Antocianinok (más néven antocianinok ; görögül ἄνθος - virág és görögül κυανός - kék, azúrkék) - színes növényi glikozidok , amelyek antocianidineket tartalmaznak aglikonként - a flavonoidokhoz kapcsolódóan helyettesített 2 - fenil -kromének . 1835-ben Ludwig Clamor Markwart német gyógyszerész A virágok színei című értekezésében először adta az antocianin nevet annak a kémiai vegyületnek, amely a virágok kék színét adja. A növényekben találhatók, és a gyümölcsök és levelek vörös, lila és kék elszíneződését okozzák.
Az antocianinok a flavonoidoknak nevezett molekulák szülőcsoportjába tartoznak, amelyeket a fenilpropanoid útvonalon szintetizálnak . A magasabb rendű növények minden szövetében megtalálhatók, beleértve a leveleket , a szárakat , a gyökereket , a virágokat és a gyümölcsöket . Az antocianinokat az antocianidinekből cukrok hozzáadásával nyerik [1] . Szagtalanok és mérsékelten fanyar hatásúak .
Bár élelmiszerek és italok színezésére engedélyezett az Európai Unióban ( E163 ), az antocianinok élelmiszer-adalékanyagként való felhasználását nem engedélyezték (bár E-számmal rendelkeznek), mivel élelmiszerként való felhasználásuk biztonságát nem tesztelték. Összetevők vagy adalékanyagok [2] ] .
Az antocianinok glikozidok, amelyek a flavilium (2-fenil-kromenilium) hidroxi- és metoxi-szubsztituált sóit tartalmazzák aglikon-antocianidin formájában; egyes antocianinokban a hidroxilcsoportok acetilezve vannak. A szénhidrát rész általában a 3-as pozícióban kapcsolódik az aglikonhoz, egyes antocianinokban a 3-as és 5-ös pozícióban van, míg mind a monoszacharidok ( glükóz , ramnóz , galaktóz ), mind a di- és triszacharidok szénhidrát-maradékként működhetnek.
Pirilium -sók lévén az antocianinok vízben és poláris oldószerekben könnyen oldódnak, alkoholban mérsékelten oldódnak és nem poláris oldószerekben oldhatatlanok.
| Antocianidinek | R1_ _ | R2_ _ | R3_ _ | R4_ _ | R5_ _ | R6_ _ | R7_ _ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aurantinidin | -H | -Ó | -H | -Ó | -Ó | -Ó | -Ó |
| cianidin | -Ó | -Ó | -H | -Ó | -Ó | -H | -Ó |
| Delphinidin | -Ó | -Ó | -Ó | -Ó | -Ó | -H | -Ó |
| Europinidine | -OCH 3 | -Ó | -Ó | -Ó | -OCH 3 | -H | -Ó |
| Luteolinidin | -Ó | -Ó | -H | -H | -Ó | -H | -Ó |
| Pelargonidin | -H | -Ó | -H | -Ó | -Ó | -H | -Ó |
| Malvidin | -OCH 3 | -Ó | -OCH 3 | -Ó | -Ó | -H | -Ó |
| Peonidin | -OCH 3 | -Ó | -H | -Ó | -Ó | -H | -Ó |
| Petunidin | -Ó | -Ó | -OCH 3 | -Ó | -Ó | -H | -Ó |
| Rosinidine | -OCH 3 | -Ó | -H | -Ó | -Ó | -H | -OCH 3 |
Az antocianinok szerkezetét 1913-ban R. Wilstetter német biokémikus állapította meg , az antocianinok első kémiai szintézisét 1928-ban R. Robinson angol kémikus végezte.
Az antocianinokat és antocianidineket általában a növényi szövetek savas kivonataiból izolálják mérsékelten alacsony pH-értéken, ebben az esetben az antocianin vagy antocianin aglikon antocianin része flavilium -só formájában létezik, amelyben a heterociklusos oxigénatom elektronja vesz részt. a benzpirilium (kromenil) körfolyamat heteroaromás rendszere, amely a kromofor , amely meghatározza ezeknek a vegyületeknek a színét - a flavonoidok csoportjában ezek a legmélyebben elszíneződött vegyületek, az abszorpciós maximum eltolódása a legnagyobb a hosszú hullámhosszú tartomány felé.
