Меню Рубрики

Производство витамин с из чего получают

Среди биологически активных веществ, необходимых для нормального развития организма животных, одно из первых мест занимают витамины. Важное значение витаминов объясняется их участием в биохимических реакциях, способностью служить катализаторами процессов, обеспечивающих обмен веществ в организме и его связь с окружающей средой.

Витамины — низкомолекулярные органические соединения, присутствующие в живых клетках в низких концентрациях и являющиеся компонентами энзиматических систем, ответственных за различные реакции.

Производство витаминов осуществляется следующими основными путями:

1. Экстракция витаминных препаратов из растительного или животного сырья. С этого направления начиналась витаминная промышленность, поскольку первые витаминные препараты были получены именно таким путем. Например, витамин В12 получали из сырой печени крупного рогатого скота, каротин — из моркови. Но в настоящее время доля витаминов, получаемых этим методом, незначительна ввиду очень низкого содержания их в природном сырье и ограниченности сырьевых ресурсов.

2. Химический синтез витаминов. Производство синтетических витаминов занимает, пожалуй, ведущее место в современной витаминной промышленности, поскольку основная номенклатура витаминных препаратов представлена веществами, полученными химическим синтезом из химических видов сырья или сочетанием химического синтеза с биосинтезом. Однако такой способ производства витаминов представляет собой сложный, многоступенчатый процесс, сопряженный с большими производственными затратами, что делает конечные продукты слишком дорогими.

3.Биосинтез витаминов. Некоторые витамины, имеющие сложное строение, химический синтез которых в крупномасштабном производстве невозможен или экономически нецелесообразен, получают исключительно биосинтезом, с применением микроорганизмов, способных к сверхсинтезу и накоплению определенных витаминов. Примером может служить производство цианкобаламина (витамина В12). Микробиологический синтез применяется также в производстве витаминных концентратов, предназначенных для сельского хозяйства, поскольку в данном случае обычно в индивидуальном чистом виде витамины не выделяют.

Следует отметить условность такого деления витаминной промышленности. Производство некоторых витаминов включает и химические стадии и стадии биотрансформации с применением микроорганизмов (например, производство аскорбиновой кислоты). Витамин рибофлавин получают и синтетическим и микробиологическим путями. Некоторые витаминные препараты (например, витамин D2) получают путем химической модификации провитаминов или витаминов, выделенных из растительных клеток или органов животных.

Использование витаминов в качестве добавок в корма животных требует крупномасштабного производства, поэтому возникла необходимость в более дешевых способах изготовления витаминов. Таким перспективным способом получения ряда витаминов оказался микробиологический синтез.

Для нормальной деятельности организма животных и птиц необходимо включать в рационы витамины A, D, К, группы В и др.

Микробиологическая промышленность нашей страны выпускает кормовые препараты витаминов В2 и B12. Кроме того, микробиологическим можно считать и производство витамина D2, который образуется из эргостерина при облучении ультрафиолетовым светом кормовых дрожжей.

Микроорганизмы содержат много различных витаминов, которые чаще всего являются компонентами ферментов. Состав и количество витаминов в биомассе зависят от биологических свойств культуры микроорганизмов и условий их культивирования. Так, кормовые дрожжи, получаемые на гидролизатах древесины и углеводородах, сравнительно богаты витаминами группы В и содержат (в расчете сухую биомассу) следующие витамины (мг/кг):

Никотиновая кислота — 440-610

Продукцию микроорганизмами отдельных витаминов можно увеличить, изменяя состав питательной среды. Например, количество витамина В2 (рибофлавина) в биомассе дрожжей зависит от интенсивности аэрации и содержания железа в среде.

На содержание витаминов в клетках дрожжей заметное влияние оказывают микроэлементы. Так, небольшие добавки марганца способствуют накоплению в клетках дрожжей инозита, а повышенные дозы кобальта приводят к увеличению содержания витамина В6 (пиридоксина).

Производство кормового концентрата витамина В2 (рибофлавин).Витамин В2 входит в структуру многих ферментов, в составе которых участвует в клеточном дыхании, синтезе белков и жиров, регулировании состояния нервной системы, функции печени и т.д. При его недостатке резко замедляется рост, нарушается белковый обмен.

Суточная потребность в витамине В2 составляет для птиц 3 — 4 г (кристаллического препарата) на 2 т корма, а для свиней 10 — 15 мг на 100 кг живой массы.

В природных условиях источниками рибофлавина являются высшие растения, дрожжи, мицелиальные грибы и бактерии. Большинство микроорганизмов образуют свободный рибофлавин.

В 30-е годы XX в. был найден суперпродуцент витамина — микроскопический гриб Eremothecium ashbyii, образующий до 6000 мкг рибофлавина на 1 г сухого вещества культуральной жидкости.

Для получения витамина В2 можно также использовать культуру дрожжей, ацетобутиловые бактерии, продуцент лизина Brevibakterium и др.

Микроорганизмы — продуценты рибофлавина

Микроорганизмы — продуценты Выход витамина (мг%)
Clostridium acetobytylicum
Mycobakterium smegmatis
Mycocandida riboflavina
Candida flaveri
Eremothecium ashbyii 2480-6000
Ashbyii gossipii

Технология получения кормового препарата витамина В2 микробиологическим способом достаточно проста. В качестве микроорганизма-продуцента обычно используют Е. ashbyii.

Технологический процесс производства состоит из трех основных стадий:

2. Термолиз и концентрирование.

3. Сушка, размол, гранулирование и упаковка.

Посевной материал и стерильный воздух получают по типовой, для многих микробиологических производств, схеме. Ферментация осуществляется в типовых биореакторах объемом 63 — 100 м3 в стерильных условиях при температуре 28 — 30 °С.

Основными ингредиентами питательной среды являются соевая мука, меласса, технический жир и минеральные соли (СаСОз, КН2Р04). Продуцент витамина В2 выращивают также на средах, где источником углерода является глюкоза, сахароза, крахмал, пшеничная мука. В качестве источника азота используют молочную сыворотку, рыбную и кукурузную муку или экстракт, казеин. Развитие гриба-продуцента стимулируется добавлением ненасыщенных жирных кислот, биотина, тиамина, инозита, ростовых веществ, содержащихся в зародыше пшеницы, картофельном соке и дрожжевом автолизате.

Известно использование в производственных условиях питательной среды следующего состава:

— 1 — 3 % мелассы, гидрола или глюкозы;

— 3 — 8 % кукурузного экстракта или дрожжевого автолизата;

Культивирование продуцента проводят поверхностным или глубинным способом. Витамин накапливается в клетках гриба-продуцента, либо в виде предшественника — флавина дениннуклеотида, либо в свободном состоянии.

Время культивирования длится 60 — 80 ч до начала лизиса мицелия гриба и образования спор (определяется микроскопически). При этом содержание рибофлавина в культуральной жидкости достигает 1200 мг/л.

Для сохранения штамма Е. ashbyii в активном состоянии рекомендуется производить систематический его рассев на твердые питательные среды и отбирать колонии наиболее .интенсивно окрашенные в оранжевый цвет. Яркая окраска колонии коррелирует с высокой способностью к синтезу рибофлавина.

