بحث شامل عن الفيتامينات عبر التاريخ

الفيتامينات هي مركبات عضوية ضرورية بكميات صغيرة في النظم الغذائية الحيوانية والبشرية للحفاظ على الحياة والصحة. يمكن أن يؤدي عدم وجود فيتامينات معينة إلى الإصابة بالمرض وضعف النمو ومجموعة متنوعة من المتلازمات. تم تحديد ثلاثة عشر نوعًا من الفيتامينات على أنها ضرورية لصحة الإنسان ، وهناك العديد من المواد الشبيهة بالفيتامينات التي قد تساهم أيضًا في التغذية الجيدة. في الأصل ، كان يُعتقد أن الفيتامينات عبارة عن مركبات كيميائية معينة تسمى الأمينات ، ولكن من المعروف الآن أن الفيتامينات لا علاقة لها كيميائيًا. أفعالهم مختلفة ، وعلى الرغم من دراستها بشكل شامل ، إلا أنه لا يتم فهم كل شيء حول كيفية عملهم وماذا يفعلون. تتم تسمية الفيتامينات بالأحرف – فيتامين أ وفيتامين ج وفيتامين د و هـ و ك ومجموعة فيتامينات ب. 2 ، إلخ. يُطلق الآن على فيتامينات B بشكل أكثر ملاءمة بأسماء وصفية كيميائية: B ، هو الثيامين ، B 2 هو ريبوفلافين ، B 6 و B 12 تحتفظ بأسمائها الرقمية ، والفيتامينات B الأخرى هي النياسين ، وحمض البانتوثنيك ، والبيوتين ، وحمض الفوليك. توجد الفيتامينات في مصادر الغذاء النباتي والحيواني. كما تم تصنيعها كيميائيًا وبالتالي يمكن تناولها في شكلها النقي كمكملات غذائية. لا يُعرف على وجه التحديد مقدار الفيتامينات التي يحتاجها كل شخص ، ولكن هناك بدلات يومية موصى بها لـ 10 فيتامينات.

قدم بعض الباحثين ادعاءات باهظة حول فوائد الجرعات الكبيرة من فيتامينات معينة إما كوقاية أو علاج لأمراض من حب الشباب إلى السرطان. مع اكتشاف الاكتشافات الجديدة وإما أن يتم دحض الادعاءات القديمة أو تعزيزها في كثير من الأحيان ، فمن الأسلم أن نقول إنه يتم فهم عواقب نقص الفيتامينات أكثر مما قد تفعله فيتامينات معينة. على سبيل المثال ، يؤدي نقص فيتامين (أ) إلى انهيار الخلايا الحساسة للضوء في شبكية العين ، مما يؤدي إلى العمى الليلي. يؤدي نقص فيتامين ج في النظام الغذائي إلى الإصابة بمرض الأسقربوط ، وهو مرض كان في السابق لعنة البحارة. قد يؤدي نقص فيتامين د إلى الإصابة بالكساح ، وهو مرض عظمي.

تاريخ

كان العديد من الباحثين مسؤولين عن تجميع وجود الفيتامينات كمكونات ضرورية للوجبات الغذائية للإنسان والحيوان. كان الطبيب الإنجليزي ويليام بروت من أوائل الأشخاص الذين درسوا التغذية من وجهة نظر كيميائية. في عام 1827 ، حدد العناصر الأساسية الثلاثة للنظام الغذائي للإنسان على أنها الزيت ، والسكرين ، والألبومين ، والتي هي في مصطلحات العصر الحديث الدهون والزيوت والكربوهيدرات والبروتينات. في عام 1906 ، اكتشف عالم الكيمياء الحيوية الإنجليزي فريدريك هوبكنز أن الفئران التي تتغذى على نظام غذائي نقي من الأساسيات الثلاثة لا يمكنها البقاء على قيد الحياة ما لم يتم إعطاؤها كميات صغيرة تكميلية من الحليب والخضروات. عالم بولندي ، كازيمير فونك ، صاغ مصطلح الفيتامينات في عام 1912 لوصف المواد الكيميائية التي يعتقد أنها وجدت في الطعام التكميلي الذي ساعد الفئران على البقاء على قيد الحياة. اعتقد فونك في البداية أن الفيتامينات عبارة عن أمينات مرتبطة كيميائياً ، وبالتالي فيتا (الحياة) بالإضافة إلى الأمينات. كما تم عزل الفيتامينات الأخرى التي لم تكن أمينات ، تغيرت هجاء الكلمة. ساهم باحثون آخرون يعملون على أمراض مثل الاسقربوط والبري بري الناجمين عن نقص الفيتامينات في عزل الفيتامينات المختلفة. ومع ذلك ، لم يكن يُفهم الكثير بشكل عام عن الفيتامينات في بداية القرن العشرين. على سبيل المثال ، على الرغم من أن استخدام عصير الليمون للوقاية من الإسقربوط في البحارة يعود إلى عام 1795 على الأقل ، فإن الطبيب الذي رافق رحلة سكوت إلى القطب الجنوبي في عام 1910 يعتقد أن الإسقربوط سببه البكتيريا ، وتم اتخاذ تدابير غذائية غير كافية للوقاية من المرض بين المستكشفين. بين عامي 1925 و 1955 ، تم عزل وتصنيع جميع الفيتامينات المعروفة.

