Димерные фенольные соединения
Опубликовано 28 Мар 2012. Автор: Научный сотрудник
Димерные фенольные соединения имеют основную структуру с двумя ароматическими кольцами С6-С3-С4 и делятся на флавоноиды и изофлавоноиды (ротеноиды). Эти соединения наиболее широко распространены в природе и многие из них принимают участие в формировании аромата и цвета растительных продуктов.
В зависимости от структуры связующего трехуглеродного фрагмента в молекуле и степени окисленности флавоноиды подразделяются на катехины, лейкоантоцианы, флаваноны, флаванонолы, антоцианы , флавоны, флавонолы и другие (см. рис.). Наиболее восстановленные соединения — катехины, наиболее окисленные — флавонолы.
Катехины — бесцветные соединения, легко окисляются, в результате чего приобретают разную окраску. Например, различный цвет чая (черный, красновато-коричневый, желтый) обусловлен степенью окисления катехинов, содержащихся в чайном листе. Существует несколько форм катехинов: катехин, галлокатехин, галлокатехингаллат и другие. Каждый катехин может существовать в виде четырех оптических изомеров, различающихся по направлению и величине угла вращения: (+)-катехин, (-)-катехин; (+)-эпикатехин, (-)-эпикатехин. Кроме того, для каждого катехина известны два рацемата — смесь, лишенная оптической активности: (+)-катехин и (+)-эпикатехин. Все они отличаются по физическим свойствам и биологическому действию. Например, высокой Р-витаминной активностью обладает (-)-эпикатехин.
В плодах и овощах катехины могут присутствовать в свободном и связанном состоянии (в составе полимерных форм). Много катехинов содержится в винограде, айве, черной смородине, яблоках, черноплодной рябине, косточковых плодах и ягодах.
Катехины хорошо растворимы в воде, имеют слабый вяжущий вкус, легко окисляются на свету, при нагревании, особенно в щелочной среде под действием окислительных ферментов (фенолоксидазы и пероксидазы). Продукты окисления — хиноны — и полимеризации катехинов флобафены — придают плодам и овощам при термической и механической обработке темную окраску.
Окисление фенольных соединений может быть обратимым и необратимым. Этот процесс происходит и в здоровых, неповрежденных растительных клетках, но ткань их при этом не темнеет. Это обусловлено тем, что через тонопласт в цитоплазму поступает строго ограниченное количество фенолов, рассчитанное на тот ферментативный аппарат, который имеется в цитоплазме.
При окислении в здоровой клетке часть фенолов окисляется до карбоновых кислот и в качестве конечных продуктов окисления образуются СО2 и Н2О.
Часть же промежуточных продуктов окисления фенолов с помощью ферментов фенолоксидазы и пероксидазы, а также восстановителей, вновь восстанавливается до исходных соединений.
В поврежденных клетках в контакте с о-фенолоксидазой оказывается сразу большое количество фенолов и поэтому восстановления не происходит, а образующиеся хиноны необратимо конденсируются как между собой, так и с аминокислотами с образованием коричневых и красных аморфных веществ — флобафенов.
Например, причиной потемнения очищенных и нарезанных клубней картофеля является окисление аминокислоты фенольного характера — тирозина (α-оксифенилаланин). Тирозин окисляется до диоксифенилаланина, который превращается в хинон, образующий красные гетероциклические соединения. Хиноны полимеризуются и превращаются в продукты темного цвета — меланины.
Образование темноокрашенных веществ при хранении очищенного картофеля может происходить в результате окисления другого вещества фенольной природы — хлорогеновой кислоты. Потемнение внутренней сердцевины картофеля связано с окислением хлорогеновой кислоты, а внешней сердцевины — с окислением тирозина.
Предотвратить окисление фенолов очень важно при производстве крахмала, так как образующийся при измельчении картофеля клеточный сок содержит наряду с другими веществами тирозин. Последний легко окисляется, что вызывает потемнение крахмала, ухудшение его качества. Быстрое отделение клеточного сока от крахмала на центрифуге позволяет получить крахмал высокого качества.
Для предотвращения потемнения плодов и овощей при чистке, резке и дроблении применяют различные вещества (диоксид серы, аскорбиновую, лимонную кислоты и др.), а также тепловую обработку для инактивации фенолоксидаз, пероксидаз и каталазы.
На предприятиях общественного питания применяется сульфитация очищенного картофеля, заключающаяся в обработке клубней слабым раствором диоксида серы (0,1-0,2%).
Лейкоантоцианы, флаваноны и флаванонолы — это бесцветные фенольные соединения. Лейкоантоцианы изменяют окраску в зависимости от температуры. Так, при 135 0С они имеют желтый цвет, при 165 0С — винно-красный, выше 225 0С — сине-серый, при 260 0С — черный. При нагревании они превращаются в лейкоантоцианидины. Лейкоантоцианы в значительном количестве содержатся в плодах и овощах, придавая некоторым из них терпкий вкус.
Флаваноны и флаванонолы в свободном виде встречаются редко, чаще в форме гликозидов. Богаты ими цитрусовые плоды, в которых содержатся нарингенин, гесперидин и эридиктол.
Флавоновые пигменты — это окрашенные фенольные соединения: антоцианы, флавоны и флавонолы. Эти фенольные гликозиды хорошо растворимы в воде, обладают бактерицидными свойствами. Они содержатся во многих плодах и овощах, отличаются повышенной окислительной способностью. Антоцианы имеют фиолетовый цвет, флавоны и флавонолы — желтый.
Антоцианы. Они представляют собой гликозиды, в которых остатки сахаров (глюкозы, галактозы и рамнозы) связаны с окрашенными агликонами, принадлежащими к группе антоцианидинов. Различают шесть антоцианидинов, составляющих агликоны антоцианов — пеларгонидин, цианидин, пеонидин, дельфинидин, петунидин, мальвидин. В зависимости от наличия этих соединений плоды имеют разную окраску.
Наиболее распространен цианидин, он обнаружен в яблоках, землянике, сливах и других плодах. В некоторых плодах антоцианы находятся только в кожице ( виноград, слива), в других — в кожице и мякоти (малина, черника, смородина).
В зависимости от рН окраска антоцианов может меняться от красной до синей и фиолетовой (в кислой среде — красные, в щелочной — синие). Антоцианы с ионами К, Nа, Fе и других металлов дают соединения синего цвета.
Флавоны — это пигменты, имеющие желтую окраску; содержатся во многих плодах и овощах. Флавоны являются предшественниками антоцианов.
Флавонолы отличаются от флавонов наличием гидроксильной группы и обладают сильными бактерицидными свойствами. Чаще всего в плодах и овощах из флавонолов распространены кверцетин, кемферол, рутин и мирицетин. Кверцетин — самый распространенный флавонол придает золотистый цвет кожице лука, облепихе.
Комментарии (1)
[…] Димерные. […]