При подготовке инокулята гриб пересевают последовательно по схеме:

посев на скошенную агаризованную среду в пробирке > жидкая среда > колба > бутыль > инокулятор

Винокуляторе культуру выращивают в течение 21-26 ч. затем ее переводят а биореактор с питательной средой, содержащей кукурузную и соевую муку, кукурузный экстракт, свекловичный сахар, КН2РО4, СаСОз, NaCl и технический жир.

Среду стерилизуют в смесителе при 120 – 122 °С в течение 1 часа. Культивирование в биореакторе ведут до начала лизиса клеток и появления спор (определяют микроскопически). Температура культивирования 28 — 30 °С, давление воздуха в биореакторе (1 — 2) — 10 4 Па, расход воздуха 1,5 -2,0 л в минуту на 1 л культуральной жидкости. Выход рибофлавина около 1200 мг/л.

По окончании процесса ферментации культуральную жидкость вместе с мицелием передают в вакуум-выпарные аппараты (10), где ее нагревают до 80 °С с целью разрушения (термолиза) клеточных структур и одновременно ведут процесс концентрирования (упаривания) до содержания сухих веществ 30-40 %.

Полученный после упаривания концентрат в виде сиропообразной биомассы высушивают в распылительной сушилке до содержания влаги не более 8 %. В результате получают смесь биомассы мицелия Е. Ashbyii и сухих остатков питательной среды. Для получения однородного товарного продукта смесь размалывают и просеивают. На современных предприятиях концентрат гранулируют, поскольку порошкообразный продукт сильно пылит, что создает неудобства работы с ним и приводит к его потерям.

Кормовой концентрат витамина В2 представляет собой обработанную, высушенную, размолотую или гранулированную биомассу гриба-продуцента Е. ashbyii, содержащую не менее 15 мг рибофлавин на 1 г вещества. Помимо витамина В2, концентрат содержит 0,3- 0,5 % других витаминов группы В (В1, В6, В12, никотинамид), около 20% белковых веществ, а также полисахариды, липиды, минеральные соли.

Для животноводства можно получить кормовой рибофлавин как отход при производстве ацетона. Продуцентами витамина при этом являются ацетобутиловые бактерии.

Преимущество и рентабельность микробного синтеза витамина В2 иллюстрируется следующими цифрами: из 1 т моркови получают 1г витамина, из 1 т тресковой печени — 6 г, а из 1 т культуральной жидкости гриба E.ashbyii — 25 кг.

Производство витамина В12(цианкобаламина).Среди неполимерных биологически активных соединений витамин В12 имеет самое сложное строение. Его принятое химическое название α-(5.6-диметилбензимидазолил)-кобамидцианид. Это единственный витамин, в структуру которого входит кобальт.

Организм животных не способен к самостоятельному синтезу витамина В12. Этот витамин полностью отсутствует в растительных кормах в относительно небольших количествах содержится в кормах животного происхождения (рыбной и мясо-костной муке, молочных отходах). Среди растительного мира витамин В12 был обнаружен лишь у нескольких видов высших растений (горох, фасоль, побеги бамбука), причем его происхождение в этих растениях окончательно не установлено.

Цианокобаламин обладает высокой биологической активностью с широким спектром действия. В первую очередь, витамин B12 необходим для нормального кроветворения и созревания эритроцитов, он является эффективным противоанемическим препаратом. Цианкобаламин применяют для лечения злокачественного малокровия, железодефицитных анемий, апластических анемий и т.п. Этот препарат назначают также при лучевой болезни, заболеваниях печени, полиневритах, болезни Дауна, детском церебральном параличе и многих других заболеваниях.

Для медицинских целей субстанцию витамина B12 получают в виде кристаллического тёмно-красного порошка, содержащего не менее 99% основного вещества. Из этой субстанции готовят различные лекарственные формы, из которых наиболее широкое применение находят цианкобаламин в изотоническом растворе хлорида натрия для инъекций, и таблетки, содержащие цианкобаламин и фолиевую кислоту.

Важное значение витамин B12 имеет для животноводства. Его недостаток тормозит рост животных и приводит к серьезным заболеваниям. Цианкобаламин повышает усвояемость белка растительных кормов и является необходимым фактором полноценного питания животных.

Для животноводства отечественной промышленностью выпускается кормовой концентрат витамина В12 (КМВ-12), который по эффективности не уступает кристаллическому препарату, но является более дешевым и доступным для широкого использования в сельском хозяйстве.

Полный химический синтез витамина В12 был осуществлен через 25 лет после его открытия Р. Вудвордом и А. Эшенмозером с участием большой группы исследователей нескольких лабораторий университетов и научных центров США, Англии, Франции, Японии. Конечно, химический синтез витамина В12 имеет чисто теоретическое значение и в настоящее время он не может рассматриваться как вариант промышленного производства этого важного препарата.

Единственным способом получения витамина В12 в промышленном масштабе является его микробиологический синтез с использованием специальных штаммов микроорганизмов, способных активно продуцировать этот витамин.

В природе витамин В12 синтезируют многие микроорганизмы (например, метанобразующие и пропионовокислые бактерии), а также бактерии,осуществляющие термофильное метановое сбраживание сточных вод.

Активно продуцируют витамин В12 представители рода Pzopionibacterium, природные штаммы которых образуют 1,0 — 8,5 мг/л цианокобаломина, а полученный искусственный мутант P. shermanii M-82 способен накапливать витамин В12 до 58 мг/л.

Практический интерес для микробиологического синтеза этого витамина имеют представители актиномицетов и родственных микроорганизмов. Истинный витамин B12 в значительных количествах синтезируют Nocardia rugoza (до 18 мг/л), а также представители рода Miromonospora. Высокой кобаламинсинтезирующей активностью обладают метаногенные бактерии, например, Methanosarcina barkeri, M. vacuolita и отдельные штаммы галофильного вида Methanococcus halophilus (до 16 мг/л).

Цианкобаламин синтезируют строго анаэробные бактерии из рода клостридий. В значительных количествах образуют витамин B12 ацетогенные клостридии C.thermoaceticum, C.formicoaceticum и Acetobacter woodi, синтезирующие ацетат из СО2.

Известны активные продуценты витамина Bi2 переди псевдомонад. Некоторые штаммы Pseudomonas denitrificans нашли применение для промышленного получения цианкобаламина (фирма Merk, США). Интерес представляют также термофильные бациллы, а именно Bacillus eirculans и Bacillus stearothermophilus, которые растут при температурах, соответственно, 60 °С и 75 °С и за 18-24 культивирования без соблюдения стерильных условий дают высокие выходы витамина.

В нашей стране в качестве основного продуцента витамина В12, получаемого для медицинских целей, используют культуру Propionibacterium shermanii, а для нужд животноводства применяют смешанную культуру, содержащую термофильные метанобразующие бактерии.

На большинстве зарубежных предприятий витамин В12выпускают в чистом кристаллическом виде и применяют в животноводстве большей частью в виде компонентов премиксов.

