rumah » Potongan rambut » Sifat fisika dan kimia senyawa fenolik sederhana. SAYA

Sifat fisika dan kimia senyawa fenolik sederhana. SAYA

Fenol adalah senyawa yang molekulnya mengandung cincin aromatik (benzena) yang terikat dengan satu atau lebih gugus -OH. Kandungan fenol yang tinggi merupakan ciri khas sel tumbuhan.

Di dalam tubuh hewan, cincin benzena tidak disintesis, tetapi hanya dapat diubah, sehingga harus terus-menerus disuplai ke tubuh melalui makanan. Pada saat yang sama, banyak senyawa fenolik dalam jaringan hewan melakukan fungsi penting (ubiquinone, adrenalin, tiroksin, serotonin, dll.).

Saat ini, beberapa ribu senyawa fenolik berbeda telah ditemukan pada tumbuhan. Mereka diklasifikasikan menurut struktur kerangka karbon:

1. C 6-fenol

2. C 6 -C 1 -asam fenolik

3. C 6 -C 3 -asam hidroksisinamat dan kumarin

4. C 6 -C 3 -C 6 -flavonoid

5. Senyawa fenolik oligomer.

6. Senyawa polimer fenolik.

C 6 -Fenol. Senyawa yang cincin benzenanya terikat pada beberapa gugus hidroksil disebut polifenol.

Fenol bebas jarang ditemukan dan dalam jumlah kecil pada tumbuhan. Jadi, fenol ditemukan pada jarum dan kerucut pinus, dalam minyak atsiri blackcurrant, pirokatekin - pada sisik bawang, pada daun bergenia, hidrokuinon - pada kulit dan daun pir, pada daun bergenia. Turunan fenol lebih sering ditemukan, yang terkait dengan rantai atau siklus karbon apa pun. Misalnya urushiol dan tetrahydrocannabinol.

Urushiol merupakan zat beracun yang terdapat pada daun sumac. Tetrahydrocannabinol adalah komponen halusinogen ganja.

Ketika fenol dioksidasi, kuinon (benzokuinon) terbentuk. Kuinon tidak ditemukan dalam keadaan bebas pada tumbuhan, namun turunannya umum ditemukan. Misalnya, turunan benzoquinon adalah pembawa elektron dalam ETC fotosintesis dan respirasi - plastoquinone dan ubiquinone. Turunan benzoquinone juga termasuk zat pedas dari primrose - primin dan pigmen merah agaric lalat - muscaruphine.

C 6 -C 1 -asam fenolik. Asam fenolik umum ditemukan pada tumbuhan. Lebih sering mereka berada di jaringan dalam keadaan terikat dan dilepaskan selama ekskresi dan hidrolisis.

Asam salisilat dilepaskan sebagai agen alelopati ke lingkungan. Pada saat yang sama, efek pengaturannya terhadap sejumlah proses fisiologis dan biokimia dalam tanaman (pembentukan etilen, reduksi nitrat, dll.) kini telah ditemukan.

Asam protocatechuic ditemukan dalam sisik bawang.

Asam vanila dan galat ditemukan di kayu. Yang terakhir adalah bagian dari beberapa tanin dan dapat membentuk dimer - asam digallat, dalam molekul yang dua residu asam galat dihubungkan oleh ikatan ester.

Turunan asam fenolik - aldehida dan alkohol - telah ditemukan pada tumbuhan. Misalnya, alkohol salisilat terdapat dalam kulit pohon willow. Tapi vanilin, vanilla aldehida, sangat terkenal. Baunya sangat menyenangkan dan ditemukan dalam bentuk glikosida - glucovanillin - pada buah dan cabang pohon vanila. Glikosida dan vanillin sendiri banyak digunakan dalam industri kembang gula, sabun dan parfum.

Asam fenolik dapat dihubungkan melalui ikatan ester dengan gula, paling sering dengan glukosa. Glikogallin telah diisolasi dari sejumlah tanaman (rhubarb, eucalyptus), di mana gugus karboksil asam galat dihubungkan dengan hidroksil glikosidik glukosa.

C 6 -C 3 -asam hidroksisinamat dan kumarin. Asam hidroksisinamat tersebar luas pada tumbuhan. Biasanya dalam keadaan terikat, dan dalam keadaan bebas, kecuali kopi jarang ditemukan.

Telah terbukti bahwa cis-isomer asam hidroksisinamat merupakan aktivator proses pertumbuhan tanaman, sedangkan trans-isomer tidak memiliki sifat tersebut.

Pada tumbuhan, alkohol hidroksisinamat ditemukan - turunan dari asam yang sesuai: kumarat - alkohol kumarat, ferulat - alkohol co-niferil, sinapik - alkohol sinapik. Alkohol biasanya tidak terakumulasi, tetapi tampaknya digunakan untuk membentuk lignin, yang merupakan monomernya.

Asam hidroksisinamat dapat membentuk ester dengan asam organik dari deret alifatik. Jadi, asam caffeic membentuk ester dengan asam malat dan tartarat. Ester pertama disebut asam faseolinat. Itu hadir dalam daun kacang. Yang kedua adalah asam chicoric. Itu ditemukan di daun sawi putih.

Ester asam hidroksisinamat dan gula, paling sering glukosa, umum ditemukan pada tumbuhan. Jadi, pada bunga petunia dan snapdragon, ditemukan ester asam caffeic, coumaric, dan ferulic, dan pada sereal secara umum, sebagian besar asam hidroksisinamat diwakili oleh ester. Pada saat yang sama, asam hidroksisinamat merupakan bagian dari polisakarida dan protein. Misalnya, asam ferulat ditemukan dalam xilan tepung terigu dan polisakarida nanas.

Kumarin adalah lakton yang dibentuk oleh penutupan cincin antara gugus hidroksil dan karboksil dalam molekul asam hidroksisinamat.

Coumarin adalah zat kristal tidak berwarna dengan aroma menyenangkan dari jerami yang baru dipotong. Coumarin tidak ditemukan dalam bentuk bebas pada tumbuhan. Biasanya ditemukan dalam bentuk glikosida (bunga dan daun melilot). Pada tumbuhan herba, getah selnya mengandung glikosida yang mengandung asam orto-kumarat. Selama pembuatan jerami, jaringan tanaman rusak dan permeabilitas membran terganggu. Glikosida dari getah sel bersentuhan dengan enzim sitoplasma. Gula dipisahkan dari glikosida, dan asam kumarat, setelah isomerisasi trans-cis, diubah menjadi lakton-kumarin. Pada saat yang sama, rumput yang layu berbau jerami.

Kumarin terhidroksilasi sering ditemukan pada tumbuhan sebagai glikosida. Misalnya esculetin dari kulit buah berangan kuda dan scopoletin dari akar scopolia Jepang. Kedua kumarin ini memiliki aktivitas vitamin P dan digunakan dalam pengobatan sebagai zat penguat kapiler.

Dicoumarin ditemukan dalam semanggi manis putih, yang mencegah pembekuan darah. Dicoumarin ini dan lainnya digunakan sebagai obat untuk mencegah pembekuan darah.

C 6 -C 3 -C 6 -flavonoid. Ini adalah salah satu kelompok senyawa fenolik yang paling beragam dan tersebar luas. Dasar dari struktur molekul flavonoid adalah struktur flavan, yang terdiri dari dua cincin benzena dan satu heterosiklik (piran).

Flavonoid dibagi menjadi beberapa kelompok.

1. Katekin.

2. Antosianin.

3. Kalkon.

Katekin- Flavonoid yang paling tereduksi. Οʜᴎ tidak membentuk glikosida. Catechin pertama kali diisolasi dari kayu Acacia catechu, sesuai dengan namanya. Katekin ditemukan di lebih dari 200 spesies tumbuhan. Di antara katekin, yang paling terkenal adalah katekin dan galokatekin.

Mereka dapat membentuk ester dengan asam galat - katekin galat dan galokatekin galat. Katekin ditemukan di banyak buah-buahan (apel, pir, quince, ceri, plum, aprikot, stroberi, blackberry, kismis, lingonberry, anggur), dalam biji kakao, biji kopi, di kulit kayu dan kayu banyak pohon (willow, oak, pinus, cemara, cedar, cemara, akasia, kayu putih). Terutama banyak katekin di daun dan pucuk teh muda (hingga 30%). Transformasi oksidatif katekin memainkan peran penting dalam produksi teh dan pembuatan anggur. Produk oksidasi, yang sebagian besar merupakan dimer katekin, memiliki rasa yang menyenangkan, sedikit sepat, dan warna coklat keemasan. Hal ini menentukan warna dan rasa produk akhir. Pada saat yang sama, katekin memiliki aktivitas vitamin P yang tinggi, memperkuat kapiler dan menormalkan permeabilitas dinding pembuluh darah. Dimer katekin dalam teh memiliki aktivitas yang sama. Katekin sebagai monomer merupakan bagian dari tanin terkondensasi.

Antosianin- pigmen tumbuhan yang paling penting. Mereka mewarnai kelopak bunga, buah, dan terkadang daun dengan warna biru, nila, merah jambu, merah, dan ungu dengan berbagai corak dan transisi. Semua antosianin adalah glikosida. Aglikonnya adalah antosianidin. Antosianin larut dalam air dan ditemukan dalam getah sel.

Saat ini, lebih dari 20 antosianidin diketahui, tetapi 4 yang paling banyak didistribusikan: pelargonidin, sianidin, delphinidin, dan malvidin (turunan termetilasi dari delphinidin).

