На основании этих работ Н.И. Лунин в 1880 г. пришел к следующему заключению:"...если, как вышеупомянутые опыты учат, не возможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания". Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании.
Результаты работ Н.И. Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что искусственно приготовленная пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной.
В 1890 г. К.А. Сосин повторил опыты Н.И. Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н.И. Лунина. Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.
Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И. Лунина установлением причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося главным образом полированным рисом. Врач Эйкман, работавший в тюремном госпитале на острове Ява, в 1896 году подметил, что куры, содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом, страдали заболеванием, напоминающим бери-бери. После перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила. Наблюдения Эйкмана, проведенные на большом числе заключенных в тюрьмах Явы, также показали, что среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40, тогда как в группе людей, питавшихся неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000.
Таким образом, стало ясно, что в оболочке риса (рисовых отрубях) содержится какое-то неизвестное вещество предохраняющее от заболевания бери-бери.
В 1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов);оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты. В щелочных растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.
Несмотря на то, что эти особые вещества присутствуют в пище, как подчеркнул ещё Н.И. Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, Функ (1912) предложил назвать весь этот класс веществ витаминами . (лат. vita - жизнь, vitamin - амин жизни). Впоследствии, однако, оказалось, что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.
В настоящее время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура; это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержаться в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза.
Итак, витамины - это группа низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы, которые, присутствуя в небольших количествах в пище (поэтому их еще называют пищевые факторы), обеспечивают нормальное протекание биохимических и физиологических процессов путем участия их в регуляции обмена веществ в организме.
Первоисточником витаминов являются растения. Человек и животные получают витамины с растительной пищей и из продуктов животного происхождения. Важная роль в образовании витаминов принадлежит также микроорганизмам, например, микрофлора пищеварительного тракта человека и животных снабжает организм витаминами группы В.
Недостаточное поступление витаминов в организм (гиповитаминоз) приводит к нарушению нормального процесса обмена веществ, а полное отсутствие витаминов в пище или нарушение всасывания витаминов, а также их транспорта развивает в организме авитаминоз, который может закончиться гибелью организма.
Различают две группы витаминов:
а) водорастворимые: С, Р, РР(ВЗ), В1; В2; Вб; В9; В12; В15; Н, Вх; холин; инозит;
б) жирорастворимые: А, Д, Е, Г, К.
Витамины не являются источником энергии. Их обнаружено уже около 50. Они легко разрушаются под действием высоких температур, света, в кислой и щелочной среде. Поэтому важно знать, как хранить продукты и приготовлять пищу, чтобы сохранить эти, столь важные для организма, вещества.
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Это противоцинговый витамин. Участвует в образовании коллагена, в восстановлении фолиевой кислоты, в окислительно - восстановительных процессах, оказывает влияние на усвоение белков, на реактивность организма, на его защитные механизмы, на сопротивляемость к инфекциям и устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, на восстановление тканей. Витаминная недостаточность может возникнуть из-за малого поступления витамина в печень, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы, так как нарушаются процессы всасывания. Суточная доза витамина С - 30 мг, максимальная доза - 70-200 мг, потребность в витамине С возрастает при напряженной физической и умственной работе.
Витамин С содержат: черная смородина, зелень укропа, петрушки, сладкий перец, картофель, капуста, цитрусовые, хрен, земляника, щавель, шиповник, сельдерей, цветная капуста, кориандр, тимьян, белокочанная капуста, облепиха, морошка, яблоки, пряные растения, бобовые и многие другие. А продукты животного происхождения содержат витамина С сравнительно немного. Это самый неустойчивый витамин, легко разрушается при варке пищи, при сушке плодов. при соприкосновении с железом. Способствует сохранению витамина С при приготовлении пищи ряд стабилизаторов, находящихся в белке яиц, мяса, круп, творога, в крахмале.
При недостатке витамина С кровоточат десны, нос, иногда желудочно-кишечный тракт. От незначительных ушибов, напряжения мышц под кожей образуются синяки-кровоподтеки. Может быть сонливость, повышенная утомляемость, раздражительность, головокружение, снижение устойчивости организма к холоду, подверженность простудным заболеваниям увеличивается. Нарушается структура хрящевой и костной ткани - развивается опухание десен, выпадение зубов, цинга (одышка, слабость, утомляемость, сонливость, отек ног).
При гипервитаминозе могут возникнуть аллергические ] реакции в виде высыпаний на коже, бессонница, кровотечения из-за ломкости капилляров. Большие дозы витамина С способствуют отложению солей и образованию камней в почках. В организме человека витамин С не образуется, но находится во многих органах, в том числе, в сердце, печени, циркулирует в крови (в плазме - 1,2%, в лейкоцитах - 20-30%). В большом количестве витамин С нужен курильщикам, людям, страдающим алкоголизмом, диабетом, ревматизмом, гипертонией.
Витамины группы В
Витамин В1 (тиамин)
был открыт в 1926 году. Это первое вещество, с которого началось изучение витаминов, син~езировано в чистом виде только спустя 10 лет, наиболее распространенная форма синтетического витамина В1 - тиаминохлорид - это бесцветные кристаллы с запахом дрожжей. Витамин В1 - термостабилен, выдерживает нагревание в кислой среде до 140 0С, в нейтральной и щелочной среде устойчивость к высокой температуре снижается. Этот витамин необходим для нормального функциионирования нервной системы и осуществления тканевого дыхания, для регуляции всех видов обмен~ веществ: белкового, углеводного, жирового и минерального.
Витамин В1 синтезируется микрофлорой кишечника, но этого не достаточно. Поэтому витаминизируют этим веществом муку высшего сорта, из которой выпекают хлеб и хлебобулочные изделия. Потребность в этом витамине зависит от многих факторов: от физической нагрузки, от количества углеводов в пищевом рационе человека, от температуры окружающей среды. В среднем, суточная потребность витамина В1 - 2-3 мг.
Он содержится в продуктах животного и растительного происхождения. зернах овса, гречи, ржи, риса, пшеницы, печени, дрожжах, свинине, говядине, желтке, орехах, бобовых растений, ржаном и пшеничном хлебе грубого помола. При недостатке витамина В1 наблюдается полиневрит (воспаление нервов), потеря кожной чувствительности, расстройство двигательной системы, исхудание организма, паралич конечностей (болезнь бери-бери или сонная болезнь). Начальная стадия этой болезни характеризуется нервными расстройствами (неврастения, головная боль, мигрень, чувство усталости, бессонница, боли в конечностях, мышечная слабость, судороги в икроножных мышцах), нарушениями сердечно-сосудистой системы (одышка, нарушение ритма сердца) и органов пищеварительной системы (анорексия, атония кишечника).
Витамин В2 (рибофлавин)
Необходим для роста организма, участвует в процессах биологического окисления, способствует заживлению ран, обеспечивает световое и цветовое зрение, усиливает образование гемоглобина, предохраняет от легочных заболеваний. Витамин В2 впервые был выделен из молока и ряда других пищевых продуктов. В зависимости от источника получения витамина В2 его называют по-разному. Растворы витамина В2 имеют оранжево-желтую окраску. Витамин В2 хорошо растворим в воде, устойчив в кислых растворах, но легко разрушается в щелочных растворах. Он чувствителен к видимому и УФ-излучению. Суточная потребность этого витамина - 2,5-3,5 мг и возрастает при употреблеиии большого количества белков.