Vitamine

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Contexte

Les vitamines sont des composés organiques qui sont nécessaires en petites quantités dans l'alimentation animale et humaine pour maintenir la vie et la santé. L'absence de certaines vitamines peut provoquer des maladies, une mauvaise croissance et divers syndromes. Treize vitamines ont été identifiées comme nécessaires à la santé humaine, et il existe plusieurs autres substances similaires aux vitamines qui peuvent également contribuer à une bonne nutrition. À l'origine, on pensait que les vitamines étaient des composés chimiques particuliers appelés amines, mais on sait maintenant que les vitamines n'ont aucun lien chimique. Leurs actions sont différentes, et bien qu'étudiées de manière exhaustive, tout n'est pas compris sur leur façon de travailler et ce qu'elles font. Les vitamines sont nommées par des lettres :vitamine A, vitamine C, D, E, K et le groupe des vitamines B. Les huit vitamines B étaient à l'origine considérées comme une seule vitamine, et au fur et à mesure que l'on en apprenait davantage à leur sujet, des indices numériques leur ont été attribués :vitamine B,, B ₂ , etc. Les vitamines B sont maintenant appelées plus justement par des noms chimiquement descriptifs :B, est la thiamine, B ₂ est la riboflavine, B ₆ et B ₁₂ conservent leurs noms numériques et les autres vitamines B sont la niacine, l'acide pantothénique, la biotine et l'acide folique. Les vitamines se trouvent dans les sources alimentaires végétales et animales. Ils ont également été synthétisés chimiquement et peuvent donc être ingérés sous leur forme pure en tant que compléments nutritionnels. On ne sait pas avec précision la quantité de chaque vitamine dont chaque personne a besoin, mais il existe des apports journaliers recommandés pour 10 vitamines.

Certains chercheurs ont fait des déclarations extravagantes sur les avantages de fortes doses de vitamines spécifiques en tant que prévention ou traitement de maladies allant de l'acné au cancer. Alors que de nouvelles découvertes sont faites et que les anciennes allégations sont souvent démystifiées ou renforcées, il est plus sûr de dire que l'on comprend mieux les conséquences du manque de vitamines que ce que certaines vitamines peuvent faire. Par exemple, une carence en vitamine A entraîne la dégradation des cellules photosensibles de la rétine de l'œil, provoquant la cécité nocturne. L'absence de vitamine C dans l'alimentation conduit au scorbut, une maladie autrefois le fléau des marins. L'absence de vitamine D peut conduire au rachitisme, une maladie des os.

Historique

De nombreux chercheurs étaient chargés de reconstituer l'existence des vitamines en tant que composants nécessaires de l'alimentation humaine et animale. L'un des premiers à étudier la nutrition d'un point de vue chimique était le médecin anglais William Prout. En 1827, il a défini les trois éléments essentiels de l'alimentation humaine comme étant l'huile, la saccharine et l'albumine, qui en termes modernes sont les graisses et les huiles, les glucides et les protéines. En 1906, un biochimiste anglais, Frederick Hopkins, a découvert que les souris nourries avec un régime pur des trois éléments essentiels ne pouvaient survivre que si elles recevaient de petites quantités supplémentaires de lait et de légumes. Un scientifique polonais, Casimir Funk, a inventé le terme vitamines en 1912 pour décrire les produits chimiques qu'il croyait avoir été trouvés dans les aliments complémentaires qui ont aidé les souris à survivre. Funk a d'abord cru que les vitamines étaient des amines chimiquement apparentées, donc vita (vie) plus amines. Comme d'autres vitamines ont été isolées qui n'étaient pas des amines, l'orthographe du mot a changé. D'autres chercheurs travaillant sur des maladies telles que le scorbut et le béribéri, qui sont causées par une carence en vitamines, ont contribué à l'isolement des différentes vitamines. Pourtant, on savait généralement peu de choses sur les vitamines au début du XXe siècle. Par exemple, bien que l'utilisation de jus de citron vert pour prévenir le scorbut chez les marins remonte au moins à 1795, le médecin qui a accompagné le voyage de Scott au pôle Sud en 1910 croyait que le scorbut était causé par une bactérie, et des mesures nutritionnelles inadéquates ont été prises pour prévenir la maladie. parmi les explorateurs. Entre 1925 et 1955, les vitamines connues ont toutes été isolées et synthétisées. Les recherches se poursuivent aujourd'hui sur la fonction des différentes vitamines.