Antosianin mengandung glukosa, galaktosa, rhamnosa, xilosa, dan lebih jarang arabinosa sebagai monosakarida, dan paling sering rutinosa, sophorose, dan sambubiosa ditemukan sebagai disakarida. Antosianin terkadang mengandung trisakarida, biasanya bercabang. Misalnya, antosianin ditemukan dalam kismis dan raspberry, di mana trisakarida bercabang dikaitkan dengan sianidin.

Warna antosianin bergantung pada beberapa faktor:

1. konsentrasi antosianin dalam getah sel;

2. pH getah sel;

3. kompleksasi antosianin dengan kation;

4. kopigmentasi - campuran antosianin dan adanya zat fenolik lainnya dalam getah sel;

5. kombinasi dengan pewarnaan pigmen plastida.

Mari kita lihat lebih dekat faktor-faktor ini.

1. Konsentrasi antosianin dalam getah sel dapat bervariasi - dari 0,01 hingga 15%. Misalnya bunga jagung biru biasa mengandung 0,05% sianin antosianin, dan bunga jagung ungu tua mengandung 13-14%.

2. Karena molekul antosianin mempunyai valensi bebas, warnanya dapat berubah berdasarkan nilai pH. Biasanya, dalam lingkungan asam, antosianin memiliki warna merah dengan intensitas dan corak yang bervariasi, dan dalam lingkungan basa warnanya biru. Perubahan warna antosianin tersebut dapat diamati dengan menambahkan asam atau basa pada jus berwarna kismis, ceri, bit atau kubis merah. Di alam, perubahan pH getah sel secara tiba-tiba tidak terjadi, dan faktor ini tidak berperan besar dalam warna antosianin. Kita hanya dapat memperhatikan bahwa beberapa bunga berwarna merah muda dan merah berubah menjadi biru ketika layu. Hal ini menunjukkan adanya perubahan pH pada sel yang sekarat.

3. Kemampuan antosianin untuk mengkelat dengan ion logam sangat penting dalam warna bunga dan buah. Hal ini terlihat jelas pada contoh bunga jagung dan mawar. Kelopaknya mengandung antosianin - sianin yang sama. Pada kelopak bunga jagung biru, sianin membentuk kompleks dengan ion Fe (4 molekul sianin terikat pada satu atom Fe). Kelopak bunga mawar merah mengandung sianin bebas. Contoh lain.
Diposting di ref.rf
Jika hydrangea biasa dengan bunga berwarna merah muda ditanam pada media mineral yang mengandung aluminium dan molibdenum, bunganya memperoleh warna biru.

4. Biasanya getah sel banyak bunga dan buah tidak hanya mengandung satu, tetapi beberapa pigmen. Dalam hal ini, pewarnaan bergantung pada campurannya, dan ini disebut kopigmentasi. Jadi, warna buah blueberry disebabkan oleh kopigmentasi delphinin dan malvin. Ada 10 antosianin berbeda yang ditemukan pada bunga ubi ungu.

Pola warna kelopak banyak bunga ditentukan baik oleh peningkatan lokal dalam konsentrasi satu pigmen (digitalis), atau oleh superposisi pigmen tambahan pada pigmen utama (di tengah bunga poppy, konsentrasi tinggi dari pigmen sianin ditumpangkan pada latar belakang umum pelargonin).

Warnanya juga dipengaruhi oleh kopigmentasi antosianin dengan zat lain, misalnya tanin. Jadi, mawar ungu dan merah tua mengandung sianin yang sama, tetapi pada mawar merah tua ia terkopigmentasi dengan tanin dalam jumlah besar.

5. Kombinasi antosianin biru pada getah sel dan karotenoid kuning-oranye pada kromoplas menghasilkan warna coklat pada kelopak beberapa bunga.

Meja Beberapa tanaman antosianin

Antosianin	Aglikon	Gula	Tanaman
Pelargonin	Pelargonidin	2 glukosa	Pelargonium, aster
sianin	Sianidin	2 glukosa	Mawar, bunga jagung
Keratsyanin	Sianidin	Glukosa, rhamnosa	Ceri
Prusianin	Sianidin	Rhamnosa, glukosa	Plum
Idain	Sianidin	Galaktosa	Cowberry
Krisan	Sianidin	Glukosa	Aster, blueberry, elderberry
Malvin	Malvidin	2 glukosa	Mallow
Enin	Malvidin	Glukosa	Anggur
Delphinium	Delphinidin	Rhamnosa, glukosa	Memacu
penjahat	Delphinidin	Glukosa, rhamnosa	Coltsfoot

halkon, atau anthoklor, adalah flavonoid dengan heterosiklik terbuka. Mereka memberi warna kuning pada kelopak bunga. Distribusinya terbatas pada sembilan keluarga. Mereka ditemukan dalam bentuk glikosida. Kalkon misalnya isosalipurposide dari bunga cengkeh kuning dan phloridzin dari kulit dan daun apel. Phloridzin adalah penghambat pertumbuhan apel. Ketika tertelan oleh seseorang, hal itu menyebabkan pelepasan glukosa yang intens ke dalam darah - "diabetes phloridzin".

Senyawa fenolik oligomer. Ini termasuk asam lumut. Οʜᴎ terbentuk di lumut dari dua atau lebih residu asam orsellinic. Asam lecanoric dan evernic terdiri dari dua residu asam orsellinic. Asam evernic merupakan komponen utama dari kompleks asam evernia (oak moss), yang digunakan dalam wewangian sebagai zat aromatik sekaligus sebagai fiksatif dalam pembuatan jenis wewangian terbaik.

Di antara asam lichen ada yang berwarna. Mereka memberi lumut berbagai warna - kuning, oranye, merah, ungu. Usnea lichen mengandung asam usnic, yang merupakan agen bakterisida yang efektif.

Dimer alkohol hidroksisinamat ditemukan di kulit kayu, kayu, buah-buahan dan daun banyak tanaman. Mereka membentuk oligomer dan flavonoid, terutama katekin. Dimer katekin ditemukan pada apel, chestnut, hawthorn, biji kakao, dan kayu eucalyptus.

Senyawa fenolik polimer. Senyawa fenolik polimer antara lain tanin, atau tanin, lignin dan melanin.

Tanin, atau tanin. Nama mereka didapat dari kemampuannya menyamak kulit binatang, mengubahnya menjadi kulit. Penyamakan didasarkan pada interaksi tanin dengan protein kulit - kolagen. Dalam hal ini, banyak ikatan hidrogen terbentuk antara protein dan tanin.

Tanin alami merupakan campuran senyawa kompleks dengan komposisi serupa dengan berat molekul 500-5000.

Tanin banyak terkandung pada kulit kayu dan kayu oak, kayu putih, kayu kastanye, pada rimpang coklat kemerah-merahan, rhubarb, dan daun sumac. Banyak terdapat pada kulit kayu dan kacang-kacangan, murad, dan mawar. Gall yang terbentuk pada daun ketika dirusak oleh cacing empedu (hingga 50-70%) ditandai dengan kandungan tanin yang sangat tinggi.

Tanin (biasanya tanin makanan) juga disebut zat bermolekul rendah yang memiliki rasa astringen yang menyenangkan, tetapi tidak mampu menghasilkan penyamakan yang sebenarnya. Οʜᴎ terdapat di banyak buah-buahan (quince, apel, kesemek, anggur), dan daun teh.

Tanin banyak digunakan tidak hanya di industri kulit. Mereka digunakan dalam produksi plastik, bahan pengikat dalam produksi kayu lapis dan papan serbuk gergaji, dan sebagai mordan untuk pewarnaan. Οʜᴎ digunakan dalam instalasi untuk merebus air sebagai penstabil koloid, untuk mengatur viskositas larutan saat mengebor sumur.

Penggunaan tanin dalam pembuatan anggur dikaitkan dengan efek penghambatannya terhadap enzim dan mikroorganisme, yang mencegah anggur menjadi keruh dan meningkatkan kualitasnya. Tanin teh digunakan untuk menstabilkan betacyanin, pewarna makanan merah yang diperoleh dari bit.

Dalam pengobatan, tanin digunakan sebagai zat astringen, bakterisida, anti radiasi dan antitumor.

Lignin merupakan bagian dari membran sel jaringan kayu. Itu disimpan di antara mikrofibril selulosa, yang memberikan kekerasan dan kekuatan membran sel. Pada saat yang sama, hubungan antar sel terganggu, yang menyebabkan kematian isi hidup, sehingga lignifikasi adalah tahap akhir dari entogenesis sel.

Lignin merupakan zat amorf, tidak larut dalam air, pelarut organik, dan bahkan asam pekat.

Lignin memiliki sifat penting lainnya: tahan terhadap mikroorganisme. Hanya sedikit mikroorganisme, dan kemudian dengan sangat lambat, menguraikannya.

Lignin adalah polimer tiga dimensi yang monomernya adalah alkohol hidroksisinamat. Jadi, pada tumbuhan runjung, alkohol co-niferyl mendominasi dalam lignin, dalam sereal - alkohol kumarat, di banyak pohon gugur - alkohol sinapik.

Lignin dalam jumlah besar terakumulasi sebagai limbah di industri pulp dan kertas serta pabrik hidrolisis. Ini digunakan untuk memproduksi karbon aktif, plastik, dan resin sintetis.

