Пищевая химия. Жирорастворимые витамины. Учебное пособие

витаминную активность, так как способны алкилироваться в организме животных с образованием МК-4. Наибольшее применение находит водорастворимая форма – викасол.

Известны и другие производные – гидрохинон (витамин К4), аминонафтолы (витамины К5 и К6), и диамин (витамин К7), которые обладают антигеморрагическим действие и различаются по витаминной активности.

Биологическая активность витамеров К зависит от природы и длины изопреноидной боковой цепи. В целом витаминная активность менахинонов выше, чем соответствующих филлохинонов, приблизительно одинаковую высокую активность проявляют витамеры, содержащие четыре или пять изопреноидных фрагментов. Существуют данные о том, что биологически активной формой в организме животных является витамины МК–4 ( табл. 23). Биологическая активность менадионов колеблется в широких пределах это связано с их стабильностью и зависит от сопутствующих веществ, присутствующих в пище. В качестве стандарта принята активность витамера К–1.

81

Таблица 23 – Содержание витамина К в пищевых продуктах

Витамин К необходим человеку для функционирования системы свертывания крови, он участвует не в самом акте свертывания и образования тромба, а в построении протромбина и других факторов этой сложной системы. Свою основную биологическую функцию витамин К выполняет как кофермент реакции γ-карбоксилирования остатка глутаминовой кислоты с образованием γ-карбоксизвеньев, необходимых для связывания ионов кальция (II), являющихся важными кофакторами на различных стадиях свертывания крови.

Витамин К играет важную роль в формировании и восстановлении костей, обеспечивает синтез остеокальцина – белка костной такни, на котором кристаллизуется кальций, и способствует предупреждению остеопороза,

82

Кроме того, витамин К выполняет другие биохимические функции, так считается, что менахиноны являются переносчиками электронов в окислительно-восстановительных процессах, в частности, в оксилительном фосфорилировании и фотосинтезе.

В медицинской практике при некоторых заболеваниях, связанных с повышением свертываемости крови, применяют антивитамины К. Наиболее известные из них фенилин и дикумарол, которые обладают геморрагическим действием на организм.

Суточная потребность в витамине К составляет 1 мкг/ кг (табл. 24). Обычный рацион включает 300–500 мкг/сут. витамина К, поэтому дефицит витамина К явление редкое. Кроме того даже в отсутствии пищевых источников витамина К, нормально функционирующая популяция бактерий кишечника может обеспечить его достаточное поступление в организм. В организме взрослого человека в сутки синтезируется до 1,5 мг витамина К2 в верхних отделах кишечника в основном бактериями E. coli.

Недостаток витамина К возможен у новорожденных и у взрослых с заболеваниями печени или кишечника, нарушающими процесс всасывания жиров и из-за недостаточной выработки желчи. Дефицит витамина К может привести к нарушению процесса свертывания крови и появление любой раны может сопровождаться длительным кровотечением. Кроме того, известно, что витамин К помогает организму использовать кальций и снижает риск переломов костей. Особенно важен витамин К для поддержания прочности костей у пожилых женщин. И

83

по последним данным витамин К может препятствовать образованию бляшек в артериях и снижать уровень липопротеинов низкой плотности («плохого» холестерола). Прием витамина свыше 1 мг/сут. считается токсичным.

Таблица 24 – Рекомендуемая суточная потребность в витамине К в зависимости от возраста

За исключением специальных продуктов для новорожденных витамин К не добавляют в пищу.

84

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИТАМИНА К

Витамины К1, К2 не растворяются в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях. Они устойчивы в разбавленных кислотах, но быстро разрушаются в щелочных растворах при нагревании, устойчивы к действию кислорода и влаги, но не выдерживает СВЧ обработки. Витамин К3 чувствителен к нагреванию, щелочи и кислоты его легко разрушают, под действием света он превращается в бесцветный димер.

Для количественного определения витамина К применяют физические, химические и биологические методы. Спектральный метод в УФ–диапазоне используют только для анализа чистых препаратов, так как витамин К чувствителен к УФ–облучению и максимумы поглощения быстро исчезают. Идентификацию витаминов К1 и К2 проводят с помощью ИК– спектроскопии.

85

Колориметрические методы основаны на цветных реакциях с 2, 4–динитрофенилгидразином , 2, 6– дихлорфенолиндофенолятом натрия и диэтилмалоновым эфиром. Хорошие результаты дает сочетание спектрофотометрических и хроматографических методов. В основе биологического метода лежит определение количество исследуемого материала, который устраняет авитаминоз у цыплят.

Лабораторная работа 7. Фотоколориметрические методы определения витамина К

Метод основан на способности витамина К в щелочной среде образовывать с диэтилмалоновым эфиром окрашенные соединения, интенсивность окраски которых определяют колориметрически.

Ход анализа. Точную навеску растительного сырья (10-15 г) тщательно растереть с кварцевым песком и небольшим количеством карбоната натрия. В ступку налить 10 мл диэтилового эфира и продолжить растирание. Полученный гомогенат количественно перенести на воронку Шотта. Для этого ступку трижды ополоснуть диэтиловым эфиром порциями по 5 мл, а смывы отфильтровать на том же фильтре. Осадок на фильтре трижды небольшими порциями промыть тем же растворителем, фильтраты собрать в плоскодонную колбу и высушить над свежепрокаленным сульфатом натрия.

