Текст
                    XXII/ ш
36
І9Ъ7


1 /
Всесоюзный Научно-Исследовательский Витаминный Институт Наркомпищепрома СССР Том //, вып. 2 В.Н . БУКИН л* ВИТАМИНЫ РАСПРОСТРАНЕНИЕ, ПРИРОДА И СВОЙСТВА и ПИЩЕПРОМИЗДАТ "'енинград 1937
2007333*»» 2007333299
Кн ечатных листов >-» Е 2 CQ У* В пере плет един, со един. NoNo вып.
Всесоюзный научно-исследовательский Витаминный Институт Наркомпищепрома СССР Том II, вып. 2 В. Н. БУКИН ВИТАМИНЫ РАСПРОСТРАНЕНИЕ, ПРИРОДА И СВОЙСТВА гНи нград ПИЩЕПРОМИЗДАТ 1937 Москва >
Proceedings of the Scientific Institute for Vitamin Research of the People’s Commissariat for Food of USSR VolII,No2 V. N. BUKIN VITAMINS THEIR NATURE, DISTRIBUTION AND PROPERTIES LENINGRAD
ОТ АВТОРА У нас в Союзе весьма остро ощущается недостаток литера­ туры, в которой достаточно сжато и в то же время без излиш­ него упрощения были бы изложены основные понятия современ­ ного учения о витаминах. Между тем, такая литература крайне необходима, так как учение о витаминах с каждым годом все более и более связывается с самым разнообразным кругом вопросов, имеющих первостепенную практическую значимость, и в ней нуждаются широкие круги работников различных направлений — работники пищевой промышленности и обще­ ственного питания, отдельные категории медицинских работников, работников Красной Армии, сельского хозяйства и т. д . Следует отметить, что обильная■литература по витаминам разбросана по сотням периодических изданий, часто мало до­ ступна и трудно обозрима даже для человека, работающего спе­ циально в этой области; тем более нельзя требовать знаком­ ства с ней от неспециалиста. Настоящая книга и ставит себе целью ознакомить, главным образом работников пищевой промышленности, с основами уче­ ния о витаминах, дать представление об источниках витаминов, их химической природе и свойствах, которые необходимо знать для лучшего использования витаминов пищевых продуктов. Сле­ дует подчеркнуть, что до недавнего времени мы не имели в Союзе широких исследований в области витаминов и лишь с конца пер­ вой пятилетки начинается их широкое развертывание, что тесней­ шим образом связано с решением важнейшей задачи коренного улучшения питания трудящихся. Наибольшее развитие работы по витаминам получили по линии наркомата Пищевой промыш­ ленности, организовавшего Витаминный Совет и специальный Всесоюзный научно-исследовательский витаминный институт, имеющие уже серьезные практические достижения. Здесь мы особенно наглядно видим, что наука о витаминах выходит уже из лабораторий в сферу практического применения и в данном случае призвана поднять на еще более высокую ступень нашу передовую пищевую промышленность. По линии Наркомзема интенсивная работа ведется Витаминной лабораторией Всесоюз­ ного института растениеводства по оценке растительных ресур­ сов на богатство витаминами; по линии Наркомздрава много сделано по ряду вопросов пищевой витаминологии Центральным ѵ 3
институтом питания и др. Освещение в сжатом виде всех этих работ наряду с данными иностранных исследователей является делом совершенно необходимым. В то же время следует отметить, что изложение современ­ ного состояния учения о всех витаминах, хотя бы и в кратком виде, является достаточно сложным, поскольку такие главы, как учение о флавинах (витамин В2), стеролах (витамин D) выросли в целые отрасли биохимии почти наравне с такими отделами как белки, жиры, углеводы. И если, тем не менее, автор взялся за задачу кратко осветить все наиболее основные положения, переработав при этом заново ранее изданную бро­ шюру „Витамины и их сохранение“, то лишь исходя из жела­ ния способствовать распространению знаний о витаминах. Не претендуя на сколько-нибудь исчерпывающее изложение поставленной задачи, автор все же считает, что цель книги будет достигнута, если она, наряду с обшей ориентировкой в вопросе о витаминах, ознакомит также с рядом данных, кото­ рые могли бы служить делу дальнейшего практического использования, этого учения. В заключение считаю своим долгом выразить благодарность проф. П. В. Головину и проф. А. А. Шмидту, по предложе­ нию которых была составлена настоящая книга, а также проф. H. Н. Иванову за просмотр рукописи и ряд ценных указаний при ее составлении. Автор
ВВЕДЕНИЕ Проблема витаминов за последние годы получает исключи­ тельно актуальное значение. От лабораторных исследований, от нащупывания новых путей в области питания и чисто физиоло­ гических экспериментов мы уже переходим к практическому использованию научных открытий, представляющих собою факты огромной важности. Учение о витаминах, несмотря на короткий срок своего возникновения — всего около двух с поло­ виной десятков лет — успело уже пустить глубокие корни в раз­ нообразные сферы практической жизни и приобрести большое значение в области медицины, ветеринарии, животноводства и тех областей, которые тесно соприкасаются с ними: пищевой промышленности, агрономии, химии и др. Значение витаминов растет с каждым днем и этой пробле­ мой заинтересованы у нас самые широкие круги, свидетельством чего явилась состоявшаяся весной 1934 г. Всесоюзная конфе­ ренция по витаминам, привлекшая к себе исключительное вни­ мание научных и хозяйственных организаций, а также сессия Академии Наук СССР 1936 г., где были поставлены вопросы о витаминах. Актуальность проблемы витаминов прежде всего опреде­ ляется ее значением в народном питании, и это вполне понятно, так как качество нашего питания нельзя поднять на должную высоту без учета витаминов. Уже достоверно выяснено, что ряд давно известных болезней, как цынга, рахит, пеллагра, бери-бери связаны с недочетами питания. Все эти болезни получили название авитаминозов. Причинами их возникновения является длительное отсутствие в пищевом рационе особых веществ, объединяемых названием „витамины“, которые принято обозначать буквами латинского алфавита А, В, С, D, Е. Всего лишь несколько лет тому назад мы почти ничего не знали о химической природе витаминов. В настоящее же время эти трудно уловимые вещества, одно название которых придавало им несколько мистический облик «носителей жизни“, в большинстве своем уже достаточно хорошо изучены с химической стороны. Многие витамины теперь не только выделяют в совершенно чистом виде из природных источников, но некоторые из них, как витамины А, Вь В2, С научились искусственно получать, 5
хотя с большими еще трудностями. Оказалось, что эти вещества достаточно широко распространены в растительных и животных продуктах, хотя и в ничтожно малых количествах, однако эти количества столь же необходимы животному организму как сотни граммов белков, жиров и углеводов, содержащихся в еже­ дневном пищевом рационе. Значение витаминов для нашей страны, расположенной в основном на Севере, с огромной территорией Арктики, осо­ бенно велико. Достаточно указать на опасность заболевания цынгой в случае отсутствия на зимний период должного запаса соответствующего качества овощей или на опасность заболева­ ния рахитом. Однако, для здоровья человека страшны не столько тяжелые стадии авитаминоза, так как их распознавать и лечить не так трудно, сколько состояния, которые возникают не при полном отсутствии какого-нибудь витамина, а лишь при его недостаточ­ ном потреблении (гипоавитаминозы). Эти состояния трудно распознаются врачем и выражаются в общей слабости, легкой утомляемости, психической подавленности; они вызывают исто­ щение, значительную потерю работоспособности и, что особенно важно, малую устойчивость против заразных болезней. Раньше все эти состояния в значительной мере не были понятны и истинную причину их искали в другом; теперь же они связываются с недостатком витаминов. По мнению немец­ кого исследователя Гана, такие явления как нервозность, ревма­ тические боли и порча зубов совпадали с бедностью пищи витамином С, недостаток в котором по статистическим данным и клиническим наблюдениям в Германии испытывают широкие круги городского населения в течение пяти зимних месяцев. Восприимчивость к инфекционным заболеваниям ранней весной (грипп, легочные инфекции и др.) в значительной мере объяс­ няются недостаточным потреблением свежих фруктов и ово­ щей,— этих источников витамина С и А, а кариозные зубы свя­ зывают с недостатком витамина D в детстве и т. д. Английский исследователь Плиммер пишет, что если бы даже не существовало специфических заболеваний от отсутствия витаминов, то одна лишь их способность повышать сопроти­ вляемость организма инфекциям уже сама по себе являлась бы достаточным основанием, чтобы включить все витамины в пищу человека и животных, что и представляло бы собой основной фактор так наз. предупредительной медицины и ветеринарии. Рациональная постановка общественного и индивидуального питания, питания Красной Армии, школьного и дошкольного питания должна быть тесно связана в нашей стране с витамин­ ной проблемой, так как мы стремимся поставить народное питание правильно и на научных основах. Ныне уже в обязательном порядке приходится ставить вопоос о витамииизации нормального пищевого режима, об исключительном внимании к витаминам не только при борьбе с авитаминозами, но и при обычном питании. 6
Витамины имеют огромное значение также и в животновод­ стве, где они влияют на здоровье и продуктивность животных и обусловливают качество получаемых продуктов — масла, молока, яиц и пр. — с точки зрения большего или меньшего содержа­ ния в них витаминов. Растительный мир — наши культурные и дикие растения— являются поставщиками витаминов для человека и животных. В связи с этим вполне понятно, что основным путем поднятия витаминных ресурсов страны является широкое развертывание в первую очередь нашей овощной и плодо-ягодной базы под углом зрения выращивания наиболее полноценных по богатству витаминами культур и сортов, а также проведение мероприятий в области животноводства, обеспечивающих снабжение населе­ ния продуктами с наибольшим содержанием витаминов. Не меньшее внимание должно быть уделено и рациональной переработке пищевых продуктов, обеспечивающей наиболее полное сохранение в них витаминов, которые являются в боль­ шинстве своем нестойкими и разрушающимися при неправиль­ ной постановке дела. Между тем у нас еще мало заострены вопросы сохранения витаминов при производстве консервов и необходимо решительным образом взяться по настоящему за разработку этих вопросов, тем более что мы имеем сотни крупнейших предприятий пищевой промышленности, оснащен­ ных по последнему слову мировой техники. Однако, потребность в витаминах для нужд населения и животноводства выражается по подсчетам Витаминного Совета Наркомпищепрома СССР в столь больших размерах, что все более подчеркивается необходимость форсировать вопрос о по­ лучении заводским путем так наз. витаминных концентратов, глав­ ным образом из непищевого сырья, а также развитие исследо­ вательских работ по искусственному химическому получению препаратов витаминов. Вполне понятно, что только при рациональном использовании и сбережении витаминов естественного сырья мы сможем наиболее быстро создать такую заводскую промышленность витаминных концентратов, которая могла бы удовлетворить нас дополнительным снабжением этими необходимыми факторами питания. Отсюда опять-таки вытекают та огромная ответствен­ ность, которая лежит на работниках пищевой промышленности, и та роль, которая им предстоит в деле выработки и примене­ ния наиболее рациональных способов обработки пищевых про­ дуктов.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ УЧЕНИЯ О ВИТАМИНАХ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ К концу прошлого столетия казалось совершенно твердо установленным, что для правильного питания животного орга­ низма требуется лишь некоторое количество белков и неболь­ шая добавка солей, вся же остальная потребность организма может быть покрыта любыми пищевыми продуктами, имеющими лишь необходимую калорийность. Надо, следовательно, знать только энергетическую потребность организма, надо знать калорийную ценность тех или иных пищевых веществ, в каком минимальном количестве должен потребляться белок, и расчет норм питания определится с полной ясностью. Хорошо систе­ матизированные сведения о химическом составе пищевых ве­ ществ служили основой для расценки тех или иных пищевых рационов. Так, например, целый ряд ученых — Кюне, Рубнер, Фойт и др. думали, что если здоровому работающему человеку давать ежедневно 112 г белка, 58 г жира и 500 г углеводов и несколько граммов минеральных солей, то этим будет покрыта вся пище­ вая потребность организма, и он будет правильно функциони­ ровать и сохранять работоспособность. Таким образом, казалось, что вопрос питания с физиологической стороны вполне разре­ шен, и постановка рационального питания является делом легким и простым. Но эти расчеты не оправдались и вся дальнейшая история показала полный крах прежних представлений в вопросах пита­ ния как законченной системы. Не касаясь всех новых сторон в современных воззрениях физиологии питания, мы должны сказать, что из всего полученного за последние годы в этой области материала учение о витаминах явилось самым значи­ мым, самым разительным и имеющим большое теоретическое и практическое значение. Это учение не отрицает прежнего положения, что удовлетво­ рение энергетических потребностей является необходимым усло­ вием существования организма, но показывает с полной несо­ мненностью, что этого условия еще недостаточно, что минимальные количества особых веществ — витаминов, которые должны быть в пищевом рационе, хотя с энергетической точки зрения и не играют роли, но они играют колоссальную роль в общем обмене 8
организма, и недостаток этих ничтожных по количеству веществ нарушает нормальное функционирование организма. Начало представлений о витаминах надлежит отнести в тот давний период, когда еще не было даже намека на учение о них, но когда с разных сторон накапливался материал, который в конце концов привел к заключению о существовании этих веществ. Накопление материала шло по двум линиям: первая из них— наблюдения над развитием некоторых болезней у человека при различных пищевых режимах, как например цынга, бери-бери, рахит; второй линией явились чисто физиологические экспери­ менты на животных, приводившие по существу к тем же заклю­ чениям, лишь в более четкой форме. Ввиду обширности материала мы приведем лишь в качестве иллюстрации несколько наиболее ярких примеров. Так, заболе­ вание бери-бери было известно еще тысячу лет тому назад. В течение столетий эго заболевание было обычной болезнью на Востоке. Заболевание бери-бери характеризуется тяжелыми нервными и сердечными явлениями, расстройством со стороны пищеварительного тракта и оканчивается смертью, если не оста­ новить болезнь своевременной переменой нищи. Наиболее страдали от бери-бери в тех странах, где было распространено питание рисом — это наблюдалось прежде всего в Японии, восточ­ ной Азии, на Филиппинских островах, а также в Южной Америке и Африке. Заболевание бери-бери наблюдалось также среди ту­ земцев Бразилии, питавшихся крупой саго. Заболевания бери-бери имели место и в Европе и Северной Америке в тех случаях, когда белая пшеничная мука служила главной пищей (при экспе­ дициях, на зимовках и др.). Связь заболевания бери-бери с рисовой диэтой замечалась не раз. В 1882 г. главный санитарный инспектор японского флота Такаки, полагая, что причина заболевания кроется в недо­ статочном белковом питании, заменил рисовый стол японских моряков смешанной пищей и с того времени эта болезнь, пора­ жавшая до того около 33% всего служебного состава, почти исчезла из японского фяота. Факт этот приобретает еще более вылуклое значение, если принять во внимание, что новая диэта в калорийном отношении была по сравнению с прежней, вызывавшей бери-бери, ниже, однако обеспечивала лучшую упитанность команды. Ошибаясь в отношении роли белка в устранении заболеваний бери-бери, Такаки в общем был прав, связывая эту болезнь с питанием, но его работа не завоевала признания, так как он не мог предложить достаточного теорети­ ческого обоснования этим фактам. Попрежнему большинство врачей склонялось к теории инфекционного происхождения болезни, так как она обычно появлялась эпидемически. К тому же в те годы молодая наука бактериология усиленно применя­ лась в области санитарии, а так как санитарные улучшения вводились в японском флоте в те же годы, когда Такаки уда­ лось изменить паек, то искоренение болезни приписывалось 9
санитарным улучшениям. Инфекционная теория происхождения болезни представлялась более убедительной. Вопрос о происхождении бери-бери, таким образом, несмотря казалось бы на убедительные основания, долго не разрешался. Большим толчком в этом отношении явились наблюдения нидер­ ландского исследователя Эйкмана в 1897 г. на острове Ява, где он состоял главным врачем тюремной больницы. Эйкман слу­ чайно обратил внимание на то, что куры, которые принадлежали госпиталю и кормились остатками пищи больных, главным образом очищенным рисом, страдали заболеванием, весьма напоминающим человеческую болезнь бери-бери, между тем как куры, питавшиеся более разнообразной пищей, не подвергались этому заболеванию. Это послужило ему поводом к постановке специальных опытов. Он брал здоровых, ничем не болевших кур, кормил их разными сортами риса и заметил, что только те птицы страдали болезнью схожей с бери-бери и названной им птичьим полиневритом, которые получали белый рис. Эти птицы быстро вылечивались при кормлении неочищенным или полу- очищенным рисом или при добавке к белому рису рисовых отрубей. Не только белый рис, но также саго, очищенный ячмень (перловая крупа), белая пшеничная мука вызывали болезнь у птиц. Наоборот, при кормлении рисовыми отрубями, полуочищенным рисом, картофелем, неочищенным ячменем, бобами, ржаной мукой и пивными дрожжами заболеваний не наблюдалось. Фордермаи, работавший там же, установил, что среди содер­ жащихся в тюрьмах на островах Ява и Мадура в 1895—1896 г.г . свыше ІІ4 миллиона заключенных, заболеванию бери-бери под­ верглись заключенные в тех тюрьмах, где питание происходило за счет белого риса, примерно в 40 раз больше, чем в тюрьмах, где употреблялся так. наз. красный, т. е . не совсем очищенный от оболочки, рис. Однако, все эти данные не были использованы Эйкманом для более широкой трактовки вопроса и он остановился на том заключении, что очищенный рис обладает ядовитостью сам по себе. Он предполагал, что крахмал при пищеварении претерпе­ вает такие изменения, которые дают ядовитые, отравляющие организм продукты, и рис, как очень богатый крахмалом, вызы­ вает и наибольшие отравления. Вещества же, находящиеся в от­ рубях, ликвидируют эту ядовитость, действуя как противоядие, и потому отруби являются одним из лучших средств против бери-бери. Лишь к 1912 г., как увидим ниже, удалось наконец Функу доказать авитаминозную природу этого заболевания. Чрезвычайно много поучительного материала дала также история познания цынги и изучение влияния пищевых рационов на ее возникновение. Три столетия назад цынга была так же обычна в Европе, как бери-бери на Востоке. Наиболее частой и наиболее тяжелой она была в северных областях, где населе­ ние нередко большую часть года должно было довольствоваться хлебом или другими зерновыми продуктами и мясом или 10
рыбой и где фрукты и овощи были в достаточном количестве в течение лишь короткого летнего сезона. С развитием море­ плавания, в XVI—XVII веках, последовали длительные путеше­ ствия, во время которых моряки не только были отрезаны от свежих фруктов и овощей, но и свежего мяса, питаясь преиму­ щественно мукой и солониной. В таких условиях возникали осо­ бенно тяжелые вспышки цынги. Так например, знаменитый пу­ тешественник Васко-де-Гама едва мог закончить в 1498 г. свое путешествие вокруг мыса Доброй Надежды, так как на ко­ рабле появилась массовая цынга, в результате которой он по­ терял 100 человек команды из 160. Во время войн больше людей умирало от цынги, чем от ранений; в зимнее и весеннее время в самых различных частях Европы тысячи людей поги­ бали от этой болезни. Полагали, что цынга вызывается дей­ ствием холода или сырости, но главным образом, так же, как и при заболевании бери-бери, причину цынги видели в инфек­ ции. Во всяком случае, причиной ее возникновения не считали недостаток количества пищи, ибо уже тогда было ясно, что можно умереть с голоду, не заболев цынгой, и можно, имея пищу в избытке, страдать цынгой. На основании случаев исце­ ления заболеваний постепенно накапливался материал, который в последующем помог разгадать истинную причину болезни. Еще в XVI столетии стали известны антискорбутические свойства хвои сосны; так, во время поездки Жака Картье в 1596 г. к реке св. Лаврентия он потерял из своих людей 26 человек из-за скор­ бута, вылечив остальных настойкой сосновых игл. Наш акаде­ мик Петр Симон Паллас в „Описании растений Государства Рос­ сийского“ еще в 1785 г. писал: „Собираемые по концам веток молодые сосновые и кедровые вершинки похваляются от всех наших в Сибири промышленников и мореходов как лучшее противоцинготное и бальзамическое средство и составляют в лечебной науке лреизрядное от цинготных болезней лекарство. Таковых сосновых вершинок вывозится из Государства Российского в иностранные аптеки великое коли­ чество*. На основании случаев исцеления известно было также с дав­ них пор целебное свойство апельсинов и лимонов, ß 1720 г. австрийский военный врач Крамер писал, что 3—4 унции * апель­ синного или лимонного сока излечивают эту ужасную болезнь без всякой помощи. В 1795 г. в английском флоте цынга была предупреждена благодаря выдаче 30 см? лимонного сока на человека в день, а 20 см3 оказались недостаточными для предохранения от цынги. В XVIII веке было написано много трудов об этой болезни, среди которых наиболее значительная работа принад­ лежит английскому ученому Линду (1757 г.). Известный путе­ шественник Кук во время своего кругосветного путешествия (1771 —1775) использовал данные Линда и предохранил свою команду от цынги. Он пользовался каждой возможностью при­ стать к берегу с целью снабдить корабль свежими фруктами, * унция—29.86 г. 11
овощами и зеленью. Тогда же было установлено, что сухие овощи не могут заменить свежих в лечении цынги и являются для этой цели бесполезными. Все же всех этих сведений далеко еще было недостаточно для предупреждения и лечения цынги и сам вопрос о ее происхождении оставался спорным. Лишь в 1907—1912 гг. были проведены исследования двумя норвеж­ скими учеными Гольстом и Фролихом, которым было поручено обследовать морские пайки на норвежских больших судах, где имели место вспышки распространенного в то время так. наз. „кора­ бельного бери-бери“. Эти исследователи, подобно Эйкману, стали испытывать раз­ личные составные части морских пайков на животных, для чего взяли вместо кур морских свинок, надеясь, что результаты опы­ тов с млекопитающимися животными будет легче перенести на человека. При кормлении морских свинок рисом или другим чистым злаком оказалось, что животные заболевали не бери- бери, а болезнью, которая по клиническим и патолого-анатоми- ческим признакам весьма напоминала хорошо известную цынгу. Таким образом, была получена экспериментальная цынга на мор­ ских свинках и это установило совершенно точный взгляд на цынгу человека, как на болезнь недостаточного питания. Гольст и Фролих исследовали на животных целый ряд пищевых веществ и разделили их на две группы, одну из которых составляют про­ дукты, которые обладают противоцынготными свойствами и дру­ гую продукты, не обладающие таковыми. Это явилось без­ условно большим вкладом в практическое разрешение вопроса о цынге, о ее лечении и предупреждении. К тому же времени накопился большой материал и со стороны специальных физиологических экспериментов, стремившихся доказать возможность нормального питания при употреблении искусственно очищенных диэт. Так, еще в 1881 г. наш соотече­ ственник доктор Лунин, работавший в лаборатории знаменитого проф. Бунге, в Базеле, опубликовал результаты своих опытов с мышами. Лунин в своих опытах пробовал кормить одну часть мышей искусственным молоком, т. е. изготовленным из очищен­ ных веществ, входящих в состав молока, а именно: жира, казе­ ина и сахара с добавкой солей молока, а также воды. Другую часть мышей он кормил естественным молоком. В результате от искусственного молока мыши гибли, тогда как другая группа мышей была вполне здорова. На основании этого Лунин заклю­ чил, что „очевидно в естественной пище — такой, как молоко, должны присутствовать в малых количествах, кроме известных главных пищевых ингредиэнтов, еще и неизвестные вещества, необходимые для жизни“. В этой же лаборатории Сосин (1891) доказал присутствие неизвестных веществ в яичном желтке, и эти открытия, — в особенности в связи с тем, что Бунге их вклю­ чил в свой учебник по физиологической химии, — получили ши­ рокую известность. Многие другие исследователи приходили к подобным же выводам. Укажем из них лишь на некоторые, отличающиеся 12
особой убедительностью. Так, датский физиолог Пекельхаринг (1905) на основании опытов, напоминающих опыты Лунина, при­ шел к тому же заключению о присутствии в молоке в малом количестве неизвестных веществ, без которых животное, даже при изобилии корма, не в состоянии поддерживать жизнь. Степп (1909) в Германии очищал молоко и хлеб путем экстрагирова­ ния спиртом и эфиром, причем оказалось, что мыши, получав­ шие такой очищенный корм, погибали. Когда же он к очищен­ ному корму добавлял немного экстракта, то мыши росли и раз­ вивались нормально. Степп также заключил, что молоко и хлеб содержат некоторые растворимые в спирту и эфире вещества, которые необходимы для поддержания жизни. Он показал, как мало количество этих веществ и как они необходимы: в его опытах несколько милиграммов играли решающую роль в во­ просе жизни и смерти подопыт­ ного животного. Но особой наглядностью от­ личались работы известного английского биохимика Гопкинса (1912). Гопкинс переводил крыс на диэту из очищенного казе­ ина, очищенного свиного сала, крахмала и сахара, с добавкой солей и воды. Одну часть крыс он оставлял только на этой ди- эте, другой части крыс он до­ бавлял к этому рациону немного молока или экстракта из молока или дрожжей. Разница получа­ лась значительная. Но особенно очевидным было влияние доба­ вочных факторов, когда он, по истечении некоторого времени опыта, отнимал добавку от одной партии крыс и давал ее другой. В этом случае поведение крыс было прямо противоположно на­ чальному. Рисунок 1 отчетливо это поясняет. Гопкинс сделал широкий вывод из своих работ, который он выразил так: „ни одно животное не может жить на смеси чистых белков, жиров и углеводов, доже если ему будет доставлен весь необходимый неорганический материал... Животный организм приспособлен жить либо за счет растительных тканей, либо тка­ ней животных, а эти ткани содержат бесчисленные субстанции, кроме белков, жиров и углеводов“... ^ Все это наряду с упомянутыми выше пищевыми опытами Эйкмана, I ольста и Фролиха, многочисленными наблюдениями над развитием различных болезней у человека, приводило Рис. 1. Кривые роста крыс, при ра­ ционе с добавлением и без добавле­ ния витам.шов (Гопкинс). Нижняя кривая (до 18-го дня) — средний вес крыс (8 шт.) на чистой диэте; верх­ няя кривая—средний вес таких же крыс, с добавкой 3 см3 молока каж­ дый день. На 18 й день (пунктирная вертикальная линия) молоко было отня­ то у первых и стало даваться вторым. О Очищенная диэта. ® Очищенная диэта плюс молоко. 13
в области физиологии питания к определенной точке зрения, что нормальная пища всякого животного организма, для того чтобы удовлетворять своему назначению, не может быть огра­ ничена известными ранее компонентами, но должна содержать какие-то еще дополнительные вещества. Это положение стояло чрезвычайно выпукло к 1912 году, когда Казимир Функ, учитывая данные всех своих предшествен­ ников, и в этом заключается его основная заслуга, система­ тизировал и обобщил их. Он ввел в науку новый термин „витамины“, выдвинул гипотезу о существовании нескольких витаминов, относя такие болезни, как цынга, бери-бери и др., к недостатку отдельных витаминов в пище. Его витаминная теория способствовала открытию новой области знания и оказала благотворное влияние на дальнейшее развитие этого учения. Функ, работая в Листеровском институте в Лондоне, повто­ рил, главным образом, опыты Эйкмана, но, как химик, он хотел не только извлечь активные вещества из дрожжей и отрубей и испытать их действие на больных животных, но и хотел устано­ вить, каковы химические свойства этого активного начала. В 1911 г. он выделил из 50 кг рисовых отрубей 0,4 г активного начала, а в 1912 г. он выделил из дрожжей таким же путем активное вещество, обладавшее способностью исцелять голубя от полиневрита в дозе 4—8 мг. Функ исследовал выделенный им препарат и установил, что это активное вещество является органическим соединением, содер­ жащим в своем составе азот и имеющим аминные группы. Дальше он предположил, что все заболевания, которые проис­ ходят от недостатков пищи, зависят от отсутствия подобных соединений и потому тот термин, который он вначале предло­ жил для обозначения антиневритического вещества, он распро­ странил как групповое обозначение и для других неизвестных веществ, отсутствие которых в пище оказывалось причиной какого-либо заболевания. В термине „витамин“ он соединил слово „вита“, которым хотел подчеркнуть жизненное значение этих соединений, с химическим названием „амин“. В даль­ нейшем оказалось, что такое представление о витаминах не соответствует их химической сущности, так как большинство из них не содержит азота. Однако, название, данное Функом, так быстро привилось и распространилось, что сохраняется до сих пор. Вскоре американские исследователи Мак-Коллум и Дэвис (1913—1915) установили, что в жирах находится специфический жирорастворимый витамин, отличный от выделенного Функом воднорастворимого витамина, и также необходимый для роста молодых животных. Этот витамин при обработке молока уда­ ляется из него вместе с молочным жиром, в то время как в обезжиренном и даже безбелковом остатке остается второй воднорастворимый витамин. В 1916 г., по предложению Мак­ Коллума и Кеннеди, витамин, растворимый в воде, защищающий 14
организм против бери-бери и стимулирующий рост молодых животных, был назван витамином В, а витамин, растворимый в жирах и обязательный для роста, — витамином А. В 1918 г., по предложению Друммонда, витамин, предохраняющий от цынги или излечивающий ее, был назван витамином С. Этим завершился период доказательства существования вита­ минов, их первая классификация и дальнейшие исследования были направлены на более глубокое изучение этой проблемы. С тех пор мы имеем огромное количество работ (свыше 15 тыс.), посвященных вопросу о витаминах, и надо сказать, что число их все возрастает. Такой знаток литературы по витаминам, как проф. Гаррис (Кембридж), в одной из своих сводок (1935) отмечает, что за последние годы ежедневно появляется в печати, по крайней мере 3 работы, посвященные этому разделу. К настоящему времени с несомненностью установлено суще­ ствование следующих шести витаминов — А; В,; В2; С; D; Е. Как оказалось, к числу жирорастворимых витаминов мы должны причислить антирахитический витамин D и антистерильный вита­ мин Е и, таким образом, эта группа вместе с витамином А состоит из трех факторов. В отношении же витамина В исследования вначале показали, что этот витамин состоит по крайней мере из двух разных веществ, которые в природе хотя и сопутствуют друг другу, однако являются вполне отличными один от другого. Ока­ залось, что если взять какой-нибудь источник витамина В, напри­ мер дрожжи, то из них можно различными приемами удалить один витамин, а именно — антиневритический, но в них оста­ нется еще другой витамин, который стимулирует рост молодых животных. Отсюда появилось представление о существовании двух витаминов: витамина Вь как антиневритического и вита­ мина В2, как ростового. Дальше, благодаря работам целого ряда исследователей, выяснилось, что витамин В2 помимо ускорения роста имеет большое значение для человека в борьбе с болезнью, известной под названием пеллагры. Детальные исследования этого витамина в самые последние годы привели к тому, что он был разделен на два отдельных витамина, один из которых является воднорастворимым фактором роста в прежнем пред­ ставления (витамин Во) и второй — специфически предохраняю­ щим от пеллагры, названный витамином В(і. Кроме перечисленных, хорошо уже установленных и в боль­ шинстве своем изученных витаминов, за последние годы по­ являются все новые данные, которые говорят о существовании ряда других витаминов. Так, имеются работы, говорящие о суще­ ствовании витаминов В8, В4, Вь, витаминов К, Н и др. Существует еще ряд разногласий, касающихся свойств этих новых витаминов, и сама природа и функция их определены далеко еще не с той степенью полноты, которая была бы достаточна для их пол­ ного рассмотрения. Однако, это должно говорить нам о том, что, видимо, круг тех физиологически важных веществ, к которым привела история развития учения о витаминах, значительно шире, чем это установлено к настоящему времени, и мы должны 15
Т А Б Л И Ц А 1 К л а с с и ф и к а ц и я в и т а м и н о в 5Я СГ) 10 On cnj т-н <D^ чя «= гО СЧ ON я ГШ ti* "Г•O''•-N 5 ГГГ^- СГ\ Eг-н3~^ cuI-К~ beS^О2 s - 1а 2CLд CLI** та SvoBp« — — <MI fflSbSfc О* cQ=*Ss ОуОС.*3 CN S“3on.S |sORS?^ 5 vCN r =04 b>T £ Iо Q.О ,0. •Г-. O' ч ST* «s* га •->'> го 5н сх< ЯCd <S' s ■«о Си (U 2.= О,s s /•• и ^On :X r-t ä«• яУ saи *°я 5я НТО •е*н °£ о,ю О)UИ S н я >г я^ WCU чо оу о. <1> •Ѳ* я Я н я CQ ЭК Я D* Я н я к то си я н я < я я 5Я 3 я J3 «=: я 04<и Ь4и я н я < ■я 25 ЯС-^ 00£ % .'im оsи,аѵ а“s2? nO' >-. С-L _ гДи эхГ-ON ’,ЭЯ чГ ""<Х> _ ' г-ні*Я XО ONХСsЯяI-х г-н s 5sн>,2 ~ Жо.СС< .>> 2< mлJ2 і?_•С s 00я ^сч .ОС-о> Чг^0'1- О- о н * ТО ц/ •В -я зЯ я ій а) си >> э хх- ;о\ °< Оц О я ч о CQ Ч ONCN 'о- “ 2}' о соф ® —<»pw й i-U Fд£duи-Ѳ-е{ с;>>н о^ .?гио . OnС.<и '*>'-3' ■:Я cf. йгн 9-CU U о53 ✓ио QJ tr X н— ^ о: On ^^- О.Onщ О)s <=( s г=ога я G-5 •гОя SНю н я а. я QJ Я я и я < О)я 3Q,s • <I : <і><u •з*о- яя нс. 65Я Xя Г-■ 'Vи.Г- ijtfЯ^cq—,ЕР Л“О.С;"“ га"пq £-9*I и- о IBjJJ ujo.?: NoР-S иS ПЗх то оз,—^ •B-CN 51£«кі"Р* (DÖ°5 к ^ н“й£ 2%SS“ g85«•■& L—4 О ООаII« О. аз с5 М тоя н ь»-. 33 Р>~>СЗ 5СОх й ^гII CQ CL оо. >>я о £ -ѵNж:ійОто чССиосб* >1 О и: я = ( <£ <t> ^Я •*х S0) 5^: л н я CQ >» t? t: о я я я то н я со LO CN ON CU a W Я я Scd н CQ ото Яо, о о?5 « S;S К'■Ѳ* ГК Я Ия QQО Ото 1=1 £ нс а> н00 яо^ 5 г-°о о OlN tf«-« Е233 Sз 5= г° S“ ca -г га CQЮ 16 Ч К Г Т п Н Н Г И К Л і я к т о п “ ( ' К э с т л h ’ i
CN OJ ON CQ «=t a CL CQ О CO ON a a a с о « 5 a: CD 5 JTсъ ОCO 22 a; *a u o; Cu СЧО CQ ,wQ S Q. О г« о <U 2 - a о a о в* (U a a *5 a о 4 -0 a a s ПЗ H a CQ CU« оa aa Stf КЯ a>» S •©• C3 %.s 0) 0? 2s e=t д О£ Со «о §8 52 5о S3 яз. CQS ГО<L»ЫCU (£1C.Я <U O-•B-S .o' X J-Z .•« «CCCO 52g5о s & оУ2н О* « LUЩSh* 8ЧІВ - ЭК Вg сх о н Stf са оч ’S On 2-с а а >,си£? о сt=iо3о- * *IшS Ib-e -g I cd Ä hK)SQ. ssso aaнн о 3 cu a sS a а. ь »Sв* Sя1(2 s1Sr «■ёSx- о си CU н ►гOn 5S _ гаCN 3к£-чазОч иаоо»-• sасом Оун с;О ;>>* оa ^^гѵСU о^&ус; чоs ЭЯ° 3с-5 S. о. 2*5 «g"o CQНрt_ &5*£ — 2^ «=5 -I •&w ій оa >» а. о гао 3СО аа On а 1-4 -о гѵ си57 «H. <D за£, 2 fr­ eu <u CQ HCU ПГ o. о эа з а S о £vo нсо с.On £т-i са •> «S се »a ö; о^ а„ ла с; са гоо 2Си си х. о а5 оО н3 idса •ѳ* si“ c> 3^ a_ a3 a£ acu a® a« a;s cu яго aи яca aH OS Оо sa« о w ° eVD 03о>» ао sa OQS »aю§ äs5 3Pu S5 5° эал • 32 s* ’*в о S5 B«g “1 <u^ V a:g К си. _ Э эзссио a>> s§ си 3г 2Ö £° ов- «* ОSJ S вя 3я 111 « Яв я1_ «3 8о о «=: >> си S’, £* a оГ® аь* Ол "Г* — 95a ss 5s- эаg 2ч a a 2 5Я a a »a о Q,Си О о <u 2 стЗ и a: а сг а U СЯ О. О, О 2 Ос_ а н а < ü1!ö ай « <и2 ааси а3а £>> сасиа нго Sа3 ° Н3»5 *о„в _ «о «ЯВ а35 §*я !я V я иа а си °4а есиа О^ ГО чсS 00 »ч On саО CQсо ^ ON Sо КCU ло е;Н ис caS aj E €.« и OQ Си <L> ЯH a 2 03H a ю a_ aо, «со ^On си^ "8 c. Q« гоО иS “сГ a 33 го си Н ft) aa CQ x 43a a о<u иcr ол иa о; со =5 сио a_ cjО эё xo a: оa co Co 04 CO Т-» ON « <i> to cu о a a 3 «« H a CQ ss s a a 2 аз H s 04 2— 4-S E2 <U ax и»X CQ о« ЙСО a>, a& y. са ** a CQ Вита- мины—2 17
быть готовы к ряду еще новых и важных открытий в этой молодой области. Л » За краткостью, которая диктовалась нам назначением книги, мы ограничились схематическим изложении вопроса и опустили целый ряд исторических сведений, имеющих немаловажное зна­ чение для понимания развития учения о витаминах; по воз­ можности этот пробел будет восполнен при частном описании отдельных витаминов. Здесь же мы приводим современную классификацию витаминов, взяв ее из сводки Бомскова (1935) — с некоторыми изменениями и дополнениями (см. табл. 1 на стр. 16-17). < . .
ВИТАМИН А А-авитаминоз О характерных свойствах любого витамина и его роли в организме су/іят до сих пор, главным образом, на основании тех видимых расстройств, которые вызываются отсутствием или недостатком данного витамина в пище. Тщательные и весьма обширные работы, проведенные в этом направлении по вита­ мину А с момента его открытия Степпом и Мак-Коллумом (1909, 1913), привели к тому заключению, что при отсутствии этого витамина нет таких ярких симптомов заболевания, как при отсутствии витамина С (цынге), D (рахите) или Вц (бери- бери). Однако витамин А имеет чрезвычайно большое значение для питания и здоровья. Раньше всего при недостатке витамина А отмечается при­ остановка роста молодых животных и детей и следующее за этим падение веса. Это явление, давшее основание присвоить вита­ мину название „фактора роста“, является характерным, если лишить рацион животных этого витамина. Рост возобновляется, как только в пищу добавляют эту недостающую часть (Обборн и Мендель 1913—1915). Подобное явление наблюдается даже у сравнительно взрослых животных. Даже в зрелом возрасте жи­ вотные (например, крысы) обнаруживают некоторую прибыль веса, если им после длительного перерыва снова дать витамин А (Бикель 1928). Однако, форсирование роста не является специ­ фичным только для витамина А, так как задержка роста наблюдается также при отсутствии и іругих витаминов, а потому название „фактора роста“ не исчерпывает функции этого витам ина. Наряду с прекращением роста молодых особей у них наблюдается повышенная восприимчивость глаз к заболеваниям, известным в медицине, как ксерофтальмия (сухость глаза) и кератомоляция (размягчение роговой оболочки). Ксерофталь­ мия и кератомоляция специфичны именно как показатели отсут­ ствия в пище витамина А, почему и было дано название этому витамину „антиксерофтальмический“. При этом надо заметить, что заболевание глаз отнюдь не является единственным симпто­ мом. В других органах также развивается процесс ороговения, именно в почечных лоханках, мочевом пузыре, матке, влага­ лище, яичниках, кишечнике, легких и легочных путях. Суще­
ствует даже метод диагностики ранних стадий А-авитаминоза у крыс, основанный на том, что в вагинальном мазке крыс легко обнаруживаются ороговевшие клетки эпителия, появляю­ щиеся в то время, когда других симптомов заболевания обна­ ружить еще не удается. Дача какого-либо источника витамина А быстро приводит к исчезновению таких клеток. Таким образом, функции витамина А оказываются еще более широкими. Но и этим не исчерпывается его значение. Внимание к этому витамину возросло еще больше в последние годы, когда- было показано (Мелланби и Грин 1929), что недостаток вита­ мина А ведет к пониженной устойчивости против инфекционных заболеваний. Ряд последующих работ в этом направлении, вполне убедительных и доказательных, послужил основанием назвать этот витамин „антиинфекционным“. Хотя м’алая стойкость к различным инфекциям появляется и при отсутствии другин витаминов и название это опять-таки не строго специфично, но- безусловно оно хорошо дополняет характеристику этого вита­ мина. Катарры и инфекции пищеварительного тракта и легких' обычны среди детей и животных, не получающих достаточно' витамина А, и смерть в результате этого бывает не от какой- либо специфической болезни, а от той или иной тяжелой • инфекции. В частности резко увеличивается смертность детей от туберкулеза. В связь с А-авитаминозом Ван-Леерзум (1927—.1928) и др. ставят также образование камней почек, мочевого пузыря. Например, Ван-Леерзум из 647 крыс, бывших на рационе, бедном пс- витамину А, нашел у 197 камни в мочевом пузыре. То же отмечает Герценберг (1934) и др. Существует предположение, что при 'недостатке витамина А наступают изменения в различных сли­ зистых оболочках, в том числе и в почечных канальцах, что приводит к образованию камней. Наконец, следует отметить повышенную чувствительность, организма при недостатке витамина А к различным ядйМ' и интоксикациям (Мелланби, Бойнтон и др.) . При заболевании ксерофтальмией происходит прогрессирую­ щая дегенерация эпителиальных клеток конъюнктивы, приводя­ щая к их ороговению. Затем следует размягчение более глубоких слоев клеток, появляются язвы, которые инфицируются гной­ ными микробами, и, если процесс не останавливается дачей витамина А, наступает помутнение роговицы, образование бельма и слепота. Весьма важным моментом в картине развития кера- , томоляции является поражение секреторного аппарата глаза, следствием чего является уменьшение секреции, ведущее к сухости глазного яблока и конъюнктивы. Кроме уменьшения отделения слез отмечаются также качественные их изменения,, заключающиеся в ослаблении, по сравнению с нормальным состоянием, дезинфицирующего действия слез в отношении ряда бактерий, что связывают с обеднением их минеральиыми солями. Прекращение механической очистки глаза от посторонних частиц, и особенно от бактерий, влечет за собой накопление мйкроорга- 20
сзизмов, что и вызывает, при общем понижении стойкости тканей, внедрение бактерий в роговицу, развитие болезни, которая, ■если ее не пресечь, ведет к слепоте. Антисептики не оказывают действия, но заболевание проходит уже в течение нескольких даей при добавлении в пищу достаточного количества какого- либо источника витамина А. Таким образом", инфекция представ­ ляет собой явление вторичное. Подобно поражению глаз, отсутствие витамина* А приводит к заболеванию и других органов и в частности дыхательного .тракта, железы которого также понижают свою секреторную работу, и наиболее частой причиной смерти в таких случаях является воспаление легких. Чрезвычайно интересные литера­ турные данные приводит Л. А. Черкес об опытах с крысами, где обнаруживалось как раз происходящее первичное понижение секреторной деятельности при недостатке витамина А. Когда крысам, лишенным витамина А, вводились в глазной мешок человеческие слезы, лишь у одного из 10 животных развилась ксерофтальмия, остальные же животные, у которых это заболе­ вание отсутствовало, погибали от воспаления легких. Заболевание ксерофтальмией широко распространено в Индии, где основным источником жиров является горчичное масло, почти совсем не содержащее этого витамина. На Юкатане, по данным Карилон (1933), среди . нуждающегося населения из 5 детей один страдает ксерофтальмией. Распространена эта болезнь среди туземцев Явы, Суматры, часто встречается в Китае. Во время войны было много вспышек этого заболева­ ния в Румынии, Дании, Японии и др. Везде оказывалось, что цельное молоко, і^дсло. и особенно рыбий жир, излечивают эту болезнь и предупреждают слепоту при условии своевременной их дачи. У нас в Союзе не имеется сведений о заболеваниях ксероф- ■уа^ьмией, но мы должны учитывать все эти данные и строго контролировать питание в смысле достаточности витамина А, особенно принимая во внимание введение в пищу маргарина,, лишенного этого витамину. Потребность взрослых в витамине А, повидимому, относи- тельно меньшая, чем у растущих детей. Однако, необходимо, чтобы этот витамин также находился в достаточном количестве и в пище взрослых, как средство предохраняющее от ксероф- тальмии и других расстройств, особенно — легочных заболеваний, вызываемых пониженной сопротивл^мостью инфекции. При этом бывает особый вид заболевания, известный под названием „куриной слепоты“, которое часто наблюдалось в эпидемической форме при недостаточной пище среди детей старшего возраста и взрослых. Это заболевание быстро излечивается при даче рьібьещ2іаща, диц, моркови и других богатых источников вита­ мина А. „Куриная слепота“, /швидимому, представляет только ран­ нюю стадию ксерофтальмии. Подобно ксерофтальмии, число случаев заболевания „куриной слепотой“, как правило, нарастает 2!
весной, что связано с обычно имеющим место истощением за зимний период запасов пищевых ресурсов, богатых витамином А, а равно и тех запасов этого витамина, которые могут накапли­ ваться в организме. ' Интересно Отметить, что по данным Балаховского (1934) витамин А способствует заживлению ран и ожогов даже при наружном применении, что повидимому стоит в связи с его общей стимулирующей функцией на рост тканей. Помимо человека от А-авитаминоза может страдать также ряд сельскохозяйственных животных. У крупного рогатого , скота, по данным Гарта, Джильберта, Джонсона и др. (1926— ' 1934), наблюдаются определенные явления гипоавитаминоза, редко, однако, доходящие до полного авитаминоза вследствие частичного покрытия пбтребности в витамине А в практических условиях содержания животных. Но и это состояние гипоавита- іминоза является чрезвычайно пагубным. Оно снижает устойчи­ вость животных к заболеваниям, резко угнетает эмбриональное развитие плода, увеличивает число выкидышей, случаи задержки плаценты, приводит -к появлению хилого приплода, склонного к заболеваниям дыхательных и пищеварительных систем, с повы­ шенным процентом смертности и угнетенным развитием. Помимо всего этого недостаток витамина А в корме приводит к резкому снижению витаминности молока. У птиц (куры, индейки; недостаток витамина А, помимо снижения инкубационных качеств яйца, приводит по Фрорингу, Фрапсу, .Шервуду и др. (1933) к повышенному проценту смерт­ ности цыплят после вывода и резкому ухудшению их' развития, а также к резкому снижению витаминности яиц. По данным Гуджес (1935) и др., у «виней недостаток витамина А весьма отрйцательно сказывается на половом цикле, что приводит к снижению приплода. Если оплодотворение и происходит, то поросята погибают в утробе матери или же появляются весьма слабыми и быстро гибнут. Как видно из изложенного, удовлетворение потребности в витамине А сельскохозяйственных животных является серьез­ ной задачей и, наряду с большим вниманием к витаминности пищевых продуктов, оно должно быть уделено также и кормам. Химическая природа Прежде чем приступить к изложению вопроса о химической природе витамина А, следует сделать несколько общих замечаний о значении работ в этом направлении, относящихся и ко всем другим витаминам. , Как только стало научно-обоснованным фактом, что пищевые продукты не являются полноценными, если они лишены витами­ нов, естественно возник вопрос о выделении и изучении этой группы химических соединений. Важность этой задачи вытекала прежде всего из того, что только при наличии чистых витами­ нов возможно действительно полное и глубокое теоретическое изучение природы и механизма их физиологического действия. 22
В этом направлении проведено было огромное количество работ и затрачены были исключительно большие усилия, так как оказалось, во-первых, что витамины присутствуют в есте­ ственных источниках в ничтожно малых количествах, уловить которые весьма трудно, тем более в очищенном от примесей виде, во-вторых— многие из них оказались нестойкими и разру­ шающимися при выделении и, в, третьих,— и это самое главное— неизвестна была природа этих веществ, и потому приходилось идти ощупью и наугад. Как оказалось в дальнейшем, большин­ ство витаминов по своей химической природе несходны между собой и принадлежат к еще мало разработанным отделам органической химии, так что, наряду с изучением природы витаминов, приходилось в значительной мере изучать и эти отделы. Не останавливаясь в дальнейшем на описании всех много­ численных попыток, направленных к выделению витаминов, и на развитии работ в этом направлении, отметим здесь лишь, что до последнего времени больших успехов не было достигнуто и вещества, которые все искали и которым приписывалось такое могучее физиологическое действие, оставались долгое ' время в значительной мере загадкой. Лишь начиная с 1927 г., благодаря вовлечению в область этих изысканий ряда крупнейших химиков, мы наблюдаем все возрастающие успехи, которые привели к настоящему времени уже к выяснению химической природы большинства витаминов. Следует отметить, что целый ряд открытий в области химии витаминов явился настоящим триумфом науки за послед­ ние годы. Благодаря этим открытиям удалось вскрыть загадоч­ ность, которая все еще лежала каких-нибудь 6—7 лет тому назад на понятии „витамины" и представить эту группу веществ в виде определенных химических соединений с определенными химическими свойствами- Химия витаминов догнала химию гормонов и оставила далеко за собой химию ферментов. В связи с этим открываются исключительно большие пер­ спективы. Физиологам представляется возможность проследить за судьбой витаминов в общем обмене веществ организма и выяснить— каким образом эти вещества проявляют свое действие в организме. Разрешение этой проблемы не только обогатит физиологию, но и позволит подойти к точному количественному определению витаминных единиц, потребных человеку и животным. Перед химиками на основании известных уже свойств вита­ минов стоит задача не только синтезировать химическим путем витамины и организовать их синтетическое производство, но добиться совместно с физиологами возможности заменять вита­ мины другими более доступными соединениями, которые обладали бы теми же свойствами, и таким образом активно способствовать устранению пока еще полной зависимости чело­ века от природных витаминов. \ Путь,' пройденный до настоящего времени в отношении 23
9 познания химической природы большинства витаминов, является разительным не только с точки зрения мощи современной на'учной техники, которой она достигла, но он является и чрез­ вычайно поучительным во всех отношениях. Это обязывает нас при изложениии отдельных витаминов остановиться на этом разделе несколько более подробно. История открытия среди других витаминов химической природы витамина А представляет собой одну из увлекательных этраниц. Еще прежние исследования Гогжинса, кормившего молодых крыс чистым белком, чистым жиром и чистым сахаром р наблюдавщим, что крысы начинали нормально развиваться лишь когда им в пищу прибавляли одну каплю молока, свиде- , тельствовали о том, что этот витамин оказывает свое действие в ничтожных количествах, уловить которые трудно. Американцы М ак-Коллум, Мендель, Осборн нашли, что крысы, которых они кормили чистыми веществами, заболевали воспалением конъюнктивы (ксерофтальмией) и в конце концов погибали; когда же они прибавляли в Пищу небольшие количе­ ства масла или рыбьего жира, животные быстро поправлялись. Рыбий жир действовал исключительно активно. , Естественно, что одним из направлений в последующих работах была попытка выделения витамина А, причем в качестве материала при этом обычно пользовались рыбьим жиром. Оказалось, что составной частью рыбьего жира, которая заключала активное начало, является так называемая „неомыляе­ мая“ фракция, присутствующая в жирах в незначительном количестве, не превышающем в большинстве случаев 1%■ Даль­ нейшая очистка неомылямой фракции путем удаления из нее холестерина с помощьюе дигитонина, перегонки с перегретым паром или перегонки в высоком вакууме (2—4 мм давления) при температуре 147—220° Ц, <а также с помощью других приемов приводила все к более и более активным препаратам. Так, если в 1923 г. Такахаши и Коваками описывают полу­ чение полукристаллического препарата из рыбьего жира с активностью в 0,68 мг в день для мыши ( в течение 10 дней такой препарат оказывался способным восстановить здоровье мыши, находившейся на йраю гибели от недостатка витамина А), то вслед за этим Друммонд получает препарат с активностью для крысы в 0,03 л*г, а . Такахаши, Накомийя, Китазато (1925) получают препарате активностью, начиная даже с 0,001 мг. Япон­ ские исследователи назвали свой препарат биостерином, так как витамин А рыбьего жира заключался в неомыляемой части жира, и считали этот препарат, обладавший в то время самой большой активностью, чистым витамином А. Однако, как оказа­ лось впоследствии, все это еще были не чистые препараты, а смесь разных веществ. Установлению химической природы витамина А во многом способствовали прежние наблюдения американского биохимика Стинбока с сотрудниками (1918). Стинбок исследовал многочи­ сленные растения, экстракты из них и пищевые средства на их 24
ценность по витамину А. Все данные как будто говорили за то, что витамин А должен стоять в какой-то связи с желтыми растительными пигментами, так называемыми каротиноидами, обусловливающими, в частности, окраску моркови. Во всяком случае, там, где они имелись в большом количестве, наблюда­ лась и сильная активность. I Стинбок выделил кристаллический каротин и нашел, что он сам по себе может стимулировать рост животных, находящихся на диэте, лишенной витамина А. С категорическим опровержением выступил английский фи­ зиолог Друммонд с сотрудниками, утверждая на основании своих опытов (1919— 1925), что чистый каротин никакими витаминными свойствами не обладает и наблюдаемое Стинбоком благоприят­ ное действие на крыс должно быть отнесено за счет загрязне­ ния его препаратов. Это мнение Друммонд отстаивал в течение ряда лет, приводя в качестве возражения также и то обстоятель­ ство, что наиболее богатый природный источник витамина А— печеночный рыбий жир — не содержит каротина и является слабо окрашенным. Точно также некоторые препараты, получен­ ные из неомыляемой фракции рыбьего жира, были совершенно бесцветными, однако обладали высокой активностью. В течение ряда лет точка зрения Друммонда оставалась об­ щепризнанной. Но в 1928 г. Эйлер показал, что в опытах Друммонда было одно очень существенное упущение. Давая опытным крысам рацион Мак-Коллума, в котором отсутствовал витамин D, Друммонд не учел этого обстоятельства и приписал результат отсутствия в пище витамина D неспособности каротина гаменить витамин А. Между тем каротин может проявить свое стимулирующее рост действие лишь при одновременном присутствии витамина D и лишь тогда он равняется по актив­ ности рыбьему жиру. Однако и .эти доводы не получили общего признания, вызвали даже борьбу, и Друммонд продолжал наста­ ивать, что абсолютно чистый каротин не обладает А-витаминной активностью, в то время, как рыбий жир, хотя и не содержит каротина, оцнако является богатейшим источником этого вита­ мина. Первое возражение Друммонда постепенно отпало. Работами Б. Эйлера, Г. Эйлера и Каррера (1928 и 1929) было доказано, что кристаллический каротин, выделенный из различных растений, действительно обладает активностью, причем чем тщательнее производилась очистка, тем выше была активность препаратов, тогда как маточный раствор, из которого выкристаллизовы­ вался каротин, давал меньшую'активность. Второе возражение было устранено работами Мура в Кем­ бридже (1930, 1931), который доказал, что витамин А образуется в печени животного лишь тогда, когда ему перед этим был дан каротин. Эти работы вполне подтверждали и прежни^ иссле­ дования Г. Эйлера (1929), который кормил кроликов морковью и наблюдал, что в печени последних откладывается не каротин, а какое-то бледножелтое тело. 25
В своих опытах Мур содержал молодых крыс на диэте,. ли ­ шенной витамина А. Когда у них развивался авитиминоз, часть крыс убивалась, а другой части давались длительное время большие дозы кристаллического каротина, после чего их также убивали. Печень тех и других крыс обрабатывалась для из­ влечения жира и последний испытывался. При этом оказалось, что жир печени крыс, кормленных каротином, обладал большим запасом витамина А, был спосЪбен излечивать А-авитаминоз у крыс и давал интенсивные характерные полосы поглощения три спектроскопическом испытании. Кроме того, такой жир да­ вал хорошую цветную реакцию Карра и Прайса (1926). Эта ре­ акция основана на том, что витамин А дает интенсивную голу­ бую окраску с раствором треххлористой сурьмы в хлороформе, при этом интенсивность голубой окраски пропорциональна концентрации витамина А. В противоположность указанным жи­ рам, жир печени крыс, не кормленных каротином, был лишен всех указанных положительных показателей на витамин А. Сравнение свойств витамина А и каротина, проведенное Му­ ром, можно привести 6 виде таблицы: ТАБЛИЦА 2 1 Каротин Витамин А рыбьих жиров Синтезируется растением Интенсивно желтый Не дает полосы поглощения при 328 т\х С SbCL. дает зелено-,голубую ок­ раску с полосой поглощения 580 Скопляется в животных тканях Почти бесцветный Дает полосу поглощения при 328 т\і С SbClg дает интенсивно синее окрашивание с полосой поглощения 572—606 т\1 , Таким образом было показано и после многолетних разно­ гласий наконец признано', что растительный пигмент каротин обладает витаминным действием. В животном организме он пере­ ходит в самый витамин А и таким образом является провита­ мином. Это обстоятельство в значительной мере облегчило расшиф­ ровку химической природы витамина. Дело в том, что строе­ ние каротина было уже достаточно хорошо изучено. Эмпири­ ческая формула каротина была впервые правильно установлена Вильштеттером (1913). Каротин представляет собой ненасы­ щенный углеводород Q#H5S, который принимает на себя при гидрировании 11 молекул Н2) т. е. содержит 11 двойных связей. Выделенный из растений сырой каротин чаще всего представляет собою смесь двух изомерных форм, различающихся как a-и р- каротин. В количественном отношении сильно преобладает, обычно, ß- каротин, так что в некоторых растениях предста­ влена даже одна эта форма. В недавнее время Кун и Брокман (1933) нашли в сыром каротине третий изомер—у - каротин, 26
6 С_) s 3Zи 0-0 О и/N5- т. зг зг о С_) 'о^ \/ О \ ИГ 0-0 зг. C4J с__э \F х- о О—О , О 0=0 изг оо / 3Z о О-О г С_) 0-0 C_J IхГ 0-0 о и C—D и о зг О зг о о IзГ о-о О Iзг 0-0 и о IJZ 0-0 о I 5 II 3Z о I # I ь о С_) х; с_з t о о II О II Г? 0—0 и о II з= о-о I X с_з II= 0-0 I х: о зг и II зГ 0-0 зг о і: з= ". оо _ х II хГ /0=0\^ и\ /- О О о ОГ^ N4^r-0^ о^ ^и-о7 И зР Т-^ 3-^ зг о зп - о х: о оо о X О О о^ Nj-o^ jf» ^ ^ 27
присутствующий в крайне малых количествах.* Эти модифика­ ции каротина отличаются друг 'от друга, как видно из при­ водимых формул, расположением двойных связей в одном из концов молекул и в связи с этим различной способностью адсорбироваться окисями металлов, а также различной опти­ ческой активностью. Оптически активен только а-каротин, име­ ющий в одном из колец одйн асимметрический атом углерода на стыке с алифатической цепью. Благодаря работам Каррера, Морфа и Валькера (1933), а так­ же Куна и Брокмана (1933) химическое строение каротина счи­ тается окончательно установленным. Отдельные модификации каротина имеют следующее строе­ ние (см. 27 стр.). Как видно из формул, на одном конце молекул всех изо­ меров находятся ß-иононовые кольца, дающие при озонировании героновую кислоту, что и служило доказательством их наличия. Но в то время как, ß - каротин и на втором конце молеку/іы содержит такое же ß- иононовое кольцо, а-и 7 -карбтин содержат соответственно а - ионон и псевдоионон, являющиеся изомерами. сн3 сн3 СН, COOK ОЗОН I2 COCH3 ß-uononoßoe кольцо ГеропоВая кислота 1 При окислении каротина перманганатом получаются 4 моле­ кулы уксусной кислоты; окисленйе хромовой кислотой дает 6 молекул уксусной кислоты. Это указывает на то, что в молекуле каротина имеется 6 метильных групп, 2 из которых зани­ мают другое положение, чем остальные 4 . Последние 4 метильные остатка находятся в алифатической цепи, представляющей собой длинную открытую систему конъ­ югированных (чередующихся) двойных связей. Эта система представляет собой хромофорную группу пигмента. При насыщении двойных связей водородом получается пер- гидро-каротин С40Н78, не имеющий уже окраски и лишенный биологической активности. Располагая большинством из приведенных данных, было уже значительно легче подойти и к расшифровке формулы витамина А. * Отмечено существование и четвертого изомера каротина—о? каротина (Вин- терштейн 1934), являющегося еще мало изученным.
