Антоцианы
Антоцианы (от греч. ἄνθος — цветок и κυανός — синий, лазоревый) — природные красящие вещества растений, гликозиды из группы флавоноидов.
- Антоцианидины, антоцианины — агликоны антоцианов, гидроксипроизводные 2-фенилхромена
Строение и свойстваПравить
Антоцианы являются гликозидами, содержащими в качестве агликона-антоцианидина гидрокси- и метоксизамещённые соли флавилия (2-фенилхроменилия), у некоторых антоцианов гидроксильные ацетилированы. Углеводная часть связана с агликоном обычно в положении 3, у некоторых антоцианов — в положениях 3 и 5, при этом в роли углеводного остатка могут выступать как моносахариды глюкоза, рамноза, галактоза, так и ди- и трисахариды.
Будучи пирилиевыми солями, антоцианы легко растворимы в воде и полярных растворителях, малорастворимы в спирте и нерастворимы в неполярных растворителях.
| Антоцианидин | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Аурантинидин | -H | -OH | -H | -OH | -OH | -OH | -OH |
| Цианидин | -OH | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OH |
| Дельфинидин | -OH | -OH | -OH | -OH | -OH | -H | -OH |
| Европинидин | -OCH3 | -OH | -OH | -OH | -OCH3 | -H | -OH |
| Лютеолинидин | -OH | -OH | -H | -H | -OH | -H | -OH |
| Пеларгонидин | -H | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OH |
| Мальвидин | -OCH3 | -OH | -OCH3 | -OH | -OH | -H | -OH |
| Пеонидин | -OCH3 | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OH |
| Петунидин | -OH | -OH | -OCH3 | -OH | -OH | -H | -OH |
| Розинидин | -OCH3 | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OCH3 |
Антоцианы построены из остатков сахаров, связанных с агликоном, который является окрашенным соединением — антоцианидином. До 2004 г. описано 17 антоцианидинов.[1]
| Антоцианидин | Общая структурная формула | R³ | R5 | R6 | R7 | R3' | R4' | R5' |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Апигенидин | 
|
−H | −OH | −H | −OH | −H | −OH | −H |
| Аурантинидин | −OH | −OH | −OH | −OH | −H | −OH | −H | |
| Капенсинидин | −OH | −OMe | −H | −OH | −OMe | −OH | −OMe | |
| Цианидин | −OH | −OH | −H | −OH | −OH | −OH | −H | |
| Дельфинидин | −OH | −OH | −H | −OH | −OH | −OH | −OH | |
| Европинидин | −OH | −OMe | −H | −OH | −OMe | −OH | −OH | |
| Гирсутидин | −OH | −OH | −H | −OMe | −OMe | −OH | −OMe | |
| 6-гидроксицианидин | −OH | −OH | −OH | −OH | −OH | −OH | −H | |
| Лютеолинидин | −H | −OH | −H | −OH | −OH | −OH | −H | |
| Мальвидин | −OH | −OH | −H | −OH | −OMe | −OH | −OMe | |
| 5-метилцианидин | −OH | −OMe | −H | −OH | −OH | −OH | −H | |
| Пеларгонидин | −OH | −OH | −H | −OH | −H | −OH | −H | |
| Пеонидин | −OH | −OH | −H | −OH | −OMe | −OH | −H | |
| Петунидин | −OH | −OH | −H | −OH | −OMe | −OH | −OH | |
| pulchellidyna | −OH | −OMe | −H | −OH | −OH | −OH | −OH | |
| Розинидин | −OH | −OH | −H | −OMe | −OMe | −OH | −H | |
| Трицетинидин | −H | −OH | −H | −OH | −OH | −OH | −OH |
Строение антоцианов установлено в 1913 немецким биохимиком Р. Вильштеттером, первый химический синтез осуществлен в 1928 английским химиком Р. Робинсоном.
Антоцианы и антоцианидины обычно выделяются из кислых экстрактов растительных тканей при умеренно невысоких значениях pH, в этом случае агликоновая антоцианиновая часть антоциана либо антоцианин существуют в форме флавилиевой соли, в которой электрон гетероциклического атома кислорода участвует в гетероароматической π-системе бензпирилиевого (хроменилиевого) цикла, который и является хромофором, обуславливающем окраску этих соединений — в группе флавоноидов они являются наиболее глубоко окрашенными соединениями с наибольшим сдвигом максимума поглощения в длинноволновую область.
