Исследовательская работа: Д. И. Менделеев – основоположник теории растворов в России. Использование спиртов в пищевой промышленности.

1. Возникновение и существование раствора невозможно без взаимодействия между всеми частицами, как его образующими, так и являющимися результатом сопровождающих растворение химических процессов. При этом Менделеев вкладывает в понятия "сродство" и "химическое взаимодействие" предельно широкое содержание, вполне оправданное современными нам представлениями.

Говоря: "... в растворах действующая сила, связь производящая, бывает различного напряжения"; указывая, что "определенные химические соединения составляют только частный случай неопределенных химических соединений"; неоднократно подчеркивая, что определенные химические соединения в растворах только более прочны, чем все прочие, и "только в этой различной степени прочности и должно видеть различия между растворами в собственном смысле и другими видами химических соединений", - он как бы предугадывает те многообразные типы взаимодействия, какие нам известны сейчас - от прочных ковалентных связей, через различные формы поляризационных взаимовлияний до сравнительно малых дисперсионных сил, делающих возможным образование многокомпонентных растворов неполярных веществ, например жидких инертных газов, углеводородов и др. С современной точки зрения и процесс, например, конденсации любого чистого газа, состоящего из однородных частиц, можно рассматривать как "химическую реакцию" образования жидкого "раствора" под влиянием сил взаимодействия между этими частицами.

Нам кажется, что такой подход отвечает духу учения Менделеева. В понятие "раствор" он вкладывает очень широкое содержание, охватывая им также и жидкие металлические сплавы, стекла и т. д.

В полном соответствии с современными нам взглядами Менделеев допускает возможность всех видов химического взаимодействия при растворении, в том числе образование более или менее устойчивых соединений, реакций замещения или двойного разложения, реакций разложения под влиянием растворителя и др.

2. Раствор является динамической системой, в которой в различной степени диссоциирующие при данной температуре более или менее прочные соединения находятся в подвижном равновесии со своими продуктами диссоциации в соответствии с законом действия масс. При этом в разных зонах концентраций одной и той же системы могут доминировать различные равновесия, что приводит к невозможности описать всю область концентраций системы одной функциональной зависимостью. [...].

В этом - вторая характерная черта учения Менделеева о растворах, нашедшая полное подтверждение в последующем. Достаточно вспомнить о хорошо изученной в наше время системе HNO₃ - Н₂О, чтобы убедиться в торжестве идей Менделеева. Тщательные оптические, криометрические, термохимические и электрохимические исследования указанной системы приводят к выводу о глубоких различиях в природе этих растворов в различных зонах концентраций Представление Менделеева о "постоянном друг с другом обмене" между частицами раствора также нашло многочисленные подтверждения. Достаточно вспомнить о безусловном обмене молекулами воды между гидратными оболочками ионов и не входящей в эти оболочки водой, обмене более или менее интенсивном в зависимости от энергии гидратации; или о протонном обмене при образовании ионов оксониевого типа; или, в случае комплексных соединений, об обмене между ионами-аддендами и такими же ионами, находящимися в сольватированном состоянии в растворе. Частота этих обменов зависит от "времени контакта" с соответствующей частицей, а это время - от энергии взаимодействия.

Вполне оправданно с точки зрения новых данных и убеждение Менделеева в применимости закона действия масс к взаимодействиям в растворе. Он пишет: "Так как при действии химических сил частичные веса действующих веществ играют главную роль, то за самое рациональное выражение состава растворов должно считать представление их состава химическими формулами или частичными количествами действующих веществ. Главная выгода такого обозначения состоит в том, что оно явно указывает на природу сил, при растворении действующих".

Таковы основные положения последовательного и стройного учения Менделеева о растворах, как мы видим, значительно опередившего существовавшие в его время частные обобщения и теории современников и легшего в основу дальнейших успехов в этой области.

В пищевой промышленности широкое применение спиртов общеизвестно: основой всех алкогольных напитков является этанол, который получается при сбраживании пищевого сырья — винограда, картофеля, пшеницы и прочих крахмало- или сахаросодержащих продуктов.

Кроме того, этиловый спирт используется в качестве компонента (растворителя) некоторых пищевых и ароматических эссенций (ароматизаторов), широко используемых в кулинарии, при выпечке кондитерских изделий, производстве шоколада, конфет, напитков, мороженного, варений, желе, джемов, конфитюров и пр.

