Anthocyanins in Red Wine

АНТОЦИАНЫ
Fruits_and_vegetables2. (Picture). URL:
http://www.firodiyaheartfoundation.org/images/fruits_and_vegetables2.jpg
Антоцианы в природе
Антоцианы в растениях
Антоцианы в растениях



Антоцианы – пигменты
красных осенних листьев
В осенних листьях
антоцианы постепенно
заменяют хлорофилл
В весенних красных
листьях высокое
содержание антоцианов
маскирует зеленую окраску
хлорофилла
Антоцианы






Водорастворимые пигменты
От розовой до синей окраски растений
В отличие от других пигментов находятся в
вакуолях, а не в пластидах
Известно более 300 структурно
различающихся природных антоцианов
Обладают антиоксидантыми свойствами
Используются как пищевые красители
Антоцианы
Самый распространенный в природе
антоциан: цианидин-3-глюкозид
 Молярное поглощение 26,900 M–1 × см–1
 Молекулярная масса 445 г/моль
 Максимум поглощения на 510 nm
 Французский парадокс: в регионах с высоким
потреблением красных вин и виноградного
сока, богатых антоцианами, реже встречаются
заболевания сердца и сосудов
 Многие ягоды являются прекрасными
источниками антоцианов

Строение антоцианов
Гликозид =
агликон
+ гликон
антоциан антоцианидин


сахар
Антоцианы относятся к группе растительных
соединений, называемых флавоноидами
Обычно в растениях антоцианы присутствуют в виде
соединения агликона (антоцианидина) с остатком
какого-либо сахара (гликона). Такие соединения
называются гликозидами
Выделение флавоноидов
Растительный материал
Мацерация (трижды)
Водный слой
Очистка с хлороформом (трижды)
Aqueous layer
Добавление 10% NaCl по каплям
и центрифугирование
Осадок таннинов
Флавоноиды в растворе
Этилацетат
Флавоноиды выделяют упариванием слоя этилацетата
Биосинтез антоцианов



Проходит при участии так называемого
шикиматного пути (или пути шикимовой кислоты)
Шикиматный путь приводит к образованию самых
разнообразных флавоноидов
Антоцианидины (агликоны антоцианов) обычно
образуются из флавоноиды, называемого
нарингенин
Шикиматный
путь
Шикимовая кислота
Хоризмовая кислота
(+ ацетогенин)
Префеновая
кислота
C3-фенильные
соединения
Коричные
кислоты
Тирозин
Фенилаланин
C1-фенильные
соединения
Алкалоиды
Алкалоиды
Флавоноиды
Биосинтез антоцианов
OH
O
HO
OH
O
R
OH
O
HO
R
OH
O2
OH
O
OH
O
HO
NADPH
R
OH
OH
OH
нарингенин (R=H)
[O]
OH
+
OH
O
HO
R
OH
OH
OH
O
HO
- 2 H2O
R
OH
OH
OH
пеларгонидин (R=H)
цианидин (R=OH)
Цианидин – синий
Антоцианидины
пеларгонидин – розовый
Различные антоцианы
Антоцианы в растениях

Действуют как природные антиоксиданты,
защищающие растения от избытка света
Что отвечает за зеленый цвет
листьев?






Хлорофилл
Химическая брутто-формула C55H70MgN4O6
Крупная молекула
Находится в хлоропластах, в которых
протекает фотосинтез
Поглощает красную и синюю части спекта
солнечного света, соответственно листья
воспринимаются как зеленые
Два основных типа хлорофилла: a и b
Дополнительные пигменты
листьев
Ксантофилл – желтый и оранжевый
 Таннины – коричневые
 Каждый тип пигмента поглощает свет
определенной длины волны
 Видимая часть спектра в диапазоне 380-750nm
 Любые вещества, поглощающие свет в
видимой части спектра, могут называться
пигментами

Пигменты листьев
Таннины
Антоцианы
Каротеноиды
Хлорофиллы
Цвета, поглощаемые различными
пигментами:
Pigments
Chlorophyll
red
blue
Carotene
blue-green
Anthocyanins
blue
blue-green
Соответственно, отражаемыми цветами будут:
ЗЕЛЕНЫЙ
ЖЕЛТЫЙ
КРАСНЫЙ
blue
green
Роль антоцианов в растениях
•
•
•
•
•
•
Температурная
регуляция
Защита от
травоядных
Защита от грибов
Защита от
ультрафиолета
Участие в
транспорте сахаров
Защита от засухи
Модификация
света внутри листа
• Ослабление
повреждений при
дефиците калия,
фосфора или азота
• Антиоксидант
• Защита от
промерзания
•
Окраска антоцианов




Различные цвета
Цвет и интенсивность
окраски зависит от
величины рН, структуры и
концентрации антоцианов
Температура влияет на
стабильность антоцианов
В присутствии
фенолкарбоновых кислот
антоцианы существенно
более устойчивы
Rein, M.; Heinonen, M. J. Agric.
Food Chem. 2004, 52, 3107.
Антоциан
Окраска антоцианов



Окраска наиболее яркая и
стабильная при низких
значениях величины рН
При рН 4-5 антоцианы
могут быть почти
неокрашенными
Изменение окраски
антоцианов при изменении
рН обратимо
Scaman, C. Effect of pH on
Anthocyanins.
http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/
410/colour/3_22.htm (accessed Oct
2004).
Малина
Клюква
Антоцианы как индикаторы


Антоцианы и содержащие их материалы могут
быть использованы как кислотно-основные
индикаторы
В прошлом одним из обычных индикаторов был
сок красной капусты
Антоцианы в напитках
концентрация мгл/л
Концентрация цианидин-3-глюкозида
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Больше всего – в красном вине.
Мало – в яблочном соке.
Совсем нет – в белом вине и соке белой клюквы.
Антоцианы и температура
Влияние температуры на стабильность окраски антоциана (1 г/л).
○ 20oC, □ 50oC, ●75oC, ■ 100oC

Нагрев вызывает изменение оттенка окраски
антоцианов из красных в коричневые
Scaman, C. Effect of Heat on
Anthocyanins.
http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/
410/colour/3_25.htm (accessed Oct
2004).
Польза для здоровья




Исследования экстрактов редиса и черной моркови
показали, что они могут на 50-80% замедлять рост
злокачественных опухолевых (раковых) клеток
Диета, обогащенная антоцианами, снижает риск
образование опухолевых клеток в кишечнике
Антоцианы снижают риск таких тяжелых
сосудистых патологий, как инфаркт миокарда и
инсульт
Пища, обогащенная антоцианами, снижает
вероятность патологической активации
воспалительных процессов