Seda ühendite rühma nimetatakse sageli taimseteks fenoolideks, kuna enamik aromaatseid looduslikke derivaate sisaldavad fenoolfunktsiooni või on moodustatud fenoolsetest ühenditest ja neid ühendeid toodavad reeglina taimed. Tõepoolest, fenoolne funktsioon on kõige levinum benseeni seeria aromaatsete derivaatide hulgas (naftaleeni ja antratseeni ühendid fenoolsete funktsioonidega on mõnevõrra vähem levinud), kuid enamasti saadab fenoolrühm muid hapnikufunktsioone.
Ja sellega seoses võib selle looduslike ühendite klassi põhirühmi esindada järgmiste seeriatega: fenoolid - sisaldavad ainult hüdroksüfunktsioone; fenoolhapped – sisaldavad hüdroksü- ja karboksüfunktsioone; püraani seeria aromaatsed ühendid - a-püroonid, y-püroonid, pürilliumisoolad; benseeni, naftaleeni ja antratseeni seeria kinoonid, mis sisaldavad ka fenoolrühmi. "Köögivilja" määratluse võib praegu ka ära jätta, kuna ülaltoodud rühmade erinevaid esindajaid leidub mikroorganismides, seentes ja mereorganismides.
8.1. Fenoolid ja fenoolhapped
Lihtfenoolid (skeem 8.1.1) ei ole looduses nii laialt levinud: levinuim on hüdrokinoon, mõnikord katehhool, samuti nende derivaadid. Kuna fenoolsed ühendid (eriti dihüdroksüderivaadid) on kergesti oksüdeeruvad, on need taimedes tavaliselt esindatud glükosiidide aglükooni komponendiga või esterdatud muul viisil: näiteks alküül- ja tsükloalküülradikaalidega. Viimaste huvitav ja oluline esindaja on tokoferoolide rühm E-vitamiinid, mis täidavad antioksüdantset funktsiooni loomorganismide, sealhulgas inimese rakumembraanides.
Aromaatsed karboksüülhapped puhtal struktuursel kujul on looduses väga haruldased. Bensoehapet leidub piisavas koguses jõhvikates ja pohlades, muutes need mikroorganismide toimele vastupidavaks (marjad säilivad hästi ilma igasuguste lisanditeta ja on iidsetest aegadest kasutatud säilitusainetena muudes toodetes).
Fenoolhappeid taimedes leidub kõikjal ja üsna laias struktuurivahemikus. Esiteks on need mono-, di- ja trihüdroksübensoehapped, mis on taimedes laialt levinud, nii akumuleeruvad kui ka vaheühendid biosünteesi radadel. Teine rühm on hüdroksüfenüüläädikhapped, mis on palju vähem levinud. Kolmas rühm on kaneelhapped, mis on laialt levinud, kuid esinevad tavaliselt madalas kontsentratsioonis ja asuvad biosünteesiradadel aromaatsete hapnikku sisaldavate heterotsükliteni. Üsna sageli sisalduvad hüdroksühapped paljude taimede eeterlike õlide koostises metüül(liht)eetrite kujul, samuti on olemas derivaadid, mille karboksüülrühm on redutseeritud aldehüüd- ja alkoholirühmaks (skeem 8.1.2).
Skeem 8.1.1
(vaata skannimist)
Skeem 8.1.2.
(vaata skannimist)
Skeem 8.1.2 (jätkub).
(vaata skannimist)
Fenoolide ja fenoolhapete keemilised omadused tulenevad fenoolsete ühendite võimest oksüdeeruda vastavateks kinoonideks või sarnasteks ühenditeks, moodustades kinoonitaolise süsteemi. Mida see fenoolsete ühendite võime taimeorganismile annab?
Esiteks, kuna fenoolide oksüdeerumine toimub radikaalse mehhanismi, s.o. neil on teatav afiinsus vabade radikaalide suhtes, fenoolid toimivad vabade radikaalide osakeste (sh hapniku) lõksudena. Annetades oma vesinikuaatomi aromaatse tuuma hüdroksüülfunktsioonist, moodustavad nad üsna stabiilse fenoolradikaali, mis oma stabiilsuse ja delokaliseeritud olemuse tõttu ei osale radikaalide ahelprotsessis, s.t. see katkestab ahelradikaalreaktsiooni, täites seeläbi antioksüdandi ja muude radikaalsete protsesside kustutaja rolli, mis tavaliselt põhjustavad rakusurma (vananemist) kiirendavaid ja mutageenseid toimeid.
Millised on looduslike fenoolühendite oksüdatsiooni otsesed produktid? Esiteks on need orto- ja parakinoonid, nende teke on eriti iseloomulik lihtfenoolidele ja väheasendatud fenoolhapetele (skeem 8.1.3).
Skeem 8.1.3
Teine reaktsioonide rühm on seotud fenoolradikaali paaritu elektroni võimega delokaliseeruda piki benseenitsüklit, moodustades süsinikuaatomitel märkimisväärse spinnitiheduse orto- ja parapositsioonides oksüdeeritud hüdroksüülrühma suhtes. Kuna süsiniku radikaalid on aktiivsemad kui hapnikuradikaalid, võivad nad astuda erinevatesse reaktsioonidesse, mis on seotud radikaali rünnakuga teise molekuli või sama fenoksüülradikaali vastu. Selliste oksüdatiivse sidestamise või oksüdatiivse kondensatsiooni reaktsioonide produktideks on melaniinid, mille struktuur koosneb A-, B- ja C-tüüpi kondenseerunud kinoonide fragmentidest (skeem 8.1.4).
Tavaliselt on melaniinid sügava värvusega - tumepruunist kuni mustade toonideni, neid leidub Helianthus annuus'e ja Citrullus vulgaris'e seemnetes, Ustilago maydis'e eostes, hariliku hariliku daldinia concentrica eostes. Viimase melaniin moodustub 1,8-dihüdroksünaftaleeni oksüdatiivsel kondensatsioonil ja on oletatavasti D struktuuriga, sellega kaasneb kondenseerunud must kinoon E (skeem 8.1.5).
Skeem 8.1.4
(vaata skannimist)
Skeem 8.1.5
(vaata skannimist)
Tanniinid on veel üks aromaatsete derivaatide rühm, mis moodustuvad fenoolhappeid sisaldavates taimedes. Tanniinid tekivad gallushappest erinevate reaktsioonide käigus: oksüdatiivne dimerisatsioon ja esterdamine, nii gallushappe enda funktsioonide vahel kui ka koos teistega.
Skeem 8.1.6
(vaata skannimist)
hüdroksüühendid - peamiselt glükoosiga. Vastavalt jagunevad need hüdrolüüsitavateks tanniinide - gallushappe (või selle oligomeeride) ja süsivesikute ning kondenseeritud tanniinide estriteks, s.o. mittehüdrolüüsitav (skeem 8.1.6).
