UNIVERSITATEA ”OVIDIUS”, CONSTANȚA

FACULTATEA DE FARMACIE

SPECIALIZAREA: FARMACIE

ACIDUL ASCORBIC

Studenți: Carabaș Virginia, Hristu Elena

Anul:II, grupa:9

1

CUPRINS

Cuprins...............................................................................................................................................2

I.Introducere.......................................................................................................................................3

II.Formule chimice.............................................................................................................................3

III.Structura chimică..........................................................................................................................3

IV.Proprietăți fizice............................................................................................................................4

V.Surse naturale..................................................................................................................................4

VI.Acțiune fiziologică........................................................................................................................7

VII.Metode de obţinere.......................................................................................................................9

VIII.Metode de analiză.....................................................................................................................12

IX.Utilizarea acidului ascorbic..........................................................................................................16

X.Forme farmaceutice......................................................................................................................17

Bibliografie......................................................................................................................................18

2

I.Introducere

L-acid ascorbic (vitamina C), reprezintă un antioxidant de exceptie ce contribuie activ la

frânarea proceselor degenerative din organism. Facând parte din grupa vitaminelor hidrosolubile

(solubile in apa),acidul ascorbic se elimina ȋn cantitati mari din organism. L-enantiomerul acidului

ascorbic se mai numeşte şi vitamina C (numele de "ascorbic"vine de la proprietatea sa de a preveni şi

vindeca scorbutul).

Vitamina C, cu denumirea IUPAC (R)-3,4-dihidroxi-5((S)-1,2-dihidroxietil)furan-2 ona, este

de fapt γ-lactona acidului 2,3-dienol-L-gulonic și conține in molecula 6 atomi de carbon, două grupări

alcoolice și două grupări enolice. Vitamina C se poate prezenta sub forma de izomeri optici(R,S),

datorita faptului că are în structură un atom de carbon asimetric. Forma activa biologic a acidului

ascorbic face parte din seria L. Enantiomerul D este lipsit de semnificație fiziologică.

Activitatea vitaminică a acidului ascorbic este determinată de prezența grupării en-dolice

specifice, forma biologic activă fiind cea în care grupările en-dolice sunt libere pentru a trece reversibil

în grupe cetonice.

II.Formule chimice de structura ale celor doi compusi sunt :

Acid L-ascorbic  ( Acidum Ascorbicum)

Acid dehidroascorbic: este forma reversibil oxidata a acidului

ascorbic și este biologic activ . Se prepară prin acțiunea

benzochinonei asupra acidului ascorbic.

III.Structura chimică

3

IV.Proprietăți fizice

Acidul ascorbic este un compus nesaturat, cu caracter acid datorită prezenţei celor doi hidroxili enolici

capabili de a se disocia cu formarea de ioni de hidrogen.

Vitamina C este o pulbere albă,cristalină,fără miros, este ușor solubilă în apă, solubilă în alcool și

metanol, practic insolubilă în benzen,cloroform,eter, eter de petrol și uleiuri grase. Stabilă în aer,în

stare uscată. În preparatele impure și în multi produși naturali, vitamina se oxideaza când este expusa la

aer și lumină.

Punctul de topire: 188-192ºC.

V.Surse naturale

Acidul ascorbic se găseşte în stare naturală în toate plantele şi animalele, preponderent în fructele

proaspete (în special citrice) şi în multe legume.

1.Plante

Cantitatea de vitamina C din alimente provenite din plante depinde de:

varietatea exactă a plantei

condițiile solului

climatul în care s-a dezvoltat

perioada de timp dintre recoltare și consumare

condițiile de păstrare

metoda de preparare. Gătitul în general, se presupune, distruge vitamina C.

4

Următorul tabel arată abundența relativă a vitaminei C în plante crude. Cantitatea este

exprimată în mgla 100 grame de fruct sau legumă:

Concentrația de acid ascorbic variază în funcție de temperatură și de perioada de stocare. Prin urmare,

apar modificări ale cantității de vitamina C la anumite legume și fructe în timpul congelării la diferite

condiții( depozitare 2 luni la diferite temperaturi). S-a observat faptul că temperatura de depozitare

constituie un factor major al scăderii lente a cantității de acid ascorbic. De asemenea, fieberea la

temperatură ridicată cât și prăjirea reduc drastic cantitatea de vitamina C.

