Antociani (și antociani ; din greacă ἄνθος - floare și greacă κυανός - albastru, azur) - glicozide vegetale colorate care conțin antocianidine sub formă de aglicon - 2- fenilcromene substituite înrudite cu flavonoidele . În 1835, farmacistul german Ludwig Clamor Markwart , în tratatul său Culorile florilor , a dat pentru prima dată numele de antocianin compusului chimic care conferă florilor culoarea albastră. Ele se găsesc în plante, provocând colorarea roșie, violetă și albastră a fructelor și a frunzelor.
Antocianinele aparțin unei clase părinte de molecule numite flavonoide , sintetizate prin calea fenilpropanoidelor . Se găsesc în toate țesuturile plantelor superioare, inclusiv în frunze , tulpini , rădăcini , flori și fructe . Antocianinele se obțin din antocianidine prin adăugarea de zaharuri [1] . Sunt inodore și moderat astringente .
Deși sunt aprobate pentru colorarea alimentelor și băuturilor în Uniunea Europeană ( E163 ), antocianinele nu sunt aprobate pentru utilizare ca aditivi alimentari (deși au un număr E) deoarece nu au fost testate pentru siguranță atunci când sunt utilizate ca alimente, ingrediente sau aditivi [2] ] .
Antocianinele sunt glicozide care conțin săruri de flavylium (2-fenilcromeniliu) substituite cu hidroxi și metoxi sub formă de aglicon-antocianidine; în unele antociani, hidroxilii sunt acetilați. Porțiunea carbohidrat este de obicei legată de agliconul din poziția 3, în unele antociani se află în pozițiile 3 și 5, în timp ce atât monozaharidele ( glucoză , ramnoză , galactoză ) cât și di- și trizaharidele pot acționa ca un reziduu de carbohidrați.
Fiind săruri de piriliu , antocianinele sunt ușor solubile în apă și solvenți polari, puțin solubile în alcool și insolubile în solvenți nepolari.
| Antocianidine | R1 _ | R2 _ | R3 _ | R4 _ | R5 _ | R6 _ | R7 _ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aurantinidin | -H | -OH | -H | -OH | -OH | -OH | -OH |
| Cianidină | -OH | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OH |
| Delphinidin | -OH | -OH | -OH | -OH | -OH | -H | -OH |
| Europinidină | -OCH 3 | -OH | -OH | -OH | -OCH 3 | -H | -OH |
| Luteolinidină | -OH | -OH | -H | -H | -OH | -H | -OH |
| Pelargonidin | -H | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OH |
| Malvidin | -OCH 3 | -OH | -OCH 3 | -OH | -OH | -H | -OH |
| Peonidină | -OCH 3 | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OH |
| Petunidină | -OH | -OH | -OCH 3 | -OH | -OH | -H | -OH |
| Rosinidina | -OCH 3 | -OH | -H | -OH | -OH | -H | -OCH 3 |
Structura antocianilor a fost stabilită în 1913 de către biochimistul german R. Wilstetter , prima sinteză chimică a antocianilor a fost realizată în 1928 de chimistul englez R. Robinson.
Antocianinele și antocianidinele sunt izolate de obicei din extracte acide ale țesuturilor vegetale la valori de pH moderat scăzute, în acest caz, partea aglicon antocianică a antocianinei sau antocianinei există sub formă de sare de flavylium , la care participă electronul atomului de oxigen heterociclic. sistemul heteroaromatic al ciclului benzpiriliu (cromenil), care este cromoforul , care determină culoarea acestor compuși - în grupul flavonoidelor, ei sunt cei mai profund colorați compuși cu cea mai mare schimbare a maximului de absorbție în regiunea lungi de undă.