Gallushape moodustab in vivo kahte tüüpi oligomeere: dimeerid (või tetrameerid) süsinik-süsinik sidemega fenüültsüklite vahel (ellagiline, heksahüdroksüdifeenhape jne), dimeerid ja trimeerid, mille fragmentide vahel on esterside (trigallihapped). Sellega seoses jagunevad gallushapped ise hüdrolüüsitavateks (estrid) ja mittehüdrolüüsitavateks (difenüülderivaadid). Mõlemad koos süsivesikutega moodustavad hüdrolüüsitavaid tanniine, kuna vesikeskkonnas happelise, aluselise või ensümaatilise katalüüsi tingimustes moodustavad nad süsivesikuid ja fenoolhappeid.
Need tanniinid peaksid esiteks sisaldama monosahhariidide (tavaliselt glükoosi) estreid gallus- või trigallihapetega. Kondenseeritud gallushapetega glükoosestreid (ellagovid jne) võib aga pidada kahesuguse olemusega tanniinidena, kuna need sisaldavad hüdrolüüsitavaid ja mittehüdrolüüsitavaid fragmente. Täielikult hüdrolüüsimata tanniinidel pole gallushappega midagi pistmist (välja arvatud see, et need on ka polüfenoolsed ained), vaid on flavanoolide – püraaniühendite – derivaadid, millest tuleb juttu järgmises osas.
Tanniine saadakse akaatsia, kuuse, tamme, kastani ja teiste taimede koorest. Neid leidub ka tees. See on paljude patogeensete mikroobide suhtes üsna aktiivne aine, nende päevitusefekt tuleneb valkudega interaktsiooni lihtsusest ja fenoolrühmad annavad märkimisväärse antioksüdantse toime. Tanniinid inaktiveerivad paljusid ensüüme.
Tanniinidel on naha parkimise omadus ja need on ka propigmendid, kuna oksüdeerijate (isegi õhuhapniku) toimel moodustavad need stabiilse musta värvi värvained.
Kolmas fenoolhappe derivaatide rühm või õigemini fenoolalkoholid moodustuvad ühendite, näiteks koniferüülalkoholi, dimerisatsioonil ja polümerisatsioonil. Need on lignaanid ja ligniinid. Lignaanid on koniferüülalkoholi dimeerid, mille dimeriseerumine võib ilmselt toimuda (toote struktuuri järgi otsustades) erineval viisil ja erineva arvu järgnevate modifitseerimisfaasidega. Kuid üldiselt on need fenüülpropaani dimeerid, mille ühikud on omavahel seotud sidemetega külgmiste üksuste keskmiste süsinikuaatomite vahel. Lignaanide struktuurne mitmekesisus tuleneb monomeersete molekulide vahelise sideme olemusest ("peast sabani" või "sabast sabani"), y-süsiniku aatomite oksüdatsiooniastmest jne. Taimedes kogunevad need kõikidesse organitesse, lahustuvad eeterlikes õlides, vaikudes, eriti sageli leidub neid männi, lodjapuu, ogapuu ja araalia seemnetes.
Ligniinid on polümeerid, mis põhinevad samadel koniferüülalkoholi fenüülpropaanplokkidel ja millel on sama meetod nende plokkide omavaheliseks ühendamiseks ning polümeeri struktuuri teket iseloomustab juhuslikkus, s.t. fragmentide ühendamiseks on erinevaid viise ja killud ise ei ole tavaliselt identsed. Seetõttu on ligniinide struktuuri uurimine ja veelgi enam kujutamine keeruline. Tavaliselt on tegemist hüpoteetiliste struktuuridega (joonis 8.1.7). Taimedes on ligniinid toetavate ja juhtivate kudede rakuseina olulised komponendid, täites selles kahekordset rolli: koe mehaaniline tugevdamine ja raku kaitsmine keemiliste, füüsikaliste ja bioloogiliste mõjude eest.
16. Lihtsate fenoolühendite (glükosiidide) mõiste, nende klassifikatsioon. Füüsilised ja keemilised omadused. Tooraine ettevalmistamise, kuivatamise, ladustamise omadused. Tooraine kvaliteedi hindamine, analüüsimeetodid. Tooraine kasutamise viisid, meditsiinilised rakendused.
Fenoolsed ühendid
Loomulik fenoolsed ühendid- taimsed ained, mis sisaldavad ühte või mitut ühe või mitme vaba või seotud hüdroksüülrühmaga aromaatset ringi.
Fenoolsed ühendid on taimeriigis üldiselt levinud. Need on iseloomulikud igale taimele ja isegi igale taimerakule. Praegu on teada üle kahe tuhande loodusliku fenoolühendi. Selle rühma ained moodustavad kuni 2-3% taimede orgaanilise aine massist ja mõnel juhul kuni 10% või rohkem. Fenoolseid ühendeid leidub ka seentes, samblikes ja vetikates. Loomad tarbivad fenoolseid ühendeid valmis kujul ja saavad neid ainult muundada.
Taimedes mängivad fenoolühendid väga olulist rolli. Nad on asendamatud osalejad kõigis ainevahetusprotsessides: hingamine, fotosüntees, glükolüüs, fosforüülimine.
1. Vene teadlase-biokeemiku V.I. Palladin (1912, Peterburi) tegi kindlaks ja kinnitas tänapäevaste teadusuuringutega, et fenoolsed ühendid osalevad rakuhingamise protsessis. Fenoolsed ühendid toimivad hingamisprotsessi lõppfaasis vesiniku aktseptoritena (kandjatena) ja seejärel oksüdeeritakse uuesti spetsiifiliste ensüümide, oksüdaaside toimel.
2. Fenoolsed ühendid on taimede kasvu, arengu ja paljunemise regulaatorid. Sel juhul on neil nii ergutav kui ka pärssiv (aeglustav) toime.
3. Fenoolühendeid kasutavad taimed energeetilise materjalina, täidavad struktuurseid, tugi- ja kaitsefunktsioone (tõsdavad taimede resistentsust seenhaiguste suhtes, omavad antibiootilist ja viirusevastast toimet).
Fenoolsete ühendite klassifikatsioon
Looduslike fenoolsete ühendite klassifikatsioon põhineb biogeneetilisel põhimõttel. Kaasaegsete biosünteesi kontseptsioonide ja süsiniku skeleti struktuuriomaduste põhjal saab eristada järgmisi taimsete fenoolide klasse.
Lihtsate fenoolühendite füüsikalised ja keemilised omadused
Füüsikalised omadused.
Lihtsad fenoolsed ühendid on värvitud, harvem kergelt värvunud, teatud sulamistemperatuuriga kristalsed ained, optiliselt aktiivsed. Neil on spetsiifiline lõhn, mõnikord aromaatne (tümool, karvakrool). Taimedes leidub neid sagedamini glükosiidide kujul, mis lahustuvad hästi vees, alkoholis, atsetoonis; eetris lahustumatu, kloroform. Aglükoonid lahustuvad vees vähe, kuid lahustuvad hästi eetris, benseenis, kloroformis ja etüülatsetaadis. Lihtsatel fenoolidel on iseloomulikud UV- ja nähtavad neeldumisspektrid.