2. Animale

Majoritatea speciilor de animale și plante iși sintetizează singure vitamina C. Prin urmare, nu este o

vitamină pentru ele. Sinteza este obținută printr-o secvență de pași,bazați pe enzime, care convertesc

glucoza în acid ascorbic. Acest lucru are loc fie în rinichi,la reptile și păsări, sau în ficat, la mamifere.

Ultima enzimă din proces, l-gulonolactonă oxidează, nu poate fi fabricată de organismele umane

deoarece gena care aparține enzimei nu funcționeză.

5

Toate organismele vii au nevoie de Vitamina C pe care fie o produc, fie o obţin din alimentaţie, în caz

contrar putând surveni chiar moartea din cauza scorbutului.

Abia în anii 1920 s-a realizat că și unele bucăți de carne sunt, de asemenea, o sursă de vitamina C.

Mușchiul și grăsimea, care reprezintă baza alimentației occidentale moderne, sunt surse slabe. Ca și în

cazul fructelor și legumelor, gătitul micșorează cantitatea de vitamina C conținută.

Conținutul de vitamina C al unor produse de origine animală

6

Funcția biologica a acidului ascorbic

VI.Acțiune fiziologică

Acidul ascorbic efectuează numeroase funcţii fiziologice în corpul uman,acesta avănd o importanță

capitală pentru organism.

Organismul uman este capabil sa depoziteze în rezerve o parte din cantitatea ingerata, în organe cum

sunt :  suprarenalele, cristalinul, corpul vitros, umoarea apoasa, leucocite .

Vitamina C, acidul ascorbic, este un acid organic cu proprietăţi antioxidante, implicat într-o serie de

procese care se desfăşoară în celulele vii. În organismul uman vitamina C deţine un rol complex şi

7

important; protejează compuşii biologici activi de degradări oxidative, întăreşte sistemul imunitar,

stimulează procesele de biosinteză a colagenului, hormonilor steroidici şi a unor neurotransmiţători.

Doza de 10 mg/zi previne avitaminoza C, însă raţia zilnică recomandată pentru un adult este de 60 mg.

Lipsa vitaminei C din organism conduce la scorbut, denumită şi boala marinarilor, caracterizată prin

gingivite (gingii cavernoase şi inflamate), paradontoze, pierderea dinţilor, vase de sânge fragile,

neelastice, inflamarea articulaţiilor şi anemie.

Vitamina C este o substanţă usor oxidabilă, degradarea sa fiind accelerată de căldură, lumină și

de prezența cationilor metalelor grele. Pierderile de acid ascorbic ce au loc în decursul procedeelor

tehnologice ce sunt parte a procesării sucurilor de fructe, pot depăși 50%. Din acest motiv, adeseori,

fabricanții adaugă vitamina C pentru a îmbunătăţi valoarea nutritivă şi de a prelungi timpul de viaţă al

produselor.

Principalele ei proprietãți sunt urmãtoarele:

intervine in fenomenele de oxido-reducere, fiind cel mai puternic antioxidant;

este antiinfecțioasã, tonifiantã, antitoxica;

participã la asimilarea de cãtre organism a fierului ;

previne și vindecã scorbutul;

mãrește rezistența vaselor sanguine;

contribuie la formarea globulelor roșii,a dinților si oaselor;

8

are rol de reglare a nivelului glicemiei și al colesterolului, de distrugere a toxinelor acumulate

in organism;

intervine în buna funcționare a țesuturilor, precum și a diferitelor organe;

participã la transformãrile chimice ale proteinelor, lipidelor și glucidelor, la formarea

substanțelor intercelulare ;

diminueazã perioadele de convalescențã;

este eficientã în reducerea ritmului de opacifiere a cristalinului (îndeosebi la persoanele

vârstnice);

întârzie apariția cataractei și-i reduce gravitatea cu cca 50%;

împiedicã depunerea grãsimilor la nivelul ficatului asigurã funcționarea normalã a celulei

hepatice;

intervine în metabolismul carotenilor ;

protejeazã acidul folic ;

are acțiune antialergica ;

ca laxativ natural;

scade incidența apariției de cheaguri in vasele sanguine;

mãreste gradul de absorbție a fierului organic;

reduce efectele unui numãr mare de alergeni;

asigurã coeziunea celulelor proteice, mărind astfel durata vietii.

