W 5 - 4 XI 2010

Witamina K

1929 - zaobserwowano podskórne wybroczyny u kurcząt na sztucznej diecie

1934 - to na skutek niedoboru pewnego czynnika

1939 - wyizolowanie wit. K z liści lucerny (K₁)

(pochodzenia mikrobiologicznego - K₂)

1943 - Nobel za odkrycie wit. K

aktywność przeciwkrwotoczna

pochodna 2-metylo-1,4-dinaftochinonu

produkty roślinne

zawiera 20-węglowy alkohol terpenowy - fitol

w temperaturze pokojowej ciecz oleista

pod działaniem zasad rozkłada się na fitokol (R = -OH) i fitol

produkty zwierzęce i mikroorganizmy

związek krystaliczny, temperatura topnienia ok. 35°C

produkt syntezy chemicznej

wyższa aktywność niż formy naturalne, lepiej wchłaniany

w b. małych ilościach występuje u St. aureus

Cykl witaminy K:

po wchłonięciu wit. K jest regenerowana w hepatocytach

Aktywność biologiczna wit. K:

• niezbędna do tworzenia czynników krzepnięcia krwi (tworzenie protrombiny - białko osocza, prekursor trombiny, która bierze udział w tworzeniu fibryny)

• udział w formowaniu tkanki kostnej, gospodarce wapniowej i mineralizacji tkanek (gospodarka wapniowo-fosforowa)

• działanie przeciwgrzybowe, przeciwbakteryjne, przeciwbólowe, przeciwzapalne

• hamuje raka piersi, jajnika, okrężnicy, żołądka, wątroby, nerek

Niedobór: (może być spowodowany antybiotykami - niewielka ilość wit. K syntetyzowana

w przewodzie pokarmowym)

• słaba krzepliwość krwi

• łatwość krwotoków wewnętrznych i zewnętrznych

• problemy z gojeniem ran

• trudności w mineralizacji kości

• zwiększone ryzyko nowotworów, zapalenia jelita, biegunki

zapotrzebowanie ok. 2 mg/dobę

Nadmiar:

• rozpad erytrocytów

• niedokrwistość

• nadmierna potliwość

• uczucie gorąca

• niemowlęta: żółtaczka, uszkodzenie mózgu

Występowanie: [mg/100g]

• jarmuż 500

• szpinak 350

• brukselka 230

• brokuły 210

• sałata 200

• rzeżucha 200

Antywitaminy

związki o zdolności blokowania wykorzystania danej witaminy przez organizm

antywitaminy tiaminy - najlepiej opisane

tiamina:

pirytiamina

• zastąpienie w wit. B₁ pierścienia tiazolowego pierścieniem pirymidynowym prowadzi do otrzymania pirytiaminy - związku, który nie wykazuje aktywności biologicznej

• antagonistyczne działanie polega na tym, że podobnie jak wit. B­₁, pod wpływem pirofosfokinazy tiaminowej tworzy odpowiedni pirofosforan; pirofosforylacja tiaminy jest wówczas silnie hamowana, w związku z czym wit. B­­₁ jest szybko wydalana z moczem

• w eksperymentach in vitro zaobserwowano, że pirytiamina wykazuje wyraźne działanie na układ nerwowy, spowodowane prawdopodobnie bezpośrednim wpływem na przewodzenie i sekrecję neuronów

• wywołuje u zwierząt doświadczalnych obok typowych objawów awitaminozy B₁ (beri-beri) również zapalenie wielonerwowe (pirytiamina może przenikać do mózgu i tam się gromadzić)

oksytiamina

• zastąpienie w wit. B₁ grupy aminowej w pozycji 4 grupą hydroksylową prowadzi do otrzymania oksytiaminy - związku pozbawionego aktywności biologicznej

• powoduje u zwierząt doświadczalnych utratę masy ciała i barykardię (zwolniona akcja serca), ale w odróżnieniu od pirytiaminy nie wywołuje zapalenia wielonerwowego

• oksytiamina w obecności pirofosfokinazy tiaminowej łatwo tworzy pirofosforan, który może łączyc się z dekarboksylazą pirogronianowa, blokując w ten sposób możliwość przyłączenia się TPP (na tej podstawie można sądzić, że jest ona inhibitorem wszystkich zależnych od TPP reakcji)

amprolium

• zastąpienie w wit. B₁ pierścienia tiazolowego pierścieniem pirymidynowym prowadzi do otrzymania amprolium - związku, który nie wykazuje aktywności biologicznej

