Antosyaanit

Antosyaniinit (myös antosyaanit ; kreikasta ἄνθος - kukka ja kreikaksi κυανός - sininen, taivaansininen) - värilliset kasviglykosidit , jotka sisältävät antosyanidiinia aglykoneina - substituoituja 2 - fenyylikromeeneja , jotka liittyvät flavonoideihin . Vuonna 1835 saksalainen apteekkari Ludwig Clamor Markwart antoi tutkielmassaan The Colors of Flowers ensimmäisen kerran nimen antosyaniini kemialliselle yhdisteelle, joka antaa kukille niiden sinisen värin. Niitä löytyy kasveista, mikä aiheuttaa hedelmien ja lehtien punaisen, violetin ja sinisen värin.

Antosyaanit kuuluvat flavonoideiksi kutsuttujen molekyylien emoluokkaan , jotka syntetisoidaan fenyylipropanoidireitin kautta. Niitä löytyy kaikista korkeampien kasvien kudoksista, mukaan lukien lehdet , varret , juuret , kukat ja hedelmät . Antosyaanit saadaan antosyanidiineista lisäämällä sokereita [1] . Ne ovat hajuttomia ja kohtalaisen supistava .

Vaikka antosyaanit on hyväksytty elintarvikkeiden ja juomien värjäämiseen Euroopan unionissa ( E163 ), niitä ei ole hyväksytty käytettäväksi elintarvikelisäaineina (vaikka niillä on E-numero), koska niiden turvallisuutta ei ole testattu elintarvikkeina käytettäessä. ainesosat tai lisäaineet [2 ] .

Rakenne ja ominaisuudet

Antosyaniinit ovat glykosideja, jotka sisältävät flavyliumin (2-fenyylikromenyliumin) hydroksi- ja metoksisubstituoituja suoloja aglykoni-antosyanidiinina; joissakin antosyaanien hydroksyylit asetyloidaan. Hiilihydraattiosa on yleensä liittynyt aglykoniin asemassa 3, joissakin antosyaniineissa se on asemissa 3 ja 5, kun taas sekä monosakkaridit ( glukoosi , ramnoosi , galaktoosi ) että di- ja trisakkaridit voivat toimia hiilihydraattijäännöksenä.

Pyryliumsuolana antosyaanit liukenevat helposti veteen ja polaarisiin liuottimiin, niukkaliukoisia alkoholiin ja liukenemattomia ei-polaarisiin liuottimiin.

Antosyaanien rakenteen määritti vuonna 1913 saksalainen biokemisti R. Wilstetter , ensimmäisen antosyaanien kemiallisen synteesin suoritti vuonna 1928 englantilainen kemisti R. Robinson.

Antosyaanit ja antosyanidiinit eristetään tavallisesti kasvikudosten happamista uutteista kohtalaisen alhaisissa pH-arvoissa, tässä tapauksessa antosyaniinin tai antosyaniinin aglykoniantosyaniiniosa esiintyy flavyliumsuolana , johon heterosyklisen happiatomin elektroni osallistuu. bentspyrylium (kromenyyli) -syklin heteroaromaattinen järjestelmä, joka on kromofori , joka määrää näiden yhdisteiden värin - flavonoidien ryhmässä ne ovat syvimmät värilliset yhdisteet, joilla on suurin siirtymä absorptiomaksimissa pitkän aallonpituuden alueelle.

Antosyanidiinien väriin vaikuttaa substituenttien lukumäärä ja luonne: vapaita elektronipareja kantavat hydroksyyliryhmät aiheuttavat batokromisen siirtymän niiden lukumäärän kasvaessa. Joten esimerkiksi pelargonidiini , syanidiini ja delfinidiini , joissa on vastaavasti yksi, kaksi ja kolme hydroksyyliryhmää 2-fenyylirenkaassa, ovat väriltään oransseja, punaisia ​​ja violetteja. Antosyanidiinien hydroksyyliryhmien glykosylaatio, metylaatio tai asylaatio johtaa batokromivaikutuksen vähenemiseen tai katoamiseen.

Kromenyylisyklin suuren elektrofiilisyyden vuoksi antosyaniinien ja antosyanidiinien rakenteen ja vastaavasti värin määrää niiden pH-herkkyys: happamassa ympäristössä (pH < 3) antosyaniinit (ja antosyanidiinit) esiintyvät pyryliumsuolat; hydroksidi-ioni muodostaen värittömän pseudobaasin, pH:n noustessa edelleen ~6–7:ään, vesi poistuu, jolloin muodostuu kinoidimuoto , joka puolestaan ​​pH-arvossa ~7–8 abstraktioi protoni muodostaen fenolaatin , ja lopuksi yli 8:n pH:ssa kinoidimuodon fenolaatti hydrolysoituu kromeenirenkaan rikkomiseksi ja vastaavan kalkonin muodostamiseksi :

Kompleksien muodostuminen metallikationien kanssa vaikuttaa myös väriin, yksiarvoinen kationi K + antaa violetteja komplekseja, kaksiarvoinen Mg 2+ ja Ca 2+ - sininen, väriin voi vaikuttaa myös adsorptio polysakkarideihin. Antosyaniinit hydrolysoituvat antosyanidineiksi 10-prosenttisessa kloorivetyhapossa, itse antosyanidiinit ovat stabiileja matalissa pH-arvoissa ja hajoavat korkeissa.