Fenoolhapped on kristalsed ained, mis lahustuvad alkoholis, etüülatsetaadis, eetris, naatriumvesinikkarbonaadi ja atsetaadi vesilahustes.
Gossüpol on helekollase kuni tumekollase roheka varjundiga peenkristalliline pulber, vees praktiliselt lahustumatu, alkoholis vähe lahustuv, lipiidifaasides hästi lahustuv.
Keemilised omadused.
Lihtsate fenoolsete ühendite keemilised omadused tulenevad järgmistest komponentidest:
- aromaatne tsükkel, fenoolhüdroksüül, karboksüülrühm;
- glükosiidsidemed.
Fenoolseid ühendeid iseloomustavad keemilised reaktsioonid:
1. Hüdrolüüsi reaktsioon(glükosiidsideme tõttu). Fenoolglükosiidid hüdrolüüsitakse hapete, leeliste või ensüümide toimel kergesti aglükooniks ja suhkruteks.
2. Oksüdatsioonireaktsioon. Fenoolglükosiidid oksüdeeruvad kergesti, eriti leeliselises keskkonnas (isegi õhuhapnikuga), moodustades kinoidühendeid.
3. Soolamise reaktsioon. Fenoolsed ühendid, millel on happelised omadused, moodustavad leelistega vees lahustuvaid fenolaate.
4. Kompleksreaktsioonid. Fenoolsed ühendid moodustavad komplekse metalliioonidega (raud, plii, magneesium, alumiinium, molübdeen, vask, nikkel), mis on värvitud erinevat värvi.
5. Asosidestamise reaktsioon diasooniumisooladega. Fenoolsed ühendid koos diasooniumisooladega moodustavad oranžist kuni kirsipunase asovärvi.
6. Estrite (depsiidide) moodustumise reaktsioon. Depsiidid moodustavad fenoolhappeid (digalli- ja trigallihappeid).
Lihtsaid fenoolühendeid sisaldavate toorainete kogumise, kuivatamise ja ladustamise omadused
Pohla ja karulaugu tooraine koristamine toimub kahel perioodil - varakevadel enne õitsemist ja sügisel viljade valmimise algusest kuni lumikatte tekkimiseni. Õhuvari või kunstlik kuivatamine temperatuuril mitte üle 50-60 ° C õhukese kihina. Korduskoristus samadel tihnikutel on võimalik 5-6 aasta pärast.
Rhodiola rosea (kuldjuur) tooraine kogutakse õitsemise ja viljaperioodi lõpus. Kuivatatud temperatuuril 50-60 °C. Korduskoristus samadel tihnikutel on võimalik 10-15 aasta pärast.
Isase rebasheina (Rhizomata Filicismaris) tooraine koristatakse sügisel, seda ei tohi pesta, kuivatada varjus või kuivatites temperatuuril mitte üle 40 °C. Korduskoristus samadel tihnikutel on võimalik 20 aasta pärast.
Puuvilla tooraine - juurekoor (Cortexradicum Gossypii) - koristatakse pärast puuvillakoristust.
Hoidke toorainet vastavalt üldisele loetelule kuivas, hästi ventileeritavas kohas. Säilivusaeg on 3 aastat. Isaste sõnajalgade risoome säilitatakse 1 aasta.
Lihtsaid fenoolühendeid sisaldavate toorainete kvaliteedi hindamine. Analüüsimeetodid
Tooraine kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs põhineb füüsikalistel ja keemilistel omadustel.
Kvalitatiivne analüüs.
Fenoolsed ühendid ekstraheeritakse taimsetest materjalidest veega. Vesiekstraktid puhastatakse kaasnevatest ainetest sadestades need pliatsetaadi lahusega. Puhastatud ekstraktiga viiakse läbi kvalitatiivsed reaktsioonid.
Fenologlükosiidid, millel on vaba fenoolhüdroksüülrühm, annavad kõik fenoolidele iseloomulikud reaktsioonid (raua-, alumiinium-, molübdeeni- jne sooladega).
Spetsiifilised reaktsioonid (GF XI):
- arbutiini jaoks (toores pohl ja karulauk):
a) kristallilise raudsulfaadiga. Reaktsioon põhineb kompleksi saamisel, mis muudab oma värvi lillast tumevioletseks, mille käigus moodustub tumevioletne sade.
b) naatriumfosforolübdeenhappe 10% lahusega vesinikkloriidhappes. Reaktsioon põhineb sinise kompleksühendi moodustumisel.
- salidrosiidi jaoks (Rhodiola rosea tooraine):
a) asosidestamise reaktsioon diasotiseeritud naatriumsulfatsüüliga kirsipunase asovärvi moodustumisega
Kromatograafiline uuring:
Kasutatakse erinevat tüüpi kromatograafiat (paber, õhukekiht jne). Kromatograafilises analüüsis kasutatakse tavaliselt lahustisüsteeme:
- n-butanool-äädikhape-vesi (BUV 4:1:2; 4:1:5);
- kloroform-metanool-vesi (26:14:3);
- 15% äädikhapet.
Rhodiola rosea toorainest alkoholi ekstraheerimise kromatograafiline uuring.
Kasutatakse õhukese kihi kromatograafiat. Proov põhineb metanooli eraldamisel õhukeses silikageeli kihis (Silufol-plaadid) toorainetest lahustisüsteemis kloroform-metanool-vesi (26:14:3), millele järgneb kromatogrammi väljatöötamine naatriumdiasoteeritud sulfatsüüliga. . Salidrosiidilaik Rf = 0,42 muutub punakaks.
Kvantiteerimine.
Fenoloogiliste glükosiidide kvantitatiivseks määramiseks ravimtaimsetes toorainetes kasutatakse erinevaid meetodeid: gravimeetrilist, titrimeetrilist ja füüsikalis-keemilist.
1. Gravimeetriline meetod määrata isassõnajala risoomides floroglütsiidide sisaldus. Meetod põhineb floroglütsiidide ekstraheerimisel toorainest dietüüleetriga Soxhleti aparaadis. Ekstrakt puhastatakse, eeter destilleeritakse välja, saadud kuiv jääk kuivatatakse ja viiakse konstantse massini. Absoluutselt kuivade toorainete osas peaks floroglütsiidide sisaldus olema vähemalt 1,8%.
2. Titrimeetriline jodomeetriline meetod kasutatakse arbutiini sisalduse määramiseks toores pohlas ja karulaugus. Meetod põhineb aglükoonhüdrokinooni oksüdeerimisel kinoniks 0,1 M joodilahusega happelises keskkonnas ja naatriumvesinikkarbonaadi juuresolekul pärast puhastatud vesiekstrakti saamist ja arbutiini happelist hüdrolüüsi. Hüdrolüüs viiakse läbi kontsentreeritud väävelhappega tsingitolmu juuresolekul, nii et vabanev vaba vesinik takistab hüdrokinooni enda oksüdeerumist. Indikaatorina kasutatakse tärkliselahust.