• efektywny środek przeciwko kokcydiozie (chorobie inwazyjnej zwierząt gospodarskich, zwłaszcza kur)

• hamuje wchłanianie tiaminy w przewodzie pokarmowym u kurcząt; nie ulega fosforylacji

Antywitaminy biotyny (sulfonamidy)

α-dehydrobiotyna

• zawiera jedno podwójne wiązanie w łańcuchu bocznym

• silny inhibitor wzrostu wielu bakterii (E. coli i B. subtilis) oraz grzybów

• silnie wiąże się z apokarboksylazami, uniemożliwiając przyłączenie do nich biotyny

• wykazuje właściwości antybiotyczne, które zanikają w obecności biotyny

kwas 5-(2-tienylo)-walerianowy

• inhibitor wzrostu wielu bakterii, promieniowców i grzybów

• obecność biotyny znosi efekt inhibicyjny

acydomycyna

• efektywny antybiotyk w zwalczaniu prątków gruźlicy in vitro lecz nie in vivo

• hamuje biosyntezę biotyny

• kompetycyjny inhibitor biokonwersji detiobiotyny w biotynę u mikroorganizmów

awidyna

• oligomeryczna glikoproteina (68,3 kDa, pI 10), składa się z 4 łańcuchów polipeptydowych, z których każdy zawiera jeden mostek disulfidowy

• występuje w części białkowej jaj ptaków i płazów

• w pH 2-10,5 wiąże 4 cząsteczki biotyny - kompleks ten jest odporny na działanie enzymów trawiennych (trypsyny, chymotrypsyny, pankreatyny i pronazy)

• w bardzo kwaśnym i silnie alkalicznym środowisku ulega denaturacji i dysocjuje na podjednostki

Metatreksat (antywitamina kwasu foliowego)

• wiąże się z dehydrogenazą tetrahydrofolianową 10 tys. razy silniej niż kwas foliowy, praktycznie nieodwracalnie

• w 90 % wydalany z moczem

• lek na nowotwory, także immunosupresant ( łuszczyca, choroby reumatoidalne) - bardzo toksyczny (niewydolnośc nerek, wątroby, zapalenie skóry, naczyń krwionośnych, uszkadza szpik, błony śluzowe, może powodować biegunki, nudności, wypadanie włosów; w razie zatrucia podaje się folian wapnia)

Antywitaminy K

hamują cykl przemian wit. K w wątrobie powstają częściowo karboksylowane i dekarboksylowane białka o zmniejszonej aktywności prokoagulacyjnej

• pochodne dikumarolu (warfaryna, acenokumarol)

• pochodne fenyloindandionu

leki przeciwzakrzepowe - zastosowanie w leczeniu migotania lub trzepotania przedsionków u osób powyżej 75 r. ż. z nadciśnieniem tętniczym, cukrzycą, upośledzeniem funkcji skurczowej lewej komory i objawową niewydolnością serca, u osób ze sztucznymi protezami zastawek, reumatoidalną wadą zastawki, u osób po zawale, zatorowości tętnic, ze skrzepliną w jamach serca

przeciwwskazania - krwawienia lub duże ryzyko krwawienia, skaza krwotoczna, operacje, urazy głowy

Barwniki jako dodatki do żywności

Cele barwienia:

• nadanie atrakcyjnej barwy (produkty słabo zabarwione i bezbarwne - galaretki, budynie)

• przywrócenie barwy pierwotnej utraconej w procesie technologicznym

Nie wolno barwić w celu ukrycia wad produktu!