Однако, этиловым, список спиртов, используемых в индустрии продуктов питания, не ограничивается. Спирты можно встретить среди самых разных пищевых добавок^[289]:

• глицерин (E422) — влагоудерживающий агент, растворитель, загуститель, разделитель^{[К 22]}, плёнкообразователь^{[К 23]}, средство для капсулирования;

• зеаксантин^{[К 24]} — краситель;

• ксилит (E967) — сахарозаменитель;

• лютеин (E161b) — краситель;

• маннит (E421) — сахарозаменитель, наполнитель, носитель, антислеживатель, разделитель;

• ментол — ароматизатор;

• поливиниловый спирт — плёнкообразователь;

• полиэтиленгликоль — пеногаситель, носитель-растворитель;

• пропиленгликоль (E1520) — влагоудерживающий агент, растворитель, стабилизатор, хладагент;

• сорбит (E420) — наполнитель, носитель, сахарозаменитель, влагоудерживающий агент, средство для капсулирования

Маннит.

Маннит является шестиатомным спиртом и обнаружен впервые Проутсом в так называемой манне. Это название дано лишайнику Lecanora ( Aspicillia ) escubenta и другим близким видам, которые встречаются в степях южных стран, имеют вид небольших бугорчатых комочков, неприкрепленных к почве, легко переносятся на большие расстояния ветром. При необходимости они применяются в пищу. Манной также называют засохший сок некоторых растений, который скапливается в месте укусов насекомых или надрезов на коре. Особенно много манны на ветвях ясеня манного и ясеня круглолистного. Богаты манной также верблюжьи колючки. Было установлено, что в состав манны, наряду с другими сахарами, входит маннит, содержание которого зависит от исходного продукта. Так, например, в манне из ясеня манного и ясеня круглолистного содержание маннита достигает 40-50 %. Наибольшее его количество обнаружено в австралийской манне из растения Myoporum pla - ticapum — до 90 %. Кроме манны, маннит обнаружен в листьях, стеблях, корнях и клубнях ятрышника, сельдерея, цветной капусты, турецких бобов, сирени, жасмина, в ржаном хлебе, высушенных грибах и некоторых морских водорослях. Наиболее распространенной изомерной формой является D -маннит.

В природных условиях маннит синтезируется из других сахаров при помощи специфических бактерий: например, он легко образуется в соке спаржи при длительной экспозиции на холоде. В промышленности его получают из морских коричневых водорослей или каталитическим гидрированием сахарозы. При этом происходит ее инверсия с образованием глюкозы и фруктозы, восстанавливающихся соответственно в сорбит и маннит. Разработаны также методы химического синтеза маннита.

Калорийная ценность маннита ниже ксилита и составляет 8,5 кДж/г. Он не нашел применения как сахарозаменитель, так как его сладость по сравнению с сахарозой составляет 0,4-0,7. Благодаря специфическим свойствам, маннит используется в медицинской практике в качестве желчегонного и диуретического средства осмотического типа. Он оказывает дегидратаци-онное действие, выраженное влияние на водносолевой обмен, а также детоксикационный эффект. Введенный внутривенно маннит значительно повышает осмотическое давление плазмы крови, что вызывает приток интерстициальной жидкости в сосудистое русло, увеличивает объем циркулирующей жидкости и снижает показатель гематокрита. Попадая в просвет проксимальных канальцев, он повышает осмотическое давление, что препятствует реабсорбции воды и увеличивает ее выведение.

Маннит не токсичен, однако, не проникая в клетки, он может накапливаться в межклеточном пространстве и вызывать нарушение баланса электролитов (так называемую водную интоксикацию). Поэтому лечение маннитом рекомендуют проводить под контролем содержания натрия в плазме крови.

Основными показаниями для введения раствора маннита являются острая почечная недостаточность в результате шока, обширные массивные травмы, тяжелые ожоги, резкая гипотония и другие состояния, сопровождающиеся олиго- и анурией. Кроме того, абсолютными показаниями для его применения являются гемотрансфузионные осложнения и другие состояния, сопровождающиеся гемолизом. Он используется для предупреждения острой почечной недостаточности, при операциях с искусственным кровообращением, отеке мозга и других неотложных неврологических случаях ликворной гипертензии, операциях на головном мозге, при повышении внутриглазного давления, отравлениях и интоксикациях, а также для определения скорости клубочковой фильтрации. Благодаря свойству маннита оказывать раздражающее действие на слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки, происходит выделение гормона холецистокинина, который вызывает сокращение желчного пузыря и оказывает желчегонный эффект.