مواد أولية

يمكن اشتقاق الفيتامينات من منتجات نباتية أو حيوانية ، أو إنتاجها صناعياً في المختبر. فيتامين أ ، على سبيل المثال ، يمكن الحصول عليه من زيت كبد السمك ، وفيتامين ج من الحمضيات أو الوركين. تُصنع معظم الفيتامينات التجارية من فيتامينات اصطناعية ، وهي أرخص وأسهل في الإنتاج من المشتقات الطبيعية. لذلك يمكن تصنيع فيتامين أ من الأسيتون وفيتامين ج من حمض الكيتو. لا يوجد فرق كيميائي بين الفيتامينات النقية المشتقة من مصادر نباتية أو حيوانية وتلك المنتجة صناعياً. قد تستخدم المعامل المختلفة تقنيات مختلفة لإنتاج الفيتامينات الاصطناعية ، حيث يمكن اشتقاق العديد من التفاعلات الكيميائية المختلفة.

تحتوي أقراص أو كبسولات الفيتامين عادةً على مواد مضافة تساعد في عملية التصنيع أو في كيفية قبول الجسم لحبوب الفيتامين. يضاف السليلوز الجريزوفولفين ، اللاكتوز ، الكالسيوم ، أو مالتو دكسترين إلى العديد من الفيتامينات كمواد حشو ، لإعطاء الفيتامين الحجم المناسب. عادة ما يتم إضافة ستيرات المغنيسيوم أو حامض دهني إلى أقراص الفيتامينات كمواد تشحيم ، وثاني أكسيد السيليكون كعامل تدفق. تساعد هذه الإضافات مسحوق الفيتامين على العمل بسلاسة من خلال آلة صنع الأقراص أو آلة التغليف. غالبًا ما يتم إضافة علكة السليلوز أو النشا المعدل إلى الفيتامينات كعامل تفكك. أي أنه يساعد على تكسير مركب الفيتامين بمجرد تناوله. عادة ما تكون أقراص الفيتامينات مغلفة أيضًا ، لإعطاء الأقراص لونًا أو نكهة معينة ، أو لتحديد كيفية امتصاص القرص (في المعدة مقابل الأمعاء ، ببطء مقابل الكل دفعة واحدة ، إلخ). العديد من الطلاءات مصنوعة من قاعدة السليلوز. غالبًا ما يتم وضع طلاء إضافي من شمع كرنوبا أيضًا ، لإضفاء مظهر مصقول على الجهاز اللوحي.

يمكن إضافة الأعشاب بمختلف أنواعها إلى مركبات الفيتامينات وكذلك المعادن مثل الكالسيوم والحديد والزنك. عادة ، تنتج المختبرات المتخصصة الفيتامينات والمعادن النقية. يشتري الموزع هذه من المختبرات ويبيعها للمصنعين ، الذين يجمعونها معًا في مركبات مختلفة مثل أقراص الفيتامينات المتعددة أو كبسولات ب المركب.

عملية التصنيع

الفحص الأولي
1 يشتري مصنع الفيتامينات الفيتامينات النيئة ومكونات أخرى من الموزعين. تصل الفيتامينات الخام من موزع مرموق بشهادة تحليل توضح ماهية الفيتامينات ومدى فعاليتها. في كثير من الحالات ، ستختبر الشركة المصنعة المواد الخام أو ترسل عينات إلى مختبر مستقل لتحليلها. إذا كان من المقرر أن تكون الأعشاب مكونًا في كبسولة الفيتامينات ، فيجب اختبارها للتحقق من الهوية والفعالية ، والتلوث البكتيري المحتمل أيضًا.
الخلط المسبق
2 في كثير من الأحيان ، تصل الفيتامينات الخام إلى الشركة المصنعة في صورة مسحوق ناعم ، ولا تحتاج إلى معالجة أولية. ومع ذلك ، إذا لم تكن المكونات حبيبات دقيقة ، فسيتم تشغيلها من خلال مطحنة وطحن. قد تكون بعض الفيتامينات ممزوجة مسبقًا بمكون حشو مثل السليلوز الجريزوفولفين أو مالتو دكسترين ، لأن هذا ينتج حبيبات أكثر تساويًا مما يساعد في خطوات المعالجة الإضافية. قد يقوم فنيو المختبرات بتشغيل دفعات الاختبار عند العمل بمكونات جديدة وتحديد ما إذا كان المزج المسبق ضروريًا.
التحبيب الرطب
3 بالنسبة لأقراص الفيتامينات ، يعد حجم الجسيمات مهمًا للغاية في تحديد مدى جودة تشغيل الصيغة من خلال آلة المائدة. في بعض الحالات ، تصل الفيتامينات الخام من الموزع المطحون إلى الحجم المناسب لأوراق المائدة. في حالات أخرى ، تكون خطوة التحبيب الرطب ضرورية. 