Melanin- polimer yang bersifat fenolik, yang merupakan produk oksidasi tirosin. Struktur mereka belum sepenuhnya dijelaskan.

Melanin berwarna hitam atau coklat kehitaman. Pembentukannya menjelaskan penggelapan cepat pada permukaan potongan apel, umbi kentang, dan beberapa jamur. Melanin juga terdapat pada organisme hewan, menyebabkan warna wol dan rambut. Pada saat yang sama, melanin tumbuhan dan hewan berbeda dalam komposisi monomernya. Ketika dihidrolisis, melanin tumbuhan membentuk pirokatekol, dan melanin hewan membentuk dihidroksiindole. Dengan kata lain, melanin tumbuhan, tidak seperti hewan, adalah zat bebas nitrogen.

Fungsi senyawa fenolik pada tumbuhan. 1. Fenol berpartisipasi dalam proses redoks: fenol diubah menjadi kuinon dan sebaliknya dengan partisipasi enzim polifenol oksidase. Pada saat yang sama, berbagai senyawa (asam amino, asam organik, fenol, sitokrom, dll.) dapat dioksidasi dengan cara non-enzimatik.

2. Beberapa senyawa fenolik merupakan pembawa elektron dan proton pada ETC fotosintesis dan respirasi (plastoquinone, ubiquinone).

3. Sejumlah fenol berpengaruh terhadap proses pertumbuhan tanaman, kadang mengaktivasi, lebih sering menghambat. Efek ini dimediasi oleh pengaruh fitohormon. Dengan demikian, diketahui bahwa beberapa senyawa fenolik diperlukan selama sintesis auksin, yang lain - selama pemecahannya. Kehadiran ester asam kumarat sangat penting untuk pembentukan etilen. Telah ditetapkan bahwa di bawah tekanan, tanaman mengakumulasi sejumlah besar fenol, yang menyebabkan terhambatnya proses pertumbuhan dan peningkatan ketahanannya terhadap kondisi buruk.

4. Fenol melakukan fungsi perlindungan pada tanaman: Senyawa fenolik memberikan ketahanan tanaman terhadap penyakit. Misalnya, ketahanan terhadap sejumlah penyakit pada bawang bombay yang berkulit berwarna dikaitkan dengan adanya asam protocatechuic di dalamnya. Ketika jaringan tanaman rusak secara mekanis, fenol terakumulasi di dalam sel dan, mengembun, membentuk lapisan pelindung. Beberapa tanaman, sebagai respons terhadap kerusakan oleh jamur patogen, membentuk zat pelindung - fitoaleksin, banyak di antaranya bersifat fenolik.

5. Banyak fenol yang bersifat antioksidan dan melindungi lipid membran dari kerusakan oksidatif. Beberapa di antaranya digunakan dalam industri makanan untuk melindungi lemak dari ketengikan (ester asam galat, flavonoid, dll).

6. Peranan senyawa fenolik dalam proses reproduksi tanaman sangat penting. Hal ini tidak hanya disebabkan oleh warna bunga dan buah, tetapi juga karena partisipasi langsung fenol dalam pembuahan. Dengan demikian, flavonoid berperan dalam proses pembuahan alga Chlamydomonas dan tanaman forsythia tingkat tinggi.

7. Fenol dapat berperan sebagai zat alelopati pada beberapa tumbuhan. Misalnya, zat seperti itu dalam kayu ek seharusnya adalah asam salisilat.

8. Beberapa fenol berperan sebagai aktivator atau inhibitor pada proses dan enzim tertentu (pembelahan sel, sintesis protein, fosforilasi oksidatif, dll).

Senyawa fenolik - konsep dan jenisnya. Klasifikasi dan ciri-ciri kategori “Senyawa fenolik” 2017, 2018.

Senyawa fenolik merupakan salah satu golongan senyawa sekunder yang paling umum dan banyak jumlahnya dengan berbagai aktivitas biologis. Ini termasuk zat yang bersifat aromatik yang mengandung satu atau lebih gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon inti aromatik. Senyawa-senyawa ini sangat heterogen dalam struktur kimianya, ditemukan pada tumbuhan dalam bentuk monomer, dimer, oligomer dan polimer.

Klasifikasi fenol alami didasarkan pada prinsip biogenetik. Ide-ide modern tentang biosintesis memungkinkan kita untuk membagi senyawa fenolik menjadi beberapa kelompok utama, menyusunnya berdasarkan kompleksitas struktur molekul. Yang paling sederhana adalah senyawa dengan satu cincin benzena - fenol sederhana, asam benzoat, alkohol fenolik, asam fenilasetat dan turunannya. Berdasarkan jumlah gugus OH, fenol sederhana dibedakan menjadi monoatomik (fenol), diatomik (pyrocatechol, resorcinol, hydroquinone) dan triatomik (pyrogallol, phloroglucinol, dll). Paling sering mereka ditemukan dalam bentuk terikat dalam bentuk glikosida atau ester atau merupakan elemen struktural dari senyawa yang lebih kompleks, termasuk senyawa polimer (tanin). Fenol yang lebih beragam merupakan turunan dari rangkaian fenilpropana (fenilpropanoid), yang mengandung satu atau lebih fragmen C6-C3 dalam strukturnya. Fenilpropanoid sederhana mencakup alkohol dan asam hidroksisinamat, ester dan bentuk glikosilasinya, serta fenilpropana dan sinamoilamida. Senyawa yang secara biogenetik berkaitan dengan fenilpropanoid antara lain kumarin, flavonoid, kromon, senyawa dimer - lignan, dan senyawa polimer - lignin. Beberapa kelompok senyawa fenilpropanoid membentuk kompleks asli yang menggabungkan turunan flavonoid, kumarin, xanton dan alkaloid dengan lignan (flavolignan, kumarinolignan, xantholignan, dan alkaloidolignan). Sekelompok unik zat aktif biologis adalah flavolignan dari Silybum marianum (L.) Gaertn. (siliban, silydianin, silicristin), yang menunjukkan sifat hepatoprotektif.

Kebanyakan senyawa fenolik berasal dari prekursor umum, asam shikimat. Jalur shikimat dalam biosintesis senyawa fenolik dimulai dari produk metabolisme gula yang terbentuk sebagai hasil fotosintesis dan melewati beberapa tahap hingga tahap prekursor spesifik asam shikimat. Selanjutnya, asam amino aromatik terbentuk darinya: L-fenilalanin, L-tirosin, L-triptofan. Flavonoid dan katekin terbentuk dari L-fenilalanin melalui tahap peralihan asam hidroksisinamat (fenilpropanoid). Dalam kelompok senyawa fenolik yang paling banyak dan tersebar luas pada tumbuhan, flavonoid, molekulnya mengandung dua cincin aromatik, salah satunya terbentuk di sepanjang jalur shikimate, dan yang kedua dari tiga molekul asetat teraktivasi.

Aktivitas biologis utama

Tanaman pangan mengandung senyawa golongan fenolik dengan satu atau dua cincin aromatik, yang memiliki aktivitas biologis:

Adaptogenik dan merangsang sistem saraf pusat - salidroside (Rhodiola rosea, atau akar emas);

P-vitamin - rutin (Sophora Jepang, katekin (teh), vitamin P (buah abu gunung dan pinggul mawar kayu manis, beri blackcurrant, dan chokeberry).

Antihipertensi - flavon (scutellaria baicalensis), lignan (Eucommia vysolifolia) digunakan untuk hipertensi dan gangguan fungsional sistem saraf, untuk penyakit kardiovaskular;

Antispasmodik - furocoumarin, chromine (parsnip, Siberian pustula, ammi dentalum) digunakan untuk insufisiensi koroner dan neurosis;

Merangsang - lignan (serai Thailand) digunakan sebagai penguat umum dan tonik;

Obat penenang - flavonol (motherwort cordial) digunakan untuk neurosis kardiovaskular, hipertensi, insomnia;

Diuretik - kaempferol, isoflavonoid (tunas pohon birch, akar kepala baja) digunakan sebagai diuretik;

Koleretik - flavonol (tansy, sandy immortelle, peppermint, artichoke, rose hips) digunakan untuk penyakit akut dan kronis pada hati, kandung empedu, saluran empedu;

Hemostatik - flavonol, quercetin (knotweed, knotweed, pepper knotweed) digunakan untuk pendarahan rahim;

Antimikroba - hidrokuinon, arbutin (bearberry, lingonberry) digunakan untuk penyakit ginjal dan saluran kemih sebagai diuretik dan desinfektan;

Antihemoragik - lignan (rami).

Senyawa fenolik dengan satu cincin aromatik

Alkohol fenolik. Alkohol fenolik dan glikosidanya terkandung dalam Rhodiola rosea dan meningkatkan kinerja tubuh serta ketahanan terhadap efek samping.

Asam hidroksisinamat. Asam hidroksisinamat (asam p-kumarat, caffeic, ferulic dan sinapic) dalam berbagai kombinasi, dalam bentuk bebas atau sebagai bagian dari glikosida dan ester, ditemukan di banyak tumbuhan tingkat tinggi. Yang paling umum di alam adalah asam caffeic dan turunannya (asam klorogenat dan isomernya), yang memiliki efek antiinflamasi dan koleretik. Asam klorogenat terdapat dalam jumlah besar dalam biji kopi, daun blueberry, arnica gunung, kamomil, dll. Jumlah asam caffeic, chlorogenic, ferulic, coumaric dan caffeoylquinic lainnya memiliki efek hipoazotemik, meningkatkan fungsi ginjal, dan merangsang fungsi antitoksik. hati. Asam hidroksisinamat juga ditemukan di echinacea, akar burdock, hawthorn, dan rhubarb.

