В названии "аскорбиновая кислота" (ascorbic acid) зафиксирован тот факт, что это вещество предотвращает развитие цинги (a + scorbutus).
История открытия
Необходимость свежей растительной пищи для сохранения здоровья была подмечена с незапамятных времен, но честь научного обоснования полноценного питания в профилактике и терапии цинги принадлежит британскому корабельному хирургу Джеймсу Линду, который в 1747 году доказал, что цингу предотвращает включение в рацион цитрусов. Аскорбиновую кислоту в 1928-1933 годах выделила и идентифицировала как индивидуальное вещество группа американских исследователей под руководством Альберта Сент-Дьерди, который получил за эту работу Нобелевскую премию по медицине в 1937 году. Уже в 1934 году был разработан путь химического синтеза витамина C и начато его массовое производство.
Химическая природа
Аскорбиновая кислота — производное глюкозы в ее фуранозной форме (с 5-членным кольцом). Из двух пространственных изомеров только L-форма обладает биологической активностью. В природных источниках аскорбиновая кислота находится в активной L-форме, тогда как при химическом синтезе получается рацемат — смесь равных количеств L и D форм.
Молекула аскорбиновой кислоты легко отдает электроны другим органическим молекулам, превращаясь в окисленную форму — дегидроаскорбиновую кислоту. Эта реакция в организме обратима.
Аскорбиновая кислота — бесцветное кристаллическое водорастворимое вещество кислого вкуса, проявляет свойства восстановителя. Легко окисляется и разлагается под действием кислорода, света и в контакте с металлами, поэтому ее препараты хранят в прохладном темном месте в неметаллических емкостях.
Биологическая роль
Витамин C в организме играет роль антиокислителя, нейтрализуя свободные радикалы. Как донор электронов витамин С принимает участие в биосинтезе ряда важных биологических соединений. Витамин C — кофактор для ферментных систем биосинтеза коллагена (входящего в состав стенок кровеносных сосудов), карнитина (отвечающего за транспорт жирных кислот в митохондрии, что критично для синтеза АТФ), для ферментов синтеза и регуляции активности пептидных гормонов и ряда других. Ткани с повышенным уровнем обмена веществ нуждаются в больших количествах витамина C. Его концентрация в мозге, легких, селезенке, печени, секреторных железах в 10…50 раз превышает концентрацию в плазме крови, а в тимусе и сетчатке глаза — более чем в 100 раз.
Как растения, так и большинство животных синтезируют витамин C из глюкозы и не нуждаются в его дополнительных источниках. Процесс идет в четыре этапа и соответственно требует работы четырех ферментов. Человек, высшие приматы, морские свинки и фруктоядные летучие мыши в процессе эволюции утратили эту способность по причине дефекта гена, отвечающего за синтез L-гулонолактоноксидазы — фермента, отвечающего за финальную стадию синтеза витамина C. Мутация не летальна, так как все перечисленные виды животных в достаточном количестве получают витамин C с растительной пищей. Любопытно, что потеря способности синтезировать витамин C человеческим организмом отчасти скомпенсирована повышенной эффективностью его усвоения. Организм взрослого козла, к примеру, в норме синтезирует примерно 13 г витамина C в день, что на два порядка превышает суточную потребность взрослого человеческого организма.
Как и все водорастворимые витамины, витамин C в организме про запас не откладывается. Неусвоенный излишек выводится с мочой и другими физиологическими жидкостями. Половина поступившего в организм витамина C выводится из него через 16 суток, поэтому при прекращении его поступления в организм симптомы витаминной недостаточности проявляются довольно быстро.
Витамин C усваивается в кишечнике через каналы, управляемые ионами натрия. Высокая концентрация сахара в кишечнике или в крови ухудшает его усвоение.
Источники
Исключительно богатый источник витамина C — плоды шиповника. Плоды высоковитаминных видов шиповника содержат в среднем 2% витамина C (2000 мг%). Для сравнения, плоды черной смородины содержат 200 мг%, лимоны — 40 мг%, а яблоки всего 6 мг% витамина C.