Маннит также применяют для профилактики и лечения нарушений водно-солевого обмена, возникающих в результате избыточного введения жидкости при операциях с использованием экстракорпорального кровообращения с гемодилюцией. Его не рекомендуют вводить при сердечной недостаточности с выраженной внеклеточной гидратацией, повышенной кровоточивостью, внутричерепных гематомах, а также в случае органических изменений в почках. Обычно маннит вводят внутривенно капельно Суточная доза не должна превышать 140-180 г.

Комитет по продуктам питания ЕС не обнаружил противопоказаний для длительного применения маннита в качестве сахарозаменителя, без установления "среднесуточной дозы потребления". Однако его применение в этом качестве не нашло широкого распространения в силу низкой сладости по отношению к сахарозе.

Мальтитол.

Мальтитол имеет приятный сладкий вкус, подобно сахару, и по интенсивности составляет примерно 90 % его сладости. Его производят путем гидрогенизации мальтозы, которую получают из крахмала. Как и другие полиолы, он не приобретает коричневого цвета и не карамелизируется, как сахар. В настоящее время его производят мощные компании Cerestar , Roquette , SPI Polyols Inc . и Towa Chemical Industry Co LTD . По сравнению с другими полиолами мальтитол оказывает незначительный "холодящий" эффект во рту. Его применяют не только как сахарозаменитель, но и как заменитель жира, в связи с его свойством придавать "сливочный вкус" пище Практически под названием "мальтитол" рассматриваются продукты, полученные путем ферментативного гидролиза крахмала с последующей каталитической гидрогенизацией для связывания свободных альдегидных групп. Содержание собственно мальтитола в этих продуктах колеблется от 50 до 95%.

Было доказано, что мальтитол не подвергается метаболизму бактериями ротовой полости, которые, расщепляя сахар или крахмал, выделяют кислоты, способствующие нарушению зубной эмали и развитию кариеса.

Мальтитол медленно абсорбируется в кишечнике, поэтому подъем глюкозы и инсулина в крови происходит более редуцированно по сравнению с приемом сахарозы. В организме он медленно, но полностью разлагается на глюкозу и сорбит, особенно кишечной флорой. Кроме того, учитывая, что энергетическая ценность мальтитола составляет 2,1 кал/г (сахара — 4,0 кал/г), он может применяться в диетах для снижения массы тела. Согласно положению FDA , действующему в США, продукты могут обозначаться как "снижающие калории", если они обеспечивают их уменьшение, по меньшей мере, на 25 %. Поэтому мальтитол соответствует такому обозначению. В ЕС, согласно Национальной маркировочной директиве, все полиолы, включая мальтитол, оцениваются по энергетической ценности в 2,4 кал/г.

Мальтитол является безопасным продуктом для здоровья и всеми регламентирующими органами США и Европы разрешен к применению без ограничений.

Учитывая, что, подобно другим полиолам, мальтитол может оказывать в больших дозах послабляющий эффект, его не рекомендуют применять более 100 г в день. Послабляющий эфект наблюдается и при более низких дозах (30-50 г в день).

Мальтитол разрешен к применению как вещество, обладающее не только свойством сахарозаменителя, но и другими качествами пищевых добавок (стабилизаторов, загустителей, наполнителей и др.). Он может применяться при изготовлении шоколада и шоколадных покрытий, так как, в отличие от других полиолов, имеет безводную, низкогигроскопическую стабильную кристаллическую форму с низкой точкой плавления.

Лактитол.

Рассматриваемый сахарозаменитель обратил на себя внимание своей стабильностью, растворимостью и сладостью. Лактитол был открыт в 1920 г., а впервые использован в качестве пищевой добавки в 1980 г. Интенсивность его сладкого вкуса составляет 40 % сахарозы.

В отличие от молочного сахара (лактозы), этот полиол не гидролизуется лактазой и плохо всасывается в тонкой кишке. Он метаболизируется бактериями в толстой кишке, превращаясь в биомассу, органические кислоты, двуокись углерода и водород. В дальнейшем органические кислоты усваиваются организмом и обеспечивают энергетическую ценность, равную 2 кал/г. Суммарная энергетическая ценность лактитола равна 2,4-2,6 кал/г (в отличие от углеводов — 4 кал/г). Лактитол имеет чистый сладкий вкус без послевкусия, не гигроскопичен, стабилен к действию кислот и щелочей, хорошо сочетается с интенсивными сахарозаменителями. Пища, приготовленная с использованием лактитола, не вызывает повышения уровня глюкозы и инсулина в крови, поэтому может применяться больными сахарным диабетом с учетом энергетической ценности. Этот сахарозаменитель не вызывает кариеса.