К этому времени накопилось уже и значительное количество данных о распространении витамина А в различных }кирах, ис­ следованных при помощи реакции Карра и Прайса. Найдены были очень богатые витамином А рыбьи жиры, как например,— камбалы, скумбреіцуки, морского окуня, морской камбалы. Путем применения различных приемов фракционирования (вымораживание при очень низких* температурах, фракционной адсорбции и т. д .) Карреру, Морфу и Шоппу (1931) удалось получить препараты витамина А, превышавшие активность каро­ тина и представлявшие собой светложелтое густое масло,- которое делается текучим только в тепле. Дальнейшее фракци­ онирование не изменяло химического состава .препаратов и сле­ довательно они могли рассматриваться, как почти совершенно очищенные. Химическое исследование этих препаратов пока­ зало, что при озонировании получается, так же как и у каро­ тина, героновая кислота, при окислении хромовой кислотой— 3 молекулы уксусной кислоты. Получением сложных эфиров было доказано присутствие в молекуле витамина А гидроксильной группы. При восстановлении витамина А происходило присоеди­ ненное 5 молекул Н2, что говорило о присутствии 5 соединен­ ных двойных связей. Изучение спектров поглощения ряда ве­ ществ, так наз. полиеновых углеводородов, отличающихся между собой повышающимся числом конъюгированных двойных связей, также показало, что витамин А должен иметь 5 таких связей. Все эти данные позволили Карреру с сотр. подойти к струк­ турной формуле витамина А и установить ее в следующем виде: ИгС — СН—СН—С= СН—СН= СН—С= СН—СН2ОН Как видно, витамин А представляет собой ненасыщенный" спирт состава С20Н29ОН с 5 двойными связями и ß- иононовым кольцом. Сравнение формулы каротина с формулой витамина А показывает, что последняя может получаться путем окислитель­ ного распада каротина в середине его молекулы. При этом только ß -каротин образует две молекулы витамина А, делясь симметрично на 2 части по месту срединной двойной связи по формуле: Что же касается а- и -j- каротина, то, как это видно из их формулы, они могут образовать лишь по одной молекуле вита­ мина А. н3с \/ СН, Витамин А С ?Нз II НгС СНа С-мНбб-^НгО—2Ся0Н2вОН 29
Отсюда понятно, почему ß- каротин по своему витаминному действию в 2 раза превышает а - и 7 - каротин (Кун и Брок­ ман 1933). \/Несмотря на все столь убедительные данные о строении витамина А, окончательное установление его структурной фор­ мулы следует отнести к осени 1933 г., когда Карреру и Морфу удалось синтетически получить пергидровитамин А (восстановленный витамин А— С20Н39ОН), оказавшийся вполне тождественным с пергидровитамином, получаемым из естествен­ ного витамина А при его восстановлении. Поскольку анализ маслянистых веществ, каковыми являются и витамин А и перги­ дровитамин А, всегда сопряжен с некоторой неуверенностью, были получены кетоны, из которых были выделены химически чистые кристаллы семикарбазрнов. Индентифицирование кри­ сталлов было проведено с полной безупречностью. Пергидро­ витамин А, так же как и пергидрокаротин, является биологи­ чески неактивным. Таким образом, загадка витамина А была решена, был открыт путь к его искусственному получению химическим ^синтезом и путь этот в известной мере уже пройден. Нет сомнения, что в ближайшее время будут разработаны пригодные длй промыш­ ленности рентабельные способы получения препаратов вита­ мина А путем выделения, а может быть и синтетические препараты. Обращает на себя внимание та огромная физиологическая активность, которая присуща рассматриваемой группе веществ. В опытах с авитаминозными крысами Кун и Брокман совместно с Шейнертом и Шиблихом (1933) нашли, что для нормального роста крысы достаточно 2,5 гаммы:|:ß- каротина, тогда как а - и у- каро­ тина для достижения того же эффекта требуется 5 гамм. Другими словами, 1 грамм чистого каротина может предохранить крысу от А - авитаминоза в течение 550—1100 лет! Но если так активны вещества, обладающие А-витаминным действием и мы знаем хорошо их строение, естественно возни­ кает вопрос, чем мы обязаны этой активности, какая часть мо­ лекулы обусловливает действие и должна обязательно присут­ ствовать и какие другие части являются несущественными. Выяс­ нение этого вопроса помогло бы не только проникновению в механизм действия витамина А в организме, о чем мы до сих пор еще не осведомлены, но и указала бы пути, идя которыми, можно было бы подбирать или синтезировать другие родствен­ ные витамину А соединения, обладающие тем же действием, Однако, здесь далеко не все еще разрешено и все, что известно по этому вопросу к настоящему времени, можно свести к двум основным положениям:, во-первых, для проявления активности необходимо наличие обязательно хотя бы одного ß -иононового кольца и, во-вторых, должна быть система конъюгированных двойных связей. * 1 гамма, обозначаемая 1 у, равняется одной тысячной доле миллиграмма. 30
В отношении последнего положения уже раньше было упомянуто, что при насыщении двойных связей и образовании пергидросоединений витамина А и каротина их биологическая активность сразу исчезает. При этом происходит насыщение не только алифатической цепи, но и ß - иононового кольца. Лишь продукты первых ступеней восстановления могут сохранить биологическую а к­ тивность, как это видно на примере получения дигидрокаротина а и ß (послед­ ний в '2 раза менее активен, чем ß- каротин).* Что же касается возможных изме­ нений ß - иононового кольца, то обширный материал, указывающий на исключи­ тельную специфичность этой части молекулы, дает сопоставление различных каротиноидов. Этот класс соединений хорошо разработан и прекрасно изложен в обширной сводке Цехмейстера (1934). Оказывается, что изменения в ß- иононовом кольце, выражающиеся в е го и зо ­ меризации, достаточны уже для того, чтобы лишить вещества активности. Как уже указывалось, а-каротин имеет лишь одно ß•иононовое кольцо, второе же 1 представляет собой а - иононовое кольцо с другим расположением двойной связи, и о - карохин, как мы видели, в половину менее активен ß- каротина. У у - ка­ ротина второе кольцо не замкнуто и представляет псевдоионон (в связи с этим у него имеется лишняя по сравнению с а- и ß- каротином 12-я двойная связь), и активность его также в половину менее ß- каротина. Ликопин имеет с обоих сторон псевдоиононовые незамкнутые кольца (имеет 13 двойных связей) и вовсе не обладает активностью. Ту же самую потерю активности мы наблюдаем при наличии гидроксила в ß- иононовом кольце. Криптоксантин в одном из ß- ионо­ новых колец имеет і руппу ОН и его активность в половину менее ß- каротина. Ксантофилл имеет одно гидроксилированное ß- иононовое кольцо ѵг второе гидро- ксилированное а - иононовое кольцо и вовсе не обладает активностью и т. д. При окислении каротина Кун и Брокман только на первых ступенях получили продукты с сохранением некоторой активности; они окисляли ß - каротин с раз­ рывом ß - иононовых колец и образованием кетонов такого строения (1): В том случае, когда оба ß - иононовые кольца были открыты, был получен недеятельный продукт, так. наз . каротинон; когда же только одно кольцо разры ­ валось, а второе было сохранено, то полученное соединение, так. наз. семи - ß- каротинон, обладало половинной активностью. Получение из ß - каротина моноксида с присоединением кислорода по месту ' двойной связи в ß - иононовом кольце (2) так же приводило к уменьшению в 2 ра­ за активности ß - каротина. К тому же приводило образование кетона, строения (3): СН3 сн3 ся сн3 сн3 сн3 \/ X/ АУ3 ѵ с С С С.\нг сн ^с—сн= -• СИ, с— сн— ОI I I/O I2 II * X я? сн? .с -сн, С с-сн3 /\/ / CHg СН2 сн2 о сн? (1) (2) (3) Таким образом, мы можем в настоящее время сказать, что специфический характер действия витамина А теснейшим образом связан с наличием неизменен­ ного ß - иононового кольца, находящегося в соединении с открытой ненасы­ щенной углеводородной цепью, хотя сама цепь и не играет решающей роли, поскольку она является, составной частью многих неактивныі каротиноидов. * Строение этих троизвэдных окончательно не установлено, но, повидимому, два атома водорода с ановятся по месту двойной связи в одно из ß - иойоновьіх колец у ß- каротинаи в а - иононовое кольцо у а - каротина. 31
Несмотря на то, что получение ненасыщенных соединений типа витамина А является делом весьма трудным, все же работы по синтезу их ведутся, в частности, и у нас в Союзе, и надо полагать, что в ближайшие годы мы овладеем методами получения синтетического активного витамина А. Залогом этому служат блестящие успехи Каррера по синтезу пергидровитамийа А.* В заключение приводим (см. ниже) таблицу химического состава и биологической активности естественных каротиноидов и продуктов их превращения, обладающих действием провита- \ мина А, а также и самого витамина А (цитир. по Цехмейстеру и Бомскову). Заметим лишь, что испытание на крысах самого чистого препарата витамина А, полученного Кар и Джавел (1933), пока­ зало одинаковую его активность с ß- каротином, то же самое было подтверждено Муром (1933). ТАБЛИЦА 3 Каротиноиды и продукты превращения их с действием провитамина А Вещества • Формула Активность (минималь­ ная доза для крысы в гаммах) Витамин А ... .. .... ... ... .. .... ... ... .. .... ... ... .. .... ... 2,5 а - каротин ..... СадН-я 5 * ß - к а р о т и н ..................................................... С40Н56 2,5 f - к а р о т и н ..................................................... Q 0H56 5 Криптоксантин * * ................................... С40Н56О 5 Дигидро - ß - к а р о т и н ............................... 5 Дигидро - а - к а р о т и н ........................... G40H 58 5 ß- каротин-моноксид............................... С40Н56О 5 ß - о к с и - к а р о т и и ................................ ... . C40HMSO2 5 ß - с е м и -к а р о т и н о н ................................... СіоНьбОа 5 ß - семи-каротиНон-моноксим . . . , C4oH6,0 2N 5 ß - к а р о т и н -д и о д и д ................................... 40 Методы определения Биологический метод Классическим методом при работе с витаминами считается биологическое испытание на животных. При этом пользуются тем основным свойством витаминов, благодаря которому и 1----------- * В самое последнее время появилось в печати сообщение Куна и Мориса (Вег. d. Deutsch. Chem. Ges. 70, No 4, 853, 1937) о том, что им удалось осуще­ ствить синтез самого витамина А; биологическая проверка при этом дала поло­ жительные результаты. ** Пигмент, найденный Куном в желтой кукурузе и обусловливающий ее ростовое действие (1934). В последнее время (1936) Цехмейстер нашел, что крнптоксантин является главным пигментом кожуры мандарина. 32
выросло все учение о них, а именно: если нет витаминов в пище или количество их недостаточно, то у животных и человека развиваются тяжелые болезненные явления. Существует уже хорошо разработанная методика биологиче­ ского количественного определения витаминов. Для каждого витамина берутся наиболее чувствительные к его недостатку животные. В данном случае для витамина А — крысы. В зависи­ мости от того, имеется-ли в виду предупреждение заболевания или лечение, применяемые методы делятся на предохраняющие или профилактические и исцеляющие или терапевтические. Не останавливаясь на всех существующих модификациях биологического метода определения витамина А и отсылая инте­ ресующихся к специальным методическим сводкам, как например исчерпывающая сводка Бомскова (1935), мы опишем здесь тот терапевтический ростово-ксерофтальмический метод, который рекомендован Всесоюзной Конференцией по витаминам 1934 г. (см. цитир. литературу). Рис. 2 . Ксерофтальмия собаки в ре- Рис. 2а. Та же собака после лечения в течение 10 дней прибавлением к ди- зультпте недостатка витамина А. эте 20 сма рыбьего жира в день (по Шерману). Методика определения витамина А основывается на том, что при недостатке этого витамина животные останавливаются в росте и страдают характерным заболеванием глаз— ксероф­ тальмией. Это заболевание наблюдается у ряда животных, как например, у собак (рис. 2), крыс (рис. 31, а также у детей (рис. 4). Если давать молодой растущей крысе вполне достаточную пищу, но не содержащую витамина А, то некоторое время рост продожается за счет тех запасов витамина, которые имелись в теле животного; однако, в дальнейшем рост прекращается, а затем начинается потеря веса и ухудшение общего состояния. В скором времени после начавшегося падения веса развивается ксерофтальмия. Ксерофтальмия начинается с опухания век, затем Витамины —3 зз
развивается воспаление соединительной оболочки глаза с гнойным или кровянистым отделяемым; веки слипаются и в результате глаза совершенно закрываются. Если не остановить болезнь дачей витамина А, поражается роговица и наступает слепота. Заме­ чательно, что не слишком далеко зашедшая болезнь глаз быстро исчезает без всякого специального лечения, если только начать кормить-животное пищей, содержащей достаточное количество витамина А. Рис. 3 — Внешний вид глаза при заболевании ксерофтальмией. / — нормальный, глаз крысы. 11 — Слегка опухший глаз, что указывает на начало заболевания. /У/ — Сильная опухоль глаза. При таком состоянии обычно роговая оболочка изъязвлена и веки сомкнуты вследствие выделения кровяного эксудата (по Мак­ Коллуму). Для количественного определения содержания витамина А в продуктах берутся молодые крысы возрастом около месяца и весом в 30 —40 г, полученные от родителей, содержащихся на диэте бедной витамином А, во избежание накопления его в теле животного и передачи некоторого запаса потомству. Такой диэтой, кроме диэты Шермана (сухое молоко 2/а, пшеничное зерно Ѵа и поваренная соль 2 от количества пшеничного зерна), является принятая у нас в Союзе диэта, сос то ­ ящая из овса, хлеба (черного и белого), свеклы и кипяченого молока, цельного — зимой и весной, снятого — летом и осенью. Крысята до опыта получают такую же диэту, а с момента опыта они переводятся на авитаминозную диэту Шермана No 379-а следующего состава: крахмал — 67 частей, очищенный казеин — 18 частей, пивные дрожжи — 10 частей, солевая смесь Менделя-Осборна — 4 части, поваренная соль — 1 часть и одна крысиная единица препарата витамина D в виде вигантола, или облученных дрожжей, проверенных на содержание витамина D. Солевая смесь Менделя-Осборна состоит из следующих веществ: СаСО.) — 134,8 частей. NaHCO:j—54,21 ч., Н8Р04-Ю З ч., H ,S04—5 ч., MnSO,-0,079 ч., KJ-0,02 ч., NaF—0,248 ч., KAI (S04)2-0 ,0245ч., MgCO;)-24 ,2 ч., K2COs-141 ,3 ч., HCl—120,5 ч., лимонной кислоты 111,1 ч. и лимоннокислого железа — 6,34 ч. Следует заметить, что весь успех опытов будет зависеть от того, насколько тщательно будут очищены входящие в диэту корма от следов витамина А. Из составных частей основной диэты очистке подвергаются дрожжи и казеин. Крахмал не содержит витамина А и потому никакой обработке не подвергается. 34
Возможные следы витамина А в размолотых дрожжах разрушаются 24-часо­ вым нагреванием при 110° Ц. Очистка казеина заключается в следующем: казеин мелко перемалывается, заливается двукратным объемом крепкого этилового спирта и оставляется на 4 дня. Затем оя кипятится в спирте в течение 6 часов, высушивается при температуре 25—30°, после чего экстрагируется эфиром в течение не менее 20 часов в аппарате Сокслета. После удаления эфира отмытый казеин подвергается прогреванию при температуре 110° в течение 12 часов. Такая обработка целиком уничтожает и следы витамина А, однако, требует очень большого количества ценных реактивов. В настоящее время работами Ви­ таминной Лаборатории ВИРа (Мурри 1936) в соот­ ветствии с указаниями Поттера (1932) доказана воз­ можность очистки мелкоразмолотого казеина одним лишь длительным (7 суток) прогреванием при 110°. Проведенная специальная методическая работа пока­ зала, что этот метод, обеспечивая полное разрушение витамина А, не приводит к понижению питательных свойств казеина и делает обработку казеина гораздо более простой, доступной и дешевой. Для удобства скармливания, из смеси указанных очищенных кормов приготовляется тесто и выпека­ ются лепешки, которые даются животным вволю. Будучи посажены на такую диэту, крысята через некоторое время замедляют рост и вскоре после этого у них появляется ксерофтальмия. Замедление роста и появление ксерофтальмии происходит в раз­ ные сроки, в зависимости от размера запасов вита­ мина А в организме, за счет которых животные могут жить более или менее продолжительное время без признаков авитаминоза. Но обычно, как это по­ казали опыты ВИРа, ксерофтальмия появляется в среднем через 20—30 дней. С наступлением ави­ таминоза крысята распределяются на группы по 5 шт. Каждая группа получает определенную дозу испы­ туемого продукта, при этом задачей является оты­ скание такой минимальной дозы, которая излечи­ вала бы крысят всей группы от ксерофтальмии и предупреждала бы ее возобновление в течение 4 —5 недель. Кроме этого, одну группу крысят оставляют только на основной диэте и она является отрицательным контролем. Крысята этой группы служат контролем на чистоту основной диэты в смысле отсутствия витамина А й в этом случае они должны погибнуть при сильно выраженной ксерофтальмии и падении веса (обычно через 10 —18 дней от начала появления ксерофтальмии). Группа крысят, являющаяся положительным контролем, в качестве добавления к диэте Шермана получает известный источник витамина А в достаточной дозе (рыбий жир, каротин), который служит стандартом сравнения по отношению к испытуемому продукту. Весьма важно применить для положительного контроля интернациональный стандарт витамина А (см. ниже), для того чтобы результаты опытов могли быть безукоризненно выражены в международных единицах. Для иллюстрации приведем кризые изменения веса опытных крыс (рис. 5) при испытании моркови (Иванов Н. и Смирнова, 1934) В результате проведения опытов выясняется та минимальная доза испытуемого продукта, которая является достаточной, чтобы излечить ксерофтальмию, предохранить от повторного ее появле­ ния в течение 4—5 недель и обеспечить прирост веса в среднем 3 г за неделю. Эта доза называется минимальной исцеляющей дозой (единица Шермана) и является основой для сравнения разных продуктов по их богатству витамином А. Рис. 4. Ребенок на почве расстройства питания за ­ болел ксерофтальмией. Благодаря усиленной даче витамина А (рыбий жир и сливочное масло) он выздоровел. Однако, б о ­ лезнь зашла так далеко, что зрение левого глаза не было возвращено (по Мак-Коллуму). 35
Для удобства принято выражать относительное содержание ви­ тамина разных продуктов в так называемых „крысиных единицах“, обозначаемых RE. Так, если крысе достаточно на день 1 г данного продукта, то значит 1 кг его содержит 1000 RE. Красной моркови требуется давать 0,04 г; следовательно, антиксерофтальмическая сила ее на 1 кг равняется 25000 RE (1000:0,04) и т. д. В ино­ странной литературе обычно исчисление RE производится на 1 г материала,но по существу безразлично, на какой вес рассчитывать. Важно лишь, что подобные рас­ четы дают все преиму­ щества точного количе­ ственного выражения бо­ гатства витамином А раз­ личных продуктов. Химический метод. Для определения хи­ мическим путем витамина А было предложено мно­ го методов. Наиболее употребительным и даю­ щим наилучшие резуль­ таты считается метод Карра и Прайса (1926), основанный на получении цветной реакции при при­ бавлении треххлористой сурьмы (SbCl3) к содер­ жащему витамин А рас­ твору. При этом полу­ чается синее окрашива­ ние, интенсивность кото­ рого в известных пределах и для некоторых объек­ тов, как печеночные рыбьи жиры, довольно хорошо совпадает х действительной; биоло­ гической активностью. Более іііироіш? применение/этой реак­ ции, к сожалению, сильно ограничено. Оказалось-,* что целый ряд веществ может влиять на реакцию и обусловить большие погрешности. Особенно мало применим этот метод к жирам растительного происхождения и тем более — к сильно окрашен­ ным, так как растительные пигменты тоже дают эту реакцию. Ее дает каротин даже разрушенный и не обладающий оиологи- ческой активностью. Что касается животных жиров, жира яичного желтка, то хотя они и дают ярко выраженную реакцию, но степень интенсивности окраски далеко не всегда совпадает с действительной активностью их. Повидимому, здесь надо итти Рис. 5. Изменение веса крыс при лечении ксероф­ тальмии различными дозами от 0,02 до 0,06 г кра­ сной моркови „ Валерия“. 14 начало лечения - (-крыса погибла. 36
путем подбора специфических условий применения этой реакции к отдельным жирам, над чем в последнее время и ведется работа рядом лабораторий. Но даже и в отношении рыбьих жиров реакция не всегда точна, так как и там могут оказаться посторон­ ние вещества, влияющие на нее в смысле превышения данных (Морган 1932). Ковард с сотрудниками нашли (1932), что лучшее соответствие между реакцией и биологической активностью дают более старые жиры по сравнению со свежими, а Корбет с сотрудниками (1933) дали целый список веществ, которые могут влиять на реакцию Карра и Прайса, отмечая при этом большую роль высоко­ ненасыщенных соединений, встречающихся в жирах и дающих окраску. Если предположить, что в старых жирах произошло насыщение некоторых высоконенасыщенных соединений, данные Коварда становятся понятными. Исходя из отмеченных недостатков, следует считать, что и для рыбьих жиров данные химического исследования должны контролироваться биологическим испытанием. Тем не менее, реакция Карра и Прайса должна быть признана весьма ценной. В общем она не дает противоречивых данных, и параллелизм между химическими и биологическими показаниями наблюдался при многочисленных исследованиях неизменно. Но особенно она ценна для контроля производства рыбьих жиров, выбора из них наилучших образцов и т. д. Фармакопейная Комиссия Английского Медицинского Совета приняла эту реакцию для определения степени потери витаминности продажных рыбьих жиров при их хранении. Кратко остановимся на реакции Карра и Прайса. Подлежащий исследованию ры­ бий жир подвергается испытанию или непосредственно, или после обычного омыле­ ния. Последнее особенно рекомендуется при испытании масел, могущих содер­ жать посторонние вещества, мешающие реакции. Неомыляемая часть отделяется хлороформом или петродейным эфиром, разводится в хлороформе и идет на исследование (небольшие количества петролейного эфира не мешают реакции). Раствор треххлористой сурьмы должен быть приготовлен весьма тщательно. Дли этого чистый хлороформ промывается 2 —3 раза водой, высушивается над прокаленным поташом и перегоняется. Важно при этих манипуляциях по возмож­ ности защищать хлороформ от доступа света. Малыми количествами очищенного хлороформа промывается SbCl3 до тех пор пока не будет стекать бесцветный раствор. SbCI3 высушивается иад серной кислотой и после этого из очищенного хлороформа и очищенной сурыш приготовляют при 20°Ц насыщенный раствор, который содержит 21—23% Sb Л13. Как при приготовлении раствора, так и при пользовании им следует тщательно избегать загрязнения водой, так как следы воды вызывают гидролиз SbCl:i и помутнение. Приготовленный реактив сохраняется в коричневых бутылях со стеклянной пробкой и годен около 4 недель. Проведение самой реакции сводится к следующему: отвешивают точно в мерных колбочках навески испытуемого рыбьего жира, обычно по 2 г; их заливают хлороформом до 10 см3 и отсюда берут 0,2 см3 раствора в кювету колориметра. После вставления кюветы в колориметр добавляют 2 сжа раствора SbCl.rj, хорошо перемешивают стеклянной палочкой и быстро производят отчет, так как через 10 секунд окраска достигает максимума. После 4 —5 отсчетов берут среднюю величину. Колориметрия обычно производится в тиитометре системы Ловибонда, который впоследствии Розенгейм и Шустер (1927) усовершенствовали специально для этой реакции. Сравнительная ‘ оценка интенсивности окраски производится С помощью специального набора стекол, помещаемых позади окуляра рядом 37
с кюветой с испытуемым раствором. Стекла употребляют синие, желтые и красные, причем последние предназначены лишь для уравнивания оттенков и эти стекла в расчет не принимаются, измерение же производится с помощью синих стекол, каждое из которых имеет определенное количество синих единиц. Рекомендуется производить отсчет при 4—6 синих единицах, так как при очень больших концентрациях окраска не соответствует количеству витамина А. Точность опре­ деления лежит около 0,5 синей единицы. Следует указать, что помимо ловибондовского тинтометра Кун и Брокман (1931) успеш но пользовались для измерения количества синих единиц микро- колориметром Heilige, сравнивая окраску с растворами сернокислой меди и азотнокислого кобальта. Полученные при колориметрировании результаты и принято выражать в с и­ них величинах, или в синих единицах. Последние же перечисляются в так назы­ ваемые „единицы рыбьего жира“ (Розенгейм и Вебстер 1926), обозначаемые CLO (Cod Liver Oil). В зависимости от различных модификаций определения синих величии и единиц существуют различные коэфициенты их перевода в CLO. По Экелену, Эммери и Вольфу (1V35) 1 CLO единица = 10 синим вели­ чинам Коварда = 5 0 Ловибондовским единицам Вольфа = 5 5 0 синим единицам Мура. Так как наиболее чистый препарат витамина А, полученный Кар и Джа- вел (1933) показал 80 000 синих величин, принимают, что чистый витамин А имеет 8000 CLO. На основании этого жир, имеющий 1 CLO должен содержать в 1 г 125 у ви­ тамина А = 208 интернациональных единиц = 50 RE. Подобные же расчеты дают следующее отношение других химических единиц к биологической еди­ нице: 1 синяя величина = 12,5 у витамина А = 20,8 интерна­ циональных единиц 1 Ловибондовская единица Вольфа = 2,5 у витамина А = 4,2 интернациональных единиц 1 синяя единица Мура = 0,23 у витамина А = 0,39 интернациональных единиц. В заключение нашего раздела о методике определения витамина А отметим, что Интернациональная Конференция по витаминам в Л ондоне 1934 г. признала также возможным определение активности витамина А при помощи спектрофото­ метрического испытания, с измерением поглощения при длине волны в 328 ш|а. Что касается химического метода определения каротина, то следует сказать, что в связи с отмеченной уже ранее хорошей разработанностью отдела о каротиноидах и методах их разделе­ ния и сам вопрос о количественном определении каротина,, особенно без расчленения на составляющие его изомеры, является вполне решенным По крайней мере, это справедливо по отноше­ нию к растительному материалу, где до сих пор не обнаружен витамин А как таковой и определение этого витамина сводится к определению каротина. Правда, эти определения требуют большой тщательности и точности в работе, поскольку ничтожно содержание каротина (сотые и меньшие доли процента), а осо­ бенно— отдельных его изомеров и тем более в смеси с дру­ гими каротиноидами. Не останавливаясь детально на методике определения каротина и отсылая интересующихся к специальным работам, указанным ниже, а также к работе Мурри (1935), отметим здесь лишь принципы разных методов. 38
Прежде всего при всех существующих методах необходимо извлечение каротина в более или менее чистом виде. Обычным ме­ тодом является метод Вильштеттера, измененный Шертцом (1928). Суть метода заключается в том, что пигменты извлекают из сырого растительного материала (специально сушить материалы не рекомендуется, так как при этом может разрушиться часть каро­ тина), при его растирании в ступке с чистым ацетоном и квар­ цевым песком. Экстракт фильтруется и остаток промывается туда же сперва ацетоном, а потом эфиром. Из эфирно-ацетонового экстракта удаляют ацетон и следы воднорастворимых пигментов вымыванием водой в делительной воронке. Оставшийся эфирный раствор пигментов для удаления хлорофилла и других способных к омылению пигментов омыляют метаноловым раствором едкого кали. Получающиеся соли отмывают водой, а оставшиеся в эфир­ ном растворе желтые пигменты, после удаления эфира, разделяют в двухфазной системе из метилового спирта и петролейного эфира. Каротин при этом переходит в петролейный эфир, а ксан­ тофилл в метиловый спирт. Если исследуемый объект не содержит других желтых пигментов, сходных по растворимости с каротином (как например морковь), то такой раствор каротина годен для количественного определения. Если же имеются примеси, как в большинстве случаев, то обычно применяется метод избирательной адсорбции по Цвету (1906), заключающийся в том, что если пропустить раствор смеси пигментов через трубку, наполненную адсорбентом, то отдельные пигменты, благодаря неодинаковой способности адсорбироваться, задерживаются в разных зонах адсорбента. Вещества же неспособные адсорбироваться проходят через трубку, при повторном же промывании чистым петролейным эфиром они нацело удаляются. Адсорбированные пигменты разделяются по высоте трубки на отдельные части соответственно зонам. Посторонне пигменты при этом удаляются, а каротиновые фракции извлекают петролейным эфиром, и полученные растворы их идут для количественного определения. В качестве адсорбентов обычно применяют окись алюминия или окись магния. Эти адсорбенты несколько слабее адсорбируют а-каротин, чем ß-каротин, а последний слабее, чем f -каротин, ли- копин и ксантофилл. В зависимости от исследуемого материала и примесей к каро- тииу, ход разделения и очищения может несколько видоизме­ няться в каждом отдельном случае. Для иллюстрации мы приведем схему разделения пигментов в адсорбционной трубке (см. рис. 6, стр. 40). При обычных определениях ограничиваются суммарным выде­ лением изомеров каротина, учитывая при этом, что у большин­ ства растительных объектов преобладает ß-каротин (см. сводку Цейхмейстера 1934) и биологическая активность неразделенного на компоненты каротина по многочисленным определениям устано­ влена в 3—5 у на крысу. Только при специальных работах, преследующих особую точность, как например изучение нового 39
вида сырья или соотношения в нем различных изомеров каротина и др., встает необходимость более детальных исследований. По выделении каротина в очищенном виде применяют один из существующих способов его количественного определения. Наиболее простым методом является колориметрический, впер­ вые примененный еще Арно (1887) и заключающийся в том, что исследуемый раствор каротина сравнивают по окраске в ко­ лориметре со стандартным раствором каротина, концентрация которого уже установлена. При одинаковом освещении поля зре­ ния колориметра концентрации каротина в этих двух раство­ рах обратно пропорциональны толщине слоев растворов. Неудобством этого метода является то, что необходимо иметь для приго­ товления стандартного раствора чистый кри­ сталлический каротин, раствор которого подвержен окислению на воздухе и посте­ пенно теряет свою окраску, становясь не­ пригодным в качестве стандарта. В связи с этим Кун и Брокман (1932) предложили в качестве стандартного раство­ ра 145 мг чистого азобензола в литре 96° этилового спирта. С ним идентичен по окраске раствор каротина, который содержит в литре бензина (т. кип. 70—80°Ц) 2,35 мг пигмента. Сравнение интенсивности окраски произво­ дится в микроколориметре Heilige при толщине слоя стандартного раствора в 1 см. Толщина же слоя исследуемого раствора каротина при этом может колебаться, как указывают авторы, от 4 до 2 см, и в этих пределах указанный эквивалент не меняется. При колориметрировании каротина можно пользоваться как собственной желтой окра­ ской каротина, так и окраской, получаемой воздействием на каротин ряда реагентов, Иаадсис- например реактива Карра и Прайса. Однако, ния пигментов в адсорб- пользование этой реакцией не дает никаких ционной трубке. преимуществ перед методом измерения собственной окраски каротина. Указанный микроколориметрический метод и является наиболее простым и удовлетворительным по точности методом, тем более, если растворы предварительно качественно проверяются на их чистоту спектроскопически. Сравнение биологического и колори­ метрического методов во Всесоюзном витаминном институте (Линдквист-Рысакова 1936) показало расхождение лишь в пре­ делах 5— 10 %, что следует признать вполне удовлетворитель­ ным. В -настоящее время в заграничной практике часто применяют спгктрофото- метрический метод определения каротина. Отметим, что наряду с большими преимуществами перед другими методами, применение его связано со столь IJIj/-* (чСvaifо n'i'InnirA 40
сложной и дорого стоящей установкой, что вряд ли целесообразно его примене­ ние для обычных работ. Принцип метода заключается в том, что специальным прибором — спектрофотометром — измеряют абсолютную величину поглощения света раствором каротина в определенной части спектра. Сначала определяют величину поглощения света для различных растворов чистого каротина, концентрации которых известны и, откладывая на оси абсцисс концентрации, а на оси ординат полученные величины поглощения, вычерчивают кривую (ввиду пропорциональности, согласно закону Бера, м ежду степенью погло­ щения и концентрацией раствора получается прямая линия), пол ьзуясь которой, легко найти концентрацию неизвестного раствора каротина, предварительно измерив спектрофотометром величину поглощения света этим раствором. Таким образом, отпадает необходимость пользоваться каждый раз стандартным раствором каротина, так как при этом с пособе стандартизируется по каротину сам спектро­ фотометр. При работе с объективным спектрофотометром с термо-или фотоэлемен­ том устраняется момент субъективности, который является одной из отрицатель­ ных сторон колориметрических методов определения. Наконец, мы должны отметить химический метод определе­ ния каротина Делеано и Дик (1933), улучшенный Мурри (1935). Принцип метода заключается в том, что каротин при опреде­ ленных условиях окисляют двухромовокислым калием. По коли­ честву пошедшего на окисление кислорода вычисляют количе­ ство каротина, пользуясь эмпирически найденным фактором, рав­ ным 1,0316. Этот фактор представляет собой эквивалент каротина, окисляемый одним миллиграммом кислорода, так как при окис­ лении на одну молекулу каротина приходится 32,5 атома кислорода. Для того, чтобы получать сходные результаты, необходимо соблюдать два условия. Во-первых, продукты окисления должны быть постоянны. Для этого при окислении не должны быть разо­ рваны углеродные кольца молекулы каротина (являющиеся отлич­ ными у отдельных изомеров каротина и дающие разные про­ дукты окисления) и окисляться должны только серединные цепи, являющиеся одинаковыми у всех изомеров. Это условие дости­ гается, если окисление бихроматом калия вести в слабо соляно­ кислой среде при температуре кипения. Во-вторых, растворитель каротина не должен сам окисляться. Это условие достигается применением в качестве растворителя безводной уксусной кислоты. Заметим, что при применении не вполне безводной уксусной кислоты каротин плохо растворяется и от этого могут происте­ кать ошибки. Поэтому кислота должна быть предварительно испытана как на отсутствие способных к окислению веществ (гл. обр. альдегидов), так и на отсутствие воды (по точке засты­ вания = -)- 16иЦ). Хорошая ледяная кислота легко растворяет каротин и дает всегда сходные результаты. * Проведенные указанным химическим способом Витаминной лабораторией ВИРа испытания различных растений позволили выделить из ряда сортов с низкой и средней активностью " Для очистки уксусной кислоты от альдегидов к ней прибавляют по каплям насыщенный раствор хромовой смеси в коиц. чистой H2SO., до тех пор, пока к зеленой окраске не примешивается желтая, указывающая на конец окисления. Затем уксусную кислоту отгоняют как обычно.
сорта, обладающие большим содержанием каротина (листовые овощи, шиповник, сорта моркови, слив, ягод и т. д .). Контроль­ ные испытания многих объектов биологическим методом пока­ зывали достаточно хорошее соответствие. Следует еще отметить, что при количественном определении не только каротина, но и других каротиноидов наиболее совер­ шенным методом является метод Куна и Брокмана (1932). Они пользуются при извлечении каротиноидов метиловым спиртом и бензином и дают подробную схему разделения всех пигментов и их микро-колориметрического определения. Стандарты и потребность в витамине При биологическом испытании тех или иных объектов на содержание витаминов получаемые физиологические единицы активности всегда изменчивы по той причине, что никогда не представляется возможным полностью принять во внимание все индивидуальные особенности подопытного животного. Поэтому возможно, что при биологических испытаниях в разных лабора­ ториях один и тот же объект и даже при тех же методах дает в результате разное содержание биологических единиц, так как подопытные животные в разных лабораториях отличаются по своему происхождению, содержанию, уходу, корму, индивиду­ альности т. д . и притом подвержены действию различных внеш­ них факторов. Это обстоятельство, вполне понятно, привело к стремлению ввести единые международные стандартные препараты для от­ дельных витаминов, относительно стойкие и постоянные и позво­ ляющие с их помощью определить единицу активности для каждого витамина. В этом случае задача количественного опре­ деления состояла бы в том, что при любом, но неоспоримом методе, дающем четкие границы отзывчивости на те или иные дозы, действие испытуемого объекта сравнивалось бы с действием стандартного препарата и могло быть выражено в единицах последнего. Созванная в этих целях международная конференция по вита­ минам в июне 1931 г. в Лондоне и приняла стандарты для четы­ рех витаминов: А, В1( С и D. Единица активности для каждого из этих витаминов определяется, вместо изменчивых физиологиче­ ских единиц, известным количеством данного стандарта вита­ мина. Вторая конференция по стандартам витаминов, состоявшаяся в Лондоне в июне 1934 г., внесла изменения в стандарты витами­ нов А и С и оставила без изменения стандарты витаминов В, и D. Принятые конференциями постановления получили призна­ ние со стороны Бюро здравоохранения Лиги Наций. Под наблю­ дением этого Бюро изготовляются стандарты витаминов и рас­ сылаются образцы по отдельным странам по запросам их официальных распределяющих организаций. Доступность зтих стандартов должна привести ко всеобщему применению интернациональных единиц витаминов и это должно 42
в значительной степени устранить неясности, существующие при выражении активности различных веществ и привести к сравни­ мости работ отдельных лабораторий. У нас в Союзе не распространены еще интернациональные стандарты витаминов и этот пробел должен быть ликвидирован в ближайшее время с тем, чтобы каждая лаборатория, рабо­ тающая в области витаминов, могла располагать ими. В отношении витамина А конференция 1931 г. приняла в ка­ честве стандарта каротин, а в качестве единицы активности ту биологическую активность, которой обладает І^ каротина интер­ национального стандарта. Изготовление каротина для эталона было поручено шести лабораториям разных стран с тем, чтобы полученные ими предварительные препараты каротина в коли­ чествах по 4—5 г были присланы в Лондонский национальный институт медицинских исследований. Последний должен был из смеси указанных препаратов изготовить окончательный однород­ ный стандарт, который и явится международным эталоном витамина А. Изготовленный из моркови по методу Вильштеттера препарат каротина, очищенный повторными перекристаллизациями (т. пл. 179°Ц), был помещен в небольшие ампулы по 10 мг и в таком виде рассылался. Следует отметить, что ежедневные дозы в 3—5 т международ­ ного эталона, прибавленные в пищу молодым крысам, содержав­ шимся предварительно на диэте без витамина А, были достаточны для возобновления роста и излечения ксерофтальмии, то-есть как раз это количество каротина соответствует одной биологи­ ческой единице (IRE) и таким образом одна интернациональная единица равна Ѵз— */б RE. После принятия указанного стандарта было установлено, что а- и ß-каротин обладают различной биологической активностью. По этой причине на конференции 1934 г., в качестве стандарта для витамина А, был принят ß-каротин, разведенный в коко­ совом масле. На основании исследований, проведенных для опре­ деления сравнительной биологической активности ß-каротина и стандарта 1931 г., для витамина А была принята единица активности в 0,6 7 ß-каротина, так как было установлено, что это количество по биологической активности равно І 7 прежнего стандарта. Исходя из того, что для возобновления роста и изле­ чения ксерофтальмиии авитаминозной крысе надо 2,5 у ß-каро­ тина, следует заключить, что последняя интернациональная еди­ ница витамина А составляет около */4 RE. Кроме каротина, конференция как 1931 г., так и 1934 г., в качестве второстепенного эталона приняла образец рыбьего жира, активность которого точно определена в величинах приня­ того интернационального стандарта препарата каротина. Как видно из всего изложенного, в настоящее время не при­ ходится говорить лишь о качественной характеристике различных продуктов по содержанию витаминов, разделяя их как на содер­ жащие и не содержащие данный витамин, или отмечая одним 43
или несколькими крестами относительно большее или меньшее содержание того или иного витамина. Мы теперь можем уже выражать содержание витаминов определенным числом единиц, получающих вполне определенное и международное смысловое значение. Такое исчисление дает все преимущества точного коли­ чественного выражения богатства витаминами разных продуктов. Однако, встает чрезвычайно серьезный и важный вопрос о практическом значении этих единиц в применении к человеку. Ответить на этот вопрос и сказать со всей определенностью, сколько единиц какого-либо витамина следует потреблять чело­ веку— еще невозможно. Во-первых, чистые витамины удалось получить лишь в последние годы и судьба их в общем обмене организма еще не прослежена: мы не имеем сколько-либо удов­ летворительных данных в этом отношении. Здесь придется, помимо изучения обмена витаминов у человека, проследить этот обмен и у тех животных, на которых испытываются источники витаминов, и лишь на основании выяснения различия и сходства в обмене подойти к научному обоснованию точных коэфициен- тов пересчета. Должно быть тщательно выяснено, каким образом меняется потребность в витаминах в зависимости от возрастного фактора, при беременности или во время лактации, при выздоравливании, при различной тяжести работы, при разном климате и особенно при различных пищевых режимах. Все эти вопросы физиологами почти не затронуты еще экспериментальной проработкой. Поэтому при определении количества витаминных единиц, потребных чело­ веку, приходится исходить из различных косвенных расчетов и наблюдений. Мы уже упоминали о том, что изменения диэты в целом ряде случаев сводили на нет заболевания бери-бери, что употреблением 30 см3 в день лимонного сока в 1795 г. было предупреждено возникновение цынги в английском флоте, в то время как потребление 20 см3 сока было для этого недостаточно. По витамину А имеется пример из недавнего прошлого, когда во время империалистической войны в Дании, благодаря усилен­ ному экспорту сливочного масла, потребность широкого населения в жирах удовлетворялась за счет маргарина, и когда в связи с этим возникли массовые заболевания ксерофтальмией, которые пошли на убыль лишь параллельно с тем, как повышалось по­ требление масла с прекращением экспорта. Исходя главным образом из подобных наблюдений и анали­ зируя пищевые режимы, которые приводили к заболеванию из-за недостатка витаминов, Юнг в 1932 году произвел расчеты по­ требности человека в витаминах и опубликовал их. Эта первая попытка дать хотя бы ориентировочный материал к практиче­ ским расчетам потребности в витаминах заслуживает внимания и потому мы приведем здесь в виде таблицы итоговые данные Юнга. Для взрослого нормально работающего человека по Юнгу содержание витаминов в дневном рационе должно быть сле­ дующее: 44
ТАБЛИЦА 4 . Витамины Рацион богатый витаминами Рацион содержит витамины очень хороший хороший умеренно незначи­ тельно А — крысиных единиц 1 000 1000-200 200-50 50—10 в,- 300 300—150 150-60 60—15 Ве- 300 300-150 150-60 60-15 С — ед. морских свинок . 75 75— 20 20- 8 8-2 D * — крысиных единиц 500 5 00—100 100-20 20 Е — не установлено . . -- -- — -- Граница между хорошим и умеренным рационом, как он пола­ гает, и является достаточным уровнем в снабжении витаминами. Юнг считает, что по витамину С 20 — 25 ME в день достаточно для покрытия потребности, по витамину А 200— 1000 RE, по В] и В, 100—150 RE. Для грудного ребенка потребность в витамине С Юнг опре­ деляет в 5 ME, в витамине D—для предохранения от рахита 100—200 RE, при лечении 500 RE; для ребенка весом около 7 кг потребность в витамине А приблизительно равна 700 RE. Однако, приведенные сведения, повидимому, пригодны лишь для того, чтобы предохранить организм от серьезной недостаточности в витаминах, но не для того, чтобы создать максимально благо­ приятные условия для течения процессов обмена в организме. Как и при всяком физиологическом явлении, вслед за нижней границей, обеспечивающей все обычные показатели благополучия, мы должны предполагать существование оптимального уровня, при котором человек и животные ставятся в наиболее благо­ приятные условия. В отношении витамина А, как впрочем и по некоторым дру­ гим витаминам, клинические и экспериментальные данные это подтверждают. Достаточно указать, что Грин и Мелланби уста­ новили отношение оптимума к минимуму витамина А для крыс, равным 4, а для цыплят породы леггорн (по Фроринг и Вьено) этот коэфициент равен 7. При этом существенно то, что повы­ шенные дозы витамина А против тех, которые обеспечивают нормальный рост и не дают видимых проявлений неблагополу­ чия, приводят к резкому улучшению не только состояния самого подопытного животного, но и его потомства, а также приводят к повышению устойчивости против инфекций. В опытах Батчельдера (1935) крысы, содержавшиеся на диэ- тах с разным количеством витамина А в виде жира, обнаружили значительные различия в своих жизненных циклах. Продолжи­ тельность воспроизводительного периода, число новорожденных и количество выращиваемых крысят, также как и сама продол- * Потребность для витамина D указана для ребенка. 45
жительность жизни крыс, падали с уменьшением в диэте коли­ чества витамина А. На самой бедной диэте родились крысята четвертого поколения, но лишь немногих из них удалось выра­ стить. С другой стороны, мы имеем прямые указания по отно­ шению к человеку — указания Акройда и Криспана (1936)'— на то, что диэты, содержащие 250—300 единиц витамина А, даже не предохраняют детей от ксерофтальмии. И наоборот, Сандлер (1935) при добавлении к достаточно удовлетворительной диэте детей (в возрасте 3—6 лет) каротина в количестве 1900 RE наблюдал, по сравнению с контрольными детьми, благотворное действие повышенных доз витамина А как на рост, общее пита­ ние, так и на сопротивляемость к инфекциям, особенно верхних дыхательных путей, а также на образование гемоглобина крови. Наконец, следует отметить установки по вопросу о потреб­ ности в витаминах Комиссии экспертов секции гигиены Лиги Наций.* Указанная комиссия экспертов была создана из, авто­ ритетных представителей ученого мира разных стран для уста­ новления в первую очередь норм питания человека, согласно требованиям современной физиологии. Работы комиссии предста­ вляют несомненный интерес и ценность, поскольку в них отражается современная постановка вопросов рационального практического питания и обобщается мировой опыт в этом отношении. В своем докладе о физиологических основах питания, выработанных на заседаниях 25—29 ноября 1935 г. в Лондоне под председатель­ ством проф. Мелланби, комиссия выдвинула ряд конкретных положений. В качестве основного вывода комиссия выдвигает положение, что современное питание недостаточно, главным образом, по витаминам и минеральным веществам, а не по веществам энерге­ тического характера (белкам, жирам, углеводам). По мнению комиссии продукты, богатые витаминами и минеральными солями, называемые „защитными продуктами“, должны быть предста­ влены в рационе значительно больше. Комиссия особо выдвигает необходимость увеличения в рационе молока, картофеля, зеленых овощей, муки грубого помола и сокращения чрезмерного потреб­ ления белой муки, сахара. Устанавливая наряду с другими веществами потребность человека в витаминах, комиссия, на основании исследований, проведенных в Англии, США, Скандинавских странах, предла­ гает примерные рационы для беременной и кормящей женщины и для детей в возрасте от рождения до 5 лет, которые по ее мне­ нию должны рассматриваться как удовлетворительные. Указан­ ные категории населения выделены, исходя из того, что они больше всего нуждаются в витаминах, чтобы обеспечить наи­ лучшее физическое состояние рождаемому ребенку и наилучшее питание в младенческом возрасте. При этом учитывая, что темп роста ребенка замедляется с возрастом. Комиссия считает, что * См. сообщение Б. И. Збарского „Вопросы питания“, No 3, 1936. 46
количество витаминов, необходимое для 5-летнего ребенка, можно считать достаточным и для ребенка в 10—15 лет. В отношении витамина А комиссия определяет потребность беременной и кормящей женщины в 8700 интернациональных единиц, а для детей всех возрастов около 7300 интернациональных единиц, что при переводе на биологические единицы составляет соответственно 2175 и 1825 RE* Как видно, последние нормы значительно выше указан­ ных Юнгом и в соответствии с мнением комиссии, повидимому, должны считаться удовлетворительными. В отношении потребности взрослого нормально работающего человека мы не имеем новых сведений. Указываемая рядом авто­ ров цифра в 1000 RE является ориентировочной, возможно еще не совсем удовлетворительной. Безусловно всякие физиологические нормы будут сильно варьировать в зависимости от индивидуальности организма, его состояния, тяжести выпол­ няемой работы и т. д. и на них надо смотреть как на придержку, как на сред­ ние величины, нуждающиеся еще в диференцировке и детализации. При этой детализации особо большое значение приобретает выяснение по­ требности в витаминах в зависимости от различных пищевых режимов, о чем более подробно будет сказано при описании витамина С. Большое значение приобретает также вопрос о витаминизации пищевого режима больного человека. Надо сказать, что р практической жизни дело распознавания авитаминозов пред­ ставляет собой исключительные трудности, так как чистых авитаминозов мы почти никогда не имеем, а если и бывают случаи, то картина обычно запутывается недостаточностью пищи и в других отношениях (односторонее питание и связан­ ные с этим явления), в большинстве же бывают различные степени состояния недостаточности витаминов (гипоавитаминозы), не имеющие характерных для рас познавания признаков. Если учесть при этом, что при недостатке витаминов часто возникают инфекционные заболевания, которые ничего общего не имеют с авитаминозами, но еще более затемняют основную причину, то становится оче­ видным, как трудно выявить частичный авитаминоз. Поэтому, наряду с самым внимательным отношением и учетом витаминов в обычном питании здорового че­ ловека, мы тем более должны заботиться об усиленной витаминизации пищевого режима больного человека. В особенности это должно относиться к лечебному питанию (при диабете, язвах, заболевании почек и пр.), когда длительное время приходится держать больных на ограниченном по составу наборе продуктов и благодаря этому наиболее легко допустить недостаточность в снабжении вита­ минами. Плиммер в этом отношении справедливо предостерегает, указывая: „часто приходится видеть больного, находящегося на такой пище, которая повре­ дила бы самому здоровому человеку, если бы он получал ее в течение несколь­ ких месяцев. Так как сопротивляемость инфекции зависит в значительной сте ­ пени от наличия всех витаминов, то каждый хирургический и другой больной должен получать большое количество витаминов, как часть правильного лечения“. В отношении потребности животных в витамине А мы имеем следующие сведения. В этом витамине нуждаются куры, индейки, свиньи, крупный рогатый скот, кролики, собаки, обезьяны. Лишь голуби обходятся, повидимому, без витамина А. Потребность сельскохозяйственных животных в витамине А весьма значительна. * Покрытие этой потребности в примерном рационе предусматривается за счет рыбьего жира (3 г ребенку и 3,5 г женщине с оценкой 250 RE в 1 г), мо­ лока (1 л —250 RE), яиц (1 яііцо—400 RE), зел. овощей (30—100 г—30 —100 RE) и сыра (100 г. в рационе женщины—200 RE). 47
По данным Фрапса и Трейхлера (1933) среднее содержание витамина А в 1 г желтка, при удовлетворительном снабжении несушек в рационе этим витамином, равно 25 RE. На отложе­ ние 1 крысиной единицы витамина А в желтке несушка расхо­ дует 4 единицы в рационе. Следовательно, если яйцо содержит в среднем около 20 г желтка, несушка расходует на производ­ ство указанного количества витамина А около 2000RE и, кроме того, ей необходимо на поддерживающий корм, по данным Шервуда и Фрапса (1933), 105 RE при живом весе в 3,2 англий­ ских фунтов,* или 33 RE на 1 английский фунт веса. Крупный рогатый скот на 1 единицу витамина А в молоке расходует от 10 до 30 RE в суточном рационе (Фрапс, Трейхлер, Копеланд 1934). Для покрытия потребности свиней необходимо по различ­ ным указаниям 1 мг каротина на 1 кг концентрированного корма, или 4 мг каротина в день на свинью в 100 английских фунтов весом (Дэнлоп 1935). В заключение следует отметить, что витамин А, наряду с вита­ мином D, принадлежит к тем витаминам, для которых устано­ влен гиперавитаминоз. В больших дозах витамин А токсичен. При этом имеет место выпадение волос, покраснение, опухание и склеивание век. На вскрытии обнаруживается значительное ожирение печени. При гиперавитаминозе идет обеднение скелета минеральными веществами, благодаря чему наблюдаются много­ численные самопроизвольные переломы. Интересно, что гипер­ авитаминоз, так же как и А-авитаминоз в первую очередь харак­ теризуется приостановкой, а затем падением веса. Гиперавитаминоз хорошо наблюдается на мышах, отличаю­ щихся, как известно, большой чувствительностью. Та доза вита­ мина А, которая вызывает у мышей весрм 18—20 г потерю веса не менее 2,5 г, или смерть после 10-кратного введения, считается минимальной токсической дозой. Эта минимальная токсическая доза для мышей лежит в пределах между 1000—2000 RE. У моло­ дых белых крыс, по данным Страуса (1935), гиперавитаминоа наблюдается при даче 10 000—20000 RE. Как видно, токсические дозы витамина А лежат далеко за пре­ делами минимальных доз, превосходя их в несколько тысяч раз. При этом важно отметить, что каротин, обладающий активностью витамина А, в противоположность самому витамину, не обладает токсичностью. Распространение витамина К настоящему времени проведены широкие исследования продуктов животного и растительного происхождения на содер­ жание витамина А и каротина. Установлено, что животные ткани содержат главным образом витамин А, в то время как растения содержат каротин, а витамин А в них до сих пор не обнаружен. Опытами многочисленных исследований установлено, что расте­ ния являются первоисточником витамина А для животных. Каро- * Английский фунт=453,59 г. 48
тин растений, попадая в организм животного, отлагается в раз­ личных частях тела в виде витамина А * так, что источником витамина А для человека могут служить и растительные про­ дукты, в которых он получает его непосредственно в виде каро­ тина, и животные продукты, в которых каротин посредством других животных организмов превращен уже в значительной мере в готовый витамин А. По вопросу возможности накопления организмом запасов витамина А имеются интересные данные. Путем непосредствен­ ного учета витамина А в различных тканях животных удалось выяснить, что в условиях хорошего кормления и снабжения витамином А 90% всего запаса этого витамина в теле, ес л и ^ оставить в стороне кожу и жировую ткань, содержится в печени и лишь 10 % распределено между мускулатурой, кровью, почками и легкими. На одну и ту же единицу веса почки в 40 раз, а печень в 200—400 раз богаче витамином, чем мышцы. Благо­ даря возможности отложения в печени витамина А создаются благоприятные условия для переживания за счет этих запасов периодов недостатка этого витамина, что имеет большое зна­ чение для процессов питания. Однако, печень различных живот­ ных сильно различается по богатству витамином А. Так, печо- ночный жир различных животных содержит следующие количе­ ства витамина (в единицах рыбьего жира— CLO) на 1 г: ТАБЛИЦА 5 ( Рыбы; ** Трес ка (Gad u s m o r r h u a ) ................................ * ....................... 0,5— 3 IІлотва (Leu cisc us r u t i lu s ) ................................... 27 Речной окунь (Perea flu v i a tills ) ................................. . . 29 Щука (Esox l u c i u s ) ............................. » ...................................... 30 Л ос о с ь (Sa lm o S a l a r ) ............................................................ • . 143 Палтус (Hippoglossus h ip p o glo ss u s )................................... 200 Морская камбала (Solea S oleä) .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 350 „ (S6ombresox S a u r u s ).......................... / . 500 „ „ (Rhomb u s m a x i m u s ) ................................... 800 Морской окунь (Stereolepis ish in agi)....................................около 3000 Птицы: Гусь — обычный к о р м .................................................................. 60/ Кура — обычный к о р м ............................... 75 Кура после откорма травой с кар отином .......................... 400—500 К у л и к ................................................ 200 М лекопи-Белый м е д в е д ь ........................................... I . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Следы тающие: Тюлень...................... ' ........................................................................ 0 * Не все животные обладают одинаковой способностью переводить каротин в витамин А. Тэк, установлено, что при скармливании каротина таким животным, как крысы, козы, овцы, свиньи, птицы, а также рыбы в их печени удается обнаружить у же не каротин, а витамин А. В печени рогатого скота, наряду с витамином А, можно обнаружить >и каротин. В связи с этим молоко и масло коров, наряду с витамином А, содержат также каротин. Витаминная активность тканевого жира крупного рогатого скота обусловливается главным образом каротином (Джильбер т и Гарт 1935). , ** По исследованиям Ледерера и Розановой (1937) жир печени пресноводных рыб Союза содержал следующее количество витамина А в CLO: лещь 6, судак 20—35, осетр 3—24, севрюга 8 —11, лосось 28—60. Жиры Мурманских рыб содержали сравнительно мало витамина А: треска 0,5 —1, морской окунь 2 —8 , зубатка 1,5—4, ерш 3—10. Витамины—4 49
Приведенная таблица также показывает, насколько сильно может колебаться содержание витамина А в тканях животных в зависимости от корма. Вследствие этого создаются затруднения с получением экспериментальной ксерофтальмии у опытных животных, так как, в зависимости от предшествующей диэты и диэты матери, они могут обнаружить весьма различные периоды неотзывчивости к недостатку витамина А. В опытах с крысами выяснилось, что возраст имеет большое значение в отношении продолжительности этого периода неотзывчивости: наибольший период, а следовательно, и наибольший запас витамина в теле был найден у крыс в возрасте 6 месяцев, т. е . в начале взрослой жи^ни. При этом у более молодых крыс развивались симптомы главного заболевания, у более взрослых крыс чаще развивались заболевания легких. Это говорит о том, что при прочих равных условиях более старые животные, погибая от авитаминоза, менее склонны к глазным заболеваниям. Максимальное накопление витамина А у крыс достигалось, когда количество этого витамина, вводимое в рацион с рыбьим жиром, было больше в 80 раз против нормального, но все же и при этом невозможно было заставить животных -отложить такие большие запасы, которые бы их предохраняли от заболе­ вания ксерофтальмией при последующем длительном отсутствии этого витамина. Накопление витамина не идет, конечно, строго пропорционально количеству его поступления в организм, так как животное усваивает тем менее этого витамина, чем более его накопило, и кроме того это зависит и от той формы, в какой витамин вводится. По данным Мура (1934), если взрослой крысе давать в Лень очень большое количество витамина А, превосходящее во много раз минимальную дозу, то в случае дачи препарата чистого витамина А его накоплялось в 15 раз больше, чем в случае дачи каротина. Лишь если давать дозы каротина приближающиеся к нормальным, он так же хорошо утилизируется, как чистый витамин А. При этом особо надо подчеркнуть, что усвояемость каротина теснейшим образом связана с наличием в пище жира, так как при его отсутствии резко падает степень усвоения каротина. Особенно плохо усваивается каротин, скор­ мленный не в виде того или иного продукта, в котором он нахо­ дится, а в чистом кристаллическом состоянии, но замечательно то, что при его растворений в масле он хорошо используется организмом (Бомскос 1935). Из животных продуктов по своему большому значению в качестве источника витамина А следует в первую очередь поставить молоко. Рогатый скот располагает таким пищеваритель­ ным 'аппаратом, который позволяет ему перерабатывать боль­ шие количества травы, листьев и получать оттуда большие количества каротина, переходящие в молоко в виде витамина А и частично в виде каротина. В связи с тем, что при сушке сена происходит значительное разрушение каротина, зимнее молоко является более бедным, источником витамина А. Однако, если употреблять силос, в котором каротин можно хорошо сохранить, 50
зимнее молоко может и не понизить ' своего качества. Витамин- ность коровьего масла будет, конечно, зависеть от содержания этого витамина в молоке. Стинбок и Бауман (1933) указывают, что содержание каротина в июльском масле в 3 раза больше, -чем в (апрельском, а разница по витамину А еще больше. Актив­ ность летнего масла достигает 50 RE на 1 г против 5—10 RE в зимнем масле. Зависимость богатства животных продуктов витимином А от корма (наблюдается и в других случаях. Так, богатство яичного желткА зависит от питания кур, и оно достигает максимума, когда куры „пасутся“ на траве. При этом окраска желтков, как и у масла, в большинстве случаев хорошо коррелирует с их богатством по витамину А, так как накопление идет не только витамина А, но и каротина. Эйлер, и Кусман (1933) нашли, что желтки яиц весенней кладки (май-июнь) по содержанию как' каротина, так и витамина А были раз в 10 богаче, чем желтки зимней кладки. Свиное сало не содержит витамина потому, что свиней обычно не кормят зеленью, и животное быстро жиреет,* откармливаясь зерном и другими продуктами, содержащими мало витамина А. Напротив, жировая ткань быка, который медленно растет и жиреет, питаясь травой, содержащей много каротина, обычно значительно богаче им. , Мышечная ткань, как сказано выше, содержит мало витамина А, да>ке если пища животного богата этим витамином; значительно больше содержится витамина в почках, легких, железистых орга­ нах, но больше всего его в печени. Печень травоядных животных и птиц является в этом отношении богатейшим источником витамина А. , Те ж е зеленые рйстения являются первичным источником витамина А в печени рыб. В северных морях, как известно, имеется большое количество зеленых. водорослей, которые поедаются мелкими морскими животными, идущими, в свою очередь, в пищу более крупным рыбам, как например треске. Витамин А усваивается и отлагается в виде запасов в жире печени рыб. Понятно, почему жир их печени так ценится: он содержит витамин, собранный из огромного количества растений. Рыбий жир содержит гораздо больше витамина А, чем сли­ вочное масло, но различные сорта рыбьего жира могут значи­ тельно отличаться друг от друга. Большое значение при этом имрет не только вид рыбы, как мы указывали, но также и ее возраст (у более старых рыб накопляется больше витамина А и его концентрация в печени выше), место обитания рыбы, сезон лова и, кроме того, способы приготовления жиров. От способа приготовления жира в большой степени зависит его богатство не только витамином А, но и D; при плохой переработке вита- минность рыбьего жира может совершенно исчезнуть. Поэтому, крайне важно поставить производство рыбьих жиров и их хране­ ние наиболее рационально. Не меньшим источником витамина А для человека являются растительные продукты. Как уже упоминалось, каротин — оран­ 51
жевый пигмент растений, — превращаясь в организме животного- иутем расщепления в витамин А, оказывает такое же действие,, как и витамины животных продуктов, в силу чего многие ра­ стительные объекты не уступают по витаминному действию луч­ шим животным продуктам. Так например, было найдено, что такие овощи, как шпинат и листовой салат превосходят лучшие сорта летнего (особо богатого витаминами) сливочного масла; морковь, капуста близко стоят к яичному желтку и превосходят сливочный; сыр; томаты,зеленые бобы, черника богаче вэтом отношении молока- Как правило, зеленые наземные части растений являются наилучшим источником этого витамина: шпинат, салат, зеленая» капуста, зеленый горошек, зеленый перец и особенно различные травы, как люцерна, клевер, донник, костер, тимофеевка и т. д . , Довольно хорошим- источником являются также .томаты. ' Однако, различные сорта их в этом отношении не равноценны: красномясые сорта богаче розовомясых, последние же значи­ тельно превосходят желтомясые сорта. При этом оказалось, что при созревании плодов томатов содержание в них каротинаі постепенно возрастает. Так, по данным Куна и Грундмана, зеле­ ные томаты содержали 0,16 мг каротина на 100 г, полузрелые 0,43 мг, а зрелые 0,73 мг — разница, как/ видим, в 4,5 раза... Отсюда следует, что богатство витамином А томатов сильно зависит не только от сорта, но и от стадии зрелости. Из плодов наиболее богатыми являются абрикосы; их окраска обусловлена, главным образом каротином, который в них пред- I ставлен, по данным Брокмана (1933), в ß- форме. Темноокрашен- ные сливы и желтомясые персики являются хорошим источником каротина, светлые же сливы и беломясые персики каротина не содержат. В винограде каротин содержится в сортах, име­ ющих темножелтую окраску плодов, остальные сорта им бедны^ В вишнях каротин содержится в незначительном количестве,, однако поздние сорта, темноокрашенные, гораздо богаче ранних светлых сортов. Яблоки и груши почти лишены каротина. .Из ягод относительно богаты каротином черника, ежевика, бузина и крыжовник, а также черная смородина. В землянике’ его найдено очень мало. Плоды шиповника содержат сравни­ тельно большое количество этого пигмента. В клубнеплодах и корнеплодах, как правило, каротин встре­ чается реже. Однако, в красной моркови и желтом (морковном)' батате содержится его Значительное количество. Здесь также установлено соответствие антиксерофтальмической активности, с окраской. Так, по работам ВИРа красные сорта моркови богаче желтомясых сортов, а беломясые сорта совсем не содержат каротина., ( В сортах картофеля, даже желтомясых, не обнаружен этот пигмент; также не найден он в свекле, земляной груше, редьке,, репе и в огурцах (без кожуры). Очень мало его найдено в брюкве. Замечательно то, что в тех культурах, где каротин не отклады­ вается в клубнях или корнях, листья очень богаты им. Так, по данным ВИРа листья свеклы показали активность в 25 RE на 52
1 г, а листья картофеля по данным Витаминного института имеют 30 RE на 1 г сырого веса. Репчатый лук не содержит каро­ тина; пророщенный »же на перо лук является хорошим источни­ ком его. К очень бедным источникам относятся также зерновые куль­ туры— пшеница и рожь', и только в желтой кукурузе его содержа­ ние несколько выше,,причем Кариссон (1930) указывает на сор­ товые колебания в зависимости от интенсивности окраски зерна. Растительные масла, в противоположность животным жирам, •содержат очень мало витамина А (каротина). Но и эти неболь­ шие количества при производстве маргарина нацело разруша­ ются, так как процесс гидрогенизации целиком переводит каро­ тин (насыщение двойных связей) в неактивную форму. Поэтому ■обогащение маргарина витамином А за счет прибавления животных жиров или каких-либо препаратов витамина А может быть осу­ ществлено только путем подмешивания этих веществ уже в го­ товый- маргарин. Имеется ряд указаний, показывающих, что освещенные солн­ цем части растения богаче каротином, чем не освещенные. Так, в наружных дрстьях кочанного салата его было найдено в 30 раз больше, чем во внутренних; в наружных листьях капусты также больше. Необходимость естественного освещения подтверждается работами Смита и Моргана (1928), показавшими, что томаты, (выращенные в условиях закрытого "грунта, беднее каротином, чем томаты, выращенные в естественных уоловиях. По данным' .Мурри (1936), а также по более ранним указаниям Любименко и Бриллиант (1914), накопление каротина в листьях в процессе вегетации возрастает вплоть до стадии цветения, а затем резко падает. Это находится в соответствии с наблюдениями Эйлера с сотрудниками, указывающего на значительное падение витамин­ ной активности зеленых частей растений при их пожелтении. По мере старения листа происходит убыль не только каротина, но и хлорофилла, причем убыль каротина совершается быстрее убыли хлорофилла. При созревании плодов, но данным Люби­ менко и Бриллиант (1914), происходят весьма характерные и представляющие большой интерес изменения же'лтых пигментов, накопившихся л пластидах: они теряют кислород и переходят в бескислородные формы каротина и ликопина. Это происходит на той стадии созревания плодов, когда накапливаются значи­ тельные количества сахара и начинают преобладать процессы редукционного характера. Исследования Куна и Грундмана, указанные выше,— о накоплении^каротина в зреющих томатах— подтверждают это положение. Виртанен с сотрудниками (1933, 1934) наблюдал, что коли­ чество каротина в растении, повышаясь до начала цветения и постепенно затем падая до наступления зрелости плодов, тесно связано также с энергией роста растений. При более благо­ приятных условиях среды в смысле кислотности, азотного пита­ ния и т. д . растение накопляло и больше каротина. Отсюда он делает вывод, что раз наибольшее содержание каротина и наи­ 53
более сильный рост растения совпадают, можно считать доказан­ ным, что каротин тесно связан с ростом и что он является одним из существенных его факторов. Однако, другие данные и в част­ ности работа Шивриной (1936) этого не подтверждают. Семена и корнеплоды— как содержащие, так и не содержащие каротин— одинаково хорошо произрастали в темноте, не обнаруживая при этом и следа каротина во вновь образующихся побегах, и только при выставлении на свет они образовывали каротии примерно в одних и тех же количествах. Появление и накопле­ ние каротина тесно связано у высших растений с накоплением» хлорофилла и можно предполагать здесь какую-70 роль каро­ тина в процессе фотосинтеза. Если мы ничего определенного' не можем сказать о роли каротина в растении, где проследить его судьбу значительно проще, то тем более трудно судить о его роли в животном организме. Определяя энергию дыхания гіечо- ночной' ткани разных животных с различным содержанием вита­ мина А, Эйлер (І931) высказал предположение, что ростовой эффект витамина А находится в связи с его способностью дей­ ствовать в качестве окислительного катализатора. Однако, это> предположение не подтвердилось, так как в последующих иссле­ дованиях оказалось, что энергия дыхания тканей и содержание витамина А далеко не всегда находятся в прямом соответствии. Несомненно, однако, установлено участие витамина А и каро­ тина в окислении жирных кислот (Эйлер 1934) и в жировом обмене (Жавилье 1929; Грин 1934). Грин определенно констатирует, что недостаток витамина А- сопровождается прогрессирующим , уменьшением эстеразы сыворотки крови. Не останавливаясь более подробно на роли витамина А, отметим, ито пока в этом отношении мы не имеем все же вполне определенных и ясных выводов. Как по витамину А, так и по боль­ шинству других витаминов, отмечается'их участие в регуляции окислительных и ферментативных процессов организма, в ассими­ ляции различных пищевых веществ как органических, так и не­ органических и даются общие указания, касающиеся важной роли витаминов в обмене организма. Что роль витаминов вплетена в самые разнообразные участки обмена и является весьма суще­ ственной — об этом неоспоримо говорят многосторонние формы расстройства при отсутствии витаминов, нарушение роста и раз­ вития животных и человека. Однако, проникновение в интимную область роли витаминов при процессах обмена представляет собой еще задачу последующих исследований, задачу столь же трудную, столько и благодарную во всех отношениях. Ниже мы приводим таблицу содержания витамина А в наи­ более распространенных продуктах, выраженную в тысячах RE на1кгили,чтотожесамое,вединицахREна1г.Приэтом необходимо учесть, что приводимые данные являются средними величинами, для которых возможны колебания в ту и другую сторону, в зависимости от питания и других условий существо­ вания животных и в зависимости от сорта, места произрастания, климатических условий и пр. для растений. 54
ТАБЛИЦА 6 Содержание витамина А в RE на ! г Животные продукты Рыбий ж и р .............................от 2 5 д о ОООи более (см. выше табл. 5) Рыба (жирные сорта) 0,35 Яичный желток .... 10-60 (в среднем 25) Я й ц а .................................... 15-20 Яичный беЛок . •... о ,cf Молоко цельное .... 0,5—2,2 „ сгущеное . . . 4 „ сушеное . . . * 10 Сливки ............................... 8 Масло сливочное . . . 10-50 (в среднем около 20) Сыр твердый .................. 4 „ жирный мягкий 8 Мясо сырое тощее . . . 0,5 „ „ жирное . . 5 Бэкон .................................... 0,3 Свинина сыр.ія .... 0,2 Телячья печень летом . 100 „ зимой . 25 Говяжий ж и р .................. 5,5 Л е г к и е ............................... 10 По чки ............................... 8-10 Кровь . . ........................... 1-2 Растительные продукты Шпинат свежий .... 25-60 высушенный в 333 вакууме . . . Салат кочанный наруж­ \ ные листья . . 50 „ кочанный внутрен­ 1,5 ние листья . . Щ а в е л ь ............................... 20 Капуста листовая . . . 29 брюссельская 5 цветная .... 0,6 „ белокочанная ' сл еды Зеленый горошек . . . 5 ,5 —7,7 Горох, бобы (зеленые стручки) . . . 3,5-8 Перец зеленый сладкий 6,2 „ _ , сушеный 20-40 Лук зеленый перо . . . 15 ре п ч а т ы й .................. 0,0 Сельдерей зеленые ли­ стья....• . 30 стебли белые следы Укроп .................................... 25 Ревень черешок Ь . 0,5 Петрушка листья . . . 40 Томаты красномясые 5,3 —5,8 Томаты розовомясые 2,3-3,4 Томаты желтомясые 1.1 Морковь красная . . — 25 „ желтая меньше 6,0 „ белая .... 0,0 Батат морковный . . . 15.5 ж е л т ы й .................. 0,75 „ б е л ы й .................. следы „ морковный, высу­ шенный на воз­ д у х е .................. 2—3 высуш. в вакууме 50 Свекла л и с т ь я .................. 24,3 корень .... сл еды Картофель ботва .... 30 * клубень . . 0,0 Брюква ............................... следы Ботва брюквы, высушен­ ная ........................... 33 Огурцы с кожурой . . 0,35 без кожуры . . следы Ре д и с ................................... следы Абрикосы .................. ‘ . . " 10 Бананы ........................... • 3,5 Сливы ............................... 2,5 Персики .......................... 1,8-2,5 Вишни ............................... 1,5 Я б л о к и ...........................• 0,5 В и н о г р а д ........................... 0,5-0,1 Апельсинный сок . . . 0,8 Лимонный сок .................. 0,1 Шиповник (плоды) . . 16,5 Б о я р ы ш н и к ...................... 0,5-2 ,0 И р г а ............................... •3 ,0 Черника ........................... 4 Гол убика ........................... 1 Е ж е в и к а ........................... !~2 • Брусника ........................... 0,5 Черная смородина . . . 3-8 Красная смородина . . следы К р ы ж о в н и к ...................... 4,0 Люцерна, клевер .... 2 5-6 0 Пырей, мятлик .... 25 Мука из листьев люцерны 1 0 -5 0 Люцерна сухая .... 100 Желтая кукуруза ., . 5-8 Мука желтой кукурузы 3-5 Белая кукуруза .... 0,0-0,5 Пшеница в зернах, меньше 0,3 Ячмень ............................... следы Ч е ч е в и ц а ........................... следы О в е с .................................... 0,0 Масло из кожуры апель­ сина ........................... 50,0 „ из желтой куку­ рузы .................. .... 0,45 „ кокосовое .... 0,0 „ льняное . • . . . 0.0 , подсолнечное . . 0.0 Sb,
Свойства и некоторые вопросы применения Приводим некоторые химические и физические свойства каро­ тина и витамина А. Каротин в чистом виде представляет собой темное медно- красное вещество блестящего металлической оттенка. Из петро- лейного эфира ß- каротин кристаллизуется в виде квадратных зазубренных пластинок* (рис. 7). а -каротин плавится при 174°— 175° Ц, ß- каротин имеет точку плавления 181—183°Ц. Каротин очень легко растворяется в сероуглероде, хорошо—в хлороформе и бензоле, умеренно — в эфире и пйтролейном эфире, а также в жирах и ледяной уксусной ки­ слоте. Алкоголь почти не раство­ ряет каротина. В воде этот пиг­ мент совершенно не растворим. В большинстве растворителей каротин дает желтые растворы с слабой желто-зеленой флуорес­ ценцией, а при высоких степенях концентрации — оранжево - крас­ ные. Как и другие каротиноиды, каротин дает с крепкой серной кислотой синее до грязно-зеле­ ного окрашивание. Аналогичное окрашивание в синий цвет полу­ чается также с дымящейся азотной кислотой, концентрированной со­ ляной кислотой, треххлоруксус- ной кислотой в растворе петро- лейногр эфира и треххлористой сурьмой в хлороформном растворе, а-каротин вращает пло­ скость поляризации вправо, ß -и у - каротин оптически не ак­ тивны. Максимумы поглощения света различными изомерами каротина в растворе сероуглерода соответствуют по Цейхме- стеру следующим длинам волн (длина световой волны дана в т |*): ** а-каротин 509 и 477; ß - каротин 521 и 485,5; т-каротин 533,5 и 496 и о - каротин (по Винтерштейну 1934) 526 и 490. Каротин адсорбируется многими веществами: окисями металлов, фулле- ровой землей, древесным углем, бисульфитными солями, хлори­ стым цинком. Однако, многие окиси металлов (перекись марганца, перекись свинца, окись хрома) способны окислять адсорбирован­ ный каротин. Фуллерова земля, бисульфиты также при этом разру­ шают часть каротина. Лучшими адсорбентами считаются окись алюминия и окись магния, особенно приготовленная из гидрата окиси магния. По адсорбционной способности изомеры'Каротина * f • каротин кристаллизуется в виде типичных, соединенных в пучки игл, а а - каротии — в виде удлиненных пластинок. ч ** 1 « | а (миллимикрон) -р одной миллионной миллиметра или одной тысячной микрона (I [ж). Рис. 7 . Кристаллы ß - каротина из моркови. 56
располагаются в следующем порядке: а - каротин, ß - каротин, 5- каротин, у - каротин. Чистые препараты каротина чувствительны к кислотам, к окислителям, но стойки к щелочам. При гидрогенизации каротин инактивируется (восстановление в пергидрокаротин). Ультрафиолетовое облучение разрушает каротин. Он значительно устойчив к температурным воздействиям при отсутствии кислорода и легко разрушается при повышенной температуре в аэробных условиях. Устойчивость каротина, нахо­ дящегося в естественных продуктах, гораздо лучшая и зависит от природы продукта. Наилучшимй растворителями каротина для опытов с животными считается сезамовое, арахидное и кокосо­ вое масла. Минеральные масла препятствуют его усвоению. При отсутствии жира в диэте он почти не усваивается. Что касается витамина А, то он представляет собой бесцвет-/ ное масло, легко растворяющееся в жирах и жировых раствори-/ телях. Оптически недеятелен, максимум поглощения в хлорофор­ мном растворе лежит при 328 т<х, при действии треххлороуксус­ ной кислоты дает интенсивно синее окрашивание с полосой по­ глощения 572 и 606 т|х, может образовать сложные эфиры, обла­ дающие витаминными свойствами. Ф противоположность каро-, тину не адсорбируется адсорбентами, указанными для негоі В глубоком вакууме (10—5 мм) перегоняется без разложения) при температуре 136—138°Ц (Каррер и Морф 1933). і Витамин А чувствителен к кислотам и очень чувствителен к окислителям, в частности — к кислороду, особенно при нагре­ вании. Однако, при нагревании в отсутствии кислорода обладает значительной устойчивостью. Разрушается при ультрафиолетовом облучении, при гидрогенизации (восстановление в пергидровита- мин). Омыление жира спиртовой щелочью не разрушает находя­ щегося в нем витамина А; омыление в водной среде разрушает его. Аналогично каротину более устойчив в природных продук­ тах. При опытах с животными наилучшими растворителями счи­ таются сезамовое и арахидное масла. Масла, содержащие линоле- новую кислоту, способствуют лучшему.сохранению витамина А. Устойчивость в отношении окисления может быть повышена добавлением восстановителей (гидрохинон) и хранением в тем­ ноте. Приведенные общие свойства для каротина и витамина А могут дать ряд ценных указаний для практической работы; однако, ими далеко не исчерпывается круг вопросов, который возникает па производстве. Уже из одного того, что устойчивость каротина и витамина А, находящихся в природных продуктах, может значительно отличаться от устойчивости чистых препаратов и будет зависеть от того или иного характера продукта, становится совершенно очевидным tбольшое значение прикладных работ применительно к тем или иным объектам и условиям обработки. Однако,, надлежит признать, что в этой области имеется совер­ шенно недостаточное количество работ, особенно у нас в Союзе, и в ближайшее время этому разделу должно быть уделено боль­ шое внимание. Мы не знаем еще совершенно, какова ценность 57
выпускаемых нашими предприятиями рыбьих жиров, которые должны быть первоклассными источниками витамина А. Лишь косвенные указания говорят нам, что здесь далеко не все, пови­ димому, обстоит благополучно, поскольку испытания обращаю­ щихся медицинских жиров на витамин D, являющийся значительно более устойчивым, нередко показывают следы этого витамина или полное его отсутствие. Между тем, огромный рост рыбной про­ мышленности, первоклассная техника и выросшие кадры специа­ листов дают все объективные данные к тому, чтобы обеспечить потребность детского населения страны высококачественным и проверенным на содержание витаминов А и D рыбьим жиром. Вопрос этот заслуживает серьезного внимания со стороны заин­ тересованных организаций. * Не менее важным источником в снабжении витамином А явля­ ются такие животные продукты, как молоко, яйца и т. д. Однако, мы уже знаем, как резко может снижаться содержание вита­ мина А, если животному врационе не обеспечивается должное коли­ чество этого витамина соответствующими кормами. И наоборот, хорошо известно, каких высококачественных продуктов, вне за­ висимости от сезона, можно#добиться от животных, если доста­ точно снабжать их витамином А, не говоря уже об огромном значении витаминизированного рациона для повышение продук­ тивности и сохранения здоровья самого животного. Здесь особое значение приобретают вопросы кормов, так как в зимнее время, по опыту всех стран, рацион беден витаминами. Уместно упомя­ нуть, что за Виртаненом, работающим в Финляндии, признаны большие национальные заслуги благодаря тому, что он применил для кормления коров силосованный по своему методу корм и доказал, что в этом случае зимнее молоко коров не уступает по своей витаминности. летнему. В США вопросы получения вита­ минных кормов и витаминизации кормового рациона усиленно разрабатываются. Однако, у нас эти вопросы не заострены как следует и за них необходимо решительно взяться целому ком­ плексу с.-х. институтов и хозяйственных организаций, имеющих отношение к кормовой проблеме. Нет сомнения, что тщательным подбором кормов в пределах ныне располагаемых витаминных ресурсов, их экономным расходованием, внимательным уходом за животными можно смягчить недостаток витаминов, о чем сви­ детельствуют успехи животноводства; но эти успехи получили бы еще больший размах, если бы была подведена достаточно вита­ минизированная кормовая база. Наконец, в отношении плодоовощей, являющихся ценнейшими дополнительными источниками снабжения населения витами­ ном А (каротином), еслй у нас и расширяется весьма необходимая работа (ВИР и др.) по выявлению и мобилизации наиболее вита­ минных культур, сортов, то разработка вопросов наилучшего сохранения этого витамина при консервировании, сушке, хранении и т. д . почти еще не начата. В дополнение к основным путям покрытия потребности страны в витамине А, немаловажное, значение имеет выработка препара­
тов этого витамина, главным образом, из непищевого сырья. Этот раздел, -благодаря раббтам Всесоюзного витаминного института, у нас обстоит более или менее благополучно, так как найдены уже подходящие для производства методы выделения каротина (по предложению Г. Е. Розенберга используется метод адсорбции каротина из сока растений на гидроокись магния, с последую­ щей элюкией), спроектированы у>ке полузаводские установки, и в ближайшее время мы сможем получить каротин сперва из моркови, а потом и из непищевого сырья. С получением фабрич­ ного каротина была бы возможна витаминизация ряда продуктов— маргарина, зимнего сливочного масла, консервов и т. д . Так как мы почти не имеем еще в Союзе работ по опре­ делению устойчивости витамина А и каротина «в продуктах и кормах при различных обработках, приведем некоторые дан^ ные из заграничной литературы. Разрушение витамина А идет, главным образом, за счет окис­ ления кислородом воздуха, которое ускоряется при повышенной температуре. Достаточно 12-часового продувания воздуха сквозь масло, чтобы лишить его витамина А. Гопкинс и Друмонд нашли,, что коровье масло после 4 часов нагревания при 100° Ц на воз­ духе лишалосй витамина А, в то время как нагревание того же масла в течение 12 часов при 120° Ц в отсутствии кислорода не отражалось на активности содержащего в нем витамина. Швей- сингер (1935) считает, что при производстве рыбьего жира нрт необходимости обрабатывать печень на холоду и вполне можно применять обычную паровую обработку печени (45—98° Ц). Паро­ вой рыбий жир является даже лучшим, так как только под действием жара витамин наиболее полно освобождается из ткани, если, однако, принимаются достаточные меры для предохранения от окисления атмосферным кислородом. Содержание витамина А в молоке не претерпевает заметного изменения при обычном кипячении (Вальтнер 1934), но если сушить молоко но методу распыления, потери наблюдаются. В консервах витамин А сохраняется полностью, если применяют вакуумную закатку. , ’. В отношении сохранности каротина Квин (1925) указывает, что при нагревании сока томатов в течение 4 часов при 100° Ц наблюдалосы разрушение лишь 18% его. Нельсон и Габер (1934) определяли влияние консервирования и хранения на содержание каротина в томатах и при этом нашли, что консервирование и хранение консервов в течение 3 лет не оказало влияния на ' его содержание. Крысы обнаруживали хорошие ростовые реакции, когда их кормили свежими томатами, свежезаконсервированными и хранившимися 3 года консервами в дозе 0,1 г. С другой стороны мы имеем данные Фрапса и Трейхлера (1933), что консервирован­ ный шпинат теряет около 65%, активности; консервирование моркови (по Ланглей и Ричардсон 1933) заметно снижало ее активность. Лишь в отношении непродолжительной варки овощей мы имеем более однородные сведения (Ковард и Морган 1935 и др.), 59
указывающие на полную сохранность активности вареной мор­ кови, капусты, бобов и др. Особенно большие потери наблюдаются при сушке. По Фрап- су и Трейхлеру (1933) морковь теряет во. время сушки в вакуум­ ной печи 80%, батат—29% витамина. Если сушка происходит на возцухе, то потери еще большие. Так, батат при сушке в ваку­ уме содержал 50 RE на 1 г сушеного продукта, а при сушке на воздухе лишь 2 —3RE. По Моргану и Мадсену (1933) потеря каротина при сушке абрикосов равняется 36—41%, при этом сульфитация (Морган с сотр. 1935) значительно увеличивает его разрушение. Всегда ли происходят такие потери — ска­ зать трудно. Опыт определения каротина; в плодах шиповника до и после сушки, проведенный в Витаминной лаборатории ВИРа Прозоровская 1936) показал, что содержание каротина не изменилось: и в том ив другом случае заключалось 80ИЕна1 г сухого веса. Сушка производилась при этом на воздухе при 40°Ц. Однако, безусловно установлено, что большие потери каротина происходят при сушке трав, о чем мы в настоящее время рас­ полагаем достаточно полными сведениями. По даннум Гауге (1935), развивающиеся во время сушки травы процессы фермен­ тации ведут к резкой убыли количества каротина в сене. Приостанавливая действием высокой температуры процессы ферментации в свежескошенной люцерне, при последующем досу­ шивании даже на солнце, удавалось сохранить активность на 90—100°/о- Этим, повидимому, и объясняются такие отличные показания, подтверждаемые со всех сторон, которые дает в от­ ношении сохранности витамина А сп<эсоб искусственной сушки сена при высокой температуре и ограниченном доступе воздуха. По данным Россель (1929) люцерновое сено искусственной сушки в 8 раз богаче витамином А по сравнению с люцерновым сеном обычной сушки. По Шеунерт и ІІІиблих (1934) содержание ви­ тамина в люцерновом сене, при разных способах сушки таково: сено искуственной сушки содержало 60 RE на 1 г; сено, высушенное на вешалах — 20 RE и сено при сушке на прокосах— только 7,5 RE. Смит и Бригс (1933), испытывавшие влияние солнечного осве­ щения и различной продолжительности сушки на содержание витамина А в сене люцерны, установили следующее^ Максималь­ ное количество витамина А сохраняется в сене, полученном пу­ тем сушки в темноте свежескошенной и убранной с поля травы. При оставлении свежескошениой травы в поле на 2 ч. 45 мин. количество витамина А в досушенном затем в темноте сене, по сравнению с указанным выше сеном, снижается на 20—33% . Потери зеленой окраски при этом не наблюдалось. При оставле- і нии травы в поле на 20 ч. 45 мин. снижение наблюдалось на 75% и при оставлении на сутки на 84%. Листья люцерны в последнем случае сохраняли большую часть зеленой окраски, хотя стебли показывали заметное потемнение. Люцерна, пролежавшая в поле в прокосах при перепадающих дождях одну неделю, сохранила лишь 4% витамина, имевшегося в первом образце, высушенном 60
в темноте. На большое снижение витамина А в сене при дли­ тельной солнечной сушке указывают также Стинбок и его сотруд­ ники (1925), делая заключение, что при этом сено теряет не только окраску, но и содержание витамина А; на это же указывает Друммонд (1924) и др. Дуглас Эрл и сотрудники (1933J, изучая содержание вита­ мина А в сене люцерны, констатируют,"что содержание этого вита­ мина было всегда выше при скашивании в ранней стадии цве­ тения, чем в позднейшем периоде. Сено, заготовленное при рас­ сеянном свете, оказалось тоже активнее, чем заготовленное при прямом солнечном освещении. Сено при сушке в прокосах теряло больше витамина, чем сушеное в копнах. Потери витамина в сене, в зависимости от срока скашивания и способов уборки, составляли от 21 до 74% и содержание витамина А в сене ко­ лебалось от 9 до 60REна 1 г. Учитывая значительное разрушение каротина в сене при обычной сушке, следует заключить, что подобное сено, повиди­ мому, не может обеспечить потребность животных в этом вита­ мине, так как опыт всех стран свидетельствует о резком сниже­ нии витаминности продуктов животноводства в зимнее время. Вместе с тем, мы имеем и определенные пути устранения этого дефицита. В качестве таковых могут явиться улучшенные спо­ собы заготовки сена— возможно быстрая уборка, без излишней передержки на поле, сушка на вешалах, под навесами и т. д ., не допуская в то же время перестаивания травостоя, поскольку установлено, что перестоявшаяся растительность теряет уже на корню значительные количества каротина. Особенно перспек­ тивной представляется искусственная сушка сена, так широко распространенная в США и в Скандинавских странах, и за раз­ работку рентабельного применения которой нам следует взяться. Немаловажное значение может оказать соответствующий подбор сортов корнеплодов и особенно внедрение улучшенных методов силосования. По работам Виртанена, а также Тайлора (1934) силос целиком сохраняет каротин и при этом — что особенно важно отметить — за время хранения силоса не происходит ника­ кой потери активности на протяжении длительного периода вре­ мени. В заключение мы остановимся на сохранности витамина А при лежке продуктов. Очевидно, если хранение продуктов, даже сухих, происходит в условиях соприкосновения с воздухом, то здесь имеет место медленное окисление витамина А. Ряд прямых данных говорит нам об этом. Там, по опытам Тайлора (1934), высушенная машинным способом люцерна теряла 50—67% всего содержавшегося карбтина на протяжении времени хранения ее в сарае в течение 3 — 7 месяцев, причем наибольшие потери наблюдались в течение первых 3 месяцев. Сено, содержавшее в начале околр 40 RE на 1 г, после хранения снизило активность соответственно до 20 и 13 RE на 1 г. Опытами Фрапса и Трейхлера (1933), проведенными в целях определения влияния хранения на витамин А в сушеных продук- 61
тах, установлено, что за время хранения происходят следующие потери активности: мука из листьев люцерны, имевшая в начале 10 RE, через 11 мес. имела только 5 RE, то есть поте­ ряла за 11 мес. хранения 50% активности; один сорт горошка, имевший 3RE на 1 г, после 7 мес. имел 2RE, после 9 мес.— 1,5 RE и после 14 мес.— 0,7 RE; сушеный зеленый перец, имевший 50 RE на 1 г, после 19 мес. хранения содержал только 10 RE; цельное молоко в порошке с 10 RE на 1 г снизило содержание витамина А до 3RE после 9 мес. хранения; желтая кукуруза, имевшая 7REна 1 г, после 7 мес. имела 5RE ипосле 13 мес. IRE. Все указанные продукты были тонко размельчены, храни­ лись при комнатной температуре в сосудах с плотной крышкой, открываемой лишь на время, когда брались дозы для кормления. Один образец кукурузы, хранившейся в нетолченном виде, также .показал значительное снижение активности, мало отличающееся от снижения, наблюдаемого при хранении толченой кукурузы. Имеется ряд указаний, что это снижение идет более быстро при повышенной температуре, чем при низкой, что предста­ вляется вполне естественным. Лишь ири хранении продуктов без доступа воздуха витамин А не разрушается. Хранение в темноте также способствует большей стойкости витамина А. Таким образом, надлежит признать, что вопросы хранения продуктов, содержа­ щих витамин А, являются далеко не простыми и что этим вопро­ сам надо уделить серьезное внимание.
