической активностью: активность D4 составляет 75%, a Ds — 3%