Matières premières

Les vitamines peuvent être dérivées de produits végétaux ou animaux, ou produites synthétiquement en laboratoire. La vitamine A, par exemple, peut être dérivée de l'huile de foie de poisson et la vitamine C des agrumes ou des cynorrhodons. La plupart des vitamines commerciales sont fabriquées à partir de vitamines synthétiques, qui sont moins chères et plus faciles à produire que les dérivés naturels. Ainsi, la vitamine A peut être synthétisée à partir d'acétone et la vitamine C à partir d'acide céto. Il n'y a pas de différence chimique entre les vitamines purifiées dérivées de sources végétales ou animales et celles produites synthétiquement. Différents laboratoires peuvent utiliser différentes techniques pour produire des vitamines synthétiques, car beaucoup peuvent être dérivées de diverses réactions chimiques.

Les comprimés ou capsules de vitamines contiennent généralement des additifs qui facilitent le processus de fabrication ou la façon dont la pilule de vitamines est acceptée par le corps. De la cellulose microcristalline, du lactose, du calcium ou de la maltodextrine sont ajoutés à de nombreuses vitamines en tant que charge, pour donner à la vitamine le volume approprié. Le stéarate de magnésium ou l'acide stéarique est généralement ajouté aux comprimés de vitamines en tant que lubrifiant et le dioxyde de silicium en tant qu'agent d'écoulement. Ces additifs aident la poudre de vitamine à passer en douceur dans la machine de fabrication de comprimés ou d'encapsulation. La gomme ou l'amidon de cellulose modifié est souvent ajouté aux vitamines en tant qu'agent de désintégration. C'est-à-dire qu'il aide le composé vitaminique à se décomposer une fois ingéré. Les comprimés de vitamines sont également généralement enrobés, pour donner aux comprimés une couleur ou une saveur particulière, ou pour déterminer comment le comprimé est absorbé (dans l'estomac contre dans l'intestin, lentement contre tout à la fois, etc.). De nombreux revêtements sont fabriqués à partir d'une base de cellulose. Une couche supplémentaire de cire de carnauba est également souvent appliquée pour donner au comprimé un aspect poli.

Des herbes de diverses sortes peuvent être ajoutées aux composés vitaminiques, ainsi que des minéraux tels que le calcium, le fer et le zinc. En règle générale, les laboratoires spécialisés produisent des vitamines et des minéraux purifiés. Un distributeur les achète aux laboratoires et les vend aux fabricants, qui les assemblent dans différents composés tels que des comprimés de multivitamines ou des gélules de complexe B.

Le processus de fabrication

Contrôle préalable

• 1 Un fabricant de vitamines achète des vitamines brutes et d'autres ingrédients auprès de distributeurs. Les vitamines brutes d'un distributeur réputé arrivent avec un certificat d'analyse, indiquant ce que sont les vitamines et leur puissance. Dans de nombreux cas, le fabricant testera néanmoins les matières premières ou enverra des échantillons à un laboratoire indépendant pour analyse. Si les herbes doivent être un ingrédient dans la capsule de vitamines, elles doivent être testées pour leur identité et leur puissance, ainsi que pour une éventuelle contamination bactérienne.

Prémélange

• 2 Souvent, les vitamines brutes arrivent chez le fabricant sous forme de poudre fine et ne nécessitent aucun traitement préalable. Cependant, si les ingrédients ne sont pas finement granulés, ils seront passés dans un moulin et broyés. Certaines vitamines peuvent être prémélangées avec un ingrédient de remplissage tel que la cellulose microcristalline ou la maltodextrine, car cela produit un granule plus uniforme qui facilite les étapes de traitement ultérieures. Les techniciens de laboratoire peuvent exécuter des lots de test lorsqu'ils travaillent avec de nouveaux ingrédients et déterminer si un prémélange est nécessaire.