В 1984 г. Научный комитет по пищевым продуктам ЕС установил ежедневную дозу полиолов, включая лактитол, равную 20 г в день. В дальнейшем эти ограничения были отменены. Доказано, что лактитол относится к безопасным продуктам и его ежедневная доза не ограничивается. Научный комитет по пищевым продуктам ЕС считает нецелесообразным вводить "среднесуточную дозу потребления" для лактитола, однако считает необходимым учитывать его свойство оказывать диарейный эффект в дозе 50 г в день и выше. В настоящее время лактитол разрешен к применению также в Канаде, Японии и Израиле. С 1993 г. он разрешен к применению в виде пищевой добавки в США.

Эритритол .

Сахарозаменитель эритритол употреблялся людьми на протяжении тысячелетий. Он входит в состав некоторых фруктов (сливы, дыня, виноград), грибов и продуктов, подвергнутых ферментации (вино, соевый соус). Эритритол относится к полиолам и с 1990 г. применяется в качестве подсластителя при изготовлении некоторых видов пищи и напитков. Этот сахарозаменитель — белый порошок с чистым сладким вкусом, подобным сахарозе, по интенсивности равен 70 % ее сладости. Как и другие полиолы, он не вызывает кариеса и безопасен для больных сахарным диабетом, не оказывая влияния на подъем глюкозы и инсулина в крови. Однако в отличие от других полиолов, он обладает очень низкой энергетической ценностью (0,2 кал/г), которая составляет примерно 7-13 % их калорийности и около 5 % калорийности сахарозы.

Так как эритритол быстро абсорбируется в тонкой кишке и быстро выводится из организма с мочой (более 90 %) — в течение 24 ч, послабляющий побочный эффект, иногда возникающий при избыточном потреблении полиолов, становится маловероятным при употреблении пищи, в состав которой входит эритритол. Учитывая, что только около 5 % эритритола достигает толстой кишки, где он подвергается метаболизму под действием кишечных бактерий, газообразование происходит в незначительной степени.

С 1997 г. эритритол разрешен к употреблению в США, а с 1990 г. применяется в Японии как пищевая добавка ко многим японским блюдам. Эритритол является одним из наилучших сахарозаменителей, применяемых в диетотерапии, направленной на снижение массы тела. Напомним, что, согласно принятым положениям, к таким продуктам относятся вещества, способствующие снижению энергетической ценности пищи на 25 %.

При введении эритритола крысам со стрептозотоциновым диабетом в дозах 100, 200 и 400 мг/кг массы в течение 10 дней, наблюдалось значительное снижение концентрации глюкозы в крови, печени и почках, а также уровня 5-гидроксиметилфур-фурола, как индикатора оксидативного стресса. Кроме того, обнаружено дозозависимое снижение продуктов взаимодействия с тиобарбитуровой кислотой в сыворотке и митохондриях, печени и почках. Авторы сделали заключение, что эритри­тол оказывает положительное влияние на углеводный обмен и нормализует показатели оксидативного

Клинические исследования показали, что ежедневное потребление эритритола в дозе 1 г/кг массы тела взрослых людей отлично переносится по сравнению с пищей, содержащей сахарозу. Он хорошо сочетается с низкокалорийными сахарозаменителями, такими, как аспартам и ацесульфам К, что позволяет повысить интенсивность сладкого вкуса при снижении количества входящих компонентов. Кроме того, добавление эритритола к другим сахарозаменителям позволяет избавиться от горького привкуса, присущего некоторым сладким веществам.

Изомальт .

Этот сладкий продукт был получен в 1960 г. из сахара. Он является смесью двух дисахаридных спиртов — глюкозоманнитола и глюкозосорбитола. Обычно этот сахарозаменитель получают в две стадии: сначала нарушают связь между глюкозой и фруктозой в молекуле сахарозы, а затем присоединяют два атома водорода к кислороду во фруктозной части дисаха-рида При этом примерно половина фруктозной части природного дисахарида превращается в маннит, а другая половина — в сорбит. Поэтому изомальт содержит два дисахаридных спирта. Описанные молекулярные изменения делают структуру изомальта более стабильной к химическому и ферментативному воздействию. Он представляет собой белые кристаллы без запаха, стоек к температурному влиянию, не теряет своих свойств при кипячении и выпечке. Изомальт абсорбирует воду в незначительных количествах, что положительно сказывается на хранении продуктов, его содержащих. Он не разрушается в пище, не растворяется во рту и не имеет "холодящего" послевкусия, в отличие от других полиолов.