Asam benzoat dan salisilat dari bunga kamomil, padang rumput manis, kulit pohon willow, kismis hitam dan merah memiliki sifat antiseptik. Asam malat, tartarat, sitrat, dan hidroksikarboksilat berperan dalam membuat tubuh menjadi alkali. Komponen utama Garcinia Cambogia - asam hidroksisitrat - menekan nafsu makan, memperlambat konversi kelebihan karbohidrat menjadi lemak, meningkatkan potensi energi tubuh, membantu menurunkan kadar kolesterol dalam darah, dan mengurangi perlemakan hati. Asam tartronic, yang terkandung dalam kubis dalam jumlah besar, menghambat konversi karbohidrat menjadi lemak, sehingga mencegah obesitas dan aterosklerosis.

Kumarin, oksikumarin. Coumarin memiliki aktivitas biologis serbaguna. Mereka dicirikan oleh fotosensitisasi (buah psoralea, ammi mayor, daun pohon ara), antispasmodik (buah ubi, akar limpa Siberia dan gorychnik gunung), aktivitas vitamin P (biji kastanye). Dalam bentuknya yang murni, mereka menunjukkan efek antikoagulan (dicumarol), antimikroba (umbelliferon), estrogenik (clover coumestrols), dan antitumor (osthol).

Oxycoumarin sangat penting dalam pencegahan serangan jantung dan stroke karena kemampuan zat ini untuk mengurangi pembekuan darah.

Kromon. Kromon mempunyai efek antispasmodik, pelebaran koroner, antibakteri, biostimulasi, antialergi, dan antibakteri. Kellin, yang digunakan untuk kejang saluran kemih, bronkospasme, dan angina kronis, dianggap sebagai standar aktivitas antispasmodik kromon.

Xanton. Xanthone memiliki berbagai aktivitas biologis: merupakan stimulan sistem saraf pusat, menunjukkan efek kardiotonik, antitumor, diuretik, antibakteri, antivirus, antijamur, dan antituberkulosis.

Mangiferin. Merangsang sistem saraf pusat, dan dalam dosis besar memiliki efek kardiotonik, diuretik, antibakteri dan antiinflamasi.

Kuinon, ubikuinon. Kuinon dari senna, rhubarb, dan buckthorn (antrakuinon) dapat meningkatkan gerak peristaltik usus besar, yang menyebabkan efek pencahar. Beberapa antrakuinon, asam krisofanolat dan oksiantrakuinon lainnya, serta turunan aminoalloksil, memiliki aktivitas antitumor dan bersifat imunosupresan.

Ubiquinones (koenzim Q) adalah komponen universal tidak hanya pada tumbuhan, tetapi juga pada jaringan hewan dan manusia. Mereka adalah bagian dari organel seluler lainnya - mitokondria - dan merupakan peserta yang sangat diperlukan dan konstan dalam proses respirasi sel.

Lignan. Lignan memiliki efek stimulasi dan adaptogenik (turunan skizandrin dan syringoresinol), antitumor (podophyllotoxin), antihemorrhagic (sesamin), antimikroba (arctiin), hepatoprotektif (silibin).

Senyawa fenolik dengan dua cincin aromatik

Flavonoid. Flavonoid disebut "pengubah respons biologis alami" karena kemampuannya mengubah respons tubuh terhadap alergen, virus, dan karsinogen. Hal ini dibuktikan dengan sifat anti-inflamasi, anti-alergi, antivirus dan anti-karsinogeniknya. Selain itu, flavonoid berperan sebagai antioksidan kuat, memberikan perlindungan terhadap oksidasi dan kerusakan akibat radikal bebas.

Pada tahun 1936, ahli biokimia Hongaria Albert Szent-Györgyi (1893‑1986, penerima Hadiah Nobel tahun 1937 di bidang kedokteran dan fisiologi, sejak tahun 1947 bekerja di AS) mengisolasi suatu zat dari kulit lemon, yang penggunaan farmakologisnya mengurangi kerapuhan dan permeabilitas kapiler darah. . Disebut vitamin P. Nama lain: rutin, asam tioktik, vitamin N. Penemuan ini menjadi dasar penelitian selanjutnya terhadap sekelompok besar zat penting bagi tubuh manusia, yang disebut flavonoid. Studi ini dimulai pada tahun 60an abad ke-20. Perhatian khusus diberikan pada studi tentang pentingnya flavonoid bagi tubuh manusia pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21.

Saat ini, sekitar 4000 flavonoid telah diidentifikasi. Mereka adalah senyawa polifenol yang strukturnya didasarkan pada kerangka karbon difenilpropana. Sebagian besar flavonoid ditemukan di dalam sel dalam bentuk senyawa dengan gula (glikosida) dan asam organik. Contoh flavonoid yang penting bagi manusia adalah rutin dan quercecin. Flavonoid yang terikat pada satu atau lebih molekul gula disebut glikosida flavonoid. Flavonoid yang tidak terikat pada molekul gula disebut aglikon. Kecuali flavon, flavonoid ditemukan di sebagian besar makanan nabati dalam bentuk glikosida. Kebanyakan glikosida flavonoid yang masuk ke saluran pencernaan tidak dicerna dan mencapai usus kecil tidak berubah. Flavonoid aglikon dan glukosida flavonoid diserap di usus kecil, di mana mereka dimetabolisme dengan cepat (metilasi, glukuronidasi atau sulfat). Bakteri usus besar berperan penting dalam metabolisme dan penyerapan flavonoid. Flavonoid dan metabolitnya yang tidak diserap di usus halus dimetabolisme oleh enzim bakteri di rongga usus besar dan dapat diserap. Secara umum, proporsi flavonoid yang diserap dan dikirim melalui sirkulasi sistemik ke jaringan target relatif kecil dan dibatasi oleh metabolisme yang cepat dan intensif serta ekskresinya yang cepat dari tubuh. Aktivitas metabolit flavonoid tidak selalu sama dengan aktivitas flavonoid induknya. Penelitian laboratorium (in vitro) menunjukkan bahwa flavonoid merupakan pemulung radikal bebas yang efektif. Jadi, dalam kondisi buatan, flavonoid merupakan antioksidan aktif.

Meskipun sebagian besar penelitian tentang flavonoid berkaitan dengan fungsi antioksidannya, terdapat bukti kuat bahwa flavonoid memodulasi mekanisme transfer materi dan informasi di dalam dan antar sel sehingga terlibat dalam banyak fungsi seluler. Secara khusus, flavonoid melakukan tindakan berikut:

1) Merangsang aktivitas enzim yang mengkatalisis reaksi yang mendorong pembuangan zat yang berpotensi beracun atau karsinogenik dari tubuh.

2) Mereka melindungi pengaturan siklus sel normal dari gangguan. Setiap sel, dari satu pembelahan ke pembelahan berikutnya, melewati serangkaian tahapan perkembangan (siklus sel). Jika DNA rusak, siklus sel terhambat. Jika tingkat kerusakannya kecil dan perbaikan DNA dapat dilakukan, maka kerusakan tersebut merupakan sinyal untuk perbaikan DNA. Konsekuensi yang tidak terkompensasi dari efek merusak merupakan sinyal kematian sel (apoptosis). Disregulasi siklus sel normal dapat menyebabkan reproduksi mutasi dan perkembangan neoplasma ganas.

3) Mereka menghambat proliferasi dan memicu apoptosis. Tidak seperti sel normal, sel kanker berkembang biak dengan cepat dan kehilangan kemampuan untuk merespons sinyal kematian yang mendorong sel untuk menjalani apoptosis.

4) Mereka menghambat invasi awal tumor dan angiogenesis pada neoplasma. Sel kanker menyerang jaringan normal melalui enzim yang disebut matriks metaloproteinase. Neoplasma ganas yang telah menginvasi jaringan normal tumbuh dengan cepat, asalkan mendapat nutrisi yang cukup dari pembuluh darah yang baru berkembang di dalamnya (angiogenesis).

5) Menghambat berkembangnya peradangan. Peradangan disertai dengan sekresi dan eliminasi enzim inflamasi. Mereka menyebabkan peningkatan lokal dalam produksi radikal bebas. Demikian pula, pelepasan mediator inflamasi mendorong proliferasi sel, angiogenesis dan menghambat apoptosis.

6) Mencegah penyakit pada sistem kardiovaskular. Saat ini, aterosklerosis tergolong penyakit inflamasi. Aterosklerosis dan beberapa jenis peradangan lainnya berhubungan dengan peningkatan risiko infark miokard.

7) Mengurangi kemampuan sel pembuluh darah untuk melekat pada leukosit. Pada tahap awal perkembangan aterosklerosis, sebagai penyakit inflamasi, leukosit yang terlibat dalam terjadinya peradangan dimobilisasi dari aliran darah ke dinding arteri. Fenomena ini bergantung pada pembuangan molekul zat oleh sel-sel endotel yang melapisi permukaan bagian dalam arteri yang mendorong adhesi leukosit ke permukaan bagian dalam arteri.

8) Mengurangi aktivitas sintase oksida nitrat endotel. Sintase oksida nitrat adalah enzim yang mengkatalisis produksi oksida nitrat oleh sel endotel. Nitric oxide adalah vasodilator (vasodilator), alat yang mengontrol tonus arteri dan lumennya. Gangguan pembentukan oksida nitrat dianggap sebagai salah satu penyebab peningkatan risiko penyakit kardiovaskular.