Указанный способ включения витамина В12 в кормовые рационы применяется и в нашей стране.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

источник

В наши дни это выглядит примерно так:

中文(香港): 抗壞血酸的工業合成

Читайте также:  Витамины входят в состав чего входит

1. Сначала глюкоза перерабатывается до сорбитола (катализатор и водород), где катализаторами чаще всего являются платина или палладий (тяжелые металлы).
2. Ферментация с употреблением бактерий: Acetobacter suboxydans – и в данной схеме получается сорбоза (но может быть также и много других сахаров).
3. Реакция с пропионовой кислотой с участием катализатора (тоже металл – источник не сообщает какой).
4. Реакция с подхлорином натрия NaClO (подхлорин натрия – неорганическое химическое соединение, натриевая соль подхлористой кислоты, постоянное лишь в водных растворах. Это вещество очищающее (например, воду в бассейнах), поскольку проявляет сильные окислительные способности. Его получают чаще всего, насыщая хлором раствор углекислого натрия. Это активная составная часть многих отбеливателей. Его применяют также при дезинфекции емкостей для воды и помещений для животных. См. :http://tiny.pl/hf2vb
5. Реакция с соляной кислотой в присутствии этанола.
6. Китайский источник не сообщает – вероятно, это тайна патента.
7. Китайский источник не сообщает – вероятно, это тайна патента.
8. Китайский источник не сообщает – вероятно, это тайна патента.

/Нравится ли тебе, Читатель, этот процесс производства фабричного «витамина С». – примеч. автора/.

Проф. Чжу-Пей Гин из Fujian Academy of Agricultural Science пишет об этом так:

«В китайских и других фабриках тысячи тонн сырья — производных глюкозы – с помощью химических катализаторов превращаются в тысячи тонн аскорбиновой кислоты. Почти всю продукцию ведет (или получает) химико-фармацевтический картель. Те партии, которые поступают на фабрики переработки продуктов, называются «Е 300» и т.п. Они упакованы в мешки и перевозятся по нескольку мешков на паллете. Те, которые попадают на фабрики, производящие корм для скота и птицы в промышленных масштабах, называются «аскорбиновая кислота». Они упакованы в чуть меньшие и более эстетичные мешки. А вот те, которые идут на фабрики, где таблетируют продукт, предназначенный для тебя и для меня – упаковываются уже в килограммовые мешки, вполне симпатичного внешнего вида и называются «витамин С».

Знай, однако, что это одно и то же вещество. Синтетическая, дешевая аскорбиновая кислота, стереоизомерически правозакрученная. Она отличается лишь упаковкой и ценой сбыта. Применяемая наценка – 100%-3000%. Поэтому картель обладает большей частью власти на Земле, и хотел бы, что б ты приобретал витамины только у него. Такие, какие он тебе предложит. И только в контролируемой им сети аптек. Картель не заинтересован, чтобы ты питался структурированными продуктами или суплементировался натуральными витаминными экстрактами. Во-первых, потому, что ты неинтересен картелю, как человек здоровый, а во-вторых, потому, что в медицине здоровья, в отличие от медицины болезни, торговые наценки намного ниже».

/Произведенная вышеописанным способом и приобретаемая тысячами тонн у китайских (но не только китайских) фабрик, аскорбиновая кислота повсеместно (!) служит в качестве консерванта или как составная часть твоей, Читатель и моей пищи – примеч. автора/.

Произведенная таким образом аскорбиновая кислота служит, например, средством для переработки муки. Или как дополнительное вещество, в большинстве случаев разрешенное к употреблению в следующих пищевых продуктах, которые мы приобретаем:

–Фруктовые соки и нектары
–Джемы, желе, мармелад и другие подобные фруктовые продукты, включая низкокалорийные
–Молоко сгущенное и в порошке
–Замороженные и глубокой заморозки непереработанные овощи и фрукты
–Упакованные, охлажденные, непереработанные фрукты и овощи, готовые к употреблению, а также упакованный, непереработанный и очищенный картофель

— Непереработанная рыба, раки и креветки вместе с этими же продуктами, замороженными и глубокой заморозки

Неэмульгированные масла и жиры, растительного или животного происхождения (за исключением оливкового масла, в том числе масла сорта Virgin), особенно предназначенного для жарения и пассировки

— Консервированные фрукты и овощи в металлических и стеклянных банках

— Выпеченный хлеб, состоящий исключительно из пшеничной муки, воды, дрожжей или закваски и пищевой соли

И во многих, многих других продуктах переработанных или непереработанных, но сохраняемых в вакууме, замороженных и т. п.

Аскорбиновая кислота или ее соли, произведенные промышленно, применяются совершенно официально в качестве лимитированных добавок в продуктах питания. Например, в напитках, основанных на фруктах и овощах, в том числе в соках и детском питании – до 0,3 г/кг… Или в продуктах, содержащих жиры, основанных на зерновых, включая крекеры и сухари – до 0,2 г/кг…

Читая, давайте не будем забывать, что витамин С нигде в природе не выступает в изолированной кристаллической форме. Он всегда входит в состав «комплекса витамина С» Таким образом, набор молекул аскорбиновой кислоты, «с точки зрения природы» не является витамином С

Аскорбиновая кислота, E –300 в таблетках Порошковая растительная биомасса
торговый бренд под названием «витамин С» – экстракт натурального витамина С

Витамин С не выступает также в природе в отрыве от биофлавоноидов. Всевозможные искусственные композиции витаминно-биофлавоноидных комплексов не имеют ничего общего с натуральными продуктами,какими, например, являются эти комплексы в цитрусовых. Искусственные витаминно-биофлавоноидные композиции добавляют в таблетки с синтетическим витамином С даже ведущие, известные всему миру фирмы. И делают они это ради прибыли.

(источник: из высказываний Памелы Мейсон, диетолога и представителя Health Supplements Information Service — организации, основанной за деньги, идущие от Proprietary Association of Great Britain. 10.2009).

/Строго говоря, – синтетическая аскорбиновая кислота, в том числе та, что находится в препаратах, приобретаемых нами в аптеках и других местах под названием «витамин С» — должна именоваться на этикетках и упаковках этих препаратов точно так же, как она называется, когда входит в состав пищевых продуктов, то есть – Е 300. Точно так. Не «витамин С», а именно Е 300. Сколько потребителей приобрели в аптеке препарат, состоящий из Е 300? Быть может, этот пример, наконец, достаточно образно проиллюстрирует тебе, Читатель, всю сложную проблематику грязной торговли витамином С в современной фармакологии и суплементации? – примеч. автора/.

Производство
ü 80 000 тонн в год = стоимость $600 миллионов (производство ежегодно растет на 3-4%) – 50% фармакология, 25% — продукты питания, 15% — косметическая промышленность, 10% — сельское хозяйство. ü На сегодняшний день стандартным является процесс Рейхштейна, охватывающий 7 этапов. Мы не получаем витамина С из растений, поскольку: — слишком дорогой метод (HPLC), — получается слишком малое количество витаминов, — нет смысла, поскольку проще съесть овощ или фрукт!

(источник: презентация Эвы Бласяк и Катажины Дуды: http://www.ghnet.com.pl/

/Информация на этом слайде, специально взятая из презентации, постоянно показываемой студентам – почти правдива… Почти…

Действительно, процесс Рейхштейна имеет семь этапов. Да только в китайских, американских, а быть может уже и в европейских фабриках его сокращают до трех.

