Технологія одержання аскорбінової кислоти

Вступ

Аскорбінова кислота вперше виділена в чистому вигляді Сцент-Гіоргі 1928 р. під назвою гексуронові кислота. У 1933 р. спілкою дослідників встановлена її структура. Синтез її здійснено вперше Рейхштсйном в Швейцарії, Гевортом в Англії, Хеуорзом і Хірст з співр. також у Англії. Значення вітаміну С для організму людини дуже велике.

Аскорбінова кислота бере активну участь у окислено-відновних процесах в організмі і входить до складу ряду складних ферментів, що обумовлюють процеси клітинного дихання. Вітамін С бере участь у процесах вуглеводного і білкового обміну, підвищує опірність організму до інфекційних захворювань, регулює холестериновий обмін, бере участь в нормальному функціонуванні шлунка, кишечника та підшлункової залози; спільно з вітаміном Р забезпечує нормальну еластичність стінок кровоносних капілярів, знешкоджує дію ряду лікарських речовин і отрут. Аскорбінова кислота застосовується при лікуванні цинги, інфекційних захворювань, ревматизму, туберкульозу, виразковій хворобі, при гепатитах, шоковому стані і ін.

Вітаміни – біологічні активні речовини, необхідних нормальної життєдіяльності організму. Вони сприяють правильному обміну речовин, підвищують працездатність, витривалість, опірність інфекцій. Не синтезуються в організмі й роблять лише з їжею. На відміну від білків, жирів, вуглеводів потреба у них більше кількох тисячних, сотої частки грама. Вітаміни дуже нестійкі і руйнуються під час варіння продуктів.

Відсутність вітамінів в їжі може спричинить важким розладам в організмі, що на даний час трапляються нечасто. Часто відзначається зниження забезпеченості організму тими чи інші вітамінами (гіповітамінози). Гиповітамінози носять сезонний характер, спостерігаються переважно узимне-весеннее час, і їх характерні підвищення стомлюваності, зниження працездатності, схильність різним простудним захворювань. Підвищена потреба у вітамінах виникає при посиленою фізичної навантаженні, переохолодженні організму, при захворюваннях шлунково-кишкового тракту (гастритах, колітах), в жінок під час вагітності тощо.

Вітаміни є каталізаторами (прискорювачами) дії ферментів і гормонів. Так, вітаміни групи утворюють активний центр багатьох ферментів і коферментів. За відсутності чи нестачі в їжі тих чи інших вітамінів виникають гіповітамінози.

При недостатності аскорбінової кислоти розвивається гіповітаміноз, у важких випадках - авітаміноз (цинга, скорбут). При цинзі спостерігається стомлюваність, сухість шкіри, розхитуються і випадають зуби, спостерігаються болі в кінцівках, знижується опірність до інфекцій. Зрештою, цинга приводить до летального результату. У терапевтичних дозах аскорбінова кислота добре переноситься і побічних ефектів не викликає. При введенні в великих дозах і протягом тривалого часу вона може пошкоджувати острівцевий апарат підшлункової залози і опосередковано нирки.

Аскорбінова кислота міститься в значних кількостях в овочах, плодах, ягодах, хвої, шипшині, в листі чорної смородини.

Під впливом високих температур, кисню, особливо в присутності важких металів, вітамін С легко руйнується. В організмі людини і більшості тварин аскорбінова кислота не синтезується.

Орієнтовна добова доза становить 50-100 мг. У той же час, в деяких випадках (важкі фізичні навантаження, простудні захворювання) показані збільшені (ударні) дози аскорбінової кислоти (до 0,5-1,0 г і більше на прийом). Активним пропагандистом цих поглядів є відомий американський хімік, лауреат Нобелівської премії Л. Полінг.

Характеристика аскорбінової кислоти

Аскорбнова кислот (гамма-лактон 2,3-дегідро-L-гулонової кислоти, вітамін C) C6H8O6, відносно проста органічна кислота, яка міститься у свіжих фруктах (яблука, сливи, персики і т.д.) та овочах (морква, капуста, буряк, картопля та ін.).

