Лекція 10. Тема: рослинні речовини вторинного походження.
1. Гідроароматичні сполуки, їх будова та значення.
2. Фенольні сполуки, їх склад, властивості і значення.
3. Глікозиди, дубильні речовини, ефірні олії, пігменти.
4. Алкалоїди.
1. Гідроароматичні сполуки, їх будова та значення.
В рослинах, поряд з білками, нуклеїновими кислотами, вуглеводами, ліпідами і вітамінами містяться різні речовини, які зазвичай називаються речовинами вторинного походження. Вони часто відіграють важливу роль в обміні речовин у рослинах.
Більшість із цих речовини, наприклад, деякі органічні кислоти, утворюючись в рослинах, зразу ж використовуються рослинною клітиною для участі в різноманітних синтетичних процесах, вони в рослинах у великій кількості не накопичуються і являються проміжним продуктом обміну речовин.
Деякі з цих речовин, накопичуючись в рослинах в великій кількості ( фенольні сполуки, ефірні олії, каучук) обумовлюють тим самим специфіку їх обміну.
В рослинах міститься велика кількість речовин вторинного походження, до них належать:
- гідроароматичні сполуки, які зустрічаються в рослинах у вільному вигляді, а також у вигляді ефірів;
- фенольні сполуки, це велика і широко розповсюджена група сполук, яка відіграє важливу роль в обміні речовин і має велике практичне значення;
- глікозиди - речовини, які визначають смак і аромат плодів і овочів;
- дубильні речовини – поліоксифенольні сполуки з молекулярною масою 500...3000.
- ефірні олії – жиророзчинні леткі речовини, які обумовлюють аромат плодів і овочів;
- пігменти – глікозиди фенольних сполук з двома ароматичними кільцями, тобто вони відносяться до флавоноїдів – водорозчинних пігментів.
Гідроароматичні сполуки – це група циклічних сполук, які широко представлені в рослинах. Джерелом утворення гідроароматичних сполук являються фосфорильовані цукри. В рослинному організмі може проходити циклізація молекули глюкози з утворенням інозиту – сполуки, яка має таку ж саму емпіричну формулу що і глюкоза С6Н12О6, але являє собою циклічний шестиатомний спирт – похідні гексагідробензолу. Інозит міститься у рослинах у вигляді ізомерів і їх метилірованих похідних, серед яких найбільш поширений міо-інозит. Міо-інозит утворюється в рослинах і у дріжджів із глюкозо-6-фосфату, легко проходить перетворення інозиту в глюкоронову і галактуронову кислоти.
До гідроароматичних сполук відносяться речовини, які містять іонове кільце і являються основною частиною каротину.
Найбільш відомою природною гідроароматичною сполукою є хінна кислота, яка знайдена в багатьох рослинах. Хінна кислота знайдена в сливах, яблуках, винограді, журавлині, плодах айви, агруса. Вона з великою легкістю може використовуватися мікро організмами для утворення фенольних сполук. Вміст хінної кислоти в рослинах сильно залежить від пори року.
2. Фенольні сполуки, їх склад, властивості і значення.
Утворення фенольних сполук одна із характерних особливостей рослинної клітини.
Фенольними сполуками називаються речовини, які містять в своїй молекулі ароматичне, бензольне кільце, яке несе одну, дві і більше гідроксильних груп. Найпростішими дифенолами є пірокатехін, резорцин і гідрохінон.
ОН ОН ОН
ОН
ОН ОН
пірокатехін резорцин гідрохінон
Найпростішими трифенолами є – пірагол, флороглюцин і оксигідрохінон.
Гідрохінон міститься у вигляді глікозиду в листках і насінні груш.
ОН ОН ОН
ОН ОН ОН
ОН ОН ОН
пірагол флороглюцин оксигідрохінон
Велика різноманітність природних фенольних сполук розділяє їх на три основні групи, виходячи із вуглецевого скелету:
1) С6 – С1 сполуки;
2) С6 – С3 сполуки;
3) С6 – С3 – С6 сполуки.
Група С6 – С1 сполуки представлена оксибензойними кислотами, ваніліновою, галовою, сіреневою, протокатеховою кислотами.
ОН
НООС - - ОН НООС - ОН
оксибензойна протокатехова
ОСН3 ОН
НООС - ОН НООС - ОН
ОН
ванілінова галова
ОСН3
НООС ОН
ОСН3
сіренева
Оксибензойні кислоти дуже поширені в рослинах. Вони присутні в основному в зв’язаній формі і вивільняються при гідролізі. Ванілінова і сіренева кислоти у вигляді ефірів входять в склад лігніну. Галова кислота знайдена в рослинах у вільному вигляді . Із групи С6-С1 сполук найбільш широко відомий ванілін, це альдегід ванілінової кислоти, який володіє характерним приємним запахом. У вигляді глікозиду він міститься в плодах ванілі. Має широке практичне застосування.
Група С6 - С3 сполук ділиться на підгрупи оксикорічних кислот і кумаринів.
Оксикорічні кислоти – кофейна, ферулова і сінапова присутні в рослинах як у вільному, так і у зв’язаному вигляді.
НООС – СН = СН - ОН
Оксикорічні кислота
ОН
НООС – СН = СН - ОН
Кофейна кислота
ОСН3
НООС – СН = СН - ОН
Ферулова кислота
ОСН3
НООС – СН = СН - ОН
ОСН3
Сінапова кислота
Група С6 – С3 – С6 – сполуки дуже різноманітні. Фенольні сполуки, які належать до цієї групи називаються флавоноїдами. Молекула флавоноїда містить два бензойних ядра і одне гетероциклічне піранове кільце. Флавоноїди розглядають як похідні флавана.
О
Флаван
Флавоноїди поділяються на шість основних підгруп: катехіни, антоціану, лейкоантоціани, флавони, флавоноли, флаванони.
Катехіни являють собою безбарвні кристалічні речовини, які легко окисляються і здатні до полімеризації. Вони широко поширені в рослинах, містяться в багатьох плодах ( яблуках, грушах, вишні, айві, персику, абрикосах) і ягодах ( малині, смородині, винограду, суниці). Особливо багаті катехіном молоді пагони чайної рослини, яка використовується для виготовлення чаю, вона містить до 30% катехіну.
Окисні перетворення катехінів відіграють важливу роль в промисловості какао, виноробстві і особливо в чайній промисловості. Це пов’язано з тим, що продукти окислення катехінів володіють характерним приємним смаком і забарвленням.