Granulation humide

• 3 Pour les comprimés de vitamines, la taille des particules est extrêmement importante pour déterminer à quel point la formule passera dans la machine à comprimés. Dans certains cas, les vitamines brutes arrivent du distributeur broyées à la taille appropriée pour la fabrication de comprimés. Dans d'autres cas, une étape de granulation humide est nécessaire. Dans la granulation humide, la fine poudre de vitamine est mélangée à une variété de particules de cellulose, puis humidifié. Le mélange est ensuite séché dans un séchoir. Après séchage, la formule peut être en morceaux aussi gros qu'un centime. Ces morceaux sont dimensionnés en passant dans un broyeur. Le broyeur force les morceaux à travers un petit trou du diamètre souhaité du granule. Ces granulés peuvent ensuite être pesés et mélangés.

Pesée et mélange

• 4 Lorsque tous les ingrédients vitaminés sont prêts, un travailleur les amène à la station de pesée et les pèse sur une balance. Les poids requis pour chaque ingrédient du lot sont répertoriés dans un enregistrement de lot de formules. Après la pesée, l'ouvrier jette tous les ingrédients dans un mélangeur. Le volume d'un mélangeur typique peut être de 15 à 30 pieds cubes (0,42 à 0,84 m3), bien que dans une grande usine de fabrication, il puisse être plusieurs fois plus grand. Les ingrédients passent de 15 à 30 minutes dans le mixeur. À ce stade, des échantillons sont prélevés de différents côtés du mélangeur et contrôlés en laboratoire. Les techniciens de laboratoire vérifient que tous les ingrédients sont répartis dans la même proportion dans tout le mélange. Si le fabricant fabrique un lot important, les travailleurs peuvent vérifier les trois ou quatre premiers lots dans le mélangeur, puis ne revérifier que périodiquement. Une fois le mélange terminé, les travailleurs amènent la formule de vitamines dans une machine d'encapsulation ou de fabrication de comprimés.

Encapsuleuse

• 5 Si le lot dans le mélangeur a été approuvé, les travailleurs transportent le mélange dans la machine d'encapsulation et le vident dans une trémie. Au début d'un lot, les travailleurs Le mélange de vitamines fini peut être compressé en comprimés, parfois avec un enrobage, ou encapsulé dans des capsules de gélatine préformées. testera la machine d'encapsulation et vérifiera que les capsules ont le poids approprié et constant. Les travailleurs vérifient également visuellement les capsules pour voir si elles semblent se fendre ou se former des capitons. Si les lots de test s'exécutent correctement, les travailleurs exécutent l'intégralité du lot. Le mélange de vitamines traverse une trémie et une autre trémie contient des capsules de gélatine entières. Les capsules sont cassées en deux par la machine. La moitié inférieure de la capsule tombe à travers un entonnoir dans un plat de dosage rotatif. Ensuite, la machine mesure une quantité précise du mélange de vitamines en poudre dans chaque moitié de capsule ouverte. Les goupilles de bourrage poussent la poudre vers le bas. Ensuite, les moitiés supérieures des capsules sont poussées vers le bas sur les fonds remplis.

Polissage et inspection

• 6 Les capsules de vitamines remplies sont ensuite passées dans une machine à polir. Les vitamines circulent sur une bande à travers une série de brosses douces. Tout excès de poussière ou de poudre de vitamine est éliminé de l'extérieur des capsules par les brosses. Les capsules polies sont ensuite versées sur une table d'inspection. La table d'inspection a une ceinture de tiges rotatives. Les vitamines tombent dans les rainures entre les tiges et les vitamines tournent lorsque les tiges tournent. Ainsi, tous les côtés de la vitamine sont visibles pour l'inspecteur. L'inspecteur retire toutes les capsules trop longues, fendues, alvéolées ou autrement imparfaites. Les vitamines qui passent l'inspection sont ensuite acheminées vers la zone de conditionnement.