Nie wolno barwić (wg Rozporządzenia MZ z 18 IX 2008, w sumie 33 produkty):

• produktów dla dzieci

• surowców nieprzetworzonych

• wód mineralnych i naturalnych

• mleka (wyjątek: mleko z dodatkami smakowymi np. truskawkowe), mleka czekoladowego, fermentowanego, zagęszczonego i w proszku, maślanki, śmietany, śmietanki

• olejów, tłuszczów roślinnych i zwierzęcych

• jaj i produktów jajecznych

• mąki

• cukru

• past pomidorowych, sosów pomidorowych

• soków i nektarów owocowych (w odróżnieniu od napojów)

• dżemów extra

• ryb, mięsa, drobiu

• wyrobów kakaowych

• kawy, herbaty, cykorii

• soli i jej zamienników

• win gronowych

• napojów spirytusowych owocowych

• okowity z owoców

• octu winnego

• miodu pszczelego

• serów bez dodatków smakowych

• wyrobów z mleka owczego i koziego

Barwniki naturalne i identyczne z naturalnymi można dodawać w ilości quantum satis.

Funkcje barwy sterujące reakcją konsumenta podczas oceny jakości produktu spoż.

• percepcja - postrzeganie produktu poprzez jego barwę lub barwę opakowania

• motywacja - barwa żywności i sposób jej eksponowania wpływa na obniżenie lub podniesienie jej pożądalności

• emocja - atrakcyjna barwa żywności wzbudza odczucie przyjemności

• nauka - konsument uczy się ciągle korelacji barwy żywności z jej właściwościami

• myśl - zastanawianie się, wahanie w zetknięciu z nowymi produktami

Barwa żywności

• barwa naturalna (czerwień pomidorów, barwa piwa)

• barwa dodana (barwa budyniów, lodów, galaretek, sosów)

Podział barwników:

• barwniki organiczne naturalne

• barwniki identyczne z naturalnymi

• barwniki organiczne syntetyczne

• barwniki nieorganiczne

• barwiące części roślin jadalnych (przyprawy, np. szafran)

Barwniki naturalne:

• bezpieczne dla zdrowia, niektóre wykazują cenne właściwości biologiczne

• mało trwałe

• zmiana zabarwienia w czasie składowania produktów spożywczych może być wskaźnikiem ich jakości

• jako produkty naturalne są akceptowane przez konsumentów

• droższe niż barwniki syntetyczne

Barwniki syntetyczne:

• nie stanowią zagrożenia dla zdrowia (wg rozporządzenia)

• trwałe - odporne na ogrzewanie i zmiany pH

• mieszanie podstawowych barwników pozwala uzyskać bogatą gamę kolorów

• znacznie tańsze niż barwniki naturalne

• jako substancje obce budzą zastrzeżenia wielu konsumentów

Barwniki organiczne naturalne

1. czerwone
   E 162 - czerwień buraczana, betanina
   E 163 - antocyjany
   E 120 - koszenila

2. pomarańczowo-żółto-czerwone
   E 100 - kurkuma
   E 160a - mieszanina karotenów
   E 160b - annato, biksyna
   E 160c - kapsantyna, kapsorubina (ekstrakt z papryki)
   E 160d - likopen (ekstrakt z pomidora)
   E 161 - luteina

3. zielone
   E 140 - chlorofile i chlorofiliny
   E 141 - kompleksy miedziowe chlorofili i chlorofilin

4. brunatne
   E 150a - karmel
   E 150b - karmel siarczynowy
   E 150c - karmel amoniakalny
   E 150d - karmel amoniakalno-siarczynowy

5. czarne
   E 153 - węgiel

Barwniki czerwone

Czerwień buraczana (betanina) E 162

mieszanina czerwonofioletowych betacyjanów i żółtych betaksantyn

80 % betacyjanów stanowi betanina

rozpuszczalne w wodzie

stabilne w pH 4-5 ( budynie, galaretki)

wrażliwa na T ≥ 70°C, światło, zasady, jony metali (Zn, Fe, Al) betanina

forma handlowa - preparaty ciekłe i suche z soku lub soku po odfermen-
towaniu cukrów

ADI nieokreślone

zastosowanie:

quantum satis: napoje bezalkoholowe, kandyzowane owoce i warzywa, wyroby cukiernicze, dekoracje i powłoki, pieczywo cukiernicze, lody

określone rozporządzeniem: warzywa w occie, solance, oleju, śniadaniowe przetwory zbożowo-owocowe, dżemy, galaretki, marmolady, kiełbasy, pasztety

