УДК 577.19

ББК 51.230.2

Цикуниб А.Д., Плахутина В.А., Терлецкая И.С.,

Адыгейский государственный университет

 

ДУБИЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА КАК КОМПОНЕНТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Аннотация: в статье рассмотрены особенности классификации дубильных веществ, особенности их накопления, биологической роли, биодоступности, выбор пищевых источников богатых ДВ, особенно в сырье местной флоры республики Адыгея.

Ключевые слова: минорные нутриенты, дубильные вещества, танины, таниды, полифенолы.

Tsikunib A.D., Plakhutina V. A., Terletskaya I. S.

Adyghe State University

 

TANNINS AS COMPONENTS OF FUNCTIONAL NUTRITION

Abstract: the article deals with the peculiarities of the content of tannins in food and the biochemical mechanisms of their influence on the body, the ranking of food products by the level of the content of DV according.

Key words: minor nutrients, tannins, tannins, polyphenols.

В последние годы существенным достижением нутрициологии и концепции оптимального питания явились новые данные о биологической роли многих микронутриентов. Для полного удовлетворения жизненных потребностей человека пища должна содержать свыше 20 тысяч различных пищевых соединений растительного, животного и микробного происхождения. К сожалению, в настоящее время человек с обычной смешанной диетой не получает и половины необходимых, прежде всего минорных нутриентов. Пристальное внимание исследователей в этом аспекте отводится на соединения вторичного биосинтеза растений, к числу которых относят дубильные вещества (ДВ), отличающиеся высокой биологической активностью [1, 2, 3]. Учитывая перспективность ДВ, как функциональных ингредиентов пищи, актуальна проблема выбора пищевых источников богатых ДВ, особенно в сырье местной флоры республики Адыгея.

Целью работы явилось изучение современных представлений о строении ДВ, их классификации, особенностях накопления, биологической роли, биодоступности, выбор пищевых источников богатых ДВ, особенно в сырье местной флоры республики Адыгея и оценка уровня.

Дубильные вещества или танниды - высокомолекулярные производные пирогаллола, пирокатехина, флороглюцина для которых характерно проявление особых дубящих свойств. Молекулярная масса ДВ колеблется от 1000 до 20000. Простые фенолы дубящее действие проявляют только в комплексах с фенолкарбоновыми кислотами [4].

По классификации К. Фрейденберга таниды делят на две большие группы: гидролизуемые (галлотанины, эллаготанины, несахаридные эфиры фенолкарбоновых кислот) и конденсированные (конденсированные производные катехинов, лейкоантоцианов, стильбенов) [4,6].

Гидролизуемые ДВ — это в большинстве случаев сложные эфиры глюкозы или фенолов и ароматических оксикарбоновых кислот (галловой, пиротокатеховой) и производные этих кислот. Характерный представитель этой группы — танин. Гидролизуемые дубильные вещества при обработке разбавленными кислотами распадаются с образованием более простых соединений фенольной и нефенольной природы [6]. Галлотанины расщепляются на глюкозу и галловую кислоту. Эллаговые дубильные вещества отличаются от галловых тем, что при их гидролизе образуется нерастворимая эллаговая кислота, в большом количестве содержащаяся в корке граната [7]. Конденсированные ДВ в отличие от гидролизуемых при нагревании с разбавленными кислотами подвергаются дальнейшему уплотнению [4].

В растениях гидролизуемые и конденсированные ДВ встречаются одновременно, с преобладанием одного класса. Так, в клеточных стенках и вакуолях стебля, коры, листьев, цветков и семян многих двудольных растений накапливаются как правило конденсированные танины. При этом, основным местом синтеза и локализации гидролизуемых танинов являются клеточные стенки мезофилла листьев (Grundhöfer et al., 2001), тогда как конденсированные танины синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме и вакуолях, которые являются их основным депо (Hassanpour et al., 2011) [7].