Comprimés

• 7 comprimés de vitamines sont fabriqués dans une machine à comprimés. Une fois le mélange de vitamines mélangé dans le mélangeur, les ouvriers le jettent dans une trémie au-dessus de la machine. La poudre de vitamine s'écoule ensuite à travers la trémie jusqu'à une station de remplissage située en dessous et s'écoule de là vers une table rotative. La table rotative peut avoir un diamètre de 0,6 à 1,2 m (2 à 4 pieds), voire plus, et est munie de trous sur son bord extérieur qui retiennent les matrices de la forme de la tablette souhaitée (ovale, rond, animal, etc. ). Les matrices sont interchangeables, de sorte que la même table peut produire la forme souhaitée par le fabricant, à condition que les matrices appropriées soient installées. La poudre de vitamine s'écoule de la station de remplissage pour remplir la matrice. Lorsque la table tourne, la matrice remplie se déplace dans une presse à poinçonner. Lorsque les moitiés supérieure et inférieure du poinçon se rencontrent, 4 à 10 tonnes (3,6 à 9 tonnes métriques) de pression sont exercées sur la poudre de vitamine. La pression comprime la poudre de vitamine en un comprimé compact. Le poinçon se libère et le poinçon inférieur se soulève pour éjecter la tablette. Certaines machines à comprimés peuvent avoir deux poinçons, un de chaque côté, de sorte que deux comprimés sont fabriqués simultanément. La vitesse de rotation de la table détermine le nombre de comprimés fabriqués par minute. Les comprimés sont éjectés sur une courroie vibrante qui fait vibrer toute poussière détachée des comprimés. Les comprimés sont ensuite déplacés vers la zone d'enrobage.

Revêtement

• 8 Les comprimés de vitamines sont généralement enrobés pour diverses raisons. L'enrobage peut rendre le comprimé plus facile à avaler. Cela peut masquer un goût désagréable et donner au comprimé une couleur agréable. Un fabricant peut enrober des comprimés de deux couleurs différentes qui sont de la même taille et de la même forme, à des fins d'identification. Les comprimés peuvent également recevoir un enrobage entérique, un enrobage chimique sensible au pH qui résiste à l'acide gastrique. Les comprimés avec un enrobage entérique ne s'ouvriront pas dans l'estomac, mais se déplaceront vers l'intestin avant de se dissoudre. D'autres enrobages déterminent le moment de la dissolution du comprimé, de sorte que les vitamines peuvent être absorbées lentement, ou en une seule fois, selon ce qui convient à ce comprimé.

  Une fois que les comprimés sont retirés de la zone de compression, ils sont placés dans le bac d'enrobage. Le bac de revêtement est un grand bac rotatif entouré d'un à six pistolets pulvérisateurs actionnés par des pompes. Au fur et à mesure que les comprimés tournent dans le bac, les pompes les recouvrent d'un revêtement. De nombreux comprimés reçoivent également une seconde couche de cire de carnauba. Après séchage à l'air, les comprimés sont prêts à être emballés. L'étape de conditionnement est la même pour les comprimés que pour les gélules.

Emballage

• 9 L'emballage des vitamines nécessite plusieurs étapes, et différentes machines effectuent ces étapes. Ainsi, dans la zone de conditionnement, les vitamines passent par une rangée de machines. Une fois les vitamines déversées dans la trémie de la première machine, aucun humain ne les touche. L'ouvrier règle la machine pour compter le nombre requis de capsules ou de comprimés par bouteille, et le reste se fait automatiquement. Les capsules ou comprimés tombent dans une bouteille et la bouteille passe à la machine suivante pour être scellée, bouchée, étiquetée et emballée sous film rétractable. Les bouteilles finies sont ensuite placées dans des boîtes et sont prêtes à être distribuées.

Contrôle qualité

Des contrôles de qualité sont effectués à de nombreuses étapes de la fabrication des vitamines. Tous les ingrédients des comprimés ou capsules de vitamines sont vérifiés pour leur identité et leur activité avant leur utilisation. Souvent, cela est testé à la fois par le distributeur de vitamines brutes et par le fabricant. La poudre de vitamines mélangées est contrôlée avant d'être comprimée ou encapsulée, et le produit fini est également soigneusement inspecté. Les réglementations fédérales régissent les substances pouvant être utilisées dans les vitamines et les allégations que les fabricants peuvent faire pour leurs produits. Les ingrédients vitaminiques doivent être prouvés sûrs avant de pouvoir être mis à la disposition des consommateurs.

Le futur

La recherche sur les vitamines est un domaine volatile, avec de nouvelles études suggérant constamment de nouveaux rôles pour les vitamines dans la santé et la prévention des maladies. Certaines vitamines ou substances ressemblant à des vitamines connaissent des modes de popularité parmi les consommateurs au fur et à mesure que certaines de ces recherches font surface. Néanmoins, le processus de fabrication reste le même pour les nouvelles substances. L'avenir des vitamines changera probablement le plus conceptuellement, dans notre compréhension du fonctionnement des vitamines.