ВИТАМИН D D-авитамнноз Отсутствие витамина D в пище обусловливает появление изве­ стной болезни детского возраста — рэхита. Рахит проявляется в ряде признаков, из которых наиболее характерны следующие: мягкость и хрупкость костей, расширение суставов, рахитические четки, недостаточное обызвествление эпифизов, плохое сращи­ вание швов на темени, деформация грудной клетки и таза, общая слабость мускулов, плохое развитие' зубов, зубной кариез. Все эти признаки развиваются в результате нарушения минерального обмена организма, при котором процесс обызвествления костей не протекает нормально. Состав костей рахитиков резко отли­ чается от костей здорового организма. Так, по данным Ланд- штейна и Мейера (цитир. по Б. А. Лаврову) хрящевая масса рахитической кости составляет 71,25%' вместо 29,43%, а солей извести в костной ткани содержится всего лишь 18,2% вместо 66,33% . Общий Неорганический состав костей также неодинаков. В рахитичных Kocfnx снижен процент кальция, фосфора, повы­ шено содержание хлора и воды. ТАБЛИЦА 7 Нормальная кость Рахитичная і кость 1• В о д а ........................... 37,04 42,53 і К ................................... 0,30 0,31 N a ............................... 0,60 0,73 Са . ........................... 24,48 21,61 ! M g .................... 0,10 0,74 Р ................................... 11,03 9,97 ; і со . ........................ 2,34 2,12 С 1 ........................... 0,39 3,45 Эти изменения в составе костей приводят к изменению в строении кости: вместо четкой узкой бледнорозовой полоски хряща между эпифизом и диафизом хрящевая ткань разрастается, исчезает резкая граница между ней и костно-мозговой тканью, 63
появляются ^выступы хряща в сторону диафиза. Костная ткан 4 истончается, делается мягкой и легко гнущейся. Вполне установлено, что содержание солей кальция и фос­ фора в кровяной сыворотке должно достигать значительного предела, чтобы рост кости мог итти за счет отложения солей. Если концентрация солей в кровяной сыворотке не будет дости­ гать этого предела, то наступит остановка роста, приводящая I Рис. 8. Дети в возрасте 6 лет, с различными рахитиче­ скими деформациями; посредине ребенок того же воз­ раста с нормальным ростом. (Сборник Анг. Мед. И ссл . Совета 1932 г.). в конце концов к ряду'отмеченных уже выше явлений. В зави­ симости от того, понижено ли содержание фосфора, или каль­ ция, или того и другого вместе, существуют различные типы рахита. Наиболее часто встречается рахит с пониженным содер­ жанием в сыворотке фосфора и нормальным содержанием кальция. Это понижение содержания фосфора далеко не всегда зависит от недостаточного количества этого элемента в пище; при нор­ мальном количестве фосфора в пище утилизация его в организме все равйо может быть нарушена. Роль витамина D и сводится
к тому, чтобы дать возможность организму лучше использовать доставляемые ресурсы кальция и фосфора и восстановить нор­ мальную концентрацию их в крови. Как показали клинические наблюдения, а также опыты на животных, рахит можно излечить или предупредить с помощью естественного источника витамина D (рыбий жир и др.), или освещением прямыми лучами солнца, или ультрафиолетовыми лучами. Под воздействием лучей провитамин D кожи превращается в витамин D, последний же поступает в ток кровообращения и оказывает такое же действие, как витамин, принятый с пищей. Провитамин D при этом должен быть получен организмом с пищей извне, так как если бы истощились его запасы в организме, то освещением нельзя было бы предупредить или изле­ чить рахит. Активирование провита­ мина светом объясняет нам лучшее качество летнего молока по сравнению с зимним. Провитамин, потребляемый коровой, активизируется в подкожном жировом слое под действием летнего солнца; витамин D, образующийся в коже, циркулирует в организме и переходит в молоко. Надо отметить, что рахит резче бы­ вает выражен у детей с нормальным ростом и с энергичным ростом костей; дети же с заторможенным ростом даюг менее характерную картину рахита. То же самое, как увидим ниже, наблю­ дается и у экспериментальных жи­ вотных. Питание матери имеет влияние на запасы этого витамина у новорожденного ребенка, а также на витаминность материн­ ского молока. Поэтому понятно, что питание матери в значи­ тельной мере определяет устойчивость ребенка к рахиту. Этим отчасти объясняется такое широкое распространение этого забо­ левания. Так, по данным Шморля (1909) из 386 детей, умерших в возрасте от 1 года до 4 лет, у 90% был обнаружен рахит (гистоло­ гически). По Дику (1915) среди учащихся казенных школ в Лондоне у 80% наблюдаются симптомы этого заболевания. Гесс в сирот­ ских приютах Нью-Йорка обнаружил 90% детей- рахитиков. Осо­ бенно много рахитиков было отмечено во время войны. Поданным Дальейлла (1920) в Вене в одной общине, где было много грудных уладенцев, рахит был диагносцирован в возрасте 5 месяцев в 50% случаев, а в возрасте 9 месяцев—в 100%. Энгель (1920) утвер­ ждает, что в Германии среди детского населения тяжелая форма рахита была так распространена, что наблюдалось много случаев неспособности детей ходить в возрасте 3—4 и даже 6—7 лет. Рис. 9. Рахит, вызванный ди- этой в 175 сма молока, бе­ лого хлеба вволю и 10 см8 льняного масла в день. Про­ должительность опы та 5>/г месяцев. (Сборник Анг. Мед. Исслед. Совета 1932). Ви гамины—5 65
Не только дети, но и взрослые безусловно нуждаются в таком важном для минерального обмена веществе, как витамин D, и возможно, что этим как раз и объясняется благотворное дей­ ствие, которое оказывает на обмен пребывание на воздухе под действием прямых солнечных лучей. Известное заболевание взрос­ лых, так наз. остеомаляция, связывается с недостатком витамина D. В Европе во время войны, когда запас животных жиров был ограничен, среди взрослых имели место вспышки этого заболе­ вания. Больные име^и переваливающуюся походку, кости были Рис. 10 . Ультрафиолетовое освещение детей для лечения рахита (Гаррис 1935). при прикосновении болезненны и иногда самопроизвольно лома­ лись. Исследование рентгеном обнаруживало изменение в струк­ туре костей. Рыбий жир и сливочное масло оказывались полез­ ными при лечении этой болезни. Недостаток витамина D, помимо рахита, также ведет, особенно при одновременном отсутствии витамина А, к повышенной вос­ приимчивости дыхательных органов к инфекциям. Среди сельскохозяйственных животных рахит наиболее рас­ пространен среди свиней и птиц. При питании свиней кормом, бедным минеральными солями и витамином D, у них развивается слабость и паралич задних ног, искривление их, сухость кожи и быстрое падение веса. Добавление в пищу рыбьего жира и люцерны быстро излечивает животных. При батарейном содержании птиц часто наблюдается нару­ шение минерального обмена, остановка роста, слабость и искри­ 66
вление ног, плохое оперение, общая вялость и пониженная сопро­ тивляемость к инфекциям. Отсутствие солнечного света приводит ко всем вышеуказанным явлениям, даже если цыплята получали в рационе зеленый корм, но имеющийся в нем провитамин D не мог перейти в активную форму и оказать .антирахитическое дей­ ствие. Отсутствие витамина D в корме пагубно отражается не только на цыплятах, но и на взрослых курах, приводя к меньшей упи- Рис. 11. Различный эффект, получаемый от действия солнечного света и питания зе­ леной травой. Оба цыпленка получали ис­ кусственно составленный корм, состоящий из обработанного спиртом казеина—18%, декстрина—60°/о, смеси минеральных со лей— 5%, агар-агара—2%, дрожжей—15% и 5% свежего зеленого клевера. С 12 июля одного цыпленка (правого)стали выносить на солнце ежедневно на полчаса. Рацион •остался тот же. Вес этих цыплят (по Мак­ Коллуму) изменялся следующим образом: Левый Правый цыпленок цыпленок Начальный вес в г 35 38 Вес перед выноской насолнце... 77 95 Вес через месяц . 95 235 танности, уменьшению носки яиц и к меньшему выводу из них цыплят. Введение в рацион облученных дрожжей, а особенно рыбьего жира приводило^. (Лепский 1935) к устранению выше­ указанных явлений. і Химическая природа Уже с давних времен в медицине особой популярностью в качестве антирахитического средства пользовался рыбий жир, так как он давал прекрасные результаты как при лечении, так и предупреждении этого заболевания. Наряду с другими наблю­ дениями это давало повод к представлениям о рахите, как о болезни недостаточного питания. С другой стороны, многие медики особенно подчеркивали значение солнечного света в про­ филактике рахита. Это заболевание встречалось чаще в зимние месяцы, чем в летние, и пребывание детей в горах, на солнце, всегда значительно улучшало их состояние. Само распростране­ ние рахита в зависимости от географического фактора подкреп­ ляло эту мысль, так как было известно, что в тропиках рахит не встречается, в то время, как в наших широтах он является обычным заболеванием. Каким же образом можно было объяснить, что два таких раз­ личных фактора, как рыбий жир и солнечные лучи, благотворно влияли на одну и ту же болезнь? Этот вопрос оставался не раз­ решенным до тех пор, пока не были предприняты эксперименты на животных. Опытами на собаках Мелланби (1919—1920) убеди­ 5* 67
тельно доказал, что многие продукты, как сливочное масло, рыбий жир, жир внутренностей оказывают сильное профилакти­ ческое действие, между тем как мясо, хлеб, снятое молоко, дрожжи, льняное мгсло вовсе не предупреждают рахита. Сопо­ ставляя антирахитическое действие разных продуктов с наличием в них уже известного в то время витамина А, Мелланби высказал предположение, что антирахитическое вещество идентично вита­ мину А или очень близко стоит к нему. Тогда же Мак-Коллум с сотрудниками (1920) получил на крысах с помощью приме­ ненных диэт такие изменения костей, которые очень напоминали рахит детей. Казалось, вопрос о происхождении рахита получает определенное освещение в смысле болезни недостаточности пита ­ ния. Однако, в это же время целый ряд сообщений, из которых по наибольшей убедительности надо отметить работы Гесса и Унгера (1921), говорили об определенно исцеляющем действии на детский рахит солнечного света и ультрафиолетовых лучей> и наоборот, в своих опытах на детях Гесс (1920—1921) не мог констатировать антирахитического действия целого ряда продук­ тов, содержащих много витамина А — сливок, молока, зеленых овощей и др. Появились и новые, казалось, запутывающие обстоя­ тельства. Мак-Коллум (1922) пропускал воздух сквозь кипящий рыбий жир в течение 12—20 часов и нашел, что такой рыбий жир терял свои антиксерофтальмические свойства, между тем как способ­ ность излечивать крыс от рахита сохранилась. С другой стороны, Стинбок (1922,1923) доказал, что больные крысы, которых облу­ чали ультрафиолетовым светом, хотя вначале и прибавляли в весе и излечивались от рахита, но в конце концов все же погибали при явлениях инфекции глаз и падении веса. Таким образом, свет производил лишь часть того действия, которое наблюдалось от рыбьего жира. В 1923 г. англичанка Хьюм (Хьюм, Смит и др.) опубликовала новое открытие. Она освещала клетки, в которых находились опытные животные, кварцевой лампой и наблюдала, что крысы не заболевают рахитом. Объяснив неправильно это явление дей­ ствием активированного освещением воздуха, она тем не менее дала толчок к новым исследованиям, и уже в 1924 г. Стинбок и Гесс, независимо друг от друга, опубликовали серию замечательных опытов, говорящих о том, что можно сообщить антирахйтические свойства самым разнообразным веществам, как например мясу, зернам злаков, отрубям, различным маслам, говяжьему и свиному салу и т. д., подвергая их облучению кварцевой лампой. Нильсон и Стинбок (1925) не нашли подтверждения тому, что воздух после облучения приобретает антирахитические свойства и наблюдав­ шееся Хьюм действие, по их мнению, следует отнести за счет поедания животными облученных кормов. Оказалось также, что появление ангирахитической активности в кормах после ультра­ фиолетового облучения вовсе не сопутствует усилению их анти- ксерофтальмических свойств. Теперь стало совершенно уже оче­ видным, что витамин А и антирахитический фактор не идентичны, 68 к*
и последний, по предложению Мак-Коллума (1925), был назван витамином D. Все это дало толчек быстрому прогрессу в изучении этого витамина. Освещались ультрафиолетовыми лучами различные пищевые средства, которые были известны, как не обладающие антирахитическим действием. После освещения они приобрели эти свойства. Оказалось, что составной частью, которая активировалась светом, являются жиры. Химическое исследование жиров заста­ вило отнести автивное вещество к неомыляемой фракции, присут­ ствующей в жирах в количестве, не превышающем в большин­ стве случаев 1%. Дальнейшие исследования показали, что только небольшая часть этой неомыляемой фракции, а именно — так на­ зываемый холестерол, приобретает при освещении антирахитиче- ские свойства. Гесс в Америке и Розенгейм в Англии выделили холестерол из неомыляемой фракции рыбьего жира и показали, что посред­ ством облучения он приобретал сильные антирахитические свой­ ства. Эту способность он не терял и после 50—100-кратной пере­ кристаллизации, почему и явилась мысль приписать холестеролу свойства провитамина D. Это тем более можно было считать вероятным, что хорошо давало объяснение тому факту, что кожа под влиянием ультрафиолетовых лучей приобретает активное вещество и тем самым предупреждает и исцеляет рахит у облу­ ченного организма. Казалось совершенно понятным, что холесте­ рол, которым кожа всегда богата, является тем провитамином, который при облучении переходит в активный витамин D. Однако были все-же некоторые сомнения, и для того, чтобы иссле­ довать природу получающегося витамина и его провитамина (холестерола), был привлечен к совместной работе известный химик-органик Виндаус (Геттинген, Германия), работавший много лет по стеролам. И вот оказалось, что, когда очищение холесте­ рола было предпринято не путем перекристаллизации, а химиче­ ским способом при помощи бромирования уксусно-кислых эфи­ ров стеролов (бром вступает по месту двойных связей) с после­ дующей перекристаллизацией бромных производных и удалением брома действием цинковой пыли, так что происходит обратная регенерация чистого стерола, — получаемые препараты лишались способности активироваться. Эти чистые препараты сохраняли при этом все прежние физи­ ческие и химические свойства, за исключением того, что их спектры уже не изменялись при ультрафиолетовой радиации, из чего можно было заключить, что при очищении холестерола отпа­ дал какой то очень схожий с ним компонент, который оставался в маточном растворе при перекристаллизации бромных произ­ водных. Казалось очевидным, что эта примесь и являлась веще­ ством, получающим активность при облучении холестерола. Подобная трактовка вопроса, как увидим ниже, была не совсем верной, но в то время она казалась убедительной и никаких сом­ нений не вызывала. , * 69
Основываясь на наблюдениях, что примесь х холестеролу должна быть более ненасыщенным соединением, чём сам холе­ стерол (большая чувствительность по отношению к окислителям* разрушение при дебромировании бромного производного и др.)? Виндаус обратился к испытанию стеролов, содержащих большее число двойных связей, чем холестерол. Из таких стеролов наи­ больший интерес представил выделенный и описанный впервые Тенре (1908 г.) эргостерол, имеющий 3 двойные связи. В 1927 г. Виндаус выделил из дрожжей, а Розенгейм из спорыньи — чистые препараты эргостерола и оба автора одновременно пришли к за­ ключению, что он именно обладает свойствами приобретать антирахитическое действие. Облучение эргостерола дало результаты, превзошедшие вся­ кие ожидания: полученный препарат превосходил в несколько тысяч раз (до 6 000) по активности прежние препараты из холе­ стерола. Произведенные расчеты показали, что в очищенных перекристаллизацией препаратах холестерола примесь эргосте­ рола составляла всего 1/60%. При смешении химически чистого* неспособного при облучении к активированию холестерола с соответствующим количеством эргостерола, согласно указанной пропорции, был получен продукт, ни в чем не отличающийся по свойствам от чистого холестерола, однако, обладавший уж е способностью давать активные антирахитические препараты при облучении. Все это дало основание к тому, чтобы считать эргостерол провитамином D. Таким образом, предпринятые тонкие по методике работы увенчались успехом, тем более разительным, что по вре­ мени это был первый успех в разгадке химической природы ви­ таминов. Естественно, результаты эти привлекли к себе большое внимание ряда крупнейших химиков, усилиями которых и были обеспечены дальнейшие успехи. По установлении того, что витамин D образуется из эргосте­ рола, дальнейшая задача состояла в том, чтобы выделить вита­ мин D из сырых продуктов облучения. Эта задача представлялась вначале не особенно сложной, однако она потребовала значи­ тельно больше времени, чем предполагалось, и только к 1931 г. были получены первые результаты. Прежде чем остановиться на них, предварительно сообщим некоторые данные об эргостероле. Как и все стеролы, эргостерол принадлежит к группе сложных спиртов, которые при обработке веществ жирорастворителями (эфир, бензин и пр.) переходят в вытяжку. По месту своего главного распространения эргостерол относится к группе фитостеролов или растительных стеролов. Фитостеролы встречаются, главным образом, в растительных маслах, дрожжах, грибах, в семенах и муке, в листьях, в живот­ ных же тканях распространен холестерол. Эргостерол является более ненасыщенным соединением, чем другие стеролы (он имеет три двойных связи, в то время, как холестерол — одну двойную связь) и поддается благодаря этому более легкому окислению. Воздействие света и воздуха при обычной температуре приводит 70 >9
к изменению его свойств. Чистый эргостерол представляет собой блестящие, жирные на-ощупь иглы. Его химический состав — Cs8H440. Большое число работ было проведено по установлению его структурной формулы, которая в настоящее время принимается в следующем виде: СН— сн3 н.с С СНР СН=СН IЖIЖI2 I сн2сн3сн СН— СН- сн— сн I сн— сн3 сн3 снг сн Как это видно, ядро эргостерола состоит из 4 колец: в пер­ вом кольце имеется спиртовая группа, во 2-м кольце имеются две конъюгированных двойных связи; имеются 2 метальные группы и к четвертому кольцу присоединена боковая цепь из 9 углеродных атомов. Эргостерол обладает чрезвычайно сильной способностью поглощать ультрафиолетовые лучи с резким ма­ ксимумом 270 — 280 т\>. и в результате освещения приобретать антирахитические свойства. При этом источник ультрафиолетовых лучей, характер растворителя и другие условия имеют большое значение. Из изменений, которые претерпевает эргостерол при облучении, следует отметить потерю им способности осаждаться дигитонином, что для стеролов является характерным свойством. Этим показателем обычно и пользуются для определения скоро­ сти превращения эргостерола в витамин D. Несмотря на то, что Розенгейму и Виндаусу удалось получить в том же 1927 г., а Бильсу с сотрудниками в 1928 г. препараты освещенного эргостерола, которые обладали огромной активно­ стью, превосходящей в несколько десятков тысяч раз активность рыбьего жира, все же это были не чистые препараты витамина D, а смолистая смесь разных веществ, среди которых витамин D являлся лишь частью, остальное же представляло собой или неиз­ мененный эргостерол, или же недеятельные продукты распада. Путем подбора источников света (лучшие результаты дают лучи с длиной волны не короче 284 т\і) и времени освещения уда­ валось повысить превращение эргостерола до 90% от начального количества и получить препараты с активностью 0,1 y> однако дальнейшая иррадиация быстро снижала их активность; выделе­ ние же в чистом виде витамина D даже из таких препаратов представляло чрезвычайные трудности и не удавалось. Однако, эти трудности все же были преодолены. 71
Английским исследователи Бурдильону с сотрудниками (Ангус, Аскев, Бурдильон и др. 1930) удалось добыть путем перегонки сырого продукта облучения в высоком вакууме кристаллизую­ щийся дестиллят. Выкристаллизовавшееся вещество оказывало сильное антирахитическое действие (доза на крысу 0,05 у веще­ ства). Оно было названо кальциферолом, и его рассматривали как чистый витамин D. Однако, одновременно германским иссле­ дователям— Виндаусу с сотрудниками — удалось путем другого приема очищения получить активный кристаллический продукт (активность 0,025 7), названный витамином Db а Линзерту (1932) выделить из маточного раствора, остающегося при получении витамина D b второй кристаллический активный продукт, назван­ ный витамином D2 (активность 0,015 у)- Казалось, вопрос запу­ тывается, так как все эти три препарата — кальциферол, ви­ тамин D( и витамин D2, не только имели отличающуюся активность, что могло еще до некоторой степени объяс­ няться различием условий при проведении опытов, но главное они обладали различными фи­ зическими свойствами. Однако, вскоре английским исследова­ телям (Аскев, Бурдильон, Брюс и др. 1932) удалось разложить свой кальциферол на две ча­ сти —одну не активную и вто­ рую, более активную, чем пер- Рис. 12 . Кристаллы витамина D3 (Гаррис БЫЙ препарат кальциферола 1935) (активность 0,021—0,028 у). Применяя предложенный Бурдильоном прием очищения, Виндаус разложил после этого свой витамин Dj на две части, из которых одна была не активна (люмистерол) и вторая еще более активна, чем витамин D,. Наконец, было выяснено, что очищенный витамин D ,, витамин D2 и новый кальциферол английской школы— обладают весьма близкими свойствами и повидимому идентичны. Таким образом, в настоящее время мы знаем один кристал­ лический продукт облучения эргостерола, называемый обычно витамин D2, являющийся если и не идеально чистым витамином D, то во всяком случае весьма чистым препаратом, обладающим огромной физиологической активностью. Достаточно 0,02—0,025 у в день этого продукта, чтобы наверняка защитить крысу от рахита (принято считать 40000 RE в 1 мг). Такой препарат по антирахитическому действию в 400 000 раз сильнее хорошего рыбьего жира: один грамм его содержит 40 миллионов кры­ синых порций, или '/7 миллиона детских доз. Одного грамма такого препарата могло бы хватить на*360 лет для одного ре­ бенка. 72
Согласно Виндаусу ход превращения эргостерола при освещении ультра­ фиолетовым светом можно представить следующей схемой: Эргостерол 4, Люмистерол Ф Тахистерол Витамин D Супрастерол I (токсистерол) Супрастерол II В настоящее время все шесть продуктов реакции выделены в чистом виде. Какой бы из промежуточных продуктов не подвергать облучению в конечном счете, пройдя промежуточные стадии, изображенные на схеме, он даст оба супрастерола. При облучении длинноволновыми ультрафиолетовыми лучами до превращения 50 % исходного эргостерола образуется примерно 40—50% люми- сгерола, 30—40% витамина D, 5—10% тахистерола и 5 —10% супрастерола I и II. Из всех продуктов облучения антиоахитической активностью обладает лишь витамин D. В больших дозах он обладает токсичностью; еще более токсичен, чем витамин D, тахистерол, а особенно недавно открытое вещество, называемое токсистерол, получаемое, если витамин D слишком долго облучать короткими ультрафиолетовыми лучами. При облучении лучами разной длины волны различные этапы превращения эргостерола проходят с неодинаковой интенсивностью, и этим можно пользоваться для направления процесса в желательную сторону. Прежде описанные препара­ ты — витамин Di Виндауса и старый кальцифероль англичан (см. выше) — состоя­ ли из смеси кристаллических витамина D и люмистерола. С момента открытия эргостерола, как провитамина D, и выде­ ления этого витамина много труда было положено на выяснение строения молекул этих веществ. Но если в отношении строения первого вещества мнения в настоящее время более или менее сходятся, то в отношении витамина, единогласия еще нет. По по­ следним данным Розенгейма (1934, 1935) и Виндауса (1935, 1936), строение молекулы витамина D представляется в следующем виде: Формулы Витамина D По Розвнгейму и Нингу
По Виндаусу СИ2 СН Какая из этих формул является наиболее правильной — ска­ зать еще трудно. Однако, несомненно установлено, что переход эргостерола в витамин D при фотоактивации связан с разрывом второго кольца и появлением 4-й двойной связи. Кроме того, по мнению Розенгейма и Кинга, не разделяемому однако Виндаусом, в процессе облучения гидроксильная группа претерпевает эпимеризацию, вследствие чего облученный эрго­ стерол теряет способность осаждаться дигитонином. Важен или нет процесс эпимеризации для приобретения активности эргосте- ролом — твердо еще не установлено, но сохранение гидроксиль­ ной группы для этого является обязательным. Боковая углерод­ ная цепь, являющаяся одинаковой у эргостерола и витамина D, как видно, в процессе облучения не претерпевает никаких изме­ нений. Если, однако, приобретение ценных витаминных свойств свя­ зано с указанными изменениями главным образом второго ядра эргостерола, то, казалось бы, среди такого большого класса соединений, каким являются стеролы и их произзодные, могут най­ тись такие, у которых расположение двойных связей во втором ядре было бы сходно с эргостеролом и они могли бы при акти­ вации переходить в биологически действующие вещества. Сле­ довательно, могло бы существовать несколько провитаминов и витаминов D. Эту мысль о возможности существования несколь­ ких провитаминов D среди растительных и животных стеролов высказал несколько лет тому назад Ремезов (1932, 1934). После­ дующие данные это положение подтверждают вполне определенно. Так, Гатевай и Кох (1935) сообщили, что обработанный на­ греванием до 200° Ц очищенный холестерол давал иррадииро- ванные продукты, в 100—200 раз превосходящие по активности таковые же из необработанного холестерола, и при этом, самое 74
главное, продукты нагревания холестерола по химической реак­ ции с треххлоруксусной кислотой и спектральному анализу не обнаруживали и следов эргострерола. В 1934 г. Ваддель нашел, что иррадиированный холестерол наряду с рыбьим жиром ока­ зывается более активным при лечении рахита цыплят, чем то же число крысиных единиц иррадиированного эргостерола, и сделал вывод, что провитаминное начало холестерола отлично от эргостерола. Эти опыты были подтверждены и расширены Бильсом (1935), Бетке (1935), Дольсом (1935), Кохом (1935) и др.; то же подтвердили Гатевай и Лоб (1936), наблюдая, что пре­ параты холестерола, по сравнению с препаратами эргостерола, менее активны для крыс и более эффективны па отношению к рахиту цыплят. Виндаус, Летре и Шенк (1935) осуществили превращение холестерола в дегидрированное производное (7-де- гидро-холестерол), имевшее во втором кольце две конъюги­ рованные связи. После облучения это производное показало активность в 0,15 7, в то время как облученный при этих же условиях эргостерол показал активность в 0,075 Нако­ нец, Маркарьян (1936) во Всесоюзном витаминном институте уда­ лось получить, путем облучения смеси дрожжевых стеролов, отделенных от эргостерола и проверенных с помощью реакции на треххлоруксусную кислоту на его отсутствие — весьма актив­ ные препараты, достаточные в дозе 0,1 у. Все это создавало впечатление, что мы находимся в вопросе изучения химии витамина D на пороге к новым и весьма обе­ щающим открытиям. И действительно, в самое последнее время появился в печати ряд работ из школы Виндауса, которые позволяют трактовать весь вопрос по-новому. В первую очередь из этих работ следует отметить те, кото­ рые относятся к получению ряда производных стеролов. Как уже упомянуто, Виндаус и Летре в 1935 г. получили 7-дегидро- холестерол, отличающийся от эргостерола тем, что у него отсут­ ствует метильная группа у С24 и двойная связь между С22 и С23, во втором же кольце этот стерол имеет то же самое распо­ ложение двойной связи, как и эргостерол (см. формулу стр. 79). Тогда уже они сообщили, что продукт облучения этого произ­ водного обладает антирахитическим действием. Теперь же Вин- даусу, Шенку и Вердеру (1936) удалось выделить это новое антирахитически активное вещество из сырого продукта облу­ чения в виде кристаллов 3,5 динитро-бензойнокислого эфира. При омылении динитробензоата был получен маслянистый про­ дукт, являющийся почти чистым витамином, для которого Виндаус предлагает формулу, отличающуюся от витамина D2 только по строению боковой цепи. Биологическое испытание (Греве 1936) показало содержание в 1 мг 24000 единиц для нового вита­ мина против 40000 единиц для кристаллического витамина D2. Виндаус предлагает назвать новый витамин витамином D3. Одновременно Вундерлих сообщил о получении 7-дегидро- ситостерОла, а Линзерт о получении 7-дегидро-стигмастерола. 75
При облучении этих производных и испытании сырых продук­ тов облучения, они имели или малую активность, как у 7-деги- дроситостерола (защитная доза в 40 раз больше, чем у облучен­ ного эргостерола) или — почти совсем не активные, как у 7-де- гидро-стигмастерола. Получение всех указанных производных стеролов проводилось одним и тем же способом. Ацетатные производные стеролов окислялись хромовой кислотой, полученные кетоны восстанавливали в спирт с одновременным омылением аце­ татной группы. Спирты бензоилировались и полученные дибензоаты разлагались -с получением свободных дегидрированных производных. Наряду с указанными работами, Брокман сообщил о выделе­ нии им в кристаллическом виде антирахитического витамина из рыбьего жира. Этот вопрос представлял большой интерес с давних уже пор по одному тому, что сравнение натурального витамина D и приготовленного из эргостерола было важно для решения вопроса об их идентичности. Особенно же интерес к этому возрос, когда многие исследователи стали отмечать, что витамин D рыбьего жира и витамин D> из эрго­ стерола различны по своей активности в отношении рахита цыплят. Несмотря на такой интерес к этому вопросу, до послед­ него времени, однако, не удалось изолировать витамин D из рыбьего жира. Правда, были получены высоко активные кон­ центраты, как например Деппе — с активностью в 0,2 т на крысу, Эндером (1933 и 1934) — с активностью 0,05—0,06 у и даже 0,03—0,04 j, но все это были не кристаллические продукты, за чистоту которых можно было бы ручаться. Брокман же разработал свою методику выделения и получил из высокоактивного концентрата (активность в 80 RE на 1 мг) жира печени тунца кристаллы 3,5 динитро-бензойнокислого эфира витамина. Методика получения сводилась к следующему. Ж ир обрабатывался смесью 90% метанол - бензина; при этом витамин D переходил в бензин, при повтор­ ном же встряхивании со смесью 95% метанол - бензина витамин оставался в метаноле (в бензин переходили неактивные сопровождающие вещества). Дальше проводилась 3-кратная адсорбция на специально приготовленную гидро­ окись алюминия со специальным цветным индикатором, указывающим зону поглощения витамина. Затем удалялся холестерол, проводилась этерификация с 3,5 динитробензоил-хлоридом и после адсорбции одна из зон адсорбента дала кристаллизующийся 3,5 динитро-бензойнокислый эфир витамина. Одной из основ­ ных трудностей в работе было удаление присутствующего в жире витамина А. Полученные кристаллы эфира по точке плавления и суммар­ ной формуле совпадали с таким же эфиром витамина D3 Вин­ дауса (из 7-дегидро-холестерола). После омыления было полу­ чено бесцветное масло с кривой потухания, как и у витамина D3. Брокман считает, что это маслянистое вещество могло быть лишь незначительно загрязнено продуктами разложения при омылении и потому это был почти чистый витамин. При биоло­ гическом испытании масло показало активность в 25 000 RE на 1 мг против 40 000 для витамина D2. Эта активность совпа­ дает с активностью чистого продукта облучения 7-дегидро-холе­ стерола. Ввиду сходства ряда показаний для этих продуктов. 76
Виндаус и Брокман приходят к заключению о полной их иден­ тичности, и следовательно витамин D рыбьего жира из печени тунца является витамином D3. На основании этих опытов нельзя, конечно, еще окончательно решить вопрос о том, все ли жиры печени рыб содержат один естественвый витамин, как пред­ полагают Дольс и Риг, или в разных рыбьих жирах имеются различные витамины D, которые встречаются порознь или в смеси друг с другом. Но, безу­ словно, благодаря работе Брокмана, сделан большой шаг вперед в этом вопросе и, главное, разрешены методические трудности. Заключительным этапом этой серии работ следует считать сравнительные испытания новых препаратов Виндауса и его сотрудников на крысах и цыплятах. Эти испытания проводились в физиологической лаборатории фирмы Фарбениндустри в Эль- берфельде (Граб 1936). Результаты их, как уже упоминалось, полностью подтвердили одинаковую активность чистого про­ дукта облучения 7-дегидро-холестерола и чистого витамина, выделенного из рыбьего жира печени тунца. Их активность была одинаковой—как в опытах с крысами, так и цыплятами. Но в то время, как в опытах с цыплятами этих продуктов требова­ лось для достижения одного и того же антирахитического эффекта в разных сериях опытов в 2—5 —13 раз больше, чем крысам, кристалического витамина D2 для цыплят надо было в 34—100 и даже 400 раз больше. Отсюда понятно, почему ранее столь часто наблюдалось лучшее действие на цыплят рыбьего жира, чем облученного эргостерола: в рыбьем жире был другой витамин, лучше действующий на птиц, в то время как крысы одинаково хорошо используют оба витамина. Следует упомянуть, что, повидимому, лишь птицы отличаются различной отзывчивостью на разные витамины, так как по данным Элиот при детском рахите нет разницы в действии витамина D2 и рыбьего жира. Дольс (1936) отмечает то же в отношении свиней. Возможно, что все млекопитающиеся одинаково хорошо используют и витамин D2 и естественный витамин из рыбьего жира (витамин D3). Помимо указанных препаратов испытанию подвергался еще облученный 22-дигидро-эргостерол. Этот продукт является гидри­ рованным эргостеролом по месту двойной связи между С22 и С23. О получении активных продуктов его облучения Виндаус и Лангер сообщали еще в 1933 г. В данном случае интересно отметить, что при испытании на цыплятах он также показал превосходство над витамином D2 и это понятно, так как 22-диги­ дро-эргостерол является ничем иным, как метилированным в боко­ вой цепи 7-дегидро-холестеролом. Наконец, результаты опытов позволяют сделать некоторые выводы о значении боковой цепи стеролов для приобретения ими способности активироваться при облучении, о чем мы раньше почти ничего не знали. Значение боковой цепи наглядно выступает при сравнении формул веществ (см. стр. 79), подвергну­ тых облучению: эргостерола, 22 -дигидро-эргостерола и 7-дегидро- производиых. 77'
Строение кольцевой системы у них у всех со верш енно одинаково, между тет резльтаты облучения совершенно различные. Если рассматривать 22-диги- дро-аргострел как метилированный 7-дегидро-холестерол, то введение метальной группы в боковую цепь, насколько позволяют судить имеющиеся данные, не отражается на его активности, между тем как замена метильной группы на этильную (как у 7-дегидро-ситостерола) сводит до нуля или почти до нуля эту активность. Резко снижающее действие (раз в 40) от замены метильной группы на этильную можно видеть также, если обратиться к формулам эргостерола и 7-дегидро-стигмастерола. Таким образом, введение в боковую цепь лишнего угле­ родного атома сверх 9-го резко сказывается на способности активироваться при облучении и, повидимому, стеролы с суммарной формулой по углероду С29 едва ли могут являться естественными провитаминами. С другой стороны, если рассматривать 22-дигидро-эргостерол, как насыщен­ ный в боковой цепи эргостерол, обладающий одинаковой способностью к акти­ вированию с 7-дегидро-холестеролом, то следует заключить, что насыщение нвойной связи в боковой цепи приводит к уменьшению способности активиро­ ваться при .облучении, примерно, в 2 раза (25 ООО RE в 1 мг для витамина и 40 ООО RE в 1 мг для витамина D3). Тоже самое видно из сравнения формул 7-дегидро-стигмастерола и 7-дегидро-ситостерола, отличающихся лишь по наличию или отсутствию двойной связи в боковой цепи; первый из них способен акти­ вироваться, — хотя и в небольшой степени, второй же почти совсем лишен этой способности. Таки и образом в дополнение к прежним данным о строении коль­ цевой системы тех стеролов, которые способны к активированию, мы имеем теперь некоторые данные и в отношении строения боковой цепи. Подводя итоги, можно следующим образом, представить совре­ менное состояние наших знаний о химии витаминов и провита­ минов D (см. формулы по Виндаусу, стр. 79). Как вытекает из всего изложенного, в отношении познания химической природы витамина D проделан любопытный круг. Еще в 1925 г. Стинбок, Гесс, Розенгейм и Вебстер имели в руках облученный препарат холестерола, однако антирахитическое дей­ ствие его было отнесено на сопутствующую примесь эргостерола, и потребовался целый ряд лет, чтобы притти к признанию первоначального предположения о провигаминной природе самого холестерола. В связи с этим следует отметить тот прогноз, кото­ рый был дан Ремезовым (1932, 1934) о природе витамина и про­ витамина D. Критикуя взгляды Виндауса в отношении того, что появление антирахитической активности при облучении холесте­ рола следует отнести за счет примеси эргостерола, Ремезов встал на ту точку зрения, что и в холестероле и тем более в эргостероле (как более ненасыщенном соединении), наряду с инактивной формой молекулы, должны присутствовать катали­ тически активные таутомеры, которые под воздействием облу­ чения постепенно накапливаются и начинают проявлять свои химические и физиологические (в смысле антирахитической актив­ ности) свойства. То очищение холестерола химическим путем, которое было предпринято с целью удаления следов эргостерола, по существу нельзя было называть „очисткой“, так так в про­ цессе регенерации (восстановления) полученных бромидов изме­ нялась сама химическая природа холестерола, такой холестерол лишался каталитических свойств и облучение его не давало активных продуктов. Ведь и фитостеролы, регенерированные по­ добно холестеролу из бромидов, также оказывались неактивными. Но Виндаус отсюда сделал вывод, что провитамином D является 78
79
не сам холестерол и не фитостерол, а примесь к ним, являю­ щаяся наиболее нестойкой, легко разрушаемой при „очистке“ и т. д ., т. е . эргостерол с тремя двойными связями. Эта идея Виндауса безусловно сыграла свою положительную роль, но в настоящее время мы должны смотреть на нее, как на недо­ статочно полную еще рабочую гипотезу. На смену ей пришло более широкое представление о суще­ ствовании нескольких провитаминов и витаминов D. По крайней мере, мы уже твердо знаем, что и зоостеролы и фитостеролы дают по одному представителю провитаминов, а дальнейшие исследования могут открыть среди такого большого класса соединений, каким являются стеролы и их производные, еще и новые провитамины. Прошедшие 10 лет изучения стеролов, еще недавно так мало исследованных, дали очень много. Они создали новую главу биохимии, показали большое биологическое значение стеролов, оказавшихся источниками для построения таких тонких регуля­ торов живого организма, каковыми являются витамины и гор­ моны, обогатили нас рядом новых методов и создали тот боль­ шой фактический материал, который позволяет успешно разви­ вать изучение стеролов и дальше. Нет сомнения, что в ближайшее время мы можем ожидать новых успехов не только в смысле более исчерпывающей рас­ шифровки круга природных провитаминов и их производных, но возможно будут намечены и первые пути к синтезу этих сложных соединений. Методы определения Биологический метод В настоящее время, ввиду отсутствия достаточно проверен­ ных химических методов определения витамина D, биологический метод является единственным, на основании которого можно судить о том или ином содержании этого витамина в иссле­ дуемых продуктах. Опытными животными для определения витамина D являются крысы, очень чувствительные к недостатку этого витамина и показывающие резкую картину рахита, сходную во всем основ­ ном с человеческой. Существует много различных методов опре­ деления витамина D, но мы остановимся кратко, как и по дру­ гим витаминам, лишь на тех методах, которые рекомендованы Всесоюзной конференцией по витаминам 1934 г. Одним из основ­ ных вопросов каждой биологической методики определения витаминов является вопрос об основной диэте. В этом отноше­ нии для витамина D признается пригодной любая рахитогенная диэта, дающая при 2—3 -недельном применении резко выражен­ ную степень рахита у максимального количества животных (80%). Особенно рекомендуется диэта Мак-Коллума No 314, Стинбока^ а также Шерман — Папенхеймерэ No 54. Последняя диэта бедна 80
витамином А и не дает резких степеней рахита, если в пред- опытный период не ввести в рацион крыс продуктов, богатых витамином А. Всякая основная диэта на витамин D должна, помимо безусловного отсутствия этого витамина, иметь также нарушенное соотношение кальция и фосфора в сторону увели­ чения кальция, так как только при этом условии быстро насту­ пает экспериментальный рахит. Наибольшее распространение у нас в Союзе получила хорошо уже проверенная и простая диэта Стинбока, дающая резкие степени рахита. Она имеет сле­ дующий состав (в процентах): Мука из желтой кукурузы . . . 76 Пшеничная клейковина...........20 Хлористый н а т р и й .................. 3 Углекислая известь ........................... 1 Из смеси указанных веществ приговляется тесто и выпекаются лепешки, которые даются животным вволю. При работе с витамином D применяются как терапевтический, так и профилактический методы; однако, последний является более распространенным и сводится к следующему. Молодые, ввозрасте около месяца и весом 34—40 г крысятаразбиваются на группы неменее как по 5 — 7 животных. Несколько группкрыс, помимо основной диэты, получают различные дозы испытуемого продукта. Другая часть крыс служит положительным и отрицательным контролями. Ж ивотные положи­ тельного контроля обычно получают кроме основной диэты ту или иную дозу рыбьего жира, проверенного предварительно на содержание в нем витамина D. Наиболее желательно было бы применять для этой цели антирахитический препа­ рат, проверенный по международному эталону. Крысята отрицательного контроля получают только основную диэту. В случае испытания препаратов или облученных продуктов вводится вторая группа отрицательного контроля, которая получает дополнительно к основной диэте ту или иную дозу растворителя или необлучен- ного продукта. При распределении крысят по группам желаіельно, чтобы кры­ сята одного помета попали во все группы; во всяком случае в контрольную группу должны быть включены животные т состава всех пометов, участвующих в опыте. Следует отметить, что сила рахитических изменений при прочих равных условиях будет тем резче, чем энергичнее рост животных, так как при этом дол­ жен больше разрастаться хрящ между эпифизами и диафизами трубчатых костей и ярче проявиться рахит. Поэтому, хотя рост костей и вес животного и не всегда совпадают, все же при опытах производят взвешивание животных. Несмотря на то, что при рахитогенной диэте резко замедляется рост, все же считается, что за период опыта крысята должны прибавить 5 —20 г. Крысят — как с меньшей энергией роста, так ь с большей — часто при разборе опыта в учет не принимают, тем более, если они по степени рахита резко отличаются от всей группы. Продолжительность опыта обычно составляет 21 день, по прошествии кото­ рых крысята исследуются на наличие рахита. Для определения наличия рахита и степени его существует большое количество методов. Наиболее точным и разработанным в настоящее время является рентгеноскопический метод, заклю­ чающийся в том, что с убитых или подвергнутых наркозу животных делают рентгеноскопические снимки и по ним определяется действие испытуемых доз. вследствие того, что наибольшие изменения отмечаются по эпифизариой линии голени задних конечностей, обычно снимается не все животное, а лишь эти конечности и тазовое кольцо. До работы Бурдильона и Брюса (1932) степень ра­ хита отмечалась теми или иными знаками Авторы же указанной работы составили шкалу из 8 рентгенограмм различных степеней рахита и в настоящ ее время эха шкала является общепринятой при оценке степени рахита. При этом резким Витамины— б 81
рахитом считается степень не более 2—3 единиц шкалы и полным благополу­ чием — не менее 7 единиц шкалы. Терапевтический метод определения содержания витамина D кратко заклю­ чается в следующем. Крысята весом в 35—45 г выдерживаются в течение около 20 дней на авитаминозной диэте; в течение этого срока делаются рентгеногра­ фические снимки и, когда на снимках будет ясно диагносцироваться рахит, начи­ нают его излечивать определенными дозами испытуемого продукта. По окончании опыта животные снова подвергаются исследованию иа степень излечения рахита, применяя и при этом рентгеноскопический, а также гистологический методы и пробу на черту. Гистологическому исследованию подвергаются проксимальные отделы голеней и при этом отмечается степень рахитических изменений в тканях. Проба на черту сводится к тому, что определяется ширина хрящевой прослойки в области эпифиза. При этом делается тонкий продольный срез свеже отпрепарированной кости, который в темноте погружается в 2 И раствор азотнокислого серебра на 5—10 минут. После этого срез выставляется на свет и серебро, связанное в неустойчивое соединение с фосфорно-кислыми солями кальция кости, восстана­ вливается до металлического серебра. Чем больше кость кальцифицирована, тем больше она свяжет A g N 03 и тем больше восстановится на свету. В зависимо­ сти от этого наибольшая степень почернения и будет соответствовать наилучшему излечению от рахита. Ш ироко распространенным методом диагностики экспери­ ментального рахита является также определение золы и процента кальция в костях. Однако, все эти методы более сложны и не превосходят в общем по своей точности, как эю было показано их сравнительным изучением Оппелем с сотрудниками (1935), рентгеноскопический метод, и их применение целесо­ образно лишь в очень ответственных случаях в качестве дополнительных методов. Такой ответственной работой является оценка новых антирахитических препара­ тов и концентратов витамина D. В этом случае должна быть обеспечена особая тщательность. Для точной установки антирахитической силы препарата рекомен­ дуется трехкратная проверка этой силы и обязательная проверка на токсичность. Большие трудности при определении антирахитической сиТьі того или иного испытуемого объекта представляет точное уста­ новление минимальной дозы, так как для этого надо было бы взять очень узкие интервалы между дозами и, следовательно, большое количество животных, что практически недоступно. Поэтому заслуживает должного внимания предложенный Оппе- Рис. 13. Испытание препарата облученного эргостерола No 2—3 и No 1. На оси абсцисс отложены испытуемые дозы, на оси ординат^ средние степени рахита. Графическое вычисление дает минимальную дозу в 0,7 у для препарата No 2—3 и 0,1 7 —■для^препарата No 1 (по Оппелю и Маркарьян 1935). лем и Маркарьян (1935) метод графической интерполяции, позво­ ляющий путем графического вычисления более точно определить минимальную дозу при сравнительно небольшом и обычно при­ 82
меняемом числе интервалов. Суть этого метода иллюстрируется рис. 13 и заключается в том, что вычисляя для каждой группы крыс, получающих ту или иную дозу препарата, среднее арифметиче- ческое из всех степеней рахита и составляя графики, в которых на оси абсцисс откладываются дозы, а по оси ординат средние степени рахита, мы можем на основании течения кривой интер­ полировать более точно величину предохраняющей от рахита дозы. Для этого надо найти тот участок кривой, который пересе­ кает ось ординат в точке 7 и опустить из этой точки перпен­ дикуляр на ось абсцисс, где и отсчитывается предохраняющая ■от рахита доза. Величина этой минимальной дозы и будет пока­ зывать активность препарата и считается за одну единицу вита­ мина D. При испытании препаратов обычно этим и ограничи­ ваются. В случае же испытания продуктов производят расчет активности на 1 г. Так, например, если минимальная доза для крысы при испытании образца рыбьего жира оказалась равной 0,01 г, то следовательно в 1 г жира заключается 100 таких доз, или •иначе — крысиных единиц (100 RE). Химические методы Несмотря на то, что для витамина D было предложено несколько реакций, все же пользоваться ими для количественного определения этого витамина было невозможно. Сравнительное испытание указанных реакций, проведенное Орловым (1935), подтвердило их неспецифичность. Лишь в последнее время появились в печати описания новых предлагаемых методов, кото­ рые по мнению авторов являются специфичными. Один из мето­ дов был предложен Холден (1936). Это — реакция на витамин D2 с хлористым алюминием. Реакция требует обязательного исклю­ чения масел и витамина А, которые наряду с витаминами Dä образуют также окраску, что при колориметрическом определе­ нии создает неустранимое препятствие даже при пользовании фотометрическими измерениями. Второй, более интересный метод предложен Брокманом и Юн-Хванг-Чен (1936). Он заключается в применении той самой реакции с SbCls, которая оправдала себя для колориметриче­ ского определения витамина А и которую авторы подробно иссле­ довали по отношению к стеролам и их производным. Витамины D2 и D3 дают с хлороформным раствором SbCl3 оранжево-желтую окраску, которая через короткое время дости­ гает наибольшей интенсивности и для обоих витаминов дает одинаково сильную абсорбционную полосу при 500 т\к Так же, как оба витамина, ведет себя тахистерол; но зато другие стеролы и их производные показывают с SbCl:t абсорбционные полосы значительно слабее и несколько иначе расположенные. Оба витамина и тахистерол, вследствие сильной абсорбционной полосы, которую они дают, занимают особое положение, причем их реакция в количественном отношении является специфичной 6- 83
Эта специфичность оказалась так выраженной, что авторы взяли измерение полосы с SbCl3, затухание которой является пропор­ циональным концентрации витамина, в основу количественного метода определения витамина D. С помощью этого метода удается не только определить витамин D наряду с большим избыт­ ком стеролов, но в значительной мере можно исключить и мешающее влияние витамина А, который дает с SbCl3 полосу поглощения при 620 т\у. Разница в положении полос делает возможным определение витамина D в присутствии 5—6 -крат­ ного избытка витамина А и, таким образом, метод может быть применен для определения витамина D в рыбьем жире. Чистые растительные масла не мешают определению, и потому вполне- возможно контролировать содержание витамина D в вигантоле. Метод пригоден и для того, чтобы проследить процесс облуче­ ния эргостерола, так как лишь тахистерол ведет себя так же как витамин D2. Для количественного определения витамина D при помощи полосы с SbCl3 авторы избрали метод, состоящий в определении той толщины слоя реакционного раствора, при которой имеется еще заметное для глаза совершенно определенное потухание. Если потухание при измерениях устанавливается одинаково, тогда концентрация витамина, согласно закона Берэ, будет обратно пропорциональна толщине слоя. Эти определения могут быть произведены в любом колориметре с спектральной насад­ кой путем сравнения исследуемого раствора с стандартным рас­ твором витамина, делая отсчеты при одной и той же интенсив­ ности полос. Для своих определений авторы пользовались колори­ метром Аутенрита. Исследуемая жидкость после добавления раствора SbCl8 помещается в клин колориметра (при этом одна из половин поля сравнения затемняется), клин просвечивается с помощью сильного источника света и выступающий свет разла- « гается на спектр в спектроскопе. Толщину слоя клина устанавли­ вают так, что еще можно узнать абсорбционную полосу. По мне­ нию авторов у разных лиц подобная установка дает хорошие совпадения. Если колориметр предварительно выверить рядом растворов различной концентрации чистого витамина D2, нане­ сти отсчитанные на колориметре толщины слоев против концен­ траций витамина в системе координат, то получается кривая, из которой можно отсчитать для полученной толщины слоя исследуемого раствора соответствующую концентрацию вита­ мина. При стандартизации колориметра приготовляют растворы витамина D2, содержащие в 0,2 см3 от 0,02 до 0,4 мг кристалли­ ческого витамина. К 0,2 см3 каждого раствора добавляют 4 смг холодного насыщенного раствора SbCl3 в чистейшем хлороформе (отсутствие спирта, воды), смесью заполняют клин и точно через 10 секунд после добавления SbCI3 устанавливается толщина слоя так, что еще можно узнать полосу в 500 т\і. Указанный срок отсчета в 10 сек. надо строго соблюдать, так как лишь тогда полоса показывает свое наибольшее потухание; через большее же время полосы сопровождающих веществ становятся такими 84
мнтенсивными, что мешают определению. Для определения вита­ мина D в каком-либо материале навеска вещества, содержащая от 0,04 до 0,4 мг витамина D, взвешивается на микровесах, рас­ творяется в 0,2 см3 хлороформа, добавляется 4 см8 раствора SbCly, помещается в клин колориметра; так же, как при стан­ дартизации, определяется толщина слоя и из отсчитанной вели­ чины на основании стандартизационной кривой колориметра вычисляется содержание витамина D в навеске. Авторы метода отмечают, что применимость их метода, как и всякого колори­ метрического и фотометрического метода, ограничена определен­ ными пределами концентрации. Чувствительность и специфич­ ность имеет известные границы, которые зазисят от количества и рода сопровождающих веществ. При незначительном количе­ стве витамина D и сильно загрязненных препаратах, биологи­ ческий метод будет значительно чувствительнее и специфичнее колориметрического. Но даже и с указанными вполне понятными оговорками изложенный метод, с нашей точки зрения, предста­ вляет большой интерес. Его простота, доступность (при условии получения небольшого количества кристаллического витамина D2 для стандартизации колориметра) позволили бы в сильной сте­ пени облегчить работу по этому витамину, широко применить контроль при выработке вигантола, производстве рыбьих жиров иѵпр. и надо пожелать скорейшей аппробации и введения его у' нас в Союзе. Наряду с химическим методом определения витамина D, несом­ ненный интерес представляют также химические методы опре­ деления эргостерола, поскольку на нем строится производство вигантола. Между тем далеко ещ е не известны источники наиболее богатого эргостеролом сырья. Обычно применяются для получения эргостерола дрожжи, но и они могут сильно друг от друга разниться. Так, например Трайнина (1936), в со­ ответствии с другими авторами, показала, какое большое зна­ чение имеют на накопление эргостерола дрожжами не только их раса, но также питательная среда и другие условия культи­ вирования. Поэтому быстрый количественный метод определе­ ния эргостерола во многом мог бы помочь. Несмотря, однако, на большое количество методов, предложенных для опре­ деления эргостерола, вполне специфичных методов все же нет. Его определение но Виндаусу (1910) производится путем осаждения спиртовых, растворов кипя­ щим раствором дигитонина и полученный осадок дигитоннда взвеш ивается. Но дигитонином осаждается не только сам эргостерол, но и рдзличные другие сте­ ролы. Колориметрический метод Либерман — Бурхарда, заключающийся в том, что эргостерол с уксусным ангидридом и серной кислотой дает зеленую окраску, пригодную для колориметрирования, имеет тот же недостаток. Гейдушка и Линд- нер (1929) улучшили реакцию Либермана—Бурхарда тем, что при производстве реакции в бензоле скорость наступления зеленой окраски у эргостерола насту­ пает раньше, чем у других стеролов и эго различие во времени дает возмож­ ность провести необходимые определения. Реакция разработана главным образом в применении к дрожжам и сводится к тому, что навеску дрожжей (около 2 г) растирают с песком, омыляют 25 % водной калийной щелочью на кипящей бане в течение часа. После охлаждения отмывают несколько раз в делительной воронке серным эфиром липоиды, затем выпаривают и остаток извлекают бен­ золом. Полученный раствор стеролов в бензоле и служит для колориметриче­ 85
ского определения стерола, применяя при этом в качестве стандарта раствор^ зеленой краски иафтолгрюн В, выверевный на чистых растворах эргостерола. ГІо этому методу можно получить не плохие результаты (Трайнина 1936), но работа весьма затрудняется посторонними оттенками от примеси других веществ. Наконец несколько реакций было предложено Розепгеймом (1929) и Розен- геймом и Келлоу (1931). Наиболее известной является реакция с треххлор- уксусной кислотой. Она заключается в том, что к хлороформному раствору эрго­ стерола прибавляется по каплям концентрированный раствор треххлоруксусиой кислоты. Появляется красное окрашивание, переходящее быстро в более стой­ кое с инее. Синяя окраска считается специфичной для эргостерола. Реакция чув­ ствительна (по Розенгейму отмечается 0,005 мг эргостерола) и по литературным данным действительно довольно специфична. Но между концентрацией эргосте ­ рола и интенсивностью синего окрашивания (по Розенгейму) отмечается лишь приблизительная пропорциональность. Подробное обследование этой реакции, проведенное Оппелем и Маркарьян (1936), действительно показало, что цвет­ ная реакция не следует закону пропорциональности между количеством реаги­ рующего стерола и интенсивностью окраски: разница в окраске меньше, чем то следует по теории. Лишь при строгом соблюдении ряда условий (одинаковое время развития окраски, одинаковая температура, одно и то же количество кислоты и др.) реакция может применяться для количественного определения эргостерола в случае более грубого, ориентировочного анализа. Стандарты и потребность в витамине Международная конференция по витаминам 1931 г. приняла в качестве стандарта для витамина D 0,01 % раствор облученного эргостерола в оливковом масле. Этот раствор приготовлялся путем облучения 0Д°/о раствора чистою эрго ­ стерола в спирту при определенных условиях. Полученный раствор был Потом смешан с небольшим количеством оливкового масла, выпарен при 45°Ц под небольшим давлением с целью удаления алкоголя. Концентрированный масляный раствор, приготовленный этим способом, был разведен чистым оливковым мас­ лом с таким расчетом, чтобы концентрация соответствовала 1 мг первоначаль­ ного эргостерола в 10 сма оливкового масла при 18°Ц. Хранение эталона в тече­ ние двух лет при 0°, или при более низких температурах в безвоздушном про­ странстве показало его устойчивость. В качестве единицы активности витамина D конференция, приняла 1 мг указанного стандарта или, в пересчете на перво­ начальный, подвергнувшийся облучению эргостерол — 0,1 у его. Эта единица витамина D подобрана таким образом, что будучи включена в диэту рахитичной крысы, она дает в течение 8 после­ дующих дней широкую полосу известкового отложения в мета- физах нижних конечностей. Для определения активности какого-либо неизвестного объекта в интернациональных единицах производят сравнительные, парал­ лельные испытания этого объекта и интернационального стан­ дарта, отыскивая минимальные дозы для того и другого. Обе минимальные дозы, очевидно, будут иметь одно и то же коли­ чество витамина D. Поскольку содержание витамина в одной из доз, а именно для стандартного раствора известно, то такое же содержание витамина, выраженное в интернациональных еди­ ницах, будет и в испытуемом объекте. Такое сравнение нет необходимости производить каждый раз. Важно стандартизовать свою методику по интернациональному эталону и время от вре­ 86
мени ее проверять. При сравнении антирахитической активности неизвестных препаратов с интернациональным стандартом Между­ народная конференция рекомендует брать крыс в количестве не менее 20 (более — еще лучше), из которых половина живот­ ных должна получать эталон-раствор, а другая половина — неиз­ вестный препарат. При такой предосторожности в смысле коли­ чества животных, по мнению конференции, можно прибегнуть к различным способам биологической оценки лечебного или профилактического характера. Конференция по витаминам 1934 г. не внесла каких - либо изменений в указанный стандарт 1931 г. В отношении потребности в витамине D Ю нг считает, что для предохранения ребенка от рахита необходимо 100—200 кры­ синых единиц, при лечении — 500 единиц. Обширный клиниче­ ский материал подтверждает, что при лечении рахита у ребенка требуется 500 единиц. Наконец, Комиссия экспертов секции гигиены Лиги Наций, о работе которой указано выше, опреде­ ляет потребность в витамине D для беременной и кормящей женщины в 340 единиц, а для детей возрастом до 15 лет — в 300 единиц в день. При этом комиссия подчеркивает, что в противовес другим витаминам потребность в витамине D труд­ нее обеспечить за счет обычных продуктов. Поэтому комиссия настаивает на необходимости добавлять в рацион витамин D в виде рыбьего жира (проверенного), или облученных препара­ тов и продуктов (проверенных), в особенности во время бере­ менности и в детском возрасте во всех тех местностях и во все времена года, где мало солнечной радиации. В примерные реко­ мендуемые рационы для беременной или кормящей жинщины и для детей комиссия и вводит по 3—3,5 г рыбьего жира, с учетом средней активности для него в 85 RE на 1 г. Надо полагать, что и взрослый организм нуждается в витамине D, но размер потреб­ ности для него еще не определен. Помимо человека нуждаются в витамине D, повидимому, все животные. Особенно велика потребность у кур, однако опреде­ ленных данных о величине этой потребности мы еще не имеем. Здесь следует учесть, что при испытании на птицах различных препаратов витамииа D, стандартизированных на крысах, можно получить совершенно не- согласуюіциеся данные, так как теперь уже хорошо известно, что облученный холестерол и облученный эргостерол действуют различно на крыс и птиц (см. выше); действие же рыбьего жира аналогично облученному холестеролу. Но если взять данные, относящиеся только к рыбьему жиру, то и они значи­ тельно расходятся. Так Ваддель (1934) устанавливает потребность цыпленка в витамине D из рыбьего жира в 27 RE в день, Карвер (1935) — 17 RE, Дольс (1935) в 80 RE, Бетке (1933) в 7 RE на 100 г корма (что соответствует 3 —5 RE в день) и наконец Граб (1936) в 3—20 RE. Марфи с сотрудниками (1935) счи­ тает потребность в витамине D цыплят, лишенных солнечного света, в 34 RE на 100 г пиіци; несущиеся же куры нуждаются в вдвое большем количестве. В отношении облученного эргостерола данные еще более расходятся. Так Муссель (1930) находил, что 25 RE не оказывают действия, Массенгаль (1930) определил потребность около 100 RE, Стинбок (1932) 120 RE, Бетке (1933) 15—20 RE, Граб (1936) в разных опытах с кристаллическим витамином Da опре­ делял потребность в 34—100 и даже 400 RE. Следует еще указать, что Лепский (1935) при скармливании цыплятам облу­ ченных дрожжей с активностью около 5000 RE на 1 г определяет потребность 87
в условиях батарейного выращивания в 1—2% к общему рациону, а для несу­ шек в тех же условиях не менее 2%. Однако он же отмечает, что при 4 —5°/0 облученных дрожжей наступают явления гиперавитаминоза, что не соответствует представлениям о соотношении величины нормальной дозы к величине дозы, вызывающей гиперавитаминоз. Какова бы ни была, однако, действительная по­ требность кур в витамине D, на основании приведенных данных с несомненно­ стью вытекает, что размер этой погребности высок. Все авторы подчеркивают, что при даче витамина D надо обращать большое внимание на минеральный состав пищи, а также обеспечение витаминами группы В и особенно А. Если в отношении потребности кур в витамине D, где осо­ бенно резко сказывается недостаток этого витамина, еще нет определенных данных, то тем более мы очень мало знаем о по­ требности других животных. Многочисленные работы, указывающие на весьма благопри­ ятное действие витамина D не только на продуктивность живот­ ных, но также на качество продукции в смысле ее витаминности и на состояние здоровья животных, ставят задачу углубленного изучения этих вопросов, тем более, что мы теперь получаем возможность широко пользоваться активными препаратами вита­ мина D (вигантол, советский витаминол, облученные дрожжи). Необходимо учесть, что очень большие дозы витамина D являются ядовитыми, вызывая гиперавитаминоз. После получения чистого витамина D это удалось доказать определенно и тем самым решить давнишний спор, к чему отнести ядовитость сырых про­ дуктов облучения — к самому ли витамину, или к сопровождаю­ щим веществам. В сырых продуктах облучения, помимо витамина D, ядовитостью обладает также тахистерол, а при переоблучении вита­ мина D коротким ультрафиолетом может получиться особо ядо­ витое вещество — токсистерол. Но и сам витамин D в больших дозах ядовит. Поэтому обязательно испытание токсичности пре­ паратов облученного эргостерола перед их выпуском в обращение. Испытания токсичности ведутся на мышах, отличающихся, как известно, большой чувствительностью. Определение ведется согласно методике (Гольц, Ляквер 1931) таким образом, чтобы уловить минимальную для мыши токсическую дозу. Для каждой дозы берутся мыши весом не ниже 16 г и в количестве не менее 4 шт. Минимальной дозой считается та, которая вызывает при 10-кратной даче в течение 12 дней падение веса не менее 2,5 г, причем у большинства мышей, получавших более высокие дозы, должны быть в почках отложения извести. Для сырых продуктов облученного эргостерола токсическая мышиная доза лежит примерно в 2000—4000 раз выше, чем минимальная доза для крыс этих же продуктов. Для чистого витамина D токси­ ческая мышиная доза была в 3500 раз больше минимальной крысиной дозы. Рахитические животные более устойчивы к большим дозам витамина D, чем нормальные. Гиперавитаминоз сопровождается потерей аппетита, поносом, потерей веса. При исследованиях на вскрытии наблюдаются обширные отложения извести в печени, 88
почках, сердце, легких, в артериях, приводящие в большинстве случаев к смерти. Распространение Естественными источниками витамина D являются почти исключительно животные и рыбные продукты — рыбий жир, сливочное масло, молоко, яичный желток, икра, печень рыб и других животных. Растения же в своей основной массе лишены этого витамина и лишь некоторые из них содержат следы вита­ мина D. Однако, в растениях широко распространен провитамин D (эргостерол), который может являться первоисточником вита­ мина D для животного организма. Печоночный жир рыб содержит исключительно большие количества витамина D, однако, количества эти подвержены огромным колебаниям у разных видов рыб, а также значи­ тельным колебаниям в зависимости от условий существования рыб, места улова, возраста рыб, времени года, цикла метания икры и т. д . Интересно отметить то обстоятельство, что в тот период, когда треска наиболее интенсивно откладывает жир в печени, она питается почти исключительно планктоном. Зеле­ ный планктон морей, подобно высшим растениям, очень беден витамином D. Между тем треска накапливает в своей печени огромные запасы этого витамина, совершенно не соответствую­ щие по подсчетам получению его с пищей. К тому же треска живет, за исключением ранней стадии своего развития, в таких глубинах, куда не проникают сколь-либо заметные количества световые лучей. Этот интересный вопрос — за счет чего печень трески так сильно обогащается витамином D — остается еще не решенным. Бильс (1927) проделал интересные опыты с молодыми морскими кошками, которых он держал в темноте и кормил исключительно телятиной, жир которой был лишен витамина D. По истечении шести месяцев рыба удвоила свой вес и содержала витамина D в печени столько же, сколько находится его у мор­ ских кошек, живущих в естественных условиях. Облучение морских кошек через слой воды в 20 см не увеличило содержание витамина D в их печоноч- ном ж ире. На основании этих опытов Бильс делает вывод, что рыбы обладают способностью синтезировать витамин D. Однако, за последние годы появились данные (Коппинг 1934), указывающие, что высушенные веслоногие (мелкие ракообразные) обладают достаточным коли­ чеством витамина D, чтобы придать зоопланктону достаточное содержание этого витамина и обеспечить им треску. Это делает возможным второе объяснение происхождения витамина D в печени рыб. Однако, делать окончательное заклю­ чение было бы еще преждевременно. Исключительно богатыми по содержанию витамина D оказа­ лись печеночные жиры тунца, камбалы, Palyprion oxygeneios, морского налима. Жир печени тунца считается самым богатым, превосходя по активности в 400 раз средние образцы треско­ вого жира; жир камбалы также богаче в 12—30 раз этого жира. Имеются указания (Блике, Райдин и Энгланд 1934), что печоноч- ный жир сельдей, пойманных в феврале, июне и сентябре обла­ дал активностью того же порядка, что и очень хороший трес­ ковый жир. Однако, Бэйлей (1934) указывает на значительные 89
колебания в активности жира в зависимости от сезона улова. Например, жир сардинок в течение двух недель — с 14 августа до 1 сентября, потерял !/8 количества витамина D — вместо 33 единиц на 1 г жира к 1 сентября было лишь 20 единиц. Некоторые исследования антирахитической активности наших рыбьих жиров проделаны Мацко (1929—1932). Им установлено, что подкожный жир дельфина из Амурского лимана (ДВК) был беднее в 4 раза витамином D, чем жир черного дельфина. Автор связывает это с различными жизненными условиями обитания того и другого дельфина. Исследованный им подкожный жир тюленя из Тихого океана практически был лишен антирахити- ческого витамина. В других же образцах тюленьего жира вита­ мин D был обнаружен, но в очень незначительных количествах. Жир кита (ворвань) также беден витамином D. Повидимому, из жира всех млекопитающих лишь дельфинний жир обладает актив­ ностью (Мацко 1932) и в настоящее время признан медицинским * В отличие от костистых рыб, ганоидные рыбы, как например, акула, угорь и т. д . бедны витамином D. Эту разницу в способ­ ности накапливать в своем теле витамин D интересно объясняет Пульсон (1929) биологической особенностью тех и других рыб. Костистые рыбы требуют для построения своего скелета вита­ мин D, который и выработался у них в процессе эволюции, а ганоидные рыбы, хотя и содержат наружный скелет и некото­ рые островки отложения извести в своем позвоночнике, но все же они обладают весьма малым количеством кости, даже и во взрослом состоянии. Поэтому им не в такой степени нужен фактор кальцификации, как костистым рыбам. Интересно, что тело ганоидных рыб очень богато провитамином D. Что касается животных продуктов, то на первое место надо поставить яичный желток, яичный же белок не содержит вита­ мина D совсем, так же как и витамина А. При этом яйца летней носки от кур, пасущихся на траве, раз в 10 богаче витамином D, чем яйца кур, содержащихся в закрытом помещении и не полу­ чающих зелени. В среднем же яичный желток в 10—50 раз беднее витамином D, чем средние сорта рыбьего жира. Коровы, содержащиеся в стойлах и получающие зеленый корм, дают масло, почти лишенное витамина D. Между тем коровы на сухом корму, но при условии солнечного освеще­ ния дают масло, богатое витамином D. Но наиболее богатое витамином D масло получается от коров, которые освещаются солнцем и получают зеленый корм. При даче корове какого- либо источника витамина D (рыбий жир и др.) витаминность молока повышается. Следует отметить, что цельное молоко является весьма цен­ ным продуктом при рахите, так как оно, помимо содержания * Следует огме'тить, что лучшими медицинскими жирами являются те рыбьи жиры, которые содержат в 1 г 200 и более единиц; средними по качеству счита­ ются жиры с содержанием около 100 единиц в 1 г. Жиры с содержанием менее 50 единиц в 1 г считаются бедными и не относятся к медицинским сортам рыбьего жира. 90
витамина D, содержит также кальций и фосфор и притом в не­ обходимом соотношении. В силу того, что молоко бедно вита­ мином D, в США широко применяется для борьбы с рахитом искусственно витаминизированное молоко. Наиболее распространенными методами являются: 1) кормле­ ние коров облученными продуктами, 2 ) облучение молока и ) добавление к молоку концентрата витамина D. Надо отметить, что кормление с. -х. животных — рогатого скота, свиней, птиц и т. д. облученными продуктами, и в пер­ вую очередь по своей эффективности дрожжами, значительно повышает антирахитические свойства получаемой продукции (молока, яиц) и кроме того благотворно влияет на развитие и состояние самого животного организма (Лепский 1935; Лепский и сотр. 1934; Томас и Каннон 1933). Зеленые растения или совсем не обнаруживают антирахити- ческого действия или обнаруживают лишь весьма слабые свой­ ства. Только сушеные на солнце люцерна и клевер обладают заметным антирахитическим действием. Имеются наблюдения, что произрастающие на солнце растения содержат витамин D, но он не удерживается в них на длительное время после лише­ ния их света и поэтому рыночные зеленые овощи обычно не являются источниками этого витамина. При потреблении же в све­ жем виде, непосредственно из-под освещения солнечными лучами, такая пища может снабжать, по мнению Друммонда, витамином D, и это отчасти объясняет повышение антирахитической ценности летнего молока, когда коровы пасутся на пастбище. Еще в 1925 году Стинбок показал, что если клевер и лю­ церну сушить в темноте, то они не содержат витамина D, сушка же на солнечном свету приводит к тому, что получаемое сено содержит заметное количество витамина D. В дальнейшем Смит (1933) подтвердил эти данные и нашел, что чем дольше сено освещается солнцем, тем большей антирахитической активностью оно обладает. Но учитывая, что при этом происходит значи­ тельное разрушение витамина А (до 84°/0 в течение недели), автор рекомендует сушить сено люцерны на солнце в течение 15 часов, собирая его при этом в ряды и часто переворачивая. Дальнейшую же досушку — производить в копнах. В отношении масличных семян и хлебных злаков установлено, что все они лишены витамина D, и потому и растительные масла его не содержат; только в кокосовом масле установлено присутствие антирахитического фактора. В заключение мы приводим таблйцу антирахитической актив­ ности наиболее распространенных продуктов, выраженную в RE на 1 г (см. стр. 92). Свойства и некоторые вопросы применения Витамин D растворим в ацетоне, хлороформе, бензоле, петро- лейном эфире, этиловом спирте. В отличие от эргостерола он не осаждается /чгитонином. Температура плавления кристалличе- 91