Систематична назва (IUPAC)
2-Oxo-L-threo-hexono-1,4-lactone-2,3-enediol or (R)-3,4-dihydroxy-5-((S)- 1,2-dihydroxyethyl)furan-2(5H)-one
Ідентифікатори
Номер CAS	50-81-7
Код ATC	A11G
PubChem	5785
DrugBank	DB00126
Хімічні дані
Формула	C6H8O6
Мол. маса	176.12 г/моль
SMILES	eMolecules & PubChem
Синоніми	L-ascorbic acid
Фізичні дані
Густина	1.694 г/см
Т плавлення	190 °C (374 °F)
Т кипіння	553 °C (1027 °F)
Фармакокінетичні дані
Біодоступність	rapid & complete
Зв'язування	negligible
Період напіврозпаду	varies according to plasma concentration
Виділення	renal

Не синтезується у організмі людини і надходить лише з продуктами харчування. Розчиняється у воді і руйнується при тривалому кип'ятінні, тому вимочування або переробка овочів знижує вміст у них вітаміну С. Велика кількість вітаміну C міститься в лимонах, плодах шипшини, червоного перцю, смородини, зеленої цибулі. Добова потреба людини в аскорбіновій кислоті досить велика — 63—105 мг. Нестача аскорбінової кислоти може привести до цинги. Отримана 1934 Тадеушем Рейхштейном, швейцарським хіміком, нобелянтом.

Кислота аскорбінова - водорозчинний вітамін, який сприяє оптимальному перебігу тканинного обміну. Бере активну участь вокисно-відновних реакціях, створюючи із дегідроаскорбіновою кислотою систему переносу протону водню, проявляє властивості антиоксиданта, за рахунок чого забезпечує стабільність клітинних мембран. Бере участь у синтезі основної речовини сполучної тканини судинної стінки, чим запобігає розвиткугеморагічного діатезу. При недостатньому надходженні аскорбінової кислоти з продуктами харчування розвивається кровотеча із ясен, слизових оболонок. Приймає участь у обміні глюкози, катаболізмі холестерину, синтезі стероїдних гормонів. При стресових реакціях вміст її в організмі, і в наднирковій тканині зокрема, значно знижується, що підтверджує участь аскорбінової кислоти вреакціях адаптації. Здатна проявляти антианемічну дію за рахунок впливу наобмін заліза. Відновлює тривалентне залізо до двохвалентного, останнє всмоктується з кишок і транспортується з током крові.

Всмоктується без енерг етичних затрат у тонкому кишечнику у вигляді дегідроаскорбінової кислоти. Максимум концентрації у крові через 4 години. В основному накопи чується в органах з підвищеним рівнем обмінних процесів, зокрема у тканині надниркової залози. В тканинах знаходиться як увільному стані, так і у вигляді сполук. Організм покидає з сечею, як у незміненому стані, так і у вигляді метаболітів. Вміст аскорбінової кислоти втканинах знижується при вживанні алкоголю та палінні.

Призначають як лікувальний засіб у всіх клінічних ситуаціях, пов’язаних з необхідністю додаткового введення вітаміну С. Аскорбінову кислоту призначають для лікування цинги, застосовують при кровотечах (маткових, легеневих, носових, печінкових, кровотечах як синдромі променевої хвороби та ін.), геморагічних діатезах, при різних інтоксикаціях й інфекційних захворюваннях, нефропатії вагітних, хворобі Аддісона, при передозуванні антикоагулянтами, переломах кісток і ранах, які повільно загоюються, різноманітних дистрофіях.

Вітамін С виконує в організмі два основні завдання: забезпечення імунного захисту і стабілізації психіки. Вітамін С найкращий засіб для збереження життєвої сили. Коли бракує С в людей кровоточать ясна, часті простуди, загроза запалення слизових оболонок, зайва вага, підвищувана втомлюваність, слабкі нерви, погана концетрація уваги, депресивний стан, безсоння, раннє утворення зморшок.

Функції

антиоксидантна;
синтезує колаген;
синтезує карнітин;
синтезує нейромедіатори (норепінефрин і серотонін);
детоксикація і виведення хімічних речовин;
модуляція імунітету;
розклад і виведення холестерину;
сприяє абсорбції заліза;
захищає фолати і вітамін Е від окиснення і підтримує ці вітаміни в активній формі;
контроль рівня гістаміну в крові.

Декілька досліджень продемонстрували, що щоденне вживання 5-10 г вітаміна С здоровими людьми не призводить до побічної дії, за виключенням одиночних випадків нудоти, розлад кишечника та діареї. Попри це, деякі дослідники попереджують про небезпечність виникнення каміння в нирках при великих дозах віт. С (оксалат являється метаболітом вітаміну С). Великі дози вітаміну С можуть знизити вміст міді. Вітамін С у формі жувальних таблеток може руйнувати емаль зубів внаслідок підвищеної кислотності.