Наибольшее содержание витамина C в животной пище — в печени (10…25 мг% в зависимости от способа приготовления), в мясе его практически нет.
Вопреки распространеному убеждению витамин C в кипящей воде не разрушается: молекула аскорбиновой кислоты разлагается при температуре 190°C. Приготовление пищи в скороварках и в особенности жарка могут, однако, значительно снизить содержание витамина C в готовом продукте, так же как и приготовление пищи в медной посуде. Медь катализирует распад аскорбиновой кислоты.
Значительная часть витамина С в развитых странах употребляется населением в форме витаминных препаратов и биодобавок.
Суточная потребность
Рекомендуемая западной медициной норма дневного потребления витамина C составляет 90 мг для взрослых мужчин и 75 мг для женщин. Предельно допустимая дозировка — до 2000 мг/день. Ряд западных ученых и практикующих врачей, включая Нобелевского лауреата Лайнуса Полинга, выступают за пересмотр норм дневного потребления в сторону увеличения до 2…3 грамм в день, основываясь на содержании витамина C в сыворотке крови млекопитающих и на его расчетном содержании в рационе высших приматов.
Недостаток витамина C
Острый недостаток витамина C — явление форс-мажорное: туземное население Севера возмещает недостаток растительной пищи употреблением в пищу мяса, прошедшего минимальную термическую обработку. Сбалансированное питание полностью обеспечивает потребности здорового организма в витамине C, но беременность, хронический стресс и курение, а также неполноценное питание в зимне-весенний период могут привести к гиповитаминозу. Потребность в витамине C резко возрастает при восстановлении после перенесенных травм, а также во время болезни. На этом факте основана идея мегавитаминной терапии — приема ударных доз витамина С для лечения широкого ряда заболеваний.
Физические и химические факторы влияющие на стабильность витаминов включают в себя воздействие тепла, влажности, воздуха или света, а также кислотной или щелочной среды. Любой из этих факторов может оказать влияние на стабильность витаминов при обработке или хранении продуктов. Чувствительность витаминов к различным физическим и химическим факторам представлена в таблице 1.
Таблица 1: Чувствительность витаминов к различным факторам
| Свет | Тепло | Влажность | Кислоты | Щелочи | |
| Витамин А | +++ | ++ | + | ++ | + |
| Витамин D | +++ | ++ | + | ++ | ++ |
| Витамин Е | ++ | ++ | + | + | ++ |
| Витамин К | +++ | + | + | + | +++ |
| Витамин С | + | ++ | ++ | ++ | +++ |
| Тиамин | ++ | +++ | ++ | + | +++ |
| Рибофлавин | +++ | + | + | + | +++ |
| Ниацин | + | + | + | + | + |
| Витамин В6 | ++ | + | + | ++ | ++ |
| Витамин В12 | ++ | + | ++ | +++ | +++ |
| Пантотеновая кислота | + | ++ | ++ | +++ | +++ |
| Фолиевая кислота | ++ | + | + | ++ | ++ |
| Биотин | + | + | + | ++ | ++ |
+ Нечувствительный или слабочувствительный
++ Чувствительный
+++ Высокочувствительный
Устойчивость витаминов во время обработки и хранения продуктов
Промышленная обработка пищевых продуктов может оказать влияние на стабильность витаминов в них. Использование стабилизированных инкапсулированных форм витаминов значительно улучшает устойчивость витаминов при обработке и хранении продуктов.Пшеничная и желтая кукурузная мука, хранящиеся при комнатной температуре, сохраняют более 95% витамина А спустя 6 месяцев. Однако стабильность витамина А при высоких температурах хранения не так хороша. В пшеничной муке, хранящейся в течение 3 месяцев при 45° C, остается всего 72% витамина A.
Во время выпечки хлеба происходят ограниченные потери витамина А, тогда как процесс жарки оказывает неблагоприятное влияние на стабильность витамина. После нагрева соевого масла до температуры обжаривания, обогащенного витамином А, в нем остается около 65% исходного уровня витамина А. Если же это масло использовать еще 4 раза, в нем остается менее 40% от исходного уровня витамина А.
