Биосинтез витаминов

Способность к синтезу и накоплению витаминов в растениях связана с наследственными особенностями видов, физиологического состояния растений, фазы развития и условий в месте произрастания. Механизмы синтеза многих витаминов в растениях до конца не изучены (за исключением аскорбиновой кислоты). Условия внешней среды часто способны индуцировать биосинтез витаминов и биологически активных веществ как элементов адаптации. Таким образом, климат, местообитание и зональность, имеют значение в накоплении витаминов.

Растения, произрастающие в северных районах, содержат больше витамина С, нежели идентичные виды, встречающиеся на юге. Так, образцы крапивы двудомной, встречающиеся в Якутии, содержат 240 мг% аскорбиновой кислоты, а на юге Сибири, в лесостепной зоне содержание витамина С в сырье крапивы составляет всего 20,2 мг%. Подобное отмечалось для смородины, шиповника, брусники, черники, малины, вишни, выращенных в северных районах (Ленинградская обл.). Лук репчатый, выращенный в Свердловской области, содержит аскорбиновой кислоты от 40 до 200 мг%, а культивируемый на Кавказе (район Майкопа) – не более 50 мг%. Капуста белокочанная, культивируемая в различных зонах, почти не отличается по содержанию аскорбиновой кислоты. В целом же повышенное содержание аскорбиновой кислоты отмечено в растениях, произрастающих в условиях гипотермии. Указанное имеет огромное биологическое значение, так как позволяет растениям противостоять вредному воздействию низких температур. Для синтеза каротина, наоборот, требуются повышенные температуры, содержание каротина увеличивается при достаточном поливе растений.

К сожалению, аскорбиновая кислота высокочувствительна к воздействию высоких температур и особенно быстро распадается во влажной среде при участии ферментов. Поэтому хранение собранных ягод в закрытой таре противопоказано- приводит к быстрой порче продукции.

Биосинтез аскорбиновой кислоты связан с другими витаминами (Р, РР, К, Е). Так, растения с Р-витаминной активностью стабилизируют содержание аскорбиновой кислоты и способствуют накоплению дегидроаскорбиновой кислоты, которая легко восстанавливается в аскорбиновую кислоту.

Существует параллелизм между содержанием в растениях хлорофилла и аскорбиновой кислоты. Эффективное действие света на биосинтез витамина С заключается в том, что освещенность усиливает активность ферментов, принимающих участие в образовании этого витамина. Поэтому освещенность по сравнению с другими факторами внешней среды, видимо, выполняет первостепенную роль в накоплении аскорбиновой кислоты.

На синтез и накопление витамина С в тканях растений существенное влияние оказывает доступ влаги. В условиях достаточного увлажнения содержание аскорбиновой кислоты, витаминов группы В и каротина увеличивается, а при засухе снижается. Общее уменьшение содержания витаминов при засухе объясняется подавлением трансляционных процентов в клетках растений и, как следствие, обеднением клеток ферментами, необходимыми для процессов анаболизма. Кроме того, при водном дефиците увеличивается тканевое дыхание, что приводит к расходу витаминов, необходимых для образования ферментов биологического окисления.

Сохранность витамина Е и каротина в растительном сырье зависит от режима его сушки. При сушке растительного сырья на солнце через 6 часов теряется до 45 % каротина, а при сушке в тени количество каротина сохраняется. Подобное наблюдается при сушке растительного сырья, содержащего витамин Е, что влияет на качество продукции.

Витамин С защищает хлорофилл от окисления в присутствии гликолевой кислоты в темноте, окисляясь кислородом перекисей. Однако хлорофилл окисляется только в случае накопления продуктов перекисного окисления в тканях растений. Значение аскорбиновой кислоты и полифенолов состоит в том, что в результате их антиоксидантного действия замедляется накопление свободных радикалов и тем самым хлорофилл предохраняется от окисления, что стабилизирует фотосинтез.

Способностью синтезировать витамины обладают не только растения, но и микроорганизмы – бактерии и грибы. Поэтому благодаря симбиотическим микроорганизмам, живущим в пищеварительном тракте животных и человека, организм получает многие важные витамины.

В настоящее время грибы и бактерии широко используются для производства в промышленном масштабе витаминов (А, С, D, В2, В12 и др.). Среди грибов продуцентами витаминов являются дрожжи и мицелиевые грибы (аспергиллы и пенициллы), а среди бактерий – молочнокислые, пропионовокислые, водородоокисляющиеся. кишечная и сенная палочка.

Многие годы в РФ витамины получали из лекарственного растительного сырья. При этом использовали плоды и травы многих растений. Среди них: шиповник майский, рябина обыкновенная, смородина черная, малина обыкновенная, яблоня домашняя, калина обыкновенная, груша обыкновенная, щавель кислый, табак-махорка и некоторые другие растения.

В современном мире, в век химических технологий, многие витамины получают путем синтеза, не уступающие по фармакологическому действию природным аналогам.