الوزن والخلط

4 عندما تكون جميع مكونات الفيتامينات جاهزة ، يأخذها العامل إلى محطة الوزن ويوزنها على الميزان. يتم سرد الأوزان المطلوبة لكل مكون في الدُفعة في سجل دفعة الصيغة. بعد الوزن ، يفرغ العامل جميع المكونات في الخلاط. قد يكون حجم الخلاط النموذجي من 15 إلى 30 قدمًا مكعبًا (0.42-0.84 متر مكعب) ، على الرغم من أنه في منشأة تصنيع كبيرة ، قد يكون أكبر بعدة مرات. تستغرق المكونات من 15 إلى 30 دقيقة في الخلاط. في هذه المرحلة ، يتم أخذ عينات من جوانب مختلفة من الخلاط وفحصها في المختبر. يتحقق فنيو المختبر من أن جميع المكونات موزعة بنفس النسبة في جميع أنحاء الخليط. إذا كانت الشركة المصنعة تقوم بعمل دفعة كبيرة ، يمكن للعمال فحص القطع الثلاث أو الأربع الأولى في الخلاط ، ثم إعادة الفحص بشكل دوري فقط. بعد اكتمال الخلط ، يأخذ العمال تركيبة الفيتامين إما إلى آلة تغليف أو آلة صنع الأقراص.

آلة تغليف

5 إذا تمت الموافقة على الدفعة في الخلاط ، يقوم العمال بنقل الخليط إلى آلة التغليف وتفريغه في قادوس. في بداية دفعة العمال

6 يتم تشغيل كبسولات الفيتامينات المملوءة بعد ذلك من خلال آلة التلميع. يتم توزيع الفيتامينات على حزام من خلال سلسلة من الفرشاة الناعمة. تتم إزالة أي غبار أو مسحوق فيتامين زائد من السطح الخارجي للكبسولات بواسطة الفرشاة. ثم يتم سكب الكبسولات المصقولة على طاولة الفحص. طاولة الفحص بها حزام من قضبان الدوران. تسقط الفيتامينات في التجاويف بين القضبان ، وتدور الفيتامينات مع دوران القضبان. وبالتالي ، فإن جميع جوانب الفيتامين مرئية للمفتش ليراها. يقوم المفتش بإزالة أي كبسولات طويلة جدًا ، أو مقسمة ، أو مدمرة ، أو غير كاملة. ثم يتم نقل الفيتامينات التي تجتاز الفحص إلى منطقة التعبئة والتغليف.

أقراص

7 أقراص فيتامين مصنوعة في آلة أقراص. بعد خلط مزيج الفيتامينات في الخلاط ، يقوم العمال بإلقائه في وعاء فوق الماكينة. ثم يتدفق مسحوق الفيتامين عبر القادوس إلى محطة تعبئة تحتها ، ويتدفق من هناك إلى طاولة دوارة. قد يكون قطر الطاولة الدوارة 2-4 أقدام (0.6-1.2 م) ، أو حتى أكبر ، ومزودة بفتحات على حافتها الخارجية التي تحتوي على قوالب على شكل القرص المطلوب (بيضاوي ، دائري ، حيوان ، إلخ. ). القوالب قابلة للتبديل ، لذلك يمكن أن ينتج نفس الجدول أي شكل ترغب فيه الشركة المصنعة ، طالما تم تثبيت القوالب المناسبة. يتدفق مسحوق الفيتامين من محطة التعبئة لملء القالب. عندما تدور الطاولة ، ينتقل القالب المملوء إلى مكبس ثقب. عندما يلتقي النصفان العلوي والسفلي من المثقاب ، يتم الضغط بمقدار 4-10 أطنان (3.6-9 طن متري) على مسحوق الفيتامين. يضغط الضغط مسحوق الفيتامين في قرص مضغوط. يتم تحرير المثقاب ، ويتم رفع المثقاب السفلي لإخراج الجهاز اللوحي. قد تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر اللوحي على لكمتين ، واحدة على كل جانب ، لذلك يتم تصنيع قرصين في وقت واحد. تحدد سرعة دوران الجدول عدد الأجهزة اللوحية التي يتم تصنيعها في الدقيقة. تخرج الأجهزة اللوحية على حزام اهتزازي يهتز أي غبار سائب من الأجهزة اللوحية. ثم يتم نقل الأقراص إلى منطقة الطلاء. يتم تحرير المثقاب ، ويتم رفع المثقاب السفلي لإخراج الجهاز اللوحي. قد تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر اللوحي على لكمتين ، واحدة على كل جانب ، لذلك يتم تصنيع قرصين في وقت واحد. تحدد سرعة دوران الجدول عدد الأجهزة اللوحية التي يتم تصنيعها في الدقيقة. تخرج الأجهزة اللوحية على حزام اهتزازي يهتز أي غبار سائب من الأجهزة اللوحية. ثم يتم نقل الأقراص إلى منطقة الطلاء. يتم تحرير المثقاب ، ويتم رفع المثقاب السفلي لإخراج الجهاز اللوحي. قد تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر اللوحي على لكمتين ، واحدة على كل جانب ، لذلك يتم تصنيع قرصين في وقت واحد. تحدد سرعة دوران الجدول عدد الأجهزة اللوحية التي يتم تصنيعها في الدقيقة. تخرج الأجهزة اللوحية على حزام اهتزازي يهتز أي غبار سائب من الأجهزة اللوحية. ثم يتم نقل الأقراص إلى منطقة الطلاء.