Antosyaanit määrittävät hyvin usein terälehtien, hedelmien ja syksyn lehtien värin . Ne antavat yleensä violetin, sinisen, vaaleanpunaisen, ruskean, punaisen värin. Tämä väritys riippuu solusisällön pH :sta. Antosyaanien liuos happamassa väliaineessa on punainen, neutraalissa väliaineessa sinivioletti ja emäksisessä väliaineessa kelta-vihreä. [3] Antosyaanien aiheuttama väri voi muuttua hedelmien kypsymisen, kukkien kukinnan aikana - prosesseja, joihin liittyy solusisällön pH:n muutos . Esimerkiksi pehmeän keuhkojuuren silmut ovat vaaleanpunaisia ​​ja kukat ovat sinivioletteja.

Monet antosyaanit ovat melko liukoisia, esimerkiksi kun rypälemehu uutetaan hedelmän kuoresta, ne muuttuvat punaviineiksi (katso Bordeaux-väri ).

Biosynteesi ja funktiot

Nämä yhdisteet syntetisoidaan sytoplasmassa ja talletetaan soluvakuoleihin glutationipumppua käyttämällä . Antosyaanit löytyvät erityisistä vesikkeleistä - antosyanoplasteista, kloroplasteista sekä kiteisessä muodossa joidenkin sipulilajien plasmassa ja appelsiinihedelmien solumehussa.

Tunnettu tosiasia antosyaanien biosynteesin aktivoinnista kasveissa stressiolosuhteissa ei ole vielä saanut syvää fysiologista ja biokemiallista perustetta. On mahdollista, että antosyaanit eivät kanna mitään toiminnallista kuormaa, vaan syntetisoituvat tyydyttyneen flavonoidireitin lopputuotteena, joka on saanut tyhjiöhaaran kasville tarpeettomien fenoliyhdisteiden lopullista kerrostumista varten.

Toisaalta tiettyjen ympäristötekijöiden aiheuttama antosyaanien induktio, samoin kuin antosyaniinien vuotuisen ilmaantumisen ennustettavuus lehtien erityisten kehitysvaiheiden aikana, niiden voimakas ilmentyminen tietyissä ekologisissa markkinarakoissa voivat osaltaan myötävaikuttaa lehtien sopeutumiseen. kasviorganismeja tiettyihin stressaaviin olosuhteisiin.

Jakauma luonnossa

Antosyaaneja pidetään toissijaisina metaboliitteina .

Antosyaanipitoisia kasveja ovat esimerkiksi sisilialainen appelsiini (punaoranssi), mustikat , karpalot , vadelmat , karhunvatukat , mustaherukat , kirsikat , munakoisot , musta riisi , Concord - rypäleet ja muskottipähkinän viinirypäleet, punakaali ja tietyt paprikat, kuten kuumat paprikat jne. makea. Mustikan antosyaaneja käytetään laajalti lääketieteessä (mustikauutteen koostumuksessa ) . Yleisin antosyaniini on syanidiini .

Tulipaprikoissa on havaittu myös useita lajeja, joissa antosyaania on paitsi hedelmissä, myös lehdissä. Lisäksi tässä tapauksessa antosyaniinia syntetisoidaan mitä enemmän, sitä kirkkaampi auringonvalo osuu kasviin. Näihin paprikoihin kuuluvat Black Pearl (Black Pearl), Pimenta da Neyde ja muut. Mutta Black Pearlissä kypsä hedelmä on täysin vailla antosyaania, ja hedelmämarja muuttuu punaiseksi, kun taas Pimenta da Neydessa hedelmäpalko pysyy aina tummina auringossa.

Syksyn lehtien värit

Monet suositut kirjat osoittavat virheellisesti, että syksyn lehtien väri (mukaan lukien punainen) on yksinkertaisesti seurausta vihreän klorofyllin tuhoutumisesta , joka peitti jo olemassa olevat keltaiset, oranssit ja punaiset pigmentit ( ksantofylli , karotenoidi ja antosyaniini). Ja jos tämä pätee karotenoideihin ja ksantofylleihin, antosyaanit eivät ole läsnä lehdissä ennen kuin klorofyllien taso lehtissä alkaa laskea. Silloin kasvit alkavat syntetisoida antosyaaneja, luultavasti valosuojaakseen typen siirtoprosessissa.