Устойчивость витамина Е зависит от его формы. dl-α-токоферилацетат является наиболее стабильным. Витамин Е, содержащийся в пищевых продуктах в форме токоферола, медленно окисляется при воздействии воздуха. Однако витамин Е, добавленный в форме α-токоферилацетата, отлично сохраняется в пшеничной муке. Потери витамина Е происходят только при длительном нагревании, например при кипячении и жарке.
Тиамин (витамин B1) является одним из самых нестабильных витаминов группы В. Выпекание, пастеризация или кипячение продуктов, обогащенных тиамином, могут снизить его содержание на 50% . Стабильность тиамина во время хранения сильно зависит от содержания влаги в продукте. Мука с содержанием влаги 12% сохраняет 88% добавленного тиамина спустя 5 месяцев. Если уровень влаги понизить до 6%, потерь не возникает. Тиамин, рибофлавин и ниацин достаточно стабильны при выпечке хлеба; потери этих витаминов составляют всего от 5% до 25% (таблица 2).
Таблица 2: потери витаминов по время выпекания хлеба
Рибофлавин (витамин B2) очень устойчив при термообработке, хранении и приготовлении пищи, однако подвержен деградации при воздействии света. Использование светонепроницаемого упаковочного материала предотвращает его разрушение. Ниацин является одним из самых стабильных витаминов. Основные его потери происходят при контакте с водой, в которой осуществляется приготовление пищи. Обогащенные тиамином, рибофлавином и ниацином спагетти сохраняют 96% , 78% и 94% исходного уровня этих витаминов после 3 месяцев хранения в темноте с последующим кипячением в течение 14 минут.
Потери пиридоксина (витамина В6) зависят от типа термической обработки. Например, высокие потери B6 возникают при стерилизации жидкой детской смеси. А вот в обогащенной пшеничной и кукурузной муке В6 устойчив к температурам выпекания. B6 чувствителен к свету, воздействие воды также может вызвать его потери. Однако витамин B6 стабилен во время хранения: пшеничная мука, хранящаяся при комнатной температуре или 45° C, сохраняет около 90% витамина.
Фолиевая кислота нестабильна и теряет свою активность в кислых и щелочных средах. Однако она относительно устойчива к теплу и влажности; в результате, премиксы, хлебобулочные изделия и зерновые хлопья сохраняют почти 100% добавленной фолиевой кислоты после 6 месяцев хранения. Более 70% фолиевой кислоты, добавляемой в пшеничную муку, сохраняется во время выпечки хлеба (таблица 2).
Пантотеновая кислота устойчива к нагреванию в слегка кислотных или нейтральных условиях, но ее стабильность снижается в щелочных средах. Биотин чувствителен к кислотам и основаниям. Обогащенная кукурузная мука демонстрирует хорошую стабильность различных микроэлементов при хранении.
Аскорбиновая кислота (витамин С) легко разрушается во время обработки и хранения в результате воздействия металлов, таких как медь и железо. Воздействие кислорода или длительное нагревание в присутствии кислорода разрушают аскорбиновую кислоту. Стабильность витамина С в обогащенных пищевых продуктах зависит от самого продукта, способа его обработки и типа используемой упаковки. Содержание витамина С в обогащенных пищевых продуктах и напитках, хранящихся в течение 12 месяцев при комнатной температуре, колеблется от 60% до 97% (таблица 3).
Таблица 3: устойчивость витамина С в обогащенных продуктах после хранения в течение 12 месяцев при температуре 23°C
Устойчивость минералов во время обработки и хранения продуктов
Минералы более устойчивы к процессам промышленной обработки, чем витамины. Тем не менее, они подвержены изменениям при воздействии тепла, воздуха или света. Минералы, такие как медь, железо и цинк, также подвержены влиянию влаги и могут вступать в реакцию с другими компонентами пищи, такими как белки и углеводы. Минералы также могут быть потеряны при приготовлении пищи в воде, как в случае с обогащенным рисом.Для обогащения пищевых продуктов используются различные формы железа. Среди наиболее популярных – порошки сульфата и элементарного железа, так как они являются относительно высоко-биодоступными. Другие потенциальные источники железа включают в себя ортофосфат железа, натрий-фосфат железа, фумарат железа и хелат железа (EDTA). Устойчивость разных форм железа зависит от различных факторов, в том числе от природы продукта, в который его добавляют, размера частиц, воздействия тепла и воздуха.