Culoarea antocianidinelor este afectată de numărul și natura substituenților: grupările hidroxil care poartă perechi de electroni liberi provoacă o schimbare batocromă cu creșterea numărului lor. Deci, de exemplu, pelargonidina , cianidina și delfinidina , care poartă una, două și, respectiv, trei grupări hidroxil în inelul 2-fenil, sunt colorate în portocaliu, roșu și violet. Glicozilarea, metilarea sau acilarea grupărilor hidroxil ale antocianidinelor duce la scăderea sau dispariția efectului batocromic.
Datorită electrofilității ridicate a ciclului cromenil, structura și, în consecință, culoarea antocianilor și antocianidinelor este determinată de sensibilitatea lor la pH: într-un mediu acid (pH < 3), antocianinele (și antocianidinele) există sub formă de săruri de piriliu; ion hidroxid cu formarea unei pseudobaze incolore, cu o creștere suplimentară a pH-ului la ~6–7, apa este eliminată cu formarea formei chinoid , care, la rândul său, la pH ~7–8, extrage un protonul pentru a forma un fenolat și, în cele din urmă, la pH peste 8, fenolatul din forma chinoidului este hidrolizat pentru a rupe inelul de cromen și a forma calconul corespunzător :
Formarea complecșilor cu cationi metalici afectează și culoarea, cationul monovalent K + dă complecși violet, divalentul Mg 2+ și Ca 2+ - albastru, culoarea putând fi afectată și de adsorbția pe polizaharide. Antocianinele sunt hidrolizate în antocianidine în acid clorhidric 10%; antocianidinele în sine sunt stabile la valori scăzute ale pH-ului și se descompun la cele ridicate.
Antocianinele determină foarte des culoarea petalelor florilor, fructelor și frunzelor de toamnă. De obicei, dau culoarea violet, albastru, roz, maro, roșu. Această colorare depinde de pH -ul conținutului celular. Soluția de antociani într-un mediu acid este roșie, într-un mediu neutru este albastru-violet, iar în mediu alcalin este galben-verde. [3] Culoarea cauzată de antociani se poate modifica în timpul coacerii fructelor, înfloririi florilor - procese însoțite de o modificare a pH-ului conținutului celular . De exemplu, mugurii pulmonarului moale au o nuanță roz, iar florile sunt albastru-violet.
Multe antocianine sunt destul de solubile, de exemplu, atunci când sucul de struguri este extras din coaja fructului, se transformă în vinuri roșii (vezi culoarea Bordeaux ).
Acești compuși sunt sintetizați în citoplasmă și depuși în vacuolele celulare folosind pompa de glutation . Antocianinele se găsesc în vezicule speciale - antocianoplaste, cloroplaste, precum și sub formă cristalină în plasma unor specii de ceapă și în sucul celular al fructelor de portocale.
Faptul binecunoscut al activării biosintezei antocianilor la plante în condiții de stres nu a primit încă o fundamentare fiziologică și biochimică profundă. Este posibil ca antocianinele să nu poarte nicio sarcină funcțională, ci să fie sintetizate ca produsul final al unei căi saturate a flavonoidelor care a primit o ramură vacuolară pentru depunerea finală a compușilor fenolici care nu sunt necesari pentru plantă.
Pe de altă parte, inducția de antociani determinată de anumiți factori de mediu, precum și predictibilitatea apariției antocianilor de la an la an în perioadele de stadii specifice de dezvoltare a frunzelor, expresia lor pronunțată în nișe ecologice specifice, pot contribui la adaptarea organismele vegetale la anumite condiții stresante.
Antocianinele sunt considerate metaboliți secundari .
Plantele bogate în antociani sunt, de exemplu, portocala siciliană (portocaliu roșu), afinele , merișoarele , zmeura , murele , coacăzele negre , cireșele , vinetele , orezul negru , strugurii Concord și strugurii de nucșoară, varza roșie și unele tipuri de ardei, cum ar fi ardei iute etc. dulce. Antocianinele de afin sunt utilizate pe scară largă în medicină (în compoziția extractului de afine ). Cea mai comună antociană este cianidina .