Ринок аскорбінової кислоти в Україні

Український ринок лікарських засобів складається з госпітального й роздрібного сегментів. У госпітальному сегменті продаж лікарських препаратів здійснюється через лікувально-профілактичні установи України. Роздрібний сегмент представлений, насамперед, аптечними мережами. У загальному обсязі продажів лікарських препаратів найбільша питома вага, за підсумками І півріччя 2010 року, традиційно припадає на м. Київ (13%) та Східні регіони (близько 33%). За результатами аналізованого періоду у структурі продажів лікарських засобів (в натуральному вимірі), в розрізі цінових сегментів на низький та середній сегменти припадає близько 90-93% загального обсягу реалізації, що характерно для країн з низьким рівнем розвитку медицини, зокрема, системи діагностики, медичного страхування.

Також необхідно відзначити, що на обсяги продажів медичних препаратів впливає фактор сезонної зміни попиту з боку населення, а саме: збільшення продажів лікарських засобів спостерігається в лютому-квітні, а також в IV кварталі, що частково пов'язано із щорічним загостренням захворювань грипом, РВІ й іншими захворюваннями.

Протягом 2004-2008 рр. фармацевтичний ринок України в цілому характеризувався високими темпами росту (у середньому на 20-30%% щорічно), а також низьким рівнем споживання лікарських засобів на душу населення (витрати на медичні препарати займають 4-5 місце у витратах середньостатистичного українця. Споживання лікарських засобів на одного мешканця України за підсумками І півріччя 2010 року становить близько 200 грн.). Динаміку розвитку фармацевтичного ринку України наведено у Рисунку 2.1.

Рисунок 2.1. Динаміка розвитку фармацевтичного ринку України за січень-липень 2008-2010 рр. (за цінами виробників), млрд. грн.

Джерело: «Support in Market Development», розрахунки агентства «Кредит-Рейтинг»

Обсяг фармацевтичного ринку України (за цінами виробників) за підсумками січня-липня 2010 року склав 11,1 млрд. грн., що на 17,5 в. п. перевищує аналогічний показник 2009 року. При цьому, на госпітальний сегмент ринку доводиться всього близько 7% від загального обсягу продажів в Україні (за підсумками січня-липня 2009 року – 11%). Необхідно відмітити що госпітальний сегмент виявився найбільш чутливим до скорочення попиту, що пов’язано з залежністю обсягів закупівель лікарсько-профілактичними закладами України від державного фінансування.

У загальному обсязі продажів фармацевтичної продукції в Україні, за підсумками І півріччя 2010 року, на лікарські засоби припадає близько 60%, на вироби медичного призначення – 32%, косметичну продукцію – близько 3% від загального обсягу продажів. Питома вага вітчизняних препаратів у натуральному вимірі, за результатами І півріччя 2010 року, становила близько 60%, при цьому темпи збільшення продажів вітчизняних препаратів становили у середньому 30%, іноземних – 15-20%. Проте, у грошовому вимірі на вітчизняну продукцію доводиться близько 25-30% загальних продажів, тоді як на імпортну відповідно – 70-75%.

Необхідно відзначити, що за підсумками січня-липня поточного року спостерігається поступове відновлення та збільшення обсягів імпорту фармацевтичної продукції в Україну, що частково пов’язано з відносною стабілізацією валютних курсів, зростанням реальної заробітної плати населення. Так, обсяг імпорту готових лікарських засобів за період з січня по липень 2010 року склав 8,3 млрд. грн. (+15% порівняно с аналогічним періодом 2009 року). Найбільшими країнами-імпортерами фармацевтичної продукції в Україну в аналізованому періоді були: Германія, Індія, Угорщина, Франція та інші країни.

Основними компаніями-імпортерами в Україну фармацевтичної продукції є ТОВ «БаДМ», ТОВ СП «Оптима-Фарм» Лтд, ТОВ «ВВС-Лтд», ЗАТ «Альба Україна», ТОВ «Санофі-Авентіс Україна» та інші підприємства. Основними іноземними виробниками, продукція яких представлена на українському ринку є: «Nycomed» (Австрія), «Berlin-Chemie/Menarini Group» (Німеччина), «KRKA» (Словенія), «Glaxosmithkline» (Великобританія) «Gedeon Richter» (Угорщина) і т.д.