Antocyjany E 163

czerwone barwniki rozpuszczalne w wodzie

otrzymywane przez ekstrakcję surowca zakwaszonego (najczęściej kw. cytrynowym,
czasem octowym lub HCl) wodą lub alkoholem

stabilne w pH ≤ 3,5

wrażliwe na T ≥ 80°C, światło i czynniki utleniające

forma handlowa - preparaty ciekłe (acylowane, stabilne w szerszym
zakresie pH) i suche ze skórek winogron, kwiatu hibiskusa, kapusty czerwonej

ADI nieokreślone

zastosowanie:

quantum satis: napoje bezalkoholowe, kandyzowane owoce i warzywa, wyroby cukiernicze, dekoracje i powłoki, pieczywo cukiernicze, lody

określone rozporządzeniem: warzywa w occie, solance, oleju, śniadaniowe przetwory zbożowo-owocowe, dżemy, galaretki, marmolady

(czerwone prążki na chipsach bekonowych)

Koszenila E 120

czerwony barwnik w pH 5-7, pomarańczowy w pH < 5, fioletowy w pH > 7

otrzymywanie - ekstrakcja wodą wysuszonych owadów żeńskich i jaj mszycy Dactylopius coccus (Ameryka Płd i Centralna na opuncji)

1 kg barwnika = 165 tys. owadów

zawiera gł. kwas karminowy (> 50%)

odporna na światło, czynniki utleniające, temperaturę

forma handlowa - proszek będący połączeniem barwnika z Al (laka)

ADI nieokreślone kw. karminowy

zastosowanie:

quantum satis: napoje bezalkoholowe, kandyzowane owoce i warzywa, wyroby cukiernicze, dekoracje i powłoki, pieczywo cukiernicze, lody

określone rozporządzeniem: warzywa w occie, solance, oleju, śniadaniowe przetwory zbożowo-owocowe, dżemy, galaretki, marmolady, kiełbasy, pasztety, niejadalna powłoka parmezanu

Barwniki zielone

Chlorofile i chlorofiliny E 140, 141

zielone barwniki porfirynowe

rozpuszczalne w oleju, etanolu (chlorofile) lub w wodzie (chlorofiliny)

otrzymywanie - ekstrakcja z roślin, najczęściej lucerny, szpinaku, pokrzywy

mało odporne na zmiany pH, wrażliwe na światło, temperaturę, czynniki utleniające

najmniej trwałe barwniki roślinne

forma handlowa - koncentraty olejowe, etanolowe lub sypkie

ADI nieokreślone

zastosowanie:

quantum satis: napoje bezalkoholowe, kandyzowane owoce i warzywa, wyroby cukiernicze, dekoracje i powłoki, pieczywo cukiernicze, lody

określone rozporządzeniem: warzywa w occie, solance, oleju, śniadaniowe przetwory zbożowo-owocowe, dżemy, galaretki, marmolady

Barwniki żółto-pomarańczowo-czerwone

Kurkumina (kurkuma) E 100

żółta w środowisku kwaśnym, czerwonobrązowa w zasadowym

rozpuszczalna w oleju, etanolu, kw. octowym, dyspergująca w wodzie

otrzymywanie - ekstrakcja rozpuszczalnikami rozłogów rośliny Curcuma domestica (płd-wsch Azja, Ameryka Płn)

gł. składnik (> 90%) - kurkumina

wrażliwa na światło, czynniki utleniające, SO­₂

tworzy trwałe kompleksy z białkami

stabilna w pH 2,5-6,5

forma handlowa - olejek (3-5% kurkuminy), oleożywica (3-55% kurkuminy), wyizolowana kurkumina

ADI 0,01 mg/kg masy ciała

zastosowanie: koncentraty obiadowe, musztarda, mrożone desery, lody, dressingi, sosy, wyroby cukiernicze

Mieszanina karotenów E 160a

barwnik żółtopomarańczowy (w środowisku kwaśnym - w zasadowym czerwonobrązowy) izolowany z marchwi (β-karoten) i oleju palmowego (α-karoten), także z nasion olejowca gwinejskiego

do 40 węgli w łańcuchu

rozpuszczalny w oleju, tłuszczach, heksanie

odporny na zmiany pH, dostatecznie odporny na światło, wrażliwy na tlen z powietrza

forma handlowa - oleje

ADI nieokreślone

zastosowanie: masła, margaryny, oleje, sery topione, pieczywo cukiernicze, desery, koncentraty obiadowe, lody

9