9) Mengurangi kemampuan trombosit darah untuk beragregasi. Agregasi trombosit darah merupakan langkah awal pembentukan bekuan darah, yang dapat menyumbat arteri koroner yang mensuplai miokardium atau arteri otak. Hal ini dapat menyebabkan infark miokard atau stroke. Penghambatan agregasi trombosit dianggap sebagai tindakan penting untuk pencegahan penyakit pada sistem kardiovaskular.

10) Efek antiinflamasi flavonoid, efek antioksidannya, dan kemampuannya mengikat logam diyakini berperan penting dalam etiologi dan patogenesis sejumlah penyakit neurodegeneratif, khususnya penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer. Oleh karena itu, para ilmuwan berupaya menciptakan pola makan khusus untuk mencegah penyakit neurodegeneratif.

Sifat antioksidan pada flavonoid memiliki spektrum yang lebih luas dibandingkan dengan antioksidan seperti vitamin C dan E, selenium, dan zinc. Flavonoid juga memiliki efek koleretik, antiulkus, antivirus, diuretik, antispasmodik, antihemoroid dan lainnya. Flavonoid yang berbeda memiliki efek yang berbeda pula.

Isoflavon. Isoflavon memiliki efek estrogenik. Isoflavon kedelai (daizin, daidzein, glisitin, genistrin, genistein) bekerja secara selektif, menunjukkan aktivitas estrogenik dan antistrogen tergantung pada jumlah estrogen yang terkandung dalam darah. Isoflavon kedelai digunakan sebagai alat untuk menurunkan tekanan darah dan memperkuat sistem kardiovaskular dan saraf. Berasal dari alam, tanpa efek samping, tidak seperti kontrasepsi hormonal, isoflavon kedelai mengkompensasi kekurangan estrogen dalam tubuh wanita. Isoflavon utama pada kedelai adalah genistein dan daidzein.

Manfaat kesehatan berikut dikaitkan dengan isoflavon:

1) Mengurangi gejala menopause. Khasiat kedelai yang bermanfaat tidak hanya mencegah kanker dalam jangka panjang, perkembangan saat ini menunjukkan bahwa isoflavon kedelai mengurangi berbagai tanda sindrom menopause, seperti sesak napas, kelelahan, keringat malam, perubahan suasana hati, dan memperkuat jaringan tulang wanita. Ngomong-ngomong, banyak masalah kesehatan selama dan setelah menopause bisa disebabkan oleh kurangnya isoflavon dalam pola makan khas oriental.

2) Mencegah risiko penyakit jantung. Isoflavon kedelai juga tampaknya mengurangi risiko penyakit kardiovaskular melalui berbagai mekanisme. Mereka menghambat pengendapan plak aterosklerotik di pembuluh darah yang menyumbat arteri. Gumpalan darah terbentuk di arteri ini, menyebabkan serangan jantung. Isoflavon telah terbukti menjadi komponen aktif kedelai yang bertugas mengendalikan kadar kolesterol darah.

3) Melindungi terhadap masalah prostat. Dengan mengonsumsi makanan kaya isoflavon, Anda bisa mencegah pembesaran prostat pada pria. Penelitian menunjukkan bahwa isoflavon mencegah pertumbuhan sel kanker prostat dan mengeluarkannya dari kelenjar prostat. Isoflavon bertindak melawan sel kanker dengan cara yang sama seperti banyak obat konvensional yang diresepkan untuk mengobati penyakit ini.

4) Isoflavon membantu memperkuat jaringan tulang. Isoflavon membantu memperkuat jaringan tulang dan membantu mencegah osteoporosis. Osteoporosis sangat jarang terjadi pada masyarakat Tiongkok dan Jepang, meskipun konsumsi produk susu mereka rendah, sedangkan hal sebaliknya terjadi di Eropa dan Amerika Utara. Berbeda dengan estrogen yang membantu mencegah kerusakan tulang, isoflavon juga membantu membentuk jaringan tulang baru.

5) Mencegah neoplasma jinak dan ganas. Isoflavon secara kompetitif mengikat jaringan dengan reseptor estrogen yang diproduksi oleh tubuh atau dimasukkan ke dalam tubuh, sehingga mencegah reaksi reseptor estrogen, mengurangi kemungkinan perkembangan sel kanker terkait hormon. Isoflavon juga membantu mencegah proliferasi pembuluh darah di dalam tumor, sehingga meninggalkan tumor tanpa sumber nutrisi.

Turunan flavon. Flavon memiliki efek bakterisidal, antispasmodik, dan hipotensi. Mereka larut dengan baik dalam banyak pelarut organik, tetapi buruk dalam air. Dalam H 2 SO 4 pekat larut dengan fluoresensi ungu, membentuk garam benzo-pyrylium yang tidak stabil. Ketika dipanaskan dengan alkoholat, flavon membentuk α-hydroxyacetophenone dan asam benzoat (reaksi digunakan untuk menentukan struktur turunan flavonoid). Lebih dari 500 turunan flavon telah diisolasi di alam. Flavon sendiri terdapat dalam bentuk lapisan pada daun dan bunga beberapa jenis bunga mawar.

Flavonol, tergantung pada strukturnya, memiliki efek beragam pada tubuh: - kaempferol, morin, myricetin memiliki efek diuretik; - gossypetin, morin, quercetagetin, quercetin, dll. - antioksidan; - ramnetin, morin - bakterisida; - myricetin, quercetagetin, isorhamnetin merangsang aktivitas jantung; - robinin, lespedin, biorobin, diorobin, hyperoside memiliki sifat hipoazotemik; - gossypol - anti karsinogenik. Di antara flavonon, yang paling umum adalah flavon glikosida hesperidin, flavonoid utama dalam jus jeruk, dan flavonon glikosida naringin, flavonoid utama dalam jus jeruk, yang memiliki efek positif pada komposisi darah. Hesperidin termasuk dalam senyawa kompleks bioflavonoid yang dapat menurunkan permeabilitas dan kerapuhan pembuluh darah kapiler. Ini banyak digunakan untuk hipo dan avitaminosis P dan pengobatan banyak penyakit pembuluh darah (misalnya, "penyakit purpura" - purpura trombopenik, diatesis hemoragik, perdarahan retina, penyakit radiasi), serta untuk hipertensi, campak, demam berdarah, tifus dan lain-lain. Selain itu, telah diketahui bahwa quercetin dan hisperidin memiliki efek anti alergi yang nyata dan memiliki efek menguntungkan pada dinding pembuluh darah.

Eugenol, yang merupakan bagian dari minyak esensial pohon salam dan cengkeh, merupakan antiseptik yang kuat; timol, yang terkandung dalam thyme, memiliki efek yang sama. Turunan phloroglucinol yang terdapat pada pakis memiliki efek antihelmintik, dan apiol dari buah peterseli menunjukkan sifat antispasmodik. Arbutin ditemukan di lingonberry dan bearberry; memiliki sifat diuretik dan mencegah sejumlah penyakit ginjal. Hydroquinone, terbentuk sebagai hasil hidrolisis arbutin, menunjukkan sifat bakterisidal dan menghambat oksidasi lemak. Vaksinin adalah glikosida khusus untuk lingonberry dan cranberry, merupakan senyawa glukosa dengan asam benzoat dan memiliki efek bakterisidal. Vaccimirtillin - glikosida pahit blueberry dan blueberry, terkandung di dalamnya dalam jumlah 1,2 - 1,8 mg per 100g, mencegah diabetes. Flavonoid dari Rhodiola rosea (“akar emas”) memiliki sifat adaptogenik dan imunostimulan.

Proanthocyanidin. Ini adalah salah satu kelompok flavonoid yang paling menyembuhkan. Mereka menjaga struktur kolagen dan mencegah kerusakannya dengan mendorong pengikatan serat kolagen, sehingga memperkuat matriks jaringan ikat. Kompleks zat aktif biologis ekstrak anggur pomace efektif menetralkan radikal bebas, menekan sintesis lipid peroksida, menghambat enzim yang terlibat dalam pembentukan spesies oksigen reaktif (misalnya xanthine oksidase), mencegah pemecahan kolagen oleh enzim yang disekresikan oleh leukosit selama peradangan dan mikroorganisme selama infeksi jaringan, sintesis histamin, serin protease, leukotrien. Efek antiinflamasi proanthocyanidins dikaitkan dengan mekanisme ini. Efek antioksidannya 50 kali lebih tinggi dibandingkan vitamin E, dan 20 kali lebih tinggi dibandingkan vitamin C.

Ekstrak dari biji anggur lebih disukai, karena kandungan ester galat proanthocyanidins, aktivitasnya meningkat. Zat-zat ini adalah yang paling aktif dari semua antioksidan yang dikenal saat ini. Sifat-sifat ini terkait dengan area penting penggunaannya untuk pencegahan penyakit kardiovaskular, termasuk infark miokard, kerusakan endotel vaskular, dan penurunan kadar kolesterol darah. Ekstrak anggur pomace membantu meningkatkan mikrosirkulasi dan efektif dalam pengobatan angiopati, retinopati, serta proses inflamasi akibat penghambatan biosintesis leukotrien anti inflamasi.