3. Spektrofotomeetriline meetod kasutatakse salidrosiidi sisalduse määramiseks Rhodiola rosea tooraines. Meetod põhineb värviliste asovärvide võimel neelata monokromaatilist valgust lainepikkusel 486 nm. Määrake spektrofotomeetri abil salidrosiidi reaktsioonil diasotiseeritud naatriumsulfatsüüliga saadud värvilise lahuse optiline tihedus. Salidrosiidi sisaldus arvutatakse, võttes arvesse salidrosiidi E GSO erineeldumiskiirust 1% 1 cm = 253.
Lihtsaid fenoolühendeid sisaldavate toorainete kasutamise viisid
Pohla, karulaugu, Rhodiola rosea tooraine väljastatakse apteegist ilma arsti retseptita - Vene Föderatsiooni Tervishoiu- ja Sotsiaalarengu Ministeeriumi korraldus nr 578 13.09.2005 - ravimitena. Valmisravimite valmistamisel kasutatakse toorainena isassõnajala risoome, Rhodiola rosea risoome ja juuri, puuvillajuurte koort.
Fenologlükosiide sisaldavatest ravimtaimedest saate:
1. Ekstemporaalsed ravimvormid:
- dekoktid (toores pohl, karulauk, Rhodiola rosea);
- tasud (toores pohl, karulauk, Rhodiola rosea).
2. Ekstraheerimise (galeeni) preparaadid:
Väljavõtted:
- vedel ekstrakt (Rhodiola rosea risoomid ja juured);
- paks eeterlik ekstrakt (isassõnajala risoomid).
3. Novogaleensed ravimid:
- "Rodascon" Rhodiola rosea toorainest.
4. Üksikute ainete preparaadid:
Gossüpoli 3% liniment ja silmatilgad - 0,1% gossüpoli lahus 0,07% naatriumtetraboraadi lahuses (puuvillajuurte koor).
Lihtsaid fenoolühendeid sisaldavate toorainete ja preparaatide meditsiiniline kasutamine
1. Antimikroobne, põletikuvastane, diureetikum (diureetikum) tegevus on tüüpiline toorele pohlale ja karulaugule. See on tingitud arbutiini olemasolust tooraines, mis seedetrakti ensüümide mõjul jaguneb hüdrokinooniks ja glükoosiks. Uriiniga erituval hüdrokinoonil on antimikroobne ja neerudele ärritav toime, mis põhjustab diureetilise ja põletikuvastase toime. Põletikuvastane toime tuleneb ka tanniinide olemasolust.
Toorest pohlast ja karulaugust saadud ravimvorme kasutatakse neeru-, põie- (põiepõletik, uretriit, püeliit) ja kuseteede põletikuliste haiguste raviks. Pohla lehtede keetmist kasutatakse mineraalide ainevahetuse rikkumisega seotud haiguste raviks: urolitiaas, reuma, podagra, osteokondroos.
Kõrvalmõju: suurte annuste võtmisel on võimalik põletikuliste protsesside ägenemine, iiveldus, oksendamine, kõhulahtisus. Sellega seoses on soovitatav võtta ravimvorme toorest pohlast ja karulaugust koos teiste taimedega.
2. Viirusevastane toime on iseloomulik puuvillajuurte koore fenoolühenditele. "Gossüpoli" kasutatakse vöötohatise, herpes simplex'i, psoriaasi (liniment) raviks; herpeetilise keratiidiga (silmatilgad).
3. Adaptogeenne, stimuleeriv ja toonik mõju avaldavad Rhodiola rosea risoomidest ja juurtest valmistatud preparaadid. Ravimid tõstavad töövõimet väsimuse, raske füüsilise töö korral, mõjuvad ajukoorele aktiveerivalt. Rodiola fenoolsed ühendid on võimelised inhibeerima lipiidide peroksüdatsiooni, suurendades organismi vastupanuvõimet äärmuslikule stressile, avaldades seeläbi adaptogeenset toimet. Kasutatakse neurooside, hüpotensiooni, vegetatiivse-vaskulaarse düstoonia, skisofreeniaga patsientide raviks.
Vastunäidustused: hüpertensioon, palavik, agitatsioon. Ärge määrake suvel kuuma ilmaga ja pärastlõunal.
Vastunäidustused: vereringesüsteemi häired, seedetrakti, maksa, neerude haigused, rasedus, alla kaheaastastele lastele ei ole ette nähtud.
FENOOLSED ÜHENDID on aromaatsed ained, mis sisaldavad üht või mitut hüdroksüülrühma, mis on seotud aromaatse tuuma süsinikuaatomitega. Sekundaarse päritoluga toodete hulgas
Fenoolsed ühendid on kõige levinumad ja iseloomulikumad igale taimele ja isegi igale taimerakule. OH-rühmade arvu järgi eristatakse üheaatomilisi (näiteks fenool ise), kaheaatomilisi (pürokatehool, resortsinool, hüdrokinoon) ja mitmeaatomilisi (pürogallool, floroglütsinool jt) fenoolseid ühendeid.
Fenoolsed ühendid võivad olla monomeeride, dimeeride, oligomeeride ja polümeeride kujul, biogeneetiline põhimõte on looduslike fenoolide klassifitseerimise aluseks. Vastavalt kaasaegsetele biosünteesi kontseptsioonidele võib need jagada mitmeks põhirühmaks:
- C6-rea ühendid - lihtsad fenoolid;
- ühendid C6 - C1 -seeria - bensoehappe derivaadid (fenoolhapped);
- ühendid C6-C2-fenoolalkoholid ja fenüüläädikhapped;
- ühendid C 6 - C 3 -seeria - fenüülpropaani derivaadid (hüdroksükaneelhapped ja alkoholid, kumariinid);
- ühendid C6 - C3 - C6 - flavonoidid ja isoflavonoidid;
- ühendid C6-C3-C3-C6-seeria - lignaanid;
- antratseeni derivaadid;
- polümeersed fenoolsed ühendid - ligniin, tanniinid, melaniinid.
Fenoolsed ühendid on värvitud või värvitud iseloomuliku lõhnaga kristallid või amorfsed ained, harvem vedelikud, hästi lahustuvad orgaanilistes lahustites (alkohol, eeter, kloroform, etüülatsetaat) või vees. Omades happelisi omadusi, moodustavad nad leelistega soolataolisi tooteid - fenolaate. Fenoolsete ühendite kõige olulisem omadus on nende võime oksüdeeruda koos kinoonide vormide moodustumisega. Polüfenoolid oksüdeeruvad eriti kergesti leeliselises keskkonnas õhuhapniku toimel. Fenoolid on võimelised tootma raskmetalliioonidega värvilisi komplekse, mis on tüüpiline o-dioksüderivaatidele. Fenoolsed ühendid astuvad diasooniumiühenditega sidestusreaktsioonidesse. Sel juhul moodustuvad erinevate värvidega tooted, mida kasutatakse sageli analüütilises praktikas. Lisaks kõikidele fenoolidele omastele kvalitatiivsetele reaktsioonidele on olemas spetsiifilised rühmareaktsioonid.