La ardeiul iute au fost observate și mai multe specii, la care antocianul este prezent nu numai în fructe, ci și în frunze. Mai mult, în acest caz, antocianina este sintetizată cu atât mai mult, cu atât lumina soarelui care cade pe plantă este mai strălucitoare. Acești ardei includ Black Pearl (Black Pearl), Pimenta da Neyde și alții. Dar la Black Pearl, fructul copt este complet lipsit de antociani, iar fructele-boaia devin roșii, în timp ce în Pimenta da Neyde fructul-săstaia rămâne întotdeauna întunecată la soare.
Multe cărți populare indică în mod inexact că culoarea frunzelor de toamnă (inclusiv roșu) este pur și simplu rezultatul distrugerii clorofilei verzi , care masca pigmenții galbeni, portocalii și roșii deja prezenți ( xantofilă , carotenoid și, respectiv, antociani). Și dacă acest lucru este valabil pentru carotenoide și xantofile, atunci antocianinele nu sunt prezente în frunze până când nivelul de clorofile din frunze începe să scadă. Acesta este momentul în care plantele încep să sintetizeze antociani, probabil pentru fotoprotecție în procesul de mișcare a azotului.
Antocianinele sunt interzise pentru utilizare ca aditivi alimentari ( E163 ) în Europa [2] , dar sunt permise ca aditivi alimentari în aproape restul lumii. Antocianinele sunt folosite ca coloranți naturali în alimente și băuturi. Acestea au fost inițial aprobate pentru utilizare în Uniunea Europeană până când Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (EFSA) a concluzionat în 2013 că antocianinele din diverse fructe și legume nu erau suficient caracterizate prin studii de siguranță și toxicologie pentru a aproba utilizarea lor ca suplimente alimentare . [2] . Pe baza istoricului sigur al utilizării extractelor de piele de struguri roșii și a extractelor de coacăze negre pentru a colora alimentele produse în Europa, grupul a concluzionat că aceste surse de extracte sunt excepții de la regulă și siguranța lor a fost suficient dovedită [2] .
În SUA, diverse extracte de plante nu sunt enumerate printre coloranții alimentari aprobați pentru alimente; totuși , sucul de struguri, cojile de struguri roșii și multe sucuri de fructe și legume aprobate pentru utilizare ca coloranți sunt bogate în antociani naturali [4] . Sursele de antociani nu sunt incluse în culorile aprobate pentru medicamente sau cosmetice. Când sunt esterificate cu acizi grași, antocianinele pot fi utilizate ca colorant alimentar lipofil [5] .
Antocianinele sunt folosite ca celule solare organice datorită capacității lor de a transforma energia luminii solare în energie electrică [6] .
Antocianinele contribuie la reducerea răspunsurilor inflamatorii și a stresului oxidativ din intestin, atunci când consumă cantități în exces de grăsimi și carbohidrați, și îmbunătățesc funcțiile de barieră intestinală [7] .
Afinele, care conțin o cantitate mare de antociani, sunt folosite pentru tratarea și prevenirea diabetului [8] . Un aport mai mare de antociani și fructe bogate în antociani a fost asociat cu un risc mai scăzut de diabet de tip 2 [9] .
Un aport total mai mare de antociani este în mare parte asociat cu un risc redus de a dezvolta hipertensiune arterială . Amploarea declinului a fost cea mai mare la participanții cu vârsta ≤60 de ani [10] .
Consumul regulat de căpșuni, merișoare și afine este benefic pentru prevenirea bolilor cardiovasculare [11] .
Biodisponibilitatea scăzută a antocianinelor dietetice limitează beneficiile acestora pentru sănătate. Biodisponibilitatea antocianilor este de obicei mai mică de 1-2%, deși a fost raportată o biodisponibilitate de 5% atunci când sunt livrate ca vin. Administrarea intravenoasă de antociani asigură o biodisponibilitate de 100%. [12] Microbiota intestinală poate avea o influență importantă asupra biodisponibilității antocianilor [13] .
| Suplimente nutritive | |
|---|---|
| |