VII.Metode de obţinere

La nivel industrial, sunt aplicate două procedee, şi anume: biosinteza cuplată cu transformarea chimică

(procedeul Reichstein) şi fermentaţia, în două stadii.

Procedeul Reichstein este utilizat de firmele BASF, Takeda, La Roche şi constă în transformarea

sorbitolului, obţinut din glucoză, în sorboză, cu ajutorul unor bacterii (Acetobacter suboxidans,

Bacterium xylinum, Erwinia sp., Corynebacterium sp.), urmată de sinteza chimică a acidului diaceton-

gluconic şi, în final, a acidului 2-ceto-gluconic. Acesta este transformat în vitamina C, în mediu acid.

Obţinerea vitaminei C prin fermentaţie: prin acest procedeu, glucoza este transformată direct în

acid 2,5-diceto-gluconic, cu ajutorul unor tulpini mutante de Erwinia sp. Din acidul 2,5-diceto-

9

gluconic este biosintetizat, apoi acidul 2-ceto-gluconic, sub acţiunea tulpinilor de Corynebacterium sp.

În 1989, în SUA, a fost elaborat procedeul de obţinere a acidului 2-ceto-gluconic prin fermentaţie într-

un singur stadiu, utilizându-se culturi mutante de Erwinia herbicola pe substrat de glucoză, dar cu o

productivitate inferioară procedeelor prezentate anterior. Acidul 2-ceto-gluconic, obţinut prin

fermentaţia într-una sau două stadii, este transformat chimic, în final, în vitamina C, similar

procedeului Reichstein. Însă, indiferent de procedeul utilizat, separarea şi purificarea vitaminei C

necesită o succesiune de etape laborioase, cu consumuri importante de energie şi materiale.

Deoarece în etapa de transformare chimică, inclusă în procedeul Reichstein, sau în a doua etapă

de fermentaţie, conform procedeului de fermentaţie în două stadii, se foloseşte lichidul de fermentaţie

rezultat în etapa anterioară, soluţia finală va conţine numeroşi compuşi secundari, totuşi, acidul 2-ceto-

gluconic aflându-se în proporţia cea mai mare. În plus, chiar în condiţiile în care randamentele fiecărei

etape sunt de circa 90 %, conversiautilă a glucozei nu depăşeşte 60%, ca randament total (datorită

numeroaselor etape implicate).

În următoarea schemă este prezentată sinteza industrială a acidului ascorbic de la glucoză prin

procesul Reichstein:

10

Acidul ascorbic se obţine prin extracţie din diferite materii prime vegetale, prin sinteză chimică,

prin biosinteză sau prin procedee combinate de sinteză chimică şi biosinteză. Indiferent de metoda de

obţinere, separarea şi purificarea necesită numeroase etape, care implică consumuri ridicate de

materiale şi energie. Soluţia finală din care trebuie extras acidul ascorbic conţine numeroase produse

secundare, cel mai important dintre acestea fiind acidul 2-cetogluconic. În ciuda faptului că fiecare

etapă a procesului decurge cu randamente de 90%, conversia globală glucozei în acid ascorbic nu

depăşeşte 60% .

Datorită caracterului labil al acidului ascorbic, procedurile de extracţie sunt proiectate pentru a

o stabiliza. Soluţiile de extract ar trebui să menţină un mediu acid, să inactiveze oxidaza acidului

ascorbic, să limiteze oxigenul şi să precipite amidonul şi proteinele. Alegerea depinde de soluţia de

extract și de proba matrice determinând procedura. Acidul metafosforic inhibă oxidaza acidului L-

11

ascorbic, inhibă cataliza din metal, şi precipită proteinele.

Amidonul este problematic în sensul ca interferează cu titrarea colorimetrică şi teste fluorometrice.

Adaosul de etanol sau acetonă pentru a extrage precipitate metafosforic solubilizeaza amidonul. Acest

pas este necesar pentru a analiza prin metode spectroscopice multe legume, inclusiv cartofi, legume,

porumb. Acetona este de asemenea utilă pentru a elimina  metabisulfitul şi dioxidul de sulf din fructele

deshidratate și din sucuri de fructe.

