stringtranslate.com

Конденсированный танин

Схематическое изображение конденсированной молекулы танина. Конденсированные танины могут быть линейными (с 4→8 связями) или разветвленными (с 4→6 связями - пунктирная линия).

Конденсированные танины ( проантоцианидины , полифлавоноидные танины , танины катехолового типа , танины пирокатехинового типа , негидролизуемые танины или флаволаны ) представляют собой полимеры , образованные конденсацией флаванов . Они не содержат остатков сахара. [1]

Они называются проантоцианидинами , поскольку при деполимеризации в окислительных условиях они дают антоцианидины . Существуют различные типы конденсированных танинов, такие как процианидины , пропеларгонидины , продельфинидины , профисетинидины , протеракацинидины , прогибуртинидины или проробинетидины . Все вышеперечисленные образуются из флаван-3-олов , но флаван-3,4-диолы, называемые ( лейкоантоцианидин ), также образуют конденсированные олигомеры танинов, например, лейко-физетинидин образует профисетинидин , а флаван-4-олы образуют конденсированные танины, например, 3',4',5,7-флаван-4-ол образует пролутеолинидин (лютеофоролор). [2] Одним из конкретных типов конденсированного танина, обнаруженного в винограде, являются процианидины , которые представляют собой полимеры из 2–50 (или более) катехиновых единиц, соединенных углерод-углеродными связями. Они не подвержены расщеплению при гидролизе .

В то время как многие гидролизуемые танины и большинство конденсированных танинов растворимы в воде, несколько танинов также хорошо растворимы в октаноле . [3] [4] Некоторые крупные конденсированные танины нерастворимы. Различия в растворимости, вероятно, повлияют на их биологические функции.

Природные явления

Танины тропических пород деревьев, как правило, имеют катехиновую природу, а не галловый тип, присутствующий в породах деревьев умеренного климата . [5]

Конденсированные танины можно получить из Lithocarpus glaber [6] или их можно найти в Prunus sp. [7] Кора Commiphora angolensis содержит конденсированные танины. [8]

Коммерческими источниками конденсированных танинов являются такие растения , как древесина квебрахо ( Schinopsis lorentzii ), кора мимозы ( Acacia mollissima ), виноградные косточки ( Vitis vinifera ), сосновая и еловая кора. [9] [10]

Конденсированные танины образуются в танносомах , специализированных органеллах, у трахеофитов, т.е. сосудистых растений . [11]

Пищевая добавка

Пикногенол — это пищевая добавка, полученная из экстрактов коры приморской сосны , стандартизированная по содержанию 70% процианидина и продаваемая с утверждениями о том, что она может лечить многие состояния; однако, согласно обзору Кокрейна 2020 года , доказательств недостаточно для поддержки ее использования для лечения любого хронического расстройства. [12] [13]

Анализ

Конденсированные танины можно охарактеризовать с помощью ряда современных методов, включая деполимеризацию, фракционирование потока в асимметричном поле потока , малоугловое рентгеновское рассеяние [14] и масс-спектрометрию MALDI-TOF . [15] Их взаимодействие с белками можно изучить с помощью изотермической титрационной калориметрии [16], и это дает информацию о константе сродства, энтальпии и стехиометрии в комплексе танин-белок.

Деполимеризация

Реакции деполимеризации в основном являются аналитическими методами, но предполагается использовать их в качестве средства для производства молекул для химической промышленности, полученных из отходов, таких как кора деревообрабатывающей промышленности [17] или выжимки винодельческой промышленности.

Деполимеризация — это косвенный метод анализа, позволяющий получить такую ​​информацию, как средняя степень полимеризации , процент галлоилирования и т. д. Деполимеризованный образец можно ввести в масс-спектрометр с источником ионизации электрораспылением , способным образовывать ионы только с более мелкими молекулами.

Окислительная деполимеризация

Анализ бутанол– соляная кислота – железо [18] (анализ Портера) является колориметрическим анализом. Он основан на катализируемой кислотой окислительной деполимеризации конденсированных танинов в соответствующие антоцианидины . [19] Метод также использовался для определения связанных конденсированных танинов, но имеет ограничения. [20] Этот реагент недавно был значительно улучшен путем включения ацетона. [21]

Неокислительная химическая деполимеризация

Конденсированные танины, тем не менее, могут подвергаться кислотно-катализируемому расщеплению в присутствии (избытка) нуклеофила [ 22] , такого как флороглюцин (реакция, называемая флороглюцинолизом), бензилмеркаптан (реакция, называемая тиолизом ), тиогликолевая кислота (реакция, называемая тиогликолизом) или цистеамин . Эти методы обычно называются деполимеризацией и дают такую ​​информацию, как средняя степень полимеризации или процент галлоилирования. Это реакции SN1 , тип реакции замещения в органической химии, включающей промежуточный карбокатион в сильнокислых условиях в полярных протонных растворителях , таких как метанол . Реакция приводит к образованию свободных и производных мономеров, которые можно дополнительно проанализировать. Свободные мономеры соответствуют конечным звеньям цепей конденсированных танинов. Однако если тиолиз проводится непосредственно на растительном материале (а не на очищенных танинах), важно вычесть природные свободные мономеры флаванола из концентрации терминальных звеньев, которые высвобождаются в процессе деполимеризации.