А вот так, что уже давно ушли в историю времена, когда, действительно, синтетический витамин С производили в POLFA (польская фабрика лекарств) в весьма сложном семиэтапном процессе Рейхштейна. Когда (и тут у старых биохимиков слезы наворачиваются на глаза) исходным веществом был виноградный сахар, а основная работа в процессе приходилась на микроорганизм семейства Acetobacter, который работал так, как это было установлено природой миллиарды лет назад, то есть без дополнительных генов. – примеч. автора/.

Мы уже знаем, что существует огромный спрос, которого фармацевтическая промышленность натуральными продуктами не может удовлетворить (ведь для одного килограмма натурального витамина необходима одна тонна углерода или две тонны лимонов). А поскольку ежегодно на рынок поступает 80-100 тысяч тонн витамина С (данные 2004 года), то лишь для этого количества понадобилось бы 160-200 миллионов тонн лимонов. Это слишком длинный и дорогой путь для фармацевтического картеля и поэтому уже давно производство переориентировано на экспресс-синтетическое и высокопроизводительное направление.

Нынче все делается короче.

Работу почтенного Acetobacter suboxydans в XXI выполняет генетически модифицированныймикроорганизм Erwinia herbicola. Благодаря этому микроорганизму и благодаря ускоренным реакциям с пропионовой кислотой и натриевой солью подхлористой кислоты, при участии катализаторов – солей тяжелых металлов, первоначальный процесс Рейхштейна и его последователей сокращается от семи этапов до трех. Это сокращает деньги и персонал. К сожалению, и в Европе этому методу «принадлежит будущее». И мы будем это есть, если уже не едим.

(источник: публикации Global Health & Information Medical Research Institute. A Non-Profit Organization. 2008-2009).

/Витамин С, изготовленный по американской, генетически модифицированной технологии, уже давно у нас на рынке. Полностью осознай это, Читатель. Приобретая в аптеках витамин С в виде синтетической аскорбиновой кислоты (или ее смеси с фруктовыми порошками — читай с пониманием, что входит в состав витаминных препаратов. ) ты уже давно потребитель этого ловкого изобретения…

На слайде, размещенном рядом, написано, что «витамин С мы не получаем из растений, потому что это слишком дорогой метод (это факт!), что слишком мало его, таким образом, получается (это тоже факт и он попросту означает, что на экстрагировании натурального витамина бизнес не сделаешь), а вообще лучше съесть фрукт или овощ…»

И что же это будет, Читатель, когда с помощью таких слайдов будут учить студентов во всем мире? Будем надеяться, что так никогда не случится, потому что тогда действительно нам останется «фрукт или овощ», или то, что ОНИ называют в аптеках «витамином С» — примеч. автора/.

Когда появляется шанс, FARMA часто его упускает…

В 1996 году в Управление Патентов Польской Республики поступил для юридической защиты необыкновенно интересный биохимический метод получения натурального левозакрученного (и как теперь уже известно – прекрасно биодоступного) витамина С из зелени примитивных жгутиковых (Chlorella pyrenoidosa), которую человечество может получать в любых водах в неисчерпаемых количествах…

Chlorella pyrenoidosa
Chlorella pyrenoidosa пытались использовать, как источник витамина С, поскольку она: — легко доступна — проста в разведении — содержит относительно много витамина С (то есть больше, чем овощи или фрукты). Производство велось в биореакторе, получено вначале 40 мг/л L-АА, после случайного мутагенеза и оптимизации условий удалось получать 2г/л (на изначально добавленных 80г/л глюкозы => производительность процесса 2,5%)
(1996 патент на получение витамина С из зелени).

(источник: презентация Эвы Бласяк и Катажины Дуды: http://www.ghnet.com.pl/

Судьба этого открытия неизвестна… Не помогает даже поисковая система в базе данных Управления Патентов. Но точно – никто, нигде, таким образом, нынче витамин С из биомассы не производит. Можно, таким образом, догадываться, что патент был приобретен и глубоко запрятан, чтобы ничего не делалось.

Точно так же, как некогда запрятан был польский метод получения белков из неограниченных запасов океанского криля, и как это грозило многим другим отечественным открытиям, например, экстрагированию тропоколлагена из рыбьих кож.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9916 — | 7449 — или читать все.

источник

Вам интересно знать, как получают натуральные витамины? Тогда эта статья для Вас. Ежедневно организм человека нуждается в витаминной подпитке, которая является для нас, по большому счёту, источником жизни. Во времена, когда человечество ещё не познало техногенного прогресса, все полезные вещества люди получали из пищи. Сегодня взять весь объём необходимых веществ вместе с едой практически невозможно. Нашими незаменимыми помощниками в этой ситуации становятся натуральные витамины. Да-да, не синтетические, не фракционированные, а именно натуральные. От всех других типов они отличаются способом производства, который позволяет сохранить в препарате максимум полезных веществ, необходимых организму для нормальной работы. Применяемые способы обработки сырья сохраняют его естественную структуру и не разрушают связей между веществом.

В качестве сырья для производства натуральных витаминов используются овощи, фрукты, ягоды растения, богатые полезными веществами разных групп и категорий. Для сравнения: при изготовлении синтетических препаратов берутся заготовки, полученные искусственным путём. В них не удаётся воссоздать молекулярную структуру, свойственную натуральным витаминным добавкам, и сохранить все полезные компоненты в комплексе. А значит, и наш организм не сможет их усвоить без вспомогательных веществ.

В качестве примера можно привести всем знакомую с детства аскорбиновую кислоту, которая является всего лишь одним из элементов витамина С.

А вот натуральные препараты, сразу же после попадания в кровеносную систему, отлично усваиваются. При этом коэффициент использования таких витаминов значительно выше, чем при приёме синтетических аналогов, которые, кстати, немного дешевле.

Читайте также:  Витамины в ампулах для чего применяют

Из чего делают натуральные витаминные комплексы? Из обычных для нас продуктов растительного происхождения. Выбираются из них те, которые содержат максимальное количество полезных веществ, и произрастают в форме наиболее удобной для переработки. Так, к примеру, многие производители для получения витаминных концентратов используют вишню ацеролу, петрушку, кресс, люцерну.

Процесс производства натуральных витаминов достаточно сложен и состоит из нескольких этапов. Над его разработкой трудились учёные из разных областей знания. Свою лепту в создание уникальной технологии внесли химики, биологи, диетологи, фитологии, занимающиеся изучением растений.

В основе производства витаминных препаратов лежит процесс дегидратации, говоря более простым языком обезвоживания. Из растения или плода полностью извлекается влага, которая препятствует длительному хранению того или иного продукта. При этом процесс дегидратации должен осуществляться при определённой температуре. В противном случае многие ферменты будут разрушены и добавки не принесут никакой пользы. Дегидратацию можно проводить с помощью сушки, холодного отжима, выпаривания.

Помимо влаги необходимо удалить и все волокна как элемент, не содержащий полезных веществ. После дегидратации высушенная масса тщательно измельчается. Её в дальнейшем используют для получения комплексных витаминных препаратов, или индивидуальных витаминов.