ТАБЛИЦА 8 Содержание витамина D в различных продуктах в RE на 1 г Т унец, печоночный ж и р .................................................................. до 40000 Камбала, печоночный ж и р ......................................................... 1200 —3000 Polyprion o x ygeneio s, печоночный ж и р ............................... 2250 М о рско й налим, печоночный ж и р ............................................ 500 Тре ска , печоночный ж и р ...................... ....................................... 60 —300 (в средн. около 100) Сельди, внутренний ж и р ............................................ 200 Морской судак, внутренний ж и р ........................ 100 —150 Черный д ельфин, подкожн ый ж и р ........................................ 200 Дельфин (Delphinapterus Leucus), подкожныйжир . . 50 Усач, внутр енний ж и р ................................................ 50 —65 У г о р ь ...................................................................................... 47 Сардины . . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 33—20 Скат, печоночный ж и р .................................................. 15 Иваси (Японское море), внутренний жир . .. менее 10 Тюлень, внутренний ж и р .............................................................. 33 —7 и м енее Горбатый киі, в о р в а н ь ................................................ следы Рыбья м у к а ........................................................................ 0,1 Ж ир из рыбьей м у к и .................................................. 25 Яичный ж ел то к в с р е д н е м ............................................................. 10 —20 Неомыляемая часть яичногр ж е л т к а .................................... 100 0 —2000 I Желток, облученный ультрафиолетовым светом • . . . 300 —500 I Масло сливочное . . . . ’ ........................................ 0,4 —4 і М олоко к о р о в ь е ............................................................. 0,1 —0,17 ! Молоко, облученное ультрафиолетовым светом .... 1,0 Ж енс кое м о л о к о ......................................................... ■ . . ■. 0,025 Масло: льняное, подсолнечное, горчичное, оливковое, а р а х и д н о е .................................................... . следы или 0 Те же масла после облуче^Ья ультрафиолетовым светом 10—20 Зеленые части растений . . ■..................................................... почти 0 То же после облучения ультрафиолетовым светом . . . 1 Сено люцерны, клевера — количество эфирно-раствори­ мых веществ из 250 г* ............................................................ 1 Капуста, томаты, картофель—количество эфирно-раство­ римых вещ еств из 250 г ...................................... 0 Сухие дрожжи после облучения ультрафиолетовым светом . г .. .... ... ... ... .. .... ... .. .... .. .... ... .. .... ... ... ... .. .... ... .. .... .. .... ... .. .... 1000—5000 ского кальциферола (нового) 115 — 117° Ц. Адсорбционный спектр лежит между 260—270 с максимумом при 255 гщ.. Витамин D устойчив к щелочам: при омылении масел он не разрушается; гидрирование с платиновым катализатором также не сопрово­ ждается разрушающим действием. Минеральные кислоты медленно разрушают витамин D; разрушается он также при воздействии перекиси водорода, сернистого ангидрида, формальдегида. * Продукты, бедные витамином D для биологических определений обра­ батываются — жиры омыляются, а из растительных веществ получаются вытяжки со спиртом, эфиром, хлороформом, петролейным эфиром или ацетоном. После удаления солей жирных кислот, образовавшихся при омылении, или ж е раство­ рителей, полученные фракции, обогащенные витамином D, поступают на биоло­ гическое испытание. 92
По отношению к окисляющему воздействию кислорода воздуха: он довольно устойчив. Продувание рыбьего жира воздухом при 100° Ц в течение 12—20 часов не приводит к разрушению вита­ мина D. Это же показывает его значительную устойчивость и в отношении температуры. По данным Стинбока, Скотта и Ирвина (1934) витамин D не разрушался, когда он добавлялся к тесту при выпечке печенья; но если его прибавить к кипящему жиру, на котором изгото­ вляется особый вид печенья, наблюдается быстрое разрушение его. Авторы приписывают это окислению при очень высокой температуре (около 200° Ц). Окисляющее действие кислорода проявляется не только при нагревании до 200° Ц, но и при дли­ тельном стоянии содержащих витамин D веществ в соприкосно­ вении с воздухом. При длительном стоянии (до 16 месяцев) маслянистых растворов витамина D при комнатной температуре их активность заметно снижается, в то время как при хранении при 0 ° в безвоздушном пространстве в течение двух лет этого падения не наблюдалось (испытание стандартного образца вита-' мина D в лондонском Институте медицинских исследований). Особенно надо заботиться об устранении освещения во время хранения, так как ультрафиолетовые лучи, как известно, пере­ водят витамин D в неактивную форму. Повидимому, плохими условиями хранения (доступ света, воздуха) надо объяснить не­ редкие случаи очень низкой активности обращающихся у нас аптечных рыбьих жиров, что нам приходилось наблюдать при испытании в Ленинградском институте питания. При хранении облученных дрожжей Мацко (1932) нашел через 3 месяца снижение их активности на 50%; Лепский и Свешникова (1935) при хранении облученных дрожжей в плотно закупоренной белой склянке через 3 месяца нашли падение активности в 40%, а через 6 месяцев в 50%. При свободной аэрации падение активности было еще большее—62,5%. Авторы совершенно правильно подчеркивают большое значение длитель­ ной аэрации. Таким образом, наряду со значительной устойчивостью вита­ мина D к не слишком высокому нагреванию и не очень про­ должительному воздействию кислорода воздуха, — что говорит о его хорошей сохранности при варке, печении, консервировании и т. д ., — он в то же время подвержен ряду разрушающих воз­ действий, из которых следует выделить нагревание до 2 0 0 ° Ц, длительное освещение, долгое соприкосновение с воздухом при стоянии. Отсюда видно, что разработка рациональных способов хранения является одной из серьезных задач. Из всех естественных источников витамина D по наиболь­ шему значению надо выделить рыбий жир, потребление которого по существу обязательно для каждого ребенка. Этот про­ дукт у нас еще совершенно недостаточно обследован, совсем не стандартизован и нужно признать недопустимым положение, когда врач принужден прописывать противорахитное средство' вслепую, не зная витаминной ценности жира. Поэтому мы обяза­
ны наладить производство, хранение и отпуск населению рыбьего жира таким образом, чтобы был гарантирован известный мини­ мум активности и для продукта были бы установлены опреде­ ленные стандарты, указывающие, в дополнение к другим пока­ зателям, также наличие витамина D. Из других естественных продуктов большое значение, как указано выше, имеют молоко, яйца при условии, если рацион животных достаточно витаминизирован. В связи с этим, так же как и по витамину А, большой проблемой является разработка вопросов' витаминизации кормов. Однако, ввиду сравнительно небольшого распространения витамина D в естественных источ­ никах и огромной потребности в этом витамине детского насе­ ления и молодняка с.-х. животных, вытекает необходимость, всемерно форсировать вопрос о заводском производстве пре­ паратов. Еще осенью 1927 г. было осуществлено промышленное изготовление препаратов витамина D в Германии, Франции и других странах и с тех пор их начали применять взамен рыбьего жира для лечения рахита. Обычные продажные пре­ параты — вигантол, радиостол, гіреформин и др. содержат небольшое количество иррадиированного эргостерола в ра­ створе масл? или в пилюлях и обладают активностью в рас­ чете на исходный вес подвергнутого облучению эргостерола около 0,1 у. У нас'в Союзе работами проф. Лаврова, Мацко, Заводовского, Лепского, Вадимова и др. доказана возможность получения активных препаратов витамина D путем облучения дрожжей. Эти препараты могли бы широко пойти в животно­ водстве. В настоящее время, благодаря работам Лепского с со­ трудниками, они начинают уже применяться в птицеводстве. Вы­ сокоактивные препараты облученного эргостерола, не уступающие заграничному вигантолу, получены Оппелем и Маркарьян во Всесоюзном витаминном институте по очень простой и хорошо разработанной методике. Труфановым также налажена методика получения активных препаратов эргостерола. На основе этих работ Витаминный Совет Наркомпищепрома в настоящее время организовал полузаводские установки для получения облученных дрожжей и облученного эргостерола, и таким образом в бли­ жайшее время мы будем располагать высоко активными препа­ ратами витамина D. Метод Оппеля и Маркарьян в кратких чертах сводится к обычному полу­ чению эргостерола из высушенных дрожжей в петролейно-эфирной вытяжке и очищению его. Затем эргостерол переводится, не как обычно — в бензол, или серный эфир, а в этиловый спирт, и активирование производится открыто на воздухе облучением ртутной лампой в тонком слое в течение 15—20 минут. После этого спирт отгоняется, получается маслянистый продукт активи­ рованного эргостерола, который и растворяется в масле. В последнее время авторы ввели улучшение: активирование производится при более толстом с эе раствора и в течение только 3—5 минут. Метод этот, являясь весьма простым, не требующим сложной аппаратуры, так как все операции проводятся на воздухе, в то же время дает препараты, регулярно показывающие активность около 0,1 y 0 пересчете на подвергнутый облучению эргостерол. Такова же актив­ ность и распространенных коммерческих заграничных препаратов эргостерола (вигантол и др.). 94
Метод Труфанова сводится к применению распространенного способа полу­ чения активированного эргостерола. Перекристаллизованный эргостерол раство­ ряется в бензоле, и раствор освещается вольтовой дугой в анаэробных усло­ виях с перемешиванием током углекислоты. Автор много сделал в смысле под­ бора наилучших источников освещения. Добившись получения активных препаратов витамина D, мы могли бы не только применять их непосредственно, но и употребить для витаминизации маргарина, растительных масел, особых сортов кондитерских изделий и пр., тем самым значи­ тельно расширяя и обогащая наши ресурсы по этому витамину. Следует отметить, что несмотря на широкое распространение провитамина D в природе, богатых источников для его получе­ ния известно в настоящее время еще сравнительно немного, и вопрос этот остается еще мало изученным. Поэтому работа по выявлению наиболее богатых и выгодных для промышленного использования источников стеролов является также важной.
ВИТАМИН Е Е - авитаминоз В 1922 г. Ивенс и Бишоп впервые начали изучать влияние диэты на овуляцию и размножение животных. При этом на синтетических диэтах было установлено, что функция деторо­ ждения оказывается явно нарушенной, несмотря на то, что соста­ вленные диэты казались вполне полноценными не только со стороны белков, жиров и углеводов, но также и в отношении минеральных веществ и витаминов. Подопытные животные были при этом вполне здоровы, если судить об этом по их внешнему виду и состоянию, а также по наличию полового влечения, нор­ мальной овуляции и зачатию. Но они были лишены способности давать приплод. Обогащение диэты витаминами A, D и В не приводило к восстановлению функции деторождения, в то время как цельные зерна пшеницы, а особенно ее зародыши, обеспе­ чивали нормальный конец беременности. Эти опыты, а также прежние указания о потери способности к воспроизводству у крыс, которые долгое время содержались на одном цельном молоке (опыты Ма гтиль и Конклин в 1920 г.) и целый ряд других данных привели Ивенса к мысли о суще­ ствовании нового витамина, названного вначале фактором X. Все последующие работы окончательно установили его суще­ ствование, определили его функцию, и он был назван вита­ мином Е (Ш ур 1925). Витамин Е называется также витамином воспроизводства или антистерильным витамином, так как он предохраняет мужские и женские особи от бесплодия и нарушений функций размноже­ ния. Достаточно уже выяснено, что в отсутствии этого витамина у самок не происходит развитие плода, хотя половые железы функционируют нормально: происходит отделение яйца, его оплодотворение и начальное развитие эмбриона. Но вскоре развитие эмбриона приостанавливается, наступает рассасывание плода, т. е. прекращение беременности, половой же цикл у самки после этого восстанавливается и протекает совершенно нор­ мально, т. е. опять наблюдается отделение яйца, его оплодотво­ рение, оканчивающееся опять-таки самопроизвольным прекра­ щением беременности и т. д. В течение длительных сроков наблюдёний не удавалось заме­ тить у самок каких-либо других отклонений от нормы: животные 96
нормально росли, развивались, казались здоровыми, но остава­ лись бесплодными. При этом, если самке давался какой-либо источник витамина Е, бесплодие ее быстро восстанавливалось и очередное зачатие оканчивалось нормальными родами. Наиболее изучен Е - авитаминоз у крыс, и при этом устано­ влено, что до 8 -го дня беременности зародыш никаких видимых отклонений от нормы не дает. Но на 12-й день уже отмечаются атрофические изменения зародыша, а к 2 0 -му дню зародыш, а затем и плацента совершенно рассасываются. При этом инте­ ресно, что если ввести витамин Е в первый период беремен­ ности Е - авитаминозной самке, то беременность заканчивается нормальными родами, без каких-либо последствий для потомства. Целый ряд других дефектов питания, в том числе недоста­ ток витамина А и В, приводит к нарушению половой сферы животных, однако, при этом отмечается общая пониженность половой деятельности, как то: отсутствие течки, полового вле­ чения и пр. Ивенс и Бишоп считают, что бесплодие самок должно быть отнесено за счет витамина Е, если при бесплодии имеется течка, овуляция, спаривание и оплодотворение. Иные совершенно явления происходят у самцов. Отсутствие у них витамина Е ведет к разрушению зародышевых клеток и вырождению эпителия семенников, благодаря чему прекращается продукция не только спермы, но и мужских половых гормонов; самец теряет половой инстинкт и наступает деградация вторичных половых признаков, как при хирургической кастрации. Если процесс зашел далеко, то какую бы большую дозу витамина Е при этом не давать, семенники уже не восстановятся и явле­ ние таким образом приобретает необратимый характер. X Ивенс показал, что витамин Е не оказывает влияния на рост и общее состояние животного и таким образом сфера действия этого витамина является узко ограниченной. Однако, очень длительное содержание животных на Е-авитаминозной пище может привести к падению веса. Имеются указания, что витамин Е передается потомству в течение утробной жизни, доказательством чего является спо­ собность тканей новорожденных крысят излечивать Е-авитаминоз взрослых самок. Витамин Е может откладываться в организме в виде запаса и поэтому авитаминоз наступает не сразу. Так, для самок этот срок колеблется от 60 до 90 дней (Кудряшов 1935), для взрослых самцов 75— 1 0 0 дней, для молодых же особей, посаженных на синтетическую диэту с момента отнятия от матери, авитаминоз наблюдается обычно уже через 50—65 дней. Но если самка в течение беременности и лактации получала в изобилии витамин Е, то у отнятых и посаженных на Е-авита - минозный корм крысят признаки стерильности могут проявиться лишь на 1 2 0 день (Ивенс). Кроме всего этого было замечено, что самки крыс, хотя и родившие, не всегда в состоянии были вырастить помет, вслед­ ствие отсутствия у них достаточного количества молока, и по­ тому одно время предполагали, что в выделении молока участ­ Витамины—7 97
вует другой витамин, который предлагалось даже назвать Е2- Но затем было установлено, что для выделения молока и вы­ кармливания потомства необходимо значительное количество витамина A, D и особенно В. Избыток в пище витамина В улуч­ шает выделение молока, и некоторые авторы считают, что кор­ мящей матери его необходимо иметь в 3—4 раза больше обыч­ ного. Таким образом, в настоящее время нет надобности в пред­ положении о существовании специального витамина лактации. Методы определения Биологический метод Ввиду ограниченной, узко специфической сферы действия витамина Е, методика его определения является наиболее трудо­ емкой и сложной. Всесоюзная конференция по витаминам при Академии Наук в 1934 г. приняла следующую методику. На опыт берутся молодые, в возрасте 22—25 дней, непосредственно от материнской груди, самки крыс и переводятся на авитаминоз­ ную диэту, предложенную Ивенсом и состоящую из казеина — 18%, крахмала — 54%, свиного топленого сала — 22%, рыбьего жира — 2% и смеси солей Менделя и Осборна — 4°/0, добавляя ежедневно по 0,4 — 0,6 г сухих пивных дрожжей каждой крысе. По достижении самкой половой зрелости производится случка с нормальным самцом. После двукратной прекращающейся беременности самка может служить объектом для испытания на содержание витамина Е. Для этого не позднее чем за 8 — 10 дней до наступления новой беременности крысе даются дозы испы­ туемого продукта, а затем снова производят осеменение и наблюдают за половым циклом (вагинальные мазки, взвешивание). Минимальная доза продукта, которая смогла восстановить плодо­ витость самки, и считается единицей витамина Е. Несмотря на большую сложность биологической методики, она является единственной, благодаря которой мы можем вести изучение этого витамина, так как химических методов его опре­ деления пока еще нет. Распространение Витамин Е, как и витамины А и D, является жирорастворимым и встречается как в животных, так и в растительных тканях. Из животных продуктов он распространен— в мышцах и жиро­ вой ткани, в поджелудочной железе, печени, гипофизе, плаценте и в других органах. Интересно отметить, что в противополож­ ность отложениям витаминов А и D, сконцентрированных главным образом в печени, витамин Е содержится больше всего в мыш­ цах, в печени же он находится в небольших количествах. Сердце, почки, мозг, селезенка и семенники содержат небольшое ко­ личество витамина Е. Молоко и масло содержат очень немного витамина Е, причем молоко коров, получающих в корм свежую траву, богаче вита­ 98
мином Е, чем молоко коров, находящихся на сухом корму. Витамин Е был найден также в желтке яйца. Рыбий жир, этот богатейший источник витамина А и D, о ка ­ зался совершенно лишенным витамина Е, что, между прочим, служило в свое время одним из доказательств существования нового, жирорастворимого витамина. Семена, а особенно зеленые листья растений, содержат очень большое количество витамина Е. Наиболее богатыми являются зеленые листья кочанного салата, кресс-салат, люцерна и др. Так 0,25 г сушеного салата способны были восстановить плодо­ витость крыс. Но самым богатым источником витамина Е счи­ таются зародыши пшеницы, из которых в настоящее время наи­ более часто приготовляют препараты этого витамина. Кукурузное, оливковое, льняное, ореховое масла содержат не­ значительное количество этого витамина и не являются деятель­ ными даже в дозах, превосходящих в 5 раз минимальную дозу масла из зародышей пшеницы. Больше витамина Е содержит хлопковое масло. В заключение, мы приводим таблицу содержания витамина Е в некоторых продуктах, указывающую количество профилакти­ ческих крысиных доз, на 1 г продукта. ТАБЛИЦА 9 Овощи, свежий салат . . . 0,4 Овощи сушеные.......... 4,0 Масло из овощей (эфирная экстракция)....................43,5 Сено лю церн ы .................. 1,7 Пшеница, ростки сушеные 4,0 Масло из пшеничных рост­ ков ............................. • . . . 13,3 Дрожжи . . . , ............. 0,2 Же л ток я й ц а ........................... 0 ,17 Г о р о х ........................................ 0 ,2 5 Сырой земляной орех . . . 1,0 Мышцы крупного скота . . 0 ,2 С е л е з е н к а ............................... более 0,2 П е ч е н ь ................................ 0,1 П л а ц е н т а ....................................0 ,2 5 —1,0 Передняя доля гипофиза . 0 ,25—1,0 Потребность в витамине На Международной конференции по витаминам в 1934 году обсуждалась возможность установления стандарта для витамина Е. Было решено, что наши знания относительно природы этого витамина еще недостаточны для того, чтобы можно было по­ дойти к установлению интернационального стандарта и единицы измерения по этому витамину. Что касается потребности человека в витамине Е, то она еще не установлена, так как Е - авитаминоз у человека не наблю­ дался. Повидимому, ввиду широкого распространения витамина Е и его стойкости к различным воздействиям, недостатка в нем при обычных условиях питания не приходится испытывать. Для опытных животных (крысы, мыши) потребность в витамине Е определена в очень небольших количествах. Полученные Ивен­ сом и Бурром высокоактивные препараты витамина Е из пше- 7* 99
личных зародышей прекращали бесплодие самки крысы при однократной даче в 5 мг\ достаточно было давать в день самцу 0,3 мг препарата чтобы сохранить нормальной его половую функцию. Прибавление избытка витамина Е в пищу, как было доказано, не ведет к какому-либо избыточному воспроизведению' потомства. Большое значение витамин этот должен иметь в жи­ вотноводстве. По крайной мере американскими исследователями а также и другими (Кард 1929, 1930; Адамстон 1931, Барнум 1935, Эндер 1935 и др.) вполне доказано, что куры при недо­ статке витамина Е несут яйца с пониженной пригодностью к высиживанию. Они показали, что имеет место повышенная смертность 4—7 - дневных зародышей, и процент вывода цып­ лят из яиц будет прямо пропорциональным количеству витамина Е в корме кур, колеблясь от 90 до 0%» т- е - доходя до пол­ ной бесплодности яиц. Добавление к корму масла из зародышей пшеницы (15°/о от дневного корма) возвращало курам способ­ ность нести пригодные к высиживанию яйца. Интересно отметить по данным Хилла и Бурдет (1932), что матка пчелиного улья получает от рабочих пчел корм, содержа­ щий витамин Е, в то время как личинки рабочих пчел получают корм без витамина Е. Химическая природа и свойства Несмотря на ряд работ по выделению витамина Е, до сих пор в чистом виде он не получен. Ивенс и Бурр (1925) разра­ ботали методику выделения витамина Е из зародышей пшеницы и получили препараты с активностью в 5 мг для самки крысы и 0,3 мг для самца (см. выше) и приписали, на основании элемен­ тарного состава этого препарата, формулу витамину Е—СзсНв40 3. Позднее Ивенс и Эмерсон (1935) доложили на собрании Аме­ риканского химического общества, а несколько позднее опубли­ ковали сообщение о получении ими еще более активного пре­ парата (3 мг на самку крысы). Вещество представляло собой слегка окрашенное вязкое масло состава С20Н50О 2 , по химическому характеру принадлежащее к сложным спиртам. Авторы полагали, что благодаря получению кристаллических производных и об­ ратному выделению действующего вещества, им удалось полу­ чить довольно чистый витамин. Они дали и название спирту — токоферол, производя этимологически это название от слов tokos — рождение ребенка и phero — производить. Японские исследователи (Кимм 1935, Иено с сотрудниками 1935) получили препараты витамина Е из масла зародышей риса. Кимм описывает получение некоторых кристаллических производных, из которых удалось регенерировать опять вита­ мин Е. При этом одна из фракций показала активность в 0,5 мг на самку-крысу в качестве единичной дозы. Иено с сотрудниками на основании анализа выделенного им препарата приписывает витамину Е условную формулу С8оН520 . Друммонд с сотрудниками (1935), тщательно разделяя неомы­ 100
ляемый остаток масла зародышей пшеницы на компоненты и анализируя их, выделил фракцию с активностью даже в 0 ,1 мг на крысу. Эта фракция представляла собой маслянистое вещество, анализы которого привели к заключению о наличии полицикли- ческой структуры, содержащей 2 атома кислорода и 3 двойные связи. На основании исследований Друммонд приходит к выводу, что это — или почти чистый витамин, или, наоборот, почти чистое неактивное сложное соединение, содержащее витамин Е в каче­ стве загрязняющей примеси. Как видно, в настоящее время, несмотря на получение весьма активных препаратов, мы все еще далеки от познания химической природы витамина Е; имеющиеся же данные говорят лишь о том, что это вещество является сложным, высокомолекулярным со­ единением, повидимому — высшим спиртом, отличным однако от стеролов, так как от последних оно хорошо очищается с по­ мощью дигитонина (витамин Е дигитонином не осаждается) и некоторых других приемов. Наиболее чистые препараты витамина Е представляют собой оранжево-желтые или бледножелтые вязкие масла, застывающие при 0°, способные перегоняться в вакууме без разложения. Как витамины А и D, витамин Е растворяется в жирах и жирораство­ рителях — эфире, бензине, ацетоне, бензоле, пентане, метиловом и этиловом спиртах. В водноспиртных растворах и в воде не­ растворим. При омылении масел он переходит вместе с вита­ мином A h D в неомыляемую фракцию; однако, в отличие от них, не разрушается при перегонке при 180° и 50 мм давления и полностью дестиллируется. Витамин Е очень устойчив к воздействию температуры, воздуха, света. По данным Ивенса и Бурра (1925) нагревание зародышей пшеницы до 170°, при котором происходит в значительной мере обугливание их, не влияет на витамин Е. Перегонка препаратов с водяным паром при 180е, отгонка в вакууме при 230° не по­ нижает его активности. Нагревание масла зародышей пшеницы до 9 7 ° при доступе воздуха в течение 1 2 часов не приводило к снижению активности. Дневной свет не оказывает заметного действия на масло из пшеничных зародышей, но ультрафиоле­ товое облучение вызывает потерю активности. Он устойчив к кислотам и щелочам: 2 0 % соляная кислота в течение 2 0 ча­ сов при комнатной температуре не оказывает разрушительного действия; омыление 2 0 %, спиртовым раствором едкого кали при 30° Ц не ведет к заметной потере витамина и только про­ должительное кипячение с указанным раствором щелочи частично его разрушает. Особенно важно то, что гидрогенизация масла пшеничных зародышей при 75° Ц в присутствии в каче­ стве катализатора палладия не влияет на биологические свой­ ства витамина. Это говорит за то, что при приготовлении мар­ гарина из растительных масел витамин Е последних может сохраняться. Из разрушающих витамин Е факторов следует отметить воздействие пер­ манганата, озона, хлора (Оклотт 1934). Разрушает его также бромирование 101
в уксусной кислоте, обработка уксусным ангидридом, ультрафиолетовое облуче­ ние, а также обработка хлорным железом в эфирном растворе. Обработка вод­ ным раствором хлорного железа не чувствительна для витамина Е. При этом интересно отметить, что крысы, кормленные маслом, обработанным эфирным раствором хлорного железа, проявляли Е-автоминоз раньше, чем контрольные, получавшие диэту без витамина Е и без прибавления обработанного железом масла, что говорит за то, что обработка привела не только к разрушению ви­ тамина Е масла, но и к инактивированию его запасов в тканях животных. Наконец, следует отметить, что потеря активности витамином Е связана также и с прогорканием тех жиров, в которых он находится. Маттил и Кум- мингс (1931) объясняют это наличием в жирах органических перекисей, возни­ кающих в результате самоокисления жира, что приводит и к окислению ви­ тамина Е. Так как жиры отличаются по своей аутоксидабельности (рыбий жир, свиное сало обладают большой степенью самоокисления; масло зародышей пшеницы, хлопковое масло и другие растительные масла значительно устойчивы против самоокисления), то и стойкость витамина Е в тех или иных маслах будет различной. Замечено также, что наличие гидроксильных групп некоторых стеролов задерживает самоокисление жиров и, следовательно, разрушение витамина Е. Из неомыляемой части зеленых листьев салата выделено вещество, оказывающее антиокислительное действие. Оно оказалось фенольной природы состава СізН140 5. При хранении в обычных условиях различных сухих продуктов происходит очень медленное разрушение витамина Е, зависящее от степени проницаемости кислорода воздуха. Так, сухое молоко, сохраняемое без доступа воздуха, не снижает своей активности через 2 года; на воздухе же за тот же срок оно де­ лается инактивным. Зародыши пшеницы-за 3 года хранения на воздухе потеряли 33% своей активности; масло же из них, сохранявшееся тот же срок под ваку­ умом, не снизило своей активности (Ивенс с сотр. 1935). Как видно из изложенного, витамин Е является устойчивым веществом, сохраняющимся при обычной варке, сушке, консер­ вировании и лишь при более или менее длительном хранении продуктов происходит медленная его инактивация.
ВИТАМИН В Витамин В в ряду других витаминов был открыт и начал изу­ чаться первым. Однако, несмотря на это, мы все же более чем по другим витаминам далеки от окончательного представления о его многообразной природе и функциях. Дело в том, что вна­ чале полагали, что разнообразные проявления при отсутствии воднорастворимого ростового и антиневритического фактора обу­ словливаются одним витамином, названным „витамин B“ . Однако последующие исследования показали, что витамин В предста­ вляет собой целый комплекс отдельных витаминов, число которых и функции не определены достаточно полно еще и в настоящее время. На основании современных данных можно принять суще­ ствование следующих компонентов: 1 . Витамин Bj — термолабильный, предохраняющий от бери- бери и полиневрита. 2. Витамин В2 — термостабильный, состоящий по крайней мере из двух отдельных факторов: собственно витамин В2, или ростового фактора, и антипеллагрического витамина— В0. 3. Витамин В3 — щелочно-лабильный фактор роста голубей. 4. Витамин В4 — щелочно-лабильный фактор роста крыс. 5. Витамин В5 — щелочно-стабильный фактор роста голубей. Существуют также указания о существовании щелочно-ста­ бильного фактора роста крыс, не имеющего еще общеупотреби­ тельного буквенного обозначения и названного Чик и Коппин- гом фактором Y; особого кишечного витамина В7, отсутствие которого обусловливает различного рода кишечные поражения, и некоторых других. Из всей этой группы наиболее изученными являются витамины Bj и В2, на которых мы и остановим: л бо­ лее подробно. Остальные же витамины будут кратко освещены наряду с другими мало или недостаточно исследованными вита­ минами уже после изложения основных хорошо изученных вита­ минов. Ві -авитаминоз Отсутствие в пище витамина В, обусловливает возникновение заболевания, называемого бери-бери, о котором мы упоминали уже в нашем кратком обзоре развития учения о витаминах. Было выдвинуто много различных теоргій, объясняющих причину этого заболевания, но лишь с момента открытия витаминов Функом (1912) твердо установлено, что в основе этого заболе­ 103
вания лежит недостаток или отсутствие в пище витамина, хотя, повидимому, известную роль играют и сопутствующие авитами­ нозу явления, как общее голодание и пр. Бери-бери есть определенная форма периферического нев­ рита, при котором задеты двигательные и чувствительные нервы. Это заболевание хорошо изучено и детально описано в меди­ цине. Развивается эта болезнь обычно постепенно и носит сна­ чала слабо выраженный характер: больные жа­ луются на плохой аппе­ тит, легкую утомляе­ мость, сердцебиение и боли в ногах. И з этого, в сущности, неопреде­ ленного состояния за­ тем начинает обрисо­ вываться та или иная форма бери-бери. Наи­ более распространен­ ными являются так наз. сухая и отечная формы. При сухой форме бе- Рис. 14а. Голуби, страдающие полиневритом в характерных позах. ри-бери наиболее характерными являются: резкое истощение, потеря чувствительности и затем параличи. При отечной форме отмечаются: опухание ног, рук и других частей, а также отек серозных оболочек, легких и т. д. Гибсон и Концеитион считают, что гипертрофия сердца и отеки типичны для детской бери-бери. Фернандо (1924) наблюдал при бери-бери потерю голоса, что видимо связано с параличем гор­ танных мышц. В различных случаях по разному наблюдаются явления расстройства движения, неуверенная походка, прогрес­ сивно нарастающие параличи, исхудание, потеря чувствитель­ 104
ности, тяжелые сердечные явления и др., приводящие в конце концов к смерти, если не остановить болезнь своевременно переменой пищи. На вскрытии обнаруживаются патологические изменения сердца и нервов. Процент смертности больных бери-бери в различных об­ ластях колебался, но в общем он был высок, доходя иногда до 60—70%. В данное время, когда разгадана истинная причина заболевания и наметились верные пути ее профилактики и лече­ ния, резко пала не только смертность, но и заболеваемость зна­ чительно стала меньше. Из этого, однако, нельзя делать заклю­ чения, что там, где нет резких заболеваний, не наблюдается бо­ лезненных явлений, которые могут происходить от недостаточ­ ного потребления этого витамина. Кроме человека за­ болевание от недостат­ ка витамина Вх наблю­ дается у птиц, свиней, кроликов, собак, крыс и других животных. У крыс при заболевании наблюдаются: падение аппетита, падение тем­ пературы, замедление дыхания, замедление сердечной деятельно­ сти, остановка пери­ стальтики, потеря веса. У них также проявля­ ются явления полинев­ рита. Полиневрит у птиц и голубей, более под­ робное описание кото­ рого мы приведем в методической части, во многом схож с чело­ веческой бери-бери; однако многие авторы считают, что в этом случае мы имеем более чистую картину авитаминоза, в то время как при бери-бери, а особенно при отечной ее форме, сопутству­ ющим и затемняющим картину фактором является голодание. Имеется целый ряд наблюдений, показывающих, что при хо­ рошем с точки зрения калорийности питании, особенно углевод­ ном, припадки полиневрита развиваются скорее и носят более ярко выраженный характер. В случае же голодания, припадки могут и не появляться, и животное погибает от истощения. В отношении витамина Вь больше чем по какому-либо дру­ гому витамину, имеется ряд работ, посвященных изучению фи­ зиологического действия его на животный организм. Так как одним из первых признаков авитаминоза В х является потеря аппетита, было высказано предположение, что витамин В, яв­ ляется возбудителем секреции пищеварительных соков. Однако обстоятельные опыты Кауджилля и Менделя (1921) на собаках Рис. 146 . Один из голубей, что и на рис. 14-а в тот ж е день после принятия исцеляющей дозы витамина В] в виде дрожжей (Сборник Анг. Мед. Иссл. Совета 1932 г.) 105
показали, что витаминные препараты не возбуждают секреций, но действуют возбуждающим образом на моторные функции кишечника. Это подтверждают и опыты Винокурова, наблюдав- •'і ГУ Рис. 15. Верхний снимок показывает собаку, больную полиневритом с параличем задних ног в результате недостатка витамина В. Н ижний снимок показывает ту же собаку после лечения витамином Bt в виде сока томатов (по Шерману 1931). шего вялую деятельность зоба кур при Ві - авитаминозной пище. Ряд авторов высказывался, что Ві - авитаминоз отра­ жается на окислительных способностях тканей, но это явление скорее надо отнести к сопутствующему голоданию, чем к самому 106
авитаминозу (Лавров 1935). Наиболее определенные результаты получены Петерсом с сотрудниками (1930). Авторы указывают на накопление больших количеств молочной кислоты в задних частях мозга полиневритных голубей. Возможно, что наблюдае­ мые судороги и прочие явления, которые имеют место приВгави- томинозе, объясняются ацидозом определенных участков мозга благодаря накоплению молочной кислоты. При выяснении общего обмена веществ у нормальных и больных полиневритом животных установлено, что витамин Bt не оказывает влияния на обмен белков и жиров, но повиди­ мому большое значение он имеет в углеродном обмене. Химическая природа О химической природе витамина Bt мы имеем ряд данных, подводящих нас в последнее время вплотную и к установлению его структурной формулы. Развитие работ шло преимущественно путем выделения все более и более активных препаратов и их тщательного иссле­ дования, и надо сказать, что в этой области пришлось преодо­ леть огромные трудности, увенчавшиеся большими успехами. В 1912 г. Функ имел основание гордиться тем, что ему уда­ лось получить кристаллический препарат витамина Вь исцеляю­ щий голубя в дозе около 4 мг. Но, как оказалось, это был еще весьма нечистый препарат, в котором содержание витамина Bj составляло менее тысячной доли. Функ дал тогда на основании анализа состав для своего вещества С2бН210<,Ы. Приготовление более чистых препаратов витамина В: было налажено после того, как Зейдель в 1916 г. доказал, что в вод­ ном растворе витамины группы В могут избирательно адсорби­ роваться глинами, углем и пр. и могут быть обратно элюированы из адсорбата едким баритом. В первоначальной стадии выделе­ ния витамина В, все последующие исследователи и применяли это т прием. Первые очищенные кристаллические препараты антиневрети- ческого витамина были получены Янсоном и Донатом (1927) в той самой лаборатории в Батавии, где Эйкман сделал свое замечательное открытие экспериментального полиневрита. Янсен и Донат для получения витамина пользовались рисовыми отру­ бями. Изолирование витамина оказалось весьма ^длительной и трудной операцией. Из 100 кг отрубей путем настаивания их в течение нескольких дней в воде, подкисленной серной кисло- лотой до pH 4,5, приготовлялся экстракт витамина. П рибавле­ ние 2 0 % алкоголя предохраняло настой от развития в нем мик­ роорганизмов. Перешедший в раствор витамин адсорбировался на фуллерову землю. Глину собирали на фильтре, промывали водой, подкисленной до pH 4,5 и затем обрабатывали барито­ вой водой для освобождения витамина. Из водного баритового экстракта, содержащего витамин В,, барит осаждали избытком серной кислоты, — экстракт же вновь подвергался последователь- 107
«ому осаждению азотнокислым серебром, фосфорновольфрамо­ вой кислотой, а под конец — ацетоном с применением во всех случаях для элюирования баритовой воды. Полученный довольно чистый препарат витамина Bt выпари­ вался досуха, остаток растворялся в алкоголе, откуда активное вещество выделялось сначала в виде платиновой соли, а после разложения последней сероводородом в соляной кислоте, в виде хорошо кристаллизирующейся хлористой соли. Полученное кри­ сталлическое вещество составляло всего лишь 30 мг, хотя Янсен вычисляет общее его содержание в 10 0 кг рисовых отрубей в 1,5 г. Активность кристаллической хлористой соли витамина была очень велика — доза в 2 —3 у предохраняла от полиневрита небольшую птичку (Munia maja) в течение 3 недель; исцеляю­ щая же доза для голубя в последующем была установлена в7—8?идлякрысв57. По данным элементарного анализа Янсен и Донат приписали следующую эмпирическую формулу свободному основанию их хлористой соли — C0H 10ON2. По мнению авторов, в молекуле этого витамина содержится имидазольное или пиримидиновое кольцо. Позднее Янсен с со­ трудниками получили кристалли­ ческий витамин Bt из отрубей и дрожжей состава C^HjgOaN^S, оказавшийся близким по составу к препаратам Виндауса и Ван- Вина. Методика Зейделя, применен­ ная Янсеном и Донатом на пер­ вых этапах очищения вита­ мина Ві (получение из водных подкисленных растворов адсор- бата на фуллерову землю) была в последующем принята Между­ народной Конференцией по ви­ таминам 1931 г. для получения интернационального стандарта витамина Bj. Янсену и было по­ ручено изготовление должного количества адсорбата витамина Ві из рисовых отрубей. Наряду с Янсеном и Донатом, — ч астью почти одновременно, а частью позднее — было приготовлено большое количество пре­ паратов витамина Вь многие из которых отличались большой степенью чистоты и постоянства. Одаке (1932) получил кристаллический препарат витамина Ві из рисовыхотрубей свыходом 0,85 г препарата из 6000 кг от­ рубей инашел, чтопрепарат имеет состав Актив­ ностьпрепаратавыражалась в 1 0 7 на голубя. Виндаус с сот­ рудниками (1932)изолировал из дрожжей кристаллические пре­ параты состава, согласно анализа,— Ci2Hi7ON:jS и Ci2Hi8ON4S, Рис. 16. Кристаллы препарата вита­ мина Bj (гидрохлорида) (но Янсену и Дояагу). 108
которые были активны в дозах для голубя 1,4—З.ЗОу, в среднем— 2,4 f. На основании изучения в последующем (1934) продуктов расщепления витамина Bj он констатировал наличие пиримиди­ нового и пиррольного кольца в молекуле витамина. Ван-Вин (1932) получил из дрожжей кристаллический препа­ рат витамина, по своему составу близкий к препаратам Винда­ уса —C12H20O0N4S. Кинерслей и Петерс (1927, 1930) получили концентраты ви­ тамина Ві из автолизированных дрожжей. Действующая доза препарата Петерса (1930) равнялась 12 у- Позднее (1933) Кинер­ слей, Петерс с сотрудниками разработали новый метод полу­ чения витамина Вь отделенного от витамина В3, и получили кристаллический витамин с активностью в 1,6 т. В 1935 г. Ки­ нерслей, О ’Брин и Петерс сообщили, что выделенные им пре­ параты витамина В! при дальнейшем фракционировании не дали вещества с большей активностью и они пришли к выводу, что их препарат является чистым витамином. Они констатируют, что их препарат витамина весьма сходен по свойствам с самыми чистыми образцами, полученными Виндаусом и Ван-Вином и дают формулу для него— Ci2H,6ON4S • 2 HCl. Небезинтересно отметить, что здесь же авторы дают улучшенную методику по­ лучения чистого витамина Bt, которая дает четырехкратное уве­ личение выхода, позволяя получить 60 мг витамина В, из 50 кг дрожжей. При получении 0,52 г препарата с активностью в 1,6 ? в 1933 г. авторам пришлось переработать 2 000 кг дрожжей. Из этих цифр видно, какую гигантскую работу приходится проделывать для того, чтобы получить чистые препараты, ис­ следование которых могло бы привести к раскрытию химической природы витамина. Как видно из изложенного, многим исследователям удалось получить очень чистые препараты огромной физиологической активности, в значительной мере сходные между собой (препа­ раты Виндауса, Ван-Вина, Янсена и Кинерслея-Петерса). Несмотря на это до самого последнего времени вопрос о структурном строении молекулы витамина Вх оставался в значительной мере открытым. Большим толчком в этом отношении послужили ра­ боты Куна и Вагнер-Яурегга с сотрудниками (1935), сообщившими о выделении ими из дрожжей желтого красящего вещества, к о­ торое в растворе обнаруживает интенсивную голубую флуорес­ ценцию. Они установили формулу для него — Ci2H14ON4S и пред­ ложили для него название „тиохром“. Так как общая его фор­ мула обнаруживает большое сходство с формулой витамина Bt и так как дрожжи богаты этим витамином, авторы высказали предположение, что это вещество, повидимому, является дегидро­ витамином Bt. Его образование из хлористой соли (гидрохлорида) витамина В, можно представить, исходя из их суммарных фор­ мул таким образом: CI2HieN40S •2 НС1 -> C12H14N40S. 109
Это сообщение сразу привлекло внимание весьма большого круга исследователей, и были начаты весьма интенсивные работы (Вильямс, Петерс, Виндаус, Кун, Барджер и др). Указанная связь между витамином Вх и тиохромом предста- лялась еще более вероятной потому, что флуоресцирующие ве­ щества наблюдались и ранее Петерсом (1935) среди окислитель­ ных, а Барджером, Янсеном и Тодд (1935) среди термических продуктов разрушения витамина Bj. Это окисление, оказывается, может итти и под влиянием кислорода воздуха, что объясняет наличие красящего вещества в дрожжах, которое привлекло внимание Куна, а также действием в щелочной среде пере­ киси водорода, перекиси марганца и т. д. Барджер, Бергель и Тодд (1935) произвели окисление вита­ мина В! железистосинеродистым калием и получили вещество, обладающее формулой Ci2HI4ON4S. При сравнительном испыта­ нии это вещество оказалось в точности совпадающим с тиохро­ мом, выделенным Куном из дрожжей. Для более подробного изучения свойств тиохрома и его от­ ношения к витамину Bt Кун и Барджер предприняли дальней­ шие работы. При этом Барджер получил от Янсена необходи­ мое количество кристаллического витамина Вь Кун же вновь выделил значительное количество тиохрома из дрожжей (250 мг), переработав при этом огромную массу материала (4050 кг). В результате проведенных исследований обе лаборатории в де ­ кабре 1935 г. (Кун и Веттер; Барджер, Бергель и Тодд) сооб­ щили о получении вполне идентичных препаратов тиохрома и установили довольно хорошо совпадающие структурные фор­ мулы(см.стр. 111). Тиохром представляет собой желтые, вроде серы, кристаллы с точкой плавления 226 — 227° Ц. В отличие от витамина В,, тиохром сублимируется в высоком вакууме при 210—215°. Рас­ творяется он хорошо в метиловом спирте, довольно хорошо в воде, умеренно в этиловом спирте и трудно растворяется в ацетоне, хлороформе, эфире. В растворах дает интенсивно го­ лубую флуоресценцию с максимумом для водно-щелочной среды 460—470 т\і. В соответствии со своим основным характером, хо­ рошо адсорбируется на кислых силикатах, фуллеровой земле, франконите, флуоридине. При восстановлении переходит в бес­ цветный лейкотиохром, который обратно легко окисляется в исходный тиохром. При воздействии соляной кислоты дает гидрохлорид состава Ci2H,4ON4S "HCl и C12H,4ON4S • 2НС1, при­ чем вторая частица соляной кислоты легко теряется уже на воз­ духе, что говорит о наличии крайне слабой основной группы наряду с нормальной. В отличие от витамина Bt> он не содер­ жит аминогруппы, что доказывается прямыми опытами дезами­ нирования, а также не содержит четвертичного азота, наличие которого несомненно доказано (Вильямс и др. 1935) в молекуле витамина В]. Поэтому образование тиохрома из витамина Вх не представляется возможным рассматривать, как простую реакцию дегидрирования, тем более, что тиохром при биологическом ис- 110
Тиохром из В1 СН, По Куму і3 /\ N С ---- N- - С—СН3 I II !II СН-— С С С С—СНр — СНрОН 3 ч/\/\/ N N S С Н По Барджеру і АN С------ N ---- С— СН, III III С\/\/\/С_СНг_СН2°Н N N S пытании оказался совершенно не активным, и каталитическое гид­ рирование не превращало его снова в витамин Этот переход витамина Ві в тиохром связывается с значительной перегруп­ пировкой, потерей четвертичного азота и аминогруппы вита­ мина В,. Ориентировочная формула для витамина Blt исходя из ряда данных, представляется в следующем виде (см., стр. 1 1 2 ). Формула, как видно, представляется соединением пиримиди­ нового и тиозолового кольца через четвертичный азот. Серни­ стокислый натр разрушает эту связь между кольцами, концент­ рированная соляная кислота дезаминирует пиримидиновое кольцо, разбавленная соляная кислота образует солеобразное соединение, * окисление же приводит к тиохрому. Это окисление по Виндаусу, повидимому, связано с превращением группы СН тиозолового кольца в СО, которое, в свою очередь, конденсируется с N H2 пиримидинового кольца, образуя 3-кольцевую систему тио­ хрома. Поскольку Кларк и Гурин осуществили синтез тиозоло­ вого кольца, а Робинсон с сотрудниками провели синтез пири­ мидинового кольца, — путь к синтезу витамина Ві был открыт. * Формула солеобразного соединения представляется в виде хлористой соли (CiaH17ON4S).Cl или гидрохлорида (Ci2Hi7ON4S-C1HC1, а свободного основания (замена хлора на группу ОН) в виде CuAmOsN^S. Ill
Витамин В} ^ По Виндаусу I3 /\ f „ru N С ’------------N С СН3 I I! II II сн3— с c-nh2 сн у>сн2снгон S Ллосисрпая соль С2'Н5 По Вильямс/ /X С:1 N -------------- N-------С -СН, II I II II ’ НС C-NH , сн с-с н„сн,он \/ \/ N S.HCI Гидрохлорид И, действительно, в самое последнее время мы имеем сообще­ ние сотрудника Виндауса Греве (1936), в котором он, на осно­ вании проведенных им исследований, приводит уточненные Витамин ß1 СН N' *С СН? N С— СН3 ,С, С— NH^ НС с-сн2.сн?он Н3С \sX г 2 Тиохром сн сн? ЧчС/ 4N С— СН, IIII1 Я с „с 112 Ä ІЧ /ч ,с—СН2.СН20Н
формулы витамина В! и тиохрома и указывает, что в соответ­ ствии с этим строением осуществлен уже синтез витамина Bj в лаборатории Эльберфельдского завода Фарбениндустри и последний заявил на него патент. Строение витамина Вг и тиохрома по Греве таково (см. нижние формулы на стр. 112). Как видно, прежде развитые представления в отношении строения, а также об образовании тиохрома из витамина Ві в своих основных пунктах не затрагиваются новыми результатами. Если эти результаты получат окончательное подтверждение, то разгадка строения витамина Вхи его синтез явятся величайшим оче­ редным завоеванием в познании химической природы витаминов.* Методы определения Биологический метод Содержание антиневритического витамина в продуктах опре­ деляется либо на голубях, либо на крысах. Метод определения на голубях (Кинерслей, Петерс 1928, 1930 и др.) в основном сводится к следующему: голуби около 300 г вегом получают в качестве основной диэты рис, гречиху, ячмень или просо, предварительно обработанные для освобождения от витамина Bj. Обработка сводится либо к автоклавированию при 137°Ц в течение 4 часов, либо, в случае полированного риса, к простому ошпариванию кипятком и последующему высушива­ нию. Так как одним из первых признаков авитаминоза является потеря аппетита, и голуби, не поедая основного корма, быстро погибают при явлениях истощения и отсутствии характерных симптомов заболевания, необходимо применять насильственное кормление. При этом, как показали наблюдения, у 50% голубей проявляются припадки примерно на 25—30 день с потерей веса около 40—50%. Опыты Кусовой (1935), в соответствии с прежними указаниями' ряда других авторов, показали, что введением в диэту расти­ тельных или животных белков — молока (автоклавированного в течение 1 ч. при 120°Ц) 10 см8, или мясного порошка 1 г, или пшеничной клейковины 1 г можно ускорить наступление авита­ миноза (20—26 день) и при меньшей потере веса (19—30%) добиться припадков у 50—83% опытных голубей. При заболевании у голубей наблюдаются в начале слабость ног, атактическая походка, затем полная неспособность стоять, параличи ног и крыльев, сведение шеи с запрокидыванием * В последнее время подучен ряд подтверждений о правильности уточнен­ ной формулы витамина Bj, а Ломан и Шустер (1937) при испытании как синте­ тического препарата этого витамина, так и препарата, выделенного из дрожжей, показали, что витамин В! является ко-ферментом карбоксилазы. Это важное сообщение позволяет, наконец, определить место витамина В, среди других био­ логических катализаторов и указывает на его существенную роль в обмене. Наряду с этим эго дает наглядный и интересный пример того, в какой тесной связи могут находиться витамины и ферменты, тем более, что вслед за витами­ ном В , (флавином—см. ниже) это является вторым случаем такой связи. Витамины—8 113
головы назад (opistothonus) или на грудь (epistothonus), при наличии контрактур шеи часто проявляются судороги. Таким при­ падкам полиневрита часто предшествует рвота. В таком состоя­ нии одна часть голубей остается на прежнем рационе и служит отрицательным контролем, другую часть голубей начинают лечить различными дозами испытуемого продукта, искусственно вскар­ мливая их. При этом одну и ту же дозу обычно получают 3— 6 голубей. Та минимальная доза, которая оказалась достаточной, чтобы излечить голубя в течение 3— 6 ч. и предупредить повторе­ ние припадка по крайней мере в течение 36 ч. — считается мини­ мальной исцеляющей дозой. При профилактическом методе определения витамина Bj голуби с самого начала получают определенные дозы исследуе­ мого продукта, и минимальной дозой считается та, которая ока­ залась достаточной, чтобы предохранить голубя от заболевания полиневритом в течение 100 дней. Однако, метод этот счи­ тается менее надежным. При определении витамина В, на крысах применяется обычно профилактический метод. Для опыта берутся крысята 28—30- дневные, весом около 40 г. Основная наиболее употребительная диэта состоит из 18% промытого, не содержащего витамина, казеина, 53% чистого крахмала, 4% солевой смеси Менделя— Осборна,* 15% автоклавированных (2 часа при 120°Ц) дрожжей, 1—2% рыбьего жира и 9—8% сливочного-масла. На этой диэте животные вначале прибавляют в весе, а затем, к 15—2 0 дню, вес начинает падать. Часть крысят, которые получают одну основную диэту, служит отрицательным контролем. Другие кры­ сята получают различные дозы испытуемого продукта, причем, на одну и ту же дозу полагается ставить 8 — 1 2 животных. Основным критерием достаточности дозы служит прибавка в весе, причем за минимально предохраняющую дозу принимают ту, которая дает прирост около 3 г в неделю и поддерживает этот прирост на этом уровне равномерно в течение 4—8 недель. Активность продуктов принято выражать в голубиных или кры­ синых единицах на 1 г продукта. Кроме вышеописанных наиболее распространенных методов определения витамина В, существует еще терапевтический метод на крысах, метод брадикардии и некоторые другие. На по­ следнем методе брадикардии кратко остановимся. Друри с сотруд­ никами (1930) показали, что у молодых крыс на авитаминозной диэте развивается прогрессивная брадикардия (падение частоты сердечных сокращений), которая излечивается лишь введением в рацион В) - содержащей пищи. Ни витамин A, D или В2, ни увеличение количества пищи никак не сказываются на бра­ дикардии. Она также не поддается лечению впрыскиванием бария или путем вагального сечения. Таким образом этот признак сле­ дует признать специфическим для недостатка витамина Bj. Берч, * Свстав солей смеси Менделя—Осборна—см. при описании методики опреде­ ления витамина А, 114
Гаррис (1934) и др. показали полную пригодность этого метода для количественного определения витамина Ві, так как результаты, которые он дает, вполне согласуются с данными, получаемыми другими методами. Измерение частоты сердечных сокращений производится по электрокардиографу. Взрослые крысы 130— 140 г) получают авитаминозную диэту в течение 28—30 (дней; затем истощенным по витамину В] крысам дается доза какого- либо испытуемого продукта и наблюдается подъем сердечной деятельности. Высота подъ­ ема и продолжительность действия дозы служат кри­ терием ее достаточности. Одно животное может быть использовано на 8 таких единичных опытов. Этот метод имеет преимущества •благодаря своей быстроте и экономии животных по сравнению с другими выше­ описанными методами, од­ нако широкого распростра­ нения он пока еще не полу­ чил. Химические методы Химических методов опре­ деления витамина Bt в про­ дуктах, дающих более или менее достоверные результаты, не существует. Кинерслеем и Петерсом (1934) разработано лишь применение диазорек- ции Паули для количественного определения витамина В, в рас­ творах чистых препаратов. Реакция сводится к тому, что к некоторому объему испытуемого раствора витамина В,, заклю­ чающему 2 и более голубиных единицы, добавляется рас­ твор диазосульфаниловой кислоты; получающаяся яркорозовая окраска колориметрируется по стандартному раствору чистого витамина Bj, имеющему в таком же объеме от 2 до 7 голубиных единиц. В качестве стабилизатора яркорозовой окраски при реакции добавляется формальдегид, препятствующий появлению -желтых оттенков от загрязняющих препарат витамина В, приме­ сей. Поскольку диазосульфаниловая кислота дает реакцию с гистидином, тирозином, аденином, фенолами, имидазолами, сульфидами и аммиачными солями — применимость этой реакции весьма ограничена. Опыт применения этой реакции Кристаллин- ской (1936) к неочищенным концентратам показал невозможность оттитровывания их по кристаллическому витамину Ві вследствие резкого различия в интенсивности получающихся окрасок, и лишь при внесении ряда изменений удалось при известных условиях применить эту реакцию для ориентировочного определения био­ логической активности полученных концентратов. сердечных сокращений в минуту (по Гаррису). *8 113
Повидимому, имеет перспективы на разработку способ оки­ сления витамина В) в тиохром с помощью железистосинеродистого калия в щелочной среде, экстрагирования последнего бутиловым спиртом и определения интенсивности голубой флуоресценции. Барджер (1935) считает, что этот метод испытания активности концентратов витамина Вх имеет уже некоторую ценность. Следует еще упомянуть о попытках применения для определе­ ния витамина В! растительных методов испытания на некоторых расах грибов и плесеней, чувствительных к недостатку этого вита­ мина. Так, Шопфер (1935) сообщает, что плесень Phycomyces blakesleeanus (сем. Mucoraceae) не растет на синтетической среде, содержащей 10°/о глюкозы, 1% аспарагина, 0,5% MgS04, 1,5% КНаР04, но заметно растет на этой же среде после добавле­ ния на 1 см3 0,5 т кристаллического витамина В]. В известных пределах рост плесени прямо пропорционален концентрации витамина. Такая же попытка была предпринята Ивановым H. Н. с сотрудниками (1936), который сообщает, что при стандартизации реакции роста гриба на чистом витамине Ві, можно добиться в известных пределах количественного определения этого вита­ мина в исследуемых объектах. Стандарты и потребность в витамине Международная конференция по витаминам в 1931 г. уста­ новила в качестве стандарта витамина Bj продукт адсорбции этого витамина, приготовленный в Медицинской лаборатории в Батавии (о-в Ява) по методу Зейделя, как он изложен у Янсена! и Доната. Эталон был приготовлен следующим образом: отруби риса обрабатывались водой, подкисленной серной кислотой до pH = 4,5 и с добавлением до 0,2% салици­ ловой кислоты и толуола для дезинфекции. Эстрагирование велось в течение 2 дней, после чего вытяжка фильтровалась. К вытяжке, полученной из 100 к г рисовых отрубей, прибавлялось 3 к г фуллеровой земли, и смесь взбалтывалась 24 часа. После фильтрования фуллерова земля собиралась, промывалась водой и спиртом и высушивалась. Всего было получено подсобного адсорбата до 25 кг, достаточных для удовлетворения потребности в эталоне на ряд лет. Особые предосторожности при хранении адсорбата конфе­ ренция признала излишними: необходимо лишь держать пре­ парат в сухом месте, так как при сырости он легко подвергается воздействию микробов. Тем не менее, в целях предосторожности ряду лабораторий было все же поручено проследить за сохра­ нением активности препарата. Единицу витамина В] конференция определила равной антиневритической ативности 1 0 мг указан­ ного стандарта. Эта интернациональная единица соответствует 0,5—1 крысиной ростовой единице (RE), так как 10—20 мг эта­ лона достаточно для поддержания нормального развития молодой крысы, содержащейся на диэте, лишенной витамина В,, но полно­ ценной во всех других отношениях, в том числе и по витамину В2. Интернациональная единица равна также 0,5—0,33 лечебной голу­ биной единицы (ТЕ), так как 20—30 мг эталона достаточно для 116
излечения голубя весом 300 г, пораженного полиневритом после диэты с полированным рисом (метод Кинерслея и Петерса— 1928, 1930). Указанный стандарт и единица витамина Bf конференцией 1934 г. оставлены в прежнем виде. Ввиду особого многообразия биологических методов определения витамина Вх (существуют целые шкалы условного пересчета голубиных единиц в крысиные и обратно, терапевтических единиц—в профилактические и т. д .) — больше чем по какому либо другому витамину'— необходимо пользоваться при опытах международным стандартом. В этом случае, по признанию Конференции, любой метод может дать одинаковой ценности результаты, выраженные в одних и тех же единицах. Что касается .потребности человека в витамине Ві, то Юнг (1932) определяет ее в 100—150 RE в день для взрослого нор­ мально работающего человека. Так как с увеличением калорий­ ности рациона потребность в витамине Ві повышается, то им указывается также доза из расчета калорийности пайка— 1 RE на 20 калорий. Однако количество витамина В^ достаточное для взрослых, может быть относительно недостаточно для молодого организма, у которого обмен веществ идет интенсивнее. Также подчеркивается необходимость в повышенных количествах для беременной и в особенности кормящей женщины, что хорошо установлено клиническими наблюдениями и экспериментальными данными. Гаррис (1936) на основании учета вводимого и выде­ ляемого с мочей витамина Ві находит, что взрослый нормальный человек выделяет в день 12—30 интернациональных единиц, что составляет 5—8% от вводимого в день количества. Комиссия экспертов секции гигиены Лиги Наций (1936) считает, что наряду с другими витаминами наиболее трудно обеспечить потребность в витамине Ві при большом потреблении сахара и белой муки, исходя из чего рекомендует заменить частично эти продукты в рационе мукой грубого помола и особенно картофелем. В при­ мерных рационах потребность в витамине Bt комиссия опреде­ ляет для беременной или кормящей женщины в .150—254 интер­ национальных единиц или около 150—200 RE и для детей до 15 лет около 100—150 RE. Как указано выше, в витамине Bj нуждаются многие животные—- птицы, свиньи, кролики, собаки, обезьяны и др. Однако, размер потребности для каждого из них еще не установлен. Витамин Ві необходим также рыбам, амфибиям, насекомым. Некоторые растительные организмы — плесени, грибы—не способны синтези­ ровать этот витамин и при выращивании на искусственных сре­ дах нуждаются в добавлении витамина. Из всех животных козы, овцы и, повидимому, коровы и другие жвачные даже в период роста могут обходится без витамина В:. Этим следует объяснить незначительные сезонные колебания содержания витамина В, в молоке. Полагают, что причиной такой неотзывчивости жвачных к витамину Bj является наличие обиль­ ной микрофлоры в их рубце, которая способна к синтезу этого 117
витамина и может снабжать животных этим витамином в доста­ точном количестве. Распространение Витамин Ві синтезируется, подобно большинству других витаминов, повидимому только растением, откуда его и получает животный организм. Животные не в состоянии не только синте­ зировать витамин Вь но и откладывать его в запас. Правда, кон­ центрация витамина Bj в печени может нарастать, если пища им богата, и понижаться, если пища бедна, но ни печень, ни организм в целом не накапливают такого количества, чтобы можно было значительное время обходиться без новых добавок этою вита­ мина. В растениях витамин Bj сконцентрирован главным образом в семенах, некоторые его количества находятся в корнях и клуб­ нях (картофель, морковь и др.), а также и в листьях. Наиболее богатым источником его в обычной пище являются зерновые и бобовые продукты. В самом семени витамин Ві находится в зародышевой части и в тех наружных слоях, которые при обработке отходят в виде отрубей. Внутренняя часть зерна обычно лишена витамина В(. По Белл и Менделю, исследовавших распре­ деление витамина Bt в продуктах помола одного сорта пшеницы, выходит, что, если принять содержание витамина В, в целом зерне за 100, то в муке первых сортов, составляющей 70% от веса всей размолотой пшеницы, заключается лишь около 2 0 %, витамина Bb а в высшем сорте при 50% помоле почти нет ничего (0—0,5%), в то время как в 30% низших сортов (вместе с отхо­ дами) заключается 80% исходного количества витамина. Отсюда вытекает, насколько важно, чтобы зародыш и отруби по воз­ можности не отделять и употреблять в пищу зерно более про­ стого помола. Очень важно, что в зернах ржи витамин Bj рас­ пределен по всему зерну и находится также и во внутренней части. В рисе витамин В, сконцентрирован почти исключительно в оболочке и зародыше. Эндосперм риса, так же как и у пше­ ницы, совершенно лишен этого витамина. В кукурузе витамин В; распределен так же как у пшеницы и риса, однако зерна куку­ рузы беднее этим витамином, чем зерна пшеницы, риса, а также и овса. Содержание витамина Ві в значительной мере колеблется от сорта пшеницы. Так, американские исследователи нашли, что озимая пшеница „Minnesota“ в три раза беднее ярового сорта „Маркиз“; Фамиани (1935), обследовав итальянские пшеницы, установил значительное колебание в их активности по В, и нашел, что твердые пшеницы в общем беднее мягких пшениц. Овощи и плоды являются средними, а часто даже и бедными источниками антиневритического витамина. Хорошей активностью обладают орехи, особенно лесные и грецкие. Кокосовые же орехи содержат лишь следы этого витамина. Различные кормовые травы (люцерна, клевер, тимофеевка) содержат средние коли­ чества витамина Вь но гак как при сушке сена, если оно не 118
попадает под осадки, витамин Вх хорошо сохраняется, то на одну и ту же весовую единицу сено будет являться уже богатым источником его. По мере созревания трав по данным Гунт с сотрудниками (1935) содержание витамина В, постепенно уменьшается и обычно оно находится в прямой связи с количе­ ством листьев, интенсивностью их окраски и содержанием про­ теина в растении. Содержание витамина Bj в животных объектах ниже, чем в зерновых. Наиболее богатыми витамином являются — печень, затем почки, мозг и сердце. Мышцы бедны этим витамином. ТАБЛИЦА 10 Содержание витамина В, в RE на t г Животные продукты Говядина тощая сырая . О Ѵ э Ц у Молокоженское..... 0,05 Бычья печень.................. . . 1 —1,5 С ы р ............................... . . . 0 ,0 - 0 ,1 5 П о ч к и ...................... . 0.4 Яйцажелток .... ... 0.5-1,0 М о з г .................................... Яйца б е л о к .................. С ер дц е ............................... . . 0,4 Т рес ка ........................... . . . 0,2 В е т ч и н а ........................... . . 1,1 Сардинки ...................... . . . 0,15 Молококоровье......0,10,15 Молокисельди...... 0,3 Растительные продукты Капуста зеленая . . . • . 0,65 Винные ягоды (сушеные) . 1 ,5 -3 ,5 белокачаниая . . . 0.25 Финик (м я к о т ь )...................... 0,15 „ цветная ...................... 0,55 М и н д а л ь ................................... 0 ,4 - -0 ,5 „ цветная вареная . . 0,15 О ре х и гр ец кие ...................... 0,75 К р е с с -с а л а т ............................... 0,25 л есные ...................... 1,0 С а л а т ...................... • . . . 0,45 „ кокосовые.................. следы Ш п и н а т ................................... 0,3 Гор о х с у х о й ........................... 0,6 М о р к о в ь ................................... 0.25 Бобы, фасоль ........................... 0,6 Свекла (в а р е н а я ).................. 0,35 Ч е ч е в и ц а ................................... 0,6 Брюква . . . • ........................... 0.2 Бобы с ое вые ........................... 0,75 К а р т о ф е л ь ............................... 0 ,1 —0 ,2 Пшеница немолотая . . . 1,7 Картофель (вареный очи­ од „ проростки . . . 5.0 -10,0 ще нн ый) ............................... зародыш.... 1,3 Р е д и с к а .................................... 0,3 от р уб и .................. 0,7 Огурцы .................................... 0,15 Ячмень неочищенный . . . 0,56 Томаты ........................................ 0,2 , проростки .... 7,0 Лук•.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2 Рожь п р о р о с т к и .................. 4,0 Сеа ьд ер еи ............................... следы Маис п р ор о с т к и .................. 2,3 Горошек зел е н ы й .................. 0,3 Отруби рисовые .................. 2 ,5 -3 ,5 Бобы з е л е н ы е ........................... 0,15 Овсянка . . • ... .. .... .. .... .. .... . 1.62 Грибы свежие ..... 0,25 Мука цельная (95 % размо­ Я б л о к и ........................................ 0,15 ла) ............................................. 0,6 Г р у ш а ........................................ 0,15 Хлеб из цельного зерна . . 0,4 0,7 Слива ............................... 0,2 Бобы кофейные (смолотые) В и н о г р а т ................................... следы Какао п о р о ш о к ....................... 0,0 Апельсинный сок .................. 0 ,1 5 -0 ,2 Дрожжи хлебопекарные . . 1,5 Лимонный сок .................. 0,15-0,2 сухие пивные . . 5,0-23,0 Мандарин (мякоть) . . . 0,2 П иво т е м н о е ........................... 0,02 Чернослив (сушеный) , . . 0,65 Травы л у го в ы е...................... 0 ,2 -0 ,3 И з ю м ........................................ 0,4 С е н о ............................................. 1.0 Инжир ........................................ 0 ,5 119
Молоко содержит мало витамина Bj. Однако, благодаря способ­ ности бактерий, постоянно присутствующих в рубце жвачных, как это упомянуто выше, синтезировать этот витамин, количество его в молоке, в противоположность витамину А и D, подвержено лишь незначительным колебаниям, почти не зависящим от сезона или корма. Яичный желток достаточно богат витамином В, в отличие от белка, содержащего только следы этого витамина. Галпин с сотрудниками (1934) отмечает, что если в рационе несущихся кур увеличить содержание витамина Bj введением дрожжей или других источников его, то витаминная активность может быть увеличена, примерно, на 100°/о- Исключительно богаты витами­ ном В] дрожжи, превосходя в несколько раз обычные источники этого витамина. Активность дрожжей сильно колеблется в зави­ симости от расы, питательной среды и прочих условий культуры. Дрожжи обогащают своим витамином выпекаемый хлеб. Так Крамер (1934) указывает, что белый хлеб на дрожжах содержал в два раза больше витамина Bj чем та мука, из которой он был выпечен, а хлеб из цельной пшеницы на дрожжах содержал вита­ мина в 4—5 раз больше, чем белый хлеб. В заключение приводим таблицу содержания витамина В! в продуктах, выраженную в крысиных единицах (RE) на 1 г про­ дукта (см. стр. 119). При составлении таблицы нами были исполь­ зованы, главным образом, данные широких исследований Бакера и Вройт (1935), а также ряд других источников. Свойства и некоторые вопросы применения Витамин В] растворим в воде, разведенных кислотах и ледя­ ной уксусной кислоте, в спиртах — этиловом, метиловом и про- пиловом. Нерастворим в хлороформе, эфире, бутиловом и изо- бутиловом спиртах. Чистый ацетон не растворяет витамин; водный ацетон (70%) переводит его в раствор. На растворимость витамина Ві оказывает влияние pH среды и присутствие посто­ ронних веществ. Осаждается витамин Ві из водных щелочных растворов азотнокислым серебром, фосфорновольфрамовой, фосфорномо­ либденовой кислотой, сернокислой ртутью. В кислых растворах уксуснокислый свинец, азотнокислое серебро и сернокислая ртуть его не осаждают вовсе, или осаждают лишь частично. Пикриновая кислота чистый витамин не осаждает, но может перевести его в осадок при наличии примесей. Адсорбция вита­ мина Ві в сильной степени зависит от pH среды. Он адсорби­ руется на уголь, фуллерову землю, каолин, коллоидальную гидроокись алюминия, гидроокись железа. Адсорбция неочищен­ ных препаратов происходит лучше при кислых pH (около 4); по мере очистки оптимальные условия адсорбции передвигаются в менее кислую и даже нейтральную зону. Диализируется вита­ мин Bj через мембраны, проходимые для метиленовой синьки. В отношении окисления он стоек в кислой среде, менее стоек 120
в нейтральной и очень чувствителен в щелочной среде. Как указано выше, в опытах Барджера (1935) чистый витамин В( быстро разрушался с переходом в тиохром при воздействии в ще­ лочном растворе перекиси водорода, перекиси марганца и даже при обработке воздухом и кислородом. Наоборот, в условиях кислой среды витамин Bj устойчив к окислителям, перенося без разрушения воздействия перекиси водорода, перманганата, озона. Он мало чувствителен к атмосферному кислороду при обычной сушке продуктов. В связи с изложенным понятна боль­ шая чувствительность витамина В2 к щелочам, при воздействии которых он быстро разрушается даже при комнатной темпера­ туре, и наоборот, его устойчивость к кислотам. Так гидролиз дрожжей с 20% серной кислотой не приводит при 24-часовом стоянии к его разрушению. Лишь сернистая кислота разрушает витамин Bj. При нагревании стойкость витамина В( с повышением тем пе­ ратуры постепенно падает, и здесь большую роль играет среда, в которой он находится, в смысле ее физического состояния, природы, кислотности и других свойств. Одаке (1935) сооб­ щает, что при нагревании водного раствора чистого кристалличе­ ского гидрохлорида витамина Bj при 110° Ц в течение 1 часа не происходило уменьшения активности, между тем как при нагревании в течение того же времени при 120°— 130° Ц активность уменьшалась соответственно на 50 и 90%. При нагревании в течение 1 часа при 140° Ц раствор становился неактивным. Кристаллы витамина Ві при нагревании в течение 1 часа при 170° Ц теряли 80% своей активности, а при 180° Ц активность падала нацело. В опытах Чик и Хьюм (1917) вытяжка из дрожжей и пше­ ничных отрубей при нагревании не показала значительного уменьшения активности, если нагревание длилось 1 — 2 часа при 100° Ц, при нагревании же до 129° Ц вытяжка теряла за 2 часа 75% и более витамина. При нагревании сока томатов Шерман и Гросс (1923) и Шерман и Буртон (1926) тщательно проследили разрушение витамина Ві в зависимости от температуры, pH и времени нагревания. При естественном pH сока томатов равном 4,3 даже 4-часовое нагревание не приводило к полному разрушению витамина Bj и составляло для температур в 1 0 0 , 110, 120 и 130° соответственно 20, 33, 45 и 58°/0 потери актив­ ности. Но если pH сока доводился до 7,9, разрушение только за 1 час при 100° Ц доходило до 20—30%; при 9,2 оно соста­ вляло 60—70% и при pH 10,9 было полным. Таким образом кислотность среды и высота температуры оказываются в первую очередь решающими моментами. Для полного разрушения витамина в зернах злаков считается достаточным автоклавиро- вание при 120° Ц в течение 5 часов или при 137° Ц —4 часа. Для сухих дрожжей, при помещении их в автоклав тонким слоем в открытых чашках Петри, достаточно 2 часо? при 120° Ц. При этом, как это доказано, большое значение имеет влажность самого продукта или влажность атмосферы, в которой происхо­ 121
дит тепловое разрушение витамина Bj. Так, если указанна® обработка в водяном автоклаве вполне достаточна для разруше­ ния витамина, то, как показали Кинан, Клайн и др. (1935), при воздействии сухого жара 120° Ц на зерно, дрожжи, печень в течение 24 часов, наблюдается относительная устойчивость витамина Вь а при 100° он сохраняется в течение 6 дней. Практически очень важно установить степень сохранности витамина В: при выпечке хлеба. Как показал Черкес и Левин (1932), а также Морган и Фридерик (1935) и др., при выпечке хлеба и других мучных изделий на дрожжах практически не наблюдается никакой потери витамина Вь хотя температура печи, как известно, при этом очень высока. Лишь корочка хлеба, как отмечает Морган, несколько беднее (около 13%) мякиша по содержанию витамина Bj, в связи с чем, как он указывает, более выгодно выпекать более крупные хлебцы. Совсем другое положение наблюдается при выпечке изделий, где не имеет место процесс заквашивания и где выпечка основана на химических раз­ рыхлителях (сода, углекислый аммоний и др.), т. е. при выпечке различных кондитерских изделий — печенья, бисквитов и пр. В этих условиях, как показали наблюдения Всесоюзного вита­ минного ин-та (Хлесткина 1936), происходит полное разрушение витамина Вг— как имевшегося в тесте, так и добавленного в виде концентрата. Лишь путем частичной замены щелочных разрыхли­ телей дрожжами удалось сохранить витамин В, и получить вполне удовлетворительного качества витаминизированные кон­ дитерские изделия. При обычной сушке по многим данным витамин Ві устойчив и хорошо сохраняется длительное время в высушенных зерновых продуктах, овощах, фруктах, если они защищены от сырости, которая, как известно, способствует развитию микрофлоры. По данным Финдлея, горох и чечевица после их хранения в подве­ шенных мешках в течение 38 лет потеряли лишь незначитель­ ное количество витамина В(. Однако, если перед сушкой приме­ няется сульфитация, как это принято в отношении плодов, то в этом случае происходит значительная или почти полная потеря витамина В,, что вполне понятно, учитывая указанную выше нестойкость чистого витамина к сернистой кислоте (Морган, 1935). При производстве консервов витамин Ві должен хорошо сохраняться, если при стерилизации не слишком высока темпера­ тура и время действия ее непродолжительно. По данным Комана, Эдди и др. (1926) зеленый горошек, бланшированный в течение 7—10 мин. и подвергнутый стерилизации в течении 25 минут при температуре 120° Ц, не терял витамина Bj. Имеется и ряд других положительных показаний иностранных исследователей. Однако, данные Черкеса (1931), наблюдавшего потери витамина Вх не только при производстве томатных консервов на 1-й Одес­ ской фабрике, но и при их хранении, говорят о том, что необ­ ходимо более* тщательно проследить за сохранностью этого витамина при стерилизации и установить наиболее рациональный 122
режим технологического процесса, так как в отдельных случаях потери все же могут иметь место. Наконец следует отметить, что обычная варка продуктов не разрушает витамина Необходимо лишь учесть, что он принадлежит к числу водорастворимых витаминов и значитель­ ная его часть переходит при этом в раствор. Суммируя все вышеизложенное в отношении витамина В ь мы должны притти к заключению, что широкая распространен­ ность и его относительно хорошая стойкость при тепловой обработке, хранении и пр. говорят за возможность сравни­ тельно простого удовлетворения потребности в этом витамине в условиях нашего обычного питания при потреблении ржаного хлеба и овощей. Но ввиду большой потребности в этом вита­ мине, недостаток его может оказаться ощутимым в случаях диэтического питания при некоторых болезнях, в детском пита­ нии, при некоторых специфических условиях; поэтому необхо­ димо учитывать могущий возникнуть недостаток и пополнить его за счет изготовления различных препаратов этого витамина. За границей существует целый ряд таких препаратов. У нас в Союзе их выработка успешно осуществлена во Всесоюзном витаминном институте (Тульчинская) и следует скорее наладить их производство — как для непосредственного применения, так и для витаминизации ряда изделий.