Сладость изомальта зависит от концентрации, температуры и особенностей продукта, в котором он используется. При отдельном применении проявляет от 45 до 65 % сладости сахарозы. Поэтому для интенсификации сладкого вкуса изомальт часто используют в комбинации с интенсивными подсластителями. Кроме того, он маскирует горьковатый привкус некоторых из них.

Благодаря своим специфическим свойствам изомальт, как и другие полиолы, усваивается в желудочно-кишечном тракте в незначительном количестве, а неусвоившаяся часть метаболизируется кишечными бактериями. Это является нормальным физиологическим процессом, который у отдельных людей может вызывать размягчение кала и увеличение газообразования, подобно пище с высоким содержанием пищевых волокон. Но даже у чувствительных лиц не возникает проблем, если они начинают употребление изомальта в небольших дозах, а затем постепенно их увеличивают.

Положительным свойством изомальта является его низкая энергетическая ценность — 2 кал/г. Поэтому его рекомендуют применять для лечения больных с излишней массой тела. Кроме того, известно, что полиолы вызывают значительно более низкий гликемический ответ, чем сахароза или другие углеводы, и это — основное преимущество использования изомальта в диетическом питании больных сахарным диабетом. В многочисленных исследованиях доказано, что прием изомальта незначительно влияет на уровень глюкозы и инсулина у здоровых людей и больных диабетом 1-го и 2-го типа Установлено, что этот сахарозаменитель не подвергается воздействию кислообразующих бактерий ротовой полости и тем самым предотвращает развитие кариеса. Наоборот, повышая саливацию, он снижает кислотность и увеличивает содержание кальция в поверхностной части зуба, что способствует восстановлению зубной эмали. Если пищевой продукт не снижает рН ротовой полости ниже 5,7 в течение 30 мин после его приема, то он может, согласно положению FDA , применяться с обозначением "не вызывает кариеса". Такое обозначение имеют продукты, содержащие изомальт. Он признан безопасным продуктом и получил разрешение на использование в США с 1990 г. Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам ВОЗ также признал его безвредность и одобрил его ежедневное употребление без ограничений. В настоящее время изомальт используется более чем в 40 странах мира.

Глицерин (масляный сахар).

В 1779 г. химик и фармацевт Карл Вильгельм Шееле при омылении оливкового масла окисью свинца (метод получения свинцового пластыря) выделил неизвестное вещество сладкого вкуса, которое затем, обрабатывая азотной кислотой, можно было превратить в щавелевую кислоту. Он назвал это вещество "масляным сахаром". В дальнейшем Шееле обнаружил его в коровьем масле и свином жире. Оно отличалось от сахара тем, что не кристаллизовалось и не подвергалось брожению. Повторно это вещество было открыто в 1813 г. Шеврелем, который дал ему название "глицерин" ( glycerinum от греческого " glykeros ", что означает сладкий). Он показал, что все жиры являются соединениями глицерина с кислыми веществами. В 1854 г. Вюрц установил, что глицерин — трехатомный спирт, а в 1857 г. получил его методом, применяемым при синтезе гликолей. Правильную структурную формулу "масляного сахара" впервые определил Бутлеров в 1859 г.

Глицерин является достаточно стойким соединением при нагревании, замораживании, а также при смешивании с водой и многими органическими растворителями. Он обладает высокой гигроскопичностью и может поглощать до 40 % воды по отношению к первоначальному объему. При обезвоживании глицерина образуется акролеин — вещество с неприятным раздражающим запахом, напоминающим кухонный чад при жарении жирных продуктов.

В организме глицерин образуется как при распаде жиров (триглицеридов) и глицерофосфолипидов, так и при анаэробном распаде глюкозы, являясь, таким образом, связывающим звеном жирового и углеводного обмена.

В силу слабовыраженного сладкого специфического вкуса глицерин не нашел широкого применения в пищевой промышленности. Его применяют для подслащивания вин, ликеров и лимонадов. Гигроскопические свойства глицерина используют в текстильном производстве, а также в полиграфии для приготовления невысыхающих красок.

В фармации он входит в состав мазей, паст и лосьонов для смягчения кожи. Растворы глицерина применялись в медицинской практике как противоотечное средство. Учитывая, что глицерин при проникновении в клетку ослабляет эффект кристаллизации воды, его используют в качестве криопротектора для сохранения живых тканей в условиях низких температур.

Более широкое применение получило производное глицерина — нитроглицерин, который известен как кардиологический препарат, а также как взрывчатое вещество при производстве динамита.