Käyttö

Elintarviketeollisuus

Antosyaanien käyttö elintarvikelisäaineina ( E163 ) on kielletty Euroopassa [2] , mutta ne ovat sallittuja elintarvikelisäaineina lähes muualla maailmassa. Antosyaaneja käytetään luonnollisina väriaineina elintarvikkeissa ja juomissa. Ne hyväksyttiin alun perin käytettäväksi Euroopan unionissa, kunnes Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen (EFSA) totesi vuonna 2013, että eri hedelmistä ja vihanneksista peräisin olevia antosyaanien turvallisuus- ja toksikologisia tutkimuksia ei luonnehdittu riittävästi, jotta niiden käyttö ravintolisänä olisi hyväksytty [2] . Punaisen viinirypäleen kuoriuutteiden ja mustaherukkauutteiden turvallisen käytön perusteella Euroopassa tuotettujen elintarvikkeiden värjäykseen paneeli totesi, että nämä uutteiden lähteet ovat poikkeuksia säännöstä ja niiden turvallisuus on todistettu riittävästi [2] .

Yhdysvalloissa erilaisia ​​kasviuutteita ei ole lueteltu elintarvikkeiden hyväksyttyjen elintarvikevärien joukossa ; kuitenkin rypälemehu , punaisen viinirypäleen kuoret ja monet hedelmä- ja vihannesmehut , jotka on hyväksytty käytettäväksi väriaineina, sisältävät runsaasti luonnollisia antosyaaneja [4] . Antosyaanien lähteet eivät sisälly lääkkeiden tai kosmetiikan hyväksyttyihin väreihin. Rasvahapoilla esteröitynä antosyaaneja voidaan käyttää lipofiilisenä elintarvikevärinä [5] .

Muut käyttötarkoitukset

Antosyaaneja käytetään orgaanisina aurinkokennoina, koska ne pystyvät muuttamaan auringonvalon energiaa sähköenergiaksi [6] .

Lääketieteellinen merkitys

Antosyaanit auttavat vähentämään tulehdusvasteita ja oksidatiivista stressiä suolistossa, kun ne kuluttavat liikaa rasvoja ja hiilihydraatteja, ja parantavat suoliston estetoimintoja [7] .

Mustikoita, jotka sisältävät suuren määrän antosyaaneja, käytetään diabeteksen hoitoon ja ehkäisyyn [8] . Antosyaanien ja antosyaanipitoisten hedelmien suurempi saanti on yhdistetty pienempään tyypin 2 diabeteksen riskiin [9] .

Antosyaniinien suurempi kokonaissaanti liittyy suurelta osin alentuneeseen verenpaineen kehittymisriskiin . Vähennyksen suuruus oli suurin ≤60-vuotiailla osallistujilla [10] .

Mansikoiden, karpaloiden ja mustikoiden säännöllinen nauttiminen on hyödyllistä sydän- ja verisuonitautien ehkäisyssä [11] .

Ravinnon antosyaanien alhainen biologinen hyötyosuus rajoittaa niiden terveyshyötyjä. Antosyaniinien biologinen hyötyosuus on tyypillisesti alle 1–2 %, vaikka viininä toimitettaessa biosaatavuuden on raportoitu olevan 5 %. Antosyaanien suonensisäinen anto tarjoaa 100 %:n biologisen hyötyosuuden. [12] Suoliston mikrobiotalla voi olla tärkeä vaikutus antosyaniinien biologiseen hyötyosuuteen [13] .

Kirjallisuus

• Chub V. Miksi tarvitsemme antosyaaneja // Kukkaviljely. - 2008. - Nro 6 . - S. 22-25 .

• Spektrofotometrinen määritys (keskustelu menetelmistä)