ВИТАМИН В2 (КОМПЛЕКС) В 1916 г. Мак-Коллум назвал воднорастворимый фактор роста витамином В. Позднее было установлено, что продукты, содержащие этот витамин, были способны излечивать полине­ врит птиц и, по предложению Друммонда (1919), антиневри- тические функции были приписаны этому же витамину. Однако, работы Эммет и Лурос (1920) показали, что под действием высоких температур или щелочей антиневритические свойства продуктов исчезали, хотя продукты продолжали оказывать свое ростовое действие. С другой стороны, Функ и Дэбин (1921) при приготовлении препарата витамина В, адсорбируя раствор автолизированных дрожжей на фуллерову землю, получили адсорбат, который был способен излечивать полиневрит, но никакого действия на рост почти не оказывал. Целый ряд сле­ довавших за этим исследований все более и более приводили к мысли о существовании двух отдельных витаминов и дали воз­ можность Чик, Роске, Гассанда и Друммонду (1927) окончательно установить двойственную природу витамина В и совершенно отграничить антиневритический витамин Bj от ростового вита­ мина В2. С другой стороны, исследования происхождения болезни, называемой пеллагрой, привели к мысли об авитаминозном харак­ тере этого эаболевания. После того, как Гольбергеру удалось получить экспериментальную пеллагру и затем излечить ее рядом продуктов, он предложил (1925) назвать вещество, обусловли­ вающее излечение пеллагры фактором PP. В 1929 г. Комитет по номенклатуре витамина В Американского общества биохимиков вынес постановление о наименовании этого фактора — витамином G (в честь Гольдбергера). В дальнейшем ряд исследователей идентифицировали этот витамин с водно­ растворимым ростовым витамином В2. Однако, детальные исследования Гиорги в последнее время (1934 г.) установили, что витамин В2, в свою очередь, состоит из двух отдельных компонентов: собственно витамина В2 или воднорастворимого фактора роста, и витамина Вс—не оказываю­ щего влияния на рост, но являющегося антипеллагрическим. Кроме того Кестле с сотрудниками (1931—1934) предпола­ гает наличие в комплексе витамина В2 еще одного третьяго компо­ нента, названного ими антиспруэвитамином, способного предохра­ 124
нять от нарушений деятельности желудочно-кишечного тракта и от некоторых аномальных состояний крови, наблюдавшихся в качестве сопутствующих моментов при В2 - авитаминозе. Ввиду неясности вопроса о существовании и природе антиспруэ- витамина, так как мы имеем лишь единичные указания о нем, мы при изложении комплекса витамина В2 остановимся лишь на первых его двух компонентах. В отношении антиспруэвитамина отметим лишь, в согласии с вышеуказанными авторами, что он содержится в мясе, печени, солоде и дрожжах, которые в 2 0 раз содержат его больше, чем мясо. Козье молоко его вовсе не содержит. Авторы также нашли, что при автоклавировании он не разрушается. В2 и Во-авитаминозы В2-авитаминоз,кромезадержкироста, нивкакихдругих видимых расстройствах не проявляется, и единственно надежным критерием недостаточности этого витамина служит приостановка роста, которая у крыс, мышей и цыплят на диэте без витамина В-, наблюдается уже через несколько недель. Правда, все витамины в той или иной мере влияют на рост животных, однако, ростовые функции витамина В2, наряду с витамином А, наиболее резко выражены. Для проявления своего действия витамин В2 нуждается в присутствии как витамина Bj, так и В6, хотя бы и в незначи­ тельных количествах. Имеются указания (Чик, Коппинг и Эдгар 1935), что при отсутствии витамина В2 в пище у крыс наблю­ дается общее неспецифическое заболевание кожи (дерматит без разбухания и покраснения кожи, но с поражением шерсти, отлич­ ным от флоридного дерматита, присущего пеллагре). Это забо­ левание излечивается введением в пищу витамина В2. В0-авитаминов.ЕщеЛедеру,ШуруиСмитуатакжеКику удавалось получать чистую пеллагру без остановки роста, а также наблюдать приостановку роста опытных крыс без явлений пел­ лагры. Уже эти указания давали возможность предполагать комплексную природу витамина В3. Однако определенно доказано это было лишь в последнее время (1934—1935) работами Гиорги, которому удалось путем кормления крыс диэтой, богатой вита­ мином В2 (в виде очищенного препарата лактофлавина), вызвать типичную пеллагру, и вновь открытому антипеллагрическому фактору Гиорги дал название витамина Bß. Характерными симптомами для пеллагры являются изменения кожи. Сначала шерсть животных делается взъерошенной, хвост и уши выглядят онемевшими. Через 6 недель развивается сим­ метрическое разбухание и покраснение глазных век, ушей, перед­ них и задних лапок. Затем покраснение исчезает, шерсть выпа­ дает и на этих резко ограниченных местах развивается шелу­ шение. Кожа становится сухой, атрофической и имеет вид тонкого пергамента. Появляется конъюктивит, который приводит к слипа­ нию век. В противоположность ксерофтальмическим поражениям, глазное яблоко при этом заболевании остается незадетым. 125
Вследствие выпадение волос вокруг глаз образуются голые кольца, имеющие вид очков; иногда теряются волосы на всей мордочке. На такие же специфические изменения кожи указывает и Коппинг (1936), относя их за счет отсутствия в пище именно витамина В6. Иногда у крыс наблюдаются кровяные поносы. Видимо, бывает задета и нервная система, так как наблюдается повышенная воз­ будимость, животные начинают кусаться и т. д. Вышеописанная картина пеллагры во многом сходна с чело­ веческой пеллагрой (Ефремов 1934). Заболевание пеллагрой было отмечено еще в конце XVI века и долгое время, как и при авитаминозе Bj (бери-бери), существовало много теорий, объясняющих причину этого заболевания. Из них наиболее рас­ пространенной являлась так наз. маисовая теория, приписываю­ щая заболевание пеллагрой вредному действию кукурузы которая преобладает в питании тех групп населения, среди которого наиболее часто встречалась пеллагра. Дальнейшее изучение этой болезни показало, что она встречается и в таких местностях, где население или вовсе не употребляет в пищу кукурузы или употребляет ее очень незначительно. Так, оказалось, что эта болезнь распространена в ряде местностей Италии, Румынии и южной части США и отмечена в ряде центров Европы и Аме­ рики — в Берлине, Париже, Лондоне, Копенгагене, Нью-Йорке, а также у нас в отдельных местностях. Чтобы иметь предста­ вление, насколько широкие размеры может принять эта болезнь укажем, что в 1916 году в южных штатах США было до 100000 случаев заболевания, в 1917 г. еще более. Исходя из этих наблюдений и также ряда других указаний, маисовая теория, равно как и инфекционная теория возникновения пеллагры, была оставлена и в настоящее время почти всеми исследователями принимается, что причину пеллагры следует отнести за счет неполноценного питания, в основном — в отно­ шении витаминов, а также, возможно, и в отношении некоторых аминокислот. До последнего времени, как это указывалось выше, антипеллагрические свой­ ства приписывались всему комплексу витамина Ва. Признанием существования специального антипеллагрического фактора В6, способного излечивать экспери­ ментальную пеллагру у крыс, еще не решается вопрос, что именно этот витамин излечивает и человеческую пеллагру. Так, Берч, Гиорги и Гаррис (1933 г.) сообщают, что прежний противопеллагрическнй фактор РР способен излечивать человеческую пеллагру, в то время как он не оказывает никакого действия на пеллагру крыс; с другой стороны, продукты, являющиеся хорошими антипел- лагрическими источниками (витамина В,;) для крыс, не излечивают человеческой пеллагры. Поэтому в настоящее время вопрос о том, какой именно витамин (или группа витаминов) способен излечивать человеческую пеллагру, надлежит считать еще не выясненным, признав однако все же в основном авитаминозный характер этого заболевания. Первыми симптомами человеческой пеллагры являются — жжение во рту, слюнотечение и поносы. Язык бывает малиново­ 126
красным, в углах губ нередко образуются язвочки — эритемы. Появляется краснота на симметричных, преимущественно на не­ закрытых одеждой частях тела — на руках, шее, а также ступнях ног и т. д. Затем наблюдается припухание, в некоторых местах появляется пигментация. Кожа делается шершавой и грубой, что и дало название этой болезни (Pelle agra в переводе с италь­ янского означает шершавая кожа). Этим изменениям сопутствуют явления со стороны нервной системы — общая разбитость, апа ­ тия, безразличие к окружающей обстановке, ослабление памяти, бессоница. В более тяжелых случаях отмечаются психозы, галлю­ цинации, навязчивые идеи, которые принимают необратимый характер, если болезнь своевременно не остановить изменением пищевого режима. При пеллагре резко нарушаются функции надпочечников, а также щитовидной железы. Пеллагрические состояния, кроме человека и крыс, наблю­ даются также у цыплят, собак. Ввиду этого пеллагрой начинают интересоваться не только врачи, но и зоотехники. Химическая природа Выяснение химической природы витамина Bj является одной из самых ярких страниц не только учения о витаминах, но и общей биохимии и ферментологии, поскольку тонкая расшиф­ ровка природы витамина В2 позволила подойти и впервые исчер­ пывающе разрешить огромной важности вопрос о составе одного из ферментов, в активную группу которого, как оказалось, входит витамин В2 (флавин). Эти успехи являются еще более разитель­ ными потому, что сложный анализ биологических Систем и тем более их синтез осуществлен в максимально короткие сроки — в каких-нибудь 3—4 последних года. Начало указанных работ следует связать с работами Варбурга и Христиана (1932 и 1933), когда они, выясняя, какой окисли­ тельный катализатор может обусловить так наз. остаточное дыха­ ние дрожжевых экстрактов—после отравления их основного желе­ зосодержащего окислительного фермента геминовой природы такими дыхательными ядами, как синильная кислота и окись углерода, — выделили из дрожжей нижнего брожения и описали под именем второго „желтого“ фермента вещество, играющее роль переносчика водорода к кислороду. Согласно теории Вильштеттера — что ферменты состоят из активной группы и коллоидального носителя — исследователи предположили, что и в данном случае „желтый“ фермент состоит из этих групп и соответственно этому предприняли его разделение. И действи­ тельно, им удалось при соответствующей обработке отделить от коллоидального бесцветного осадка переходящий в раствор жел­ тый пигмент. Этот пигмент был получен в кристаллическом виде и довольно подробно изучен. Однако, это изучение еще не охва­ тило полностью биологической роли этого пигмента. Совсем с другой стороны и независимо от этих работ подошли к изучению этого же пигмента другие исследователи, стремив­ шиеся найти и выделить витамин В3, 127
При изучении различных продуктов на содержание витамина В2 было замечено, что их богатство этим витамином находится в связи с бледножелтой флуоресцирующей окраской. Опыты извлечения витамина В2 из различных продуктов и последующей их очистки показали, что витамин В2 находится всегда в окра­ шенных фракциях, причем,— чем чище были растворы препара­ тов, тем ярче выступали желтая окраска и интенсивная зеленая флуоресценция, и наоборот— с потерей активности препаратов исчезала и их окраска. Все это позволило высказать пред­ положение об идентичности витамина В2 и желтого пигмента. Проверкой этого предпо­ ложения и занялись Кун, Гиорги и Вагнер-Яурегг. Ими был выделен (1933) из яичного белка кристал­ лический пигмент и наз­ ван овофлавином. Одно­ временно Эллингер и Ко­ шара выделили аналогич­ ный пигмент из молочной сыворотки и назвали его лактофлавином. Сравни­ тельное изучение дей­ ствия выделенных пиг­ ментов и витамина В2 на животных показало их большую близость и по­ будило к постановке дальнейших широких ис­ следований. Вслед за этим ими были выделены из целого ряда продуктов подобные же кристалли- 4 ческие пигменты (из пе­ чени—получивший назва- Рис. 18. Кристаллы лактофлавина (по Куну). Ние гепатофлавина, •ИЗ шпината, томатов, дрож­ жей и т. д.), которым было дано общее название флавины. Обра­ щают внимание на себя те количества сырья, которые прихо­ дилось при этом перерабатывать, и те выхода флавинов, которые получались. Так, например, из 5 400 литров молочной сыворотки был получен 1 грамм лактофлавина ( 1 литр сыворотки содержит по Куну в среднем 0,5 мг лактофлавина); 30 кг сухого яичного белка, соответствующие 1 0 0 0 0 яиц, дали выход 180 мг сырого пигмента и 30 мг — после 3-кратной перекристаллизации; из 3 тонн лимонов было получено 0 ,6 г пигмента и т. д. Если при этой учесть ту аппаратуру, которая была необходима, а также реактивы, которые применялись, станет понятным, что современ­ ная работа по химическому изучению витаминов требует не. только обычной лабораторной обстановки, но целого полузавода. 128
В этом заключается огромная трудность работ по химии вита­ минов. При выделении кристаллических флавинов используется их способность адсорбироваться фуллеровой землей, в отличие от витамина В*, в очень кислых растворах. После отмывания водным раствором смеси метанола и пиридина по­ вторная адсорбция применяется на специальных сортах глины— франконите, флуоредине. Далее, для удаления примесей применяется осаждение их пикрино­ вой кислотой, а оставшийся в растворе флавин выкристаллизовывается в виде серебряных и затем таллиевых солей. Для свободного выделения флавина эту таллиевую соль обрабатывают двунормальной уксусной кислотой. Полученный таким образом из молочной сыворотки лактофлавин имел вид тонких располо­ женных звездообразно краснобурых игл, имеющих очень горький вкус (см. рис, 18). Флавины, являющиеся воднорастворимыми пигментами и потому относимые к группе „лиохромов“, чрезвычайно широко распространены в животном и растительном мире, наряду с другой биологически важной жирорастворимой группой пигментов-— ,,ли п о лромами“. Однако, подробное изучение флавинов показало, что они столь отличны от лиохромов, что обе эти группы пиг­ ментов надлежит считать вполне самостоятельными. Цехмейстер (1934) дает следующую сравнительную таблицу признаков лиохромов и липохромов: ТАБЛИЦА 11 Признаки Лиохромы Липохромы Состав Окраска раствора Флуоресценция Растворимость в воде Устойчивость к кислотам Устойчив, к щелочам „ к окислителям Обозначение Действующая доза (на крысу в день) Содержат азот Желтый, оранжевый Зеленая (очень сильная) Растворимы Сто йки Чувствительны Стойки Витамин В2 5у (лактофлавина) Свободны от азота Желтый до ярко красного Желтая до зеленой (очень слабая) Нерастворимы Чувствительны Стойки Очень чувствительны Витамин А 5удляа.и - ['-каротина 2,5у для ß-каротина Исследуя состав лактофлавина, Кун и Вагнер-Яурегг устано­ вили для него формулу C17 H2oN4Oe. Одним из замечательных свойств флавинов оказалась их способность к обратимому окис­ лению — восстановлению. Если водный раствор лактофлавина подщелочить углекислым натрием и. прибавить гидросульфита натрия, то он потеряет окраску и перейдет в восстановленный лейко-лактофлавин. Если раствор вновь подкислить, прибавить бромной воды и встряхивать на воздухе, лейко-лактофлавин обратно окислится в лактофлавин, и окраска вновь появится. В зависимости от условий восстановления, лактофлавин мо­ жет присоединить от одной до трех молекул водорода. Иссле­ дование окислительно-восстановительного потенциала лактофла­ вина дало нормальный потенциал (ЕН), при pH — 7 и отношении Витамины—9 129
окисленной к восстановленной форме 1:1, равным — 0,20 mV, т. е. весьма низкий, являющийся наиболее низким среди других известных биологических окислительно-восстановительных си­ стем. Это характеризует флавин, как окислительно-восстанови­ тельную систему с большой редуцирующей способностью. При изучении химической природы лактофлавина особо боль­ шую роль сыграло следующее наблюдение. Если освещать рас­ твор флавина в щелочном растворе сильной электрической лам­ пой, то при этом от флавина отщепляется углеводный радикал, а остающийся в растворе пигмент, хотя и сохраняет ту же жел­ тую окраску, что и сам флавин, но в отличие от него приобре­ тает способность растворяться в хлороформе. Этот новый пиг­ мент был получен и выделен Куном и Вагнер-Яуреггом из лакто- и овофлавина и назван люмифлавином. Биологически он оказался неактивным, но он так же как лактофлавин оказался способным к обратимому окислению и восстановлению. Его элементарный анализ привел к формуле Ci3H12N4 0 2. Реакцию щелочного фото­ лиза поэтому можно представить в следующем виде: Отщепляющаяся группа, как оказалось, имеет характер сахара с 4 гидроксильными группами, одна из которых является пер­ вичной. После этого Куном с сотрудниками и Каррером с сотрудни­ ками был проведен большой ряд углубленных работ по устано­ влению структурной формулы люмифлавина. Систематическое сравнительное изучение свойств флавина и люмифлавина и тех различных синтетических органических соединений, которые напо­ минали их, привело к аллоксазину. Более детальное сравнитель­ ное изучение привело к заключению, что в основе формулы л ак­ тофлавина лежит не аллоксазин, а изоаллоксазин; люмифлавин же является метиллированным в положении 6 , 7, 9 изоаллокса- зином. На основании структурной формулы люмифлавина, полу­ чившей согласованное признание ряда исследователей, формула флавина должна была выглядеть с тем изменением, что на месте метил-иминной группы в положении 9-го атома люмифлавина находится углеводный радикал. Ниже приводим формулы лакто­ флавина и люмилактофлавина: Ci7H20N4Oi;—♦CuH^NiOo + С4Н80., Лактофлавин Люмилактофлавин 130
Как только стали известны структурные формулы люмифла­ вина и флавина, были предприняты работы по их синтезу. Уже в поисках доказательств химического строения люмифлавина приходилось прибегать к синтетическим продуктам, благодаря чему путь синтеза был ясен. При этом, между прочим, известную роль сыграла расшифровка строения одного из конечных про­ дуктов последовательного разложения естественного лакто­ флавина, так называемого 1,2-диметил-4 -амино-5 - метиламино- бензола, который до того был неизвестен. СН, МО со Аллоксан 3 N СО Мюмисолабин Осуществив синтез этого соединения, исходя из диметил- бензола путем последовательного присоединения необходимых групп, Кун, Рейнемунд и Вейганд (1934) конденсировали его с аллоксаном и получили синтетический люмифлавин. Интересно отметить, что при этом синтезе им удалось из 1 кг нитроксилидина —одного из промежуточных продуктов при синтезе 1,2-диметил-4 -амино-5 -метиламино-бензола, — имеющего строение: получить то же количество люмифлавина, что и из 1,5 миллионов литров молока, а в последнее время Кун сообщает (1936), что при улучшенном синтезе из 1 кг нитроксилидина можно получить 1,15 кг люмифлавина, для чего при прежнем способе выделения потребовалось бы 7 миллионов литров молока. Это с исключительной яркостью подчеркивает, насколько эффективны могут быть работы по синтезу таких соединений, как витамины, имеющих хотя и широкое распространение, но присутствующих в естественных продуктах в ничтожно малых количествах. Вслед за синтезом люмифлавина были предприняты попытки синтеза самого флавина. Работы оказались весьма трудоемкими, так как помимо сложного хода синтеза по получению молекулы с наличием сахарной цепи в положении 9-го атома, необходимо сыло еще и решить вопрос строения этого сахара. Для этого '•ад,о было испытать все 8 изомеров пентоз, кроме того испро­ 1,2 - диметил-Ьамино- 5 - метиламино -Бензол 131
бовано было получение различных других производных изоалло- ксазина, где в боковой цепи находились бы не углеводные ради­ калы, а другие (метил, амил, циклогексил, фенил, уксусная кис­ лота и др.)- Только один Кун сообщает о получении им в чистом виде 27 синтетических флавинов. Несмотря на синтез большого количества производных, из которых многие были весьма близки по своим свойствам к естественному флавину, все же полной идентичности достигнуть не удалось. Из всех производ­ ных наибольшей близостью к флавину обладал 6,7-диметил-У-/'- арабофлавин; все же и он определенно отличался от естествен­ ного флавина некоторой разницей в показателе вращения, точке ілавления, а главное своей биологической активностью (мини­ мальная доза 15—20 7 в день на крысу, против 5—7 - у лакто­ флавина). Производное из ^-ксилозы (это обозначение употребляется для левовращающей ксилозы) 6,7-диметил—9 -(і-ксилофлавин по точке плавления и удельному вращению было также чрезвы­ чайно сходно с лактофлавином; в опытах же на животных ока­ залось почти неактивным. Так как в обоих случаях (/-арабиноза, d -ксилоза), находящаяся ближе всего к хромофоре гидроксильная группа определяет на­ правление вращения, то следовало предположить, что в естествен­ ный лактофлавин, обладающий левым вращением, могут входить остающиеся еще неиспробованными левовращающие пентозы— - /-ликсоза, или d -рибоза. Ввиду того, что /-ликсоза в природе еще не была обнаружена, а о с?-рибозе была известно, что она входит в состав нуклеозидов, Кун, Руди и Вайганд (1935), а также Каррер с сотрудниками (1935) высказали предположение, что в состав натуральных флавинов входит остаток сі~рибозы. Если этим различием ограничивалось бы на самом деле отличие естественного лактофлавина от близкого к нему диметил-арабо- флавина, то это явилось бы интересным примером, какие тонкие структурные различия могут изменять биологическое действие. И действительно, в том же 1935 г. Кун, Рейнемунд и др., а также Каррер с сотрудниками почти одновременно произвели синтез 6,7-диметил-9 -гі-рибофлавина [6,7-диметил — (d-рибитил) — изоал- локсазина] в одном случае с синтетической rf-рибозой — общий синтез (Кун в Гейдельберге) и в другом с естественной d -рибозой (Каррер в Цюрихе). Синтетический лактофлавин по всем физи­ ческим, химическим и физиологическим свойствам был безупречно тождествен с встречающимся в естественном состоянии лакто­ флавином. Правда, установленные в Цюрихе точки плавления были несколько ниже, чем в Гейдельберге, но они хорошо совпадали для каждого из этих случаев в отдельности между естественным и синтетическим лактофлавином, точно так же как совпадали и результаты опытов на животных, которые Эйлер прово ил в Стокгольме с препаратами Каррера, а Гиорги в Кембридже с препаратами Куна. Для иллюстрации приводим результаты сравнения естествен- ного и синтетического лактофлавинов по Куну (1936). 132
ТАБЛИЦА 12 Лактофлавин Синтетический Естественный Точка плавления (разрушение) . . . Точка плавл. тетра-ацетил-лактофлавина. Удельное вращение в л/20 NaOH при 2 0 ° ........................................ .............................. 10 7 в день на крысу, средняя прибавка в весе за день . ■ ................................... 292° 242° — 110°±5 1,43 г 292° 242° — 110°±5 1,45 г В процессе работ по изготовлению синтетических флавинов был накоплен «большой материал, характеризующий значение отдельных частей молекулы фла­ вина д л я проявления биологической активности. При этом оказалось, что условия, которым должно отвечать строение молекулы флавина для проявления биологи­ ческой активности, очень тесно связаны со способностью флавинов образовывать желтый дыхательный фермент, о котором подробнее мы скажем ниже. Так, ка­ саясь сахарной цепи, только те флавины были переведены в флавинный энзим, у которых группа ОН во 2-м положении при обычном способе написания стоит налево, как это имеет место у rf-рибозы и /-арабинозы. Ф лавин-глюкозиды биологически неактивны и не образуют флавинового энзима. Лишь в отношении ацетильных производных мы имеем расхождение: ацетилирование всех гидро­ ксилов уничтожает всякое ко-ферментное действие, в то время как тетра-ацетил- лактофлавин биологически активен. Повидимому, это объясняется тем, что в орга­ низме животного это соединение легко гидролизуется. Важнейшее значение имеет наличие свободной NH группы в 3-м положении. Ее замена на метил -лишает флавин биологической активности и способности к образованию катали­ тически действующих протеиновых соединений. Имеют значение также металь­ ные группы в 6 и 7-м положении; они не могут отсутствовать одновременно, и например, 9-^ -рибитилфлавин совсем не активен. Этерификация лактофлавина с фосфорной кислотой не отражается на биологической активности и, как ока­ залось теперь, не является необходимой и для каталитической активности фла­ вина; фосфорная кислота имеет значение лишь в смысле прочности сцепления красящего вещества с носителем (см. формулы фермента ниже). Таким образом, в итоге работ по синтезу флавинов достиг­ нуто многое: синтезирован люмифлавин, получено большое коли­ чество производных флавина, причем некоторые из них являются биологически активными, и, наконец, увенчались полным успе­ хом работы по изготовлению синтетического лактофлавина, ни­ чем не отличающегося от естественного. Мы приводим таблицу кристаллических препаратов, оказав­ шихся биологически активными (см. табл. 13 на стр. 134). Получение большого количества естественных флавинов по­ казало широкое распространение их в природе: их удается извлечь почти из любого клеточного материала. Однако, не­ смотря на большое сходство всех полученных естественных флавинов по их элементарному составу, свойствам и пр., все же окончательно еще нельзя считать, что все естественные фла­ вины вполне индентичны — это нуждается в дальнейшем дока­ зательстве. Большой размах в деле изучения флавинов'объясняется, как указано было выше, стремлением найти и выделить витамин В2, 133
ТАБЛИЦА 13 Препараты Предохра­ няющая доза в день на крысу (в гаммах) Авторы Лактофлавин (естественн.) . . •.. 3 Каррер, Шопп и др. „ „ ............ 5 Кун, Гиорги, Вагнер-Яурегг п У> ••••• 7 Кун, Руди, Вагнер-Яурегг 6,7-диметил-9 -сі-рибофлавин .... 3--5 —10 Каррер, Эйлер и др. 6.7 „ 9, ... .... .. ... ... .... .. ... ... .... 10 Кун, Рейнемунд и др. 6-метил-9 -<і-рибофлавин ...................... 10-20 Каррер, Стронг 7-метил-9 -<і-рибофлавин...................... 10—20 Каррер, Эйлер и др. 6,7-диметил-9 -/ -арабофлавин .... 15 Кун, Вейганд 6,7 , 9-1 „ .... 15-30 Кун, Руди, Вейганд 6,7 , 9-1 . .... Тетра-ацетил 6,7-диметил-9 -/ -арабо- 10-40 Каррер, Эйлер и др. флавин ................................................ 15 Кун, Руди который был известен как воднорастворимый фактор роста и как антипеллагрический. Действительно, с получением препаратов флавина целый ряд свойств их оказался одинаковым — способность к адсорбции, чувствительность к щелочам, свету и т. д., и казалось, что фла­ вин и витамин В2 идентичны. Однако, с получением все более и более очищенных препа­ ратов флавина оказалось, что их биологическая активность ме­ няется. Куну, Гиорги и Вагнер-Яуреггу пришлось уже в первых опытах при испытании кристаллического лакто- и овофлэвина добавить в диэту крыс дрожжевой отвар, который, хотя и не обладал самостоятельной витаминностью, все ?ке способствовал проявлению флавином своей ростовой силы. Пытались вначале объяснить это явление недостатком витамина В4. Но когда, поль­ зуясь наличием чистых кристаллических препаратов флавина, Эль- вейем, Гаррис, Гиорги, Чик (1935> посадили крыс на диэту. лишенную витамина Вь а этот витамин дали в больших дозах в виде чистого кристаллического препарата, не содержащего В,;, который, как оказалось потом, часто сопровождает даже сравни­ тельно чистые препараты Вь то у них развивалась крысиная пеллагра. Добавление чистого лактофлавина не излечивало пел­ лагру; он лишь усиливал несколько приостановившийся рост. Все это привело Гиорги, как об этом указано более подробно выше, к открытию нового фактора Вп, который специфически излечивает пеллагру, не вызывая усиления роста; лишь при сме­ шивании нового фактора с лактофлавином получаются препараты, которые способны одновременно излечивать пеллагру и усили­ вать рост авитаминозных животных. Мы ничего еще почти не знаем о химической природе нового фактора. Установлены лишь некоторые его физико-химические 134
свойства, о которых мы скажем ниже, но сам факт открытия нового витамина явился следствием несомненных успехов хими­ ческого познания флавинов. Поскольку пеллагрическое состоя­ ние имеет широкое распространение среди других авитаминозов не только у человека, но и у животных, открытие специфически антипеллагрического фактора, изучение которого теперь поста­ влено на очередь, представляет несомненный крупный шаг вперед. Но не только этими успехами ограничилась работа по флави- нам. Пожалуй, еще более важным результатом, проливающим свет и на самую биологическую роль витаминов, являются работы, представляющие собой продолжение указанных в начале работ Варбурга и Христиана— по изучению природы безжелезистого желтого окислительного фермента. Блестящие работы Теорелля (1934,1935) разъяснили здесь очень многое и пролили свет в еще темную область строения ферментов. Теореллю удалось оригинальным методом — путем примене­ ния катофореза — настолько очистить желтый фермент из дрож­ жей, что в некоторых препаратах он был получен в виде кри­ сталлов. Путем диализа с холодной разведенной соляной кисло­ той он достиг отделения активной группы фермента от бесцвет­ ного не диализирующегося белкового носителя и показал, что если их соединить, то вновь образуется желтый фермент с пер­ воначально каталитической активностью. Отделяющаяся при диализе активная группа фермента оказалась сложным эфиром флавин-фосфорной кислоты. Содержание пигмента (лактофлавина) составляло около 0,45% от всей молекулы фермента, что соот­ ветствует молекулярному весу фермента, примерно в 80 0 0 0 . Таким образом, как видим, в состав молекулы фермента входит удвоенная молекула белка — так же, как это наблюдается в слу­ чае гемоглобина. Указанное разделение фермента подтвердило гипотезу Вильштеттера о том, что фермен.т состоит из колло­ идального белкового носителя и химически активной группы. Этот бесцветный, неустойчивый к температуре (инактивация около 38°Ц) белковый носитель Теорелль рассматривает как ф ер­ мент, стойкую ж е в отношении температуры флавино-фосфорную кислоту он считает за ко-фермент. Из желтого ко-фермента и бесцветного фермента образуется новый фермент — желтый, являющийся более устойчивым в отношении повышенных темпе­ ратур (инактивация при 60°Ц), чем свободная белковая часть фермента. Установленные таким образом взаимоотношения в составе и свойствах разных форм соединений лактофлавина можно представить следующей схемой (по Куну) (см. табл. 14 на стр. 136). В результате все это позволило впервые до конца разрешить вопрос о составе одного из ферментов, активная группа которого в основном была уже синтезирована. Не представлял особых трудностей и синтез эфира флавино-фосфорной кислоты; Кун и осуществил синтез не только с фосфорной, но и с некоторыми другими кислотами. При испытании каталитической активности 135
ТАБЛИЦА 14 I Строение Свойства Цвет Отношение к Раствори­ мость в диализу катофо- _ _ резу хлоро­ форме Люмифлавин + боковая сахарная цепь -f- фосфор­ ная кислота + белок . . Люмифлавин-f - сахарная фермент оранже­ вый . 4- цепь+фосфорная кислота Люмифлавин -f- сахарная ко-фермент желтый + + ц е п ь .................................... витамин Во. желты й + — — ; Люмифлавин ..... акцептор во­ дорода желтый + — + і 1 этих соединений выяснилось, что присутствие фосфорной кислоты не является необходимым; фосфорная кислота имеет значение лишь для прочности сцепления красящего вещества с носи­ телем. В зависимости от наличия или отсутствия фосфорной кислоты, могут быть два типа сцепления: первый тип, когда флаво-фосфоро-протеин (I) связан *в двух местах и распадается на два компонента лишь в кислом растворе, и второй тип, — когда флаво-протеин (II) имеет одно место прикрепления и уже в нейтральном растворе в значительной степени диссоциирован. Мы помещаем две возможных схематических формулы фермента по Куну (1936), в которых однако надо представлять пунктир­ ные линии связи от белка простирающимися каким-то неясным еще образом к гидроксилам боковой цепи и метилам бензоль­ ного кольца. /ОН СНг.0 .Р =0 НО.С.Н HO-f-H НО.С.Н СН, 'ОН- H.c./4/N4/NV 0 У Н5С.- \ /\ц/Ч0/ NH Белой сн2.он НО.С .Н я НО.С.Н НО-С .Н сн2 н;.лА А я3с. \/\N/\C0 со NM- - Бело* Образуемый с помощью лактофлавина желтый фермент является одним из компонентов сложной окислительной системы в клет­ ках, который осуществляет, так наз., безжелезистый тип дыхания. По Варбургу желтый фермент в клетках, присоединяя водо­ род. восстанавливается в лейко-фермент (восстановленный фер- 136
мент). Этот последний самостоятельно окисляется кислородом воздуха, образуя Н20 2 и переходя вновь в желтый фермент (окисленный фермент). Таким образом схема окисления получает следующее выражение: лейкофермент -}-0 2 = желтый фермент -f- Н20 2. Но если окисление фермента может итти свободно в отсут­ ствии других компонентов системы за счет кислорода воздуха, то восстановление желтого фермента может совершаться лишь при дополнительном участии в системе „дегидраз“ (промежу­ точных ферментов) и ко-фермента, которые по Вилланду активи­ руют водород органических сжигаемых веществ, но не могут его непосредственно отдавать кислороду с образованием Н30 2, а должны сначала его отдать желтому ферменту. Только лейко- форма желтого фермента вступает в реакцию с 0 2, образуя при этом Н20 2 и переходя снова в желтый фермент. Таким образом, после соединения с белком и образования желтого фермента лактофлавин обнаруживает обычную мало специфическую функцию переносчика водорода от данной дегид- разной системы к кислороду. Специфическими являются дегидразы (промежуточные ферменты) и потому при наличии их желтый фермент может производить биологическое окисление не только эфиров гексозомонофосфатов, но и пировиноградной, яблочной, лимонной, изолимонной, глицеринофосфорной, молочной и вин­ нокаменной кислот. Биологическая роль флавина (витамина В2) благодаря этому и связывается в первую очередь с его способностью участвовать в окислительно-восстановительных процессах клеточного обмена, так как, обладая свойством соединяться с белковым носителем, он тем самым входит в состав безжелезистой окислительной системы, принимающей участие в дыхании тканей. Кун и Вагнер- Яурегг отмечают, что флавины с их отрицательным нормальным по­ тенциалом (—0 ,2 несущественно дополняют другие окислительно­ восстановительные вещества клетки, как аскорбиновая кислота (витамин С + 0,2 mV) и глютатион (-{-0,0 mV), и вместе с ними составляют сложную регуляторную систему, управляющую оки­ слительно-восстановительными процессами в клетке. Кун иКальдшмидт высказывают предположение, что, поскольку флавины синтезируются только растительной клеткой, они должны иметь большое значение и для самого растения; они, повидимому, принимают участие в усвоении углекислоты, хотя доказательств этому еще не дано. Большое содержание витаминов в сетчатке глаза говорит об их участии в зрительном акте, а нахождение почти во всех тканях животного организма говорит об их по­ стоянном участии в процессах клеточного обмена, во время кото­ рых они, расходуясь, выделяются с мочей. Наконец присутствие флавинов в молоке говорит об их жизненной необходимости уже для организма новорожденного. Таковы самые общие черты биологической значимости флавинов. Однако, поскольку флавины находятся в животных 137
и растительных тканях, главным образом, в связанном, а не в сво­ бодном состоянии, их значение прежде всего неотъемлемо от дея­ тельности желтого окислительного фермента. В этом заключается замечательная связь между ферментами и витаминами, химия которых, по выражению Каррера, может стать основой дальней­ ших исследований энзимов. Методы определения Биологический метод Определение содержания витамина Вя в различных продук­ тах биологическим методом проводится на крысах. Молодые крысы в возрасте 20—30 дней и весом около 45—50 г получают диэту, лишенную витамина В2. Наиболее распространенной диэтой является диэта, предло­ женная Шерманом — Бурквином (1931), состоящая из 18% очи­ щенного казеина, 6 8 % крахмала, 9% сливочного масла, 4% со­ левой смеси Менделя — Осборна и1% рыбьего жира. Рыбий жир обеспечивает потребность крысят в витаминах А и D. К этой диэте должен быть добавлен препарат витамина Вх. Лучше всего для этой цели применять высокоочищенные препараты, изготовленные по методу Виндауса, которые содержат в 8 —12 •( одну дневную голубиную дозу. Открытие витамина Вй требует, чтобы диэта была пополнена и этим витамином, для чего Гиорги (1935) предлагает использовать адсорбат из дрожжей, не содер­ жащий лактофлавина (витамина В2). Обычно применяется терапевтическая методика, для чего крысят предварительно выдерживают на Вз - авитаминозной диэте. Через 16—18 дней, когда в их организме истощатся запасы витамина В2, наблюдается приостановление роста и с этого момента крысятам начинают давать те или иные дозы испытуемого продукта. На одну дозу обычно берется 10—12 животных. Часть крысят остается на одной основной диэте: они служат отрицательным контролем. За минимально излечивающую дозу по Чик и Роске (1928, 1930) принимается та доза, которая смогла обусловить прибавку в весе животного в 1 0 — 1 2 г еже­ недельно в течение 2—4 недель. Все прежние опыты, проведенные до открытия витамина В6, в основном относятся именно к определению ростового фак­ тора В2, так как лишь при более продолжительном сроке опыта у экспериментальных животных — и то только примерно у поло­ вины— развивались пеллагрические явления. Для получения пел­ лагры у большинства подопытных животных Гиорги (1935)- предлагает диэту, состоящую из очищенного казеина 18°/0, рисо­ вого крахмала 6 8 °/0, сливочного масла 9% , рыбьего жира 1% и смеси солей Менделя— Осборна 4°/0- В качестве источника витамина Вь так же как и при опытах по витамину В2, реко­ мендуется препарат Виндауса. Кроме того ежедневно доба­ вляется 9—12 7 лактофлавина (витамина В»). Вместо лактофла­ 138
вина можно давать 3—5 см3 белка куриных яиц, так как он свободен от витамина Вв. В литературе пока еще нет подроб­ ного описания методики определения витамина Вв, вследствие чего мы лишь кратко укажем основные моменты: опыты произ­ водятся на крысах, которые получают вышеописанную диэту, или какую-либо другую В8-авитаминозную диэту, однако хорошо обеспеченную витамином В) и В2. Последнее обстоятельство осо­ бенно важно, так как Bj- и В2-авитаминозы проявляются значи­ тельно ранее авитаминоза Bfi и таким образом этот авитами­ ноз не сможет наблюдаться. Все трудности методики определе­ ния В6 и заключаются в получении чистых препаратов В2 и В^ особенно—последнего, так как даже сравнительно чистые пре­ параты Ві часто содержат примеси витамина Bfi. При соблюдении всех вышеуказанных условий, обычно через 1 0 — 2 0 недель, появляются симптомы пеллагры, которые и изле­ чиваются испытуемым продуктом. Та минимальная доза, кото­ рая смогла излечить появившуюся пеллагру, считается мини- мально-излечивающей дозой, определяющей ту или иную актив­ ность продукта. Химические методы Для количественного определения флавинов в тканях суще­ ствуют несколько различных методов (Варбур и Христиан 1933; Вагнер-Яурегг 1934; Кун, Вагнер-Яурегг, Кальтшмидт 1934), но все они в основном сводятся к извлечению флавинов из тканей, удалению примесей, если это необходимо, и к коли­ чественному определению флавина в полученных очищенных вытяжках. Так как флавины в тканях находятся, главным обра­ зом, в связанном состоянии и водной экстракцией на холоду полностью не извлекаются, то прибегают к экстракции кипящей водой. Лишь в случаях необходимости раздельных определений свободного и связанного флавина прибегают — сначала к холод­ ной экстракции и диализу, а уже затем к нагреванию, как это описано Куном с сотрудниками (1934); (см. выше). Кроме кипящей воды извлечение флавина достигается также путем обработки тканей водными растворами ацетона или мета­ нола на холоду. Полученные вытяжки — или непосредственно или после очистки — идут для количественного определения. Очистка путем адсорбции производится из кислых растворов фуллеровой землей или флуоредином с последующим элюиро­ ванием; иногда при очистке применяют извлечение посторонних липоидных веществ из водно-ацетоновых вытяжек флавина с помощью петролейного эфира. Само количественное определение флавина в полученных вытяжках производится — или непосредственно, или после пере­ вода его в люмифлавин. В последнем случае вытяжка флавина подвергается щелочному фотолизу светом сильной электриче­ ской лампы накала с обязательным при этом охлаждением рас­ твора. Образующийся люмифлавин при подкислении переводят в раствор хлороформа, откуда снова извлекают водой, и тогда 139'
уже подвергают количественному определению. Это — так наз. люмифлавиновый метод. Само количественное определение люмифлавина или флавина производится или путем измерения флуоресценции, или путем фотометрического определения концентрации пигмента в шту- фен-фотометре, или, наконец, с помощью колориметрирования, сравнивая окраску раствора с стандартным раствором кри- сталического пигмента. Первые два способа обладают боль­ шей чувствительностью, а с применением фото- или термоэле­ ментов достигается и объективность отсчетов. Следует еще указать, что метод измерения флуоресценции может давать слишком высокие величины из-за флуоресценции сопровождаю ­ щих веществ и таким образом люмифлавиновый метод с фотоме­ трическим определением надлежит считать более специфичным. За последнее время, в результате ряда работ, предложен колориметрический метод определения флавинов в животных тканях. Метод является весьма простым, доступным и, как показали наблюдения, дает результаты, хорошо согласующиеся с данными, полученными другими методами. Заключается он в следующем: животная ткань хорошо измельчается и отмы­ вается водой до получения прозрачных промывных вод, которые отбрасываются. Затем для извлечения флавина ткань экстрагируется 10-кратным количеством водного раствора метанола (метанол : вода = 3 : 1) 36—48 часов при 20 —36°Ц. После центрофугироваиия полученного экстракта, содержащего все флавины данной ткани, жидкость сливается и обрабатывается равным объемом хлоро­ форма для удаления некоторых загрязняющих веществ, отчего метаноловая фрак­ ция делается более прозрачной. Оба слоя разделяются в делительной воронке: бесцветный хлороформный слой отбрасывается, а желтый меганоловый раствор флавинов сравнивается в колориметре со стандартным раствором хром овокислого калия. Окраска раствора, содержащего в 1 см ъ 0,1 м г3 КХгО,, соответствует по своей окраске содержанию 2,37 у флавина в 1 экстра кта. Приведенный простой метод определения флавинов в живот­ ных тканях (печени, почках) было возможно применить потому, что эти ткани оказались при спектроскопическом испытании не содержащими никаких других пигментов. Очевидно, что в иных случаях, где присутствие посторонних пигментов может иметь место, потребуется перед колориметрированием предварительная очистка экстрактов от этих веществ. Потребность в витамине В; При обсуждении возможности установления стандарта для витамина В2 на Международной конференции по витаминам 1934 г. было принято решение, что наши знания относительно состава этого витамина, а также относительно патологических по­ следствий, обусловливаемых отсутствием последнего, пока еще недостаточны, чтобы оправдать установление для этого витамина стандарта и единицы активности. Как видно из приведенного выше материала, последующее развитие работ по витамину дейст­ 140
вительно привело к установлению более сложной природы его- и оправдало решение конференции. Размер потребности в вита­ мине В2, в прежнем понимании его природы, считается одина­ ковыми с потребностью в витамине Вь Юнг (1932) определяет ее для взрослого нормально работающего человека в 100—150 RE. Комиссия секции гигиены Лиги Наций точно ее не определяет. Но если судить по набору продуктов, предлагаемых в примерных дневных рационах для кормящей и беременной женщины и для детей, то потребность эта довольно высока и, во всяком слу­ чае, не ниже, чем в витамине Вь если выражать ее в крысиных ростовых единицах. Комиссия подчеркивает, что наряду с дру­ гими витаминами наиболее трудно обеспечить потребность орга­ низма в витамине В2 и рекомендует расширить потребление молока, используя даже снятое молоко, поскольку оно, хотя и лишено жирорастворимых витаминов А и D, однако все же является хорошим источником витамина В3 и в обезжиренном виде. Потребность в витамине В2 особенно велика во время лак­ тации. Из подопытных животных нуждаются в витамине В2 крысы, мыши, цыплята, между тем как голуби могут обходиться без добавления его в пищу. Интересны наблюдения Куна, Кальшмидта и Вагнер-Яурегга (1935) над содержанием флавина в печени крыс. Они нашли прямую зависимость содержания флавина в печени от добавле­ ния его в диэту подопытным животным. Но это замечалось лишь только после значительного избытка или недостатка витамина В2 в пище. Обычно же содержание витамина В2 в печени поддерживается на довольно постоянном уровне. Сле­ довательно, с одной стороны, наблюдается ограниченная способ­ ность к отложению флавина, обусловливаемая, по их мнению, чеобходимостью больших количеств коллоидного носителя для фиксации флавина, с другой же стороны,—это же самое обстоя­ тельство, повидимому, является и причиной не столь резких колебаний в содержании этого витамина, как это известно з отношении витамина А и С. Имеются, однако и другие наблюдения. Систематические иссле­ дования на содержание флавина в печени крупного рогатого скота показали, хотя и плавные, йо довольно сильные сезонные колеба­ ния с максимумом в течение мая—сентября, с заметным снижением уже в сентябре-октябре, сильным снижением (минимумом) вплоть до апреля и столь же резким затем повышением в мае-июне. Если учесть, что по данным Гунта, Рекорда и Бетке (1935) содер­ жание витамина В2 в травах уменьшается по мере созревания и что осенняя растительность не так богата им, как весенняя, а содер­ жание этого витамина в зимних кормах тем более уступает содержанию его в молодой траве, то эти колебания полу­ чают довольно обоснованное толкование. Возможно, что при кормлении сеном, убранным своевременно и в хорошую погоду, это явление не наблюдалось бы, так как, по тем же данным Гунта, при солнечной сушке люцерны в течение 4 дней по­ 141
тери витамина В2 не происходит; между тем уже небольшой дождь (0 ,6 8 дюйма) привел к потере 50°/о витамина. Следует отметить еще, что установившийся в организме нормальный уровень содержания витамина В2 не поддается лег­ кому и безболезненному смещению. В опытах Виванка (1935) крысы уже погибали от авитаминоза, хотя их органы еще содер­ жали Чз нормального количества витамина В2 (флавина). Все это говорит о том, что задаче покрытия потребности человека и с-х. животных в этом витамине должно быть уде­ лено серьезное внимание со всех точек зрения—со стороны изыскания источников, определения минимальных норм и т. д. Распространение Витамин В2, так же как и антиневритический витамин, синте­ зируется, повидимому, только растительной клеткой, откуда он и переходит в животный организм. Наиболее богатыми в отно-, шении этого витамина являются дрожжи, которые обычно содер­ жат 30—36 у в 1 г сухого вещества. Важно отметить, что условия культивирования дрожжей значительно влияют на содержание в них флавина. Так Петт (1935) указывает, что прибавление в питательную среду цианистых солей, которые, как известно, подавляют дыхание, происходящее при посредстве железо-содер- жащего катализатора, увеличивает содержание флавина до 65 f Для нормального образования флавина необходимо,' чтобы дрожжи получали некоторое количество фосфата. При пере­ несении дрожжей в аэробные условия, они начинают тратить свой запас гликогена и при этом флавин быстро исчезает. Петт также отмечает, что наблюдается определенная зависимость между содержанием флавина в дрожжевых клетках и способностью их к брожению; организмы, содержащие больше флавина, обла­ дали и повышенной энергией сбраживания. Отмечается большое содержание флавинов у анаэробных бактерий, превосходящее для некоторых видов во много раз количества, имеющиеся в дрожжах. Варбург и Христиан указывают для маслянокислых бактерий содержание 135т флавина в 1 г. Для аэробных же уксуснокис­ лых бактерий авторы нашли лишь 15т в 1 г сухого вещества. Все эти данные указывают на большую роль, которую флавины играют при анаэробном дыхании клеток. Среди растений витамин Вг широко распространен в злаках, из числа которых наиболее богата им пшеница; овес и кукуруза содержат его несколько меньше, причем у пшеницы особенно богаты этим витамином зародыши, превосходя до 6 раз по своей активности цельные зерна. Солодовый экстракт и мармит (спе­ циальный препарат из зародышей пшеницы) могут служить хорошими источниками этого витамина. Пшеничная клейковина содержит заметное количество флавина. Овощи и плоды являются средними или бедными источниками витамина В2. Из числа их по богатству содержания его выделяется шпинат, а по низкому содер­ жанию — картофель. 142
Из животных продуктов очень богата флавином печень крупного рогатого скота, которая содержит в среднем 20—25 у флавина на 1 г свежей ткани. Печень других животных, как например — овцы, кролика и др. содержит меньше флавина; печень рыб еще более бедна им. Почки богаты витамином В2, причем весь витамин, сосредоточен в корковом слое, мозговое же веще­ ство не содержит его. Легкие, селезенка, гипофиз бедны этим витамином. Исключительно бедна им кровь. Яичный белок и молоко содержат заметное количество фла­ вина, однако значительно уступая в этом отношении печени. Важно отметить, что лишь в молоке и моче, а также и в сет­ чатке глаза флавин находится в свободном состоянии, в осталь­ ных же тканях он связан с высоко молекулярными соединениями белкового характера. В заключение приводим таблицу содержания витамина В2 в различных продуктах, выраженную в гаммах флавина на 1 г ТАБЛИЦА 15. Содержание витамина В3 в гаммах флавина на 1 г Животные продукты Печень быка . кролика „ барана судака » трески Почки быка . „ кошки корков. слой „ мозг, вещество Нпдпочечники быка . . . . Мозг б ы к а .............................. і Гипофиз быка передн. доля „ задняя доля . Селезенка б ы к а ...................... Л е гк ие б ы к а ........................... Легкие к рол ика...................... эпя 10.0 —25,0 Сердечная мышца кролика 6,45 Гл аз быка се тча тка 5,0 „ „ пигментиый 2,6 тел и й ........................ 0,53 Глаз рыбы сетчаткя 10.0 —20 ,0 „ курицы * 25,2 „ кролика „ 0,0 Кро вь быка: 5.0 - 10,0 цельная . . 1.0 —5,0 сыворотка . 0,5 —1,0 Моча человека . . . 0,025—0,5 Яичный белок на сухое ве 0,5—1,0 іц е с т в о .................... 0,5 —1,0 Цельное молоко . . 8.9 Кислое „ . . 5,52 1.0 —5,0 0,5-1 ,0 10,0 - 20,0 1.0 —5,0 0,025-0 ,5 0,025 0,025 0,075 14,1 1,0 0,45 Растительные продукты Сено люцерны .... 7,17 Трава луговая свежая . . . 1,42 Шпинат (на сухой вес) . . 5,7 свежий .... 0,57 Морковь свежая . . . . . 0,20 Томаты (внутренность) на сухойвес... •... 0,71 Картофель свежий^ . . . . 0,075 Абрикосы (на сухой вес) . . 0,57 Бананы . . 0,075 Апельсинный сок . . ■ 0,089 Шиповник свежий . ■ . ■ 0,069 Пшеничная клейковина . . 0.33 Солодовый экстракт . . . . 2,10-1,60 Мармит ............................... М е д .................................... 1,06 П иво с в е т л о е ........................... 0,29 Вино б е л о е ........................... 0,125 —0,081 Виноградный сок стерили­ зованный ............................... Дрожжи пивные (на сухой в е с ) ........................................ Дрожжи пекарные (на су­ х о й в е с ) ............................... Дрожжевой экстракт . . . Маслянокислые бактерии (н а с у х о й в е с ) ...................... Молочнокислые бактерии (на сухой в е с ) .................. Уксуснокислые бактерии (на с у х о й в е с ) ........................... 15,0 0.06 30.0 36.0 43.2 136.0 115.0 143
продукта, составленную по данным Куна, Вагнера - Яурегга и Кальтшмидта (1934), Варбурга, Христиана и Петта (1933), Эйлера и Аднера (1934) и др. В отношении распространения витамина В6 до последнего времени не было никаких данных и лишь Гиорги (1935),— автор, установивший этот витамин,—указывает относительное содержа­ ние его в некоторых продуктах. Так, печень млекопитающих является наиболее богатой этим витамином. Суточная терапевти­ ческая доза этого продукта равна 0,3 г на крысу. Сердечная мышца быка и мышечная ткань теленка уже менее активны; для них минимальная излечивающая доза равна 0,6—0,75 г. Мышеч­ ной ткани быка требовалось 1 г в день для излечения пеллагры. Мышцы рыбы являются хорошим источником этого витамина, доза для него была установлена в 0,5 г или еще менее. Важно отметить, что мьішечная ткань рыбы почти совсем не содержит витамина В2, в противоположность белку куриного яйца, богатого витами­ ном В2 и не содержащего витамина Вс. Таким образом, как ука­ зывает Гиорги, эти два вещества могут быть использованы в каче­ стве источников этих витаминов при раздельном определении их, в случае отсутствия чистых препаратов. Мороженая рыба содер­ жит такое же количество антипеллагрического фактора, как и свежая. Куриное мясо более богато этим фактором, чем фла- вином. Коровье молоко содержит одинаковое количество обоих витаминов. Продукты растительного происхождения не были еще совершенно затронуты исследованием. Лишь в последнее время появилось интересное сообщение Коппинга (1936), проливающее свет и на спорную, так называемую „маисовую“, теорию проис­ хождения пеллагры. По его определению пшеница и маис оказа­ лись совершенно равноценными хорошими источниками витамина В6, хотя по содержанию флавина пшеница была несколько богаче кукурузы. Определяя содержание витамина Вс в разных частях пшеничного зерна, Коппинг нашел, что в зародыше и оболочке его больше, чем в эндосперме. Свойства витаминов В2 и В6 Витамин В2 (лактофлавин) представляет собой в чистом кри­ сталлическом виде краснобурые тонкие иглы с т. пл. 292° Ц. Он растворим в воде, давая при комнатной температуре насыщенный раствор уже при 0,025% содержании; несколько менее растворим в нормальном бутиловом, амиловом, метиловом и этиловом спир­ тах. Не растворим в эфире, бензоле, бензине, хлороформе. В вод­ ных растворах ацетона растворяется. В водных растворах флавин осаждается фосфорновольфрамо­ вой и фосфорномолибденовой кислотами, азотнокислым серебром, сернокислой ртутью, уксуснокислым свинцом. В кислой среде не осаждается сернокислой ртутью и лишь частично осаждается уксуснокислым свинцом. В нейтральных водных растворах флавин имеет зеленовато- желтую окраску с интенсивной зеленой флуоресценцией. Флуо-
ресценция уменьшается вплоть до исчезновения— как в кислой, так и в щелочной среде. В кислой среде исчезает и желтая окраска, появляясь вновь при подщелачивании. Адсорбция флавина хорошо протекает на фуллерову землю в 1/N-pacTBope минеральных кислот и на франконит при ней­ тральной реакции. Элюирование происходит посредством смеси пиридин — метанол — вода. Диализуется флавин через коллои- дийные мембраны, проходимые для метиленовой синьки. Флавин очень устойчив в отношении кислот и окислителей; кипячение с крепкой азотной кислотой, 1 2 -часовое кипячение с 1 0 °/о серной кислотой не разрушает его; также не разрушает его кипячение с перекисью водорода, бромом. Он поддается ацетилированию ангидридом уксусной кислоты, давая биологи­ чески активные тетраацетильные производные. Эти тетраацетиль- ные производные обладают, в противоположность флавину, свой­ ством растворяться в хлороформе. Очень чувствителен флавин в отношении действия щелочей и света. При кипячении в щелочной среде он быстро разрушается; с 0,25/N1едкой щелочью уже при стоянии при комнатной темпе­ ратуре он инактивируется целиком, примерно, через сутки. Под действием видимого света в водном нейтральном растворе фла­ вин медленно инактивируется, но особенно быстро инактивация идет при освещении сильной электрической лампой в щелочной среде. ѵ. При освещении растворов флавина в щелочной среде при до­ ступе воздуха происходит расщепление его молекулы, с образова­ нием—люмифлавина (6,7,9-триметил-изоаллоксазина), при освеще­ нии в кислой среде образуется люмихром (6,7-диметил-алло- ксазин). • К наиболее важным особенностям флавина надлежит отнести его окислительно-восстановительные свойства. Он легко, под^ действием гидросульфита натрия или платины и водорода, или цинковой пыли в кислом растворе, или сероводорода в содово­ щелочном растворе, перехѳдит в бесцветный лейкофлавин, при­ соединяя при этом от одной до трех молекул водорода, в зави­ симости от условий гидрирования. При встряхивании с воздухом он снова превращается в прежнее красящее вещество. Совсем иначе идет процесс, если освещать водный раствор флавина без доступа воздуха, под высоким вакуумом. В этих условиях жел­ тый цвет раствора с зеленой- флуоресценцией исчезает; если же его потрясти при доступе воздуха, то снова выступает‘первона­ чальный цвет, однако флавин уже н£ образуется; вместо него получается новое красящее вещество, называемое дейтеро-лакто- флавиц. В отличие от первоначального флавина оно обладает способностью под влиянием слабого раствора едкого натра в тем­ ноте переходить в люмифлавин. Люмифлавин имеет ту же жел­ тую окраску с интенсивной флуоресценцией и также обладает обратимым окислением, но, в отличие от флавина, растворим в хлороформе. При кипячении с 2/N едким натром он разла­ гается на мочевину и оксо-карбоновую »кислоту, которая при Витамины—Ю 145
дальнейшем термическом разложении дает Чыедножелтзлй' суб­ лимат с выделением частицы углекислоты. Дальнейшей обработкой сублимата едким натром получается! 1,2 -диметил - 4 - амино-5 - метиламино-бензол, который, как ска­ зано выше, при конденсации с аллоксаном дал синтетический люмифлавин. В отношении нагревания устойчивость флавина будет всецело , зависеть от кислотности среды: в кислой среде он очень устой­ чив к нагреванию, и то время как в щелочной он нестоек. Згимі следует объяснить значительные противоречия, существовавшие* в литературе в отношении стойкости витамина В2 к нагреванию», поскольку при определении этой стойкости не всегда учитывалась кислотйость среы. Во всяком случае, если делать сравнение с витамином Въ являющимся также неустойчивым к щелочам и нагреванию, витамин В2 является все же более стойким, пр# одном и том же pH. Так, по опытам Чик и Роске (1927% нагре­ вание пивных дрожжей (обычная естественная реакция. р М ^ = 45, — 5,0) при 120°Ц в течение 5 часов разрушает половину витамина В2, между тем, как известно, витамин Вх за тот же срок разрушается нацело. Лучшая устойчивость витамина Ег, в отно­ шении нагревания подтверждается рядом других данных, что соот­ ветствует и самому определению витамина Ва как термостабиль­ ного воднорастворимого фактора роста. Судя по определению сохранности витамина В2 (или G, как он часто обозначается в аме­ риканской литературе) в сушеных, консервированных, варены*' и т. п. продуктах, а также в_хлебе (см. литературу цит. по вита­ мину BJ, он сохраняет свою активность. Однако, ни количество1 накопленных данных, ни методическая сторона опытов не позво^ ляет еще делать вполне' определенны« выводов. Тем более мЫ не имеем данных по влиянию освещения продуктов на сохра»' •- ность этого витамина, что в некоторых случаях (ультрафиолет0* вое облучение продуктов, хранение их на свету и пр.) предста­ вляло бы несомненный интерес. Если в отношении витамина В-лмы не имеем еще ответов на ряд вопросов, то вполне понятно, что в отношении недавй0 открытого витамина В6 знания наши совершенно недостаточны- Лишь в самое последнее время появилось сообщение Берча и Гарриса (1936), указывающих на некоторые свойства новог0 витамина. Авторы цытались экстрагировать витамин Ве из рыбьИ* мускулов, являющихся относительно богатым источником его. также из пшеничных зародышей. Извлекая витамин кипяше,( водой или спиртом, им Сдавалось извлечь 25°/о витамина из рыбЫ и около 40% из пшеничных зародышей. Лишь путем автолиз*1 пшеничных зродышей и применения обработки гіапаином Д^ мускулов рыбы им удалось добиться полной экстакции. Исследование полученных эктрактов показало, что витамин В* в некоторых своих свойствах близко стоит к витамину Вгі та^’ например он адсорбируется фуллеровой землей из слабо кислы* растворов, осаждается фосфорновольфрамовой кислотой, не инз^' тивируетя при действии азотной кислоты, растворяется’в этИ' 146
ловом спирту и т. д. С другбй стороны, в отличие от витамина В2> он не осаждается солями серебра, ртути, свинца, не экстрагируется амиловым спиртом, ацетоном. Конечно, эти пер­ вые опыты при всем интересе к ним не могут еще рассматри­ ваться как вполне определенные, так как известно, насколько трудно изучение каждого нового витамина. Но несомненно, что тот крупный интерес — и теоретический и практический, — который проявляется к комплексу витамина В2, быстро приведет, вслед .за блестящими работами по флавинам, также и к раскрытию ■природы витамина В6. Залогом этому служит накопленный за последние годы огромный опыт такого распознавания биологиче­ ских систем и явлений в области витаминов.