На накопление и состав ДВ могут влиять генетические особенности растения, возраст и фаза развития, климат, почвенные условия, высотный фактор, освещение, влажность, время сбора, способы сушки, термические воздействия при обработке растительного сырья и т.д. [6,7]. Как правило, минимальное количество ДВ отмечается весной в период вегетации, затем их содержание увеличивается и достигает максимума в период бутонизации и цветения. К концу вегетации количество ДВ постепенно снижается. Фаза вегетации влияет не только на количество, но и на качественный состав ДВ. Так весной, в период сокодвижения у древесных и в фазу отрастания побегов у травянистых растений преимущественно накапливаются гидролизуемые танниды, а осенью в фазу отмирания растений — конденсированные танниды и продукты их полимеризации — флобафены. Наиболее благоприятными для накопления ДВ являются условия умеренного климата (лесная зона и высокогорный альпийский пояс) [9,10].

Долгое время ДВ рассматривалась лишь с точки зрения хозяйственного применения для дубления кожи. Реже их использовали в народной медицине как кровеостанавливающее сосудосуживающие средство. На основе принципов доказательной медицины за последние годы получены абсолютно новые данные и в отношении их биологической роли. Препараты ДВ применяются в качестве вяжущих и противовоспалительных средств. Вяжущее действие основано на их способности связываться с белками с образованием плотных альбуминатов [11].

За способность образовывать осадки с алкалоидами, гликозидами и солями тяжелых металлов, ДВ используются в составе антидотов [12]. Кроме того, в многочисленных исследованиях показана роль средиземноморской диеты (благодаря обилию растительных продуктов в рационе питания) в поступлении в организм большого количества полифенолов, в том числе и ДВ, которые оказывают благотворное влияние в частности, на сердечно-сосудистую систему. Было установлено, что богатые полифенолами пищевые источники, такие как ягоды, чай, какао и виноград уменьшают среднее систолическое артериальное давление у больных с артериальной гипертензией [13], что связано с активацией полифинолами эндотелиальных клеток кровеносных сосудов, продуцирущих вазопротективные факторы, увеличивая концентрацию оксида азота (NO) в плазме и уровня экспрессии эндотелиальной NO-синтазы (eNOS) [14].

Экспериментальные и клинические исследования также доказывают роль полифенолов в снижении окислительного стресса благодаря своим антиоксидантным свойствам [15]. Выделяют три механизма антиоксидантного действия ДВ. Во-первых, это передача протона водорода от функциональной группы на свободный радикал (рис. 1).

 Рис. 1. Механизм антиоксидантного действия танинов на примере молекулы галловой кислоты, связанный с передачей атома водорода на свободный радикал [14,19].

 Во-вторых, это перенос электрона от свободного радикала к полифенолу с образованием катиона радикала и последующим быстрым и обратимым депротонированием в растворе (рис.2).

 Рис. 2. Механизм антиоксидантного действия танинов, связанный с переносом электрона со свободного радикала на фенольную группу [14].

В-третьих, хелатирование металла, обладающего прооксидантным действием (рис.3).

 Рис. 3. Механизм антиоксидантного действия танинов на примере катехина и галлокатехина, связанный с хелатированием металлов [15]

Однако при повышении концентрации, уровня ph клеток полифенолы могут выступать в роли прооксидантов вследствие чего запускаются процессы автоокисления приводящие к оксидативному стрессу [14,15] в связи с чем Госсанэпиднадзор Минздрава России установил рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе продуктов лечебного и профилактического питания (Таблица 1).

Таблица 1. Рекомендуемые величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе

продуктов лечебного и профилактического питания [1]

 

 

Стоит отметить что, биодоступность ДВ как полифенольных соединений, зависит от множества факторов, таких как суточное потребление, всасывание, биотрансформация. Всасывание ДВ происходит в тонком и толстом отделах кишечника. Как правило, в тонком отделе кишечника происходит всасывание гидролизуемой группы танинов. В разных исследованиях данные об абсорбции сильно варьируются: от менее 1 % до 70 % от поглощенной дозы. Кроме того, высокое содержание белков в пище снижает абсорбцию за счет связывание полифенолов, напротив, присутствие жиров может увеличить поглощение полифенолов. Показано, что катехины зеленого чая, олигомерные проантоцианидины виноградных косточек лучше поглощаются, организмом не в свободном виде, а в составе фосфолипидных комплексов [16, 18].

