8.2 Теоретичні відомості

КЛАСИФІКАЦІЯ ВІТАМІНІВ

Вітаміни – низькомолекулярні органічні сполуки різноманітної хімічної природи, що не синтезуються (чи такі, що синтезуються в недостатній кількості) в організмі людини і більшості тварин, які надходять з їжею і є необхідними для каталітичної активності ферментів, що визначають біохімічні і фізіологічні процеси в живому організмі. Вітаміни відносяться до незамінних мікрокомпонентів їжі, на відміну від макрокомпонентів – білків, ліпідів і вуглеводів.

Вітаміни поділяють на водо- і жиророзчинні.

До водорозчинних вітамінів відносять вітаміни С, групи В, РР і вітамін Н, до жиророзчинних - вітаміни А, D, E і K.

Виділяють також групу вітаміноподібних сполук, до яких відносять біофлавоноїди (вітамін Р), холін, інозит, вітамін U, карнитин, оротова (вітамін В13), пангамова (вітамін В15) і параамінобензойна кислоти, вітамін F.

ЗАБЕЗПЕЧЕНІСТЬ ОРГАНІЗМУ ВІТАМІНАМИ

Потреба людини у вітамінах залежить від його віку, стану здоров'я, характеру діяльності, пори року, змісту в їжі основних макрокомпонентів живлення.

Розрізняють три ступеня забезпеченості організму вітамінами :

– авітаміноз – повна відсутність вітамінів;

– гіповітаміноз – нестача вітамінів, іноді відсутність якого-небудь одного або декількох вітамінів;

– гіпервітаміноз – надмірний вміст вітамінів.

Частіше трапляються випадки гіповітамінозу, особливо в зимовий і весняний періоди.

Причини, що ведуть до зниження вмісту вітамінів наступні :

– виробництво продуктів харчування, призначених для тривалого зберігання;

– схильність до продуктів  що практично не містять вітамінів (наприклад, білий хліб, солодощі);

– незбалансоване харчування;

– зловживання дієтами;

– зловживання палінням і прийомом алкоголю;

– залежність від додаткових навантажень на роботі і в транспорті;

– збільшення числа стресових ситуацій.

Авітамінози є причиною серйозних захворювань, іноді зі смертельними наслідками.

Випадки гіпервітамінозу трапляються рідко, а потенційна токсичність надлишку в організмі жиророзчинних і водорозчинних вітамінів є різною. Жиророзчинні вітаміни здатні накопичуватися в жировій тканині організму. Їх підвищена кількість в результаті надмірного споживання окремих продуктів або додаткового прийому вітамінних препаратів може призвести до появи симптомів токсичної дії. Підвищений прийом водорозчинних вітамінів призводить зростання виділення надлишку з організму – в організмі вони не накопичуються. Проте за великого передозування і водорозчинні вітаміни можуть бути небезпечні для організму. Особливо це відноситься до ніацину (РР), за надлишку якого можливе ураження печінки, а передозування вітаміну В6 супроводжується порушенням функцій нервової системи. Норми споживання вітамінів наводяться в нормативних документах, зокрема в такому документі як "Норми фізіологічних потреб населення України в основних харчових речовинах та енергії".

Вітаміни за своїм складом і спрямованістю дії значно відрізняються один від одного. Виділяють 13 вітамінів, які мають велике значення для збагачення продуктів харчування. У виробництві продуктів, природні вітаміни руйнуються, тому необхідно поповнювати їх кількість шляхом збагачення. У ряді країн існує спеціальне законодавство з застосування вітамінів для збагачення продуктів харчування.

Прийнято вважати, що необхідно вітамінізувати наступні групи продуктів харчування: борошно для хлібопекарської промисловості; шліфований рис для приготування відповідних виробів; продукти дитячого харчування; молочні продукти і маргарин.

ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ОБРОБКИ СПОСОБІВ та термінів ЗБЕРІГАННЯ НА ВІТАМІНИ

Умови і тривалість зберігання сировини, умови транспортування і переробки для кожного виду харчової продукції вносять свої особливості в процес біохімічних змін вітамінів.

Так, швидкість окиснення і втрати вітамінних властивостей ретинолу (вітамін А) і каротиноїдів, які знаходяться в жирах залежать від швидкості окислення жирів. Високою стабільністю характеризується вітамін А, розчинений в олії, такий, що міститься в сухому молоці, картопляних чіпсах. Каротин має високу стійкість у безалкогольних напоях і концентрованих соках. Під час варіння продуктів у воді руйнування вітаміну. Молоко, що освітлюється денним світлом протягом 6 годин, втрачає до 10% вітаміну А. Вміст вітаміну А змінюється так само і під час висушування і стерилізації плодоовочевої продукції.

Тіамін (вітамін В1) є нестійким в лужних розчинах, але зберігається в кислому середовищі навіть за нагрівання до 120ºС. Тіамін стійкий в продуктах, що містять агар, желатин і декстрин. Діоксид сірки повністю руйнує тіамін. Під час заморожуванні харчових продуктів ферменти тіаміназа і поліфенолоксидаза руйнують вітамін В1. Нарізані або тонко подрібнені харчові продукти втрачають 20...70%  вітаміну В1.

Рибофлавін (вітамін В2) в продуктах зустрічаються в зв'язаному і вільному стані. Він легко екстрагується під час миття продуктів, баланшируванні, але є відносно стійким до окиснення за низького значення рН. У кислому середовищі не руйнується навіть за температури 130ºС. Дуже чутливий до світла, особливо якщо знаходиться в молоці.