Az antocianidinek színét a szubsztituensek száma és jellege befolyásolja: a szabad elektronpárokat hordozó hidroxilcsoportok számuk növekedésével batokróm eltolódást okoznak . Így például a 2-fenilgyűrűben egy, kettő és három hidroxilcsoportot hordozó pelargonidin , cianidin és delfinidin narancssárga, piros és lila színűek. Az antocianidinek hidroxilcsoportjainak glikozilezése, metilezése vagy acilezése a batokróm hatás csökkenéséhez vagy megszűnéséhez vezet.
A kromenilciklus nagy elektrofilitása miatt az antocianinok és antocianidinek szerkezetét és ennek megfelelően színét a pH-ra való érzékenységük határozza meg: savas környezetben (pH < 3) az antocianinok (és az antocianidinek) ún. pirilium sók; hidroxidion színtelen pszeudobázis képződésével, a pH további ~6-7-re emelésével a víz kiürül a kinoid forma kialakulásával , ami viszont ~7-8 pH-n elvonatkoztat A proton fenolátot képez , és végül 8 feletti pH-értéken a kinoid formájú fenolát hidrolizálódik, hogy megszakadjon a kroméngyűrű és a megfelelő kalkon keletkezzen :
A fémkationokkal képződött komplexek szintén befolyásolják a színt, az egyértékű kation K + lila komplexeket ad, a kétértékű Mg 2+ és Ca 2+ - kék, a színt a poliszacharidokon történő adszorpció is befolyásolhatja. Az antocianinokat 10%-os sósavban antocianidinné hidrolizálják, maguk az antocianidinek alacsony pH-értéken stabilak, magasaknál pedig lebomlanak.
Az antocianinok nagyon gyakran meghatározzák a virágszirmok, a gyümölcsök és az őszi levelek színét . Általában lila, kék, rózsaszín, barna, piros színt adnak. Ez a színezés a sejttartalom pH -értékétől függ . Az antocianinok oldata savas közegben vörös, semleges közegben kékeslila, lúgos közegben sárgászöld színű. [3] Az antocianinok által okozott szín megváltozhat a gyümölcsök érése, virágzása során – ez a folyamat a sejttartalom pH-jának megváltozásával jár együtt . Például a puha tüdőfű bimbói rózsaszínűek, virágai kékeslila színűek.
Sok antocianin jól oldódik, például ha a gyümölcs héjából szőlőlevet vonnak ki, vörösborrá alakul (lásd Bordeaux szín ).
Ezeket a vegyületeket a citoplazmában szintetizálják, és a glutation pumpa segítségével sejtvakuolákba rakják le. Az antocianinok speciális hólyagokban - antocianoplasztokban, kloroplasztiszokban, valamint kristályos formában egyes hagymafajok plazmájában és a narancssárga gyümölcsök sejtlevében találhatók.
Az a jól ismert tény, hogy a növényekben stresszes körülmények között aktiválódik az antocianin bioszintézis, még nem kapott mély élettani és biokémiai alátámasztást. Lehetséges, hogy az antocianinok nem hordoznak semmilyen funkcionális terhelést, hanem egy telített flavonoid útvonal végtermékeként szintetizálódnak, amely vakuoláris ágat kapott a növény számára szükségtelen fenolos vegyületek végső lerakódásához.
Másrészt az egyes környezeti tényezők által kiváltott antocianin-indukció, valamint az antocianinok évről évre történő megjelenésének kiszámíthatósága a levélfejlődés meghatározott szakaszaiban, kifejezett kifejeződése meghatározott ökológiai fülkékben hozzájárulhat a levél adaptációjához. növényi szervezeteket bizonyos stresszes körülményekre.
Az antocianinokat másodlagos metabolitoknak tekintik .
Az antocianinokban gazdag növények például a szicíliai narancs (vörös narancs), áfonya , áfonya , málna , szeder , fekete ribizli , cseresznye , padlizsán , fekete rizs , Concord szőlő és szerecsendió szőlő, vörös káposzta és bizonyos fajta paprika, mint pl. csípős paprika stb. édes. Az áfonya antocianinjait széles körben használják az orvostudományban ( áfonya kivonat összetételében ). A leggyakoribb antocianin a cianidin .