Точная и достоверная оценка полного суточного потребления полифенолов в пищу весьма проблематична. Это связано, главным образом, с тем фактом, что в пище и напитках содержится много различных типов полифенолов, и их концентрация в пище растительного происхождения зависит от генетических и экологических факторов. С другой стороны, такие факторы, как степень зрелости, хранение, пищевая обработка, в первую очередь варка и жарка, могут также в существенной степени изменить содержание полифенолов в пище и напитках [16, 17,18]. Тем не менее, проведено ряд исследований по алиментарному потреблению полифенолов. Например, было установлено, что в Нидерландах и Дании суточное потребление ДВ находится на уровне 23-27 мг [18], в Германии 54 мг [19]. Исследования C. Manach с соавторами показало, что в Италии среднесуточное потребление флаваноидов в целом состовляет 137,2 мг, в том числе 25,5 мг изофлавоны, 20,1 мг антоцианидины, 59,5 мг флаван-3-олы, 34,7 мг флаваноны, 0,5 мг флавоны, 22,4 мг флавонолы [20,21].

На основе метаанализа данных по содержанию ДВ в отдельных плодовых культурах и ягодах, а также анализа структуры питания различных групп населения республики Адыгея с использованием «Банка рационов Лаборатории нутрициологии и экологии НИИ КП АГУ» составлен рейтинг пищевых продуктов (плодовых культур, ягод), характерных для аборигенной флоры Северного Кавказа и (или) наиболее представленных в рационе питания населения Республики Адыгея (табл.2). Следует отметить, что практически круглогодично в рационах представлены яблоки и груши садовые, в осенне-зимний период хурма и плоды шиповника.

Таблица 2. Рейтинг плодовых культур по содержанию дубильных веществ по данным Овчарова К.Е.(1969г.) и Ермолаевой Г.А (2004г.)[22,23]

 

             *-распространены в аборигенной флоре РА

 

Систематизированные данные в таблице показывают существенный разброс в содержании ДВ в одних и тех же плодовых культурах. Наибольшая разница между минимальным и максимальным содержанием характерна для плодов персиков, черешни, садовых форм яблок и груш, что может быть связано с нестабильностью содержания ДВ, широким ареалом распространения, сортовым разнообразием и (или) аналитическим сложностями определения, отсутствием единого регламента определения ДВ. В целом, наибольшим содержанием ДВ среди плодовых культур отличаются кизил, айва и свежие плоды шиповника. Как видно из данных таблицы, в диких формах яблок и груш содержание ДВ на 42-95% и 20,5%-89% больше, чем в садовых формах, биологические механизмы особенностей, накопления которых до сих пор не изучены.

В таблице 3 приведены результаты оценки содержания ДВ в ягодных культурах, характерных для аборигенной флоры Северного Кавказа и (или) наиболее представленных в рационе питания населения Республики Адыгея. В исследованных рационах содержание ягод сезонное, с преобладанием земляники садовой и малины.

Таблица 3. Рейтинг ягодных культур по содержанию фенольных соединений по данным Овчарова К.Е.(1969г.) и Ермолаевой Г.А (2004г) [22,23]

Как видно из таблицы ягоды и плоды черной смородины, земляники садовой и малины вполне могут быть использованы в качестве богатого ДВ пищевого ресурса. 

 

Заключение

Таким образом, многочисленные исследования, посвященные изучению химического состава и биологической активности ДВ, показывают, что они являются важными нутриентами пищи, обеспечивающими разнообразные физиолого-биохимические функции организма, однако ряд вопросов, связанных с изучением содержания ДВ в растительных продуктах и суточном рационе в целом, факторов, влияющих на их биодоступность, особенностей метаболических превращений в организме остаются до сих пор не ясными и проблемными, что связано в первую очередь с методическими (аналитическими) сложностями, требующими дальнейшего совершенствования и разработки.

Примечания:

1.Методические рекомендации. Москва: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.

2. ГОСТ 24027. 2-80 Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла 06. 03. 1980. URL: https://base.garant.ru/72154540/

3.Основы государственной политики российской федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года: yтверждены распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 г. N 1873-р. URL: https://www.consultant.ru/

4.Государственная фармакопея. Москва, 1987. Вып. 1. С. 286-287.

5.Кретович В.Л. Биохимия растений. Москва: Высшая школа, 1980. 445 с.