Серед вітчизняних підприємств-виробників фармацевтичної продукції можна відзначити наступні підприємства: Корпорація «Фармак», «Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод», Корпорація «Артеріум» («Київмедпрепарат», «Галичфарм»), Корпорація «Стірол», «Дарниця», «Здоров’я», «Лекхім», «Київський завод вітамінів» і т.д. 5 основних компаній виробляють близько 50-55%% продукції. У 2009-2010 роках на українському фармацевтичному ринку здійснюють реалізацію продукції близько 600 виробників, з них близько 140 – українські підприємства, тобто український ринок є досить концентрованим та має високий рівень конкуренції.

За підсумками січня-липня поточного року вітчизняними підприємствами було вироблено готової продукції на суму 3,5 млрд. грн. (+29% порівняно з аналогічним періодом 2009 року, Рисунок 2.2). Активізація попиту з боку населення на лікарські засоби українського виробництва і як наслідок збільшення обсягів виробництва було досягнуто частково за рахунок суттєвого збільшення рекламних та маркетингових витрат підприємств-виробників, пов’язаних з просуванням продукції на ринок.

Рисунок 2.2. Обсяги виробництва готових лікарських засобів в Україні за період з січня по липень 2008-2010 рр., млрд. грн.

Джерело: apteka.ua

Протягом останніх років українські підприємства-виробники фармацевтичної продукції нарощували обсяги експортних поставок, не став винятком ї 2010 рік. Так, за період з січня по липень поточного року експорт готових лікарських засобів вітчизняного виробництва склав близько 700 млн. грн. (+40% порівняно з січнем-липнем 2009 року), в натуральному вимірі експорт становив близько 7 тис. т (+8% порівняно з аналогічним періодом 2009 року).

Географія експортних поставок здебільшого представлена такими країнами як: Узбекистан, Казахстан, Росія, Білорусь та інші країни. Концентрація експорту фармацевтичної продукції українського виробництва, переважно до країн СНД пояснюється наявністю жорсткої системи контролю якості продукції на європейських ринках, а також необхідністю наявності у виробників GMP сертифікатів. Найбільшими українськими виробниками-експортерами є ВАТ «Фармак», Корпорація «Артеріум» та інші підприємства.

Згідно досліджень агентства «Кредит-Рейтинг», українські підприємства-виробники використовують у виробництві в основному імпортну сировину, що прив'язує як структуру собівартості, так і рівень відпускних цін до коливань курсу національної валюти відносно долара та євро. При цьому сировина та матеріали українського виробництва представлені здебільшого допоміжними матеріалами (упаковка тощо).

З основних тенденцій розвитку фармацевтичного ринку України необхідно також відмітити збільшення українськими підприємствами обсягів виробництва в цілому, а також частки в структурі виробництва препаратів, які відносяться до групи високорентабельної продукції (у т.ч. препарати-дженерики). Крім того, у рамках поетапної модернізації основних фондів, вітчизняні компанії здійснюють сертифікацію виробничих потужностей у відповідності зі стандартами Виробничої практики GMP EC (міжнародні стандарти й правила, які регламентують організацію виробництва й контроль якості фармацевтичної продукції на всіх стадіях технологічного процесу). На думку рейтингового агентства «Кредит-Рейтинг», з однієї сторони наявність GMP сертифікатів підвищує конкурентоспроможність продукції та фактично є допуском українських фармацевтичних компаній на ринки розвинених країн, з іншої сторони, модернізація виробництва за вимогами даних директив може привести до збільшення собівартості і як наслідок росту цін на продукцію, що експортується.

