Аскорбиновая кислота: свойства, физиологическое действие, содержание и динамика накопления в растениях

Принимая минеральные добавки, содержащие все необходимые человеку химические элементы в сбалансированном количестве, меня заинтересовала одна строчка в инструкции по их применению: «обязательно дополнительное применение 50-100мг витамина С (аскорбиновой кислоты)». Ответ на возникший вопрос: «почему необходимо применение аскорбиновой кислоты?», найти было довольно просто, но найденный материал, оказался столь интересным, что я не могла оставить это уникальное вещество без внимания. Одновременно с этим, мной случайно была прочитана статья под названием: «Уникальные свойства ромашки». Учитывая, что аскорбиновая кислота в большом количестве содержится в овощах, фрукта, ягодах, т. е. в растениях, я решила установить содержание этого полезного вещества в столь же уникальном растении – ромашке, и выяснить, возможно ли провести параллели между ромашкой и аскорбиновой кислотой.

В данной работе рассмотрены химические свойства аскорбиновой кислоты, ее физиологическое действие на организм человека, а также физиологическое действие ромашки. В задачи моей работы не входило подробное изучение строения ромашки и веществ, содержащихся в ней. В работе рассмотрено только действие ромашки на организм человека, а в экспериментальной части было определенно количественное содержание аскорбиновой кислоты в ромашке на различных этапах ее развития и сделаны соответствующие выводы.

1. 1 Общие сведения

Аскорбиновая кислота (витамин С)

• История

Клинические симптомы недостаточности витамина С известны с давних времен. Наиболее ранние упоминания о болезненных проявлениях, свойственных цинге, относятся к истории Древней Греции и Рима. Многочисленные описания цинги датируются временем великих географических открытий

В 1753 г. Джеймс Линд поставил простой терапевтический опыт на моряках, тяжело заболевших цингой. Основная их диета была одинакова, жили они в одной и той же части корабля. Всех больных он разделил на 6 пар, каждая из которых получала: 1-сидр, 2-серную кислоту, 3-уксус, 4-морскую воду, 5-блюдо из чеснока, горчицы, бальзама и мирры, 6-два апельсина и лимон.

Матросы, получавшие апельсины и лимон, выздоровели за неделю; из остальных пар только получавшие сидр, почувствовали незначительные улучшения состояния. Эффективность апельсинов и лимонов в отношении предотвращения и лечения цинги была многократно подтверждена; однако потребовалось 40 лет для того, чтобы на это обратили внимание и в рацион моряков ввели лимонный сок. В 30-х годах стала доступна синтезированная аскорбиновая кислота.

• Нахождение в природе.

Основным источником витамина C служат овощи и фрукты (приложение 1), потребление которых не всегда бывает достаточным, особенно в зимний и осенний периоды года.

• Нормы потребления аскорбиновой кислоты.

Рекомендуемые нормы потребления аскорбиновой кислоты, обеспечивающие оптимальное состояние зависящих от нее физиологических функций, составляют для детей до 3 лет – 30-50 мг, дошкольников – 50-60 мг, подростков (11-17 лет) – 70 мг, взрослых мужчин – 70-100 мг, женщин – 70-80 мг, во время беременности – 90-100 мг и при кормлении грудью – 110-120 мг в сутки. Потребность в аскорбиновой кислоте возрастает при курении, интенсивном физическом труде, нервно-эмоциональном стрессе , в условиях холодного климата.

1. 2. Свойства и строение аскорбиновой кислоты.

Строение.

Существует несколько взглядов на строение аскорбиновой кислоты. По некоторым сведениям аскорбиновую кислоту относят к неароматическим оксикислотам, представляя ее подобным образом:

HOCH2CH(OH)CH(OH)C = C – COOH ( 2 (. Работа с другими литературными

OH OH источниками позволила сделать вывод, что в химические реакции аскорбиновая кислота вступает, как внутренний сложный эфир (лактон) тетраоксигексенкарбоновой кислоты:

Физические свойства.

Аскорбиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 1920 по Цельсию, хорошо растворимое в воде.

Химические свойства.

Подробного описания химических свойств аскорбиновой кислоты в научной литературе не встречается. Но, учитывая ее химическое строение, мы можем предположить, что для аскорбиновой кислоты будут характерны свойства сложных эфиров, важнейшее из которых – гидролиз:

Поэтому, вполне вероятно, что для водного раствора аскорбиновой кислоты характерно динамическое равновесие между цепной и циклической формами. Однако, на долю оксикислотной формы, скорее всего, приходятся тысячные или даже десятитысячные доли процентов. В кристаллическом состоянии аскорбиновая кислота, по-видимому, присутствует в виде лактона.