Taimedes mängivad fenoolühendid olulist rolli hingamisprotsessi mõnes vahefaasis. Osaledes redoksreaktsioonides, toimivad nad ühenduslülina hingamisteede substraadi vesiniku ja atmosfääri hapniku vahel. Leiti, et mõned fenoolsed ühendid mängivad fotosünteesis olulist rolli kofaktoritena. Taimed kasutavad neid energeetilise materjalina mitmesuguste elutähtsate protsesside jaoks, need on kasvu, arengu ja paljunemise regulaatorid, avaldades samal ajal nii stimuleerivat kui ka pärssivat toimet. Paljude fenoolide antioksüdantne toime on teada, neid kasutatakse toiduainetööstuses üha enam rasvade stabiliseerimiseks.
Fenoolsetel ühenditel põhinevaid preparaate kasutatakse antimikroobse, põletikuvastase, kolereetilise, diureetikumi, antihüpertensiivse, toniseeriva, kokkutõmbava ja lahtistavana.
Muud tähe "F" määratlused:
Fenoolsed ühendid on ained, mis sisaldavad hüdroksüülrühmaga aromaatseid ringe, samuti nende funktsionaalseid derivaate. Fenoolseid ühendeid, mille aromaatses ringis on rohkem kui üks hüdroksüülrühm, nimetatakse polüfenoolideks.
Fenoolsete ühendite klassifikatsioon
Fenoolsete ühendite klassifikatsioon põhineb peamisel süsinikuskeletil – aromaatsete tsüklite ja süsinikuaatomite arvul kõrvalahelas. Nendel põhjustel jaotatakse fenoolsed ühendid rühmadesse: lihtfenoolid; fenoolhapped; fenoolalkoholid, fenüüläädikhapped, atsetofenoolid; hüdroksükaneelhapped, kumariinid, kromoonid; lignaanid; flavonoidid; tanniinid.
Omadused
Fenoolsed ühendid on värvilised või värvitud iseloomuliku lõhnaga ained, mis on tahked, kristalsed või amorfsed, harvem vedelad. Reeglina lahustuvad nad hästi etüülalkoholis, dietüüleetris, kloroformis, harvemini vees. Neil on happelised omadused, nad moodustavad leelistega fenolaate.
Fenoolsete ühendite kõige olulisem omadus on võime oksüdeeruda, moodustades selliseid vorme nagu kinoonid. Polüfenoolid oksüdeeritakse eriti kergesti õhuhapniku toimel aluselises keskkonnas. Fenoolide kompleksid raskmetalliioonidega on erksavärvilised. Seda fenooli omadust kasutatakse laialdaselt nende kvalitatiivse sisalduse määramiseks lahustes.
Fenoolide bioloogiline roll taimedes on mitmekesine. Redoksreaktsioonid hingamise ja fotosünteesi protsessis toimuvad fenoolsete ühendite kohustuslikul osalusel, mis on hingamisahela komponendid.
Paljud fenoolsed ühendid on taimede kasvu ja arengu aktivaatorid ja inhibiitorid. Paljude toiduainetööstuses antioksüdantidena kasutatavate fenoolide tuntud antioksüdantne toime.
Polüfenoolühendid mõjutavad oluliselt puuviljade, marjade, köögiviljade kvaliteeti ja toiteväärtust. Polüfenoolide muutumine taimses tooraines tehnoloogilise mõju mõjul konserveerimisel on üks peamisi põhjuseid, miks puu- ja juurviljades muutub või isegi kaob algupärasele värskele toorainele omane värvus, lõhn ja maitse.
Puu- ja köögiviljade kudede rakkude terviklikkuse rikkumine ja sellest tulenev tumenemine, oksüdatiivsete protsesside areng konserveeritud tooraine kuumutamisel on suuresti polüfenoolsete ühendite keemilise struktuuri mõõtmise tulemus.
Alkaloidid
Alkaloidid on komplekssed lämmastikku sisaldavad aluselised orgaanilised ühendid, millel on tugev füsioloogiline toime organismile. Nende keemiline struktuur on väga mitmekesine ja keeruline. Alkaloide leidub rakumahlas lahustunud olekus soolade kujul orgaaniliste hapetega - oksaal-, õun-, sidrunhape. Need kogunevad kõigisse taimeosadesse, kuid sagedamini on need ülekaalus vaid ühes organis, näiteks teelehtedes, vereurmarohis, India dope viljades, scopolia risoomides ja tsinchona koores. Enamik taimi sisaldab oma koostises mitte ühte, vaid mitut alkaloidi. Nii leidub tungalteras üle 30 erineva alkaloidi, rauwolfia serpentiinis umbes 50. Kõige sagedamini on ühes taimes kvantitatiivselt ülekaalus üks või 2-3 alkaloidi, teised aga väiksemas koguses.
Alkaloidid- Need on looduslikud lämmastikku sisaldavad aluselise iseloomuga orgaanilised ühendid, mis on keerulise koostisega ja tugeva spetsiifilise toimega. Enamik neist kuulub ühendite hulka, mille tsüklis on heterotsükliline lämmastikuaatom, harvem on lämmastik kõrvalahelas. Sünteesitakse peamiselt taimede poolt.
Tõlkes tähendab termin "alkaloid" (araabia keelest "alkali" - leelis ja kreeka "eidos" - sarnane) leeliselaadset. Nagu leelised, moodustavad alkaloidid hapetega sooli.
Laotamine.
Taimeriigis jaotunud ebaühtlaselt. Madalamates taimedes on neid vähe. Neid leidub Lamb perekonnas (Lamb-baranets). Haruldased on need teravilja- ja tarnataimedel. Alkaloidirikkaimad on mooni, öövihma, liilia, madri, selleri, amarüllise, liblikõieliste, liblikõieliste sugukondade taimed. Taimedes on alkaloidid lahustunud rakumahlas. Sisaldus ulatub protsendituhandikest kuni mitme protsendini ning tsinkoopuu koores 15–20%.
Fenoolid on ühendid, mille molekulid sisaldavad aromaatset (benseeni) ringi, mis on seotud ühe või mitme -OH rühmaga. Taimerakkudele on iseloomulik kõrge fenoolisisaldus.
Looma kehas benseenirõngaid ei sünteesita, vaid saab ainult muundada, mistõttu peavad nad toiduga pidevalt kehasse sisenema. Paljud fenoolsed ühendid loomsetes kudedes täidavad aga olulisi funktsioone (ubikinoon, adrenaliin, türoksiin, serotoniin jne).