Известно, что сульфат железа, благодаря своей реактивной природе, ускоряет развитие окислительных реакций, приводящих к изменению цвета или запаха продукта. Было установлено, что при добавлении в пекарскую муку в количестве больше 40 миллионных долей или при хранении ее более 3 месяцев при высокой температуре и влажности продукт становится прогорклым и его вкус ухудшается.
Элементарное железо, в виде восстановленного или электролитного железа, используется для обогащения готовых к употреблению сухих завтраков и обладает отличной стабильностью при обработке и хранении продукта. Восстановленное железо обычно является предпочтительной формой данного минерала для обогащения муки, которой требуется длительный срок годности. Однако при добавлении в хлеб и муку мелкие частицы имеют тенденцию обесцвечивать продукт.
Влияние упаковки
В продуктах, которые неправильно упакованы и впоследствии транспортируются на большие расстояния в жарких и влажных условиях, происходят потери витаминов и микроэлементов.Витамин А в соединении с сахаром более стабилен в холодных и сухих условиях, чем в жарких и влажных средах. Витамин А должен быть защищен от кислорода и света, витамин С от кислорода, а рибофлавин и пиридоксин от света.
В жидких продуктах, таких как напитки, молоко и масла, воздействие кислорода может быстро привести к разрушению витаминов А и С. Стеклянная тара является лучшим вариантом для этих обогащенных продуктов, потому что она непроницаема для кислорода. Однако стекло тяжелое, хрупкое и дорогое, поэтому вместо него часто используется пластик. Кислород легко проходит через пластик и вступает в контакт с продуктом. Эту проблему можно решить, нанеся на пластик специальное покрытие и/или добавив наиболее чувствительные микроэлементы, такие как витамин А, в большем количестве.
Светонепроницаемые контейнеры, например, темное стекло или пластик, банки и асептические упаковки минимизируют воздействие света. Из-за высокой стоимости, упаковка приобретает большое значение и должна быть основным фактором, который следует учитывать при производстве обогащенных витаминами продуктов.
Срок годности продуктов, обработанных при очень высоких температурах, (например, молоко ), может превышать 1 год, а потери при хранении в течение этого времени должны учитываться при расчете количества добавляемых микроэлементов.
Необходимость повышения количества добавляемых микроэлементов
То, что происходит с пищей до момента ее потребления, может отрицательно сказаться на содержании полезных микроэлементов, которые естественным образом присутствуют в продукте или добавляются в него. Даже при соблюдении всех мер предосторожности, обеспечивающих стабильность микроэлементов в продуктах, некоторые потери все-таки происходят во время обработки, доставки и хранения. Следовательно, особое внимание должно быть уделено разработке технологии обогащения, учитывающей количество добавляемых веществ.Микроэлементы можно добавлять в повышенном количестве для компенсации их возможных потерь, чтобы продукт содержал целевой уровень питательных веществ на момент его потребления.
Органолептические свойства
Чтобы программа обогащения пищевых продуктов была эффективной, не должно происходить каких-либо изменений цвета, вкуса, запаха или внешнего вида обогащенной продукции. Приготовление продуктов в домашних условиях также должно производиться в соответствии с инструкцией.Изменения в цвете происходят из-за реактивной природы и концентрации добавляемых микроэлементов. Нежелательные изменения цвета кукурузной муки происходят, например, когда уровень рибофлавина превышает 2,5 мг/кг или когда в качестве источника железа используется сульфат железа, а продукт хранится в условиях высокой влажности. В некоторых случаях изменения цвета можно избежать, изменив форму добавляемого вещества, соединив его с другим веществом или сократив его количество.