Реакции обычно проводятся в метаноле , особенно тиолиз, поскольку бензилмеркаптан имеет низкую растворимость в воде. Они включают умеренное (от 40 до 90 °C (от 104 до 194 °F)) нагревание в течение нескольких минут. Может произойти эпимеризация . [23]

Флороглюцинолиз может быть использован, например, для характеристики проантоцианидинов в вине [24] или в тканях виноградных косточек и кожицы. [25]

Тиогликолиз можно использовать для изучения проантоцианидинов [26] или окисления конденсированных танинов. [14] Он также используется для количественного определения лигнина . [27] Реакция с конденсированными танинами из коры пихты Дугласа производит тиогликоляты эпикатехина и катехина . [17]

Конденсированные танины из листьев Lithocarpus glaber были проанализированы посредством кислотно-катализируемой деградации в присутствии цистеамина . [6]

Ссылки

  1. ^ Тереза ​​К. Эттвуд и Ричард Кэммак (2006). Оксфордский словарь биохимии и молекулярной биологии . ISBN 0198529171.
  2. ^ «Фенолы в пищевых продуктах и ​​нутрицевтиках» Ферейдуна Шахиди и Мариана Нацка, CRC press, стр. 44
  3. ^ Мюллер-Харви, И.; Мламбо, В.; Сикосана, Дж. Л. Н.; Смит, Т.; Оуэн, Э.; Браун, Р. Х. (2007). «Коэффициенты распределения октанол-вода для прогнозирования эффектов танинов в питании жвачных животных». J. Agric. Food Chem . 55 (14): 5436–5444. doi :10.1021/jf070308a. PMID  17567141.
  4. ^ Мюллер-Харви, И (2010). «Раскрытие загадки танинов в питании и здоровье животных». J. Sci. Food Agric . 86 (13): 2006–2037. doi :10.1002/jsfa.2577.
  5. ^ «Les tannins dans les bois tropicaux (Танин в тропических лесах), Жаклин Доат, Revue bois et forêts des tropiques, 1978, № 182 (на французском языке)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2013 г. Проверено 28 августа 2012 г.
  6. ^ ab Zhang, LL; Lin, YM (2008). "Анализ конденсированных танинов из листьев Lithocarpus glaber с помощью ВЭЖХ, ЯМР и MALDI-TOF MS с сильной активностью по удалению свободных радикалов". Molecules . 13 (12): 2986–2997. doi : 10.3390/molecules13122986 . PMC 6245341 . PMID  19052523. 
  7. ^ Фойхт, В.; Начит, М. (1977). «Флаволаны и катехины, способствующие росту, в кончиках молодых побегов видов и гибридов Prunus». Physiologia Plantarum . 40 (4): 230. doi :10.1111/j.1399-3054.1977.tb04063.x.
  8. ^ Химическое исследование коры Commiphora angolensis Engl. Cardoso Do Vale, J., Bol Escola Farm Univ Coimbra Edicao Cient, 1962, том 3, стр. 128 (аннотация)
  9. ^ Хаслам Э. Растительные полифенолы, растительные танины. Возвращаясь к теме. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания (1989).
  10. ^ Ping, L; Laurent Chrusciel, L; Navarrete, P; Pizzi, A (2011). «Извлечение конденсированных танинов из виноградных выжимок для использования в качестве клея для древесины». Industrial Crops and Products . 33 : 253–257. doi :10.1016/j.indcrop.2010.10.007.
  11. ^ [1] Annals of Botany: Танносома — это органелла, образующая конденсированные танины в хлорофилльных органах Tracheophyta.
  12. ^ Робертсон, Нина У.; Шоуни, Анель; Бранд, Аманда; Виссер, Янике (29 сентября 2020 г.). «Экстракт сосновой коры (Pinus spp.) для лечения хронических расстройств». База данных систематических обзоров Кокрейна . 2020 (9): CD008294. doi :10.1002/14651858.CD008294.pub5. ISSN  1469-493X. PMC 8094515. PMID 32990945  . 
  13. ^ Д'Андреа, Г. (2010). Пикногенол: смесь процианидинов с многогранным терапевтическим применением?. Фитотерапия, 81(7), 724-736.
  14. ^ ab Vernhet, A.; Dubascoux, SP; Cabane, B.; Fulcrand, HLN; Dubreucq, E.; Poncet-Legrand, CL (2011). "Характеристика окисленных танинов: сравнение методов деполимеризации, асимметричного фракционирования в поле потока и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей". Аналитическая и биоаналитическая химия . 401 (5): 1559–1569. doi :10.1007/s00216-011-5076-2. PMID  21573842. S2CID  4645218.
