Важнейшие растительные стеролы

Брассикастерол

(∆^5,22 - 24β-метилстерол)

Спинастерол

(∆^7,22 - 24α-этилстерол)

Кампестерол

(∆⁵ - 24α-метилстерол)

∆⁷ - Авенастерол

(Z – 24 этилиден - ∆⁵ - стерол

3.2 Витамины

Витамин группы Е (токоферолы)

Витамины группы Е являются веществами, регулирующими функции органов размножения. Они представляют собой высокомолекулярные циклические спирты, получившие название токоферолов. Токоферолы содержаться в различных количествах в растительных маслах. Особенно ими богаты масла зародышей пшеницы, кукурузы и других злаков. В животных жирах токоферолы содержаться лишь в незначительных количествах, а в рыбьих жирах почти полностью отсутствуют.

В настоящее время известно восемь изомерных форм токоферолов: α–, β–, γ–, δ–, ε–, ζ, ζ₁ и η–токоферолы, имеющие общую структурную формулу

В этой формуле R обозначает алифатический насыщенный или ненасыщенный углеводородный радикал.

Цикл вместе с насыщенным радикалом – (СН₂ – СН₂ – СН₂ – СН) – СН₃ –

СН₃

называюттоколом, с ненасыщенным радикалом – (СН₂ – СН₂ – СН = СН) – СН₃ –

СН₃

токотриенолом.

Структурные формулы некоторых токоферолов типа токолов и токотриенолов:

5, 7, 8 – Триметилтокол (α - токоферол)

5, 8 – Диметилтокол (β – токоферол)

Представление о строение остальных токоферолов типа токолов может быть составлено, исходя из следующей номенклатуры: 7, 8, - диметилтокол (γ – токоферол); 8 – метилтокол (δ – токоферол); 5, 7, - диметилтокол (ζ – токоферол); 7 – метилтокол (η – токоферол). ε – Токоферол обычно рассматривают как 5 – метилтокол. Однако некоторое авторы склонны относить его к токотриенолам следующего строения:

5, 8 – Диметилтокотриенол (ε – токоферол)

5, 7, 8 – Триметилтокотриенол (ζ1 – токоферол)

Токоферолы – маслянистые жидкости, застывающие при 0ºС. Они хорошо растворимы в жирах и большинстве органических растворителей, несколько хуже в ацетоне. В воде они нерастворимы. К действию кислот и щелочей при невысоких температурах токоферолы устойчивы.

Биологическая активность токоферолов зависит от числа метильных групп, от их положения в цикле и от строения алифатического радикала. По сравнению с другими изомерами α – токоферол обладает наибольшей биологической активностью, - δ – токоферол – наименьшей.

Помимо витаминной активности важнейшей особенностью токоферолов являются их сильные антиокислительные свойства. Они хорошо защищают растительные масла или жиры от окисления. При этом сами токоферолы окисляются, теряя витаминные свойства.

Антиокислительное действие токоферолов, в противоположность их биологической ативности, увеличивается от α – токоферола к δ – токоферолу, т.е. α – токоферолпочти не проявляет свойств ингибитора окисления, тогда как δ – токоферол обладает максимальной ингибирующей активностью.

В растительных маслах соотношение между различными изомерными формами токоферолов неодинаково.

Подсолнечное масло содержит максимальное количество α – токоферола (92%) по отношению к другим формам, оливковое (43,9 – 58%). В соевом и кукурузном маслах преобладают γ – и δ – токоферолы (86,5 – 89,0%).

Содержание токоферолов в растительных маслах зависит от виды масличного сырья, способа получения масла и степени его очистки. В форпрессовых маслах содержится токоферолов как правило, на 15 – 20% меньше, чем в экспеллерных и экстракционных маслах.При щелочной рафинации и дезодорации содержание токоферолов снижается.

Синтез витамина Е

Молекула витамина Е состоит из остатка фитола и метилированного гидрохинона. Был получен синтетический витамин Е путем конденсации фитола или его производных с триметилгидрохиноном. Таким путем были синтезированы все три известных витамина α - , β - , γ – токоферолы).