Так как степень гидролиза лактона мала, проявление аскорбиновой кислотой слабых кислотных свойств возможно за счет енольных гидроксилов. К таким свойствам будет относиться, например, взаимодействие аскорбиновой кислоты с щелочными металлами:

Кроме того, аскорбиновая кислота легко окисляется даже слабыми окислителями до дегидроаскорбиновой кислоты:

Это химическое свойство аскорбиновой кислоты имеет большое биологическое значение, в частности она участвует в окислительно-восстановительных процессах.

1. 3 Физиологическое действие аскорбиновой кислоты на организм человека.

Аскорбиновая кислота играет в организме человека фундаментальную биохимическую и физиологическую роль. Она необходима для нормального развития соединительной ткани, процессов регенерации и заживления, устойчивости к различным видам стресса, обеспечения нормального иммунологического статуса организма и поддержания процессов кроветворения.

Одна из важнейших функций аскорбиновой кислоты – ее участие в процессах созревания соединительно-тканного белка коллагена и эластина кровеносных сосудов, с чем связана повышенная их ломкость и склонность к кровоизлияниям при дефиците витамина С.

Аскорбиновая кислота также необходимый участник в процессах обезвреживания и выведения из организма токсичных продуктов обмена, чужеродных веществ, лекарств и ядов.

Аскорбиновая кислота блокирует образование канцерогенных нитрозаминов из нитритов (нитратов) и аминов в просвете кишечника, с чем может быть связана наблюдаемая во многих эпидемиологических исследованиях обратная связь между потреблением богатых аскорбиновой кислотой овощей и фруктов и частотой (риском) рака желудка.

Аскорбиновая кислота обладает выраженными антиоксидантными свойствами в водной фазе и участвует в регенерации α-токоферола при свободнорадикальном окислении последнего активными формами кислорода, оказывая, таким образом, сберегающее токоферол действие.

Важное значение аскорбиновой кислоты для системы клеточного иммунитета связанно также с ее антиоксидантными свойствами и защитой мембраны фагоцитов от разрушающего действия продуцируемых этими клетками свободнорадикальных форм кислорода и хлора. Концентрация аскорбиновой кислоты в полиморфноядерных лейкоцитах на порядок выше, чем в окружающей плазме, а ее недостаток существенно снижает их хемотоксическую и фагоцитирующую активность. С этим связывают повышенную склонность к простудным заболеваниям при дефиците витамина С.

Исключительно высокая концентрация аскорбиновой кислоты в легочном сурфактанте, превышающая ее содержание в плазме крови на 2-3 порядка, также является выражением ее важной роли в поддержании барьерных функций легочной ткани.

Аскорбиновая кислота необходима для нормального образования гидроксилированных производных витамина D. Именно поэтому хорошая обеспеченность организма витамином С – абсолютно необходимое условие реализации витамином D его антирахитической активности: при дефиците аскорбиновой кислоты даже повышенные дозы витамина D оказываются неэффективны.

Аскорбиновая кислота принимает также участие в превращении фолиевой кислоты в ее активную коферментную форму – тетрагидрофолат.

Аскорбиновая кислота ослабляет влияние веществ, связывающих железо и затрудняющих его усвоение в кишечнике. Одновременно она восстанавливает трехвалентное железо в двухвалентное, которое значительно легче всасывается в кишечнике и связывается с ферритином ((от лат. ferrum - железо), сложный белок (металлопротеид), в котором запасается железо в организме животных и человека. )

1. 4 Физиологическое действие ромашки на организм человека

Фармакологически доказанными можно считать три основных направления действия ромашки: противовоспалительное, спазмолитическое и ветрогонное. Кроме того, хорошо доказано ее бактериостатическое и фунгистатическое действие. Ромашку можно считать природным лечебным средством, эффективным при всех заболеваниях слизистых оболочек, поэтому область ее применения охватывает многие разделы медицины. Ее целесообразно использовать во всех возрастах – от детского до старческого, при лечении болезней кожи, полости рта, зева, бронхов и желудочно-кишечного тракта.

2. Экспериментальная часть.

Тема исследования: определение количественного содержания аскорбиновой кислоты на разных этапах развития ромашки.

Цель исследования: установить целесообразность использования ромашки в качестве витаминного средства при гиповитаминозе витамина С; а также установить влияет ли витамин С на степень усвоения лекарственных веществ, содержащихся в ромашке.