Praegu on taimedes leitud juba mitu tuhat erinevat fenoolühendit. Need klassifitseeritakse süsiniku skeleti struktuuri järgi:
1.C6-fenoolid
2.C6-C1-fenoolhapped
3.C6-C3-hüdroksükaneelhapped ja kumariinid
4.C 6 -C 3 -C 6 -flavonoidid
5. Oligomeersed fenoolsed ühendid.
6. Polümeerfenoolsed ühendid.
C6-fenoolid.Ühendeid, mille benseenitsükkel on seotud mitme hüdroksüülrühmaga, nimetatakse polüfenoolideks.
Vabad fenoolid taimedes on haruldased ja väikestes kogustes. Nii leidub fenooli männiokastes ja -käbides, mustsõstra eeterlikus õlis, pürotehhiini - sibulasoomustes, badanilehtedes, hüdrokinooni - pirnikoores ja -lehtedes, badaani lehtedes. Levinud on fenoolide derivaadid, kus need on seotud mingisuguse süsinikuahela või tsükliga. Näiteks urushiool ja tetrahüdrokannabinool.
Urushiol on sumaki lehtedest pärit mürgine aine. Tetrahüdrokannabinool on kanepi hallutsinogeenne päritolu.
Fenoolide oksüdeerumisel tekivad kinoonid (bensokinoonid). Vabas olekus kinoone taimedes ei leidu, kuid nende derivaadid on laialt levinud. Näiteks bensokinoonide derivaadid on fotosünteesi ja hingamise ETC-s elektronide kandjad – plastokinoon ja ubikinoon. Bensokinooni derivaatide hulka kuuluvad ka priimula põletav aine - primiin ja kärbseseene punane pigment - muskarufiin.
C6-C1-fenoolhapped. Fenoolhapped on taimedes levinud. Neid leidub kudedes sagedamini seotud olekus ning need vabanevad eritumise ja hüdrolüüsi käigus.
Salitsüülhape vabaneb allelopaatilise ainena keskkonda. Lisaks on nüüdseks leitud, et sellel on regulatiivne mõju mitmetele füsioloogilistele ja biokeemilistele protsessidele taimes (etüleeni moodustumine, nitraatide redutseerimine jne).
Protokatehhhapet leidub sibulasoomustes.
Puidus leidub vanilje- ja gallushappeid. Viimane on osa tanniinidest ja võib moodustada dimeere - digaalhapet, mille molekulis on 2 gallushappe jääki ühendatud estersidemega.
Taimedes leidub fenoolhapete derivaate – aldehüüde ja alkohole. Näiteks paju koores on salitsüülalkohol. Eriti kuulus on aga vanilliin – vaniljealdehüüd. Sellel on väga meeldiv lõhn ja glükosiidi kujul – glükovanilliini leidub vaniljepuu viljades ja okstes. Glükosiidi ja vanilliini ennast kasutatakse laialdaselt kondiitri-, seebi- ja parfüümitööstuses.
Fenoolhapped võivad seostuda estersidemetega suhkrutega, sagedamini glükoosiga. Glükogalliini on eraldatud paljudest taimedest (rabarber, eukalüpt), milles gallushappe karboksüülrühm on seotud glükoosi glükosiidhüdroksüülrühmaga.
C6-C3-hüdroksükaneelhapped ja kumariinid. Hüdroksükaneelhapped on taimedes laialt levinud. Tavaliselt on need seotud olekus ja vabas olekus, välja arvatud kohv, on nad haruldased.
Näidati, et hüdroksükaneelhapete cis-isomeerid on taimede kasvuprotsesside aktivaatorid, samas kui trans-isomeeridel selliseid omadusi ei ole.
Taimedes leidub hüdroksükaneelalkohole - vastavate hapete derivaate: kumar - kumaralkohol, feruliin - koniferüülalkohol, sinapiin - sünapialkohol. Alkoholid tavaliselt ei akumuleeru, vaid neid kasutatakse ilmselgelt ligniini moodustamiseks, mille monomeerideks nad on.
Hüdroksükaneelhapped võivad moodustada estreid alifaatsete orgaaniliste hapetega. Niisiis moodustab kohvhape õun- ja viinhappega estreid. Esimest estrit nimetatakse faseoliinhappeks. Seda leidub oalehtedes. Teine on sigurhape. Seda leidub siguri lehtedes.
Taimedes on laialt levinud hüdroksükaneelhapete ja suhkrute estrid, sagedamini glükoos. Nii leiti petuunia ja snapdragoni lilledest kohvi-, kumar-, feruulhappe estreid ning teraviljades üldiselt esindavad enamik hüdroksükaneelhappeid estreid. Lisaks leidub hüdroksükaneelhappeid polüsahhariidides ja valkudes. Näiteks feruulhapet leidub nisujahu ksülaanides ja ananassi polüsahhariidides.
Kumariinid on laktoonid, mis tekivad siis, kui tsükkel sulgub hüdroksüül- ja karboksüülrühmade vahel hüdroksükaneelhappe molekulis.
Kumariin on värvitu kristalne aine, millel on meeldiv värskelt niidetud heina lõhn. Vaba kumariini taimedes ei leidu. Tavaliselt leidub seda glükosiidide kujul (magusa ristiku õied ja lehed). Rohttaimedel sisaldab rakumahl ortokumaarhapet sisaldavat glükosiidi. Heinateo käigus kahjustuvad taimekoed, halveneb membraanide läbilaskvus. Rakumahlast pärinevad glükosiidid puutuvad kokku tsütoplasmaatiliste ensüümidega. Suhkrud lõhustatakse glükosiididest ja kumarhape suletakse pärast trans-cis-isomerisatsiooni laktoon-kumariiniks. Sel juhul omandab närbunud muru heinalõhna.
Taimedes leidub hüdroksüülitud kumariine sageli glükosiidide koostises. Näiteks eskuletiini hobukastani seemnekestast ja skopoletiini Jaapani skopolia juurtest. Mõlemal kumariinil on P-vitamiini aktiivsus ja neid kasutatakse meditsiinis kapillaare tugevdavate ainetena.
Valgest magusast ristikust leiti dikumariini, mis takistab vere hüübimist. Seda ja teisi dikumariini kasutatakse ravimitena verehüüvete ennetamiseks.
C6-C3-C6-flavonoidid... See on üks kõige mitmekesisemaid ja levinumaid fenoolsete ühendite rühmi. Flavonoidmolekulide struktuur põhineb flavani struktuuril, mis koosneb kahest benseenitsüklist ja ühest heterotsüklilisest (püraani) ringist.
Flavonoidid jagunevad mitmeks rühmaks.
1. Katehhiinid.
2. Antotsüaniinid.
3. Kalkoonid.
Katehhiinid- kõige vähem vähendatud flavonoidid. Nad ei moodusta glükosiide. Katehhiin eraldati esmakordselt akaatsia katehhupuidust, sellest ka selle nimi. Katehhiine on leitud enam kui 200 taimeliigist. Katehhiinidest on tuntumad katehhiin ja gallokatehiin.