При конденсации триметилгидрохинона с бромистым фитилом в бензольном растворе в присутствии катализатора хлористого цинка образуется α –токоферол. вместо фитила для синтеза можно применять фитол. Синтез идет по схеме:

СН₂Br

СН CН₃

С – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ - СН

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

Аналогичным методом синтезируют рацемические β – и γ – токоферолы по схеме:

Синтез второго компонента витамина Е (фитола) очень сложен и практически еще не разрешен. Единственным доступным источником для получения фитола является хлорофилл растений.

Особенно богаты витамином Е семена различных растений и листья салата, люцерны и других трав, зародыши пшеницы, кукуруз, семена шиповника, семена томатов и др.

основы рациональной схемы извлечения витамина е из растительного сырья

Основным видом сырья для производства концентрата витамина Е являются пшеничные зародыши, содержащие в своем составе белки, сахара, минеральные соли, основные витамины группы В и витамины Е.

Витамин Е содержится в растворенном виде в масле пшеничных зародышей, и для извлечение его требуется, следовательно, экстрагировать содержащиеся в зародышах масло. Растворителями для масла является бензин, бензол, дихлорэтан, серный эфир и хлороформ. Растворимость растительных масел в спирте незначительна, она возрастает лишь с повышением температуры спирта.

Пшеничные зародыши поступают в производство в сухом виде (10 – 13% влаги), поэтому рациональнее вначале извлечь из них масло обработкой бензином или эфиром.

П. Татурин предложил использовать в качестве растворителя не только витамина Е, но и витаминов группы В этиловый спирт.

Спирт при повышении температуры растворяет масло в заметных количествах. С другой стороны водный спирт растворяет витамины группы В и сахара, содержащиеся в зародышах пшеницы.

Шрот после отгонки спирта обладает ценными питательными свойствами. (Шрот используется при выпечке пряников.)

В результате спиртовой экстракции получают масляный препарат витамина Е с кислотным числом 18 – 20, обладающий прогорклым вкусом и недостаточно высоким качеством. Поэтому, масляный слой подвергают рафинации.

Витамины группы К

Витамины группы К – антигеморрагические витамины, регулирующие свертываемость крови. Витамины группы К содержаться в зеленых частях растений, некоторых ягодах, в конопляном семени и конопляном масле. Значительно беднее витамином К подсолнечное, соевое, сурепное и льняное масла.

Из витаминов группы К наиболее распространены витамины К₁ и К₂, которые являются производными нафтохинона. Кроме того, синтетическим путем получен витамин К₃ и ряд других замещенных гидрохинонов и нафтохинонов, обладающих свойствами витамина К.

Витамины группы К имеют общую формулу:

Они различаются строением боковой цепи (R).

Витамин группы К₁ (филлохинон) является 2–метил – 3–фитилнафтохиноном – 1,4 следующего строения:

Витамин К₁ – желтое вязкое масло, кристаллизующееся при температуре около 20ºС.

Витамин К₂ – твердое желтое вещество и имеет следующее строение:

От витамина К₁ он отличается более длинной боковой цепью с шестью этиленовыми связями (транс-конфигурация).

Витамины группы К растворимы в жирах, в ряде органических растворителей и нерастворимы в воде. Они относительно термоустойчивы, но сравнительно легко разрушаются при действии света. Витаминная активность витамина К₂ почти в два раза ниже активности витамина К₁.

Витамин К₃ отличается отсутствием боковой цепи в молекуле и имеет следующее строение:

Витамин К₃ представляет собой кристаллический порошок лимонно-желтого цвета со слабым характерным запахом. Температура плавления его 104 - 107ºС.

Витамины молодости кофермент Q или убихинон.

Являются переносчиками водорода и электронов в мембранах клетки. Это жирорастворимые вещества, производные пара-бензохинона и содержащие длинную боковую цепь, состоящую из 4 – 12 изопреновых остатков. Они играют важную роль в реализации основного условия существования клеток – обеспечения их энергией протонотранспортные функции.

Убихинон

30