  15. ^ Stringano, E.; Cramer, R.; Hayes, W.; Smith, C.; Gibson, T.; Mueller-Harvey, I. (2011). «Расшифровка сложности проантоцианидинов эспарцета (Onobrychis viciifolia) с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF с разумным выбором изотопных паттернов и матриц». Аналитическая химия . 2011 (83): 4147–4153. doi :10.1021/ac2003856. PMID  21488615.
  16. ^ Добрева, MA; Фрейзер, RA; Мюллер-Харви, I.; Клифтон, LA; Джи, A.; Грин, RJ (2011). «Связывание пентагаллоилглюкозы с двумя глобулярными белками происходит через несколько поверхностных участков». Биомакромолекулы . 12 (3): 710–715. doi :10.1021/bm101341s. PMID  21250665.
  17. ^ ab "Кора пихты Дугласа: характеристика концентрированного экстракта танина, Хонг-Кын Сон, диссертация, представленная в Университет штата Орегон в качестве частичного выполнения требований для получения степени магистра наук, 13 декабря 1984 г." (PDF) . oregonstate.edu . Получено 19 апреля 2018 г. .
  18. ^ Анализ кислотно-бутанольной среды на проантоцианидины. Автор: Энн Э. Хагерманн, 2002 (статья)
  19. ^ Портер, Лоуренс Дж.; Хрстич, Лиана Н.; Чана, Бок Г. (1985). «Преобразование процианидинов и продельфинидинов в цианидин и дельфинидин». Фитохимия . 25 : 223–230. doi :10.1016/S0031-9422(00)94533-3.
  20. ^ Маккар, HPS; Гэмбл, Г.; Беккер, К. (1999). «Ограничение анализа бутанол–соляная кислота–железо для связанных конденсированных танинов». Пищевая химия . 66 : 129–133. doi :10.1016/S0308-8146(99)00043-6.
  21. ^ Grabber, J.; Zeller, WE; Mueller-Harvey, I. (2013). «Ацетон усиливает прямой анализ конденсированных танинов на основе процианидина и продельфинидина в видах Lotus с помощью анализа бутанол-HCl-железо». J. Agric. Food Chem . 61 (11): 2669–2678. doi :10.1021/jf304158m. PMID  23383722.
  22. ^ Мэтьюз, Сара; Мила, Изабель; Скалберт, Огюстен; Полле, Брижит; Лапьер, Катрин; Эрве дю Пенхоа, Катрин LM; Роландо, Кристиан; Доннелли, Дервилла MX (апрель 1997 г.). «Метод оценки проантоцианидинов на основе их кислотной деполимеризации в присутствии нуклеофилов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 45 (4): 1195–1201. doi :10.1021/jf9607573.
  23. ^ Gea, An; Stringano, Elisabetta; Brown, Ron H.; Mueller-Harvey, Irene (26 января 2011 г.). " In situ анализ и структурное выяснение танинов эспарцета ( Onobrychis viciifolia ) для высокопроизводительного скрининга зародышевой плазмы". Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 59 (2): 495–503. doi :10.1021/jf103609p. PMID  21175139.
  24. ^ Кеннеди, Джеймс А.; Ферье, Джордан; Харбертсон, Джеймс Ф.; де Гашон, Катрин Пейро (1 декабря 2006 г.). «Анализ танинов в красном вине с использованием нескольких методов: корреляция с воспринимаемой терпкостью». Американский журнал энологии и виноградарства . 57 (4): 481–485. doi :10.5344/ajev.2006.57.4.481. S2CID  83830030. Получено 19 апреля 2018 г.
  25. ^ Кеннеди, Джеймс А.; Джонс, Грэм П. (апрель 2001 г.). «Анализ продуктов расщепления проантоцианидина после кислотного катализа в присутствии избытка флороглюцина». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 49 (4): 1740–1746. doi :10.1021/jf001030o. PMID  11308320.
  26. ^ Сирс, Карл Д.; Казебир, Рональд Л. (1968). «Расщепление проантоцианидинов тиогликолевой кислотой». Chemical Communications (22): 1437–8. doi :10.1039/C19680001437.
  27. ^ Ланге, Б. М.; Лапьер, К.; Сандерманн-младший, Х. (1 июля 1995 г.). «Стрессовый лигнин ели, вызванный элиситорами (структурное сходство с лигнинами раннего развития)». Физиология растений . 108 (3): 1277–1287. doi :10.1104 / pp.108.3.1277. PMC 157483. PMID  12228544.