Περιεχόμενο
- Διαλυτότητα βιταμινών
- Μοριακή δομή της βιταμίνης C
- Φυσικές ιδιότητες των υδατανθράκων
- Φυσικές ιδιότητες της βιταμίνης C που διαφέρουν από εκείνες των υδατανθράκων
Η βιταμίνη C, επίσης γνωστή ως L-ασκορβικό οξύ, βρίσκεται σε μαλακά, εσπεριδοειδή και πράσινα φυλλώδη λαχανικά όπως μπρόκολο, πιπεριές, λαχανάκια και γλυκοπατάτες. Η βιταμίνη C είναι απαραίτητη για τη σύνθεση του κολλαγόνου, που είναι μια δομική πρωτεΐνη στο δέρμα, τον συνδετικό ιστό, τον χόνδρο των τενόντων και των οστών. Χωρίς βιταμίνη C στη διατροφή, οι άνθρωποι θα είχαν νόσο του σκορβούτου, η οποία οδηγεί σε αιμορραγία από αδύναμα αιμοφόρα αγγεία, απώλεια δοντιών, έλλειψη ικανότητας να θεραπεύει πληγές και, τελικά, θάνατο. Οι άνθρωποι, οι πίθηκοι, τα ινδικά χοιρίδια και ορισμένα άλλα σπονδυλωτά δεν διαθέτουν τα ένζυμα απαραίτητα για τη βιοσύνθεση του ασκορβικού οξέος από τη γλυκόζη. Επομένως, πρέπει να συμπεριληφθεί στη διατροφή.
Διαλυτότητα βιταμινών
Οι βιταμίνες είναι υδατοδιαλυτές ή λιποδιαλυτές, ανάλογα με τις μοριακές τους δομές. Τα υδατοδιαλυτά έχουν πολλές πολικές ομάδες, καθώς είναι διαλυτά σε πολικούς διαλύτες όπως το νερό. Οι λιποδιαλυτοί είναι κυρίως και διαλυτοί σε μη πολικούς διαλύτες, όπως ο λιπώδης ιστός του σώματος.
Μοριακή δομή της βιταμίνης C
Η μοριακή δομή της βιταμίνης C μοιάζει με εκείνη του μονοσακχαρίτη πέντε δακτυλίων, ριβόζη, αν και η βιταμίνη C έχει πολλά πρόσθετα χαρακτηριστικά. Πρώτον, ο δακτύλιος άνθρακα πέντε στοιχείων δεν είναι κορεσμένος, που σημαίνει ότι οι δύο ομάδες υδροξειδίου (ΟΗ) συνδέονται με άτομα άνθρακα διπλού δεσμού. Αυτό δεν συμβαίνει με τη δομή της ριβόζης, στην οποία κάθε άτομο άνθρακα (C) είναι κορεσμένο με άτομα υδρογόνου (Η), με δύο απλούς δεσμούς αντί για έναν μόνο διπλό δεσμό. Επιπλέον, ο πρώτος άνθρακας της βιταμίνης C είναι ακόρεστος, με το άτομο άνθρακα να συνδέεται διπλά με το άτομο οξυγόνου. Και πάλι, στο μόριο ριβόζης, ο διπλός δεσμός δεν υπάρχει λόγω του κορεσμού του ατόμου άνθρακα με άτομα υδρογόνου.
Φυσικές ιδιότητες των υδατανθράκων
Ωστόσο, η βιταμίνη C ταξινομείται ως υδατάνθρακας. Η χημεία υδατανθράκων είναι κυρίως η συνδυασμένη χημεία δύο λειτουργικών ομάδων: η ομάδα υδροξυλίου (ΟΗ) και η ομάδα καρβονυλίου (-CHO), και οι δύο είναι διαλυτές στο νερό. Η διαλυτότητα αυτών των δύο ομάδων στο νερό προκύπτει επειδή τόσο το νερό όσο και αυτές οι λειτουργικές ομάδες είναι πολικά μόρια, που σημαίνει ότι έχουν αρνητικό και θετικό φορτίο. Επειδή τα αντίθετα προσελκύονται, όταν εισάγουμε τις δύο πολικές ουσίες μαζί, θα έλκονται μεταξύ τους, με τον θετικό πόλο ενός μορίου να συνδέεται με τον αρνητικό πόλο του άλλου. Αυτή είναι η διάλυση.
Στην περίπτωση της καρβοξυλικής λειτουργικής ομάδας (ΟΗ), το άτομο οξυγόνου είναι περισσότερο ηλεκτροαρνητικό από το άτομο υδρογόνου. Έτσι, έχει μια ισχυρή τάση να τραβά τα ηλεκτρόνια σε έναν δεσμό υδρογόνου-οξυγόνου στραμμένο προς τον εαυτό του. Αυτό καθιστά το άτομο οξυγόνου φορτισμένο αρνητικά και το άτομο υδρογόνου φορτίζεται θετικά. Αυτό ισχύει επίσης για τα άτομα οξυγόνου και υδρογόνου στο μόριο του νερού. Όταν τοποθετηθούν μαζί, ένα αρνητικά φορτισμένο άτομο οξυγόνου στο νερό θα προσελκύσει ένα θετικά φορτισμένο άτομο υδροξυλίου, διαχωρίζοντάς το από το δικό του άτομο οξυγόνου και προσελκύοντάς το στην υδατική φάση.
Στην περίπτωση της καρβονυλικής λειτουργικής ομάδας (-CHO), το οξυγόνο είναι και πάλι πιο ηλεκτροαρνητικό από τον άνθρακα, έτσι ώστε να προσελκύει ηλεκτρόνια σε έναν δεσμό άνθρακα-οξυγόνου που βλέπει προς τον εαυτό του. Επιπλέον, ένα από τα δύο ζεύγη ηλεκτρονίων που δημιουργούν διπλό δεσμό άνθρακα-οξυγόνου τραβιέται πιο εύκολα προς την κατεύθυνση του οξυγόνου, καθιστώντας έτσι τον διπλό δεσμό άνθρακα-οξυγόνου πολύ πολικό.
Φυσικές ιδιότητες της βιταμίνης C που διαφέρουν από εκείνες των υδατανθράκων
Η βιταμίνη C δεν έχει στην πραγματικότητα την καρβονυλική λειτουργική ομάδα (-CHO), αλλά δεν είναι λιγότερο διαλυτή στο νερό, καθώς το υδρογόνο της υδροξυλομάδας στον άνθρακα 3 είναι όξινο, είναι 1 δισεκατομμύριο φορές πιο πιθανό να ιονιστεί από από μια απλή ομάδα OH. Η έννοια του όξινου είναι ότι μόλις το υδρογόνο φύγει από το μόριο (ιονισμένο), το υπόλοιπο αρνητικά φορτισμένο μόριο οξυγόνου θα διαιρέσει το αρνητικό του φορτίο μεταξύ οξυγόνου στον άνθρακα τρία και οξυγόνου στον άνθρακα, δημιουργώντας μια γνωστή συντονισμένη δομή ως σταθερό και αντηχητικό ασκορβικό ανιόν. Οι συντονιστικές δομές είναι πιο σταθερές από τα απλά ιόντα, καθιστώντας τέτοια μόρια πιο πιθανό να ιονιστούν, αυξάνοντας έτσι τη διαλυτότητά τους στο νερό.