/ ВИТАМИН С С-авитаминоз Не останавливаясь на истории развития учения о С-авитами - нозе, что достаточно было освещено в введении, перейдем непо­ средственно к изложению явлений, наблюдающихся при, недо­ статке этого витамина. Цынга (скорбут) представляет собой глубокое заболевание всего организма. Первые симптомы цынги трудно диагносцируются врачом, так ка*к носят мало выраженный характер. При этом наблюдаются общее недомогание, слабость, сонливость, цвет лица делается бледным. Больные жалуются на чувство давления и стеснения в груди. Несколько позднее раз- ч вивается боль в суставах, особенно в нижних конечностях, схожая С ревматическими болями. Появляются самопроизволь­ ные кровоизлияния на коже. Затем, прирезком исхудании и усили­ вающемся малокровии, кровоизлияния становятся все более обильными. Особенно обширные кровоизлияния наблюдаются в коленных суставах, отчего образуются, припухлости, затруд­ няющие передвижение. Общий упадок сил еще более этому спо­ собствует. Обильные кровоизлияния в местах сочленения кост­ ной и хрящевой ткани ребер делают болезненным дыхание. Кровоизлияния во всех областях, нередко даже и во внутренних органах, происходящие вследствие хрупкости стенок кровенос­ ных капиляров, являются наиболее характерной чертой цынги. Это явлёние позволяет цынгу характеризовать как болезнь гемор­ рагического диатеза. Весьма характерные изменения претерпевают десны и зубы. Слизистая оболочка становится рыхлой, кровоточащей, местами ткань омертвевает с образованием язв. Обнажается шейка и ко­ рень "зубов, зубы расплываются, а в тяжелых формах даже легко вынимаются. Интересно отметить, что у грудных детей, не имеющих зубов, и у беззубых старцков изменение десен не’ наблюдается. Гуделис (193о), наблюдавший большое количество цынготных больных, отмечает, что у больных, отдающих долж­ ное повседневное внимание гигиене полости рта поражений десен не происходило. Автор склонен классифицировать в основном эти изменения, как вторичные, вызванные инфекциями, обширно раз­ вивающимися на кровоточащих*деснах. Гистологическое исследование зубов показало, что они пре­ терпевают ряд существенных изменений: слой одонтобластов f 348
истончается, а затем и совсем исчезает, в аморфно-кальциниро- занном слое предентина исчезают каналы. Сосуды пульпы рас: Ширяются, сильно разрастается соединительная ткань. Глубокие изменения претерпевает костная ткань и костный мозг. Лимфоидные клетки костного мозга заменяются соедини­ тельной тканью. Клетки, строюіцие кость (остеобласты^*, посте­ пенно утрачиваются, в то время как растворяющие кость клетки (остеокласты) остаются нетронутыми, вследствие чего кость сильно истончается. Этим объясняется часто наблюдаемые при цынге самопроизвольные переломы. Рис. 19. Дети-близнецы 28 месяцев. За 6 месяцев до снимка ойа ребенка болели цынгой, осложненной рахитом. К моменту снимка ребенок слева прошел 6-месячную витаминную терапию (еж е ­ дневно сок брюквы 20 г, 10 —20 г сливочного маела и в последние 3 месяца по 10 г рыбьего жира); справа ребйнок этой терапии не проходил (сборник Анг. Мед. Иссл. Совета 1932 г.). Этот возмутительный, как правильно указывает гіроф. Б. А . Лавров, случай контроля был допущен в детском доме в Вене в 1921 г. При тяжелых стадиях цынги наблюдаются значительные изме­ нения внутренних органов — сердца и почеі^, значительное расши­ рение сердечной мышцы и пр. Если не задержать течение болезни* то она оканчивается смертью. • Цынгой болеют не только Ъзрослые, но и дети. Всесторонне изученная цынга детей, называемая болезнью Барлова или ин­ фантильным скорбутом, во многом схожа с цынгой взрослого 149
\ организма. Отмечается бледность кожных покровов, болезненность суставов, особенно нижних конечностей, и опухание их, а также гастроэнтерические явления. Если у ребенка имеются уже зубы,, то наблюдвется и поражение десен. Вообще, чем старше дети— тем признаки цынги выражены ярче и приближаются к цынге взрослых. Среди животных лишь обезьяны и морские свинки болеют ясной формой авитаминоза, сходной во всем основном с челове­ ческой цынгой. Собаки чувствительны к недостатку этого вита­ мина. При длительного'содержании их на С-авитаминозной диэте у них на языке и на небе образуются язвочки, десны припу­ хают и обнаруживают склонность к кровоточивости. Отмечаются также цинготные измения костей. Крысы невоспримчивы к недостатку витамина С. Длительное содержание на авитаминозной диэте не только не сказывается угнетающе на состоянии этих животных, но, как показали опыты Порсона и Гутта (1924), печень крыс, в течение двух поколений содержавшихся на таком корму, была способна предохранять мор­ ских „свинок от цынги. Объясняется все это,' повидимому, ^тем^ что крысы способны синтезировать этот витамин в своем теле. У птиц не обнаружено явлений С-авитаминоза. Полное отсут­ ствие витамина С в яйцах (Гауге и Каррик 1925 и др.) указы­ вает^, что птицы могут обходиться без этого витамина с самых первых дней своего существования. Интересно, что при наси­ живании яиц удалось обнаружить витамин С в тканях уже четырехдне'вного зародыша. 9 Крупный рогатый скот и овцы также не нуждаются в вита­ мине С. Кью и Риддель (1927) и др. указывают, что лишь неболь­ шая часть витамина С в молоке обусловливается переходом его из кормов, большая же ча^ть синтезируется в организме коровы. ^ Химическая природа Еще в 1924 г., наряду с другими свойствами антицингот­ ного витамина, — его растворимостью в тех или иных средах, не­ устойчивостью к воздействиям щелочей и окислителей, особенно при нагревании и пр. — стала известна и его большая редуцирующая способность. Зильва впервые (1924) отметил, что активная фрак­ ция лимонного сока обладает способностью восстанавливать аммиачный раствор серебра на холоду и обесцвечивать перман­ ганат. Если держать эту активную фракцию некоторое время в атмосфере кислорода? то наблюдается инактивация витамина и исчезновение редуцирующих свойств. Таким образом, активное начало оказывалось тесно связанным с редуцирующей способ- 0 ностью, и все попытки разрушить восстанавливающее свойство активной фракции, не нарушая при, этом ее противоцинготного действия, оказались безуспешными. Это именно наблюдение при дальнейшем своем развитии и сыграло большую роль при установлении химической природы витамина С. * * 150 ✓
Пезднеу Здагьва (1927) для приведения окисления воспользо­ вался менее энергичным окислителем — цветным индикатором 1 феножиндофенолом. При прибавлении раствора индикатора к лимонному соку он быстро обесцвечивался, восстанавливаясь до своей лейкоформы; момент прекращения обесцвечивания являлся указанием на конец реакции окисления. Зильва наблюдал при атом, как и раньше, что при уничтожении антицинготной активности растворов аэрацией, созданием щелочной реакции при доступе воздуха, длительным хранением и пр., утрачивалась и способность растворов редуцировать ирдофенол. Казалось бк, что все эти данные говорили о несомненной редуцирующей способности антицинготного фактора. Однаког Зильва поставил опыт, который сбил с верного пути и привел к неправильным выводам. Он взял лимонный сок, прибавил, к- нему феноландофенола вплоть до ■появления окрашивания,, свойственного этому индикатору, и, полагая, что раз восста­ новительная способность сока исчерпана, то он (сок) должен1 потерять и свою активность.- Но, вопреки ожиданию, при скармливании свинкам такого сока немедленно по оттитровывании (отдельно было доказано, что сам индофенол вредного действия на свинок не оказывает) оказалось, что сок не утрачивает своих антицинготных свойств. Отсюда Зильва заключил, что вещество, обесцвечивающее индофенол, является не витамином С, а особым телом, предохраняющим его от окисления и каким-то лишь образом связанным с наличием витамина. Зильва не учел того, что витамин С при подобном окислении может переходить в обратимогокисденную форму,, которая не обнаруживает уже болвше редуцирующих свойств, но остается физиологически активной. Запутывающие обстоятельства внес также высказанный Скот- ти-Фоглиени, Рандуан, Лекоком и Безсоновым взгляд, что витамин С-состоит из двух веществ: одного предохраняющего ' морских свинок от скорбута, но не' обеспечивающего их роста л другопо— не предохраняющего от скорбута, но обеспечиваю­ щего их нормальный рост. Это положение основывалось, помимо - некоторых биологических опытов, являвшихся с современной точки зрения не безупречными, главным образом, на предложен­ ной еще в 1921 г. Безсоновым известной цветной реакции на витамин С с видоизмененным реактивом Фолина на фенолы. Являясь в своей основе чувствительной восстановительной реак­ цией, дающей в присутствии легко окисляющихся веществ фиоле­ товое окрашивание, эта реакция однако была не специфична, и, как потом было доказано, могла давать неверные показания. Но в то время она была в большом ходу и послужила, помимо прочего, Безсонову основанием высказать взгляд о химической близости витамина С к дифенолам. Таким образом, к 1929—1930 гг., несмотря на относительно уже большие успехи к тому времени препаратавного получения витамина С из различных источников,— как, например, получение Безсонесым (1925) полукристаллического препарата из капусты, 151
предохранявшего морских свивок от заболевания цынгой уже в дозе 2 мг, препаратов Зильвы, Кинга (1930), не го*воря уже о препарате Сцент-Гьорги (1928),— вопрос о природе витамина С оставался совершенно неясным, и считалось, что полученные препараты еще очень далеки от чистого витамина. Повидимому, в известной мере сказалось на подобных пред­ ставлениях и то большое впечатление, которое произвели достиг- _ нутые к тому времени успехи Виндауса, доказавшего, что про­ витамином D, переходящим при облучении в витамин, ' является не сам холестерол, а ничтожная примесь к нему эргосте­ рола (см. выше). Продолжением работ, основанных на представлении о феноль­ ной и двойственной природе витамина С, явились работы нор­ вежца Рига (1932), сделавшего сенсационное сообщение о том, что он получил витамин С из алкалоида наркотина, выделенного им из сока незрелых лимонов. Риг утверждал, что содержание наркотина во время созрева­ ния плодов сильно падает и что -его можно изолировать в малых количествах также и из томатов и капусты, которые содержат витамин С, и что, следовательно, в антицинготном факторе может быть заложен дериват наркотина. Уже это утверждение казалось крайне односторонним, так как тот или иной определенный алкалоид обычно встречается в каком-либо одном семействе растений и редко встречается у различных растений, и тем более невероятно было предполагать его присутствие всюду, где есть витамин С, распространенный чрезвычайно широко. Сам наркотин при испытании оказался неактивным. Но зато, как сообщал Риг, некоторые дериваты его, как например метил-нор- наркотин,' получающийся из него путем отщепления двух мето- ксильных групп с образованием соответствующего орто-дифенола, , является активным уже в ничтожных дозах — около 1 0 — 2 0 Правда при этом свинки, по его данным, предохранялись лишь от появления признаков скорбута, но неизменно погибали. Он объяснял это необходимостью, в соответствии с точкой зрения Безсонова, добавления второго компонента антицынготного фак­ тора в виде денатурированного лимонного сока (5 см3, подверг­ нутого нагреванию в течение 3 часов при 1 0 0 °Ц на воздухе). Когда же Коуком (1932) была доказана сохранность па 50°/о витамина С при такой обработке, Риг остановился на глюкуро- новой кислоте, доказывая,- что морские свинки, якобы, в отличие от других животных, не способны к ее синтезу, а м'ежду тем она необходима для того, чтобы связывать в организме различ- ные^ токсины, могущие отравлять животное (в данном случае продукты распада метил-нор-наркотина). Вскоре было доказано, что морские свинки — как здоровые, так и больные скорбутом— выделяют в моче глюкуроновую кислоту, и Ригу пришлось склониться к п]5и|нанию необходимости добавления гексуроновой кислоты Сцент-Гьорги, которая и без того к тому времени боль­ шинством исследователей начала признаваться за витамин С. Таким образом мысль-о двойственной природе витамина С была 152
• оставлена точно так же, как и представление о фенольном харак­ тере этого вещества. Для раскрытия химической природы витамина С большое значение имели работы Тильманса с сотрудниками (1932, 1933), отличавшиеся своей обстоятельностью и определенностью выво­ дов. Тильманс, изучая восстановительные свойства различных биологических жидкостей, главным образом - — растительных соков и вытяжек из них, с помощью окислительно-восстановительного индикатора 2,6-дихлор-фенолиндофенола, являющегося хлорным дериватом индикатора Зильвы, обнаружил на широком материале значительный параллелизм между редуцирующим свойством и биологической активностью различных продуктов. Он не только определил содержание редуцирующего фактора в различных плодах, яцодах, овощах, но и изучил ряд свойств его. Оказалось, что по растворимости, чувствительности к нагрева­ нию, к щелочам, окислению и другим общеизвестным для вита­ мина С свойствам редуцирующий фактор близко подходит « этому витамину. Он нашел, что этот фактор может быть окислен двумя разными путями—обратимым и необратимым. При окислении молекулярным кислородом редуцирующий фактор разрушается, и не может быть восстановлен; окисление же при помощи 2,6-дихлор-фенолиндофенола, перекиси водорода, а также иода в кислой среде приводит к обратимому окислению, так как этот фактор может быть oöpafHo восстановлен с помощью такіьх восстановителей как сероводород и др. При долгом стоя­ нии обратимо окисленного сока или вытяжки способность к вос­ становлению утрачивается. Оказалось также, что в состоянии обратимого окисления соки и вытяжки не теряют своих противо- цынготных свойств, между тем как при переводе в необратимо окисленное состояние они полностью теряют и противоцынгот- ную активность. Таким образом наблюдаются параллельные изменения при окислении и редуцирующего вещества и антицынготных свойств: первые ступени окисления не разрушают ни того, ни другого фактора, так как они могут быть регенерированы; дальнейшее же окисление вызывает более глубокие изменения, связанные с окон­ чательным разрушением обоих начал. Все это позволило Тиль- мансу выдвинуть хорошо обоснованное положение, что редуци­ рующее-вещество является носителем и антицынготных свойств, т. е. что они идентичны. Однако, первым открывшим химическую природу витамина С был венгерский ученый Сцент-Гьорги. Изучая лероксидазные системы тканей, он еще в 1927 г. натолкнулся на присутствие вещества с резко выраженной редуцирующей способностью и Легкой окисляемостыо. Впервые это вещество в кристалличе­ ском виде было выделено Сцент-Гьорги в 1928 г. из надпочечни­ ков быка, а затем из сока апельсинов, капусты.' Элементарный анализ позволил дать полученному веществуэмпирическую формулу Св Hs Ог,. Полагая, что^ это есть изомер глюкуроновой кислоты, Сцент-Гьорги назвал вещество гексуроновой кислотой и вы- 153
сказал предположение, не является ли она одним из компонентов витамина С. Продолжая свои работы дальше, Сцент-Гьорги установил (1930), что выделенная им кислота в количестве 1 мг предохраняет морских свинок от цынги и пришел к заключению, что гексуроновая кислота и витамин С идентичны. Однако, потре­ бовалось значительное еще время, чтобы этот взгляд получил , признание, так как, помимо других обстоятельств; возбуждала недоверие казавшаяся слишком высокой биологическая доза и была мысль, не действует ли здесь какая-либо примесь, потому что по другим витаминам к этому времени уже были известны препараты, действовавшие в сотых и тысячйых долях милли­ грамма. Но накоплявшийся материал все более и более подкреплял в згл яд Сцент-Гьорги. В своих работах Тильманс с сотрудниками уже целиком при­ ходят к полному признанию идентичности свойств своего реду­ цирующего фактора с гексуроновой кислотой Сцент-Гьорги. Испытание свойств кристаллических препаратов дало также Сходные результаты у разных исследователей—Кинга с сотрудни­ ками (1932), Хирста и Рейнольда (1932), Тильманса с сотрудни­ ками (1933), а также у Сцент-Гьорги. Благодаря широкому рас­ пространению, особенно был известен препарат Сцент-Гьорги из перца, методику получения которого Сцент-Гьорги разработал совместно с Свирбелли (1933) и по этому методу ими было при­ готовлено- несколько килограммов чистой аскорбиновой кислоты. Окончательное; признание идентичности витамина С с гексуропо- вой кислотой наступило тогда, когда был уже достаточный ма­ териал, свидетельствовавший о биологической активности тщ а­ тельно очищенных кристаллических препаратов, показавших при­ мерно сходные результаты (доза для свинки 0,8—1 мг). Чтобы дать представление о методике выделения кристаллической аскорби­ новой кислоты, вкратце приведем методику получения е е из перца по Сцент- Гьорги и Свирбелли (1933). Способ Тильманса (1933) выделения аскорбиновой кислоты из шиповника был в основном довольно с хож с этим методом. Метод Сцент-Гьорги заключается в следующем: 50 к і стручкового перца, освобожденного от внутреннего содержимого, измельчаются на мясорубке. К массе добавляется 1750 г уксусного кислого бария в виде насыщенного раствора. 'После часового отстаивания сок огпресовывается и сливается; затем к нему добавляется аммиак до слабо щелочной среды (рН=7,5) и в этих усло­ виях производится осаждение из жидкости аскорбиновой кислоты уксуснокислым свинцом. Еще до начала работы рекомендуется добавить к соку небольшЪе коли­ чество цианистого калия (инактивация оксидаз). Выпавший осадок, содержащий всю аскорбиновую кислоту, центрофугируется, осадок обрабатывается разведен ной серной кислотой для удаления свинца. Аскорбиновая кислота при этом пере­ ходит в раствор. Избыток серной кислоты удаляется из раствора барием. Очистка со свинцом и барием производится повторно, в результате чего объем жидкости составляет 1500—2000 см*. После упарцвания в вакууме до 200—300 см? остаток последовательно, несколько раз обрабатывается метиловым спиртом, ацетоном, безводным этиловым эфиром. В результате повторных обработок по­ лучается сироп, из которого при подсыхании в вакуум-эксикаторе аскор­ биновая кислота выпадает в виде кристаллов, которые отделяются на бюхне- ровской воронке и затем у же подвергаются перекристаллизации. Этот метод, по мнению авторов, является весьма практичным, но он требует быстроты всех операций. Чистая аскорбиновая кислота представляет* собой белые кристаллы с температурой плавления 192°Ц. Выход таких кристаллов равен 6,5 г из 10 л 15.4
сока перца. Ежедневная доза в 0,5 —0 ,9 м г кристаллической аскорбиновой кислоты Сцент-Гьорги по определению Гарриса и Рай (1933) предохраняет морских свинок от скорбута. Это количество эквивалентно 0,8 —1,5 см 3 лимонного или апельсинного сока. После установления идентичности витамина С с гексуроновой кислотой сильно возрос интерес к этому соединению со стороны известных химиков-органиков, и в ряде лабораторий было при- ступленочк изучению этого вещества. Более подробно^изучение выделенной Сцент-Гьорги гексуроновой кислоты в лаборатории Хеуерса показало, что кислота эта не является изомером глюку- роновой кислоты и поэтому Сцент-Гьорги предложил в 1933 г* выделенное им вещество назвать аскорбиновой кислотой; назва­ ние это и является в настоящее время общеупотребительным. Структурная формула аскорбиновой кислоты работами Михель с сотрудниками в Германии, Хирста в лаборатории Хеуерса в Англии и Каррера в Ш вейцарии была установлена сравнительно быстро. В том же 1933 г. было предложено несколько формул, из которых приводимая ниже формула отвечала не только хими­ ческим данным, но и кристаллографическим требованиям, что впоследствии и было подтверждено рядом синтезов. Аскорби­ новая кислота, согласно структурной формуле, является эндиолом лактона 2- или 3-кето-/ -гулоновой или /-галактоновой кислоты. Н—С 0 0 0 г- V L- I С ------------------------ 1 он 1 с=о 1 С—0 с ОН 11 0 II1 0 Г Г 1 О - - - - - - О I I о с-о н— с ; но—с—н I■ сН-он Аскорбиновая Кислота но— С —Н НО—с —н ! и,.и СНр 0Н Дегидро - аскорбино£ся кислота * СН, ОН или Аскорбиновая кислота, как установил Хирст, не содержит свободной карбоксильной группы (она находится в виде лактона), и кислый характер ее обусловливается наличием эндиольной ОН ОН группировки— I I — , способной давать с натрием, кальцием с=С и другими металлами соли, не разрывая при этом лактонного кольца. Наличием этой встречающейся редко группировки, спо­ собной чрезвычайно легко окисляться в дикетогруппировку — / '155
СО—СО — , и обусловливается исключительная восстановитель­ ная способность аскорбиновой кислоты. Ее окислительно-восста­ новительный потенциал при pH = 7 и соотношении окисленной к восстановленной форме 1:1 был установлен разными иссле­ дователями от -f-0,20 отѴ до —(-0,10 mV. Вслед за установлением химической формулы аскорбиновой кислоты .усилия ряда химиков были направлены на искусствен­ ное получение витамина* С путем синтеза.' И в том же 1933 г., в августе и сентябре, одновременно из двух мест — Швейцарии Рейхштейном с сотрудниками и Англии— Хеуерсом с сотрудни­ кам и— были опубликованы раббты, содержащие описание синтеза витамина С. Эти первые синтезы представляли преимущественно теоретический интерес, как окончательное утверждение правиль­ ности установленной формулы витамина С. С практической же ■стороны они являлись неприменимыми, ввиду кропотливости работы и высокой стоимости получаемого препарата. Так, напри­ мер, для получения нескольких граммов аскорбиновой кислоты Рейхштейну приходилось употребить в одном опыте до 50 кг ртути, как необходимого для этого синтеза реактива. При этих синтезах Рейхштейн вначале взял в качестве исход­ ного материала обычную легко доступную (/-ксилозу, из которой была получена rf-аскорбиновая кислота, вполне идентичная по своим свойствам с естественной, но с противоположным пока­ зателем вращения. Биологически она была неактивна. Взяв» в качестве исходного материала /-ксилозу, Рейхштейн пришел в конце синтеза к /-аскорбиновой кислоте, оказавшейся по всем своим свойствами по своей биологической активности иден­ тичной с природой /-аскорбиновой кислотой. Выход аскорби­ новой кислоты составил всего 1,76% от веса /-ксилозы, выход же ксилозы составлял, в свою очередь, лишь 0,5% от веса глюкозы, из которой она приготовлялась. Хеуерс и Хирст с сотрудниками несколько отличным от Рейхштейна методом, но также из d- и /-ксилозы синтезировали сі- и /-аскорби­ новую кислоту с* несколько большим выходом— 3,1% от веса ксилозы. Главным затруднением в этих синтезах являлась необ- , ходимость чрезвычайно сложного синтеза исходного вещества— /-ксилозы, не встречающейся, в природе. Хеуерс и Хирст прямо указывают, что получение потребного количества /-ксилозы при современном способе ее получения потребовало бы работы целого отряда химиков в течение многих месяцев. Поэтому эти методы, оказавшие хотя и большую услугу в деле окончатель­ ного установления отроения аскорбиновой кислоты, должны быть признаны, как непригодные для практических целей впредь до того, как будет найден простой путь синтеза /-ксилозы. Но уже примерно через полгода, в апреле 1934 г., тот-же Рейхштейн опубликовал нбвый метод синтеза, где исходным материалом служил сорбит. Последний же готовится в Германии и США в производственных масштабах гидрированием глюкозы почти с 100% выходом, или же может быть выделен из плодов рябины с выходом выше 5°/о. благодаря чему этот материал 156
считается легко доступным. Сорбит с помощью бактериального окисления (Bact. xylinum) переводился в сорбоз-у (с выходом до 80%), что давало сразу необходимое для получения /-аскор­ биновой кислоты пространственное расположение атомов. Затем из сорбозы, действием ацетона в присутствии серной кислоты, получалось диацетоновое производное, которое дальше легко окислялось в соответствующую диацётон-кислоту, которая !іри омылении давала 2-кето- / - гулоновую кислоту. Кипячением водного, раствора этой кислоты в атмосфере инертного газа или, что еще лучше, метилового эфира кислоты с раствором метилата натрия и омылением метилата соляной кислотой до­ стигалась энолизация этой кислоты с переводом ее в /-аскор­ биновую кислату. Кристализация аскорбиновой кислоты из смеси с 2-кето-гулоновой кислотой представляет трудности: прихо­ дится прибегать к дробной, фракционированной перекристал­ лизации или к некоторым обходным путям. Выход на сорбозу при этом методе до 25—30 г кристаллической /-аскорбиновой кислоты на 100 г сорбозы. Приводим схему синтеза (см. фор­ мулы). 0 неон I HOCH I неон I неон . I СНгОН а- глюкоза СМ/ОН I . С—о I HOCH восстапоблепив 1 Ацетонирование, , окисление КМпО„, отщепление ацетоновых СН? Он НСОН I HOCH I «С ОН ■I НСОН I „СН? Ofi Сорбир СООН I с-о I, HOCH ■'I НСОН -2Н Окисление (бактерии) СНрОН НСОН I hoch ,I - НСОН I С-0 I СН20Н €- сорбоза C=t0 Лак.тнизациѵ, энолизация HOCH снг он t - сорбоза групп HOCH СОН II СОН I НС— снрОн 2 ~ кет о - гулонобая кислота МОСІі Сі-ірОН {-Аскорбиновая кислота Витамин С 157
Доступность сырья, гладкое протекание синтеза обусловили пригодность метода для технического осуществления и вскоре же большое число заграничных фирм начало выпускать- в про­ дажу синтетическую аскорбиновую кислоту по Рейхштейну. В самое последнее время имеются сообщения Заха (1936) о по­ лучении им /-аскорбиновой кислоты из крахмала, который он применил в качестве исходного материала для синтеза, а также <$ возможности использования для этой цели лактозы, однако это имеет лишь теоретический интерес. Большой практический интерес к получению синтетической аскорбиновой кислоты в Союзе побудил Витаминный Совет Нар- компищепромй поставить у нас эти работы. Академиком Фавор­ ским с Темниковой из сорбозы, приготовленной И. Н. Ивано­ вым и Разумовской, впервые (1935) был полечен в небольшом количестве синтетический препарат /-аскорбиновой кислоты, ко­ торый был биологически активным. Однако, для полного и тем более промышленного освоения метода, оказалась необходимой еще столь серьезная работа, что Всесоюзный витаминный инсти­ тут должен был поставить ряд крупных исследовательских за­ дач (получение сорбита, неизготовляемого в Союзе, отдельные стадии дальнейшего синтеза из сорбозы и т. д.) Работы эти успешно ведутся под руководством Э. А. Ледерера. Следует отметить, что большим вопросом при синтезе является наиболее быстрое получение из сорбита сорбозы. В этом отношении Н. И ва­ нову и Креслииг удалось уже добиться получения сорбозы с вы­ ходом 85—90% в большом масштабе и в открыты« нестерильных кюветах, аЛедереру — вести синтез с этим материалом, не выде­ ляя сорбозы кристаллизацией. Надо надеяться, что в ближайшее время мы будем иметь в Союзе Свою синтетическую аскорби­ новую кислоту. 'ХГ Необходимо отметить, что аа время проведения синтетических работ по аскорбиновой кислоте было приготовлено и биологически испробовано значи­ тельное количество различных изомеров и ^юдствеиных соединений, из которых некоторые оказались активными. Сравнение строения их и биологической актив­ ности позволяет высказать ряд соображений по вопросу о том, какая именно конфигурация является необходимым условием противоиынготной активности этих веществ. Причину подобных различий прежде всего обычно находят в различной конфигурации асимметрических атомов углерода, что имеет большое, значение ' в биохимических процессах. Действительно, d- и /- формы аскорбиновой кислоты отличаются между собой по конфигурациям у 4-го и 5-го углеродного атома и d -форма не активна. Синтезированная Маурером и Ш идтом (1933) арабо-аскорбиновая кислота (лактон - d - эритро - 3 -кето-гексоновой кислоты), имеющая у 4-го атома конфигурацию, схожую с/-аскорбиновой кислотой, а у 5-го атомі, сходную с d - аскорбиновой кислотой, в 20 раз «аенсе активна по срайіе' нию с /-аскорбиновой кислотой. При сравнении большого числа производных (Хеуерс 1934, Рейхштейн 1934, Каррер 1935, Зильва 1935 й др.) оказалось, что решающее значение имеет именно конфигурация у 4-го углеродного атома, понимая под этим не только располо­ жение водородного атома, но и кольцевой связи вправо или влево от углероД' ной цепи. Так, производные даже с 7 углеродными атомами, но имеющие под об н о /-аскорбиновой кислоте кольцевую связь, расположенную вправо и водородный атом влево от углеродной цепи, обладают некоторой активностью (/-рамно-аскор' биновая кислота обладает по Рейхштейну и др. (1935) ’/?> активности /-аскорби­ новой кислоты, а /-глюко-аскорбиновая кислота—1/« эт°й активностй). В пр<Ѵ 158
тивоположность этому, производные, имеющие даже схожую с /-аскорбиновой кислотой конфигурацию у 5-го атома (d-галакто-аскорбиновая кислота), но имеющие обрііную конфигурацию у 4-го атома, не активны (d-аскорбиноаая кислота, йГ-глюко-аскорбиаозан кислота, tf-галакто-аскорбиновая кислота). Дня большей наглядности приводим ф'ормулы этих соединений. Н НП с --- 4 С -ОН II С -ОН I -С — I -с -н I сн? он чс-он с-— , йЛ с ---- 9гон м о II 0 II 0 ІІ с-он 1« с-он с-он у 1 н-с ---- Н-С—~1 н-с ----- ?-агнорбинпйая кислота п-С -ОН . I СН^ОН d- араба аскорбиноВая кислота .0 но-с -н I но-с -н I' сн3 6-рампО аскорбиновая q кислота нс-с -н НО-С-Н \ снгт Е- глюНо аскорбиновая „ кислота ✓ с-он I! с-он I - с-н с II с I -с-н сн он н—с —он I СНрОН d - аскорбиновая кислота Н-С -ОН Н-С -ОН СНг ОН d- глюко аскорбиноВая кислота - С I с-пн II (j; -он -С-Н4 I -С-н I -с -он I сн? он й- гапакта аск орбиновая " кислота НО- н Что касается биологической роли аскорбиновой кислоты, то она прежде всего связана с ее низким окислительно-восстано­ вительным потенциалом ( + 0,2 m V) и ее способностью- к обра­ тимым окислениям, почему аскорбиновую кислоту следуют рас­ сматривать, наравне с другими подобными системами клетки (глютатион, флавины), как один из регуляторов окислительно- восстановительных процессов, хотя механизм этого участия еще не вполне .установлен. Аскорбиновая кислота усиливает потре­ бление .кислорода тканями скорбутных животных, будучи к ним прибавлена in vitro (Гаррисон 1933). Имеются лишь отдель­ ные указания, что она активирует действие протеологических ферментов (Каррер 1933), ряда катептических ферментов, осво-
божденных' от их естественных активаторов (Пур 1933); далее аскорбиновая кислота оказывает сильное влияние на активность аргиназы. Но сказать в каждом из этих отдельных случаев, чем имен­ но обусловливается действие аскорбиновой кислоты — фикса­ цией ли тяжелых металлов, противодействующих ферментам,, фиксацией ли кислорода и предохранением от его вредного влияния, усилением ли восстановительной системы, необходимой для процесса и т. д ., — не представляется еще возможным. Более определенные данные получены в последнее время в отношении окислительной роли аскорбиновой кислоты (Гопкинс 1936; Энгельгардт и Букин 1937 и др.). На основании этих данных она может рассматриваться в качестве переносчика водорода от сжигаемых в процессе дыхания .веществ к кислороду. Установ­ лен и специфический фермент, необходимый для этого (гексок- сидаза, по Сцент-Гьорги). Таким образом, аскорбиновая кислота является участником как энергетических процессов, так и процессов, изменяющих структуру веществ. Многие авторы (Жиру, Леблонд 1935 и др.) связывают нали­ чие аскорбиновой кислоты в растениях с наличием хлорофилла и делают вывод о значении ее в процессе фотосинтеза. Однако, кроме косвенных- доказательств,- - о чем более подробно мы скажем ниж е,— никаких других данных не имеется. Наоборот, имеются прямые указания, что аскорбиновая кислота может хорошо синтезироваться и при прорастании семян в темноте. При этом накопление аскорбиновой кислоты тесно связано с нарастанием энергии дыхания проростков и, повидимому, она принимает непосредственное участие в дыхательном акте (Пово- лоцкая 1936). Какова бы однако ни была роль аскорбиновой кислоты в расте­ нии, но тот факт, что она появляется с первых же часов про­ растания семян — и только .жизнеспособных семян (Поволоцкая 19367, сопутствуя в дальнейшем всем стадиям развития, вплоть до полного созревания, говорит о жизненной необходимости этого соединения длй растительного организма. Нахождение аскорбиновой кислоты во всех тканях животного организма говорит о постоянном ее участии в процессе обмена, расходуясь во время которого, она, подобно флавинам, выделяется с мочей. Недостаток аскорбиновой кислоты в организме, как показал Палладии (1931) и др., приводит к серьезным нарушениям • в обмене, которые, однако, приходят к норме при своевременном добавлении аскорбиновой кислоты. Все это говорит нам о боль­ шом физиологическом значении этого чрезвычайно ширрко рас­ пространенного в животном и растительном мире вещества, и познание его роли является одной из увлекательных задач, тем более что теперь, с получением чистой аскорбиновой кис- ' лоты, для этого открывается большой простор. 160
Методы определения Биологический метод Как указывалось выше, человек, обезьяна и морская свинка весьма чувствительны к недостатку антицинготного витамина. Опытным животным для исследования этого витамина и является морская свинка, которая дает ясную картину цынги, схожую с человеческой. Цынга у свинки развивается следующим образом: свинка при отсутствии витамина С первые 14—17 дней продол­ жает расти, но к концу этого периода у нее уже появляются опухоли коленных суставов, она делается вялой, неподвижной, начинает „хохлиться“; при попытке взять ее в руки или поймать жалобно пищит. Около 20—25-го дня наблюдается парез нижних конечностей. Падение веса, начавшееся около 17 дня, доходит до потери 40—50°/о начального веса, и смерть наступает между 26 и 32-м днем. При вскрытии видны четки и кровоизлияния в области сочленений ложных ребер с истинными, увеличенный объем коленных суставов, кровоизлияния в мускулатуру голеней, зубы крошатся, легко расшатываются и вынимаются, кости хруп­ кие, пористые. При определении витамина С стандартным методом является профилактический. Для опытов берутся морские свинки с началь­ ным весом около 300 г, получавшие до опыта вволю овес, сено, овощи или траву. Перед опытом животных в течение 10—20 дней взвешивают и, когда убеждаются в нормальном росте, их пере­ водят на так называемую основную диэту. В качестве основной диэты у нас в Союзе предложена ВИРом и одобрена Всес оюзной конференцией по витаминам в 1934 г. диэта, состоящая из овса, сена, автоклавированного 1 час при 120° Ц, и 3—5 г автоклави- рованной два раза в тех же условиях красной моркови. Эта диэта является вполне специфичной, т. е. не содержащей и сле­ дов витамина С, и свинки, получающие только ее, погибают не позже чем через 33 дня с резкими признаками цынги. В то же время эта диэта является полноценной, так как содержит все необходимые питательные вещества и витамины (кроме С). Доказательством этому служит то, что свинки, получающие дополнительно к этой диэте минимальную дозу витамина С, в виде 1,5 см3 апельсинного или лимонного сока, или препарата витамина С из расчета дачи 1 мг аскорбиновой кислоты, нор­ мально растут, развиваются в течение 100 дней опыта и по окончании его на вскрытии не показывают никаких признаков заболеваний цынгой. Меньшие дозы витамина С уже недостаточны, чтобы предохранить от цынги. Кроме вышеуказанной диэты к числу таких же полноценных и специфических диэт следует отнести диэту Шермана (1922), широко распространенную в Аме­ рике. Эта диэта имеет следующий состав: 59% овса, 30% сухого автоклавирован­ ного снятого молока, проверенного на отсутствие витамина С, сливочного масла 10% и 1% NaCl. Применение этой диэты затруднительно по набору входящих кормов. Полноценной и специфичной диэтой является также диэта Рандуан (1923), Витамины—11 161
состоящая из 83% фасолевой муки, 5 ,5% молочнокислого кальция, 1,5% NaCI, 2% клетчатки (фильтров, бумага), 2 —2 ,5% дрожжей, 5 ,5% сливочного масла. Испытанниая Изумрудовой в лаборатории Центрального ин-та питания в Москве эта диэта дала прекрасные результаты. Однако, эта диэта связана с значительной обработкой кормов перед употреблением (варка), и применение ее при работе в широких масштабах затруднительно. При проведении опыта на основную диэту сажается партия свинок, предварительно проверенная на хорошую прибавку веса. Свинки разбиваются на группы, обычно по 3 животных в группе. Всем свинкам в группе, еще перед началом опыта, предназна­ чается одна и та же определенная доза испытуемого продукта. Эта доза с начала опыта ежедневно отвешивается для каждого животного и скармливается, как источник витамина С, допол­ нительно к основной диэте. Опыт длится до 100 дней. В течение его животные регулярно взвешиваются, за ними ведется клини­ ческое наблюдение и по окончании опыта все животные вскры­ ваются (вскрываются и те, что погибли во время опыта). При этом производится тщательная патолого-анатомическая экспер­ тиза на присутствие цинготных признаков. Только те свинки признаются здоровыми, у которых никаких следов цынги нет. В результате такого опыта мы получаем ответ, содержит ли испытуемый продукт витамин С и, если содержит, то каким количеством его надо кормить, чтобы удовлетворить потребность стандартного опытного животного в витамине С. Дневная доза продукта, которая как раз удовлетворяет потребность морской свинки, чтобы полностью ее предохранить от цынги, называется „минимальной предохраняющей дозой“ и является основой, позволяющей выражать относительное богат­ ство витамином С разных продуктов. Обычно эти дозы для плодов, ягод и овощей лежат в пределах от 1 до 30 г, но часто встречаются как более богатые витамином С продукты, для которых минимальная доза будет менее 1 г, так и очень бедные, с дозой выше 30 г. Для большего удобства принято выражать относительное богатство разных продуктов антицынготным вита­ мином в единицах морских свинок на то или иное количество продукта. Так, если для морской свинки достаточна доза в 1 г данного продукта, то значит 100 г его способны предохранить от цынги в течение 100 дней; иначе говоря, данный продукт имеет 100 еди­ ниц, которые отмечаются знаком „ME “ (единица морской свинки). Яблока антоновки требуется давать 3 г ежедневно, значит антицынготная сила антоновки разняется 33,3 ME (100:3). Успехи в области химии витамина С, выделение и синтез его, позволили провести целый ряд испытаний чистых препаратов аскорбиновой кислоты. Была установлена минимальная доза этих препаратов, которая, по данным ряда авторов, равна примерно 1 мг. Наши определения это подтвердили. Это уже дает возможность выра­ жать содержание витамина С в миллиграммах аскорбиновой кислоты. Следовательно, в приведенном выше примере содержа­ ние аскорбййовой кислоты будет выражаться для черной сморо­ дины в 100 мг %, для яблока антоновки в 33,3 мг °/0. 162
На диаграмме изображены кривые роста на 3 г яблок—анто­ новки, королевского кальвиля и кандиль-синапа, и видно, что в то время, как на антоновке все свинки не только прожили в те­ чение 100 дней опыта, но и прекрасно росли, на других сортах они быстро или погибали, или не росли. Вскрытие этих свинок подвердило достаточ­ ность дозы 3 г анто­ новки и полную недо­ статочность для других сортов. На рис. 21 показа­ ны морские свинки с цынгой и нормальная свинка. Весьма часто бы­ вает, что и рост до­ статочно хороший, и признаков цынги на вскрытии не обнаружи­ вается, но цынга уже появилась и начинает развиваться, нарушая в первую очередь нор­ мальное строение ко ­ стной ткани. Это бы­ вает не при полном отсутствии витамина С, а при его недостаточ­ ности. Поэтому, чтобы убедиться, действи­ тельно ли найденная дневная доза полно­ стью предохраняет мор­ скую свинку от цынги, не удовлетворяются вскрытием животного, НО подвергают еіщ р нс_ 20. Кривые роста морских свинок при испы- КОСТИ (реора, 1олень) тании разных сортов яблок на дозе в 3 г. Свинки И зубы ГИСТОЛОГИче- N° 235—237 получали королевский кальвиль (3 г), скому исследованию No',280—282 — кандиль-синап (3 г), No 390—392— На рис. 22 представле- антоновку (3 г). ны микрофотограммы здорэвого ребра и ребра 'от цынгонтной свинки. Разница чрезвычайно показательна: в то время как нор­ мальное ребро имеет ровную границу между хрящом и костным мозгом, хорошо развитую костную ткань, граница с хрящом у второго ребра неправильная, волнистая, костная ткань истончена и благодаря этому образовалось вздутие (четка), костный мозг претерпевает целый ряд патологических отклонений — кровоиз­ лияния, развитие фиброзной ткани и пр. 163
В менее резких случаях, так называемой скрытой цынги (гипоавитаминоз), эта разница не так ярка, но под микроскопом уже хорошо может быть замечена; в таких именно случях эти исследования и являются обязательными. Наряду с профилактическим, методом определения витамин» С за последнее время стал довольно широко применяться терапевтический метод. Этим методом пользуются Гаррис с сотрудниками, проводя испытание следующим образом, морские свинки выдерживаются определенный срок (14—21 день) на цинготной диэте и те из них, коюрые показывают резкое падение веса к концу этого периода и клинические призна­ ки цынги, берутся на опыт и получают в течение следующих 10—16 дней определенные дозы испытуемого вещества. За до­ статочную дозу принимается та, которая обеспечивает возобно­ вление нормального роста. А в­ торы считают этот метод доста­ точно точным, и результаты, даваемые им, вполне согласу­ ющимися с результатами профи­ лактического метода. Прове­ денная у нас в Союзе проверка этого метода (Поволоцкая 1934) показала полную его пригод­ ность. Однако, для суждения об излечивающей дозе одного кри­ терия роста недостаточно: не­ обходимо, как обязательный момент, вскрытие животного после опыта; желательным так­ же является гистологическое исследование костей и резцов. Вследствие того, что зубы морских свинок реагируют на недостаток витамина С в первую очередь, Хойером (1924) был предложен следующий метод определения витамина С. Мор­ ские свинки (по 8—10 шт. в группе) в течение 10 дней по­ лучают авитаминозную диэту с добавлением какой-либо до­ зы испытуемого продукта. П о истечении 10 дней животные убиваются и на основе гистоло­ гического исследования резцов судят о достаточности дозы. Этот метод был широко при­ менен Кей и Эльфиком (1931). Однако, уже эти авторы отме­ тили значительные колебания в степени предохранения зубов у различных ж и ­ вотных одной и той-же группы. Работа Михайловой (1935) показала, что этот метод может давать достаточно точные ответы лишь в случаях либо полного- отсутствия витамина С в испытуемом объекте, либо — резко недостаточной дозы Точное же установление минимально предохраняющей дозы, ввиду сильных индивидуальных колебаний среди животных, невозможно. Кроме того, этот метод требует очень большого количества животных, что также препятствует его ш и­ рокому распространению. На других методах, описанных в литературе, мы не останавливаемся, Рис. 21 . Морские свинки с цынгой- На­ верху нормальная свинка, ниже морские свинки с цынгой в характерных позах. 164
Химические методы Из всех химических методов, предложенных для количествен­ ного определения аскорбиновой кислоты, наиболее достоверным и пользующимся широким признанием является метод индофеноль­ ного титрования, пред­ ложенный впервые Тиль- мансом с сотрудниками (1932, 1933) и в дальней­ шем модифицированный разными авторами. Суть метода Тильман­ са заключается в том, что полученная при нагрева­ нии или на холоду кислот­ ная вытяжка из тканей, или непосредственно сок растений, подвергаются титрованию в нейтраль­ ной или слабо кислой среде окислительно-вос­ становительным индика­ тором 2,6 - дихлорфено- линдофенолом. • Этот индикатор имеет два вида цветных реак­ ций: один вид вызывается изменением pH среды, как у обычных основно­ кислотных индикаторов, что обусловливает пере­ ход от интенсивно синего цвета в щелочной среде, к бледнокрасному в ки­ слой среде; второй вид цветной реакции—это пе­ реход от окрашенной оки­ сленной формы к бес­ цветной восстановленной лейкоформе. Последний вид цветной реакции и используется для количе­ ственного определения аскорбиновой кислоты в полученных вытяжках, производя их титрование раствором краски опреде­ ленной крепости. Титр краски устанавливается либо по соли Мора, либо, что еще лучше, по раствору чистой аскорбиновой кислоты, концентрация которой предварительно определена иоднымтитроед- Рис. 22 . Участок ребра на стыке костной ткани с хрящом; вверху—у здоровой свинки; вн изу—у цынготной (по Глазунову 1934). 163
нием. Результаты титрования выражаются количеством смь 0,001 N индикатора, пошедших на оттитровывание вытяжки из определен­ ного количества материала. Так как 1 мг аскорбиновой кислоты по окислительному эквиваленту соответствует 11,4 см8 раствора индикатора указанной крепости, легко произвести расчет на мил­ лиграммы аскорбиновой кислоты и выразить результаты химиче­ ского определения в мг % ее. Однако метод Тильманса в том виде, как он был предложен, мог обусловить ряд ошибок, как это было доказано Берч, Г ар­ рис, Рей (1933), Букиным (1934), Экелен и Эммери (1934, 1935) и др. Источниками ошибок могут быть: 1. Наличие в вытяжках посторонних редуцирующих веществ, обесцвечивающих краску (глютатион, цистеин, дубильные ве­ щества и др.), благодаря чему получаются повышенные против действительности показания. 2. Возможность нахождения аскорбиновой кислоты в обра­ тимо-окисленной форме, когда она не обесцвечивает краску, биологически же является активной, что может, наоборот, дать пониженные против действительности показания. 3. Обычное присутствие в вытяжках пигментов, затрудняющих и без того не очень резкое титрование, благодаря малой интен­ сивности окраски индикатора, что отражается самым существен­ ным образом на его точности. Исходя из этого, разными авторами было предложено не­ сколько модификаций, стремящихся устранить указанные недо­ статки. Берч, Гаррис и Рей (1933) предложили, в изменение ме­ тодики Тильманса, титрование полученных на холоду кислотных вытяжек в сильно кислом растворе (pH = 2,5) при красной форме индикатора, что приводило к сокращению возможного круга ве­ ществ, способных обесцвечивать индикатор, и это давало боль­ шую специфичность реакции. Лишь цистеин при этих условиях;, как отмечают авторы, не устранялся из реакции и мог обесцве­ чивать индикатор. Эммери и Экелен пошли далее в улучшении этой реакции и предложили предварительно перед титрованием обработку вы­ тяжек уксусно-кислой ртутью для осаждения посторонних веще­ ств, в том числе и цистеина, а также пигментов, и затем обра­ ботку их сероводородом для перевода обратимо-окисленной формы аскорбиновой кислоты в восстановленную форму. Авторьг не провели широких испытаний с предложенной ими методикой. Наши попытки применить ее в том виде, как она была предло­ жена авторами, не привели к удовлетворительным результатам и побудили нас внести изменения (замена треххлоруксусной кислоты реактивом Шенка и др.), оказавшиеся необходимыми по ходу испытания этой реакции. Новая модификация (Букин 1935) при сравнительном испытании с параллельными биологическими опытами давала хорошее и постоянное соответствие, почему этот метод был широко применен при изучении растительного материала на содержание аскорбиновой кислоты. Дальнейший обширный материал Витаминной лаборатории ВИРа, получен­ 166
ный как химическим методом, так и контрольными биологиче­ скими опытами* дает основание считать реакцию специфичной, позволяющей с достаточной точностью (90—95%) определять со­ держание аскорбиновой кислоты в свежем растительном материале. Указанная точность оставляет позади себя точность био­ логического метода, не говоря уже о простоте работы, но, ко­ нечно, это нисколько не умаляет значения биологического метода, который для контрольных испытаний является еще абсолютно незаменимым. Указанный выше так наз. ртутный метод (Букин 1935), кратко сводится к сле­ дующему: навеска растительного материала заливается 2% соляной кислотой и растирается в ступке с кварцевым песком или толченым стеклом. Полученная масса доводится до определенного объема, центрофугируется, жидкость сливается и из нее берется некоторая часть на исследование. К этой части добавляется для осаждения пигментов и посторонних редуцирующих веществ такой же объем 5^4 сулемы и половина объема 20% уксусно-кислой ртути. Полученный осадок быстро центрофугируется и слитая жидкость ставится на 15 минут под сероводо­ род. Выпавший осадок избытка ртутных солей отфильтровывается и фильтрат ставится под ток углекислоты до удаления следов сероводорода по свинцовой бумажке. Полученная совершенно прозрачная вытяжка поступает на обычное титрование. Все определение занимает 40—50 минут. Мы должны упомянуть также о модификации метода Тильманса, предложен­ ной Девятиным и Дорошенко (1935, 1936). Авторы стремились устранить недо­ статки метода Тильманса обработкой получаемых на холоду уксуснокислых вытяжек с помощью свинца. Добавляемый после нейтрализации вытяжек мелом у ксусно ­ кислый свинец должен удалить большинство посторонних редуцирующих веществ, пигментов и, после отделения осадка, такая вытяжка может итти непосредственно на титрование, так как свиней, в противоположность ртутным солям, не переводит аскорбиновую кислоту в обратимо-окисленную форму. В этом, казалось, заключает­ ся преимущество метода, так как выпадала операция обработки вытяжек серово­ дородом. Но, подвергая сравнительному изучению ряд химических методов опреде­ ления витамина С, Гірупис (1937) в Лаборатории проф. Шмидта во Всесоюзном витаминном институте получила для большинства растительных объектов столь непостоянные и пониженные ответы, что пришла к заключению о непригод­ ности этого метода для определения витамина С в растительном материале. Это понижение показаний, повидимому, может быть объяснено действием оки­ слительных ферментов, активность которых, как видно, целиком не устраняется в условиях анализа по этому методу. Указанное обстоятельство и побудило, видимо, авторов в последнем варианте их метода признать желательность допол­ нительной обработки вытяжек сероводородом , который, действительно, повышает показания. Но в таком случае отпадает основное преимущество метода, так как известно, что ртутные слои гораздо полнее удаляют посторонние редуцирующие вещества, пигменты и др. Против применения же свинца имеются возражения двоякого рода: с одной стороны он не осаждает некоторые посторонние редуци­ рующие вещества (Эммери и Экелен 1936; Маисо, Поликард, Ферранд 1936 и др.), с другой —1 он может даже в кислых растворах, хотя и слабо, действо­ вать осаждающе на саму аскорбиновую кислоту (Тильманс 1933). Тем не менее в некоторых случаях метод, повидимому, может быть применен, в частности при определении витамина С в таких растительных тканях, где не обнаружено оки­ сляющих аскорбиновую кислоту ферментов, из которых мы можем указать на плоды шиповника, брюкву, кольраби и некоторые другие. Следует сказать, что за последнее время появляются в печати новые принципы химических методов определения аскорбиновой кислоты. Так, Мартини и Бон- зигнор (1934) предложили метод определения аскорбиновой кислоты по метиле­ новой синьке в условиях яркого освещения реагирующей смеси. Авторы выска­ зывают ряд соображений о большой специфичности метода, однако он не доста­ точно еще проверен и не получил распространения. Весьма интересное предло­ * См. „Проблема витаминов“— сборн. No 2 Эксперим. работ Витам, лабор. ВИРа. 167
жение сделал Таубер с сотрудниками (1935), предложив производить определение а скорбиновой кислоты ферментативным методом. Выделяя из мякоти тыквы препарат фермента, специфически окисляющий аскорбиновую кислоту в дегидро­ форму, и определяя редуцирующую способность какого-либо раствора, содержа­ щего витамин С, до и после прибавления фермента, автор считает, что разница м ежду определениями, являясь специфической, должна быть отнесена за счет аскорбиновой кислоты. Однако, метод еще недостаточно детализирован и, главное, не найден еще способ получения стойкого препарата оксидазы аскорбиновой кислоты („гексоксидазы“ по Сцент-Гьорги). Сам метод более пригоден для об­ ратного применения, а именно — определения по аскорбиновой кислоте силы ф ер­ мента, являющегося довольно широко распространенным. Этот фермент специфи­ чески и очень быстро переводит аскорбиновую кислоту в дегидро-форму. Доста­ точно, например, выжимания сока из капусты на воздухе, как вся аскорбиновая кислота переходит в дегидро-форму, между тем как необратимое разрушение ее, по нашим наблюдениям, идет значительно медленнее. Этим свойством безусловно можно воспользоваться и при разработке количественного метода. Таким образом, в отношении химических методов определения витамина С мы имеем не только вполне удовлетворительные методы, но намечаются и дальнейшие пути их у лу ч ­ шения. Стандарты и потребность в витамине Международная конференция по витаминам 1931 г. приняла в качестве стандарта для витамина С свежий сок лимона, обра­ ботанный следующим образом. Выжатый сок фильтруется через марлю, к нему прибавляется избыток углекислого кальция до полного прекращения выделения углекислоты. После того как жидкость отстаивалась в течение часа, смесь фильтруют на во­ ронке Бюхнера. Децитрированный сок должен иметь pH равным приблизительно 6,0 и даваться экспериментальному животному в течение 2 часов после фильтрации. Единица витамина С была определена, как активность 0,1 см3 этого сока. Принятая единица приблизительно равна 0,1 ежедневной дозы, необходимой для пре­ дупреждения развития цынготных явлений, определяемых макро­ скопически у морской свинки, содержащейся на цынготной диэте. Ввиду того, что витамин С был выделен в чистом виде и было установлено, что это соединение достаточно стойко, на конференции 1934 г. в качестве стандарта, был принят чистый витамин С (/-аскорбиновая кислота). Единица активности была определена в 0,05 мг /-аскорбиновой кислоты, так как было уста­ новлено, что это количество витамина соответствует 0,1 см3 обработанного свежего лимонного сока. Потребность в витамине С для взрослого нормально рабо­ тающего человека Юнг (1932) определяет в 20—25 мг, для грудного ребенка в 5 мг, Лавров (1935) минимальную потреб­ ность взрослого человека определяет в 16—20 мг. Но, повиди­ мому, указанные нормы должны быть признаны, как стоящие на самой нижней границе, обеспечивающей лишь от видимых проявлений авитаминоза. Сравнительно большой клинический материал показывает, что взрослый здоровый человек при нор­ мальном пищевом режиме выделяет с мочой 30—50 мг аскорби­ новой кислоты в день (Дригальский 1935; Хевлей и Стефенс 1936; Готлин 1934; Гаррис с сотрудниками 1935; Зильва 1935 и др.) и что снижение выделений до 10—15 мг говорит за то, что 168
диэта была недостаточна по витамину С. При этом интересно, что ежедневное введение в этом случае повышенных количеств витамина С ведет и к повышенной задержке его в организме, пока не будет достигнута известная степень насыщения, после чего все излишки аскорбиновой кислоты выделяются с мочой. Эта степень насыщения зависит в значительной мере от уровня поступления в организм аскорбиновой кислоты (Гаррис с сотруд­ никами 1935), однако образующиеся запасы при сниженном по­ ступлении очень быстро истощаются и потому постоянно должны возобновляться. Все это говорит за весьма подвижное равновесие аскорбиновой кислоты в организме и о необходимости, повиди­ мому, обеспечения повышенных норм ее поступления, тем более, что прямые опыты ежедневного длительного введения даже 300—700 мг аскорбиновой кислоты взрослому человеку никакими отрицательными явлениями не сопровождались. Действительно, мы имеем ряд подобных указаний. Готлин для предупреждения предцынготных изменений в капиллярах опреде­ ляет потребность взрослого человека около 30 мг, Шредер — 40 мг\ тот же Юнг для хорошего снабжения рациона вита­ мином С указывает цифру в 75 мг. Комиссия экспертов секции гигиены Лиги Наций определяет в приводимых ею примерных рационах потребность в витамине С для кормящей или бере­ менной женщины в 870—1120 интернациональных единиц, что составляет 43,5 — 56 мг, или в среднем 50 мг аскорбиновой кислоты в день. Для детей в возрасте от 1 до 2 лет при­ мерные рационы включают в среднем 10 мг, от 2 до 3 лет — .18 мг, и от 3 до 5 лет — 25 мг аскорбиновой кислоты. При этом для детей не учитывается еще то количество витамина С, кото­ рое они должны получать от сырых фруктов или овощей, допол­ нительно рекомендуемых специально для обогащения диэты витамином С. Детям до 1 года рекомендуется давать витамин С в виде соков свежих фруктов и овощей, богатых этим витамином. Комиссия подчеркивает, что задача обеспечения питания вита­ мином С является одной из трудных, что вполне понятно из того, что этот витамин не накапливается в организме, необхо­ димо регулярное его введение с поедаемой пищей и в то же время этот витамин относится к самым нестойким и находится главным образом только в плодах, ягодах, овощах, трудно сохра­ няемых длительное время. Как видно, последние установки Секции гигиены Лиги Наций в отношении снабжения организма витамином С значительно превышают указанные вначале нормы и, повидимому, ориенти­ руются на физиологический оптимум. Однако, нельзя предста­ влять себе, что этот оптимум сохранится при всяких условиях: субъективные и объективные моменты могут в значительной степени его отклонять. Особо большое влияние на потребность может оказать общий пищевой режим в смысле его физиологи­ ческой ценности. В качестве примера зависимости между потребностью в ви­ тамине и полноценностью диэты приведем следующие данные. 169
Известно, что первые исследователи, Гольст и Фролих, рабо­ тавшие по экспериментальному скорбуту на диэте — овес и вода, являющейся крайне односторонней и неполноценной, принуждены были давать морской свинке 30 г свежей капусты, чтобы пре­ дохранить ее от цынги. При добавлении к этой диэте только одного сена (Гесс и Унгер 1918) эту дозу оказалось возможным понизить до 3—4 г. Работая в этом направлении по выработке стандартного метода по витамину С, мы сравнивали ряд диэт для выбора из них наиболее полноценной и при этом с несо­ мненностью также констатировали влияние полноценности диэты на потребность в витамине С. Если при диэте овес и сено 1,5 см* апельсинного сока свинке было несколько недостаточно для предохранения ее от цынги, то при добавлении 3—5 г автоклавированной, не содержащей и следов витамина С, мор­ кови или 0 ,5 мг чистого каротина этой дозы уже было доста­ точно, и свинки при этом значительно лучше росли. Таким обра­ зом, если диэта даже была полноценна в отношении питательных веществ, но в ней нехватало витамина А, как в данном случае, она приводила не только к худшему росту, но и к повышенной потребности в витамине С. Отсюда вытекает невозможность руководствоваться всегда одной и той же нормой потребности человека в витамине С. Надо иметь в виду зависимость этой потребности от полноцен­ ности пищевого режима. Чем менее полноценным будет этот режим в физиологическом смысле, там большее количество антицыготного продукта будет требоваться организму. Поэтому можно ожидать возникновения цынги там, где в силу каких-либо причин пищевой режим становится менее полноценным, хотя потребление овощей и других антицынготных продуктов при этом может и не сокращаться, и наоборот: там, где приходится ста­ вить вопрос об экономном расходовании антицынготных продук­ тов, прежде всего необходимо обратить внимание на улучшение качественного состава пищи. Лишь в последнее время стало понятным утверждение некоторых практиков севера, что жиры, особенно рыбий жир, оказывают иногда антицынготное действие. Здесь, конечно, дело не в жирах, как источниках витамина С, а в том повышении полноценности питания, которое приводит к снижению потребности в витамине С. Повышенное потребление противоцыготных продуктов тем более целесообразно, что увеличенные количества витамина С не вызывают гиперавитаминоза и что этот витамин играет роль стимулирующего рост фактора даже у таких животных, кото­ рые не нуждаются в нем (крысы) и могут обходиться без него в течение даже нескольких поколений, как об этом сообщает Зуден с сотрудниками (1935). Большой чувствительностью к недостатку витамина С, кроме человека и обезьяны, отличается морская свинка. Не останавливаясь подробно на потреб­ ности морской свинки в витамине С, отметим все же, поскольку этот вопрос имеет большое методическое значение, что у разных авторов эта потребность опр едел яе тс я значительно разнящимися цифрами, в зависимости от того, что 170
положено в основу критерия достаточности. Если отбросить такие показания, как способость к нормальному воспроизведению и выкармливанию потомства -в течение длительного времени, где і отребность определяется в количестве не менее 2 м г аскорбиновой кислоты в день, и взять лишь срок, необходимый для проведения опыта, то эта потребность определяется у разных исследователей от 0,5 до 1,33 м г. Различие в определении потребности зависит, главным образом, от степени тщательности диагностики цынготных признаков, полноценности диэты и срока опытного периода. Помимо этих основных моментов могут, конечно, иметь значение и другие условия работы той или иной' лаборатории. Учет цынготных изменений только по макроскопическим результатам вскры­ тия дет самые низкие величины и Международная конференция по витаминам, как мы виадели, устанавливает для этого случая потребность в 0,5 м г аскорбиновой кислоты. При терапевтическом методе Гарриса и его сотрудников (1932), осно­ ванном на учете хорошего ростового эффекта, эта потребность определяется в0,9л<г. Если в основу критерия берется отсутствие цынготных изменений в ко­ ренных зубах, то минимальная доза определяется (Готлин 1935) в І.ЗЗжг в день и т. д В лаборатории ВИРа, при принятой методике макро- и микроскопических иссле­ дований, минимальная потребность свинки определена в 1 м г, т. е. 1 ME = 1 м : аскорбиновой кислоты. Поскольку у нас в Союзе различные лаборатории рабо­ тают примерно по с хо жей методике, эту потребность и можно считать минималь­ ной, впредь до более точного сравнения с международным стандартом. В отношении потребности других животных, как указыва­ лось выше, известно, что крупный рогатый скот, овцы, козы не нуждаются в этом витамине, отзываясь, однако, повышенным выделением его в молоке при избыточном снабжении. Взрослые кролики не нуждаются в витамине С, но имеются указания, что он необходим молодняку. Куры, цыплята, голуби в этом вита­ мина не нуждаются, так же как крысы и мыши. Распространение Ввиду того, что витамин С почти не способен накапливаться в организме человека и животного, вследствие чего требуется ежедневное введение определенных количеств его, а также ввиду наименьшей, по сравнению с другими витаминами, устойчивости его в отношении различных воздействий, становится очевидным большое значение широкого познания естественных источников, этого витамина. Витамин С синтезируется растениями и, как это уже указыва­ лось выше, некоторыми животными. Однако, животные продукты в общем бедны этим витамином. Некоторое значение, как источ­ ник витамина С, в ряду продуктов животного происхождения, имеет коровье молоко. Антицынготная активность корма коров хотя и влияет до некоторой степени на витаминность молока, однако, благодаря способности животного к самостоятельному . образованию этого витамина эта активность не так резко ска­ зывается, как это имеет место по витаминам А и D. В период беременности корОвы витаминность ее молока несколько сни­ жается. Молоко кобылы обладает, повидимому, большим содержа­ нием витамина С, чем коровье молоко (Берлин и Розина 1935). Жен­ ское молоко (Нейвейлер 1935) раз в 5 богаче витамином С коровьего, и в первые периоды жизни ребенка может полностью обеспечить потребность его в этом витамине. Но содержание 171
витамина С в женском молоке всецело зависит от птаниия матери. Из животных тканей надпочечники обладают высокой анти­ цинготной активностью, равной активности лимона, апельсина; печень сравнительно бедна им, другие же ткани содержат очень мало или лишь следы этого витамина. Яйца кур совершенно лишены антицынготной активности. В растительном мире этот витамин широко распространен в листьях, плодах, несколько беднее им 'корнеплоды. Семена и зерна совершенно не обладают антицынготной активностью, но уже с первых дней прорастания их иде^ образование витамина С. Причем у некоторых растений, как например у бобовых, это образование идет весьма энергично, достигая уже к 3—5 -му дню значительных размеров (30—40 мг на 100 г сырого веса). У зерно­ вых злаков новообразование витамина С происходит гораздо медленнее. Это различие объясняется повидимому тем, что у бобовых с первых же дней витамин С в больших количествах образуется в семядолях, независимо от того, отделен или нет зародыш, в то время как у зерновых культур эндосперм лишен этой способности (Поволоцкая 1937). Присутствие кислорода является безусловно обязательным при этом, так как при про­ растании семян в анаэробных условиях образования витамина С не происходит. Изучение энергии дыхания прорастающих семян показывает, что существует определенный параллелизм между этим показателем и накоплением аскорбиновой кислоты, что дает возможность сделать вывод о непосредственной роли, которую этот витамин играет в окислительных процессах растительной ткани (Поволоцкая 1937). На свету витамина С образуется больше, чем в темноте. Большее содержание его в зеленых частях растений, чем в тканях, не содержащих хлорофилла, незначительные количества, которые содержатся в бесхлорофильных растениях (грибы, орхидеи и др.) привело Жиру, Леблонда и др. (1935) к мысли о тесной связи между аскорбиновой кислотой и функцией хлорофилла. Однако, как мы уже указывали выше, никаких прямых доказа­ тельств этому положению еще нет; существует больше данных, которые, если не отрицают участия аскорбиновой кислоты в фотосинтезе, то говорят о более широких ее функциях в расти­ тельном организме. Сами авторы указывают на ряд случаев, когда внутренние листья капусты содержали то же количество витамина С, что и зеленые наружные листья. Образование вита­ мина С в темноте, наличие его в достаточных количествах в этио­ лированных листьях, большое содержание в лепестках некото­ рых цветов — с одной стороны, а с другой — отсутствие этого витамина у мхов и плаунов (Кусова 1935), содержащих хлоро­ филл, скорее говорит обратное. В динамике развития растения отмечается высокое содержа­ ние аскорбиновой кислоты в молодых листьях, некоторое сни­ жение к моменту созревания плодов и уменьшение к концу вегетации. В желтых осенних листьях содержится мало аскор­ 172
биновой кислоты. В плодах обычно, кривая насопления витамина С идет вверх, достигая максимума к мотенту созревания, а затем при перезревании и при хранении уже идет на убыль. Особенно резко процесс накопления аскорбиновой кислоты при созревании No т * 0 1 300 700 т 706 с: <до. гои т jo 66 ніЦяяЯя‘' 100 Copra Смородины Актинидия Copra nepneg Copra wm rol Шипобник Рис. 23. Изменчивость содержания витамина С в сортах плодов, ягод и овощей Цифры выражают содержание витамина С в м г аскорбиновей кислоты на 100 г продукта (из работ Витаминной лаборатории ВИРа). выражен у томатов, у которых зрелые плоды в 2—3 раза богаче зеленых. В отношении яблок удалось установить (Букин 1937), что в лежких сортах разрушение витамина С при хранении идет значительно медленнее, чем у слабо лежких сортов, и почти полное разрушение аскорбиновой кислоты обычно совпадает э моментом потери способности к хранению. 173
Еще недавно апельсин и лимон считались наилучшими источ­ никами витамина С; однако, при более детальном изучении, а особенно — в сортовом разрезе, удалось обнаружить много источ­ ников, превосходящих или равных по своей активности лимо­ нам и апельсинам (см. рис. 23). Подробными работами Витаминной лаборатории ВИРа (1934— 1937) были установлены значительные сортовые отличия в пре­ делах одних и тех же культур. Так, среди яблок своей активностью выделяется сорт Антоновка, содержащий 33 мг % аскорбиновой кислоты. Некоторые мичуринские сорта, а также большинство северных ранних сортов не уступают по своей активности Анто­ новке. Большинство же южных сортов яблок очень бедны аскор­ биновой кислотой. К очень хорошим источникам витамина С относится перец. Подробные обследования ВИРа сортов перца на богатство вита­ мином С в Средней Азии (Милованова 1937) и Сев. Кавказе (Гомоляко 1937), наряду с данными Витаминного ин-та (Фатали- бекова 1937) о хорошей сохранности витамина С перца при кон­ сервировании, заставляют обратить особое внимание на исполь­ зование этого сырья. Но наиболее богатым из известных до сих пор источников витамина С является шиповник. Обследование союзных сортов шиповника Витаминной лабораторией ВИРа (Букин и др. 1934) под­ твердило прежние указания Гана и Тильманса о богатстве его вита­ мином С и позволило нам поставить вопрос об использовании его плодов. Это было принято во внимание, и в последние годы плоды шиповника получили широкое производственное применение не только для получения концентратов витамина С, но и для при­ готовления чистой аскорбиновой кислоты (Шмидт, Тульчинская 1937). В настоящее время найдены разновидности шиповника, дающие даже до 4,75% аскорбиновой кислоты на свежий вес мякоти плодов или 14,5% на сухой вес (Букин 1937). Южные разновидности шиповника оказались значительно менее активными, чем северные разновидности. Детальное обследование (Онохова 1937) большого количества сортов винограда (105 сортов) дало возможность даже в этой, исключительно бедной витамином С, культуре выявить сорта, содержащ ие некоторое заслуживающее внимания количество аскорбиновой кислоты (12,3 мг% вместо 3,3 и даже 0,43 мг% обычных для винограда). Сопоставление антицынготной активности культурных сортов с их дикорастущими родичами (картофель, томаты, яб­ локи), проведенное Витаминной лабораторией ВИРа, показало, что дикари всегда бывают активнее культурных сортов. Так, дикое яблоко Трансперенс и Сильвестрис вдвое богаче лучшего культурного сорта Антоновки, картофель „Неантиповичи“ пре­ восходит в 3 — 6 раз культурные сорта и т. д. Однако, пло­ ды и клубни диких представителей являются значительно более мелкими и поэтому при расчете аскорбиновой кислоты на один плод или клубень мы получим для культурных растений цифры ,174