Данный процесс описан очень схематично. На самом деле, чтобы он прошёл успешно, необходимо соблюсти множество условий и выполнить ряд манипуляций (предварительно подготовить сырьё, запустить оборудование, приготовить вспомогательные компоненты). Кроме того, многое зависит от того или иного вида натуральных витаминов. К примеру, многие из них разрушаются при термической обработке. Поэтому их производство проходит с тщательным контролем температурного режима. Многие технологические процессы получения натуральных витаминов охраняются законом, а некоторые являются даже секретными. Сотни учёных внесли свою лепту в технологию изготовления витаминов, минеральных добавок и биологически активных препаратов.

Конечно, чтобы получить натуральный витаминный препарат, нужно затратить немало усилий, времени и ресурсов. Но результат того стоит: они позволяют нам сохранить молодость и здоровье.

источник

Аскорбиновая кислота впервые выделена в чистом виде Сцент-Гиорги в 1928 г. под названием гексуроновая кислота. В 1933 г. рядом исследователей установлена ее структура. Синтез ее осуществлен впервые Рейхштсйном в Швейцарии, Гевортом в Англии, Хеуорзом и Хирстом с сотр. также в Англии.

Значение витамина С для организма человека очень велико.

Аскорбиновая кислота принимает активное участие в окислнтельно-восстановительных процессах в организме и входит в состав ряда сложных ферментов, обусловливающих процессы клеточного дыхания. Витамин С участвует в процессах углеводного и белкового обмена, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, регулирует холестериновый обмен, участвует в нормальном функционировании желудка, кишечника и поджелудочной железы; совместно с витамином Р обеспечивает нормальную эластичность стенок кровеносных капилляров, обезвреживает действие ряда лекарственных веществ и ядов. Аскорбиновая кислота применяется при лечении цинги, инфекционных заболеваний, ревматизма, туберкулеза, язвенной болезни, при гепатитах, шоковом состоянии и др.

При недостаточности аскорбиновой кислоты развивается гиповитаминоз, в тяжелых случаях — авитаминоз (цинга, скорбут). При цинге наблюдается утомляемость, сухость кожи, расшатываются и выпадают зубы, наблюдаются боли в конечностях, снижается сопротивляемость к инфекциям. В конечном итоге, цинга приводит к летальному исходу.

В терапевтических дозах аскорбиновая кислота хорошо переносится и побочных эффектов не вызывает. При введении в больших дозах и в течение длительного времени она может повреждать островковый аппарат поджелудочной железы и опосредованно почки.

Аскорбиновая кислота содержится в значительных количествах в овощах, плодах, ягодах, хвое, шиповнике, в листьях черной смородины.

Под влиянием высоких температур, кислорода, особенно в присутствии тяжелых металлов, витамин С легко разрушается. В организме человека и большинства животных аскорбиновая кислота не синтезируется.

Примерная суточная доза составляет 50—100 мг. В то же время, в некоторых случаях (тяжелые физические нагрузки, простудные заболевания) показаны увеличенные (ударные) дозы аскорбиновой кислоты (до 0,5-1,0 г и более на прием). Активным пропагандистом этих воззрений является известный американский химик, лауреат Нобелевской премии Л. Полинг.

Строение и физико-химические свойства аскорбиновой кислоты

Строение аскорбиновой кислоты следующее:

Аскорбиновая кислота является производным моносахарида L-ряда. Это строение подтверждено синтезами, в которых исходными веществами являются L-сорбоза (наиболее доступна) или L-гулоза, превращающиеся в 2-кето-Ь-гуло-новую кислоту—ключевой полупродукт в синтезе аскорбиновой кислоты:

Аскорбиновая кислота имеет два асимметрических атома углерода в положениях 4 и 5 и образует четыре оптических изомера и два рацемата:

Биологически активной является L-(+)-форма. Д-(—)-форма является антивитамином и не существует в природе. Принятое строение аскорбиновой кислоты подтверждается рентгеноструктурным анализом. Молекулярная модель, установленная этим методом, показывает, что все атомы углерода и кислорода цикла лежат в одной плоскости, кроме С4 , лежащего вне ее.

Аскорбиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество с Тпл 192°, очень чувствительна к нагреванию, хорошо растворима в воде, плохо в спиртах (за исключением метанола), практически нерастворима в неполярных растворителях. Она очень чувствительна к тяжелым металлам, медь и железо разрушающе, действуют на аскорбиновую кислоту. Аскорбиновая кислота легко отщепляет протон гидроксила в положении Сз кольца и по силе не уступает карбоновым кислотам:

Аскорбиновая кислота является двухосновной, однако, ее считают практически одноосновной, поскольку pKI =4 12 а рКII =11,57.

Кислотность обусловлена фенольной НО-группой. Аскорбиновая кислота легко образует соли — наиболее известна ее натриевая соль (аскорбинат натрия). Аскорбиновая кислота очень легко окисляется и обладает сильной восстановительной способностью. Процесс окисления аскорбиновой кислоты протекает сложно, начальной стадией его является образование т. н. дегидроаскорбиновой кислоты под влиянием кислорода воздуха или других окислителей. Этот процесс является обратимым:

При рН этерификация —> «енолизация» —> «лактонизация»).

6 стадия. Получение медицинской аскорбиновой кислоты. Перекристаллизация технической аскорбиновой кислоты.

Выход продукта в пересчете па глюкозу составляет в целом до 54%.

Химическая схема производства аскорбиновой кислоты

Технология производства аскорбиновой кислоты

Стадия 1. Производство D-сорбита из D-глюкозы

В производстве синтетической аскорбиновой кислоты D-сорбит является первым промежуточным продуктом синтеза. D-сорбит представляет собой белый кристаллический порошок, легко растворимый в воде. Сырьем для его производства является D-глюкоза. Это сравнительно дорогое сырье, стоимость его составляет 40—44% от себестоимости аскорбиновой кислоты, поэтому замена D-глюкозы на непищевые виды сырья является важной проблемой.

источник

К специфическим особенностям синтеза витаминов относятся:

  • · многостадийность процессов;
  • · значительная материалоёмкость, обусловливающая необходимость размещения предприятий В. п. вблизи сырьевых баз;
  • · применение специальной аппаратуры, предназначенной для работы с агрессивными средами;
  • · необходимость выработки высокочистой продукции.

Витаминные заводы — специализированные предприятия. Преобладает предметная специализация — осуществление синтеза витаминов на каждом предприятии по полной схеме их производства, включая и выпуск всех полупродуктов. С конца 60-х гг. расширяется более эффективная — технологическая специализация производства полупродуктов.

Тиамин (витамин В1 )

Применяют в виде тиамина бромида и тиамина хлорида

Тиамин содержиться в дрожжах, зародышах и оболочках семян злаковых культур 9пшеницы, овса, гречихи, кукурузы), а также в орехах, арахисе. Эти продукты могут служить источниками получения тиамина. Однако процесс извлечения сложен, а выход очень мал. Так, из 1 т дрожжей можно получить только 0,25 т тиамина.

Из многочисленных вариантов синтеза тиамина представляет интерес метод, состоящий из трех этапов: синтеза пиримидиновой части молекулы, синтеза тиазолового цикла и связывания их между собой.