6.Hahlbrock K., Scheel D. Physiology and Molecular Biology of Phenylpropanoid Metabolism // Ann. Rev. Physiol. Plant. Mol. Biol. 1989. Vol. 40. P. 347-369.

7.Richardson P.M. Structure, biosynthesis, evolution, and physiological and ecological roles of plant flavonoids and related compounds important in chemoprevention // Cancer Chemoprevention / L. Wattenberg [et al.] (ed.). Boca Raton: CRC Press., 1992. P. 353-360.

8.Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск: БГУ, 2004. 179 с.

9.What do Green Tea, Grapes Seeds, and Docks have in Common? / L.P. Meagher [et al.] // Chemistry in New Zealand. 2005. Septembre. P. 6-9.

10.Практикум по фармакогнозии: учебное пособие для вузов / В.Н. Ковалев, Н.В. Попова, В.С. Кисличенко. – Харьков: Золотые страницы: МТК - Книга, 2004. 512 с.

11.Дзахмишева З.А., Дзахмишева И.Ш. Функциональные пищевые продукты геродиетического назначения // Фундаментальные исследования. 2014. № 9-9. С. 2048-2051.

12. Ковалев В.Н. Практикум по фармакогнозии: учеб. пособие для студентов вузов. Москва: Золотые страницы, 2003. 512 с.

13. Куркин В.А. Фармакогнозия: учебник для студентов фармацевтических вузов. Самара: Офорт: ГОУВПО «СамГМУ», 2004. 1200 с.

14. Лекарственное растительное сырье. Фармакогнозия: учебное пособие / под ред. Г.П. Яковлева, К.Ф. Блиновой. Санкт-Петербург: СпецЛит, 2004. 765 с.

15.Dietary flavonoids, antioxidant vitamins, and incidence of stroke. The Zutphen Study / S.O. Keli [et al.] // Arch. Intern. Med. 1996. Vol. 156. P. 637-642.

16.Фенольные антиоксиданты / Н.К. Зенков, Н.В. Кандалинцева, В.Э. Ланкини [др.] / Новосибирск, 2003. 328 с.

17.Bravo L. Polyphenols: Chemistry, dietary sources, metabolism, and nutritional significance // Nutr. Rev. 1998. Vol. 56. P. 317-333.

18.Quantitative analysis of the flavonoid content of commercial tomatoes, onions, lettuce, and celery / A. Crozier [et al.] // J. Agric. Food Chem. 1997. Vol. 45. P. 590–595.

19.Hirota S., Shimoda T., Takahama U. Tissue and spatial distribution of flavonol and peroxidase in onion bulbs and stability of flavonol glucosides during boiling of the scales // J. Agric. Food Chem. 1998. Vol. 46. P. 3497-3502.

20.Price K.R., Bacon J.R., Rhodes M.J.C. Effect of storage and domestic processing on the content and composition of flavonol glucosides in onion (Allium cepa) // J. Agric. Food Chem. 1997. Vol. 45. P. 938-942.

21.Composition and content of flavonol glycosides in broccoli florets (Brassica olearacea) and their fate during cooking / K. Price [et al.] // J. Sci Food Agric. 1998. Vol. 77. P. 468-472.

22.Quercetin is recovered in human plasma as conjugated derivatives which retain antioxidant properties / C. Manach [et al.] // FEBS Letters. 1998. Vol. 426. P. 331-336с.

23.Овчаров К.Е. Витамины растений. Москва: Колос, 1969. 328с.

24.Ермолаева Г.А. Сырье для сокосодержащих напитков // Пиво и напитки. 2004. № 2. С. 60-61.

________________________________________________________________________________

Цикуниб Аминет Джахфаровна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой химии факультета естествознания Адыгейского государственного университета, тел. 8928461725

Плахутина Валерия Андреевна, ассистент кафедры химии факультета естествознания Адыгейского государственного университета, тел.89618298411

Терлецкая Ирина Сергеевна, магистрант 1 курса, тел. 89064385609

Tsikunib A.D., doctor of Biological Sciences, рrofessor, head of the Department of Natural Sciences of Chemistry of Adyghe State University

Plakhutina V. A., Assistant of the Department of Chemistry of the Faculty of Natural Sciences of the Adyghe State University, tel. 89618298411

Terletskaya I. S.,1st year master's student, tel. 89064385609