все же значительно большие. Учитывая значительно больщуір урожайность культурных растений, приходится признать, Jw o общее количество витамина С с площади культурных сортов будет также значительно большим. Но и среди диких разновидностей замечается значительная изменчивость, и наряду с исключительно богатыми представителями имеются разновидности и с невысокой активностью. Вследствие этого познать антицынготную активность дикарей очень важно и ее необходимо учитывать в селекционной работе при выведе­ нии новых сортов. Такое же соотношение между размерами плодов и содержа­ нием в них аскорбиновой рислоты наблюдается при сравнении клубней, плодов, кочнов и т. д., выращенных на удобренной и неудобренной почве. Так, Треслер, Мак и Кинг (1936) указывают, что среднее содержание витамина С на единицу сырого веса шпината было на 50% ниже у унавоженных растений, чем у не- унавоженных. Сафронов (1937) наблюдал такое же соотношение у кочнов капусты, однако когда был произведен учет урожая аскорбиновой кислоты на 1 га, то разница была в пользу удо­ бренной площади, а именно: вместо 2 кг аскорбиновой кислоты с 1 га неудобренной площади, урожай с удобренной составлял 8 кг. Даже в растениях, выращенных в одинаковых условиях (почва, удобрение, срок посева и пр.), но различающихся по своему размеру может -наблюдаться большое различие в кон­ центрации аскорбиновой кислоты в тканях. Так, Иллювиев и Уланова (1937) подробно проследили процентное содержание аскорбиновой кислоты в корнях редиса и стеблеплодах кольраби и нашли, что оно сильно снижалось с увеличением диаметра плодов. Все это, в частности, говорит за необходимость самого тщательного составления проб при анализе того или иного сорта, образца и т. д . Индо (1935) отмечает, что недостаток азота в почве обусловливает уменьшение аскорбиновой кислоты в ра­ стении, в то время как недостаток К, Mg и Са отражается менее губительно. ч На содержании витамина С также отражается место произ­ растания. Исследованиями Букина и др. (1934) в отношении карто­ феля и Гомоляко (см. рис. 24) в отношении томатов показано сни­ жение антицынготной активности при выращивании этих куль­ тур на Севере по сравнению с более южными районами. Но это соотношение не всегда выдерживается: в благоприятные годы накопление аскорбиновой кислоты на севере может быть даже выше, чем на юге. Так, в особо благоприятном 1936 г. но тем же томатам (Шиврина 1937) наблюдалась обратная картина. Пони­ жение накопления витамина С происходит также при культуре в закрытом грунте. Так, томаты, укроп содержали на 20% меньше этого витамина по сравнению с открытым грунтом. Следует отметить, что листовые овощи богаты витамином С. Капуста листовая, особенно хорошо идущая на Севере, содержит до 150 м г°/0 витамина С; очень богата петрушка, сельдерей, укроп, шпинат и др. Лук обладает низкой активностью в виде 175
луковицы; при прорастании же накопляет значительные коли­ чества витамина С. Все это говорит за то, что даже в условиях крайнего Севера, где невозможно грунтовое овощеводство, было бы крайне целесообразно создание хотя бы небольших теплиц,, где можно было бы выращивать эти листовые, а также скоро­ спелые и высоко витаминные овощи, как например кольраби. Все приведенные данные говорят о том, какие разнообразные моменты влияют на накопление витамина С в растениях. Это •ро.оХ Пиеретта Спаркс Ш7\ A21.3V Лукулл ШИ ИИЕ Фикарация IСорта быратенныр S Ленинграде Сорта быращенные 6 Харькове Рис. 24. Влияние географического фактора на содержание витамина С в томатах (урожай 1934 г.). Цифры даны в м г% (по Гомоляко, Витаминная лаборатория ВИРа). свидетельствует о необходимости углубленного изучения этих во­ просов, чтобы умелым подбором культур, сортов, соответствен­ ными агротехническими мероприятиями и пр. способствовать большей витаминности нашей сельскохозяйственной продукции. В заключение приводим таблицу содержания витамина С в различных продуктах, выраженную в мг% аскорбиновой кис­ лоты. При составлении таблицы нами были использованы дан­ ные Витаминной лаборатории ВИРа, Центрального ин-та пи- 176
тания, Витаминного ин-та, а также некоторые данные иностран­ ных исследователей. При вычислении мг % аскорбиновой кис­ лоты' тех объектов, которые проверены только биологическим методом, мы исходили из расчета потребности морской свинки в 1 мг аскорбиновой кислоты в день. ТАБЛИЦА 16 Таблица содержания витамина С в миллиграммах аскорбиновой кислоты на 1С0 з сырого продукта Растительные продукты Овоща Капуста лйстовая . . . . 150 Томаты (закрытый грунт) 17 краснокочанная 100 Хрен .... •.... 100 „ кольраби . . . 50—100 Л у к - п е р о ............................ • 16,5—33 „ брюссельская . 100 „ репчатый (разные „ цветная . . . 66 сорта) . ... .. .... ... ... .. .... ... 2,0 —10 белокочанная Чесноклежалый. . . . следы I (разные сорта) . . • . . 25—66 Б р ю к в а ............................ .... 25 в среднем 33 Редька (разныесорта) . 10 —20 Петрушка зелень . . . . Ю0 Репа (разные сорта) . ' . 8—17 ' I Ш п и н а т .................................. 1 6 —40 Б а т а т ..................................... более 17 Щ а в е л ь .............................. . 1 2 ,5 —14 Картофель (обычные сор- і Салат кочанный .... 10 /га) 11—17 і Зеленый горошек . . . 33 То же в условиях севера Бобы з е л е н ы е ......................... 20 (Х иб и н ы )- .......................... И и менее Перец сладкий (разный С в е к л а ................................ 8 сорта) ... .... .. ... ... ... 100—400 Морковь........... 5 в среднем 200 Арбуз . .............................. 9 - Перец горький (разные О г у р ц ы ................ 8 с о р т а ) ............................... 2 0 0 —3 00 - Т ы к в а .................................... 2,5 Физалис (мелкоплодные Р е в е н ь ............................... менее 11 с о р т а ) ................................... 20—66 Проросший горох (5днев- Физалис (крупноплодные ные проростки).,. . . 40 с о р т а ) ...................................... 5 Проросшая рожь .... 10 Томаты (іразные сорта) . 20 —40 в среднем 30. Плоды Шиповник (мякоть пло- А й в а ..........................................около 10 д о в ) ...................................... 700—4500 Рябина лесная обыкнс- Шиповник северныё раз- в е н н а я ................................. 46-60 новидности...................... 2000 и выше Рябина кустарниковая Шиповник южные раз- (и з Колымы) ...... 100 н о в и д н о с т и ............................ 1500 ин иж е В и ш н » ....................................... 15 Актинид ия . .................... 700—1000 Черемуха..... следы Апельсинный сок . . . 56 С л и в а .............................. . 6 Лимонный сок ..... 55 Чернослив свеж ий . і . 5 —10 ! Мандаринный сок . . . 40—50 Персику . ...... 12,5 —20 Яблоки, сорт Антоновка 33 Абрикосы.... 3—10 J Яблоки, Боровинка, Ти- Виноград разные сорта . 0,43—12,3 товва и другие север- Виноград большинство ные с о р т а .......................... 20—40 с о р т о в ..................................... около 3 ,0 Я локи, южные сорта .17—5 и менее Амурский виноград . . около 10 Яблоки д и к и е ...................... 40—70 Лнмонник..... следы Г р у ш а .........................................около 10 Г р а н а т .....................................от следов до. 7,0 Витамины -1 І 177
Продолжение табл. 16 Ягоды ■ Смородина черная (раз­ Морошка .... 25 ные с о р т а ) ...................... 100 —400 Гол убика .... 25 К р ы ж о в н и к ...................... 50 Толокнянка . . . 20 Земляника садовая (раз­ Клюква .................. 12 ные с о р т а ) ...................... 33-66 Брусника .... 8 Земляника лесная . . . 17 Черника. . •..••/• 6 Малина (разные сорта) . 10 —12 Вороника . . 0 Растения непищевые Кедровый сланец-хвоя . 200 Листья черной смородины 1 0 0 -20 0 Хвоя ели, сосны . . ■ . 11)0 Ботва моркови . . 50 Mox(PleurqzlumSchreberi) 0 Бурая водоросль Sar- Плаун .................................... 0 gassum confusum (су- Листья брусники . . . . 20-50 ш е н а я ) .................. 100 Животные п р оду кты Н адпочечники .................. 66 Коровье молоко . 0,7-2,6 П е ч е н ь ............................... 9,3 Козье „ 0,9 М ы ш ц ы .......................... 0,9 Яйца кур .... 0 Женское молоко . . . . 3,5-7 Свойства и некоторые вопросы применения Чистая аскорбиновая кислота представляет собой белый кри­ сталлический порошок с т. пл. 189°Ц; является одноосновной кислотой, молекулярный вес ее 176, восстановительный эквива­ лентный вес 88. Аскорбиновая кислота легко растворима в воде (давая сильно кислую реакцию), труднее — в таких органических растворителях как этиловый, метиловый, бутиловый, пропиловый спирты, глицерин, ацетон, и нерастворима вовсе в таких жиро­ растворителях как этиловый эфир, хлороформ, бензин, петро- лейный эфир. Может быть извлечена петролейно-ацетоновым раствором 1 : 1, петролейно-бутиловым раствором 2 :1 и 4:1, петролейно-пропиловым раствором 1 :1 и 1 :3. Из растворов осаждается уксуснокислым свинцом при слабо щелочной реак­ ции (рН=7 ,2 — 7,5); осаждаемость снижается при переходе как в щелочную, так и в кислую сторону (при pH = 5,4 осаждается по Тильмансу только 18,6—20,6%; в более кислой среде еще менее; из лимонного сока осаждается при его децитрировании). Аскорбиновая кислота дает кристаллическое моноацетоновое производное, которое при нагревании с водой легко распадается на ацетон и аскорбиновую кислоту (это производное послужило для изолирования аскорбиновой кислоты из перца и для осво­ бождения от примесей). Не адсорбируется фуллеровой землей и гидроокисью железа. Легко диффундирует через перепонки. Аскорбиновая кислота очень чувствительна к действию щелочей. Легко окисляется в слабо щелочном растворе уже на воздухе. Следы меди чрезвычайно ускоряют этот процесс. И наоборот — при их удалении путем тщательной перегонки воды несколько 178
раз из стеклянных аппаратов самоокисление аскорбиновой кис­ лоты идет лишь начиная с pH — 7,6 (Баррон 1936). В кислых растворах кислота значительно более устойчива. Устойчивость к температуре зависи*г от. pH среды; в кислых растворах может переносить кипячение без потерь, если нет следов меди. В кри­ сталлическом состоянии в сухом месте хорошо сохраняется; вод­ ные растворы могут длительно сохраняться под азотом, угле­ кислотой. К наиболее важным свойствам аскорбиновой кислоты относятся ее окислительно-восстановительные свойства. Под действием окисляющих агентов — индофенолов, иода в кислом растворе, нейтрального перманганата, аммиачного раствора азот­ нокислого серебра, уксуснокислой меди, ртутных солей, хлора, как оказалось — и кислорода, переходит с потерей двух атомов водорода в обратимо окисленную форму (дегидро-аскорбиновую кислоту), которая обработкой сероводородом может быть обратно восстановлена в аскорбиновую кислоту. Однако, наряду с обра­ зованием дегидро-аскорбиновой кислоты может итти и процесс дальнейшего уже необратимого превращения (разрушения) и тем в большей степени, чем выше pH и сильнее окислитель. Так, при окислении иодом в кислом растворе или индофенолом дегидро-фор- ма может быть восстановлена без заметных потерь, в то время как кислород лри pH выше 5, хлор, перманганат и другие окислители дают частью обратимое, частью необратимое окисление. Таким образом превращение аскорбиновой кислоты идет в две ступени: первая ступень приводит к образованию продукта, способного к обратному восстановлению (дегидро-аскорбиновой кислоты), сохраняющего еще физиологическую активность витамина С, я вторая ступень, которая приводит к образованию неспособ­ ного к восстановлению продукта, являясь собственно разру­ шением витамина С. Особенно легко проходит обратимое окис­ ление ферментативным путем — под действием пероксидазы (в присутствии перекиси водорода), или специфичной оксидазы аскорбиновойѵ кислоты, присутствующей во многих растениях (капуста, тыква и др.), а также фенолазы в присутствии фенолов. В этом случае, при добавлении к раствору, содержащему аскор­ биновую кислоту, препарата фермента (или сока соответствую­ щего растения) окисление в дегидро-форму может происхо­ дить очень быстро; после обработки сероводородом последняя возвращается к начальному количеству. Этим обстоятельством между прочим объясняется, почему после выжимания некоторых растительных сокг<з (капуста и др.) их редуцирующая способность сра^у же надает почти до нуля, хотя физиологически они еще остаются активными. Так как ферменты, способные окислять аскорбиновую кислоту, широко распространены в природе и образование дегидро-формы может иметь место при обработке растительных тканей, особенно если нарушается их целостность, важно знать относительную устойчивость восстановленной аскор­ биновой кислоты и ее дегидро-формы. Оказалось (Энгельгардт и Букин 1937), что дегидро-аскорбиновая кислота, по сравнению •с восстановленной формой, является нестойким соединением, 12* 179
самопроизвольно разрушающимся уже при обычной температуре.. Это разрушение идет независимо от присутствия тяжелых метал­ лов, или окислительных ферментов и скорость его является функцией концентрации водородных ионов. Оказалось также, что при pH ниже 7 разрушение дегидро-аскорбиновой кислоты идет без поглощения кислорода и, таким образом, не является:, окислением, и лишь в щелочных условиях начинается наряду с этим и окислителбный процесс. В соответствии с данными Герберта с сотрудниками (1933), можно представить следующим- образом превращения аскорбиновой кислоты. Таким образом, при концентрациях водородных ионов, свой­ ственных биологическим средам, восстановленная аскорбиновая.' кислота\является устойчивым соединением, если не имеет места каталитически окисляющее воздействие тяжелых металлов (осо­ бенно меди), или окислительных ферментов. Если же катализ^ имеет место, она дегидрируется и .переходит в обратимо-окис* ленную форму, являющуюся уже нестойкой, способной к само­ произвольным дальнейшим необратимым изменениям. Очевидно, если в живой растительной ткани будут итти про­ цессы окисления аскорбиновой кислоты, т а для того, чтобы она сохранилась, должны итти и процессы ее восстановления, о чем свидетельствует сам факт нахождения аскорбиновой кислоты в тканях в восстановленной форме; с другой стороны, соотно­ шение энергии окислительных и восстановительных процессов,, повидимому, будет лимитировать и возможный уровень ее нако­ пления в ткани и степень устойчивости при хранении. Совсем другое положение создастся, если целостность ткани будет на­ рушена. В этих условиях йосстановление аскорбиновой кислоты будет нацело, или почти нацело, подавлено, в то время, как окислительные ферменты проявят свое действие, переводя ее в нестойкую дегидро-форму. Поэтому с технологической точки зрения важно знать, присутствуют ли окислительные ферменты в данной растительной ткани, или нет, іі(если присутствуют— /Оч по—с —с —сн—с=с-с=о н н / НН /но но^ II/1I\ — ►НО—С — С—С — С—С — С --о / ННО Iноно /•аскорбиновая кислота HНОННОНО — оНО—С — С—С — С—С — С=О dl>nUpUtinUDdn пИЬііиіа і НННООООН дегидро-аскорбиновая кислота (гидратированная) ОН / НННООНС=о Н НОн — *НО—С -С -С -С4-J III\\ I Н.ОН Н О С=-0 чон 2,3 дикето-/ -гулоновая кислота /-треоновая кислота щаеелава» кисл^а іев; 180
необходимо подобрать способы инактивации их еще до наруше- , ни я целостности ткани с тем, чтобы они, по-возможности, не проявили своего отрицательного действия. Изучение распространения ферментов, окисляющих аскорби­ новую кислоту (Букин 1937), действительно подтверждает, что как-раз те объекты, которые содержат их, в большей или мень­ шей степени, являются нестойкими при обработке (капуста, кар­ тофель, проростки семян, листовые овощи, баклажаны, яблоки и др.) и, наоборот, повышенную стойкость показывают объекты, не содержащие этих ферментов (плоды шиповника, черная смо­ родина, цитрусовые, перец, томаты, брюква, кольраби и др.); Таковы самые общие свойства аскорбиновой кислоты и крат­ кие сведения о характере и условиях ее превращения. Однако, знания этих свойств еще далеко недостаточно, чтобы составить представление о поведении аскорбиновой кислоты, заключен- , ной в различных продуктах, к различным воздействиям. Ввиду практической важности этих вопросов и большого количества работ, ведущихся в этом направлении, мы остановимся на основ­ ных моментах по отдельности. Такое освещение тем более целе­ сообразно, что, ввиду большой чувствительности аскорбиновой кислоты к окислителям, к нагреванию — по сравнению со всеми . другими витаминами— ее сохранность при обычной обработке будет в подавляющей большинстве случаев свидетельствовать о хорошей сохранности и вдех других витаминов. Влияние хранения и замораживания Как показали опыты ВИРа (Букин, Онохова 1934, 1937), в свежих плодах, ягодах и овощах разрушение витамина С при лежке в нормальных условиях идет в общем в прямой связи с их способностью к хранению: наиболее лежкие виды продук­ ции будут и бдлее стойко сохранять витамин С. Наиболее не­ стоек витамин С при лежке ягод, что, повидимому, тесно свя­ зано с явлением перезревания и развитием окислитёльных про­ цессов. Даже если ягода может долго сохраняться (например клюква), но через 2—3 месяца витамин С в ней исчезает. Сохран­ ность витамина С в яблоках тем лучшая, чем более лежек сорт, но, к сожалению, среди яблок лежкие сорта являются в подавляю­ щем большинстве южными сортами и мало витаминными. Так, при хранении летних сортов яблок (Папировка, Коробовкаѵ Коричное, Белый налив, Боровинка и т. д.), срок лежки которых всего около месяца или дажеіменее, разрушение витамина С идет столь же быстро, составляя в конце этого срока околх) 75—90% от начального количества. Осенние сорта, как Антоновка, Уэльси и др., обладающие в большинстве случаев столь же высокой активностью, как и летние сорта, теряют однако витамин С уже значительно медленнее, соответственно сроку своего возможного хранения в 3 —4 месяца. И наконец, 181
поздние сорта, главным образом южные и мало витамин­ ные, дают относительно медленное снижение витамина С. Фел- лерс нашел (1933), что поздний хорошо сохраняющийся сорт „Болдуин“ потерял при хранении при 2,2°Ц в продолже­ ние 4—6 месяцев лишь 20% витамина С, а в продолжение 8—10 месяцев — 40% от первоначальной антицынготной актив­ ности свежих яблок. Но этот сорт обладал и большой актив­ ностью: достаточная профилактическая доза нележалых яблок была равна всего 4 г. Наличие по яблокам больших ассорти­ ментов самых разнородных качеств по лежкости, скороспелости*, богатству витамином С, наряду с новыми методами создания сортов И. В. Мичурина, ставят перед растениеводами задачу выведения сортов с хорошей стойкостью витамина С в лежке, так как из всех плодовых культур эта культура имеет наиболь­ ший удельный вес. Большой устойчивостью и к лежке и к со­ хранению витамина С обладают некоторые овощи. Мы не могли констатировать уменьшения активности хрена, брюквы и карто­ феля, хранившихся в нормальных хороших условиях до июля. По данным Центр, ин-та питания рыночный материал заметно’ снижал, однако, к весне свою активность (морковь — 40%, карто­ фель — 50%), а у капусты этого снижения не наблюдалось... в противоположность данным Тильманса (1933) о снижении в полтора раза активности лежалой капусты по сравнению с не­ лежалой (по титрованию индофенолом). О снижении содержания витамина С при хранении картофеля сообщает также Тиссен *(1936), наблюдавший за период хранения в 6^-9 месяцев потери до 50% (с 20 мг% до 10 Мг°/0). Ричардсон с сотрудниками (1933), наоборот, при хранении брюквы не наблюдал заметной потери витамина С. Как видно, хорошими условиями хранения можно добиться лучшей сохранности витамина CJ особенно у более лежких видов продукции, но ввиду того, что к весне практи­ чески мы все же должны ожидать снижения активности лежа­ лых овощей, — помимо того к этому времени сильно сокращается и их разнообразие, — большое значение приобретает ранняя выгонка овощей, а также должное консервирование и заготовка антицынготных продуктов впрок в летне-осеннее время, о чем будет сказано ниже. В связи с развитием техники холодильного дела, позволяю­ щей применять хранение продуктов в замороженном виде, а также ввиду необходимости прибегать к этому в условиях севера (заготовка и завоз плодов и овощей на крайний Север), весьма важным является изучение вопроса сохранности вита­ мина С при замораживании. Замораживание само' по себе не разрушает витамина С, но разру­ шение его связано с нарушением клеточной структуры заморажи­ ваемого продукта. Это облегчает доступ кислорода и способ­ ствует окислительным процессам. В зависимости от структуры клеточной ткани того или иного продукта, богатства ее внутрикле­ точным кислородом, степени повреждения ткани при заморажи­ вании, активности окислительных ферментов, а также темпера- 182
туры замораживания и хранения, могут быть большие или мень­ шие потери витамина С. Сама низкая температура будет сдер­ живать окислительные процессы, но последние сильно проявят деятельность при оттаивании любого замороженного продукта, так как в этом случае при нарушенной структуре тканей для них создаются наиболее благоприятные условия. Таковы самые общие соображения на этот счет. Вполне понятно, что при устранении действия кислорода воздуха витамин С и при хра­ нении замороженных продуктов и при их оттайвании будет хорошо сохраняться. Так, Морган, Фильд, Никольс (1931) нашли, что абрикосы, предварительно перед замораживанием подверг­ нутые действию вакуума и находившиеся в жестяных банках в атмосфере азота, сохраняли целиком свою активность также и при оттаивании, в то время как таким же образом заморожен­ ные абрикосы в жестяных банках без вакуума и без азота теряли нацело витамин С. Температура замораживания была — 17°Ц. В опытах замораживания и хранения продуктов на воздухе были получены следующие данные: Зильва с сотрудниками (1933) замораживал и хранил яблоки (сорт Бремлеевское семячко) при — 5°, — 10°, — 15° и — 20°Ц в течение 7 месяцев и затем испы­ тывал их активность. Оказалось, что температура замораживания и хранения очень сильно влияет на сохранность витамина С яблок. При температуре — 5°Ц яблоки теряли почти весь запас своего витамина; при — 10°Ц потеря была 50%, а при — 15°С — 15% от первоначальной активности свежих яблок. При темпера­ туре же —20°Ц яблоки полностью сохраняли свои антицынгог- ные свойства. Феллерс и Мак (1933) указывают на полную со­ хранность витамина С земляники, хранившейся 4 —7 месяцев при — 18°Ц. Приготовленное из такой земляники мороженое так-же содержало витамин С. По данным Ин-та растениеводства (Мурри 1934; Онохова 1937) влияние замораживания различно отра­ жается на тех или иных объектах. Так, если земляника, картофель, хрен сохраняют полностью витамин С при замораживании и хранении в течение 3-месячного срока испытания при —8°Ц, то яблоки теряют прй этой же температуре 50%» рябина, клюква — ещё более, а у белокочанной капусты витамин С разрушается целиком. При замораживании квашеной капусты в бочках (объем около 100 л), где она была заквашена, происходит разрушение 50% активности. Особенно губительным для всех объектов является замораживание, чередующееся с оттаиванием. Вита­ мин С теряется при этом чрезвычайно быстро, и можно считать такие продукты лишенными его. Поэтому замороженные плоды, овощи следует уже не размораживать до самого потребления, сразу пуская их в ту или иную обработку. Сохранность витамина С при варке замороженных овощей не отличается от таковой же свежих овощей (Онохова 1937). Приве­ денные данные хорошо согласуются и с данными Центр, ин-та * питания (Ярусова 1935), где исследовалось влияние заморажива­ ния (температура — 13° — 14°) на сохранность витамина С в карто­ 183
феле. Замороженный картофель на протяжении опыта (3 мес.) показал даже несколько большую активность по сравнению с контрольной партией, хранившейся при -|-2°----- |-30Ц. Варка замороженного картофеля с опусканием сразу в кипящую воду дала значительно лучшие результаты, чем при опускании в хо­ лодную воду. Следует еще отметить, что сульфитация плодов, ягод перед их замораживанием значительно увеличивает их стойкость как при хранении, так и оттаивании (Онохова и др. 1934), о чем более подробно будет сказано ниже. Большую стойкость вита­ мина С определил ряд авторов (Бускирк с сотрудниками 1933 и др.) также при хранении фруктово-ягодных соков в заморожен­ ном виде; например, сок апельсина хранился в течение 20 мес. без заметной потери. Таким образом, замораживание при известных условиях не приводит к разрушению витамина С и этот метод консерви­ рования может применяться. Однако, он требует еще более детальной разработки. Влияние квашения Квашение является наиболее простым и широко распростра­ ненным способом консервирования. Достаточно сказать, что боль­ шая часть капусты потребляется в квашеном виде. Важность сохранения витамина С в квашеной капусте и обилие противо­ речивых данных,-касающихся вопроса антицынготной активности этого продукта, заставляют нас несколько подробнее остановиться t на этом Bonpqce. Еще в 1902 г. Пашутиным было указано на сохранение ква- иеной капустой лечебного действия против скорбута и исчезно­ вение его под влиянием замораживания и последующего оттаи- зания. В 1912 г. Гольст и Фролих отметили, что квашеная сапуста играла роль антискорбутического средства в длительных морских путешествиях и что цынга отсутствовала в тех местно­ стях, где этот продукт широко распространен. Однако, после­ дующие экспериментальные работы шли в разрез с этими сообра­ жениями. Так, имеются указания Дельфа (1918) и Залле-Розен- берга (1920) об отсутствии антискорбутической активности ква­ шеной капусты. Эллис, Стинбок и Гарт (1921), исследуя продаж­ ную квашеную капусту в дозах 2,5 и 5 г на морскую свинку, констатировали лишь незначительное продление жизни опытных животных. Ган, также испытывая рыночную капусту, предвари­ тельно промытую и измельченную, констатирует слабую актив­ ность ее. Очень низкую активность рыночной квашеной капусты отмечает Центр, ин-т питания (23 ME на 1 кг, т. е. 2,3 мг% аскорбиновой кислоты). В противоположность всем этим работам, оценивающим ква­ шеную капусту, как лишенную витамина С, или очень бедную этим витамином, стоят работы исследователей Висконсинской сел.-хоз. станции в Америке (Клоу, Мерлат, Петерсон и Мартин 184
1930). Эти исследователи подошли к разрешению вопроса сле­ дующим образом: ими был взят определенный сорт капусты, заквашен в начале ноября в лабораторных условиях обычным способом с 2,5% поваренной соли в бочке емкостью 220 л. Процесс квашения и хранения продолжался 90 дней, после чего бочка была вскрыта и верхний слой капусты был удален. Капуста была хорошего качества и обладала хорошей кислотностью. Каждый день сверху удалялся новый верхний слой и животные получали, таким образом, все время свежую капусту, не подверженную вред­ ному действию кислорода. Одновременно с началом испытания квашеной капусты испытывался исходйый сорт свежей сырой капусты. В результате испытания было установлено, что доза в 5 г квашеной капусты является вполне предохраняющей, а для свежей капусты — 2,5 г. Таким образом, в данном случае сохран­ ность витамина С равна 50%. Дртальные работы как в лабораторных, так и в производ­ ственных условиях произведены в течение нескольких лет Ин-том растениеводства (Поволоцкая, Гардер и др. 1934, 1936). В резуль­ тате этих работ с несомненностью установлено, что квашение капусты является прекрасным способом сохранения ее витамин­ ности. Если заквашивание производится в бочках обычным спо­ собом, то сохраняется 50% витамина С; при заквашиваний же капусты с применением чистых культур молочнокислых бактерий можно добиться сохранения почти 100% витамина. Если квашение производится в дошниках (около 15 тонн), то такой большой разницы мёжду обычной закваской и закваской с молочнокис­ лыми бактериями не наблюдается. Сохраняется соответственно 70—80% витамина С ири самоквасе и. 90—95% при применении чистых культур. Почти полное сохранение витамина С при квашении чистыми культурами говорит за то, что, повидимому, здесь играет решаю­ щую роль скорость процесса квашения. Работой Прусса, Петер­ сона и Фрида (1926) доказано, что образующийся при брожении капусты газ состоит ^іочти исключительно из углекислоты, кото­ рая и вытесняет попавший при закладке капусты кислород. Вполне естественно поэтому, что ускорение процесса брожения оказывает благоприятное влияние, но, возможно, здесь имеет значение и деятельность самих бактерий. Замечательно, что дли­ тельное хранение квашеной капусты нисколько не отражается на содержании витамина С. Испытание капусты, заквашенной в боч­ ках, не показало снижения ее активности до июля месяца (более длительное испытание не велось). Капуста, заквашенная в дош ­ никах в 1934 г. (ЛСПО) и оставшаяся до осени 1935 г. в коли­ честве нескольких сот дошников, за время хранения в течение срока несколько более года стойко сохранила свою активность. Эіи данные позволяют со всей определенностью считать ква­ шение капусты отличным способом сохранять ее витаминность и самый продукт причислить к высокоактивным антицын^отным средствам. Содержание аскорбиновой кислоты на 100 г кваше­ ной капусты составляет 17—30 мг%. 185
Если правильным заквашиванием капусты можно без особых затруднений сохранить витамин С, то последующим неправиль­ ным его хранением и использованием можно всецело уничтожить ценные свойства квашеной капусты. Витамин С квашеной капу- пусты, а в особенности ее рассола, является очень нестойким: даже сравнительно кратковременное соприкосновение с возду­ хом приводит к быстрому его разрушению. Поэтому при исполь­ зовании капусты важно как можно больше сократить промежу­ ток времени от момента выемки капусты, где она заквашена, до момента ее потребления. Так, по данным Института растение­ водства, если капуста, заквашенная чистыми культурами, содер­ жит 33—25 мг°/0 аскорбиновой кислоты, то та же капуста, про­ лежавшая тонким слоем в течение суток без рассола, содержит уже 7 мг°Іо аскорбиновой кислоты. Это же обстоятельство делает необходимым строгое соблю­ дение правил разгрузки дошников. При разгрузке дошников в бочки обязательно надо хорошо утрамбовать капусту и хорошо залить рассолом. Испытание различных образцов рыночной ка­ пусты показало различную активность — от низкой до доста­ точно хорошей, что стоит, повидимому, в связи с различными способами хранения рыночной капусты. Замораживание квашеной капусты неблагоприятно отражается на витамине С и .почти наполовину снижает его содержание при однократном замораживании, поэтому хранить квашеную капусту надо без' промораживания. При варке квашеной капусты в виде супа теряется 40—50% витамина С, то есть так же как и при варке свежей капусты. 186
На квашеную капусту следует обратить особое внимание как на источник витамина С для Севера. Результаты хорошей сохранности витамина С в квашеной капусте дают основание предполагать высокое содержание вита­ мина С в силосах, так как процесс силосования близок к про­ цессу квашения. Если капуста при квашении хорошо сохраняет витамин С, то другие виды квашеной продукции — моченые яблоки Антоновка (Онохова 1937), соленые зеленые томаты и огурцы (Ярусова 1935) — показали отсутствие в них витамина С. Повидимому, это связано не только с тем, что зеленые томаты и огурцы бедны витамином С, но также и с другими условиями процесса кваше­ ния и главным образом с тем, что -здесь не создается безкисло- родные условия. Это соображение подтверждается тем, что соленая черемша (3% засол) оказалась по данным, Новосибирского ин-та питания обладающей хорошей противоцынготной актив­ ностью— содержание аскорбиновой кислоты достигало 20 мг%. Влияние к-улинарной обработки Так как главная часть овощей перед употреблением под­ вергается той или иной тепловой обработке, важно знать как при этом сохраняется витамин С. Не останавливаясь на загранич­ ных работах по этому вопросу и отсылая интересующихся к рабо­ там, где эти данные подробно цитируются (Букин, Измайлова 1934:. Ярусова 1935; Измайлова 1936), отметим лишь, что по материа­ лам иностранных авторов при обработке наблюдаются обычно большие потери, так как не учитываются отвары овощей, в кото­ рые, естественное зависимости от времени варки, природы про­ дукта, его измельчения и т. д ., могут переходить большие или меньшие количества витамина С. Большая работа у нас в Союзе' проделана по определению сохранности витамина С в условиях общепринятой обычной обработки овощей Ленингр. ин-том пита­ ния. Лабораторные данные этой работы проверены в производ­ ственных условиях на фабрике-кухне и потому мы остановимся на этих данных (Измайлова 1936) и приведем их в виде таблицы (см. стр. 188). Помимо этих данных необходимо указать, что по работам Центрального ин-та питания сохранность витамина при варке моркови для винегрета выражалась в 60% (без учета навара), капуста сохраняла несколько больший процент, а именно — до 80°/о витамина С (с учетом навара); картофель, вареный на пару, пока­ зал активность процентов на 40 ниже активности картофеля, вареного обычным способом. Кроме того, по данным Гана, томаты, вареные в течение 20 мин., нацело сохраняют витамин С; зеленый горох, зеленые бобы, желтые бобы после варки сохраняли 50—40% витамина С (навар отбрасывался); брюссельская капуста целиком сохранила свой витамин. Варка картофеля в автоклаве резко снижала, по данным Шеунерта, его активность. Тиссен (1936) нашел лишь небольшое снижение при обычной варке картофеля, а Ричардсон с сотрудниками (1936) сообщают о почти полном 187
ТАБЛИЦА 17 Овощи и обработка < С о д е р ж а н и е в и т а ­ м и н а С в м і % 1 С о х р а н н о с т ь в и т а ­ м и н а С в % к и с х о д н о м у п р о ­ д у к т у / / Картофель „Эпикур“ (сырой) урож ая 1933 г...................... 17 100 » свежевареный в виде с у п а ............................... 8 50 ГУ свежевареный, в виде супа, но предвари­ тельно вымоч. в холодной воде в течение 18 часов ...................................................................... около 8 около 50 вареный, в виде супа, но стоявший после готовности в течение 3 часов при 60—70° Д менее 8 около 20—30 ” стоявший после готовности в теч'ение 6 часов при той же тем пер атуре...................... Следы Следы - ft „ Эпикур* сырой, урожая 1934 г ....................... 11 100 » ва ре ный це л ик ом в к о ж у р е ............................... 8 75 и вареный целиком б ез кожуры ... .... .. ... ... .... .. . 6,6 -7 ,7 60-70 » вареный в кожуре и хранившийся без отвара в теч е ние 24 час ........................................ 8 75 жареный сырым . . t ................................... 8 75 жареный с предварительной варкой (цели­ 8 ком в к о ж у р е ; ......................................................... 75 Капуста „Славянка“ сырая, урожая 1933—1934 г.' . . . 33 100 ва р ен ая 1 час в ви д е щ е й .................................... 17 50 щи, стоявшие после готовности 3 часа при те м пера туре 70° Ц .......................................................... 6,6 20 1 щи, стоявшие 6 часов при температуре 70° Ц . 3,3 10 9 варившаяся в виде щей в фарфоровой кастрюле или хорошо лужлной м едн о й ...................... .. . . 17 50 п варившаяся в кастрюле с плохой полудой . . 11 33 т у ш е н а я ............................................................................... менее 30 я квашеная сырая .............................................................. 25 100 „ вареная в вид е щ ей 1 ч а с ........................................ 12 - 50 п рыночная с ф абрики-кухни, сырая . ................... 22,2 100 » то ж е вареная в виде щей в ироизводсівенных условиях на ф аб р и к е - к у х н е ................................... и 50 и краснокочанная сырая , Зенит" ............................... 100 100 салат из нее .................................................................. 17 17 Ко л ь р аб и ве нс кий бе л ый , с ы р о й ............................................ 50 100 » вареный 1 ч а с .............................................................. 33 “ }іоо » о твар от н е г о .......................... • . ... .. .... .. .... .. .... ... .. .... .. 17 Брюква кр асносельская, с ы р а я ................................................ 25 100 » вареная ............................................ 17 не менее 70 У* „ тушеная ... ... ... ... ... ... .. .... ... ... ... ... ... . 17 » . 70 ** обжареная и вареная ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1 ... ... ... .... .. ... 17 . 70 сохранении витамина С при варке брюквы. Таким образом, из приведенного материала видно, что: 188
1) варка не разрушает витамин С в овощах, а только сни­ жает его содержание в большей или меньшей степени и притом различно у разных овощей и при разной обработке. При варке в виде супа картофель сохраняет 50% этого витамина, капуста 50—80%, брюква, не менее 70%, кольраби, томаты, брюссель­ ская капуста сохраняют полностью (100%) витамин С; 2) з отвары может переходить значительное количество вита­ мина С: у кольраби одна треть, у капусты еще более; поэтому, где это возможно, следует употреблять в пищу и овощные ' отвары; 3) при стоянии готовых овощных супов (картофель, капуста) происходит довольно быстрое снижение активности: через 3 часа стояния содержание витамина С падает с 50% до 30—20°/о> а через 6 часов до 10% и ниже. Поэтому весьма важно употреб­ лять овощные супы сразу после их готовности, не давая им стоять свыше 2 часов; 4) при варке цельного картофеля и моркови и неиспользова­ нии отвара сохранность витамина С для моркови составляет 60%, для картофеля вареного в очищенном виде — 60 —70°/о и варе­ ного в кожуре — 75%- Хранение в течение суток вареного карто­ феля не приводит к дальнейшему снижению его активности; 5) при жарении сырого картофеля или предварительно сва­ ренного (в кожуре) сохраняется одинаково 75% витамина С. Почти так же отражается тушение или поджаривание брюквы на содержание витамина С: сохраняется'в обоих случаях не менее 70% этого витамина; 6) fyineHHe капусты или приготовление из нее салатов более пагубно отражаются на витамине С, чем варка: сохраняѳтс^ всего лишь около 20% 7) большое значение имеет хорошая ролуда, если употреб­ ляются медные котлы или кастрюли. Медь может ускорять окисление витамина С и повысить степень разрушения его. При­ менение фарфоровой, алюминиевой, никелированной и т. д. по­ суды более предпочтительно; 8) при варке овощи следует опускать уже ’ в кипящую воду и следить за тем, чтобы во время варки вода их полностью по­ крывала. Как видно из приведенного материала, при рациональной постановке дела кулинарной обработки овощей и потребления их в свежевареном виде сохранность витамина С может быть вполне удовлетворительной. Однако' все эти данные носят еще предварительный характер и в дальнейшем должны быть углу­ блены и расширены. Влияние сушки Получение сушеных плодов, ягод и овощей с сохранением их витаминности является весьма заманчивым способом заготовки, ввиду чрезвычайной транспортабельности и хорошей сохранно­ сти сушеных продуктов. К сожалению, оказывается, что этот способ обработки является самым губительным для витамина С. 189
Так, Гольст и Фролих (1912), Дельф (1920) Гивенс и Коген (1918), испытывавшие капусту, высушенную при различных условиях, указывают на потерю ею витамина С. Хесс и Унгер (1912), также сообщают об отрицательных результатах сохране­ ния витамина С в сушеной моркови и сливах. Экман (1922), исследовавший сушеные абрикосы, сливы, яблоки, нашел их лишенными антицынготной активности. Аналогичные данные были получены Угловым и Роберг (1930) при исследовании сушеной моркови, свеклы, капусты и картофеля. По данным Центр, ин-та питания (Ярусова 1935), суше­ ные овощи (картофель, капуста, морковь, лук), полученные от Союзплодоовоща, оказались целиком лишенными этого вита­ мина. При этом следует упомянуть, что по отношению к карто­ фелю и капусте были испытаны два способа сушки: в токе горячего воздуха и в токе углекислоты, давшие одинаково отри­ цательные результаты. Однако, имеются и другого рода данные, указывающие на возможность сохранения витамина С при сушке. Так, Ишам и Феллерс (1933) в своей работе по исследованию витаминов в американской культурной клюкве указывают, что сушка ее даже целыми ягодами при температуре 49—65°Ц в продолжении 8— 12 часов привела к полной потере витамина С, в то время как исходный материал — свежая клюква — обладал хорошей ак­ тивностью. Между тем, приготовленный ими так наз. „Фильм“ (получающийся кипячением свежих ягод в малом количестве воды в продолжении 2—3 минут и последующим раздавлива­ нием их еще в горячем состоянии и немедленной-же сушкой на вращающейся паровой сушилке, с получением готового продукта в виде тонкой пленки, напоминающей бумагу) дал потерю в 65— 70% исходной активности при сушке в соприкосновении с воздухом. „Фильм“, полученный сушкой в атмосфере азота, терял только 35% активности (минимальная предохраняющая доза его 0,7 г, что соответствует 8,4 г клюквенного сока). Имеются и другие работы, из которых особенно следует отметить исследования Морган, Фильд и Никольс (1929—1935), работавших в течение ряда лет по получению сушеных фрук­ тов с сохранением их антицынготной активности. Испытывав­ шиеся ими сушеные, предварительно сульфитированные персики полностью сохраняли витамин С как при огневой, так и при солнечной сушке (минимальная предохраняющая доза сушеных персиков=1 г, что соответствует 4 г свежего материала). Абри­ косы, сульфитированные, а затем сушеные фабричным путем или на солнце, сохраняли 39—62% витамина С. Исследования, проведенные этими авторами, показали также, что для сохра­ нения витамина С в сушеных сливах необходимо Догружение последних перед сульфитацией в щелочь для лучшего проникновения SO2 в ткань фруктов; суш­ ка без погружения в щелочь дает большую потерю витамина С: не Сульфитиро­ ванные же сливы нацело теряли витамин. Для сохранения витамина С при сушке абрикосов, по данным этих авторов, необходимо, чтобы абрикосы содержали не менее 0,047% SOa; меньшее содержание S 0 2 приводит к результатам, ана­ логичным с сушкой несульфитированных фруктов, т. е . 0 ,047Н SOa является. 190
таким образом, минимальным количеством, необходимым для сохранения ви та-, мина С. Солнечная сушка в большинстве случаев давала менее хорошие результаты, чем огневая сушка. Авторы указывают также на предохраняющее действие сульфитации в процессе варки. В то время как свежие абрикосы при варке теряли до 50 % витамина С, сушеные, предварительно сульфитированные, сохраняли его полностью. Следует еще отметить работу Герстенбергера с сотрудниками (1933) по получению высушенных путем пульверизации соков апельсина и лимона. Они сообщают не только о получёнии из апельсинного сока препаратов, содержащих лечебные дозы, экви­ валентные 3 см3 исходного сока (сохранность 50%), но что эти препараты оказались стойки при хранении их до 15—23 меся­ цев. Изложенные выше работы по получению сухих овощей и фруктов с сохранением антицынготной активности показы­ вают, что, несмотря на большое количество отрицательных результатов, можно при известных условиях сушки сохранить значительную часть витамина С исходного материала. Прове­ денные у нас в Союзе в Ин-те растениеводства' работы (Шив- рина, Онохова 1934, Онохова 1937) показали следующие резуль­ таты: (см. табл. 18 на стр. 192). Эти данные показывают, что температура сушки во взятых здесь пределах не играет существенной роли. Предварительная сульфитация ягод и плодов приводит к умень­ шению потери витамина С в процессе сушки. Очевидно, что при сульфитации происходит не только увеличение активной кислот­ ности в клетках, но и непосредственная инактивация сернистым ангидридом окислительных ферментов. Как видно из таблицы, сохранность антицынготного витамина колеблется, в пересчете на исходный сырой материал, — от 1% до 50%. Несмотря на большое разрушение витамина С при сушке, получение высокоактивных сушеных плодов и ягод представляется возможным. Такие продукты как сушеная чер­ ная смородина, шиповник, яблоки, должны приобрести уже те­ перь большое практическое значение, так как хорошая сохраняе­ мость и транспортабельность делают их во многих случаях неза­ менимыми. Тем большее значение они могут приобрести при улучшенных способах сушки, когда разрушение витамина С не будет столь большим. В подтверждение этого достаточно указать на широкое использование за последнее время Витаминным Советом Наркомпищепрома сушеных плодов шиповника для изготовления витаминных концентратов и конфект с начинкой из шиповника, обладающих высокой активностью, о чем будет сказано ниже. Интересную попытку представляет получение сушеного кар­ тофеля с сохранением витамина С. Сушка картофеля проводи­ лась Московским плодоовощным ин-том на Мценском заводе следующим способом. Нарезанный картофель подвергался предварительно перед сушкой 15-минутной варке сухим паром, после чего сушка велась под вакуумом в течение 4 часов при температуре 66—80°Ц и давлении 66—67 мм. Испытание 191
Т А Б Л И Ц А 1 8 В л и я н и е с у ш к и н а в и т а м и н С ( п о Ш и в р и н о й и О н о х о в о й 1 9 3 4 , 1 9 3 7 ) £ г«а “*§§. е=Са> °£ хга сс2 са5 Xн° оя О« о ( о I — ON Г— 17•О о Осм 1О о о СО г—1 3 0 г—< 5 0 т—« “S' р,О °§ чо CU т—4 . Яо ;о ч *о =т ** 4 О- 5юаз- ООЬ ^2Я 2н J,« СЗ га §я Sо SCU с sга ' гаX ^ S Ss £о. Оu ¥« о О Я Си а о *с о си о et ів d> си с: си о ѴО я 3 >» га я си <и н о со со о о со со ’ЧТ* СЧ СО 1 о 04 О 1 J о 1 о СО 1 щ о 1 о ! о 40 г—* 40 о \П О т-н 40 о о о to о_ О лм о^ ас иЯ О)« СО 1 54{ СО 1 1 ѵГ> С'Г ѵО 1 *—і т—Г г—» <м о ѵГ> О I (М О 8 я -Ѳ* •Ѳ* о U о 3 и 3 к и и’= и 2 ж I >-> и о 00 н Я •э- -а ч и О) я »я 3 ж а> 3 и о О id jaю Ч О о 5вч о О) ѴО Оа> си -5 ГО я >■» ІЛ ?го ясо X Оса я са 3 таи CQ о оо I ѵО ѵо га4 ■л» со О Я < ж о ч ѵО К I\ X Ч О си О я Си к са О с я я <1> С-и X в> *Ѳ- о- н с. 192
высушенного образца, как видно из приведенной выше таблицы, показало сохранение около 16% витамина С. Повидимому, короткое воздействие высокой температуры перед сушкой свя­ зано с инактивацией окислительных ферментов, а отсюда— большей стабильностью витамина С при последующей сушке. Кроме приведенного опыта получения сушеных овощей с неко­ торым сохранением витамина С имеются также сообщения Центр, ин-та питания (Мацко 1935) о получении сушеной капусты с активностью около 6 г на свинку. В последнем случае обработка, проведенная Московским плодоовощным ин-том, заключалась в предварительной перед сушкой сульфи­ тации шинкованной капусты путем окуривания серой (45 мин.)- и последующей обычной сушке при 60°Ц. Таким образом, суль­ фитация, как оказывается, может способствовать сохранению витамина С даже в продуктах, которые обычно считаются непри­ годными для эгой обработки. Следует, однако, учесть, что сернистый ангидрид разрушающе действует на витамин Вь и в продуктах, высушенных с предва­ рительной сульфитацией, этого витамина уже нет (Морган 1935). Сульфитация также вызывает частичное разрушение витамина А. Использование сушеных продуктов может быть обычным. Приведенные данные по сушеной капусте относятся к варе­ ному продукту. При варке сушеных яблок Антоновка в виде- компота (варка 10 мин.) сохранение витамина С выражалось в 70% (Онохова 1937). Извлечение витамина С из сухой черной смородины и шиповника легко достигается завариванием их в виде чая (15—30 мин.); 2—3 кратное повторение этой операции пэчти нацело экстрагирует витамин. Хранение всех сушеных плодов и овощей обязательно должно производиться в сухом помещении, так как при увлажнении про­ дуктов витамин С может разрушаться. Влияние консервантов и консервирования В плодоовощной промышленности при различного рода заго­ товках приходится применять те или иные консерванты. Н аибо­ лее .употребит, льными из них являются: сернистый ангидрид и бензойиокислый натрий. Что касается сернистого ангидрида, то мы уже видели на примере получения сушеных плодов и овощей его стабилизирую­ щее действие на витамин С. Это действие проявляется не только при сушке, но также и при хранении различных плодов в све­ жем состоянии. По данным ВИРа (Mj рри и др. 1934) сульфи- тация земляники, рябины, винограда, ревеня приводила к рез- кому улучшению сохранности в них витамина С при хранении их в замороженном виде по сравнению с контрольным несуль- фитированным материалом. Хранение сульфитированных яблок, по­ мещенных в плотную банку при комнатной температуре, в течение года не снизило их активности; сульфитированный сок черной Витамины — 13 193
смородины за 2 года хранения в бутылках в помещении лабора­ тории сохранил активность. Опытами Моргана установлено, как уже было сказано выше, стабилизирующее действие сульфитации на сохранность витамина С при варке. Таким обра­ зом, сульфитация чрезвычайно повышает сохранность витамина С не только во время лежки сульфитированного продукта, но и в дальнейшем при той или иной его обработке. Техника суль­ фитации в плодоовощной промышленности в настоящее время хорошо разработана. Этот способ консервирования весьма рас­ пространен за границей и начинает широко применяться и у нас в Союзе. Сульфитация проводится или с помощью специальных аппа­ ратов с применением сернистого газа, или жидкой сернистой кислоты. Сульфитация производится также путем простого окуривания материала в герметических камерах — сжиганием серы (около 2 г на 1 и продукта). Большое неудобство суль­ фитации заключается в том, что сульфитированный продукт перед употреблением должен подвергаться десульфитации, для которой требуется создание специальных условий. Однако, сульфитация имеет большое значение при изготовлении промыш­ ленностью таких витаминных продуктов, как сухофрукты, воз­ можно и некоторые сухоовощи (см. выше), а также для заго­ товки плодово-ягодных полуфабрикатов для последующего получения из них витаминных коцентратов, для изготовления сгущенных соков, кондитерских изделий (мармелад, конфекты с витаминизированной начинкой и т. д.). Сульфитация может быть пригодна для кислых плодов и ягод; овощи же в боль­ шинстве случаев не поддаются сульфитации. При испытании влияния бензойнокислого натрия на сохран­ ность витамина С замороженной рябины, земляники (Мурри и др. 1934) оказалось, что этот консервант, в противоположность суль­ фитации, не улучшает сохранности витамина С при хранении этих продуктов, и степень разрушения витамина С была такой же, как и в контрольном (без консерванта) материале. Данные Моргана, Лангстона и Фильда (1933) показывают также, что биологическая активность апельсинного сока, законсервирован­ ного добавлением 40% тростникового сахара, была одинаковой— как при добавлении 0,1% бензойнокислого натрия, так и без него: свинки одинаково предохранялись от. цынги дозой в 3 см8 такого сиропа, против 2 см3 свежего апельсинного сока. Таким образом, бензойнокислый натрий не действует отрицательно на сохранность витамина С. На основании этих работ, свидетель­ ствующих о значительном преимуществе сернистого ангидрида . перед бензойнокислым натрием, имеются основания рекомендо­ вать метод сульфитации для сохранения витамина С в раститель­ ном сырье. В отношении сохранности витамина С при консервировании в банках до последнего времени имелись лишь работы иностран­ ных авторов, указывающие на возможность значительного и даже полного сохранения витамина С в консервах. Из этих 194
работ надо отметить ряд данных Комана, Эдди и др. (1924— 1931), указавших на возможность получении консервов, не отли­ чающихся по активности от исходного продукта. При этом выявилось, что ни повышение температуры стерилизации, ни удлинение времени проведения таковой не отражаются так вредно на сохранности витамина С, как неустранение кислорода. Даже кислород, остающийся в тканях консервируемого продукта, может вызвать разрушение витамина С. Так, если яблоки перед консервированием погружались на 17 часов в 2% раствор пова­ ренной соли и за это время, повидимому, успели израсходовать внутриклеточный кислород на дыхание, они сохраняли свою противоцынготную активность; кписцзвированные же обычным путем яблоки, без проведении этой операции, оказались лишен­ ными витамина С. Бергер подтверждает, что применение при консервировании так называемого эксгаустирования (удаление воздуха вакуумом) до закатки с последующей стерилизацией способствует сохранению витамина С. Сохранившийся во время консервирования витамин С при условии полного удаления воздуха из банки в дальнейшей лежке консервов оказы­ вается уже очень стойким. Так, консервированные шпинат и томаты, по данным Комана, еще через 3 года сохранили пол­ ностью витамин С; консервированная клубника через 16 меся­ цев содержала 100% исходного количества этого витамина. Клоу и Марлат (1930) отмечают сохранение активности консер­ вированных томатов после 9 месяцев хранения; через 15—20 месяцев хранения уменьшение активности не превышало 25%. Что касается сохранности витамина С при производстве наших союзных консервов, то мы имеем весьма разноречивые данные, показывающие, что у нас еще недостаточно стандарти­ зовано их производство, а имеющиеся стандарты повидимому не всегда выдерживаются. Так, по исследованиям Украинского ин-та питания (Черкес 1930) три партии томатных консервов, нзятые с различных фабрик, обладали сильно разнящимся содер­ жанием витамина С, то же было найдено Центр, ин-том питания (Изумрудова 1934) при испытании двух образцов томата-пюре. В последнем случае один из образцов был достаточен свинке в дозе между 5—10 г, а другого образца и 15 г было недоста­ точно. Если в отношении томатов, отличающихся высокой кис­ лотностью и способностью стойко сохранять витамин С при тепловой обработке, имеются столь разноречивые данные, то в отношении шпината, обладающего почти нейтральной реак­ цией сока, испытания Центр, ин-та питания (Шепилевская, Изумрудова 1934) показали для разных партий колебания актив­ ности от высокой до нулевой (20 мг% и 0). Для консервирован­ ного щавеля было найдено (Ярусова, Яновская) более устойчи­ вая активность, между тем как консервированные яблоки Антоновка („галопные яблоки“), по исследованию лаборатории ВИРа, были лишены всякой активности. Все эти данные, естественно, лишали возможности, без пред­ 13* 195
варительного каждый раз испытания, рекомендовать хотя бы отдельные марки консервов в качестве противоцынготного сред­ ства. Это явилось причиной того, что при составлении рацио­ нов на Севере витаминность консервов не учитывалась. Ненор­ мальность такого положения совершенно очевидна, поскольку, имея прекрасно оборудованные заводы, мы могли бы получать большой ряд витаминных консервов из такого высококачествен­ ного сырья, каким является перец, томаты, некоторые плодовые культуры и т. п. Исходя из этого, Всес. витаминный ин-т пред­ принял ряд работ, имевших целью выяснение причин создав­ шегося ненормального положения. Работы были поставлены непосредственно на производстве на консервных заводах в г. Гори и Кутаиси и дали ряд ценных результатов, говорящих о полной возможности получать консервы с значительным сохра­ нением витаминности исходного сырья (Фаталибекова 1937). Было обследовано производство консервов из перца, томатов, персиков, абрикосов и мандаринов. Наибольшей активностью обла­ дали консервы из перца, если только процесс консервирования проводился в точном соответствии с имеющимся на этот вид консерва стандартом. Доставляемое на завод сырье (перец) содержало в среднем 1 >0—180 мг % аскорбиновой кислоты и лишь под конец сезона, когда перец уже был перезревший, содержание аскорбиновой кислоты снизилось до 70 мг %. При правильном ведении консервирования снижение витамина С соста­ вляло после мойки, чистки и бланшировки— 1%, после смеши­ вания с фаршем (‘/в перца и 2/3 фарша), закатки и стерилиза­ ции потеря была еще 20%; таким образом, вся потеря равня­ лась 27%- При дальнейшем улучшении процесса производства, в смысле лучшего эксгаустирования, применения горячей заливки соусом, хорошего наполнения банок до краев и пр., удалось свести потери до 15—16% и получить отличный консерв, ока­ завшийся при биологической проверке достаточным свинке в дозе 2,5 г, т. е. с содержанием 40 мг аскорбиновой кислоты на 100 г готового продукта. С другой стороны, когда при обработке одной партии перца было допущено отступле­ ние от стандарта, а именно — мойка сырья проводилась не сразу после его поступления, а после чистки, связанной с разрезанием плодов, удалением семян и пр., — это сразу привело к потере 50% активности. Очевидно, это объясняется хорошими условиями выщелачивания аскорбиновой кислоты промывными водами при указанной подготовке перца. Приве­ денный пример с ясностью показывает, насколько важно учиты­ вать все детали производства и вести его в строгом соответ­ ствии с аппробированным стандартом. Следует еще отметить, что, поскольку даішые 2-летних опытов ВИРа по витамину С в различных сортах перца (Сев. Кавказ, Средняя Азия) хорошо согласуются с приведенными выше цифрами активности исход­ ного сырья, можно уверенно строить расширенное производство витаминных консервов на этой культуре, являющейся наиболее богатой по витамину С из всех консервных культур. 196
Не останавливаясь подробно на специфических условиях получения других видов консервов, отметим, что удалось также получить следующие витаминные консервы: томат-пюре с актив­ ностью около 3 г на свинку (сохранность 54°/0 витамина С), ф ар ­ шированный томат— около 10 г, компот из мандаринов—2,5—3,75 г (сохранность 78%), абрикосовый компот—14 г и компот из пер­ сиков—15 г (сохранность 34%). Все эти консервы показали при их дальнейшем хранении довольно хорошую устойчивость ви­ тамина С. Эти данные в последующем были в основном подтверждены и расширены Ростовцевой, работавшей в том же институте. Ею показано, что при замене водной бланшировки перца паровой сильно снижаются потери витамины С и что сохранность этого витамина в готовых консервах будет зависеть от тщательности устранения кислорода. Несколько раньше, до постановки выше описанных опытов, Мордкович (1934), ведя работы на Одесском заводе по определе­ нию сохранности витамина С в процессе производства овощных консервов, получил интересные данные. Пользуясь методом Тиль­ манса, он установил, что при производстве томат-пасты, актив­ ность готовой продукции при правильной постановке дела может равняться активности свежих томатов. Потери происхо­ дят в процессе дробления, протирки, но главным образом из-за задержки массы в варочных аппаратах и отстойных чанах при неполадках производства. Например томат-паста, находившаяся 24 часа в варочном котле, дала отрицательные результаты при испы­ тании на витамин С. При испытании шпината оказалось, что поте­ ри могут происходить во время протирки, но главным образом они имеют место при бланшировке (в течение 10— 15 минут) с большим объемом воды (экстракция), что позволяет автору сделать вывод о необходимости замены водной бланшировки паровой. Резюмируя приведенные выше данные, приходится признать, что сохранение антицынготных свойств плодов и овощей при консервировании является вполне доступным и надо надеяться, что наша пищевая промышленность, настойчиво стремящаяся повысить качество изделий, поставит этот вопрос в разряд первоочередных задач. Приготовление соков, сиропов и других изделий Соки, сиропы, варенья, полученные из ягод и плодов, могут при условии рациональной постановки процесса производства успешно заменять в течение зимне-весенних месяцев свежие плоды и ягоды. По данным ВИРа (Мурри 1934) сок черной смородины, теряя в процессе пастеризации некоторое количество витамина С (например, в одном из опытов — 25%, при 3-кратной пастери­ зации) стойко сохранял в дальнейшем свою активность. Равным образом, сульфитированный сок не показал снижения после двух­ годичного хранения. Испытание замороженного сока, хранивше- 197
гося при 10° Ц в течение 5 месяцев, дало исходную активность. В отношении замороженных соков имеется и ряд других данных. Помимо указанного выше опыта Бускирка с сотрудниками, ана­ логичные результаты получили также Кон и Джонсон (1933). Они замораживали при пониженном давлении апельсинный сок до консистенции кашицы, разливали его в картонные коробки» быстро замораживали при — 24°Ц, снимали вакуум впусканием азота и затем хранили при —12 — 15°Ц. В активности замо­ роженного таким образом сока и в активности свежего не было различия: в обоих случаях была достаточна доза на свинку в 1,5 г. Нельсон и Моттерн (1933) определяли антицинготную актив­ ность сока флоридских апельсинов, замороженных при помощи твердой углекислоты в течение 30 мин., и при этом один из образцов они замораживали в атмосфере воздуха, другой — в атмосфере азота, а третий — в атмосфере кислорода. Авторы нашли по истечении 10 месяцев хранения при — 18°Ц, что анти­ цинготная активность полностью сохраняется при указанных способах замораживания и хранения, и что нет надобности при замораживании удалять воздух. Ленинградским Институтом охраны материнства, и младенче­ ства готовятся уже в течение ряда лет свежие ягодные и фрук­ товые соки, сохраняющиеся без признаков брожения в течение года и больше. В качестве консервирующего средства, предохраняющего ягод­ ные соки от брожения, применяется сахар с расчетом создания большой его концентрации. Ягоды берутся с наибольшим содержанием витамина С: черная смородина, земляника, голубика и др. Техника приготовления сока состоит в следующем: свежие ягоды тщательно перебираются, промываются струей кипяченой холодной воды и протираются через сито. Полученный после протирания сок-шоре смешивается с полуторакратным по весу количеством сахарного песку или с двойным количеством по объему 70—75% раствора сахара. Сахар и сок-шоре тщательно перемешиваются и вся масса ставится на лед или в холодильную камеру на 1—1!/2 суток. За этот промежуток времени вся масса периодически помешивается для лучшей растворимости сахара; по истечении 1—Ѵ/2 суток сироп разливается в бутылки, которые герметически закупориваются и хранятся все время на холоду при температуре-( -3 К4°Ц. Эти сиропы за последнее время получили широкое распространение: институт изготовляет их ежегодно в больших количествах для своих клиник и отделений гор. Ленинграда, а также для подобных же учреждений северных районов (Хибины, Петрозаводск, Мурманск и т. д.). Получаемые сиропы имеют прекрасный вкус, сохраняют аромат свежих ягид, а главное почти нацело сохраняют витамин С. Одним из достоинств сиропа является также то, что в них ребенок получает не только нитамин С. но и все другие ценные составные части плодов и ягод. Большим неудобством является, однако, что эти сиропы, в целях предупрежде нения брожения, приходится хранить при низкой температуре (о°Ц). 198
Разработанный институтом метод изготовления применяется и в других городах, например в Новосибирске, Чебоксарах и пр. Здесь уместно отметить, что Княжевской (в Чебоксарах) удалось наладить получение подобных сиропов из шиповника со столь высокой активностью (по данным ВИРа до 300—350 мга/0 содер­ жания аскорбиновой кислоты), что это обстоятельство, наряду с низкой себестоимостью единицы витамина С, послужило осно­ ванием к более широкому промышленному использованию этих плодов. При варке варенья, оказывается, можно также получать высоко­ активные продукты. Так, при варке варенья из черной смородины Мурри (1934) установил сохранение исходной активности на 50— 100%, в то время как такое же варенье из яблок Антоновки привело к полному разрушению витамина С. Даже предварительная перед варкой сульфитация яблок привела к сохранению лишь 20% витамина С (Онохова 1937). Испытание образцов варенья, заготовленных в Колымском крае и доставленных от Дальстроя в лабораторию, показало также очень интересные данные (Шейн- кер и Онохова 1937). Так, варенье из местной рябины оказалось активным в дозе 3 г на свинку, показав ориентировочно разру­ шение витамина С исходного сырья не более 40—50%; варенья из голубики было достаточно в дозе около 10 г; варенье из брусники, как и следовало ожидать, оказалось неактивным, так как известно, что и свежая брусника содержит очень мало витамина С. Большая и весьма успешная работа по изготовлению так называемых витаминных изделий была проведена за последнее время на ряде кондитерских фабрик. Так, на Московской фабрике им. Марата Красноперова и Тумольская (1935) разработали и при­ менили на производстве изготовление витаминных конфект с начин­ кой из сухого шиповника, освобожденного от семян, волосков, оболочек и превращенного в тонкий порошок. Испытание полу­ ченных конфект показало (ВИР, Витаминный ин-т) весьма высокое содержание аскорбиновой кислоты в готовых изделиях — 100 — 150 мг°/0. Это послужило основанием к массовому выпуску изде­ лий, предназначенных в первую очередь для удовлетворения запро­ сов организаций Севера. Изготовленные на ленинградской фабрике им. Самойловой конфекты с лимонным соком значительно уступали указанным выше изделиям (около 20 мг% аскорбиновой кислоты). Более активные изделия (карамель, джем) были получены при применении витаминных концентратов (Хлесткина, Тульчинская 1936), изготовленных Витаминным ин-том. Существенным является то, что добавление концентрата, не изменяя принятого на произ­ водстве процесса, позволяет получать обогащенные изделия, стойко сохраняющие свои антицынготные свойства. Подобные же резуль­ таты хорошей сохранности витамина С при изготовлении марме­ лада с применением концентратов были получены Центр, ии-том питания (Ярусова 1934). Большой ряд положительных опытов по витаминизации различных кондитерских изделий витаминами С, А и Д проведен за последнее время на многих фабриках 199
Лебедевым (1937), работающим специально по этому вопросу в Витаминном институте. Приведенные данные достаточно иллюстрируют возможность самых разнообразных путей сохранения витаминности исход­ ного растительного сырья и получения из него высоко актив­ ных продуктов. Получение концентратов и препаратов Несмотря на то, что в основном потребность в витамине С удовлетворяется за счет естественных растительных источников (овощи, плоды, ягоды) в свежем виде, а рациональной постанов­ кой их переработки мы должны добиться сохранности этого витамина и в различных изделиях (консервы, сухофрукты, сухо- овощи и т. д.), все же потребность в витамине С столь велика, особенно в отдельных районах и в отдельные сезоны года, что для ее покрытия нужны дополнительные ресурсы. По подсчетам Всесоюзного витаминного ин-та (Владимиров 1937) для полного покрытия потребности необходимо дополнительное получение по крайней мере 6 миллиардов дневных человеко-доз вита­ мина С, считая эту дозу равной 50 мг аскорбиновой кислоты. Выражая указанное количество доз в тоннах, мы получаем огром­ ную цифру—около 300 тонн чистой аскорбиновой кислоты. Хотя в ближайшее время Всесоюзный витаминный ин-т и открывает первую полузаводскую установку по синтетическому получению аскорбиновой кислоты, все же основным источником покрытия этой дополнительной потребности мыслится получение концен­ тратов и препаратов из естественного сырья. Такие высокоактив­ ные концентраты можно, во-первых, приготовить из ряда ягодно­ фруктовых соков. Например, целый ряд данных показал, что осо­ бенно подходящим для этих целей является сок черной смородины. Концентраты из черной смородины, приготовленные простым увариванием в вакууме, дают высоко витаминные продукты с содержанием—500 и более мг% аскорбиновой кислоты. Такие концентраты получаются не только в лабораторных условиях, но ленинградский Химико-пищевой комбинат (б. „Политкатор­ жанин“) уже освоил их изготовление в промышленном масштабе. На-этом же заводе получены концентраты из голубики с полным сохранением активности исходного сырья, содержащие 200 мг% аскорбиновой кислоты (Мурри 1934). Но экономически более вижны концентраты из непищевого сырья. Центральным институтом питания (Шепилевская и Лавров, 1933, 1934) было выдвинуто ценное предложение о приготовлении концентратов из хвои (ель, сосна). В результате исследователь­ ских работ указанного института, равно как и Витаминного института (Шмидт, Тульчинская 1934, 1935), а также ВИРа были получены высокоактивные концентраты, содержащие до 1000 мг% аскорбиновой кислоты и более. Было налажено их полузавод- ское изготовление в Ленинграде и Москве. Однако, вследствие присутствия в исходном материале горьких и смолистых веществ, вкусовые качества этих концентратов были отрицательны, и они 200'
могли идти в употребление лишь в качестве вынужденного ле­ чебного средства. По предложению Всесоюзного института растениеводства, основанному на обследовании растительных ресурсов Союза (Букин 1934, 1935), в качестве исходного сырья для получения концентратов, сиропов и пр. были рекомендованы плоды шипов­ ника. В результате интенсивных исследовательских работ Вита­ минного института (Шмидт, Тульчинская 1935) были разработан- ны методы получения из этих плодов еще более активных кон­ центратов, чем из хвои. Вскоре было начато полузаводское из­ готовление их. В дальнейшем Шмидт и Тульчинская (1937) раз­ работали простой и оригинальный метод получения чистой кристаллической аскорбиновой кислоты из тех же плодов шипов­ ника. Этот метод в противоположность другим существующим методам (Сцент-Гьорги, Тильманса и др.), основанным на при­ менении осаждающих свойств тяжелых металлов, сводится лишь к последовательной обработке вытяжек из плодов шиповника этиловым спиртом и серным эфиром. Выход кристалличе­ ской аскорбиновой кислоты не ниже, чем у других исследова­ телей, составлял около 15% от исходного количества. Положи­ тельной стороной метода является не только его простота, но и то, что благодаря отсутствию свинцовых солей, все фракции, идущие в отход и представляющие собой сильные концентраты витамина, могут быть целиком использованы. Все это открывает исключительно хорошие перспективы и в настоящее время интен­ сивно ведется не только обследование ресурсов шиповника Союза, но принимаются и конкретные меры к расширению производства концентратов из него, а также и чистых препаратов. Следует сказать, что и заводское изготовление концентратов из шипов­ ника на ленинградском Химико-пищевом комбинате (б. „Полит­ каторжанин“) дало также благоприятные результаты в смысле высокой активности получаемой продукции. Завод применил кроме того, в виде опыта, получение сухого порошка из концен­ тратов (методом пульверизации), уже в первых выходах оказав­ шегося активным. Несмотря на столь хорошие перспективные данные, все же естественных запасов шиповника может оказаться недостаточно, и по этому встает вопрос о создании производственных его на­ саждений. Кроме того Всесоюзным витаминным институтом при­ нимаются меры к получению концентратов из других непищевых источников, причем в качестве таковых намечается ботва свек­ лы, оказавшаяся (Тульчинская 1936) достаточно активной. Еще ранее Балаховским (1935) было предложено получение концен­ тратов из камыша. Все приведенные данные говорят за то, что Витаминному Совету Наркомпищепрома в ближайшее время удастся осуществить важную задачу дополнительного получения необходимых коли­ честв аскорбиновой кислоты и путем широкого введения ее в изделия, которые не могут быть приготовлены с сохранением этого витамина, значительно поднять их качество.
