В моей статье я хочурассказать о природе источником витамина и его принцип химического строения.
Ключевые слова: низкомолекулярные органические вещества, витамины, продуценты, биосинтез витамина
Витамины — группа низкомолекулярных органических веществ, которые в очень низких концентрациях оказывают сильное и разнообразное биологическое действие. В природе источником витаминов являются главным образом растения и микроорганизмы.
Химический синтез в производстве большей части витаминов занимает ведущее положение, микробиологические методы также имеют большое практическое значение. Принципы химического строения витаминов настолько разнообразны, что классификация их на основе структуры невозможна. Витамины делятся по принципу растворимости на жирорастворимые и водорастворимые. Из жирорастворимых витаминов наибольшее значение в народном хозяйстве и в микробиологической промышленности имеют витамины групп А и D, а из водорастворимых — витамины В2 и В12.
Терминология
Названия «витамин В12» и «кобаламин» обычно относятся ко всем формам этого витамина. Некоторые врачи полагают, что использование витамина можно разделить на две категории. В широком смысле, B12 относится к группе кобальтсодержащих витамерных соединений, известных как кобаламины. Сюда включается цианокобаламин (артефакт, формируемый с использованием активированного угля, который всегда содержит следы цианида для очищения гидроксикобаламина), гидроксокобаламин (другая лекарственная форма, производимая бактериями)
Витамин В12 — это общее название, относящееся к объединениям молекул кобальта и корринового кольца, которые определяются их конкретной витаминной функцией в организме. Все субстраты кобальт-корриновых молекул, из которых создается B12, должны быть синтезированы бактериями. Однако после завершения этого синтеза организм обладает ограниченной мощностью для преобразования любой формы В12 в другую, посредством ферментативного устранения определенных простетических химических групп из атома кобальта. Различные формы (витамеры) В12 имеют глубокий красный цвет, из-за окраски кобальт-корринового комплекса.
Термин «B12» может использоваться для обозначения цианокобаламина, основной формы B12, используемой в продуктах и пищевых добавках.
В молекуле витамина B12 различают:
- Порфириноподобное, хромофорное, или корриновое, кольцо, связанное с атомом кобальта четырьмя координационными связями через атомы азота.
- Верхним координационным лигандом кобальта в витамине B12 является цианогруппа. Ее место могут занимать неорганические или органические заместители, например NO22-, SO22-, ОН-, H2O, CH3.
- Шестая позиция кобальта занята нуклеотидным ядром (нижним лигандом кобальта), состоящим из азотистого основания, рибозы и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотидное ядро связано с кобальтом через азот основания.
Применение витамина В12
Для обогащения кисломолочных продуктов витамином B12 используют пропионово-кислые бактерии как в чистом виде, таки в виде концентрата, приготовленного на молочной сыворотке. Получение концентрата витамина B12 включает следующие технологические стадии: непрерывное сбраживание барды комплексом бактерий, сгущение метановой бражки и сушку сгущенной массы на распылительной сушилке. Брожение проводят в железобетонных ферментерах непрерывным способом в течение года. Важное условие нормального процесса брожения — контроль уровня жирных кислот и аммонийного азота. Витамин B12 неустойчив при тепловой обработке, особенно в щелочной среде. Поэтому перед выпариванием к метановой бражке добавляют — Cl до оптимального значения рН 5,0–5,3 (кислая среда) и сульфит Na (оптимальное содержание 0,07–0,1 %). Перед поступлением на установку выпаривания метановая бражка дегазируется путем нагревания до 90–95°С при атмосферном давлении. Бражку сгущают до 20 % сухих веществ в четырехкорпусных выпарных аппаратах. Сгущенная метановая бражка высушивается на распылительной сушилке. Промышленное получение витамина В12 с помощью пропионовокислых бактерий позволяет полностью удовлетворить потребности медицины. Для обогащения кисломолочных продуктов витамином В12 используют пропионовокислые бактерии как в чистом виде, так и в виде концентрата, приготовленного на молочной сыворотке. Для нужд животноводства витамин В12 получают, используя смешанную культуру, содержащую термофильные метанообразующие бактерии. Витамин В12 используется для лечения дефицита витамина B12, отравления цианидом и наследственного дефицита транскобаламина II. Его применяют как часть теста Шиллинга для обнаружения злокачественной анемии. Механизм действия прост: Гидроксидный лиганд гидроксикобаламин замещается токсичным цианид-ионом, и в результате безобидный комплекс B12 выводится из организма с мочой. Высокий уровень витамина В12 у пожилых людей может предотвратить атрофию мозга.