طلاء

8 أقراص فيتامين عادة مغلفة لأسباب متنوعة. قد يجعل الطلاء الجهاز اللوحي أسهل في البلع. قد يخفي طعمًا مزعجًا ، وقد يضفي على الجهاز اللوحي لونًا لطيفًا. قد تقوم الشركة المصنعة بطلاء قرصين بلونين مختلفين لهما نفس الحجم والشكل من أجل التعرف عليهما. يمكن أيضًا إعطاء الأقراص طلاءًا معويًا – طلاء كيميائي حساس لدرجة الحموضة يقاوم حمض المعدة. لا تنفتح الأقراص ذات الغلاف المعوي في المعدة ، ولكنها تنتقل إلى الأمعاء قبل أن تذوب. تحدد الطلاءات الأخرى توقيت انحلال القرص ، بحيث يمكن امتصاص الفيتامينات ببطء ، أو امتصاصها كلها مرة واحدة ، اعتمادًا على ما هو مناسب لذلك الجهاز اللوحي.

بمجرد أخذ الأقراص من منطقة الأقراص ، يتم وضعها في وعاء الطلاء. وعاء الطلاء عبارة عن وعاء دوار كبير محاط برشاش إلى ستة رشاشات تعمل بالمضخات. عندما تدور الأقراص في المقلاة ، تقوم المضخات برش الطلاء عليها. تحتوي العديد من الأقراص أيضًا على طبقة ثانية من شمع كرنوبا. بعد التجفيف بالهواء ، تصبح الأقراص جاهزة للتغليف. خطوة التعبئة هي نفسها بالنسبة للأقراص كما في الكبسولات.

التعبئة والتغليف

9- تغليف الفيتامينات يأخذ عدة خطوات ، والآلات المختلفة تقوم بهذه الخطوات. لذلك في منطقة التعبئة ، تمر الفيتامينات عبر صف من الآلات. بمجرد إلقاء الفيتامينات في قادوس الآلة الأولى ، لا يلمسها أي إنسان. يضبط العامل الجهاز ليحسب العدد المطلوب من الكبسولات أو الأقراص لكل زجاجة ، ويتم الباقي تلقائيًا. تسقط الكبسولات أو الأقراص في زجاجة ، ويتم تمرير الزجاجة إلى الجهاز التالي لإغلاقها وتغطيتها وتوسيمها وتغليفها بالانكماش. ثم يتم وضع الزجاجات النهائية في صناديق وتكون جاهزة للتوزيع.

مراقبة الجودة

يتم إجراء فحوصات الجودة في العديد من مراحل تصنيع الفيتامينات. يتم فحص جميع مكونات أقراص أو كبسولات الفيتامين للتحقق من الهوية والفعالية قبل استخدامها. غالبًا ما يتم اختبار هذا من قبل كل من موزع الفيتامينات الخام والشركة المصنعة. يتم فحص مسحوق الفيتامينات المختلطة قبل تغليفها أو تغليفها ، كما يتم فحص المنتج النهائي بدقة. تنظم اللوائح الفيدرالية المواد التي يمكن استخدامها في الفيتامينات وما هي الادعاءات التي يمكن للمصنعين تقديمها لمنتجاتهم. يجب إثبات سلامة مكونات الفيتامين قبل إتاحتها للمستهلكين.