Один из путей синтеза пиримидинового цикла основан на конденсации ацетамидина и цис-формы б-ацетоксиметилен-в-этоксипропионитрила:

ацетамидин б-ацетоксиметилен- 2-метил-4 амино-5- 2-метил-4-амино-5-бром — в-этоксипропионитрил этоксиметилпиримидин метилпиримидина гидробромид

Тиазоловый цикл синтезтруют из тиоформамида и бромацетопропилацетата

4-метил-5в -ацетоксиэтилтиазол 4 -метил-5в- оксиэтилтиазол

Связывают пиримидиновую и тиазолувую части в одну молекулу сплавлением полученных продуктов при Т=100-120°С, либо нагреванием в органическом растворителе, например, в бутиловом спирте:

тиамина бромида гидробромид

Рибофлавин (витамин В2 )

Рибофлавин содержаться в дрожжах, молочной сыворотке, мясе, рыбе, печени, почках, яичном белке, зародышах и оболочках зерновых культур, горохе, овощах.

Рибофлавин можно получить из животного и растительного сырья, однако этот процесс трудоемок и дает очень низкий выход. Чтобы выделить 1 г рибофлавина, нужно переработать 5,4 т молочной сыворотки.

В промышленности рибофлавин синтезируют путем конденсации 3,4-диметиланилина с D-рибозой. Полученный имин гидрируют, затем через реакцию азосочетания (с восстановлением азогруппы) образуют арилрибамин и конденсируют с аллоксаном.

В настоящее время рибофлавин получают с помощью микробиологического синтеза. Использование современных достижений в области физиологии микроорганизмов и генной инженерии позволило увеличить выход на биосинтезе рибофлавина в 4-5 тысяч раз

Никотинамид, никотиновая кистлота (витамин РР)

Кислота никотиновая, или витамин РР, получена еще в 1867г, но ее специфическое витаминное действие установлено лишь в 1937 г. В медицинской практике применяют не только кислоту никотиновую, но и ряд лекарственных веществ, которые является ее производными.

Известны различные способы получения кислоты никотиновой, но промышленное значение имеет способ ее получения из в-пиколина.

Исходными продуктами для получения никотиновой кислоты являются содержащиеся в каменноугольной смоле жидкие вещества — пиколины. Пиколиновую фракцию подвергают фракционному разделению на б-,в-,г- пиколины.

Окислением в-пиколина получают никотиновую кислоту:

в-пиколин никотиновая кислота

Экономичный способ синтеза никотинамида основан на пропускании газообразного аммиака через смесь никотиновой кислоты и водного раствора аммиака при 180-185°С:

никотиновая кислота никотинамид

Пищевыми источниками никотиновой кислоты являются: мясо, печень, почки, рис, хлеб, картофель.

Пиридоксин (витамин В6 )

Группа витаминов В6 относится к производным пиримидина, или оксиметилпиримидиновых витаминов. Они содержаться в в различных растениях и органах животных. Наибольшее их количество находится в дрожжах, неочищенных зернах злаков, картофеле, овощах, мясе, рыбе, молоке, печени трески и крупного рогатого скота, яичном желтке.

Вещество, обладающее В6 -витамииной активностью, получено в нашей стране в 1937 г из дрожжей. Затем было установлено, что витамин В6 — это не одно, а несколько сходных по химической структуре веществ, способных взаимопревращаться друг в друга:

пиридоксин пиридоксаль пиридоксамин

Процесс обращения может идти в обратном направлении.

Основным лекарственным веществом витаминов группы В6 является пиридоксина гидрохлорид. Сравнительно несложная химическая структура позволила осуществить синтез пиридоксина из алифатических соединений. Известно много различных вариантов синтеза. Наиболее эффективный из них основан на циклизации N-формил-D,L-аланина, с последующей его циклоконденсации с эфиром 1,4-бутендионовой кислоты. Полученный бицикл в кислой среде расщепляется в производное пиридина, которое гидрируют до пиридоксина:

N-формил-D, L-аланин 4-метил- 5-этокси- 1,3-оксазол

Кобаламин (витамин В12 )

Цианкобаламин синтезируется в природе микроорганизмами, главным образом бактериями, актиномицетами, сине-зелеными водорослями. В организме человека и животных биосинтез кобаламина осуществляется микрофлорой кишечника. Затем он накапливается в печени, почках, стенке кишечника жвачных животных. Биосинтезом в кишечнике потребность человека в этом витамине полностью не обеспечивается. Необходимо поступление цианкобаламина с пищей животного происхождения, так как в растительной пище он отсутствует.

Получение цианкобаламина из печени животных неэкономично вследствие малого выхода (из 1 т около 0,02г). В настоящее время промышленности получают цианкобаламин путем микробиологического синтеза как побочный продукт при производстве стрептомицина из культуральной жидкости актиномицета Streptomices griseus.выход того или другого вещества можно направленно регулировать, меняя условия проведения ферментативного процесса(температура, pH среды, компоненты и др.). повышает выход цианкобаламина внесение в культуральную жидкость солей кобальта. Цианкобаламин выделяют из культуральной жидкости тремя способами: экстракцией органическими растворителями, осаждением в виде труднорастворимых соединений и чаще всего сорбцией на ионообменных смолах с использованием карбоксильного катионита.

Структура цианкобаламина была установлена в 1955 г, а затем подтверждена синтезом, осуществленным в 1972 г В.Рудвордом в США и Н. Эшенмозером в Швейцарии. Молекула цианкобаламина состоит из двух связанных между собой частей: кобальтового комплекса нуклеотида бензимидазола и макроциклической корриновой системы.

В качестве ЛС применяется в медицине цианкобаламин и гидроксикобаламин(оксикобаламин). От цианкобаламина он отличается лишь тем, что вместо цианогруппы в его молекуле к иону кобальта присоединен гидроксил. Выпускают его в виде гидрохлорида.

Фолиевая кислота (витамин Вс )

Фолиевая кислота широко распространена в растительном мире, содержится во всех свежих овощах, особенно в зеленых листьях шпината, салата, бобах, злаках. Название «кислота фолиевая» произошло от лат.folium-лист и отображает основную локализацию этого витамина.

Химическая структура установлена в 1946 г.

Кислоту фолиевую получают конденсацией эквимолекулярных количеств 2,5,6-триамино-4-оксипиримидина; б,в-дибромпропионового альдегида и п-аминобензоил-L(+)-глутаминовой кислоты:

2,5,6-триамино- б,в-дибромпро- п-аминобензоил-L(+)-глутаминовая 4-оксипиримидин пионовый альдегид кислота

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Кислота аскорбиновая содержится в свежих овощах (капусте, салате, томатах, картофеле), ягодах, фруктах, иглах хвои, плодах шиповника и т.д.

Кислоту аскорбиновую можно выделить из растительного сырья, в частности, из плодов шиповника. Вначале получают водные экстракты, сгущают их до сиропов в вакууме, осаждают сопутствующие вещества (спиртом и эфиром), а остаток очищают хроматографическим методом и перекристаллизовывают.