На окраску антоцианидинов влияет число и природа заместителей: гидроксильные группы, несущие свободные электронные пары обуславливают батохромный сдвиг при увеличении их числа. Так, например, пеларгонидин, цианидин и дельфинидин, несущие в 2-фенильном кольце, соответственно, одну, две и три гидроксильные группы, окрашены в оранжевый, красный и пурпурный цвета. Гликозилирование, метилирование или ацилирование гидроксильных групп антоцианидинов приводит к уменьшению или исчезновению батохромного эффекта.
В силу высокой электрофильности хроменилиевого цикла структура и, соответственно, окраска антоцианов и антоцианидинов обуславливается их чувствительностью к pH: в кислой среде (pH < 3) антоцианы (и антоцианидины) существуют в виде пирилиевых солей, при повышении pH до ~4‒5 происходит присоединение гидроксид-иона с образованием бесцветного псевдооснования, при дальнейшем повышении pH до ~6‒7 происходит отщепление воды с образованием хиноидной формы, которая, в свою очередь, при pH ~7‒8 отщепляет протон с образованием фенолята, и, наконец, при pH выше 8 фенолят хиноидной формы гидролизуется с разрывом хроменового цикла и образованием соответствующего халкона:
Образование комплексов с катионами металлов также влияет на окраску; так, одновалентный катион К+ даёт пурпурные комплексы, двухвалентные Mg2+ и Ca2+ — синие цвета. На цвет также может влиять адсорбция на полисахаридах.
Антоцианины гидролизуются до антоцианидинов в 10 % соляной кислоте, но сами антоцианидины устойчивы в кислой среде (при низких значениях pH), и разлагаются при высоких (в щелочах).
Биосинтез и функцииПравить
Полностью биологические функции пока не выяснены. Образованию антоцианов благоприятствуют низкая температура, интенсивное освещение.
Распространение в природеПравить
Антоцианы очень часто определяют цвет лепестков цветков, плодов и осенних листьев. Они обычно придают фиолетовую, синюю, коричневую, красную, оранжевую окраску. Эта окраска сильно зависит от рН клеточного содержимого, и потому может меняться при созревании плодов, отцветании цветков — то есть в процессах, сопровождающихся закислением клеточного содержимого.
Многие антоцианы достаточно хорошо растворимы, например, при экстракции виноградного сока из кожуры плодов они переходят в красные вина (см. цвет бордо).
К наиболее распространённым антоцианам относятся Цианидин
| Aliment | Антоцианидины, мг 100 г сырой массы |
|---|---|
| Арония | 200‒1000 |
| aubergine | 750 |
| hawthorne | 400 |
| orange | ~200 |
| boysen | ~160 |
| mûre | ~115 |
| myrtille | 80‒420 |
| canneberge | 50‒80 |
| mûroise | ~77 |
| framboise | 10‒60 |
| cerise | 350‒400 |
| groseille | 80‒420 |
| raisin rouge | 30‒750 |
| vin rouge | 24‒35 |
| fève de cacao | ~ |
| fraise | ~ |
Цвета осенних листьевПравить
Многие популярные книги неточно указывают на то, что цвет осенних листьев (включая красный цвет) — просто результат разрушения зелёного хлорофилла, который маскировал уже имевшиеся жёлтые, оранжевые и красные пигменты (каротиноид, ксантофилл и антоциан, соответственно). И если для каротиноидов и ксантофиллов это действительно так, то антоцианы не присутствуют в листьях до тех пор, пока в листьях не начнёт снижаться уровень хлорофиллов! Именно тогда растения начинают синтезировать антоцианы, возможно, они выполняют фотозащитную функцию в процессе перемещения азота.
ПрименениеПравить
Антоцианы рассматривают как вторичные метаболиты. Они разрешены в качестве пищевых добавок (E163).
Богаты антоцианами такие растения, как, например, черника, клюква, малина, ежевика, чёрная смородина, вишня, баклажаны, чёрный рис, виноград Конкорд и мускатный виноград, красная капуста. В медицине широко применяются антоцианы черники (в составе экстракта черники).
Исследования лечебных свойствПравить
В последние 30‒50 лет были исследованы многие соединения класса антоцианов, у них обнаружены профилактические и лечебные свойства, используемые в лечении онкологических заболеваний, нервных расстройств, при воспалениях, диабете, бактериальных инфекциях и др. состояниях.
ЛитератураПравить
- Чуб В. «Для чего нужны антоцианы» // Цветоводство. — 2008. — № 6. — С. 22—25.
- Спектрофотометрическое определение (обсуждение методик)
См. такжеПравить
ПримечанияПравить