Аскорбиновая кислота: свойства и применение¶

Аскорбиновая кислота (лат. Acidum ascorbinicum, витамин C) — органическое соединение из группы водорастворимых витаминов, производное лактона гексоновой кислоты. Химическая формула — C₆H₈O₆, молярная масса — 176,12 г/моль. Представляет собой белое кристаллическое вещество со слабокислым вкусом, хорошо растворимое в воде и спиртах. Является незаменимым пищевым фактором для человека и ряда животных, поскольку не синтезируется в их организме и должен поступать извне.

¶Химическая природа и свойства

По строению аскорбиновая кислота близка к моносахаридам и содержит ендиольную группировку, которая обусловливает её сильные восстановительные свойства. Именно способность легко отдавать два атома водорода, превращаясь в дегидроаскорбиновую кислоту, лежит в основе её биологической роли. Оба соединения образуют обратимую окислительно-восстановительную пару и обладают витаминной активностью.

Вещество неустойчиво: разрушается при нагревании, длительном хранении, воздействии света, кислорода воздуха, а также в присутствии ионов металлов (меди, железа). В щелочной среде распадается быстро, в кислой — относительно стабильно. Эти свойства важно учитывать при кулинарной обработке продуктов и производстве препаратов.

Аскорбиновая кислота проявляет кислотные свойства за счёт ендиольных гидроксилов и образует соли — аскорбаты (например, аскорбат натрия, аскорбат кальция), которые применяются в пищевой промышленности как антиоксиданты.

¶История открытия

Предпосылкой к открытию витамина C стало изучение цинги — тяжёлого заболевания, поражавшего моряков, путешественников и осаждённых. Ещё в XVIII веке шотландский врач Джеймс Линд опытным путём показал, что цитрусовые предотвращают и лечат цингу, однако природа действующего начала оставалась неизвестной более века.

В 1928 году венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрди выделил из надпочечников и из капусты вещество, названное им «гексуроновой кислотой», которое восстанавливало окисленные соединения. В 1932 году американский исследователь Чарльз Гленн Кинг совместно с коллегами установил, что это же вещество содержится в лимонном соке и идентично витамину C. В 1933 году швейцарская группа под руководством Тадеуша Рейхштейна осуществила первый химический синтез аскорбиновой кислоты. За открытие и изучение витамина C Сент-Дьёрди был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1937 году.

¶Биологическая роль

Аскорбиновая кислота участвует в ключевых метаболических процессах:

• Синтез коллагена. Служит кофактором ферментов пролил- и лизилгидроксилаз, обеспечивающих гидроксилирование пролина и лизина в молекуле коллагена. Без этого коллагеновые волокна теряют прочность, что проявляется разрыхлением дёсен, кровоточивостью, нарушением заживления ран.
• Антиоксидантная защита. Нейтрализует свободные радикалы, защищает липиды мембран и другие молекулы от окислительного повреждения.
• Синтез нейромедиаторов. Необходима для превращения дофамина в норадреналин, участвует в образовании серотонина.
• Метаболизм тирозина и карнитина. Обеспечивает работу соответствующих ферментных систем.
• Усвоение железа. Восстанавливает трёхвалентное железо до двухвалентного, улучшая его всасывание в кишечнике.
• Иммунные функции. Поддерживает активность лейкоцитов и барьерные свойства эпителия.

¶Источники и потребность

Человек, а также приматы, морские свинки и некоторые птицы не способны синтезировать аскорбиновую кислоту из-за отсутствия фермента L-гулонолактоноксидазы. Потребность восполняется с пищей.

Основные пищевые источники:

Физиологическая суточная потребность взрослого человека составляет около 70–100 мг; при повышенных нагрузках, стрессе, инфекциях, курении и беременности она возрастает. Длительный дефицит приводит к гиповитаминозу, а полное отсутствие — к цинге.

¶Применение

Аскорбиновую кислоту применяют в нескольких сферах:

• Медицина. Профилактика и лечение гипо- и авитаминоза C, вспомогательная терапия при инфекциях, анемии, интоксикациях, заболеваниях соединительной ткани. Выпускается в форме таблеток, драже, растворов для инъекций, а также в составе поливитаминных комплексов.
• Пищевая промышленность. Используется как антиоксидант (E300) и регулятор кислотности, предотвращает окисление жиров и потемнение плодов и овощей при переработке.
• Косметология. Входит в состав сывороток и кремов как средство, стимулирующее синтез коллагена и осветляющее пигментацию.
• Сельское хозяйство и аквакультура. Добавляется в корма для повышения устойчивости животных к стрессу.

¶Безопасность и критика

Аскорбиновая кислота считается одним из наиболее безопасных витаминов. Водорастворимая природа способствует быстрому выведению избытка с мочой. Тем не менее при длительном приёме больших доз (свыше 1–2 г в сутки) возможны расстройства пищеварения, диарея, повышение риска образования оксалатных камней в почках, а также нарушение всасывания витамина B12. Мегадозы витамина C, популяризированные лауреатом Нобелевской премии Лайнусом Полингом как средство против простуды и рака, не получили убедительного подтверждения в контролируемых исследованиях: метаанализы показали, что приём витамина не снижает частоту респираторных инфекций у большинства людей, хотя может незначительно сокращать их длительность.

Аскорбиновая кислота остаётся одним из наиболее изученных и широко применяемых витаминов, а её открытие стало важной вехой в истории биохимии и нутрициологии.