Наиболее реакционные микроэлементы, например железо, сокращают срок хранения определенных продуктов. Добавление минералов в продукты, содержащие жир, такие как молоко и маргарин, а также в пшеничную и кукурузную муку, также может вызывать появление неприятных запахов из-за окисления липидов.
Железо является про-оксидантом и несет ответственность за изменение вкуса обогащенных пищевых продуктов, особенно тех, которые требуют более длительного срока хранения, включая пшеничную и кукурузную муку. Железо может также катализировать окисление витаминов А и С.
В заключение
В целом, многие физические и химические факторы отрицательно влияют на стабильность питательных микроэлементов, которые естественным образом присутствуют в продуктах питания или добавляются в них. Тем не менее, стабильность микроэлементов в обогащенных продуктах питания может быть обеспечена, если продукция должным образом упакована и хранится в надлежащих условиях.Надеемся, что после прочтения этой статьи вы еще раз убедились в пользе свежих и натуральных продуктов питания с минимальными сроками хранения.
Ежедневно с пищей к нам в организм поступает разнообразное количество витаминов, в т. ч. и аскорбинка. Польза аскорбиновой кислоты доказана многократно. Чтобы обеспечить максимально благоприятное действие, необходимо учитывать условия поступления витаминного вещества, а также знать, при какой температуре разрушается витамин С.
Поскольку аскорбинка обладает значимостью практически для всех внутриорганических процессов, а также выступает важным защитным антистрессовым фактором, то при разрушении витамина С все его полезные свойства нейтрализуются.
Почему разрушается витамин С
Воздействие высокой температурой для большинства продуктов является благотворным: улучшается вкус, уничтожаются токсические вещества или микробы, размягчается структура. Отварная, запеченная или приготовленная на пару еда гораздо безопасней, нежели сырая пища. При нагревании создаются условия, при которых вредные вещества уничтожаются, что защищает от пищеварительных проблем вроде отравления или расстройства ЖКТ.
Но в отличие от многих продуктов витамин С при нагревании и кипячении распадается. Просто у него своя устойчивость к температуре и прочим воздействиям:
- Витаминное вещество относится к водорастворимым, неустойчивым соединениям, распадается даже просто от длительного хранения.
- Проблема даже не в том, при какой температуре разрушается C витамин. Вещество отрицательно реагирует на большинство физико-химических воздействий.
- Аскорбинка легко поддается окислению, потому препараты с ней недопустимо держать в посуде из металла. При подобном контакте происходит химическая реакция.
- Витамин С разрушается от светового действия, нагрева, избыточной влажности или контактирования с кислородом. Именно поэтому в окружающей среде хоть при какой температуре витамин С распадается, а его процентное содержание в продуктах снижается, только в разной мере.
Зная температуру разрушения аскорбинки, можно примерно рассчитать, какое количество вещества попадает в итоге в организм. Это поможет готовить блюда правильно, создавая условия, способствующие сохранению витаминной пользы. Если в рационе человека будет достаточно аскорбиновой кислоты, то его иммунная защита обеспечит выраженную устойчивость к инфекциям.
Температура распада
Ученым уже давно удалось выяснить, при каких температурах разрушается витамин С. Наступление полного разрушения происходит при 88-89°С. Но биоактивность типична лишь для одного изомера аскорбинки – L-аскорбиновой кислоты (или витамина С), содержащейся во фруктовых и овощных культурах. На содержание этого вещества влияют такие факторы, как условия и продолжительность транспортировки, защита от влажности, кислорода, попадания света и пр. Нарезка, высушивание, продолжительный нагрев, варка в кипятке без крышки, разогревание повторно, посуда из железа либо меди – все эти факторы приводят к разрушению аскорбиновой кислоты.
Таблица 1. Потери витамина С после кулинарной обработки.
Огромное значение имеет, где и как хранятся продукты, в холоде или нет, очищенные, порезанные либо целиком. Также играет роль способ и длительность их тепловой обработки. Салатные блюда, приправленные лимонным соком, или вторые с пастой из томатов сберегают аскорбиновую кислоту гораздо лучше, нежели супы.