Senyawa fenolik polimer (polifenol)

Tanin. Mereka digunakan sebagai zat, agen anti-inflamasi dan bakterisida (cinquefoil erect, knotweed, burnet, rimpang bergenia, sulfur alder “cones”, dll.) untuk diare akut dan kronis, enterokolitis (blueberry, buah ceri burung), juga adapun stomatitis, radang gusi dan proses inflamasi lainnya di rongga mulut, laring, faring, dll.

Tanid. Tannida digunakan untuk keracunan alkaloid dan logam berat. Efek astringen, anti-inflamasi dan hemostatiknya disebabkan oleh fakta bahwa mereka mengentalkan protein dan membentuk lapisan pelindung.

Katekin. Katekin merupakan zat organik dari kelompok flavonoid. Mereka adalah senyawa polifenol dan merupakan antioksidan kuat. Perwakilan karakteristik keluarga adalah stereoisomer katekin dan epikatekin.

Katekin terbanyak ditemukan pada teh putih, sedikit lebih sedikit pada teh hijau. Mereka ditemukan dalam jumlah besar di banyak buah-buahan dan beri (apel, quince, aprikot, persik, plum, ceri, stroberi, kismis, raspberry, dll.). Katekin juga ditemukan dalam coklat hitam dan apel. Tanin adalah nama umum untuk isomer salah satu katekin, yang terdapat dalam teh putih, kuning, dan hijau dalam konsentrasi lebih tinggi dibandingkan teh hitam. Akibat proses oksidasi pada saat fermentasi teh, kandungan katekin pada teh hitam berkurang. Katekin adalah polifenol, antioksidan yang baik.

Sifat antioksidan pada banyak produk tanaman sebagian besar disebabkan oleh kandungan katekin. Sifat pelindung katekin yang bermanfaat dapat diilustrasikan dengan menggunakan teh sebagai contoh. Teh mengandung empat komponen katekin utama: EC, ECg, EGC dan EGCg. Masing-masing senyawa ini bisa disebut katekin. Epigallocationchin (EGC) merupakan antioksidan paling kuat dari empat katekin teh utama, 25-100 kali lebih kuat dari vitamin C dan E. Satu cangkir teh hijau per hari menyediakan 10-40 miligram polifenol. Efek antioksidan juga melekat pada katekin dari brokoli, bayam, wortel, dan stroberi. Menjadi antioksidan kuat, teh hijau mengurangi jumlah radikal bebas dalam tubuh manusia, sampai batas tertentu mencegah terjadinya kanker.

Katekin jarang digunakan dalam bentuk murni. Namun, transformasi redoks katekin memainkan peran penting dalam teknologi banyak industri makanan, seperti fermentasi teh, pembuatan anggur, dan produksi kakao.

Selain itu, katekin teh memiliki sifat antimikroba dan digunakan dalam pengobatan disentri. Katekin juga dipercaya bermanfaat untuk memperkuat sistem kekebalan tubuh dan mengobati tumor. Katekin tergolong zat dengan aktivitas vitamin P. Obat-obatan dan suplemen makanan yang mengandung katekin dan bioflavonoid lainnya banyak digunakan dalam pengobatan penyakit yang berhubungan dengan gangguan fungsi kapiler, edema yang berasal dari pembuluh darah, dll.

Epicatechin gallate dianggap yang paling aktif di antara polifenol. Senyawa ini memiliki sifat antioksidan, kemampuan untuk meningkatkan aktivitas fungsional sistem detoksifikasi senyawa asing dan, karena sifat ini, secara signifikan mengurangi risiko berkembangnya tumor pada kelenjar susu, prostat, paru-paru, usus, dll.

Prevalensi di alam

Flavonoid tersebar luas di dunia tumbuhan. Yang sangat kaya akan flavonoid adalah tumbuhan tingkat tinggi yang termasuk dalam famili Rosaceae (berbagai jenis hawthorn, chokeberry), kacang-kacangan (sophora Jepang, field steelhead, licorice), soba (berbagai jenis pendaki gunung - lada, ginjal, burung: soba), asteraceae ( sandy immortelle, marshweed, tansy), Lamiaceae (motherwort), dll.

Flavonoid lebih sering ditemukan pada tanaman tropis dan pegunungan. Juga ditemukan pada tumbuhan tingkat rendah: ganggang hijau (duckweed), ganggang pembawa spora (lumut, pakis), ekor kuda (horsetail), serta pada beberapa serangga (kupu-kupu putih marmer).

Flavonoid ditemukan di berbagai organ, tetapi lebih sering di organ di atas tanah: bunga, daun, buah; Jumlahnya jauh lebih sedikit di batang dan organ bawah tanah (licorice, kopiah Baikal, field steelhead). Bunga muda dan buah mentah paling kaya akan kandungannya. Terlokalisasi dalam getah sel dalam bentuk terlarut.

Flavonoid terakumulasi di banyak tanaman obat: akar licorice (Glycyrrhiza glabra L.), ramuan motherwort (Leonurus cordiaca L.), bunga immortelle (Helichryzum arenarium L.) - dan dicirikan oleh berbagai efek farmakologis. Mereka memiliki efek koleretik, bakterisida, antispasmodik, dan kardiotonik. Dalam pengobatan, khasiat banyak flavonoid, misalnya rutin, yang terakumulasi di banyak tanaman (efek vitamin P), untuk mengurangi permeabilitas dan kerapuhan kapiler, banyak digunakan. Flavonoid juga telah terbukti memiliki efek anti kanker dan anti radiasi; mereka mengikat dan menghilangkan radionuklida dari tubuh. Tidak adanya sifat toksik dan selektivitas kerja pada tubuh manusia meningkatkan nilai senyawa flavonoid dan membuka masa depan yang cerah untuk penciptaan obat baru berdasarkan senyawa tersebut.

Klasifikasi kimia senyawa fenolik alami didasarkan pada prinsip biogenetik. Sesuai dengan gagasan modern tentang biosintesis, fenol dapat dibagi menjadi beberapa kelompok utama, menyusunnya berdasarkan kompleksitas struktur molekul:

1. C 6 - senyawa dengan satu cincin benzena.

Perwakilan paling sederhana dari senyawa fenolik adalah fenol itu sendiri, yang ditemukan pada jarum dan kerucut pinus, serta dalam minyak esensial daun kismis hitam dan beberapa tanaman lainnya.

Di antara fenol monomer sederhana terdapat fenol di- dan triatomik:

Senyawa ini jarang ditemukan dalam bentuk bebas pada tumbuhan, lebih sering ditemukan dalam bentuk ester, glikosida, atau merupakan unit struktural dari senyawa yang lebih kompleks, termasuk polimer.

2. C 6 -C 1 - senyawa. Ini termasuk asam benzoat dan alkohol serta aldehida yang terkait.

Asam hidroksibenzoat pada tumbuhan berada dalam bentuk terikat dan dilepaskan setelah hidrolisis. Contohnya adalah glukogallin yang terdapat pada akar rhubarb dan daun kayu putih.

Dimer asam galat, asam m-digallat, ditemukan di banyak tanaman, yang merupakan monomer tanin terhidrolisis.

Ikatan ester yang dibentuk oleh hidroksil fenolik dari satu molekul asam hidroksibenzoat dan gugus karboksil dari molekul lain disebut ikatan depside, dan senyawa yang mengandung ikatan tersebut disebut depsida.

Golongan senyawa C 6 -C 1 meliputi asam lichen – senyawa fenolik spesifik lichen. Komponen awal pembentukan asam ini adalah asam orselat (6-metilresosilat).

3. Senyawa C 6 -C 3 (senyawa fenilpropana). Ini termasuk asam hidroksisinamat, alkohol, aldehida dan kumarin.

Asam hidroksisinamat ditemukan di hampir semua tumbuhan, di mana asam tersebut terdapat dalam bentuk isomer cis dan trans, yang berbeda dalam aktivitas fisiologisnya. Ketika disinari dengan sinar UV, transformasinya berubah menjadi bentuk cis, yang merangsang pertumbuhan tanaman.

Pada tumbuhan mereka hadir dalam bentuk bebas atau dalam bentuk glikosida dan depsid dengan asam kuinat atau shikimat.

Alkohol hidroksisinamat dalam bentuk bebasnya tidak terakumulasi, tetapi digunakan sebagai monomer awal dalam biosintesis lignin.

Kelompok ini termasuk kumarin - lakton dari asam kumarat bentuk cis

Coumarin sendiri bukanlah senyawa fenolik, namun tumbuhan mengandung turunan hidroksinya.

5. C 6 -C 1 -C 6 - senyawa

Ini termasuk turunan benzofenon dan xanton.

6. Senyawa C 6 -C 2 -C 6

Golongan ini mencakup stilben, yang merupakan monomer tanin yang dapat terhidrolisis.

Senyawa berupa aglikon dan glikosida ini terdapat pada kayu pinus, kayu putih, akar rhubarb, dan pada beberapa jenis kacang-kacangan.

7. Senyawa C 6 -C 3 -C 6, turunan difenilpropana

Ini adalah kelompok senyawa fenolik paling luas yang ada di mana-mana pada tanaman. Mereka terdiri dari dua cincin benzena yang dihubungkan oleh bagian tiga karbon, yaitu. heterosiklik yang mengandung oksigen beranggota enam, dibentuk oleh kondensasi intramolekul sebagian besar senyawa C 6 -C 3 -C 6, merupakan turunan dari piran atau g-piron

8. Senyawa dimer C 6 -C 3 -C 3 -C 6 terdiri dari dua unit fenilpropana. Lignan termasuk dalam kelompok ini.
9. Senyawa yang terdiri dari dua atau tiga cincin yang menyatu dan mengandung gugus hidroksil dan kuinoid - naftokuinon dan antrakuinon.
10. Senyawa polimer - tanin, lignan, dll;
11. Senyawa dengan struktur berbeda - kromon yang terdistribusi terbatas, atau mewakili campuran fenol - flavolignan.