Acidul ascorbic se extrage din celule prin ruperea ţesutului într-un mediu potrivit pentru

extracţie. Varza, la fel ca multe ţesuturi de plante superioare, poate fi uşor omogenizată prin măcinarea

într-un mojar şi cu un pic de nisip curat (pentru a face procesul mai uşor).Pentru o măsurare exactă a

conţinutului de acid ascorbic, extracţia de acid ascorbic trebuie să fie completă, acidul ascorbic poate fi

pierdut prin degradare. Multe plante conţin oxidaza acid ascorbic, care catalizează oxidarea acidului

ascorbic la acid dehidroascorbic. Atunci când celulele sunt pregatite pentru extracție, componentele din

celule, care sunt de obicei separate prin membrane, se amestecă împreună. În aceste cazuri, oxidaza

acidului ascorbic poate cataliza oxidarea acid ascorbic iniţial prezent în ţesut.

VIII.Metode de analiză

Pentru determinarea acidului ascorbic din diferite tipuri de probe, au fost sugerate multe tehnici

analitice,toate bazându-se pe caracterul reducător al analitului. Cromatografia lichidă de înaltă

performanță(HPLC), metode spectrofotometrice, instrumente de electroforeză capilară,metode

titrimetrice bazate pe titrare cu soluție oxidată(diclorofenol indofenol, iodat de potasiu sau bromat de

potasiu) , metode biologice,electrochimice,fluorimetrice sau amperometrice, bazate pe biosenzori, toate

utilizate pentru determinarea vitaminei C.

Cu toate acestea, majoritatea prezintă limitări în utilizare (unele sunt costisitoare, unele necesită o

pregătire specială sau nu sunt suficient de sensibile și selective). Este dificil să alegi o singură metodă

pentru a determina conținutul total al vitaminei C din produse alimentare, probe biologice și

12

farmaceutice,deoarece fiecare probă are propriile ei caracteristici și proprietăți specifice. Anumite

metode sunt disponibile pentru a determina acidul ascoribic, dar foarte puține din acestea sunt folosite

pentru determinarea ambelor forme: acid ascorbic și acid dehidroascorbic. Acest lucru se datorează

faptului că cele formlele vitaminei C ,acidul ascorbic și forma sa oxidată ( acidul dehidroascorbic)

posedă proprietăți chimice, optice și electrochimice diferite. Cea mai cunoscută metodă pentru

determinarea conținutului total de vitamina C din probele de alimente, este 2,4- dinitrofenil hidrazina

(DNPH) (Riemschneider și colab., 1976). Aceasta este o metodă simplificată pentru determinarea

simultană a acidului ascorbic si a acidului dehiroascorbic; reacția de cuplare a colorantului 2,4-

dinitrofenil hidrazina cu vitamina C, urmată apoi de determinarea spectrofotometrică.

Detecția electrochimică reprezintă o metodă alternativă atractivă pentru detecția speciilor

electroactive, datorita faptului că prezintă o serie de avantaje, cum ar fi: usurință în manipulare,

miniaturizare, prezintă o sensibilitate ridicată si un cost scăzut. Detecția electrochimică poate fi cuplată

cu cromatografia lichidă de înaltă performanță pentru a asigura o sensibilitate mare a speciilor

electroactive.

Determinarea vitaminei C din sucurile de fructe prin cromatografia lichidă de înaltă

performanță ( HPLC ):

În special, metodele cromatografice sunt foarte eficiente în determinarea acidului ascorbic prin

analiza cantitativă a materialelor complexe,cum ar fi sucurile de fructe, legume și băuturile. Prin

această metodă se pot separa,identifica și cuantifica majoritatea acizilor organici din sucurile naturale

de fructe folosind HPLC ,care va identifica compușii, nu doar cu timpii lor de retenție, ci și cu spectrele

lor individuale.

Materiale și metode

Sucul de citrice se centrifughează la 3000 de rotații timp de 10 minute ,iar supernantantul se

diluează în raport 1:50 pentru determinarea acidului citric și în raport 1:5 pentru alți acizi. Diluțiile sunt

filtrate printr-o membrană înainte de injectare. Se analizează 2 eșantioane în duplicat. Se prepară o

soluție standard mixtă ce conține 1000mg/l acid citric, 2000mg/l acid malic, 300mg/l acid oxalic si

acid ascorbic, 700mg/l acid tartric și 400mg/l acid lactic. Soluția standard si diluțiile corespunzatoare

sunt preparate cu apă distilată și sunt păstrate în locuri întunecoase , la temperatură joasă (+4oC).