Nad võivad moodustada gallushappega estreid – katehhiingallaate ja gallokatehhiingallaate. Katehhiine leidub paljudes puuviljades (õunad, pirnid, küdoonia, kirsid, ploomid, aprikoosid, maasikad, murakad, sõstrad, pohlad, viinamarjad), kakaoubades, kohviubades, paljude puude koores ja puidus (paju, tamm, mänd, nulg, seeder, küpress, akaatsia, eukalüpt). Eriti palju on katehhiine tee lehtedes ja noortes võrsetes (kuni 30%). Katehhiinide oksüdatiivsed muundumised mängivad olulist rolli tee tootmisel ja veinivalmistamisel. Oksüdatsiooniproduktid, mis on peamiselt katehhiindimeerid, on meeldiva, kergelt kokkutõmbava maitsega ja kuldpruuni värvusega. See määrab lõpptoote värvi ja maitse. Samal ajal on katehhiinidel kõrge P-vitamiini aktiivsus, need tugevdavad kapillaare ja normaliseerivad veresoonte seinte läbilaskvust. Tees sisalduvate katehhiinide dimeeridel on sama aktiivsus. Katehhiinid on kondenseerunud tanniinide monomeerid.
Antotsüaniinid- kõige olulisemad taimsed pigmendid. Nad värvivad lillede, puuviljade ja mõnikord ka lehtede kroonlehti erinevate varjundite ja üleminekutega sinise, sinise, roosa, punase, lilla värviga. Kõik antotsüaniinid on glükosiidid. Nende aglükoonid on antotsüanidiinid. Antotsüaniinid on vees lahustuvad ja neid leidub rakumahlas.
Praegu on teada üle 20 antotsüanidiini, kuid 4 on kõige levinumad: pelargonidiin, tsüanidiin, delfinidiin ja malvidiin (delfinidiini metüülitud derivaat).
Antotsüaniinides sisalduvate monosahhariididena leitakse glükoos, galaktoos, ramnoos, ksüloos, harvem arabinoos ja disahhariididena - kõige sagedamini rutinoos, sophorosis, sambubioos. Mõnikord sisaldavad antotsüaniinid trisahhariide, tavaliselt hargnenud. Näiteks sõstarde ja vaarikate marjades leidub antotsüaniine, milles hargnenud trisahhariid on seotud tsüanidiiniga.
Antotsüaniinide värvus sõltub mitmest tegurist:
1. antotsüaniinide kontsentratsioon rakumahlas;
2. rakumahla pH;
3. antotsüaniinide kompleksi moodustumine katioonidega;
4. kopigmentatsioon – antotsüaniinide segu ja teiste fenoolsete ainete esinemine rakumahlas;
5. Kombinatsioonid plastiidpigmentide värvimisega.
Vaatleme neid tegureid üksikasjalikumalt.
1. Antotsüaniinide kontsentratsioon rakumahlas võib varieeruda laias vahemikus – 0,01 kuni 15%. Näiteks tavaline sinine rukkilill sisaldab 0,05% tsüaniini antotsüaniini, tumelilla rukkilill aga 13-14%.
2. Tänu sellele, et antotsüaniini molekulides on vaba valents, võib värv muutuda sõltuvalt pH väärtusest. Tavaliselt on happelises keskkonnas antotsüaniinidel erineva intensiivsuse ja varjundiga punane värv ning aluselises keskkonnas on need sinised. Selliseid antotsüaniinide värvuse muutusi saab jälgida, kui lisada sõstra-, kirsi-, peedi- või punase kapsa värvilisele mahlale hapet või leelist. Looduses rakumahla pH järske muutusi ei toimu ja antotsüaniinide värvuses see tegur suurt rolli ei mängi. Võib vaid märgata, et mõned roosad ja punased õied muutuvad närbumisel siniseks. See näitab pH muutust surevates rakkudes.
3. Suur tähtsus lillede ja viljade värvuse osas on antotsüaniinide võimel kelaatida metalliioonidega. See on selgelt näha rukkilille ja roosi näitel. Nende kroonlehed sisaldavad sama antotsüaniini – tsüaniini. Sinise rukkilille kroonlehtedes moodustab tsüaniin Fe ioonidega kompleksi (ühe Fe aatomiga on seotud 4 tsüaniini molekuli). Punaste rooside kroonlehtedes leidub vaba tsüaniini. Veel üks näide. Kui tavalist roosade õitega hortensiat kasvatatakse alumiiniumi ja molübdeeni sisaldavas mineraalsöötmes, muutuvad õied siniseks.
4. Tavaliselt on paljude õite ja viljade rakumahlas mitte üks, vaid mitu pigmenti. Sel juhul sõltub värv nende segust ja seda nimetatakse kopigmentatsiooniks. Niisiis on mustika viljade värvus tingitud delfiniini ja malviini koospigmentatsioonist. Purpursetes kartuliõites leidub 10 erinevat antotsüaniini.
Paljude lillede kroonlehtede värvimustri määrab kas ühe pigmendi (digitalis) kontsentratsiooni lokaalne suurenemine või täiendava pigmendi superpositsioon peamise pigmendi peale (keskel on kõrge tsüaniini kontsentratsioon). mooniõied pelargoniini üldisel taustal).
Värvust mõjutab ka antotsüaniinide koospigmentatsioon teiste ainetega, näiteks tanniinidega. Niisiis sisaldavad lillad ja tumepunased roosid sama tsüaniini, kuid tumepunastes roosides on see rohke tanniiniga kopigmenteeritud.
5. Rakumahla siniste antotsüaniinide ja kromoplastide kollakasoranžide karotenoidide kombinatsioon annab mõne lille kroonlehtede pruuni värvuse.
Tab. Mõned taimsed antotsüaniinid
Kalkoonid antokloorid on avatud heterotsükliga flavonoidid. Need annavad õie kroonlehtedele kollase värvuse. Nende levik on piiratud üheksa perekonnaga. Neid leidub glükosiidide kujul. Kalkoonid on näiteks isosalipurposiid kollastest nelgiõitest, Floridziin õunakoorest ja lehtedest. Floridzin on õunapuu kasvu inhibiitor. Inimeste allaneelamisel põhjustab see ühekordse intensiivse glükoosi vabanemise verre - "phloridzin diabeet".
Oligomeersed fenoolsed ühendid. See hõlmab samblike happeid. Need moodustuvad samblikes kahest või enamast orselliinhappe jäägist. Lekanoor- ja everniinhape koosnevad kahest orselliinhappe jäägist. Everniinhape on evernia happekompleksi ("tammesammal") põhikomponent, mida kasutatakse parfümeerias lõhnaainena ja samal ajal fiksaatorina parimate parfüümide valmistamisel.
Samblike hapete hulgas on värvilisi. Need annavad samblikele mitmekesist värvi – kollast, oranži, punast, lillat. Samblik sisaldab usnikhapet, mis on tõhus bakteritsiidne aine.