Читайте также:  Витамины в айве для чего полезны

Промышленный способ получения кислоты аскорбиновой основан на синтезе D-глюкозы, которую восстанавливают в D-сорбит каталитическим гидрированием. Важным этапом синтеза является процесс глубинного бактериохимического окисления _брожжения) с помощью AcetobactersuboxydansD- сорбита до L-сорбозы. Последнюю подвергают ацетонированию и полученную диацетон-L-сорбозу окисляют до диацетонкетогулоновой кислоты. Затем осуществляют процесс омыления и лактонизацию 2-кето-L-гулоновой кислоты до:

Общая схема синтеза кислоты аскорбиновой

D-глюкоза D-сорбит L-сорбоза

диацетон L-сорбоза диацетонкетогулоновая 2-кетоL-гулоновая кислота кислота кислота аскорбиновая

Витамины группы Р имеют различную структуру. Они содержаться во многих растениях, главным образом в плодах шиповника, цитрусовых, незрелых грецких орехах, ягодах черной смородины, рябине, зеленых листьях чая, винограде, гречихе и т.д.

К группе витаминов Р относится большое число веществ — флавоноидов, которые распространены в природе либо в свободном состоянии, либо в виде гликозидов.

Из индивидуальных веществ, обладающих Р-витаминной активностью, применяют ритозид (рутин),кверцетин, дигидрокверцетин.

Рутин содержится в листьях руты пахучей, в почках и цветках софоры японской и других растений. Наиболее богатым его источником служит зеленая масса гречихи, из которой выделяют 1,5-6% рутина. Извлекают рутин водой, затем отделяют белки осаждением, и рутин перекристаллизовывают. При получении следует учитывать, что рутин в кислой среде, особенно при нагревании, легко гидролизуется с образованием кверцетина, рамнозы и глюкозы.

Кверцетин получают из рутина путем гидролиза. Дигидрокверцетин получают из древесины лиственницы сибирской и лиственницы Гмелина, или лиственницы даурской семейства сосновых.

Кальциферолы (витамины группы D)

К настоящему времени открыто несколько витаминов группы D:D2 , D3 , D4 , D5 , D6 , D7 . Природные витамины D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол) содержаться в небольших количествах в яичном желтке, икре, сливочном масле, молоке. Значительные количества этих витаминов сопутствуют ретинолу в печени и жировой ткани рыб (главным образом трески) и морских животных. При ультрафиолетовом облучении (в определенных дозах) содержание витаминов группы D в этих продуктах повышается.

Провитамином эргокальциферола служит эргостерин, который получают экстракцией из дрожжей. Дешевым источником эргостерина является мицелий — отход производства пенициллина, содержащий около 0,5% стеринов.

Механизм образования кальциферолов основан на фотохимической реакции, которой подвергают природные стерины (эргостерин, холестерин и др.). При ультрафиолетовом облучении (фотолизе) эргосерина образуется ряд продуктов, в том числе эргоальциферол:

Выход эргокальциферола зависит от условий проведения фотолиза: источника облучения, продолжительности фотолиза, длины волны, растворителя и т.д.длительное облучение приводит к потере витаминной активности и образованию токсичных продуктов: токсистерина и супрастеринов. Поэтому необходимо строгое соблюдение режима провелдения процесса фотолиза.

Токоферолы (витамины группы Е)

Источником получения токоферолов служит масло зародышей пшеницы или кукурузы, которое подвергают гидролизу, а неомыляемый остаток (около 5%), содержащий токоферолы и стерины, растворяют в этаноле, хлороформе или дихлорэтане. Затем растворитель удаляют, остаток растворяют в ацетоне или метиловом спирте и при -10°с выкристаллизовывают стерины. Остаток стеринов осаждают дигитонином. Смесь токоферолов очищают и разделяют хроматографическим методом.

К настоящему времени выделены из природных источников или получены синтетическим путем 7 различных веществ, обладающих Е-витаминной активностью.

В качестве ЛС применяют б-токоферола ацетат. Синтезируют его конденсацией триметилгидрохинона и изофитола с последующим ацетилированием уксусным ангидридом образовавшегося б-токоферола:

Триметилгидрохинон изофитол б-токоферол

Установлено, сто К-витаминной активностью обладает несколько веществ, стимулирующих свертывание крови.в зависимости от химической структуры природные витамины группы К условно делят на фиилохиноны и менахиноны.

Филлохинон широко распространен в природе главным образом в зеленых частях растений (листья люцерны, шпината, в цветной капусте, хвое, зеленых томатах, конопле и т.д.).некоторые из них являются источниками получения филлохинона.

Филлохинон (витамин К1 ) в виде индивидуального вещества под названием фитоменадион применяют в медицинской практике.

Синтез витамина К основан на алкилировании 2-метил-1,4-дигидроксинафталина фитолом в присутствии катализатора (алюмосиликатов) с последующим окислением до 2-метил-1,4-диоксонафталина:

Менадионы являются продуктами жизнедеятельности бактерий, в том числе содержащиеся в кишечнике животных, их продуцируют также различные микроорганизмы.

В качестве ЛС из группы менадионов (витамины К2 ) используют в медицине синтетически полученный менадиона натрия бисульфит (Викасол).

менадиона натрия бисульфит (Викасол)

Синтез его осуществляют из в-метилнафталина, который является продуктом производства коксохимической промышленности. Метилнафталин окисляют оксидом хрома до 2-метил-1,4-диоксонафталина (менадиона0. менадион перервдят в растворимое состояние введением гидрофильной сульфогруппы.

в-метилнафталин 2-метил-1,4-диоксонафталин менадиона натрия бисульфит

источник

Витам и ны (от лат. vita — жизнь), группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека, животных и других организмов в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами (белками, жирами, углеводами и солями), но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности.

Первоисточником витаминов служат главным образом растения (см. Витаминоносные растения). Человек и животные получают витамины непосредственно с растительной пищей или косвенно — через продукты животного происхождения. Важная роль в образовании витаминов принадлежит также микроорганизмам. Например, микрофлора, обитающая в пищеварительном тракте жвачных животных, обеспечивает их витаминами группы В. Витамины поступают в организм животных и человека с пищей, через стенку желудочно-кишечного тракта, и образуют многочисленные производные (например, эфирные, амидные, нуклеотидные и др.), которые, как правило, соединяются со специфическими белками и образуют многие ферменты, принимающие участие в обмене веществ. Наряду с ассимиляцией в организме непрерывно совершается диссимиляция витаминов, причём продукты их распада (а иногда и малоизменённые молекулы витаминов) выделяются наружу. Недостаточность снабжения организма витаминами ведёт к его ослаблению (см. Витаминная недостаточность), резкий недостаток витаминов — к нарушению обмена веществ и заболеваниям — авитаминозам, которые могут окончиться гибелью организма. Авитаминозы могут возникать не только от недостаточного поступления витаминов, но и от нарушения процессов их усвоения и использования в организме.