Ксилит

Заменитель сахара Ксилит (E-967) - пищевая добавка, представляющая собой сладкий многоатомный спирт. Ксилит встречается в небольших количествах в различных фруктах и растениях. Ксилит после обработки представляет собой кристаллы белого цвета без запаха. Получают ксилит из хлопковой шелухи и кукурузных початков. По некоторым данным может вызывать рак мочевого пузыря. Ксилит или E-967 используется в качестве подсластителя, заменителя сахара. По некоторым данным обладает бактерицидным эффектом, который выше чем у сорбита и сахарозы. Калорийность ксилита - 4,06 ккал/г .Ксилит - химические сведения

КСИЛИТ, мол. м. 152,15; бесцветные гигроскопичные кристаллы; известны метастабильная моноклинная модификация, т. пл. 61-61,5 °С, и стабильная ромбическая - т. пл. 93-94,5 °С; температура кипения 215-217 °С. Ксилит оптически неактивен; растворим в воде, метиловом и этиловом спиртах, гликолях, пиридине, уксусной к-те; не растворим в эфирах, диоксане, углеводородах, алкилгалогенидах, бутиловом и пропиловом спиртах. По химическим свойствам ксилит - типичный представитель многоатомных спиртов.

Применение

Ксилит-компонент при получении ксифталевых алкидных смол, ПАВ, неионогенных детергентов, лаков, клеев и др. Ксилит обладает сладким вкусом (в два раза слаще сахарозы), желчегонным и послабляющим действием; организмом человека почти не усваивается. Для усвоения не требуется глюкоза. Применяется вместо сахара в производстве кондитерских изделий для больных диабетом и ожирением.

Нормативные документы

Ксилит (E-967) может применяться согласно (СанПиН 2.3.2.1078-01) как:

подсластитель

влагоудерживающий агент

стабилизатор

эмульгатор

Возможные названия пищевой добавки:

E-967

Е-967

ксилит

Xylitol

Лютеин

Лютеин — природный пигмент, относящийся к группе гидроксилированных каротиноидов — ксантофиллов. В отличие от углеводородных каротиноидов, ксантофиллы содержат гидроксильные группы и обладают полярностью. В связи с чем, они занимают характерные позиции внутри липопротеиновых мембран. Наличие системы сопряженных двойных связей обуславливает два основных свойства лютеина:

Поглощение сине-фиолетовой части спектра с переходом в синглетное состояние. (максимум поглощения — 460нм)

Нейтрализация окислителей и свободных радикалов.

В растениях все ксантофиллы нековалентно связаны с белками и липидами фотосинтетических мембран. Преимущественно находятся в пластидах. Они поглощают часть солнечного спектра, недоступную хлорофиллу. Также, ксантофиллы рассеивают избыточную энергию, выполняя фотозащитную функцию. Кроме того, они нейтрализуют свободные радикалы, интенсивно образующиеся при фотосинтезе Биосинтез лютеина осуществляется только в растениях путём гидроксилирования из α-каротина. Человек и животные получают лютеин только с пищей. Схема биосинтеза лютеина у высших растений:

Альфа-каротин под действием каротингидроксилазы превращается в лютеин

Содержание в организме человека

Организм человека не способен синтезировать лютеин, поэтому поступление лютеина в организм напрямую связано с питанием. Среди всех каротиноидов лютеин обладает самой высокой биодоступностью — почти 80 %. На его усвояемость наибольшее влияние оказывает наличие липидов в пище.[4]. Для усвоения лютеина необходимо потреблять некоторое количество липидов (жиров). Часть диетарного лютеина обычно этерифицирована, поэтому требуется наличие кишечных липаз для его деэтерификации. Лютеин в составе липидной мицеллы должен подойти к стенке тонкого кишечника. Как полярная молекула, лютеин располагается на поверхности раздела фаз. В энтероцит такая мицелла попадает путем пассивной диффузии. В кровоток лютеин выходит в составе хиломикрона В разных тканях лютеин накапливается неодинаково. Максимальная его концентрация наблюдается в глазе, особенно — в сетчатке — в 10000 раз больше, чем в плазме крови. Это связанно с избирательным поглощением лютеина с помощью ксантофилл-связывающего переносчика. Также в поглощении лютеина глазом играет роль белок — тубулин