О разрушении аскорбиновой кислоты под воздействием обработки можно узнать в этом видео:
Инструкцию по завариванию правильного чая с лимоном
Вопрос, при каких температурах разрушается витамин С, часто интересует поклонников чая с лимончиком. Лимон крайне полезен в лечении гриппа, простудных инфекций. Он укрепляет иммунную защиту и сосуды и нормализует метаболические процессы, способствует выведению из организма токсических веществ и пр.
Говорят, что в кипятке напиток готовить не стоит, поскольку он негативно влияет на витамин С, в результате чего тот погибает. Японским ученым удалось выяснить, что L-аскорбиновая кислота в подобных условиях подвергается разрушению незначительно:
- в первые 15 минут содержание витамина снижается в заваренном чае только на 30% при постоянной температуре кипячения, а спустя час он погибает полностью;
- разрушается ли С витамин в кипятке – да, уже спустя 10 минут он распадается на 83%, если растворить в обычном кипятке.
Специалистами подобная особенность объясняется взаимодействующей реакцией чайного фенола с медными и железистыми ионами, в результате происходит их связывание, препятствующее столь быстрому распаду аскорбинки. Поэтому техника приготовления правильного чая с лимоном категорически запрещает банальное заваривание напитка кипятком. Если же нет времени на готовку, то можно просто положить кружок лимона в уже остывший до 50 градусов чай. Тогда аскорбинка в горячей воде не пострадает.
А вот при приготовлении горячего лимонада в кипящую воду бросают 6 разрезанных пополам лимонов. Спустя 3 минуты посуда с горячей смесью снимается с огня и настаивается под крышкой четверть часа, а затем фильтруется. Такой правильно приготовленный лимонад поможет укрепить иммунные силы, убережет от простудных недомоганий, только пить его следует теплым и с добавлением ложечки меда. Хранить его нужно в холодильнике, а подогревать в микроволновой печи, чтобы витамин С максимально сохранился.
Аскорбиновая кислота при отрицательных температурах
Есть мнение, что витамин С разрушается не только под высокотемпературным воздействием, но и при отрицательных градусах. Сибирской академией наук проводились исследования, целью которых стало изучение концентрации данного вещества во фруктах, подвергшихся заморозке и кипячению.
Таблица 2. Содержание витамина С во фруктах при разном воздействии.
По таблице понятно, что при 5-минутном кипячении аскорбинка теряет порядка 58%. Выходит, что при кратковременной термообработке степень ее распада крайне низкая, а в продукте остается достаточная концентрация витамина для восполнения его дефицита.
В замороженных продуктах витамин сохраняется в еще большей концентрации. По таблице видно, что потери составляют всего 33%. Отсюда вывод – в продуктах наибольшая концентрация аскорбиновой кислоты сохраняется при их хранении в замороженном виде , т. е. более комфортно чувствует себя С витамин при температуре с отрицательным значением.
Как восполнить дефицит витамина С
При авитаминозе самым лучшим способом восполнения выступает правильный рацион и прием витаминных добавок. В каждодневном меню должны присутствовать продукты и блюда, богатые на содержание аскорбинки. Но нужно учесть, что для различных возрастных групп полагается своя норма суточного потребления .
Продукты
Самыми лучшими источниками для восполнения аскорбинового дефицита выступают продукты вроде:
- шиповниковых плодов;
- цитрусовых;
- земляники и вишни, черной смородины или облепихи;
- свежей зелени укропа или петрушки;
- киви и алычи;
- зеленых яблок;
- щавеля и сладкого зеленого перца;
- брюссельской или цветной капусты.
Чтобы в процессе варки С витамин при температуре не распался, лучше эти продукты кушать в свежем виде. А вот у сушеного шиповника аскорбинки больше, чем у свежего. Вот почему заготовленный на зиму шиповник так полезен, если заварить его правильно.
Добавки
Отличным источником аскорбиновой кислоты являются витаминные добавки. Они помогут быстро восстановить недостающий витамин С. Богатый выбор добавок по демократичным ценам предлагает интернет-аптека iHerb. Аптека предлагает широчайший выбор продуктов авторитетных американских и европейских производителей.