13

Analiza HPLC

Acizii organici din probe sunt separați prin cromatografie cu fază inversă ,și determinați cu

ajutorul absorbanței,apoi cuantificați cu graficele de calibrare externe.Pentru detectarea simultană a 6

probe,detectorul este setat la lungimea de undă λ=254

Timpii de retenție, gradul de concentrație si limita de detecție pentru acizi organici standard:

Determinările se fac la 10ºC folosind o fază mobilă formată din soluție de fosfat (se dizolvă

6,8g dihidrogenofosfat de potasiu în 900ml apă; pH-ul se ajustează cu acid fosforic până la pH=2,8

apoi se completează cu apă până la 1000 ml),ce se filtrează printr-o membrană de poliamidă și este

introdusă la vid. Rata de curgere a fazei mobile este de 0,7ml/min pentru toate separările

cromatografice. Coloana de separare este echilibrată cu faza mobilă înainte ca linia de bază să se

stabilizeze. La acest nivel se fac pipetări cu volume de 5 μl pentru fiecare probă preparată sau soluție

standard.

Valorile abaterilor standard relative variază de la 0,154 la 3,18% indicând că această metodă

este precisă ,cu un grad mare de repetabilitate ,în special pentru acidul citric, ascorbic, lactic și

oxalic .Recuperarea acizilor organici din sucurile de citrice variază între 95,8 si 102,1% confirmând

precizia de separare si condițiile de analiză.

Această metodă contribuie la dezvoltarea procedurii HPLC, fiind rapidă și precisă, pentru

determinarea cantitativă a acizilor organici din sucurile de fructe, în condițiile de fază inversă. Acizii

oxalic,tartric,malic,lactic,citric și ascorbic sunt determinați simultan și luate din coloană în timp de 20

14

de minute. Având în vedere ușurința și concizia de pregătire a probei,această metodă poate fi

considerată eficientă,precisă și rapidă pentru determinarea acizilor organici.Se mai pot folosi și alte

metode de determinare a vitaminei C, însă au anumite dezavantaje,consumă mult timp și au

reproductibilitate mai mică.

Determinarea vitaminei C prin metoda spectrofotometrică UV

Acidul ascorbic mai poate fi analizat prin metoda spectrofotometrică UV. Spre deosebire de metoda

HPCL ( care are avantajul unei specificități avansate, dar implică operații relativ laborioase),

spectrofotometria UV, prezintă avantajul unei execuții simple,directe și extrem de sensibile. Ca orice

metoda, aceasta prezintă și dezavantaje cum ar fi interferența ingredienților.

Instrumente-spectrofotometru Shimadzu(model UV-1601)+o pereche de celule de cuarț de 1 cm

Reacticvi:

acid acetic 5%

metafosforic 10%

soluție de tiouree 10%

soluție2,4-dinitrohidrazină

acid sulfuric 85%

soluție standard vitamina C ( acid ascorbic)

Pregătirea probei:

10g probă este omogenizată cu aproximativ 50ml de solutie de acid metafosforic 5% și acid

acetic 10%, apoi este transferată într-un balon de sticlă de 100 ml, se agită ușor până la

omogenizare.

Se diluează până la semn cu soluție de acid acetic 10% si acid metafosforic 5%

Soluția se filtrează și filtratul obținut se colectează pentru determinarea vitaminei C din această

probă.

Estimarea vitaminei C- procedură:

15

Peste filtratul cu proba se adaugă apă de brom pentru a oxida acidul ascorbic in acid

dehidroascorbic

Se adaugă cateva picături de tiouree pentru a elimina excesul de brom, obținându-se astfel o

soluție limpede.

Se introduce soluția standard de acid ascorbic și apoi 1 ml de 2,4- DNPH

Amestecul obținut este menținut timp de 3 ore la o temperatură de 37 º C într-o baie de apă.

După incubare ,amestecul este răcit într-o baie de gheață și este tratat cu 5 ml H2SO4 85 % și

se agită constant.

Se obține o soluție colorată.