НЕДОСТАТОЧНО ИЗУЧЕННЫЕ ВИТАМИНЫ Витамин В3 При проведении опытов по витамину В: на голубях с приме­ нением диэты из полированного риса или при синтетической диэте Вильямс и Уотерман (1928) наблюдали различное развитие В,-авитаминоза, сопровождающегося, как известно, характерным падением веса голубей. При даче чистого препарата витамина Ві падение веса прекращалось, проходили признаки полиневрита, однако поднятия веса голубей не наблюдалось. Дача увеличен­ ных доз препарата витамина Вь дача витамина В3 (в виде авто- клавированных дрожжей, где витамин Ві был разрушен) не изме­ няло положения дела, независимо оттого,— давались ли эти вита­ мины по отдельности, или вместе. Но когда вместо препаратов этих витаминов давались сухие необработанные дрожжи или цельное зерно, вес голубей быстро поднимался до первоначального уровня. Отсюда Вильямсом и Уотерманом было сделано заклю­ чение о существовании отличного от витаминов В! и В2 особого термолабильного ростового фактора голубей, названного ими вита­ мином В3. К заключению о существовании этого фактора пришли Эдди с сотр. (1930), также Рандуан и Лекок (1931), назвавшие его „поддерживающим витамином“, или „витамином пищевого использования“ . Надо указать, что нуждаются в этом витамине голуби, цыплята, крысы же в нем не нуждаются. Для биологической оценки продуктов по витамину В8 берут взрослых голубей, добиваются полиневрита, который затем изле­ чивают дачей чистого концентрата витамина Bj и, убедившись в излечении и в отсутствии подъема веса, добавляют испытуемое вещество. Если оно содержит витамин В:і, то наступает увеличе­ ние веса, могущее дойти до первоначального, в зависимости от величины доз этого витамина. Много витамина В„ содержат дрожжи, рожь, ячмень, пшеница и солодовый экстракт. Мускулы, печень, а также пшеничные отруби содержат его меньше. Молоко бедно витамином В3. Он не найден в томатном соке; равным образом очень мало его в картофеле. Витамин этот растворим в воде и весьма термолабилен: нагре­ вание до 60° Ц уже разрушает его, в то время как витамин Ві при этой температуре сохраняется. Он также весьма чувствите­ лен к щелочам. В противоположность витамину В,, он лишь с трудом адсорбируется фуллеровой землей. 202
Подобно витамину Ва, был открыт и витамин В4. В нем не нуждаются голуби, но он необходим для крыс. Об его открытии и ряде опытов с ним сообщила Ридер (1929, 1930). Она наблю­ дала, что крысы, показывающие нормальный рост на опытной диэте с добавлением дрожжевого экстракта (мармита), перестают расти, если мармит подвергнуть автоклавированию в целях лише­ ния его витамина Ві, а витамин В: добавить в виде очищенного препарата. Увеличивая количество витамина Bj (в виде препарата) и витамина В2 (в виде автоклавированного мармита, сохранившего В2), все же никакого ростового эффекта не получалось. Когда же витамин Ві и В2 давались в виде необработанного мармита, рост сразу же возобновлялся и доходил до нормы. Отсюда Ридер сделала заключение о существовании наряду с витаминами Bj и В3 нового фактора, который она вначале назвала В3, но затем, в отличие от витамина В3 Вильямса и Уотермана, переи­ меновала его (1930 г.) в вита­ мин В4. Помимо остановки роста, при недостатке витамина В4 наблюдается ряд и других симптомов: слабость мускулов, нарушение координации, кру­ говые движения, атактическая походка, набухание и покра­ снение лапок. Животные сидят в типичном положении с вы­ соко выгнутой спиной (см. рис. 26). Увеличение веса пре­ кращается, но не происходит и потери его. Все эти симпто­ мы длятся дней 10—14 и при даче витамина В* исчезают. Если же витамин В4 не дается, это ведет к коллапсу и смерти. Методика определения этого витамина в кратких чертах сво­ дится к следующему. Опытные крысы получают основную диэту (казеин 20%, рисовый крахмал 70%, агар-агар 2%. смесь солей. Мак-Коллума 5%, рыбий жир 3% и воды вволю) с добавлением витамина Ві в виде очищенного концентрата, витамина В2 в виде автоклавированных дрожжей и витамина В4 в виде препарата. Когда крысы достигнут веса 50—60 г, из диэты выключают вита­ мин В4 и наблюдают появление остановки роста (обычно через 2—3 недели), после чего приступают к лечению крыс теми или иными дозами испытуемого продукта. Однако, можно обходиться и без препарата витамина В4. Для этого крыс сначала кормят основной диэтой без витаминов В, и когда они перестают расти, им дают витамин В! и В2. Когда рост прекратится и не возоб- Витамин В* 203
новляется и при удвоенной дозе этих витаминов, испытание каких- либо веществ на витамин В4 идет обычно. Распространение витамина В4 в общем тесно связано с вита­ мином Вь от которого, однако, его удается полностью отделить путем осаждения сернокислой ртутыо в кислом растворе и адсорб­ цией в сильнокислом растворе с помощью активированного угля „норита“. Удалось уже получить и кристаллический препарат витамина В4 (Барнес, О ’Брин, Ридер. 1932). Из 100 кг дрожжей получается 20—-30 мг вещества с активностью 10 ? на крысу. Элементарный анализ этого вещества показал формулу C4H4N4. HCl. Чеше (1933) было высказано мнение, что витамин В4 является аденин- хлоридом, однако это не получило подтверждения (Херд, Ридер, 1933). По своим свойствам витамин В4 является термолабильным веществом, разрушающимся легче, чем витамин В). В то время как при 120° Ц и р Н = 6 витамин В4 инактивируется до 50%, витамин Вх полностью сохраняется. При обычном автоклавировании дрожжей разрушаются оба витамина. Ви­ тамин В4 растворим в воде, не растворим в спирту, ацетоне. В кислых растворах он осаждается сернокислой ртутыо и фос­ форно-вольфрамовой кислотой, в сильно-кислом растворе адсор­ бируется норитом. В дрожжевом экстракте этот витамин связан с пентозой, от которой он для получения его в кристаллическом виде отделяется посредством гидролиза. В последнее время было Еысказано сомнение в существовании отдельного витамина В4. Вызываемые недостатком этого витамина явления склонны были приписать хроническому недостатку вита­ мина Ві, избыточные дозы которого, якобы, способны их излечить (Гаррис 1935, О ’Брин 1934; Берч, Гиорги, Гаррис 1935). Однако это мнение не подтвердилось (Клайн, Эльвейем, Гарт 1936). Выявилась лишь необходимость брать соответствующим образом хорошо очищенные диэты и при этом все симптомы, описанные Ридер, неизменно наступают. Витамин В5 К числу витаминов, объединяемых общим названием „вита­ мины пищевой ассимиляции“, надлежит отнести еще один вита­ мин, выявленный и описанный Картером, Петерсом, Кинерслеем (1930) под названием витамина В5. Витамин этот отличен от всех других витаминов группы В. Он признается фактором, поддер­ живающим лишь специфически вес голубей, но не способствую­ щим его увеличению. Падение веса у голубей, которые кормились полированным рисом, не может быть задержано, по воззрению авторов, дачей одного витамина Вх; этот витамин специфически предотвращает и исцеляет лишь невритические симптомы (в опы ­ тах Вильямса и Уотермана, упомянутых нами при описании вита­ мина В8, препарат витамина Вь прекращавший падение веса, очевидно был недостаточно чистым). Если же дать голубям вита* 204
мин Bi-j-B5>падение веса прекращается, хотя и увеличения веса так­ же не происходит. Витамин В5 является таким образом поддерживающим вес фактором, который делает вес константным, но не дает роста; к увеличению же веса приводит витамин В8. От витамина В;і, являющегося термолабильным и щелочнолабильным, витамин В5 отличается своей устойчивостью к температуре и щелочам. Он отличен также от витамина В2 и В4, которые даже в высоких дозах не оказывают действия аналогичного витамину В5. При опытах с витамином В5 работают со взрослыми голубями, кото­ рых кормят 30—35 дней полированным рисом. Излечение голу­ бей ведется витамином Bj в форме очищенного концентрата. Отрицательный контроль, несмотря на устранения признаков полиневрита, дает все время уменьшение в весе голубей; у го­ лубей же, получающих витамин В5, прекращается падение веса, и он остается константным на той же высоте. Богатым источником витамина В5 являются дрожжи, откуда его и получают, пользуясь его способностью, в отличие от вита­ мина Ві, с которым он схож по растворимости и адсорбции, не элюироваться соляной кислотой. Витамин В5 переносит автокла- вирование. Нагревание до 100° Ц с 2/,0 N шелочью не разру­ шает его. Витамин В,; Этот специфический антидерматитный и антипеллагрический фактор Гиорги относится также к группе витаминов, еще мало изученных. Но поскольку он считается входящим в комплекс витамина В2, мы поместили о нем имеющиеся краткие сведения вы ш е (см. витамин В2). Витамин Y Чик и Коппинг (1930) описали новый фактор роста для крыс, аналогичный по устойчивости в отношении щелочи и температуры ростовому фактору голубей, витамину Вг,. Авторы назвали этот витамин Y— название, не получившее еще общеупотребительного буквенного обозначения. Этот фактор выносит' 4-часовое нагре­ вание при 120° Н и pH = 10. При его добавлении крысы, прекра­ тившие рост, несмотря на'присутствие всех других необходимых для них витаминов (Вь В2, В4, A, D), вновь приобретают способ­ ность роста. Этот витамин растворим в воде и адсорбируется углем. Значительные количества его находятся в дрожжах, печени и зеленых листьях. Витамин И Помимо изложенных выше новых воднорастворимых витами­ нов, входящих в обширный комплекс группы В, Гиорги (1931) описал новый воднорастворимый витамин, который, однако, по мнению Роске (1933) не относится к этой группе. Отсутствие этого витамина в диэте молодых крыс, содержащей в достаточ­ ном количестве все известные витамины, вызывает заболевание кожи, отличное от пеллагры и характеризующееся состоянием 205
себорреи. Заболевание кожи наблюдается в подмышечных ямках, сгибах, вскоре появляется шелушение, чесание и выпадение волос. Иногда появляется кожный гной. Заболевание проходит в не­ сколько дней, если в диэту вводится печень, почки, дрожжи или картофель. Витамин этот содержится также в молоке. Чрезмер­ ное введение в диэту жира способствует возникновению заболе­ вания. Витамин Н устойчив к температуре, но чувствителен к окислению. Витамин К Еще в 1929, 1930 и 1934 гг. Дэм и Шонхейдер указывали на ѵ болезнь цыплят, характеризующуюся геморрагическим диатезом с резко замедленной свертываемостью крови. За последнее время этими авторами в ряде работ сообщены более детальные иссле­ дования, причем сама причина болезни была приписана отсут­ ствию нового специфического жирорастворимого витамина, на­ званного (Дэм 1935) витамином К (Koagulations vitamin). Симптомы болезни заключаются в глубокой геморрагии, некоторых парали­ тических изменениях в желудке, анемии. Кровь таких цыплят вместо нормальной свертываемости в течение 1—10 мин. не свертывается в течение многих часов. Болезнь не предот­ вращается обильным прибавлением к диэте витаминов A, D, Е. В более ранних работах, поскольку болезнь напоминала цынгу, испробовано было действие и аскорбиновой кислоты, но также с отрицательными результатами. Однако, болезнь в течение не­ скольких дней проходит, если к диэте прибавляется свиная печень, или жир из нее, конопляное семя, томаты и др. При этом никаких отличий при исследовании нормальной и больной крови не было найдено: морфологическая картина крови осталась та же, количество фибриногена и кальция не уменьшалось, pH крови не изменялся и т. д. Прибавление к плазме больных животных плазмы здоровых животных даже в очень небольших количествах вызывало повы­ шение свертываемости первой. Авторы разработали для количественного определения вита­ мина К следующую специальную биологическую методику. Для опытов берутся цыплята в возрасте 2 недель, получавшие за это время полноценный корм. Их переводят на основную диэту, являющуюся полноценной, но не содержащей витамина К. Состав этой диэты таков: казеин, освобожденный от витамина А,— 10%, сухая печень свиньи, размолотая и экстрагированная петролей­ ным и этиловым эфиром,— 10%, сухих дрожжей—15%, сахарозы— 62,3%, солевой смеси—2,7%. После смешения этих ингредиэитов к ним добавляется 4% свежего рыбьего жира. В зависимости от того предупреждается заболевание или излечивается — могут иметь место 2 метода испытания. При профилактическом методе испытания с самого начала перевода цыплят на основную диэту добавляются дозы испытуемого вещества и наблюдается степень защиты от заболевания. При лечебном методе, являющемся более предпочтительным, цыплята остаются только на основной 206
диэте в течение до 3 недель, когда у них развивается заболева­ ние. После этого у цыплят берут кровь и определяют ее сверты­ ваемость, пользуясь для этого различными концентрациями свер­ тывающих агентов и подбирая эти концентрации так, чтобы свертывание крови произошло в течение 3 минут. После 3-днев­ ного лечения теми или иными дозами испытуемого продукта кровь вновь испытывается подобным же образом. Отношение между концентрациями свертывающих агентов, необходимыми для свертывания больной и здоровой крови в те ­ чение 3 минут, дает количественное выражение степени авита­ миноза животного. Единица же витамина К определяется как наименьшая дневная доза продукта на 1 г веса цыпленка, необ­ ходимая для того, чтобы в течение 3 дней определенную степень болезненности, для которой авторами подобраны специфиче­ ские числовые выражения, привести к норме. Эта единица является очень небольшой. Больному цыпленку весом в 333 г требуется 1000 таких единиц витамина К, чтобы в течение 3 дней свертывание крови пришло к норме. Это количество еди­ ниц заключается или в 10 г сухой печени, или в 4 г люцерны, илив50гкартофеляит.д. Пользуясь указанным методом, авторы изучили распростране­ ние витамина К в некоторых продуктах и нашли следующие его количества в них: ТАБЛИЦА 19 I Продукты Единиц вита­ минаКна1г Су ш еная белокочанная к а п у с т а .............................................................. 230 „ краснокочанная ка пус та ..................................................... 60 ка п у с т а S p i t z k o h l ................................................................... 240 „ листовая к а п у с т а ................................................................... 260 „ шпинат (разные образцы) ...................... 270-540 , люцерна (разные образцы) . . . ... ... ... ... ... ... 136-250 Свежая морковь (вычислено на сух ой в е с ) .................................... 190 Свежий картофель „ „ „ .... ... .. ... .... ... .. ... .... ... .. ... .... ... .. .. 20 Ячмень ............................................................................................................... 15 Суш еная свиная п е ч е н ь ................................................. • ... .. .... .. .... .. .... . 100 „ собачья печень .................. • ................................................. 67 печень нормального цыпленка м е н е е ...................... • 11 . К-авитаминозного цыпленка м е н е е .................. 11 Рыбий жир (просушенный). . . .' ... ... ... .. .... ... ... .. .... ... ... .. .... ... .. 10 В качестве бедных источников витамина К отмечены, кроме рыбьего жира, также желтая кукуруза, неочищенный рис, семена подсолнечника, яичные желтки. Витамин К является жирорастворимым витамином; он нахо­ дится в неомыляемой фракции в той ее части, где и витамин Е (не стероловой и не осаждаемой дигитонином) и является также довольно стойким в отношении нагревания на воздухе. Поэтому 207
он ближе всего из известных витаминов стоит к витамину Е, однако даже большие количества проростков пшеницы или масла из них, известные по своему богатству витамином Е, не дают полного предохранения от К-авитаминоза. В самое последнее время авто­ рами, открывшими этот витамин, сообщено о получении путем фракционированной адсорбиции очень активных концентратов, заключающих до 1 миллиона единиц витамина К на 1 г. Такого препарата для излечения цыпленка весом в 333 г требуется только 1 мг, т. е. в 10 000 раз менее, чем сухой свиной печени, но это еще не чистый витамин, и авторы продолжают работу по его выделению. Витамин Р В середине 1936 г. Сцент-Гьорги, первый разгадавший химиче­ скую природу витамина С, сообщил совместно с Рузнайк свои наблюдения о том, что аскорбиновая кислота сопровождается в клетках веществом сходной биологической активности. В отсут­ ствии обоих веществ симптомы от недостатка витамина С пре­ валируют и затемняют симптомы от недостатка второго веще­ ства, но при известных условиях можно обнаружить действие этого второго вещества. Было найдено, что при некоторых патологических явлениях, характеризующихся увеличивающейся проницаемостью или слабостью стенок капилляров, аскорби­ новая кислота не оказывает эффективного действия, в то время как эти явления могут быть быстро излечены при назначении экстракта из перца (препарата, называемого „Витаприк“) или лимонного сока. Экстракты были фракционированы. Активное вещество было найдено во фракции, состоящей из флавонов или флавоновых глюкозилов. 40 мг этой фракции, вводимые внутри­ венно человеку в день, восстанавливали в течение 2 недель нор* мальную капиллярную резистентность. Эти результаты навели авторов на мысль, что широкая группа растительных красящих веществ, называемых флавонами или фла- вонолами и являющихся отличными от флавинов, играет важную роль для животного организма и имеет витаминную природу- Исходя из этого, они предложили назвать вещество, оказываю­ щее действие на проницаемость сосудов,— витамином Р. В самое последнее время появилось в печати второе сообщу ние указанных авторов совместно с Бентзах о витаминной природе флавонов. Авторы сообщают об опытах на морских свинках, из которых одна группа получала только цынготную - Ч диэту, вторая группа получала дополнительно 1 мг „ш . рина“ (вещества, являющегося кристаллической флавоновой фракцией из лимонного сока), и третья контрольная группа содержалась на смешанной пище. В результате опыта животные первой группы погибли с падением веса в среднем от 359 до 242 г около 28-го дня, причем при вскрытии были обнаружены типичные симптомы цынги (хрупкость костей, вынимающиеся зубы, четки и проч.). Вторая группа погибла в среднем около 44-го дня при значительно 208
меньшем падении веса, а именно—от 365 до 342 г. Ни одНо живот­ ное из этой группы не погибло в тот период, когда от первой группы не осталось в живых уже ни одного. Самое л<е главное то, что вскрытие показало резкую разницу в интенсивности и частота кровоизлияний. Во второй группе, получавшей 1 мг „цитрина“, кровоизлияний было гораздо меньше. Это еще раз дало основание авторам подкрепить свое перво­ начальное заключение и, таким образом, они делают вывод, что витамин Р оказывает специфическое влияние на капиллярную систему и что экспериментальная цынга является болезнью, вызы­ ваемой отсутствием или недостатком комбинации витаминов СиР. Такова фактическая сторона вопроса. Конечно, преждевременно ещё делать окончательные выводы на основании лишь указанных сообщений, носящих к тому же предварительный характер. Однако необходимо признать, что они хорошо согласуются с отмечен­ ными в литературе случаями не поддающейся излечению цынги или отдельных ее симптомов при введении, казалось бы, доста­ точного количества антицынготной пищи. Кроме того, это является • хорошим показателем, насколько относительны еще наши знания о круге веществ, называемых витаминами, и насколько в этой области мы должны быть гоіго^ы к ряду новых открытий. Н ако­ нец, в практическом отношении это ориентирует нас на исполь­ зование в первую очередь естественного сырья как в непосред­ ственном виде, таки в виде добытых из него концентратов, кото­ рые бы отвечали, по возможности, назначению.люлиавитаминных препаратов, что, конечно, не умаляет и значения чистых препа­ ратов витаминов, которые во многих отношениях являются для нас незаменимыми. Витамины—И
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В итоге ознакомления с учением о витаминах мы должны притти к выводу об огромном значении накопленных в этой обла сти фактов для пріавильного разрешения важнейшей проблемы—, проблемы питания. Задача обеспечения витаминами является в наших условиях исключительно актуальной главой этой про­ блемы, тесно связанной с развитием народного хозяйства, осо ­ бенно на Севере, с укреплением нашей обороноспособности, с поднятием благосостояния трудящихся и действительным оздо- * ровлением труда и быта. В нашей стране существуют все необходимые предпосылки для надлежащего разрешения этой задачи. Развивая мощную сельскохозяйственную базу по производству высококачественных витаминных продуктов, овладев процессами должной технологи­ ческой обработки и хранения их, создавая производство вита­ минных препаратов, мы можем получить огромные ресурсы витаминов и поставить в отношении качества наше питание зна­ чительно выше. Медицинская практика говорит,ч что даже небольшой недо­ статок витаминов вызывает ряд болезненных симптомов, угро­ жающих благополучию организма. Но ёсли человек получит такую дозу витаминов, при которой он не заболевает, то это еще не значит, что' на этом следует остановиться. Мы должны помнить, что за минимальной дозой лежит оптимальная, которая поставит человека в наиболее благоСіриятные условия существования. Успешно разрешая проблему витаминов, мы в состоянии будем дать человеку этих веществ столько, сколько их ему необходимо для правильного функционирования и наилучшего развития всех его физических и умственных способностей.
ЛИТЕРАТУРА 1. Русская (общедоступная Безсонов Н. А . Витамины. ГНТИ 1931 г. Букин В. Н. Витамины и их сохранение. Изд. ЛНИИОП, 1935 г. Гуделис М. Ю. Цынга. Изд. Главсевморпути, 1935 г. Ефремов В. Пеллагра. Биомедгиз, 1934 г. Иванов H. Н . Витамины. Статья в журн. „Природа“ No 11, 1936 г. Каррер П. и Г. Вер л и. 25 лет исследований витамина А (перевод). ИзД. ВАСХНИЛ, 1934 г. Лавров Б. А. Учебник физиологии питания. Глава о витаминах. Биомедгиз, 1935 г. Лавров Б. А. Цынга. Гос Мед. Изд., 1933 г. Лепский С.-С. Облученные дрожжи в птицеводстве. Изд. ВАСХНИЛ, 1935 г. Лондон Е. С. Минеральный обмен и витамины. Сельхозгиз, 1936 г. Мак-Коллум и Саймондс. Новое в учении о питании и кормлении. Гос. изд. колх. и совх. лит., 1934 г. Палладии А. В. Учебник физиологической химии. Глава о витаминах. Био­ медгиз, 1935 г . ( П л и м м е р. Пища, здоровье, витамины (перевод). Медгиз, 1931 г. Труфанов А. В. Данные последних лет в учении о витаминах. Изд. „Жизнь и знание“, 1934 г. Ф'у н к К. Витамины (перевод). ГИЗ, 1929 г. Черкес Л. А. Витамины и авитаминозы. ГИЗ, 1929 г. Шерман Г. Химия пищи и питания. Глава о витаминах (перевод). ГХТИ 1933 г. Эцгельгардт В. А. Проблема синтеза витаминов. Статья в журн. „ Природа“ No J0, 1934 г. Витаминные концентраты. Труды Всес. н.-и . ин-та пищ. пром. т. III, вып. 2, под ред. проф. Шмиата А. А . Пищепромиздат, 1935 г. Витамины и витаминизация. Труды Всес. н.-и. витаминного ин-та т. I, выіі. 2, под ред. проф. А. А. Шмидта, 1936 г. Вопросы питания. Ж урнал 1931—1936 г. работы Витаминной лаборатории Центр, ин-та питания и его отделений. Методики исследования витаминов С, D, А, Е, В, принятые Всес. конф . по витаминам 1934 г. Снабтехиздат, 1934 г. Проблема витаминов. Сборник экспер. работ Витаминной лаборатории ВИРа под ред. проф. Н. Н . Иванов». Изд. ВИРа, 1934 г. Сборник по физиологии птиц, под ред. А. Р . Вальдман, т. II, 1936 к. Труды Всес. н.-и. витаминного ин-та, П ищепромиздат, 1937 г, Труды лен. н.-и. ин -та пищ. иром. т. II вып. 2. Пищепромиздат, 1935 г. Груды по динамике р аз в и т и я. Ин-т животноводства, Изд. ВАСХНИЛ, под редакц. проф. М. Завадовского, 1934 -1936 г. Цынга и борьба с нею на Севере. Сборник Сан. упр. Гостреста „Дальстрой“, под ред. проф. Шмидта А, А. Биомедгиз, 1935 г. 14* 211
іі. Литература, цитированная по отдельным витаминам Витамин А Aykroud a. Krishman. Ind. J. Med. Research 23, 741, 1935. Ref. Chera. Abs.. 30. N . 10. 1936. Batcheider E. Am. J. Physiol. 109,'430, 1934. Bickel A. Arch. Verd^ungskrankh. 43, 70, 1928. В le y e r and oth. Arch. Phartnaz. 566, 269, 1931. Bomskov P C. Methodik der Vitaminforschung—Leipzig, 1935. .B rockmann Z. f. physiol. Chem. 216, 45, 1933. • Ca.ar a. Je w e 1.1. —Nature 131,92, 193?. Carr F. a . Price E. Bioch. J. 20, 497, 1926. Corbet, Geisinger a. Holmes J. Biol. Chem. 100, 657, 1933. Coward, Dyer a. Morton. Bioch. J. 25, 1102, 1931. 26, 1593, 1932, Coward a. Morgan. Brit. M ed. J. 2 . 1041, 1935. D el eano u. Dick. Bioch. Z. 259,110, .1933. Douglass Eearl and oth. Color, Agr. Exp. Sta. Techn. Bull, 4 , 68, 1933. Dunlop G. J. Agr. Sc. 25, 217. 1935. E’ekele n, Emmeiiea. Wolf f. —Acta Brevia Neerland. IV, 9 —10, 1935. Euler B. Svensk. Kem. Tids. 40, 256, 1928. Eu1eгВ.Eu1erH. u. Karr-er. Bioch. Z.. 203,370,1928, Helv.Chim. Acta 12, 278, 1929. Euler u. Karrer. Ber. Dtsch. Chem. G es. 62, 2445,1929. Euler H. u . Kussmann E. Z. f. Physiol. Chem. 219, 215.1933. F r a p s a. Treichler J. Agr. Res. 47, 539, 1933, Ind. a. End. Chem. 25, 465, 1933. F r a p s, Treichler a. Copelan d—Tex-Agr. Expt. Sta. Bull. 495, 5, 1934. Frohrin.g u. Wye-no. J. Nutr. 8 , 463, 1933. G.u11bert u. Hart. J. Nutr. 10,409, 1955. Hart u.. Guilbert. J. Nutr. 8 . 25, 1934, Calif. Agr. St. Bull. 560. 1934 . Hauge S. M. J. Assoc, of Agr. Chem. 17, N. 2, 1935, J. Biol. Chem. 108, 331, 1935. Hei1bгоn, Hes1оp, Morton, Drummond u. Rea. J.Soc.ofChem. Ind.51, No. 8 .164, 1932. Huges J. Agr. Res. 47, N. 4, ^З^. Jones, EскIisa. P11ininer. J.DairySc. 2., 1926. Jung. Z. f. Vitaminforsch. В. I, H. 2 —4, 1932. Karrer P. a . Morf R. Helv. Chim. Acta 16, 625, 1933. Karrer, Morf. a . Schopp. H elv. Chim. Acta. 14, 1431, >931. Karrer, Morf. a . Walker. H elv. Chim. Acta, 16, 975, 1933. Kuhn R. Ber. d. Dtsrh. Chem Ges. 67, 593. 1934. Kuhn R. u . Brockman H. Z. Physiol. Chem. 206,41, 1932. Ber. Dtsch. Chem. ‘Ges. 64, 1862, 1931, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 66, 407, 1933, Naturwissenschaf­ ten 21, 44, 1933. Klin. Wschr 12, 972, 1933. Kuhn, Brockman, Scheunert u. S с h i e b 1i с h. J. Phys. Chem. 221,12'3, 1933 V u h n u. Grund man Ber. d. Dtsch. Chem. Ges. 67, 339. 1133,1934. Langley, Richardson a. Andes. Mont. Agr. Exp. Sta, 276, 3, 1933, ЛедерерЭ А и Розанова В. А. Биохимия 2, 1937. Любименко В. и Бриллиант В. Окраска растений. Ленинград, 1914. Мс. Carгiso11R.Ind.J.Med.Res. 17,1103,1930. Mc.»Collum a. Davis. J. Biol. Chem . 15, 166, 1913. Mellanby a. Greeir. Brit. Med. Jour. 1, 984. 1929 . Moore Th. Bioch. J. 23, 1267, 1929, 24, 692, 1930, 25, 275, 2131, 1931, 27, 898. , 1933. Morgan a. Madsen. J. Nutriton. 6, 83, 1933. ^ ДОуppи И. и Бу кинВ Химические методы определения витамин. С иА. Изл. ВАСХНИЛ. 1935. . Nelson, Swan sot/ a. Haber. J. Agr, Expt. Sta. Rept. on Agr. Re£ 118. 1934 . Орлов LI. Реакции на витамин А. Изв. Цен. биох. ин-та нищев. пром. No5,1932г. Osborne a. Mendel. J. Biol. Chem. 15, 311, 1913, 18, 95, 1914, 20, 379, 23. 439, 1915, 41, 549, 1920. 212
Potter, Myra. Science 76, 195, 1932. « Rosenheim a. Schuster. Biochem. J. 21, 1329, 1927. Rosenheim a. Webster. Biochem. J. 20, 1342, 1926, 21, 211, 1927, Lancet 2, 806. 1926. Russel. J. Biol. Chem. 85, No. 1, 1929. Russel a. Taylor. J. Nutrition 10, 613 ,1935. *• Sandler, A, S. Arch. Pediatr. 52, 390, 1935. Scher man A. Bart is . J. Biol. Chem. 48, 671, 1918. Sch er tz F. J. Agric.Res. 26, 383, 1923. Scher wood u. Fraps. J. Nut. 6, 1933. Tex. Agr. Exp. Sta. Bull. 514, 21, 1935. Scheu «e-rt u. S с h i e Ы i с h. Tierernährung 6, 112, 1934. Schweissinger E. Apoth. Ztg. 50, 779, 1935. Ref. Chem. Abst. N 16, 1935. Smith a. Briggs. J. Agr. Res. 46, 229, 1933. Smith u. M о rg aп., J. Biol. Chem. 101, 43, 1933. Steenbock a. Baumann. J. Biol. Chem, 101, 547, 1933. 5teenbосk, Boutwell a. Kent. J. Biol. Chem. 35, 517, 1918. .at epp, W. Z. f. Biol. 57, 135. 1911', 69, 495, l9ll. .Straus K. Beftr. Path. Anat. 94, 345, 1934, Ref. Chem. Abs. 29, N 7, 1935. Шаврина A. Сборник ВАСХНИЛ к X съезду ВЛКСМ, 1936 г. Taylor М. New Jersey Agr. 16, 6, 1934. Treichler, Grimes a. Fraps. Tex. Agr. Exp. Sta. Bull. 513, 3, 1935. Tswett M. Ber. Bot. Ges. 24, 235, 384. 1906. Virtanen A. and oth. Bioch. Z. 267, H. 1 —3, 1934. Winterstein, A. Z. f. Physiol Chem. 219, 249, 1934. Zechineister Carotinoide, Berlin, 1934. Витамин D Angus, Askew, Bourdillon and oth. Proc. Roy. Soc. London B. 108, 1931. Askew, Bourdillon and oth. Proc. Roy. Soc. 109, 488, 1932. Bailey B. Prog. Rep. 19, 5 —6, 1934. Bilger, Halden u. Zächerl. Mikrochem. 15, 119, 1934. Bourdillon a. Bruce. Bioch. J. 26 . 506, 1932. Brockman n Z. f. Physiol. Chem. 241, 104, 1936. Brockman u. Jun Hwang Сhen. Z. f. Physiol. Chem. 241, 129 1936. Copping A. Biocti. J. 28, 1516, 1934. Hathaway a. Koch J. Biol. Chem. 108, 773, 1935. Hathaway a. L о b b. J. Biol. Chem. 113, 105, 1936. Heiduschka u. Lindner. Z. f. Physiol Chem. 181, 15, 1929. Ileiduschka u. Sommer — Z. f. Unt. Lebensm. 69, 75, 1935. II e i I bron, So man t, Spring — Nature 135, 1072, 1935, Chem. Ind. 54, 794, • 1935. * Holtz. Laquer and oth. Bioch. Zeit. 237, 247, 1931. , l.achat a. Halvorso n. Science 80, 342, 1934. G ra b. Z. f. Physiol. Chem. 243, 63, 1936. Лепский С. Труды Всес. н-и . ин-та животноводства, серия 13, вып. 2, 1935 г. Лепский с. Труды по динамике развития. Всес. ин-та животноводства 8, 17, Маркарьян Е. Труды Всес. витаминного ин-та т. I вып. 2. 1936 г. Маркарьян и Он пел ь. Витаминные концентраты. Труды Всес. н -и . ин-та пит. пром., 1935 г. Мацко С. Вопросы Питания, том II, 1—2, 34. 4, 23, 1933 журн. Эксиер. биол. и мец. т. XI., 31, 99, 1929. Archive'f. Tierern. u. Tierz. 7, 638, 1932- Z. Un- * ter. bebensm. 63, 495,, 1932. Murphу, Huntera. Knandel.- Pa. Agr. Exp. Sta. Bull.320,27,1935. Он пель и др. Груды Лен. н-и. ин-та пищ. пром. т. II, вып. 2, 1935 г.; Труды Всес. н.-и. витаминного ин-та т. I, выи. 2, 1936; Успехи биологич. химии No 11, 1936. Орлов И, И. Вопросы питания 1, 54, І935 г. Р о и I s о п. Strahlentherapie 34, 648, 1929. 213
Ремезов И. А. Химия холестерина, Изд. ВИЭМ, 1934, Bioch. Z. 250,. 560, 1932. Rosenheim. Bioch. J. 23, 47, 1929. Rosenheim a. Callow. Bioch. J. 25, 74, 1$31. Rosenheim a. King. Chem. Ind. 51, 464, 193?; 53, 196, 1934, 54, 699, 1935. Russel, Taylor a. Wilcox. J. N ut. 9, '569, 1935. Steenbоск, Scott u. IVwin. Wis. Agr. Expt.StaBull.428,28,1934. Smith М. of. Agr. Res. 46, 235, 1933. Tan ret Ann. Chim. Phys. ser. VII, 239, 1890, C. a. Ac. Sc. 147, 75, 1908. Thomas u. Cannon. J. Agr. Exp. Sta. Rept. 26 —27, 1933. Трайнина Ф. Труды Всес. витаминного ин-та, т. I,' вып., 2 , 1936 г. Waddel J. J. Biol. Chem. 1C5, 711, 1934. Windaus, Lettre, Schenck, Lieb ig ’s Ann. 520, 93, 1935. Windaus, Linsert, Lii11ring haus, Weidlich. Liebig’s Ann. 492, 229, 1932. Windaus. L.ii11ringha us. Ber. Dtsch.Chem. Qes. 64,850, 1931.Liebig’s Ann. 481, 119, 1932 . - Windaus, Lü11ringhaus, Deppe. Liebig’s Ann. 489,1931. Windaus, Th Ie 1I, Schenck Liebig’s Ann-. 521, 160, 1935. Wind aus, Schenck, Werder Z. І. Physiol. Chem. 241, 100, 1936. ВитаминЕ Adams ton J. A. Morphol. a. Physiologie 52, N. 1, 1931. Barn um G. L, J. Nut. 9, 621, 1935. Card L. Poultry Sc, 8, 329, 1929, 9, 29, 1930. 4 Drummond, Singer, Walter. Bioch. J. 29 , 456, 1935. E n d e r T. Z. Vitaminforsch, 4, 106, 1935. Evans a. Bishop. J. Metabol. Res. 1, 319, 1922. Evans a. Emerson. Science 82. 6, 1935, J. Ві<Л. Chem. 143, 319, 1935. Evans, Murphy and oth. J. Biol. Chem . 108, 515, 1935. И i 11a. Bnrdet. - Nature 2, 540, 1932. К I in m R. Sei. Papers Inst. Phys. Chem. Res. (Tokyo). Ref. Chem. Abst. 30, N 6. 1936. , ' Кудряшев Б. Труды no динамике развития. Всес. ин-та *животноводства, тX1935 Matt 111 a. Conklin. J. Biol. Chem. 44, 137, 1920. Olcott'H. J. Biol. Chem . 107, 471, 1934. U e no , O ta and oth. J. Soc. Chemie Ind. Japan, 38.190,1935.' Ref. Chem. Abst. 29, N. 16, U)35. Витамин В, Bakera. Wright. Bioch J. 29 , 1802, 1935. Barger, Ber gel u. Todd. Natur. .136, 259, 1935. Ber. Dtsch. Chem. Ges! 64 2257, 1935 Barger, Jansen u. Todd.— Chem. a. Ind. 54, 596, 1935. Винокуров. Pfl. Arch. 210, 576, 1925. Birch u. Harris,' Biodi. J. 28, 602, 1934. Clarke u. Gu.rin. J. Amer. Chem. Soc.-5 7, 1876, 1935. Cowgill a. Mendel. Am. J. of. Phys. 58, 131, 1921. Drury,11лrrIs a. Mands1eу—Bloch.J.24,1632,1930. Fa m t an 1— Attl acad. Lincei. 22, 84, 1935, Ref Chem. Ab*t. 30, N. 10, 1936. Guha. Bloch. J. 25, 931, 1931. Ciuha и. Drummond. Bioch. J. 23, 880, 1929. HaUpiii, Blr-d, К11n4, Elv ehjem. C. A. Wis. Agr.Exp. Sta.Bull. 428, ,46, 1934. Grewe. Z. L Phystlol. Chem. 242, 89, 1936. Иванов H. и др. Труды В сес. витаминного Ин-та, ПиСцепромиздат, 1937. Jansen, Donath Ber. Phys. u. Exp. Pathol 42, 662 , 1927. Jansen, КinnersIey. Peters u. R e a d e r. — Bioch.J. 24, 1821, 1930. Кее na п. К Iiиe and oth. J. Nut. 9, 63, 1935, Wis. Agr, Exp. Sta. Bull 430, 1935. Kimiersley, O’Brien a. Peters. Bioch. J. 27, 232, 1933, 29, 701, 1935.
Кi nne rs1e y, O’B rien, Peters a. Reader. Bioch. J. 27, 225, 1933. Kinnersley u. Peters. Bioch. J. 21, N o. 4, 1927; 22, 267, 419 , 1928; 24, 1832. 1856, 1944, 1930. Kramer M. Kan. Agr. Exp. Sta. Rept. 118, 1934. Кристалл инекая P. Т-руды Всес. н.-и. витаминного ин-та, Пищепромиздат, 1937. Kuhn и. Vetter. Ber. Dtsch CHem G es. 68, 2375, 1935. *Kuhn, Wagner-Jauregg, К1aveгп. Ve11er. Z.f.Phys. Chem.234,196, 1935. К у со в а 3. T уды Всес. н.-и. витаминного ин-та, Пищепромиздат, 1937 г. Lohmann К. а . Schuster Р. — Naturwissensch. 2, 27, 19 7. Morgan A. Am. J. Pub. Health. 25, 328, 1935. Morgan u. Frederick. Cereal Chem. 12, 390 , 1935. Morgan and oth. J. Nut. 9, 383, 1935. Ogston a. Peters. Bioch. J. 30, 736, 1936. О take u. Jamagishi. Bull. Agr. Chem. Soc. Japan. 11, 51, 1935, Ref. Chem. Abst. 29, N, 19, 1935. Peters. Bioch. J. 24, 1852, 1930, Nature 135, 10, 1935. Peterson. Bioch. Л. 23, 1126, 1929; 24, 711, 1930. Rohde. Л. pralu. Chem. 2, 43, 325, 1935. Schöpfer. Z. Vitaminforsch. 4, 67, 1935. Seidell. Publ. Health Rep. 31, 364, 1916. Хлест к и и a 3. Труды Всес. н.-и. витаминною ин-та, Пищепромиздат, 193'. Черкес и Левин — Вопросы питания No 6-а, 1932. V an Veen. Z. f. Phys. Chem. 208, 125, 1932. Williams arid oth J. Amer. Chem. Soc. 57, 229, 536, 1093, 1751, 1856, 1935. Windaus, Tschesche u. Grewe. Z f. Phys., Chem. 237, 98, 1935. Windaus, Tschesche, Huhkopf and1, oth. Z. f. Phys. Chem. 204, 1^3, 1932. ' Вита М'Ин Ba .Вiгс h a. Gy .örgy. Bioch. Л. 30, 304 , 1936. Birch, Gy örgy a. Harris, Bioch. j . 29, 2803, 1935. Castle and oth. J. Amer. Med. Assoc. 96, 1198, 1931. Ainer. J. Med. Sei. 6?3, 663, 1933. * Сliik,Copping a. Edgar. Bioch.J.29,722, 1935. Clilk a. Rо s с о e. Bioch. J. 22, 790, 1928; 24, 105,1930. Соpping. Biodi. J. 30, 845, 849, 1936. E11iиg eг и. Ко;fchara. Ber. d. Dtsdi. Chem.Ges. 66,315,808,1411, 1933. El v eh jem a. Koch. Nature 134, 1007, 1934, J. BM Chem.108, 709, 1935. Ефремов В. Пеллагра, Биомедгиз, 1934. 1 G y örgy, P. Bioch* Л- 29 , 741, 760, 767, 1935, Nature 133, 498, 1934. Harris I.. Blodi. Л. 29, 766, 1935. Hunt, Record, Betke. Л. Agr. Researdi 51, 251, 1935. Karrer P. M onatsdi. 66, 367, 1935. Karrer, Schopp, Benz, and oth. Helv. Chim. Acta 10, 69, 426, 522, 908, 1143, 1435. 1935 Naturwissensdi. 23 .’ 355, 1935, Ber., d. Dtsch. Chem. Gis 68. 216, 1935. Karrer, Schopp. H elv. Chim. Acta. 17, 735, 1537, 1934. Karrer, Strong. H elv. Chim. Acta. 18, 1343, 1935^ Karrer, Schütter, P fae h 1e г, В e n z. Helv. Chim. Acta, 17., 1516, 1934. . Karrer, Euler, Malber g, Sк höpp. В eh z. Swensk. Kein. Tids. 47, 99, 153, 1935 Ref. Chem. Abst. 29, 16, 1935. Karrer Meer we in. H elv. Chim Acla 18, 1130, 1935 Kuhn R,Ber. d Dtsdi. Chem. Ges. 68, 172, 1935, Angcw. Chem. 49, 6, 1936. Kuhn и. Rudy. Ber. d. Dtsch. Chem. Ges. 67,822, 1125,1298,1826,1936, 1931; 68,169. 300, 383,1935; 69,2557,1936 Naturwiss. 23, 286 1935. Kuhn, Rudy, Wagner-Jauregg, Ber d. Dtsdi. Chem. G es. 66, N. \'l< 1933. Киhli, Rtidу a. Weуgаnd. Ber. d. Deutsch. Chem. Ges. 68, 625,1935. Kuhn u. Wey gand. Ber. d. Dtsdi. Chem. Ges. 67, 1409, 1459, 1939, 1941, 2084, 1934; 68, 166, 1001, 1282, 1935. 215
Kuhn, Wagne r-Janregg.Ber. d. Deutsch. Chem. G es. 67, 361. 1770, 1934, Kuhn, Wagner-Jauregg, К a 11s с h m i 11. Ber. d . Dtsdi. Chem. Ges. 67 1452, 1934. Kuhn, Rudy u. Reinemund. Ber. d. Dtsch Chem. G es. 68, 170, 1935. Kuhn, Reinemund and oth. Ber. d. Dtsch. Chem. Ges. 67, 1460, 1932, 1934; 68, 1765, 1935; Naturwissen.sch 23, 260, 1935. J Kuhn, Kaltschiniti. Ber. d. Dtsdi. Chem . G es. 68, 128, 1935. . Kuhn, Reinemund. Ber. d. Dtsdi. Chetn. Ges. 67, 1932, 1934. Kuhn, Gyorgi u. Wagner-Janregg. — Ber.d.Dtsdi. Chem. Ges. 66,317, 576, 1034, 1933. Kuhn, Kaltschmitt, Wagner-Jauregg. Z. physiol. Chem. 232, 36, 1935- Pett L. Bioch. J. 29, 937, 1935. Оппель В. В — Труды Всес. н.-и . витаминн. ин-та, т. I, вып. 2, 1936. Ray, Gyorgy, Harris, Bioch. J. 29, 735, 1935. Rudy — Naturwissensch. 23, 286, 1935. Sherman -a . Bourquin. J. Amer. chem. Soc. 53, 3501, 1931. Theorell — Bioch . Ztsch. 275, 37, 1934; 279, 186, 1935. V i v a n с o. — Naturwissensch. 23, 306, 1935. Wagner-Jauregg — Angew Chem 47, 318, 1934. \ Wagner-Jauregg, Rauch, Möller. Z. f. Physiol. Chem. 288, 275, 1934; Er­ gebnisse Enzymlorsch. 4, 333, 1935. Warburg u. Christian. Bioch. Ztschr. 254, 438, 1932; 266, 377, 1933. Витамин С. Barron, De Meiо а. К1emperer.'J.Biol.Chem. 112,625,1936. Букин и M у p p и. Химические методы определения витамина С и А. Изд. ВАСХНИЛ. 1935 г. Бюллетень ВАСХНИЛ No 1, 1936. Букин В. Н . „Проблема витаминов“ Сборн. No 1 и 2 (см. выше). Buskirk and oth Ind. Eng. Chem. 25, 808, 1933. С1оw, M ar1a11,Peterson a. M att оп.. J. Agr. Res, 39, 12, 1930. Clow a. MarlattJ. Agr. Research. 40, 767, 1930. Conn, Jonson Ind. Eng. Chem. 25, 218, 1933. Drigalski Z. Vitaminforsch. 4, 128, 1935. Девяти пн и Дорошенко Вопросы питагіия, No 4, 1936. Feller s. а. Мак Ind. a. Eng. Chein. 25,1051, 1933. Fellers, Cleveland and oth. J. Arg. Res. 46, N 11, 1933. Göth1in Nature 134,569, 1934. ✓ Glasunow M. Wirchow’s Archiv f. Path. Anat. u. Phys. 229, 120, 1937. Giroud, Leblond and oth. Bull. Soc. Chim. Biol. І7, 232, 1935. Гомоляко Л. Г. „Проблема витаминов“ сборн. No 2 (см. выше). Г у д е л и с. Цынга, Изд. Главсевморпути, 1935. Harris a. Ray. Bioch. J. 27, 580, 1933. Harris, Mills a. Jones Lancet 235, 1932. Harris, Abbas y, Ray and oth. Lancet 2, 399, 1935. Hawley, Stephens, Anderson. J. N utrition 11, 135, 1936. Hauge a. Carrieck J. Biol. Chem. 64, 111, 1925. Harrison Bioch. J. 27. 1501, 1933. FIawo rth Nature 134,724,1934. Haworth, Hirst and oth. J. Chem. Soc. 1419, 1933. LIerbert,LIirst,Peгсiva1ReуnоIdsa. Smith—J.Chem. Soc.1270.1933. • H 1rs t and Reynold s. Nature 129, 577, 1932; 130, 205, 1932. Eckel en a. Em merle ВіосііЛ і. 30, 25. 1936; 28, 268, 1153, 1934. I с h a m a. Fellers. Moss. Agr. Ex. St. Bull. 296, 1933. Измаилова H. А. Вопросы питания No 6, 1936. Изумрудова. Вопросы питания No 6, 1934. Karrer and oth. Helv. Chim. Acta 16, 181. 302, 701, 1161, 1933. Karrer. Monatsh. 66. 367, 1935. King. a . Waugh. J. Biol. Chem. 97. 325, 1932. Key a. E1phiск. Bioch.J.25,3, 1931. К oh m a li, Eddy and oth, Ind. Eng. Chem, 16, 1281. 1924; 18, 302, 1926, 20, 202, 1928; 23, 1064, 1931. 216 /
Кусов а 3. Б. Витаминные концентраты. Изд. 1935 (см. выше). Лавров Б. А . Учебник по физиологии питания. Медгиз, 1935 г. Лебедев А. — Труды Всес. витаминного ин-та, Пищепромиздат. 1937 г. Morgan, Field a. Nichols. J. Agr. Res. 42, 35, 1931. J. Biol. Chem. H. 6, 841, 1933. Morgan a. Field. J. Biol. Chem . 82, 579, 1929. Morgan. Am. J. Pub. Health 25, 328, 1935. Morgan, Langston. Field. Ind. a. Eng. Chem . 25, 1174, 1933. Maurer u. Schied t. Ber. d. Deutsch. Chem. Ges. 66, 1054, 1933. Michel and oth. Z Phys. Chem. 218. 280, 1933; 222, 235, 1933. Martini u. Bonsignor. Bioch. <Z. 273. 170, 1934. Мацко С. H. Вопросы пйтания No 2, 1935. Михайлова А. Л . Витаминные концентраты. И зд. 1935 (см. выше). Ми л о ванов а Л. В. Проблема витаминов. Сборн. No 2 (см. выше). Мордкович. Консервй. пром. No 1,1934. Мурри. Проблема витаминов. Сборн. No 1 и 2 (см. выше). Nеiw е і1е г—Z. Vitaminforsh. 4, 39, 1935. Nelson a. Mottern. Ind. Eng. Chem. 25, 216, 1933. Оаохова H. П . Проблема витаминов. Сборн. No 1 и 2 (см. выше). Parson a. Hutton. J. Biol. Chem. 59, 97, 1924. Р uгг A. Bioch. J. 27. 1703,-1933. Поволоцкая К. Л . Проблема витаминов. Сборн. No 1 и 2 (см. выше). П р у п и с.— Труды Всес. витаминного ин-та, Пищепромиздат, 1937. Reichstein and oth. Helv. Chim. Acta, 16, 561, 1019, 1933; 18. 311 . 1934; 18, 353, 1935; Nature 134, 724, 1934. ,R a n d о i n e t Lecdq.-C. R. Soc. Biol., Paris. 101,877,1929. Richardson and oth. Mont. Agr. Exp. Sta. Bull. 277,3, 1933. Ростовцева.—Труды Всес. витаминного ин-та, Пищепромиздат, 1931. Silva, Kidd. West. Bioch. J. 29, 884, 1612, 1935. Sah-Вer. d. Dtsch. Chem. Ges. 69, 158, 1936. Szent-Gyorgyl. Bioch. J. 21, 689. 1927; 22, 1387, 1928; 24, 1886,1930; 26, 665, 1932. Szent-Györgyi a. Svirbely. Bioch. J. 27, 279, 1933. Schroeder. Klin W ochenschr. 14, 25, 1935. Süden, Alley. Proc. S oc. Exp. Biol. Med. 32 . 753, 1935. Sherman, La Mer, Campbell. J. Amer. Chem. So s. 44, 1, 1922. Сафронов. Проблема витаминов. Сборн. No 2 (см. выше)^ Шмидт, А. А . и Тульчинская К. 3 . Витаминные концентраты. И зд. 1935. Витамины и витаминизация, 1935. Труды Всес. витаминного ин-та, Пище­ промиздат, 1937. Шепилевская H. Е. Вопросы питания, No 5, 1933; No 2, 1934. Шиврина, Онохова. Проблема витаминов. Сборн. No 1 (см. выше). Tauber. Kleiner and. oth. J. Biol. Chem. 110, 211, 1935. Tillmans, Hirsch, Vaubel. Z. Unters, d. Lebensmitt. 63, 267, 241. 1932 . 65, 145, 1933; Bioch. Z. 250, 312, 1932. Th i essen. Wyo. Agr. Exp. Sta. Bull. 213,,3. 1936. Tressler,' Mack, King. Food Res. 1, 3, 1936. Углов, Ребер г. Пищевая промышленность, 10, 1930. Хлесткина, Т у л ь ч и н с к а я. Труды Всес. витаминного ин-та. Пищепром­ издат, 1937. Фаталибекова. Там же. Черкес Л. А. Врачебное дело, 18, 1930, 15—16, 1931. Энгельгардт В. А . иБукинВ.Н.Биохимия No2,1937;там же No3. Ярусова Н. С. Вопросы питания No 4, 1934; Гигиена в общ.питании.Сборник.. Пищепромиздат, 1935. V Прочие витамины Barnes, O ’Brien. Rje а d е r. Bloch. J. 26, 2035, 2040, 1932. Вen t s а сh, Rusznyaka. Szen t-Györgyl.—Nature V. 138, N 3491. 1934. . Вiгсh,Gуörgуa. Harris. Biochem, J.29,2830,1935. Саггeг, Кinnегs1еу, Рe*tегs, 24,1832, 1844. 1930. 217
Dam. Bioch. J. 29, 1273, 1935; 30, 890, 1936. Nature 135, 652, 1935. Dam a. Schönheyde r.— Bioch. J. 30. 897, 1936. Eddy and oth. J. Biol. Chem. 87, 729, 1930. Harris. Ann. Rev. Bioch. 4, 331. 1935. Heard, Reader. Nature. 131, 617, 1933. Kline, Elvehjem, Hart. Bioch. J. 30, 780, 1936. O’Brien. Chem. Ind. 53, 452, 1934. Randoin. J. Biol. Chem. 91, 671, 1931. Reader. Bioch. J. 23. 689, 1929; 24, 77, 1827, 1930. Schönheyde r. Nature 135,653, 1935. Szent-Györgyi, Rusnyak. Nature, V. 138, 3479, 1936. Tsсhesсhe. Ber. d. Dtscfi.Chem. Ges. 66,581, 1933. Williams, a. W a 11e r m a n. J. Biol. Chem. 78, 311, 1928 I'
( Стр_. От а в т о р а .................................................................................................... 3 В в е д е н и е .......................................................................• ........................ 5 Краткая история развития учения^ о витаминах и классификация витаминов8 Витамин А А - а в и т а м и н о з ..... .... .... .... .... .... .... .. .......................... Химиче ская п р и р о д а .................. • .... .. .... .. .... .. .... .. М ето д ы о п р е д е л е н и я ................................................ Стандарты и потребность в витамине .... Р а с п р о с т р а н е н и е ..................................................... .... Свойства и некоторые вопрос» применения . Витамин D D-авитаминоз ........................................................... Хим ич е ск ая п р и р о д а ................................................. Методы о п р е д е л е н и я ..................................................... Стандарты и потребность в ви там ине.................. Р а с п р о с т р а н е н и е ........................................................ * . Свойства и некоторые вопросы применения . , Витамин Е ОГЛАВЛЕНИЕ Е-авитаминоз .......................................................... • 96 М етод ы о п р е д е л е н и я .............................................................................................................. 98 Р а спр остр ане ние ....................................................................................................................... П отр ебно сть в в и т а м и н е ................................................................. 99 Химическая природа и с в о й с т в а ........................................................................................ 100 Витамин В, Bj- а в и т а м и н о з ......................................................... Химич ес ка я п р и р о д а ............................................ Методы о п р е д е л е н и я ............................................ Стандарты и потребность в витамине . . . распространение . . . . ... .... .. ... ... .... .. . Свойства и некоторые вопросы применеиия Витамин Bä (комплекс) 125 127 142 144 Витамин С С - а в и т а м и н о з ............................ • ..................................................................... 148 Химич ес кая п р и р о д а ............................................................................................................... 150 Вь- и В8-авитаминозы . • . Химическая природа . . . Методы определения . . . . Потребность в витамине В2 распро странение ...................... Свойства витаминов В2 и В, 103 107 113 116 118 120 13 22 32 42 48 56 63 67 80 86 89 91 219
Стр. Методы о п р е д е л е н и я ........................................................ 161 Стандарты и потребность в витамине ......................................................... 168 Р а с п р о с т р а н е н и е ........................................... 171 Свойства и некоторые вопросы применения .. .... ... ... ... .. .... .. .... ... ... ... .. .... .. .... ... .. 178 Влияние хранения и за м ор аж ив а н и я .......................... 181 „ квашения ... .. .... .. .... .. .... .. .... .. .... .. .... .. .... .. .... .. .... .. .... .. 184 кулинарной о б р або т ки ............................................................................ 187 с у ш к и .............................. 189 „ консервантов и консервирования . . .................................. . 193 Приготовление се к сиропов и др. и з д е л и й .................................. 197 По луче ние к о н ц е н тр л о в и п р е п а р а т о в ......................................................... 200 Недостаточно изученные витамины ( Витамин В , , ....................................... 202 Витами н В4 ..................................................................... ' ... .... .. .... .. ... .... .. .... .. .. 203 Витамин В5 ............................................................................... 204 ВитаминВ6../ ....................................... . 205 Витамин Y ............................................................................................................................... 205 Витамин Н ........................................................................................... „ . .. ... ... .... .. ... ... .... .. ... ... 205 Витамин К ..................................■ ........................................................................................ 206 Витамин Р . . . . .................................................................................. ■ .. .... .. .... .. .... .. .. 208 Заключение . 210 , Л и т е р а т у р а ..................................................................................................................... 211 Редактор И. В . Гохберг Спец. ред. проф. H. Н. Иванов Техн. ред. Я. М. Ш кольников Сдано в набор 23/11-37 г. Подписано в печать 21fVl-37 г. Индекс Г<ПИ-14(г)—1. Леноблгорлит К? 343. 'Тираж 6.000 экз. Бумага 62 X 94 (і/1в). Печ. листов 13!!/4. Учетно-авторских листов 16. Знак, в 1 печ. листе 4Р.000. Заказ No 701. 1-я тип. издательства Леноблисполкома и Ленсовета, 2-я Советская’, 7
Цена3р.75к. СГ I■’ У' Л0004366 у*1
6. к
2007333299