Осушитель отфильтровать через воронку Шотта и промыть диэтиловым эфиром на фильтре. Фильтрат собрать в круглолдонную колбу со шлифом. Растворитель отогнать на ротационном вакуумном испарителе досуха в атмосфере инертного газа при температуре 40 0С. Полученный остаток растворить в 5 мл хлороформа, прилить 1 мл 1 % спиртового раствора диэтилмалонового эфира, 0,2 мл 1 % раствора гидроксида калия и довести объем раствора до 10 мл дистиллированной водой.

86

Параллельно приготовить контрольный раствор. Для этого в градуированную пробирку вместимостью 10 мл прилить 5 мл стандартного раствора витамина К (0,04 мкг/мл), добавить 1 мл 1 % спиртового раствора диэтилмалонового эфира, 0,2 мл 1 % раствора гидроксида калия и довести объем до метки дистиллированной водой.

Измерить интенсивность анализируемого и контрольного окрашенных растворов на фотоколориметре при длине волны 470 нм в кювету с длиной оптического пути 10 мм относительно растворителя. По величине экстинкции анализируемого и контрольного растворов рассчитать массовую долю витамина К (СК, мкг %) по формуле

где А– оптическая плотность анализируемого раствора; А1 – оптическая плотность контрольного раствора;

m – масса навески анализируемого продукта, г;

0,2 – содержание витамина К в контрольном растворе, мкг.

Определение витамина К в растительном сырье

Воснове спектрофотометрического метода определение витамина

Кв растительном сырье лежит цветная реакция с 2,6– дихлорфенолиндофенолятом натрия в щелочной среде.

Ход анализа. Навеску растительного сырья (15-20 г) поместить в плоскодонную колбу вместимость 250 мл и залить 100 мл ацетона. Экстракцию вести при температуре 5–10 0С при постоянном перемешивании в течение 10–12 ч. Полученный экстракт отфильтровать на воронке Шотта круглодонную колбу со шлифом. Отогнать растворитель на ротационном вакуумном испарителе в атмосфере инертного газа досуха, остаток растворить в 100 мл этилового спирта. Отобрать 5 мл (пипеткой) полученного раствора в мерную колбу вместимостью 25 мл и довести объем до метки тем же растворителем. Для колориметриро-

87

вания в градуированную пробирку отмерить 2 мл разбавленного раствора, добавить 1 мл 1 % спиртового раствора гидроксида натрия, 0,3 мл 0,001 н 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия и довести объем до 10 мл этиловым спиртом. Оптическую плотность анализируемого раствора измерить ровно через 10 мин при длине волны 670 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм.

Параллельно определить оптическую плотность стандартного образца менадиона, приготовленного аналогичным образом. Массовую долю витамина К (СК, мг%) вычислить по формуле

Необходимые реактивы, посуда, оборудование:

диэтиловый эфир, хлороформ, ацетон, этиловый спирт, свежепрокаленный сульфат натрия, карбонат натрия безводный, 1% спиртовый раствор диэтилмалонового эфира, 1% раствор гидроксида натрия, стандартный раствор витамина К (менадион), кварцевый песок; 1% спиртового раствора гидроксида натрия, 0,001 н раствор 2,6-дихлор- фенолиндофенолята натрия

фарфоровые ступки с пестиком, плоскодонные колбы, колбы с пришлифованными пробками вместимостью 100 мл, воронки Шотта,

88

мерные колбы вместимостью 10, 25 мл, градуированные пробирки, пипетки;

фотоэлектроколориметр (кюветы с длиной оптического пути 10 мм), спектрофотометр, аналитические весы, ротационный вакуумный испаритель, водяная баня.

Рабочий раствор витамина К (4 мкг/мл). Точную навеску 0,04 г 100 % препарата витамина К растворить 20 мл хлороформа, количественно перенести в мерную колбу вместимостью 100 мл и довести объем раствора до метки тем же растворителем. Из полученного раствора отобрать 1 мл и перенести в мерную колбу вместимостью 100 мл, довести объем раствора до метки тем же растворителем

Стандартный раствор витамина К (0,04 мкг/мл). В мерную колбу вместимостью 100 мл внести 1 мл рабочего раствора витамина К (4 мкг/мл) растворить 20 мл хлороформа и довести объем раствора до метки тем же растворителем.

Контрольные вопросы

1.Назовите две основные формы витамина К. Как они различаются по витаминной активности? Приведите биологически активную форму витамина К? Укажите их основные пищевые источники?

2.Сколько оптических центров содержат филлохиноны и какова их конфигурация в природном витамине К?

3.Какой вид изомерии характерен для менахинонов? Какие организмы их продуцируют?

4.Какие синтетические аналоги витамина К применяют в медицине? Чем они отличаются растворимости и по химическому строения от природных аналогов? Как они трансформируются в организме человека?

5.Для витаминизации каких продуктов питания используют синтетические формы витамина К? Какова стабильность витамина К? Чис-

89

тый препарат викасол представляет собой порошок белого цвета, однако при хранении на воздухе он желтеет. Объясните происходящие изменения.

6. Какие методы количественного анализа используют для определения витамина К в продуктах питания?

90