Прогноз розвитку ринку

За дослідженнями агентства «Кредит-Рейтинг» в 2010-2011 рр. на фармацевтичному ринку України будуть спостерігатися наступні тенденції:

збереження та поступове зростання обсягів виручки від реалізації продукції, виробленої вітчизняними підприємствами, тому що лікарські засоби входять у групу товарів з низьким ступенем еластичності попиту, тобто, попит на дану продукцію залишається стійким навіть при зниженні купівельної спроможності населення в умовах економічної кризи.
посилення державного регулювання фармацевтичної галузі України. При цьому, негативно на показники діяльності українських виробників фармацевтичної продукції може вплинути: повна заборона реклами лікарських засобів усіх груп, яку наразі ініціює Антимонопольний комітет України; встановлення обмежень на торгівельну націнку для дистриб’юторів лікарських засобів вітчизняного виробництва; спрощення контролю за лікарськими засобами, які імпортуються в Україну (Постанова КМУ від 01.03.2010 №216).
основні вітчизняні виробники фармацевтичної продукції вже здійснили коректування фінансових планів, виробничих планів, оптимізацію структури постійних і змінних витрат, пов'язаних із забезпеченням їх діяльності, крім того, був здійснений більш глибокий аналіз ризиків, у т.ч. валютних. Даний комплекс заходів може дозволити вітчизняним компаніям мати більш збалансовані бюджети.
Рейтингове агентство «Кредит-Рейтинг» очікує, що в 2010-2011 рр. українські фармацевтичні компанії зіштовхнуться з аналогічними проблемами, які були характерні для 2009 року, а саме: необхідністю проведення подальшої роботи з реструктуризації існуючих зобов'язань підприємств за банківськими кредитами та іншими інструментами запозичень.
Враховуючі прогнозні дані експертів (обсяг світового фармацевтичного ринку за підсумками поточного року продемонструє зростання на 4-6 в. п. до рівня в 825 млрд. дол. США, у 2013 року – до 975 млрд. дол. США, за даними pharmaceutical-drug-manufacturers.com), українські фармацевтичні виробники мають можливості у середньостроковій перспективі збільшити обсяги експорту своєї продукції. При цьому, позитивними факторами, які сприятимуть зміцненню ринкових позицій вітчизняних підприємств є: концентрація виробничих потужностей на розширенні виробництва препаратів-дженериків; поступовий перехід виробничих процесів на GMP стандарти; цінова привабливість фармацевтичної продукції українського виробництва.

Серед вітчизняних підприємств-виробників фармацевтичної продукції можна відзначити наступні підприємства: Корпорація «Фармак», «Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод», Корпорація «Артеріум» («Київмедпрепарат», «Галичфарм»), Корпорація «Стірол», «Дарниця», «Здоров’я», «Лекхім», «Київський завод вітамінів» і т.д. В цілому український ринок є досить концентрованим та має високий рівень конкуренції. Вітчизняними виробниками, за підсумками січня-липня поточного року, було вироблено готової продукції на суму 3,5 млрд. грн. (+29% порівняно з аналогічним періодом 2009 року). Активізація попиту з боку населення на лікарські засоби українського виробництва і як наслідок збільшення обсягів виробництва було досягнуто частково за рахунок суттєвого збільшення рекламних та маркетингових витрат підприємств-виробників, пов’язаних з просуванням продукції на ринок.

Основні виробники аскорбінової кислоти в Україні:

ЗАТ «Фармацевтична фірма «Дарниця» м. Київ ( в виді розчину для ін’єкцій)
- ЗАТ «Київський вітамінний завод» м. Київ (в виді драже)
- АТ «Стома» м. Харків ( в виді таблеток)
- ЗАТ «Технолог» м. Умань, Черкаська область (в виді драже)
- ТОВ «Фармацевтична фірма «Здоровя» м.Харків (в виді розчину для ін’єкцій)
- АТ «Галичфарм» м.Львів (в виді таблеток для жування)
- ТОВ «Астрафарм» м. Вишневе, Київська область ( в виді таблеток для жування)

Е300 є харчовою добавкою, дозволеної для виробництва продуктів харчування в Україні. У харчовій промисловості аскорбінова кислота виконує функції антиоксиданту, регулятор кислотності, підкислювача, синергиста антиокислювачів, засоби обробки борошна, стабілізатора забарвлення, вітаміну.

Аскорбінову кислоту застосовують:

для захисту жирів і смакових продуктів від окислення;
для стабілізації забарвлення фруктів і овочів, алкогольних напоїв, м'ясопродуктів;
для зниження кількості нітратів і нітритів;
для поліпшення пшеничного борошна;
для заміни лимонної кислоти;
в якості смакового речовини;
для стабілізації заліза в мінеральних водах;
в якості вітаміну С для виробництва збагачених вітамінами продуктів харчування.

У медицині аскорбінова кислота використовується як вітамін С для виготовлення лікарських препаратів, а також для стабілізації лікарських засобів.

Технологія одержання аскорбінової кислоти