Внутри глаза, лютеин (и его изомер — зеаксантин) также распределен неравномерно: В желтом пятне сетчатки сконцентрировано до 70 % лютеина и зеаксантина от их общего содержания в глазу. Помимо сетчатки и подстилающего пигментного эпителия, они обнаруживаются в сосудистой оболочке глаза, радужке, хрусталике и в цилиарном теле. Их концентрация экспоненциально убывает от центра сетчатки к ее периферии. Показано, что около 50 % этих пигментов сетчатки сосредоточено в ее центральной зоне с угловыми размерами от 0.25 до 2°. По биохимическим данным, концентрация макулярных пигментов в центральной зоне (1.5^1 мм) почти в 3 раза выше, чем в периферических зонах сетчатки человекаВ настоящее время предполагается, что макулярный пигмент с его максимумом поглощения при 460 нм (синяя область) выполняет несколько функций. Среди них — снижение влияния хроматической аберрации глаза за счёт снижения интенсивности синего аберрационного «ареола» при аккомодации глаза в области максимальной средней чувствительности (550 нм), и, повышение, тем самым, остроты зрения, а также антиоксидантная — сочетание высокого парциального давления кислорода в сетчатке (до 70 мм рт. ст.) и наличия чувствительнык к фотоокислению полиненасыщенных жирных кислот мембран создаёт предпосылки к развитию окислительного стресса, и высокая концентрация липофильных ксантофиллов, обладающих антиоксидантными свойствами, предотвращает окислительное повреждние клеток

Источники лютеина

Человек получает лютеин из пищи, в основном растительного происхождения. Кроме того, источниками этого каротиноида являются лютеинсодержащие биологически активные добавки и лекарственные препараты

Содержание лютеина в продуктах питания

Лютеин (мкг /100 г)

Бобы 616

Морковь 335

Сельдерей 229

Кукуруза 356

Яйцо (желток) 32

Апельсины 113

Горошек 1292

Персики 51

Хурма 346

Калифорнийские фисташки 326 (в одной горсти)

Шпинат 11 607

Мандарины 131

Тыква 8173

Рекомендуемый уровень потребления

Рекомендуемый уровень потребления лютеина в России — 5 мг в сутки. Верхний допустимый уровень потребления — 10 мг в сутки[10] Для профилактики заболеваний глаз (например, дистрофии сетчатки) необходимо принимать как минимум 2 мг лютеина, а суточная доза для профилактики ВМД в группе риска — не менее 6,0 мг (рекомендация российского Экспертного совета по ВМД, 2009

Ментол

Ментол (от лат. Mentha — мята) — органическое вещество, важный вторичный метаболит растений семейства яснотковые, получают синтетически или выделяют из мятного эфирного масла. Прозрачное кристаллическое вещество, при комнатной температуре легко плавится. Существует 8 изомеров с довольно близкими свойствами. Основной природный изомер (-)-ментол (1R,2S,5R) конфигурация. Обладает слабыми местноанестизирующими свойствами, стимулирует холодовые рецепторы кожи и слизистых, слабый антисептик. Широко используется в медицине и пищевкусовой промышленности в качестве нейтрализатора химически-активных молекул растительных наркотических средств.

История

Есть свидетельства что ментолбылизвестен в Японии более 2000 лет назад, но на Западе нет данных о его выделении до 1771 года (Gambius).[ (-)-Ментол (также называемый l-ментол или (1R,2S,5R)-ментол) выделен из эфирного масла мяты (вместе с примесью ментона, ментилацетата и др. соединений), он может быть получен и из др. видов — Mentha piperita L. Неочищенный японский ментол содержит небольшое количество 1-эпи, (+)-неоментола.

Структура молекулы

В природе чаще всего встречается один (1R,2S,5R)-энантиомер

Применение: в пищевой промышленности в качестве ароматизатора

Поливиниловый спирт

Поливиниловый спирт (ПВС, международное PVOH, PVA или PVAL) — искусственный, водорастворимый, термопластичный полимер.

Физические свойства

Поливиниловый спирт является превосходным эмульгирующим, адгезионным и пленкообразующим полимером. Он обладает высокой прочностью на разрыв и гибкостью. Эти свойства зависят от влажности воздуха, так как полимер адсорбирует влагу. Вода действует на полимер как пластификатор. При большой влажности у ПВС уменьшается прочность на разрыв, но увеличивается эластичность. Температура плавления находится в области 230 °C (в среде азота), а температура стеклования 85 °C для полностью гидролизованной формы. На воздухе при 220 °C ПВС небратимо разлагается с выделением СO, CO2, уксусной кислоты и изменением цвета полимера с белого на темно-коричневый. Температура стеклования и температура плавления зависят от молекулярной массы полимера и его тактичности. Так, для синдиотактического ПВС температура плавления лежит в области 280 °C, а температура стеклования для сополимера ПВС-ПВА с содержанием звеньев ПВА 50-моль% находится ниже 20 °C. Аморфизованный ПВС полученный по методике Бойко В.В не имеет характерной эндотермической области отвечающей за плавление кристаллической фазы, однако его термическое разложение идентично ПВС полученному классическим способом

Химические свойства

Поливиниловый спирт стабилен в отношении масел, жиров и органических растворителей.