Hüdroksükaneeli alkoholide dimeere leidub paljude taimede koores, puidus, viljades ja lehtedes. Moodustavad oligomeere ja flavonoide, eriti katehhiine. Katehhiini dimeere leidub õuntes, kastanites, viirpuudes, kakaoubades ja eukalüptipuidus.
Polümeersed fenoolsed ühendid. Polümeersed fenoolsed ühendid hõlmavad tanniine või tanniine, ligniine ja melaniine.
Tanniinid ehk tanniinid. Nad said oma nime tänu võimele parkida loomade nahka, muutes selle nahaks. Päevitamine põhineb tanniinide koostoimel nahavalgu kollageeniga. Sel juhul moodustub valgu ja tanniini vahel arvukalt vesiniksidemeid.
Looduslikud tanniinid on kompleksne segu sarnastest ühenditest molekulmassiga 500-5000.
Palju tanniine leidub tamme, eukalüpti, kastanipuu koores ja puidus, hapuoblika, rabarberi ja sumaki lehtede risoomides. Palju on neid kaunviljade koores ja puidus, mürdil, roosal. Pähklitöötlemisel (kuni 50-70%) lehtedele tekkivad sapid eristuvad eriti suure tanniinide sisalduse poolest.
Päevitamist (sagedamini toiduparkimist) nimetatakse ka madalama molekulmassiga aineteks, millel on meeldiv kokkutõmbav maitse, kuid mis ei ole võimelised päris päevitama. Neid leidub paljudes puuviljades (küdoonia, õunad, hurma, viinamarjad), teelehtedes.
Tanniine kasutatakse laialdaselt mitte ainult nahatööstuses. Neid kasutatakse plastide tootmisel, sideainetena vineeri ja saepuruplaatide valmistamisel, peitsina värvimisel. Neid kasutatakse vee keetmise seadmetes kolloidide stabilisaatoritena, lahuste viskoossuse reguleerimiseks kaevude puurimisel.
Tanniinide kasutamine veinivalmistamisel on seotud nende ensüüme ja mikroorganisme pärssiva toimega, mis hoiab ära veinide hägustumise ja parandab nende kvaliteeti. Tee tanniini kasutatakse peedist saadava toidupunase värvaine beetatsüaniini stabiliseerimiseks.
Meditsiinis kasutatakse tanniine kokkutõmbavate, bakteritsiidsete, kiiritusvastaste ja kasvajavastaste ainetena.
Ligniin on osa puitkudede rakuseintest. See ladestub tselluloosi mikrofibrillide vahele, mis annab rakuseintele kõvaduse ja tugevuse. Kuid sel juhul on rakkudevaheline side häiritud, mis viib elussisu surmani; seetõttu on lignifitseerimine raku ontogeneesi viimane etapp.
Ligniin on amorfne aine, mis ei lahustu vees, orgaanilistes lahustites ja isegi kontsentreeritud happes.
Ligniinil on veel üks oluline omadus: see on vastupidav mikroorganismidele. Ainult mõned mikroorganismid ja seejärel väga aeglaselt lagunevad.
Ligniin on kolmemõõtmeline polümeer, mille monomeerideks on hüdroksükaneeli alkoholid. Nii domineerib okaspuudes ligniinis koniferüülalkohol, teraviljades - kumariin, paljudes lehtpuudes - sünap.
Tselluloosi- ja paberitööstus ning hüdrolüüsitehased koguvad jäätmetena suures koguses ligniini. Seda kasutatakse aktiivsöe, plasti ja sünteetiliste vaikude tootmiseks.
Melaniinid- fenoolse iseloomuga polümeerid, mis on türosiini oksüdatsiooni saadus. Nende struktuur pole veel täielikult välja selgitatud.
Melaniinid on mustad või pruunikasmustad. Nende teke on seletatav lõigatud õuna, kartulimugula ja mõnede seente pinna kiire tumenemisega. Melaniine leidub ka loomsetes organismides, põhjustades karva ja karvade värvi. Taimsed ja loomsed melaniinid erinevad aga monomeeri koostiselt. Hüdrolüüsi käigus moodustavad taimede melaniinid pürokatehooli ja loomad dihüdroksüindooli. Teisisõnu, taimsed melaniinid on erinevalt loomadest lämmastikuvabad ained.
Fenoolsete ühendite funktsioonid taimes. 1. Fenoolid osalevad redoksprotsessides: ensüümi polüfenooloksüdaasi osalusel muudetakse fenoolid kinooonideks ja vastupidi. Sel juhul saab teel mitteensümaatiliselt oksüdeerida erinevaid ühendeid (aminohapped, orgaanilised happed, fenoolid, tsütokroomid jne).
2. Mõned fenoolsed ühendid on elektronide ja prootonite kandjad fotosünteesi ja hingamise ETC-s (plastokinoon, ubikinoon).
3. Mitmed fenoolid mõjutavad taimede kasvuprotsesse, mõnikord aktiveerides, sagedamini pärssides. Seda toimet vahendab toime fütohormoonidele. Seega on teada, et mõned fenoolsed ühendid on vajalikud auksiini sünteesiks, teised selle lagunemiseks. Etüleeni moodustamiseks on vajalik kumarhappe estri olemasolu. Leiti, et stressi tingimustes kogunevad taimed suurel hulgal fenoole, mis toob kaasa kasvuprotsesside pärssimise ja nende vastupidavuse suurenemise ebasoodsatele tingimustele.
4. Fenoolidel on taimedes kaitsefunktsioon: Fenoolsed ühendid annavad taimedele resistentsuse haigustele. Näiteks on värvilise kestaga sibulate resistentsus mitmete haiguste suhtes seotud protokatehhhappe sisaldusega selles. Taimekudede mehaanilise kahjustuse korral kogunevad fenoolid rakkudesse ja kondenseerudes moodustavad kaitsekihi. Mõned taimed moodustavad vastusena patogeensete seentega nakatumisele kaitseaineid - fütoaleksiine, millest paljud on olemuselt fenoolsed.
5. Paljud fenoolid on antioksüdandid ja kaitsevad membraanilipiide oksüdatiivse lagunemise eest. Mõnda neist kasutatakse toiduainetööstuses rasvade rääsumise vältimiseks (gallushappe estrid, flavonoidid jne).
6. Fenoolsete ühendite roll taimede paljunemisprotsessis on väga oluline. Seda ei seostata ainult lillede ja puuviljade värviga, vaid ka fenoolide otsese osalemisega väetamisel. Seega osalevad vetikate Chlamydomonas ja kõrgema taime forsüütia viljastamise protsessis flavonoidid.
7. Fenoolid võivad mõnedes taimedes toimida allelopaatiliste ainetena. Näiteks salitsüülhape võib olla selline aine tammes.
8. Mõned fenoolid toimivad teatud protsesside ja ensüümide aktivaatoritena või inhibiitoritena (rakkude jagunemine, valgusüntees, oksüdatiivne fosforilatsioon jne).
Laadimine...