Задачи исследования:

1. Собрать образцы ромашки на разных стадиях развития.

2. В научной литературе найти методику определения содержания витамина С в различных видах растений.

3. Определить содержание аскорбиновой кислоты на разных стадиях генеративного развития ромашки.

4. Определить устойчивость аскорбиновой кислоты.

5. Используя данные справочной литературы и результаты эксперимента, установить возможность использования ромашки в качестве витаминного средства.

Гипотезы:

1. При лечении большинства заболеваний в качестве средства способствующего повышению иммунной защиты организма применяется витамин С (аскорбиновая кислота). Кроме того, витамин С используют и для повышения степени усвоения некоторых лекарственных средств. Учитывая тот факт, что ромашку активно используют при лечении большого числа заболеваний, предположим, что одним из факторов способствующих широкому применению этого лекарственного растения является достаточное содержание в ромашке аскорбиновой кислоты.

2. По некоторым источникам аскорбиновая кислота имеет непосредственное отношение к росту растения, предположим, что наибольшее содержание аскорбиновой кислоты будет в ромашке в период ее активного роста, закладки органов цветения и непосредственно цветения, т. е. в периоды g1 и g2.

3. Аскорбиновая кислота является неустойчивым веществом, предположим, что при термической обработке водного экстракта веществ содержащихся в ромашке содержание в ней аскорбиновой кислоты понизится.

Ход эксперимента

Для проведения эксперимента использовалась методика: «Количественное определение витамина С» (Приложение 2).

В ходе эксперимента было установлено:

1. Содержание аскорбиновой кислоты в ромашке на пяти этапах ее развития.

Этап развития ромашки.

J im g1 g2 g3

Содержание аскорбиновой кислоты 0,3 0,35 0,45 0,42 0,27

Содержание витамина выражается в мг % на 100 г исследуемого материала.

(Описание этапов развития – Приложение 3)

2. Содержание аскорбиновой кислоты в период g1 после термической обработки: 0,1.

(График – Приложение 4)

На основании эксперимента были сделаны следующие выводы:

1. Наибольшее содержание аскорбиновой кислоты в ромашке наблюдается в период ее активного роста, закладки органов цветения и цветения, т. е. в периоды g1 и g2.

2. При термической обработке растительного сырья количество витамина С уменьшается.

3. Содержание аскорбиновой кислоты в ромашке очень невелико, поэтому использование этого лекарственного растения в качестве источника витамина С при гиповитаминозе считаю нецелесообразным. Кроме того, полезные свойства ромашки не связаны с наличием в ней витамина С.

3. Заключение

В результате изучения свойств аскорбиновой кислоты, физиологического действия ромашки и витамина С на организм человека и проведенного эксперимента, я сделала следующие выводы:

1. В химические реакции аскорбиновая кислота вступает, как внутренний сложный эфир (лактон) тетраоксигексенкарбоновой кислоты.

2. Для аскорбиновой кислоты характерны свойства сложных эфиров

3. Основные эффекты аскорбиновой кислоты связаны с ее участием в окислительно-восстановительных процессах, которое осуществляется вследствие окисления кислоты аскорбиновой в дегидроаскорбиновую.

4. Аскорбиновая кислота играет в организме человека фундаментальную биохимическую и физиологическую роль. Она необходима для нормального развития соединительной ткани, процессов регенерации и заживления, устойчивости к различным видам стресса, обеспечения нормального иммунологического статуса организма и поддержания процессов кроветворения.

5. Так как при резке салатов, варке и жарке аскорбиновая кислота разрушается примерно на 30% эффективнее использовать в пищу свежие овощи и фрукты при недостатке витамина С.

6. Ромашку можно считать природным лечебным средством, эффективным при всех заболеваниях слизистых оболочек.

7. Так как содержание аскорбиновой кислоты в ромашке очень невелико, считаю целесообразным дополнительное применение витамина С при лечении заболеваний с помощью ромашки, для поддержания иммунных свойств организма. Использование ромашки для восполнения дефицита аскорбиновой кислоты в организме не имеет смысла.

8. Так как аскорбиновая кислота разрушается при термической обработке, а также при высушивании лекарственных трав, считаю полезным дополнительное использование аскорбиновой кислоты при лечении заболеваний с помощью лекарственных растений.

9. Наибольшее содержание аскорбиновой кислоты наблюдается в ромашке в возрастном состоянии g1, поэтому с точки зрения содержания витамина С, наиболее целесообразно собирать ромашку именно в этом возрастном состоянии.