A csípős paprikában is több fajra figyeltek fel, amelyekben az antocianin nemcsak a gyümölcsökben, hanem a levelekben is megtalálható. Sőt, ebben az esetben az antocianin szintetizálódik, minél több, annál világosabb a napfény, amely a növényre esik. Ezek a paprikák közé tartozik a Black Pearl (Black Pearl), a Pimenta da Neyde és mások. De a Fekete Gyöngyben az érett gyümölcs teljesen megfosztja az antocianintól, és a gyümölcsbogyó pirosra fordul, míg a Pimenta da Neyde-ban a gyümölcshüvely mindig sötét marad a napon.
Sok népszerű könyv pontatlanul jelzi, hogy az őszi levelek színe (beleértve a vöröset is) egyszerűen a zöld klorofill elpusztításának az eredménye , amely elfedte a már jelenlévő sárga, narancssárga és vörös pigmenteket ( xantofill , karotinoid és antocianin). És ha ez igaz a karotinoidokra és a xantofilokra, akkor az antocianinok nincsenek jelen a levelekben, amíg a klorofill szintje csökkenni nem kezd. Ekkor kezdik el a növények az antocianinokat szintetizálni, valószínűleg a nitrogénmozgatás során a fényvédelem érdekében.
Az antocianinokat élelmiszer-adalékanyagként ( E163 ) tilos használni Európában [2] , de élelmiszer-adalékanyagként a világ szinte többi részén engedélyezett. Az antocianinokat természetes színezőanyagként használják élelmiszerekben és italokban. Eredetileg engedélyezték az Európai Unióban való felhasználásukat, amíg az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) 2013-ban arra a következtetésre jutott, hogy a különböző gyümölcsökből és zöldségekből származó antocianinokat nem jellemezték kellőképpen a biztonsági és toxikológiai vizsgálatok ahhoz, hogy jóváhagyják az étrend-kiegészítőként való alkalmazásukat [2] . A vörösszőlőhéj-kivonatok és a feketeribizli-kivonatok Európában gyártott élelmiszerek színezésére való biztonságos használatának története alapján a testület arra a következtetésre jutott, hogy ezek a kivonatforrások kivételt képeznek a szabály alól, és biztonságosságuk kellően bizonyított [2] .
Az Egyesült Államokban a különféle növényi kivonatok nem szerepelnek az élelmiszerekhez engedélyezett élelmiszer-színezékek között ; azonban a szőlőlé , a vörösszőlő héja és számos gyümölcs- és zöldséglé , amelyek színezékként használhatók, gazdagok természetes antocianinokban [4] . Az antocianin-források nem szerepelnek a gyógyszerek vagy kozmetikumok jóváhagyott színei között. Zsírsavakkal észterezve az antocianinok lipofil élelmiszer-színezékként használhatók [5] .
Az antocianinokat szerves napelemként használják, mivel képesek a napfény energiáját elektromos energiává alakítani [6] .
Az antocianinok hozzájárulnak a gyulladásos válaszok és az oxidatív stressz csökkentéséhez a bélben, ha túlzott mennyiségű zsírt és szénhidrátot fogyasztanak, és javítják a bélfal funkcióit [7] .
A nagy mennyiségű antocianint tartalmazó áfonyát a cukorbetegség kezelésére és megelőzésére használják [8] . Az antocianinok és az antocianinban gazdag gyümölcsök nagyobb bevitele a 2-es típusú cukorbetegség alacsonyabb kockázatával jár együtt [9] .
Az antocianinok magasabb összbevitele nagyrészt a magas vérnyomás kialakulásának kockázatának csökkenésével jár . A csökkenés mértéke a ≤60 év feletti résztvevőknél volt a legnagyobb [10] .
Az eper, áfonya és áfonya rendszeres fogyasztása előnyös a szív- és érrendszeri betegségek megelőzésében [11] .
Az étrendi antocianinok alacsony biológiai hozzáférhetősége korlátozza egészségügyi előnyeiket. Az antocianinok biohasznosulása jellemzően 1-2%-nál kisebb, bár borként szállítva 5%-os biohasznosulásról számoltak be. Az antocianinok intravénás beadása 100%-os biohasznosulást biztosít. [12] A bélmikrobióta fontos hatással lehet az antocianinok biológiai hozzáférhetőségére [13] .
| Táplálék-kiegészítők | |
|---|---|
| |