水溶性にするビタミンCの特徴

L-アスコルビン酸とも呼ばれるビタミンCは、柑橘類や柔らかい果物、およびブロッコリー、ペッパー、芽キャベツ、サツマイモなどの緑豊かな緑の野菜に含まれています。ビタミンCは、皮膚、結合組織、腱軟骨、骨の構造タンパク質であるコラーゲンの合成に不可欠です。食事中のビタミンCがなければ、人間は病気になり、壊血病になり、血管出血、歯の緩み、傷を癒す能力の欠如、最後に死をもたらします。人間、猿、モルモット、その他いくつかの脊椎動物には、グルコースからのアスコルビン酸の生合成に不可欠な酵素がありません。したがって、食事に含める必要があります。

1. ビタミンの溶解度

   • ビタミンは、分子構造に応じて、水溶性または脂肪可溶性のいずれかです。水溶性ビタミンには多くの極性基があるため、水などの極性溶媒に溶けます。脂肪可溶性ビタミンは主に非極性であり、体の脂肪組織などの非極性溶媒に可溶です。

   ビタミンCの分子構造

   • ビタミンCの分子構造は、ビタミンCのリボースの分子構造に似ていますが、ビタミンCにはいくつかの追加の特徴があります。第一に、ビタミンCの5員炭素環は不飽和であり、2つのヒドロキシル（OH）グループが二重結合炭素原子に付着していることを意味します。これは、各炭素原子（C）が水素原子（H）で飽和しているリボース構造には当てはまりません。そのため、1つの二重結合の代わりに2つの単一結合が存在します。さらに、炭素ビタミンC分子の1つは不飽和であり、炭素原子は酸素原子に二重に結合されています。繰り返しますが、リボース分子では、その二重結合は、水素原子による炭素原子の飽和のために存在しません。

   炭水化物の物理的特性

   • それにもかかわらず、ビタミンCは炭水化物として分類されています。炭水化物の化学は、主に2つの官能基の組み合わせた化学的性質であり、ヒドロキシル（OH）グループとカルボニル（-CHO）グループであり、どちらも水溶性です。水中のこれらのグループの溶解度は、水とこれらの官能基の両方が極性分子であるために発生します。反対に引き付けるので、2つの極性物質を一緒に導入すると、それらは互いに引き付けられ、1つの分子の正の極が他の分子の陰性極に結合します。これは溶解です。

     ヒドロキシル（OH）官能基の場合、酸素原子は水素原子よりも電気陰性であるため、水素酸素結合に電子をそれ自体に引き込む傾向があります。これにより、酸素原子が負に帯電し、水素原子が正に帯電します。これは、水分子の酸素と水素原子の場合にも当てはまります。混合すると、水中の負に帯電した酸素原子は、ヒドロキシル基の正に帯電した水素原子を引き付け、それを独自の酸素原子から分離し、水相に引きずります。

     カルボニル（-CHO）官能基の場合、酸素は炭素よりも電気陰性であるため、炭素酸素結合で電子をそれ自体に引き寄せます。さらに、炭素酸素二重結合を構成する2つのペアの電子の1つは、酸素に向かってさらに簡単に引っ張られるため、炭素酸素二重結合が非常に高度に極性になります。

   炭水化物のものとは異なるビタミンCの物理的特性

   • ビタミンCには実際にはカルボニル（-CHO）官能基がありませんが、炭素3のヒドロキシル基の水素の水素が酸性であり、それにより単純なOHグループよりも10億倍以上イオン化する可能性が高いため、水に溶けません。酸性の意味は、水素が分子（イオン化）を離れると、残りの負に帯電した酸素分子が炭素3でその酸素と炭素1での酸素の間に均等に均等に広がることです。共鳴構造は単純なイオンよりも安定しているため、このような分子はイオン化する可能性がはるかに高く、それにより水への溶解度が高まります。