Senyawa fenolik adalah zat yang mengandung cincin aromatik dengan gugus hidroksil, serta turunan fungsionalnya. Senyawa fenolik yang memiliki lebih dari satu gugus hidroksil pada cincin aromatiknya disebut polifenol.

Klasifikasi senyawa fenolik

Klasifikasi senyawa fenolik didasarkan pada kerangka karbon utama - jumlah cincin aromatik dan atom karbon pada rantai samping. Berdasarkan sifat-sifatnya tersebut, senyawa fenolik dibagi menjadi beberapa kelompok: fenol sederhana; asam fenolik; alkohol fenolik, asam fenilasetat, asetofenol; asam hidroksisinamat, kumarin, kromon; lignan; flavonoid; tanin.

Properti

Senyawa fenolik adalah zat berwarna atau tidak berwarna dengan bau khas, padat, kristal atau amorf, lebih jarang cair. Biasanya, mereka sangat larut dalam etil alkohol, dietil eter, kloroform, dan lebih jarang dalam air. Mereka memiliki sifat asam dan membentuk fenolat dengan basa.

Sifat terpenting senyawa fenolik adalah kemampuannya untuk mengoksidasi membentuk bentuk seperti kuinon. Polifenol sangat mudah teroksidasi oleh oksigen atmosfer dalam lingkungan basa. Kompleks fenol dengan ion logam berat berwarna cerah. Sifat fenol ini banyak digunakan untuk menentukan kandungan kualitatifnya dalam larutan.

Peran biologis fenol pada tumbuhan beragam. Reaksi redoks dalam proses respirasi dan fotosintesis terjadi dengan partisipasi wajib senyawa fenolik, yang merupakan komponen rantai pernapasan.

Senyawa fenolik banyak yang berperan sebagai aktivator dan penghambat pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Aktivitas antioksidan dari banyak fenol yang digunakan dalam industri makanan sebagai antioksidan telah diketahui.

Senyawa polifenol secara signifikan mempengaruhi kualitas dan nilai gizi buah-buahan, beri, dan sayuran. Perubahan polifenol pada bahan baku nabati akibat pengaruh teknologi selama pengalengan merupakan salah satu penyebab utama terjadinya perubahan atau bahkan hilangnya warna, aroma, dan rasa pada buah dan sayur yang menjadi ciri bahan baku segar aslinya.

Pelanggaran integritas sel jaringan buah-buahan dan sayuran serta penggelapan dan perkembangan proses oksidatif yang diakibatkannya saat memanaskan bahan mentah kalengan sebagian besar disebabkan oleh pengukuran struktur kimia senyawa polifenol.

Alkaloid

Alkaloid- ini adalah senyawa organik kompleks yang mengandung nitrogen yang bersifat dasar yang memiliki efek fisiologis yang kuat pada tubuh. Struktur kimianya sangat beragam dan kompleks. Alkaloid ditemukan dalam bentuk garam dengan asam organik - oksalat, malat, sitrat - dalam keadaan terlarut dalam getah sel. Mereka terakumulasi di seluruh bagian tanaman, tetapi lebih sering mendominasi hanya di satu organ, misalnya pada daun teh, pada ramuan celandine, pada buah Datura, pada rimpang scopolia, dan pada kulit kayu kina. pohon. Kebanyakan tumbuhan tidak hanya mengandung satu, tetapi beberapa alkaloid. Jadi, lebih dari 30 alkaloid berbeda ditemukan di ergot, dan sekitar 50 di Rauwolfia serpentine.Paling sering, satu atau 2-3 alkaloid mendominasi secara kuantitatif dalam satu tanaman, sementara tanaman lain terkandung dalam jumlah yang lebih kecil.

Alkaloid- ini adalah senyawa organik alami yang mengandung nitrogen yang bersifat basa, memiliki komposisi kompleks dan memiliki efek spesifik yang kuat. Kebanyakan dari mereka merujuk pada senyawa dengan atom nitrogen heterosiklik di dalam cincin, lebih jarang nitrogen di rantai samping. Mereka disintesis terutama oleh tumbuhan.

Diterjemahkan, istilah "alkaloid" (dari bahasa Arab "alkali" - alkali dan bahasa Yunani "eidos" - serupa) berarti seperti basa. Seperti basa, alkaloid membentuk garam dengan asam.

Menyebar.

Di dunia tumbuhan mereka tersebar tidak merata. Jumlahnya sedikit di tumbuhan tingkat rendah. Mereka ditemukan dalam keluarga club moss (lumut lumut). Mereka jarang ditemukan pada sereal dan tanaman sedimen. Alkaloid terkaya adalah tanaman dari keluarga poppy, nightshade, lily, madder, seledri, amarilis, kacang-kacangan, dan buttercup. Pada tumbuhan, alkaloid ditemukan dalam getah sel dalam bentuk terlarut. Kandungannya berkisar dari seperseribu persen hingga beberapa persen, dan pada kulit kina berkisar antara 15 hingga 20%.

Fenol adalah senyawa yang molekulnya mengandung cincin aromatik (benzena) yang terikat dengan satu atau lebih gugus -OH. Kandungan fenol yang tinggi merupakan ciri khas sel tumbuhan.

Di dalam tubuh hewan, cincin benzena tidak disintesis, tetapi hanya dapat diubah, sehingga harus terus-menerus disuplai ke tubuh melalui makanan. Namun, banyak senyawa fenolik dalam jaringan hewan yang menjalankan fungsi penting (ubiquinone, adrenalin, tiroksin, serotonin, dll.).

Saat ini, beberapa ribu senyawa fenolik berbeda telah ditemukan pada tumbuhan. Mereka diklasifikasikan menurut struktur kerangka karbon:

1. C 6-fenol

2. C 6 -C 1 -asam fenolik

3. C 6 -C 3 -asam hidroksisinamat dan kumarin

4. C 6 -C 3 -C 6 -flavonoid

5. Senyawa fenolik oligomer.

6. Senyawa fenolik polimer.

C 6 -Fenol. Senyawa yang cincin benzenanya terikat pada beberapa gugus hidroksil disebut polifenol.

Urushiol merupakan zat beracun yang terdapat pada daun sumac. Tetrahydrocannabinol adalah komponen halusinogen ganja.

C 6 -C 1 -asam fenolik. Asam fenolik umum ditemukan pada tumbuhan. Lebih sering mereka berada di jaringan dalam keadaan terikat dan dilepaskan selama ekskresi dan hidrolisis.

Asam salisilat dilepaskan sebagai agen alelopati ke lingkungan. Selain itu, efek pengaturannya terhadap sejumlah proses fisiologis dan biokimia dalam tanaman (pembentukan etilen, reduksi nitrat, dll.) kini telah ditemukan.

Asam protocatechuic ditemukan dalam sisik bawang.

Asam fenolik dapat dihubungkan melalui ikatan ester dengan gula, paling sering dengan glukosa. Glikogallin, di mana gugus karboksil asam galat dihubungkan dengan hidroksil glikosidik glukosa, telah diisolasi dari sejumlah tanaman (rhubarb, eucalyptus).

C 6 -C 3 -asam hidroksisinamat dan kumarin. Asam hidroksisinamat tersebar luas pada tumbuhan. Biasanya dalam keadaan terikat, dan dalam keadaan bebas, kecuali kopi jarang ditemukan.

Telah terbukti bahwa cis-isomer asam hidroksisinamat merupakan aktivator proses pertumbuhan tanaman, sedangkan trans-isomer tidak memiliki sifat tersebut.

Ester asam hidroksisinamat dan gula, paling sering glukosa, umum ditemukan pada tumbuhan. Jadi, pada bunga petunia dan snapdragon, ditemukan ester asam caffeic, coumaric, dan ferulic, dan pada sereal secara umum, sebagian besar asam hidroksisinamat diwakili oleh ester. Selain itu, asam hidroksisinamat merupakan bagian dari polisakarida dan protein. Misalnya, asam ferulat ditemukan dalam xilan dalam tepung terigu dan polisakarida nanas.

Kumarin adalah lakton yang dibentuk oleh penutupan cincin antara gugus hidroksil dan karboksil dalam molekul asam hidroksisinamat.

Dicoumarin ditemukan dalam semanggi manis putih, yang mencegah pembekuan darah. Dicoumarin ini dan lainnya digunakan sebagai obat untuk mencegah pembekuan darah.

C 6 -C 3 -C 6 -flavonoid. Ini adalah salah satu kelompok senyawa fenolik yang paling beragam dan tersebar luas. Struktur molekul flavonoid didasarkan pada struktur flavan yang terdiri dari dua cincin benzena dan satu heterosiklik (piran).

Flavonoid dibagi menjadi beberapa kelompok.

1. Katekin.

2. Antosianin.

3. Kalkon.

Katekin- Flavonoid yang paling tereduksi. Mereka tidak membentuk glikosida. Catechin pertama kali diisolasi dari kayu Acacia catechu, sesuai dengan namanya. Katekin ditemukan di lebih dari 200 spesies tumbuhan. Di antara katekin, yang paling terkenal adalah katekin dan galokatekin.