Основоположник учения о витаминах русский врач Н. И. Лунин установил (1880), что при кормлении белых мышей только искусственным молоком, состоящим из казеина, жира, молочного сахара и солей, животные погибают. Следовательно, в натуральном молоке содержатся и другие вещества, незаменимые для питания. В 1912 польский врач К. Функ, предложивший само название «витамины», обобщил накопленные к тому времени экспериментальные и клинические данные и пришёл к выводу, что такие заболевания, как цинга, рахит, пеллагра, бери-бери, — болезни пищевой недостаточности, или авитаминозы. С этого времени наука о витаминах (витаминология) начала интенсивно развиваться, что объясняется значением витаминов не только для борьбы со многими заболеваниями, но и для познания сущности ряда жизненных явлений. Метод обнаружения витаминов, примененный Луниным (содержание животных на специальной диете — вызывание экспериментальных авитаминозов), был положен в основу исследований. Было выяснено, что не все животные нуждаются в полном комплексе витаминов, отдельные виды животных могут самостоятельно синтезировать те или иные витамины. В то же время многие плесневые и дрожжевые грибы и различные бактерии развиваются на искусственных питательных средах только при добавлении к этим средам вытяжек из растительных или животных тканей, содержащих витамины. Таким образом, витамины необходимы для всех живых организмов.

Изучение витаминов не ограничивается обнаружением их в естественных продуктах с помощью биологических тестов и другими методами. Из этих продуктов получают активные препараты витаминов, изучают их строение и, наконец, получают синтетически. Исследована химическая природа всех известных витаминов Оказалось, что многие из них встречаются группами по 3—5 и более родственных соединений, различающихся деталями строения и степенью физиологической активности. Было синтезировано большое число искусственных аналогов витаминов с целью выяснения роли функциональных групп. Это способствовало пониманию действия витаминов. Так, некоторые производные витаминов с замещенными функциональными группами оказывают на организм противоположное действие, по сравнению с витаминами, вступая с ними в конкурентные отношения за связь со специфическими белками при образовании ферментов или с субстратами воздействия последних (см. Антивитамины).

Витамины имеют буквенные обозначения, химические названия или названия, характеризующие их по физиологическому действию. В 1956 принята единая классификация витаминов, которая стала общеупотребительной.

Наличие химически чистых витаминов дало возможность подойти к выяснению их роли в обмене веществ организма. Витамины либо входят в состав ферментов, либо являются компонентами ферментативных реакций. При отсутствии витаминов в организме нарушается деятельность ферментных систем, в которых они участвуют, а следовательно, — и обмен веществ. Известно несколько сот ферментов, в состав которых входят витамины, и огромное количество катализируемых ими реакций. Многие витамины — преимущественно участники процессов распада пищевых веществ и освобождения заключённой в них энергии (витамины B1, В2, PP и др.). Участвуют они и в процессах синтеза: B6 и В12 — в синтезе аминокислот и белковом обмене, В3 (пантотеновая кислота) — в синтезе жирных кислот и обмене жиров, Вс (фолиевая кислота) — в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований и многих физиологически важных соединений — ацетилхолина, глутатиона, стероидов и др. Менее изучено действие жирорастворимых витаминов, однако несомненно их участие в построении структур организма, например в образовании костей (витамин D), развитии покровных тканей (витамин А), нормальном развитии эмбриона (витамин Е и др.). Таким образом, витамины имеют огромное физиологическое значение. Выяснение физиологической роли витаминов позволило использовать их для витаминизации продуктов питания, в лечебной практике и в животноводстве. Особенно широко стали применяться витамины после освоения их промышленного синтеза. См. также Витаминные препараты.

Лит.: Кудряшов Б. А., Биологические основы учения о витаминах, М., 1948 (имеется библ.); Валдман A. Р., Значение витаминов в питании сельскохозяйственных животных и птицы, Рига, 1957; Березовский В. М., Химия витаминов, М., 1959; Труфанов А. В., Биохимия и физиология витаминов и антивитаминов, М., 1959; Шилов П. И. и Яковлев Т. Н., Основы клинической витаминологии, Л., 1964 (имеется библ.); Букин В. Н., Пантамат кальция (витамин B15), М., 1968; Vitamine. Chemie und Biochemie, Hrsg. von J. Fragner, Bd 1—2, Jena, 1964—65 (имеется библ.); Wagner A. F., Folkers K., Vitamins and coenzymes, N. Y., [1964]; The vitamins: chemistry, physiology, pathology, methods, 2 ed., ed. W. Н. Sebrell, R. S. Harris, v. 1, N. Y. — L., 1967.

Получение витаминов. Витамины получают главным образом синтетически и лишь в некоторых случаях отдельные стадии в цепи синтеза выполняются биологическими способами. Производство концентратов витаминов из продуктов растительного или животного происхождения почти полностью потеряло своё значение.

Получение витаминов относится к тонкому органическому многостадийному синтезу. Химическими методами синтезируют следующие витамины: А, B1, B2, В3, B6, Вс, С, D2, D3, Е, К, PP, а В12 — ферментативными методами микробиологического синтеза. Ферментацией пользуются также на одной из стадий синтеза витамина С. Этот витамин в виде индивидуального кристаллического вещества высокой степени чистоты образуется при восстановлении D-глюкозы в D-copбит. Последний ферментативно окисляют в L-copбозу, которую после ряда операций превращают в витамин С (I). Витамин А (ретинол) синтезируют, исходя из псевдоионона (II), который циклизуют в b -ионон и затем через ряд сложных операций превращают в ретинол (III). Псев-доионон служит также исходным сырьём для многостадийного синтеза изофитола, используемого при получении чистого витамина Е ( a -токоферилацетата, IV).

Витамин K3 (2-метил-1,4-нафтохинон) получают окислением 2-метилнафталина. Витамином K3 пользуются в медицинской практике в виде растворимой в воде натриевой соли бисульфитного производного (V).

Производство витамина B1 (тиамина, VI) основано на конденсации 2-метил-4-амино-5-хлор (бром) метилпиримидина с 4-метил-5- b -оксиэтилтиазолом. Кофермент витамина B1 — кокарбоксилаза (VII), или дифосфорный эфир тиамина, применяемый для лечения заболеваний сердца, получают фосфорилированием тиамина с последующей очисткой на ионообменных смолах и кристаллизацией.

Витамин В2 (рибофлавин, VIII) образуется при культивировании Eremothecium ashbyii и других микроорганизмов без выделения в виде сухой биомассы (с использованием только для кормления с.-х. животных), а синтетический рибофлавин (применяемый в медицине) получают в виде кристаллического продукта деструктивным окислением D-глюкозы (из кукурузного крахмала) в D-apaбоновую кислоту и рядом других операций превращают в конечный продукт — жёлто-оранжевые кристаллы высокой степени чистоты. Важное производное рибофлавина — его кофермент рибофлавин-5′-фосфат натрия (IX, R = Na), применяемый для инъекций, получают фосфорилированием рибофлавина, а другой кофермент — ФАД (IX, R — остаток аденозин-5′-фосфата) получают конденсацией рибофлавина-фосфата и аденозин-5′-фосфата.

Витамин B6 (пиридоксин, X, а) синтезируют, конденсируя метоксиацетил-ацетон с циануксусным эфиром в присутствии аммиака в 2-метил-4-метоксиметил-5-циан-6-оксипиридин, который подвергают нитрованию, затем рядом операций превращают в пиридоксин. Известен также и другой способ получения пиридоксина — через 4-метил-5-пропоксиоксазол диеновым синтезом с формалем бутен-2-диола-1,4. Другими формами B6 являются пиридоксол (X, б) и пиридоксамин (X, в).

источник