Применение

Сгуститель и адгезионный материал в шампунях, клеях, латексах

Барьерный слой для СО2 в бутылках ПЭТФ (полиэтилентерефталат)

Составная часть продуктов гигиены для женщин и по уходу за детьми

Продукт для создания защитного слоя шихта в производстве искусственных волокон

В пищевой промышленности в качестве эмульгатора

Водорастворимые пленки в процессе изготовления упаковочных материалов

Иммобилизация клеток и энзимов в микробиологии

Производство поливинилбутиралей

В растворах для глазных капель и контактных линз в качестве лубриканта

В качестве сурфактанта для получения капсулированных наночастиц

Пропиленгликоль

Пропиленгликоли (пропандиолы) С3Н6 (ОН)2, мол.м. 76,09. Известны 2 изомера: 1,2-пропиленгликоль СН3СНОНСН2ОН (1,2-пропандиол) и 1,3-пропиленгликоль СН2ОНСН2СН2ОН. Пропиленгликоли-бесцв. вязкие гигроскопичные жидкости сладковатого вкуса, без запаха.

Применяют 1,2-пропиленгликоль (ок. 40%) в произ-ве ненасыщ. полиэфирных смол (для строит. индустрии и произ-ва автомобилей), эластичных полиуретанов, алкидных смол; в фарма-цевтич. и косметич. пром-сти (ок. 10%) как р-ритель прир. и синтетич. в-в при приготовлении мазей, паст, кремов, шампуней и т.д.; в пищ. пром-сти (10-12%) как р-ритель пищ. добавок и увлажнитель табака (благодаря своей гигроскопичности). 1,2-Пропиленгликоль обладает умеренными консервирующими и бактерицидными св-вами. Его используют также при изготовлении тормозных жидкостей, антифризов и теплоносителей, в качестве пластификатора при произ-ве целлофановых и поливинилхлоридных пленок.

В связи с заменой эфиров этиленгликоля менее токсичными соед. возрастает применение эфиров 1,2-пропиленгликоля. 1,2-Пропиленгликоль-горючая жидкость. Т. всп. в открытой чашке 107°С, т. самовоспл. 421 °С, КПВ 2,6-12,6% по объему. Токсичность 1,2-пропиленгликоля (ЛД50 34,6 мг/кг, крысы) ниже, чем у этиленгликоля.

Мировое произ-во 1,2-пропиленгликоля 450 тыс. т/год (1985).

Заключение

Важной особенностью действия многоатомных спиртов (полиолов) является их медленное всасывание в кишечнике (в 5-6 раз медленнее, чем глюкозы). Это связано с тем, что они адсорбируются путем простой диффузии за счет разницы градиента концентрации в кишечнике и крови, а не с помощью переносчиков и активаторов. Медленно всасываясь, многоатомные спирты создают высокое осмотическое давление в кишечнике, обусловливая прилив и задержку жидкости, что, в свою очередь, вызывает разжижение кишечного содержимого и усиление перистальтики ("осмотический понос"). Поэтому их суточная доза не должна превышать 30 г (для лиц пожилого возраста — 15-20 г), более высокие дозы оказывают послабляющий эффект, вызывают тошноту и даже рвоту.

В 2002 г. Американская диабетическая ассоциация в опубликованных рекомендациях по диетическому питанию констатировала, что сахарные спирты вызывают менее выраженный постпрандиальный подъем глюкозы, чем фруктоза, сахароза и глюкоза, а также имеют более низкую энергетическую ценность.

Употребляя эти вещества, необходимо выполнять следующие правила:

1) при использовании ксилита и сорбита следует начинать с небольших доз (10-15 г в сутки) для определения индивидуёальной переносимости, в том числе и послабляющего эффекта;

2) применение полиолов рекомендуется на фоне компенсации или субкомпенсации сахарного диабета;

3) нужно учитывать калорийность сахарозаменителей;

4) при появлении тошноты, вздутия живота, изжоги доза сахарозаменителя должна быть уменьшена до 10-15 г или его нужно отменить.