Antosianin- pigmen tumbuhan yang paling penting. Mereka mewarnai kelopak bunga, buah, dan terkadang daun dengan warna biru, biru, merah muda, merah, ungu dengan berbagai corak dan transisi. Semua antosianin adalah glikosida. Aglikonnya adalah antosianidin. Antosianin larut dalam air dan ditemukan dalam getah sel.

Saat ini diketahui lebih dari 20 antosianidin, namun yang paling banyak didistribusikan adalah 4: pelargonidin, sianidin, delphinidin dan malvidin (turunan termetilasi dari delphinidin).

Antosianin mengandung glukosa, galaktosa, rhamnosa, xilosa, dan lebih jarang arabinosa sebagai monosakarida, dan paling sering rutinosa, sophorose, dan sambubiosa ditemukan sebagai disakarida. Antosianin terkadang mengandung trisakarida, biasanya bercabang. Misalnya, antosianin ditemukan dalam buah kismis dan raspberry, di mana trisakarida bercabang dikaitkan dengan sianidin.

Warna antosianin bergantung pada beberapa faktor:

1. konsentrasi antosianin dalam getah sel;

2. pH getah sel;

3. kompleksasi antosianin dengan kation;

4. kopigmentasi - campuran antosianin dan adanya zat fenolik lainnya dalam getah sel;

5. kombinasi dengan pewarnaan pigmen plastida.

Mari kita lihat lebih dekat faktor-faktor ini.

1. Konsentrasi antosianin dalam getah sel dapat bervariasi - dari 0,01 hingga 15%. Misalnya bunga jagung biru biasa mengandung 0,05% sianin antosianin, sedangkan bunga jagung ungu tua mengandung 13-14%.

2. Karena molekul antosianin memiliki valensi bebas, warnanya dapat berubah tergantung pada nilai pH. Biasanya, dalam lingkungan asam, antosianin memiliki warna merah dengan intensitas dan corak yang bervariasi, dan dalam lingkungan basa warnanya biru. Perubahan warna antosianin tersebut dapat diamati dengan menambahkan asam atau basa pada jus berwarna kismis, ceri, bit atau kubis merah. Di alam, perubahan pH getah sel secara tiba-tiba tidak terjadi, dan faktor ini tidak berperan besar dalam warna antosianin. Kita hanya dapat memperhatikan bahwa beberapa bunga berwarna merah muda dan merah berubah menjadi biru ketika layu. Hal ini menunjukkan adanya perubahan pH pada sel yang sekarat.

3. Kemampuan antosianin untuk mengkelat dengan ion logam sangat penting dalam warna bunga dan buah. Hal ini terlihat jelas pada contoh bunga jagung dan mawar. Kelopaknya mengandung antosianin - sianin yang sama. Pada kelopak bunga jagung biru, sianin membentuk kompleks dengan ion Fe (4 molekul sianin terikat pada satu atom Fe). Kelopak bunga mawar merah mengandung sianin bebas. Contoh lain. Jika hydrangea biasa dengan bunga berwarna merah muda ditanam pada media mineral yang mengandung aluminium dan molibdenum, bunganya memperoleh warna biru.

Kopigmentasi antosianin dengan zat lain, seperti tanin, juga mempengaruhi warna. Jadi, mawar ungu dan merah tua mengandung sianin yang sama, tetapi pada mawar merah tua ia terkopigmentasi dengan tanin dalam jumlah besar.

5. Kombinasi antosianin biru pada getah sel dan karotenoid kuning-oranye pada kromoplas menghasilkan warna coklat pada kelopak beberapa bunga.

Meja Beberapa tanaman antosianin

halkon, atau anthoklor, adalah flavonoid dengan heterosiklik terbuka. Mereka memberi warna kuning pada kelopak bunga. Distribusinya terbatas pada sembilan keluarga. Mereka ditemukan dalam bentuk glikosida. Kalkon misalnya isosalipurposide dari bunga cengkeh kuning dan phloridzin dari kulit dan daun apel. Phloridzin adalah penghambat pertumbuhan apel. Ketika diminum oleh seseorang, itu menyebabkan pelepasan glukosa yang intens ke dalam darah - "diabetes phloridzin".

Senyawa fenolik oligomer. Ini termasuk asam lumut. Mereka terbentuk di lumut dari dua atau lebih residu asam orsellinat. Asam lecanoric dan evernic terdiri dari dua residu asam orsellinic. Asam evernic adalah komponen utama dari kompleks asam Evernia (“oak moss”), yang digunakan dalam wewangian sebagai zat aromatik dan sekaligus sebagai fiksatif dalam pembuatan jenis parfum terbaik.

Di antara asam lichen ada yang berwarna. Mereka memberi lumut berbagai warna - kuning, oranye, merah, ungu. Usnea lichen mengandung asam usnic, yang merupakan agen bakterisida yang efektif.

Senyawa fenolik polimer. Senyawa fenolik polimer antara lain tanin, atau tanin, lignin dan melanin.

Tanin alami merupakan campuran senyawa kompleks dengan komposisi serupa dengan berat molekul 500-5000.

Tanin banyak terdapat pada kulit kayu dan kayu ek, kayu putih, kayu kastanye, pada rimpang coklat kemerah-merahan, rhubarb, dan daun sumac. Banyak terdapat pada kulit kayu dan kacang-kacangan, myrtaceae, dan mawar. Gall yang terbentuk pada daun ketika dirusak oleh cacing empedu (hingga 50-70%) ditandai dengan kandungan tanin yang sangat tinggi.

Tanin (biasanya tanin makanan) juga disebut zat bermolekul rendah yang memiliki rasa astringen yang menyenangkan, tetapi tidak mampu menghasilkan penyamakan yang sebenarnya. Mereka hadir dalam banyak buah-buahan (quince, apel, kesemek, anggur), dan daun teh.

Tanin banyak digunakan tidak hanya di industri kulit. Mereka digunakan dalam produksi plastik, bahan pengikat dalam produksi kayu lapis dan papan serbuk gergaji, dan sebagai mordan untuk pewarnaan. Mereka digunakan dalam instalasi untuk merebus air sebagai penstabil koloid, untuk mengatur viskositas larutan saat mengebor sumur.

Dalam pengobatan, tanin digunakan sebagai zat astringen, bakterisida, anti radiasi dan antitumor.

Lignin merupakan bagian dari membran sel jaringan kayu. Itu disimpan di antara mikrofibril selulosa, yang memberikan kekerasan dan kekuatan membran sel. Namun dalam hal ini hubungan antar sel terganggu sehingga mengakibatkan matinya isi hidup, oleh karena itu lignifikasi merupakan tahap akhir dari entogenesis sel.

Lignin merupakan zat amorf, tidak larut dalam air, pelarut organik, dan bahkan asam pekat.

Lignin memiliki sifat penting lainnya: tahan terhadap mikroorganisme. Hanya sedikit mikroorganisme, dan kemudian dengan sangat lambat, menguraikannya.

Lignin adalah polimer tiga dimensi yang monomernya adalah alkohol hidroksisinamat. Jadi, pada tumbuhan runjung lignin didominasi oleh tumbuhan runjung alkohol, pada sereal - alkohol kumarat, pada banyak pohon gugur - alkohol sinapik.

Lignin dalam jumlah besar terakumulasi sebagai limbah di industri pulp dan kertas serta pabrik hidrolisis. Ini digunakan untuk memproduksi karbon aktif, plastik, dan resin sintetis.

Melanin- polimer yang bersifat fenolik, yang merupakan produk oksidasi tirosin. Struktur mereka belum sepenuhnya dijelaskan.

Melanin berwarna hitam atau coklat kehitaman. Pembentukannya menjelaskan penggelapan cepat pada permukaan potongan apel, umbi kentang, dan beberapa jamur. Melanin juga terdapat pada organisme hewan, menyebabkan warna wol dan rambut. Namun, melanin tumbuhan dan hewan berbeda dalam komposisi monomernya. Ketika dihidrolisis, melanin tumbuhan membentuk pirokatekol, dan melanin hewan membentuk dihidroksiindole. Dengan kata lain, melanin tumbuhan, tidak seperti hewan, adalah zat bebas nitrogen.

2. Beberapa senyawa fenolik merupakan pembawa elektron dan proton pada ETC fotosintesis dan respirasi (plastoquinone, ubiquinone).

3. Sejumlah fenol berpengaruh terhadap proses pertumbuhan tanaman, kadang mengaktivasi, lebih sering menghambat. Efek ini dimediasi oleh pengaruh fitohormon. Dengan demikian, diketahui bahwa beberapa senyawa fenolik diperlukan selama sintesis auksin, yang lain selama pemecahannya. Untuk pembentukan etilen, diperlukan adanya ester asam kumarat. Telah ditetapkan bahwa di bawah tekanan, tanaman mengakumulasi sejumlah besar fenol, yang menyebabkan terhambatnya proses pertumbuhan dan peningkatan ketahanannya terhadap kondisi buruk.

7. Fenol dapat berperan sebagai zat alelopati pada beberapa tumbuhan. Misalnya, zat seperti itu di pohon ek mungkin adalah asam salisilat.

8. Beberapa fenol berperan sebagai aktivator atau inhibitor pada proses dan enzim tertentu (pembelahan sel, sintesis protein, fosforilasi oksidatif, dll).

Tampilan