Muistiinpanot

1. ↑ Andersen, Øyvind M (17. lokakuuta 2001), Encyclopedia of Life Sciences , Encyclopedia of Life Sciences , John Wiley & Sons , ISBN 978-0470016176 , DOI 10.1038/npg.els.90019 . 
2. ↑ 1 2 3 4 "Tieteellinen lausunto antosyaanien (E 163) uudelleenarvioinnista elintarvikelisäaineena". EFSA-lehti . Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen . 11 (4): 3145. Huhtikuu 2013. DOI : 10.2903/j.efsa.2013.3145 .
3. ↑ Karabanov I. A. Flavonoidit kasvimaailmassa. – Minsk. - Urajay, 1981. - 80 s.
4. ↑ Yhteenveto värilisäaineista, joita käytetään Yhdysvalloissa elintarvikkeissa, lääkkeissä, kosmetiikassa ja lääkinnällisissä laitteissa . Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (toukokuu 2015). Haettu: 29. kesäkuuta 2017. (määrätön)
5. ↑ Marathe, Sandesh J.; Shah, Nirali N.; Bajaj, Seema R.; Singhal, Rekha S. (2021-04-01). "Kukkajätteestä eristettyjen antosyaanien esteröinti: Esterien karakterisointi ja niiden käyttö erilaisissa elintarvikejärjestelmissä" . Ruokabiotiede [ englanti ] ]. 40 :100852. doi : 10.1016 /j.fbio.2020.100852 . ISSN  2212-4292 . S2CID  233070680 .
6. ↑ Nerine J. Cherepy, Greg P. Smestad, Michael Grätzel, Jin Z. Zhang. Ultranopea elektronien injektio: vaikutukset valosähkökemialliseen soluun, joka käyttää antosyaaniväriherkistettyä TiO 2 -nanokiteistä elektrodia  (englanniksi)  // The Journal of Physical Chemistry B. - 1997-11-01. — Voi. 101 , iss. 45 . — s. 9342–9351 . - ISSN 1520-5207 1520-6106, 1520-5207 . doi : 10.1021 / jp972197w .
7. ↑ Gil-Cardoso Katherine, Ginés Iris, Pinent Montserrat, Ardévol Anna, Arola Lluís. Krooninen lisäravinto ravinnon proantosyanidiinien kanssa suojaa ruokavalion aiheuttamilta suoliston muutoksilta lihavilla rotilla  //  Molecular Nutrition & Food Research. - 2017-02-01. —P . n/a–ei/a . — ISSN 1613-4133 . - doi : 10.1002/mnfr.201601039 . Arkistoitu alkuperäisestä 27. helmikuuta 2017.
8. ↑ Anita Chehri, Reza Yarani, Zahra Yousefi, Seyed Kazem Shakouri, Alireza Ostadrahimi. Mustikoiden (Vaccinium myrtillus) fytokemialliset ja farmakologiset diabeteksen vastaiset ominaisuudet, suosituksia tulevia tutkimuksia varten  //  Primary Care Diabetes. - 2022-02-01. — Voi. 16 , iss. 1 . — s. 27–33 . — ISSN 1751-9918 . - doi : 10.1016/j.pcd.2021.12.017 .
9. ↑ Nicole M Wedick, An Pan, Aedín Cassidy, Eric B Rimm, Laura Sampson. Ruokavalion flavonoidien saanti ja tyypin 2 diabeteksen riski yhdysvaltalaisilla miehillä ja naisilla  //  The American Journal of Clinical Nutrition. – 01.04.2012. — Voi. 95 , iss. 4 . — s. 925–933 . — ISSN 1938-3207 0002-9165, 1938-3207 . - doi : 10.3945/ajcn.111.028894 .
10. ↑ Aedín Cassidy, Éilis J O'Reilly, Colin Kay, Laura Sampson, Mary Franz. Flavonoidialaluokkien tavanomainen saanti ja tapaus hypertensio aikuisilla  (englanniksi)  // The American Journal of Clinical Nutrition. - 2011-02-01. — Voi. 93 , iss. 2 . — s. 338–347 . — ISSN 1938-3207 0002-9165, 1938-3207 . - doi : 10.3945/ajcn.110.006783 .
11. ↑ Iris Erlund, Raika Koli, Georg Alfthan, Jukka Marniemi, Pauli Puukka. Marjojen kulutuksen suotuisat vaikutukset verihiutaleiden toimintaan, verenpaineeseen ja HDL-kolesteroliin  //  The American Journal of Clinical Nutrition. - 2008-02-01. — Voi. 87 , iss. 2 . — s. 323–331 . — ISSN 1938-3207 0002-9165, 1938-3207 . - doi : 10.1093/ajcn/87.2.323 .
12. ↑ Britt Burton-Freeman, Amandeep Sandhu, Indika Edirisinghe. Luku 35 - Antosyaanit  //  Nutraceuticals / Ramesh C. Gupta. – Boston: Academic Press, 2016-01-01. - s. 489-500 . — ISBN 978-0-12-802147-7 . - doi : 10.1016/b978-0-12-802147-7.00035-8 .
13. ↑ Anna Rafaela Cavalcante Braga, Daniella Carisa Murador, Leonardo Mendes de Souza Mesquita, Veridiana Vera de Rosso. Antosyaanien biosaatavuus: aukkoja tiedossa, haasteissa ja tulevassa tutkimuksessa  (englanniksi)  // Journal of Food Composition and Analysis. - 01-05-2018 — Voi. 68 . — s. 31–40 . — ISSN 0889-1575 . - doi : 10.1016/j.jfca.2017.07.031 .

Katso myös

• Flavonoidit