Фолієва кислота  в харчових продуктах зустрічається в різних формах, у вигляді вільних і зв'язаних фолатів. У технологічному процесі переробки плодів, овочів і молока втрачається сумарно 70% вільних і 45% загальних фолоатів. При тому, що під час баланшируванні паром втрачається 10% фолатів, в процесі приготування їжі під тиском – 20%, під час варіння у відкритих котлах до 25...30%.

Піридоксин (вітамін B6) в кислих і лужних середовищах стабільний. Основні втрати відбуваються під час розчинення у воді. В процесі приготування заморожених овочів втрати складають від 20...40%; під час варіння – 50%; у консервованому м'ясі активність втрачається на 40%, в консервованих овочах на 60...80%, в заморожених на 40...60%.

Аскорбінова кислота (вітамін С) легко екстрагується водою з харчової сировини. У тканинах руйнується шляхом окиснення під дією ферменту аскорбатоксидази, пероксидази, цитохромоксидазиы, поліфенолоксидази. Легко окислюється киснем повітря, у присутності слідів міді або заліза. Швидко руйнується у присутності вітаміну В2. Від руйнування оберігає сульфірування. Теплова обробка призводить до зниження вмісту вітаміну С. Втрати за баланширування залежать від ступеня подрібнення сировини і кількості води, що додається. Кисень повітря швидко руйнує вітамін С, тому висушені на сонці овочі і фрукти не містять вітаміну С. У анаеробних умовах руйнування вітаміну С відбувається інтенсивно, особливо у присутності сахарози і фруктози, під час цього процесу утворюється фурфурол.

АСКОРБІНОВА КИСЛОТА (ВІТАМІН С)

Вітамін С (L-аскорбінова кислота (АК)) уперше був виділений з лимона. У хімічному відношенні є γ-лактоном 2,3-дегідро-4-гулоновой кислоти, легко переходить в окиснену форму – L-дегідроаскорбиновую кислоту (ДАК).

Обидві форми є біологічно активними та присутні у харчових продуктах. Накопичення ДАК відбувається під час кулінарного оброблення та зберігання харчової сировини. Після тривалого теплового впливу та зберігання співвідношення АК:ДАК у продуктах становить 1:1. У консервованих продуктах – 1 : 2.

Вітамін С бере участь у багатьох біохімічних окиснювально-відновних процесах в організмі, має антиоксидантну дію, сприяє регенерації і загоєнню тканин, підтримує стійкість організму до різних видів стресів; забезпечує нормальний імунологічний і гематологічний статус.

Усю необхідну кількість вітаміну С людина отримує з їжею. Основні його джерела – овочі, фрукти, ягоди: чорна смородина (70...400 мг/100г), плоди шипшини (до 1500 мг), червоний перець (100...300 мг), зелена цибуля (60 мг), капуста (30...50 мг), картопля (10...40 мг), петрушка (150 мг), лимон (40...50 мг) тощо. Молоко містить близько 1 мг вітаміну С на 100 г продукту.

Вітамін С не синтезується організмом людини та не відкладається, тому повинен постійно надходити з харчовими продуктами.

Для дорослих та дітей, що проживають в сприятливих кліматичних умовах, добова потреба в аскорбіновій кислоті становить 50…100 мг. Згідно "Норм фізіологічних потреб населення України в основних харчових речовинах та енергії" добова потреба в аскорбіновій кислоті становить:

Відсутність вітаміну С викликає хворобу, що називається цингою – одне з перших відомих захворювань, пов'язаних з дефіцитом вітамінів. Вітамін С є необхідним для синтезу колагену – білка, що формує основну тканину, яка утримує зуби в яснах, сприяє регенерації шкіри, забезпечує міцність кісток і т.д., від колагену залежить структура капілярів і правильне утворення сполучної тканини.

В результаті припинення надходження вітаміну С в організм починається випадіння зубів, утворюються підшкірні гематоми, з'являється крихкість кісток. Відмовляють нирки і легені, може наступити смерть.

Гіповітаміноз спостерігається в зимово-весняний період. За нестачі вітаміну С спостерігається сонливість, втомлюваність, знижується опірність організму до застудних захворювань. 

Високі дози вітаміну С можуть викликати появу каменів у нирках, порушувати функції підшлункової залози та знижувати синтез інсуліну.

Вітамін С використовується для збагачення соків, водорозчинних напоїв, сухих сніданків, молока, в якості хлібопекарського поліпшувача, для збереження кольору м'ясних продуктів спільно з нітратами і нітритом.

Зменшити втрати вітаміну С можна такими способами:

– подрібнення рослинної сировини слід здійснювати після попереднього бланшування (оброблення гарячою водою або паром). В результаті цього інактивуєтсья аскорбатоксидаза, втрати вітаміну С у подрібнених або очищених продуктах зменшуються;

– під час варіння продукти, що містять аскорбінову кислоту, слід занурювати в киплячу воду, оскільки вона містить менше кисню, ніж холодна; крім того, це скорочує тривалість теплового оброблення та доведення страви до готовності; ще менші втрати вітаміну спостерігаються під час варіння паром;

– вітамін С є стійким у кислому середовищі навіть під час кип'ятіння (якщо під час приготування салату в капусту додати лимонну або оцтову кислоту, то вітамін С зберігається краще).