Reacții:

Acidul ascorbic este oxidat la acid dehidroascorbic prin acțiunea apei de brom

Acidul L-dihidroascorbic reacționează cu 2,4-difenilhidrazina și produce o osazonă care,

tratată cu H2SO4 formează o soluție de culoare roșie.

Curba de calibrare:

-este construită prin reprezentarea grafică a concentrației față de absorbția corespunzătoare

IX.Utilizarea acidului ascorbic

  Antioxidantii reprezinta un grup de aditivi care se utilizeaza pentru pastrarea calitatii

grasimilor, impiedicand procesul de deagrdare a grasimilor pirn autooxidae (rancezire aldehidica). In

16

cazul alimentelor, degradarea grasimilor, pe langa faptul ca face alimentele improprii consumului

(modificand gustul si mirosul), reduce si valoarea lor nutritive. Grasimile degradate oxidative au effect

daunator asupra organismului prin actiune distructiva aspura vitaminelro A,EC,B2,B6 din alimente

(avitaminoze secundare), prin lezarea mucoasei gastrice şi intestinale, în care caz se ajunge la scăderea

coeficientului de utilizare digestivă aalimentelor şi prin acţiunea peroxizilor şi radicalilor din grăsimile

autooxidate asupramembranelor celulare, asupra unor vitamine din organismul uman .Antioxidanţii pot

fi clasificaţi în antioxidanţi propriu-zişi şi antioxidanţi secundari. Substanţelecare întăresc acţiunea

antioxidanţilor se numesc sinergetice. După originea lor antioxidanţii pot finaturali şi de sinteză.

Acidul ascorbic este utilizat ca un antioxidant în industria berii, mărind timpul de depozitare a

berii pe raft si prevenind tulburarea ei. E300 este folosit ca şi conservant în industria cărnii pentru a-i

păstra culoarea, ca agent de coacere în panificaţie, dar şi pentru a inhiba decolorarea fructelor tăiate, a

pulpei şi a sucurilor de fructe. Soluţiile pentru developarea fotografiilor conţin şi ele acid ascorbic.

Acidul ascorbic se mai găseşte în unt, produse cu ouă congelate, lapte praf, lapte condensat,

cartofi congelaţi, mâncare pentru sugari în conservă, vinuri. Se mai poate adăuga şi produselor care îşi

pierd Vitamina C prin prelucrare – fulgii de cartofi.

Acidul ascorbic şi sărurile sale de sodiu, de potasiu şi de calciu sunt utilizate în mod obişnuit ca

aditivi alimentari. Aceşti compuşi sunt solubili în apă şi astfel nu pot preveni oxidarea grăsimilor.

Pentru acest scop se folosesc esterii solubili în grăsime ai acidului ascorbic cu acizi graşi cu lanţ lung

(ascorbyl palmitat sau ascorbyl stearat).

Numerele E relevante sunt: E300 acid ascorbic, E301 ascorbat de sodiu, E302 ascorbat de

calciu, E303 ascorbat de potasiu, E304 esteri glicerici ai acidului ascorbic: ascorbyl palmitat şi ascorbyl

stearat.

X.Forme farmaceutice

Exista o gama foarte mare si variata de produse farmaceutice

care contin vitamina C. Acesta se găsește atât singură în

preparatele farmaceutice, cât și în combinație cu alte vitamine

sau/și minerale.

17

În produsele farmaceutice, acidul ascorbic se găsește sub urmatoarele forme:

comprimate, drajeuri, capsule gelatinoase

comprimate efervescente sau pulberi efervescente

comprimate masticabile: in general, aceste produse sunt destinate copiilor, contin diferite

arome si au culori și forme usor acceptate de acestia;

solutii injectabile.

Bibliografie

1. http://ro.wikipedia.org/wiki/Acid_ascorbic

2. Constantin Banu “Manualul inginerului din industra alimentara”. Ed. Tehnica,Bucuresti,1998

3. http://www.scribd.com/doc/168821926/Determinarea-Vit-C

4. http://www.banglajol.info/index.php/BJSIR/article/viewFile/749/789

5. http://www.scritube.com/stiinta/chimie/Lucrare-de-disertaie-Dozarea-a2338722.php

6. http://euri.ro/2009/07/e300-acidul-ascorbic-vitamina-c/

7. http://www.mdpi.com/1424-8220/8/11/7097/pdf

18