Взаимодействия витамина В12
Спирт (этанол): чрезмерное потребление алкоголя, длящееся дольше двух недель, может снизить поглощение витамина В12 из желудочно-кишечного тракта. Аминосалициловая кислота может уменьшить пероральное поглощение витамина В12, возможно, на целых 55 %, как часть общего синдрома мальабсорбции. Гормональная контрацепция: противоречивы данные о воздействии оральных контрацептивов на уровни витамина B12 в сыворотке. Некоторые исследования показали снижение сывороточного уровня В12 у пользователей контрацептивов, однако другие не показали никакого эффекта, несмотря на использование оральных контрацептивов сроком до 6 месяцев. При прекращении использования оральных контрацептивов обычно наблюдается нормализация уровня витамина В12. Снижение уровня витамина В12 в сыворотке при применении оральных контрацептивов, вероятно, не является клинически значимым.
Метформин может уменьшить уровни фолиевой кислоты и витамина B12 в сыворотке. Длительное применение метформина существенно увеличивает риск дефицита В12 и (у пациентов, у которых развивается дефицит) гипергомоцистеинемии, которая является «независимым фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, особенно у лиц с сахарным диабетом 2 типа». Также имеются редкие сообщения о мегалобластной анемии у людей, принимающих метформин в течение пяти лет или более. Снижение сывороточных уровней витамина В12 наблюдается почти у 30 % людей, постоянно принимающих метформин. Тем не менее, при адекватном диетическом потреблении витамина B12 клинически значимый дефицит развиваться не будет. Дефицит может быть скорректирован при приеме витаминных добавок В12, даже при продолжении применения метформина.
Фолиевая кислота, особенно в больших дозах, может маскировать дефицит витамина В12 путем полного исправления гематологических нарушений. При дефиците витамина В12 фолиевая кислота может привести к полному избавлению от внешних проявлений мегалобластной анемии, не влияя, однако, на прогрессирование потенциально необратимых неврологических повреждений. Таким образом, перед началом монотерапии фолиевой кислотой следует проверить статус витамина В12 в организме.
Калий: Калиевые добавки могут вызывать уменьшить всасывания витамина В12 у некоторых людей. Этот эффект наблюдается при совместном приеме с хлоридом калия и, в меньшей степени, с цитратом калия. Калий может способствовать развитию дефицита витамина В12 у некоторых людей с факторами риска, однако постоянный прием добавок не является необходимым.
Продукты, вкоторых содержится витамин В12
Животные должны получать витамин В12, прямо или косвенно, от бактерий, и эти бактерии могут обитать в разделе кишечника, наиболее удаленном от той части, где поглощается B12. Таким образом, в рубец травоядных животных В12 должен либо поступать из бактерий, либо (при наличии растительного материала ферментации в кишке) в результате рециркуляции кала. Витамин В12 содержится в большинстве пищевых продуктов животного происхождения, в том числе в рыбе и моллюсках, мясе (особенно печени), птице, яйцах, молоке и молочных продуктах. Тем не менее, связывающая способность яичного желтка и белка заметно уменьшается после термической обработки.
Животные источники витамина В12:
Куриные потроха, приготовленные на медленном огне: 9.4
Сыр: 3,3
Говядина (сырое филе): 1,15
Яйцо (яйца сырые, цельные куриные): 0.89
Цельное коровье молоко: 0,45
Сырые куриные грудки: 0,20
Хлорелла, пресноводная одноклеточная водоросль, была предложена в качестве источника витамина В12, однако этот факт не был доказан в анализе на животных. Водоросли, как полагают, приобретают B12 через симбиоз с гетеротрофными бактериями, в котором бактерии поставляют B12 в обмен на фиксированный углерод. Продукты, обогащенные В12, также являются источниками витаминов, хотя они не могут рассматриваться как истинные пищевые источники витамина В12, так как этот витамин добавляется в форме дополнения из коммерческих источников бактериального производства, таких как цианокобаламин.
Примеры продуктов, обогащенных B12, включают сухие завтраки, обогащенные соевые продуктов, обогащенные энергетические батончики и витаминизированные пищевые дрожжи.
Литература:
- Промышленная микробиология: Учеб. пособие для вузов П 81 по спец. “Микробиология” и “Биология” / З. А. Аркадьева, А. М. Безбородов, И. Н. Блохина и ДР.; Под ред.. Н. С. Егорова. — М.:Высш. шк., 1989.
- Голубев В. Н., Жиганов И. Н. Пищевая биотехнология. — М.: ДеЛи принт, 2001.
- Елинов Н. П. Основы биотехнологии. Издательская фирма “Наука” СПБ 1995г.
- http://propionix.ru/mikrobiologicheskiy-sintez-vitamina-b12
