Фенольные соединения

Фенольные соединения содержатся в продуктах растительного происхождения. К ним относят вещества, имеющие в своей молеку­ле бензольное кольцо и одну, две и более гидроксильных групп. Простейшим представителем фенольных соединений является фенол. Соединения, которые содержат более одной гидроксильной группы, называют полифенолами. Большинство фенольных соединений рас­творимы в органических растворителях, в воде растворимы лишь простейшие фенолы. Встречаются фенольные соединения в расте­ниях в виде мономеров, мономерных олигомеров и полимеров.

Фенольные соединения в зависимости от строения классифици­руют на три группы.

Первая группа соединений состоит из ароматического кольца и одноуглеродной боковой цепи. К ним относят оксибензойные ки­слоты (ванилиновую, галловую, сиреневую, протокатеховую и др.), а также соответствующие альдегиды и спирты. Из них наиболее известен ванилин — альдегид ванильной кислоты, который содер­жится в виде гликозида в плодах ванили.

Вторая группа соединений подразделяется на оксикоричные кислоты и кумарины. Наиболее распространенными оксикоричными кислотами являются кофейная, феруловая, n-оксикоричная и др. В растениях часто содержатся сложные эфиры оксикоричных ки­слот и гидроароматических кислот (хинной и шикимовой). Пред­ставителем такого рода соединений является хлорогеновая кислота (много ее в картофеле). Окисление хлорогеновой кислоты кислоро­дом воздуха под действием фермента полифенолоксидазы приво­дит к образованию темноокрашенных соединений, обусловливаю­щих потемнение очищенного картофеля.

Кумарины являются производными о-оксикоричной кислоты (кумариновой кислоты).

Наиболее распространенной группой фенольных соединений являются флавоноиды, так как большинство из них производные флавана.

В зависимости от строения и степени окисления флавонои­ды подразделяют на шесть подгрупп: катехины, лейкоантоцианы, флаваноны, антоцианы, флавоны, флавонолы. Наиболее восстанов­ленной группой соединений являются катехины, наиболее окис­ленной — флавонолы. Катехины, лейкоантоцианы и флавононы — бесцветные соединения, содержатся в плодах и овощах с белой ок­раской, флавоны и флавонолы окрашены в желтый цвет, антоциа­ны — в красный, синий, фиолетовый.

Катехины легко окисляются и склонны к полимеризации. Со­держатся в грушах, айве, хурме, яблоках, а также в ягодах — вино­граде, смородине, крыжовнике.

Лейкоантоцианы — неустойчивые соединения, при нагревании переходят в окрашенные антоцианидины, широко распространены в растительном сырье. Антоцианидины легко окисляются кислоро­дом воздуха в присутствии ферментов и полимеризуются с образо­ванием темноокрашенных веществ — флобафенов.

Флавонолы часто встречаются в цитрусовых плодах в виде гликозидов. В кожуре грейпфрута содержится гликозид нарингин, имеющий горький вкус, в кожуре апельсина и мандарина — гесперидин.

Антоцианы подробно были рассмотрены при характеристике пигментов плодов и овощей.

Флавоны обычно встречаются в виде гликозидов. Наиболее часто встречается агликон апигенин, который содержится в пет рушке, апельсинах, винограде.

Флавонолы встречаются в виде гликозидов трех агликонов — кемпферола, кверцетина и мирицетина. В винограде, яблоках со­держится гликозид квериетина — кверцитрин.

Полимерные фенольные соединения представлены в растениях дубильными веществами, лигнином.

Дубильные вещества подразделяют на конденсированные и гидролизуемые. Гидролизуемые дубильные вещества являются по­лиэфирами фенолкарбоновых кислот и сахаров, при нагревании с кислотами расщепляются на простые фрагменты. К ним относят галлотанины и эллаговые дубильные вещества. Конденсированные дубильные вещества являются полимерными производными катехинов и антоцианов и содержатся в коре деревьев.

Дубильные вещества растворимы в воде, обладают вяжущим терпким вкусом и содержатся во всех растениях. Они обнаружены и яблоках, грушах, смородине, айве, терне и других плодах. При взаимодействии с ионами железа и других металлов дубильные вещества образуют комплексные соединения, окрашенные в сине-черный или зелено-черный цвет. Из растворов эти вещества осаж­дают белки. При окислении дубильные вещества разлагаются. При замораживании содержание дубильных веществ уменьшается. Ме­ханическое разрушение тканей при замораживании способствует ускорению окислительных ферментативных реакций в процессе размораживания, особенно в уже размороженных тканях. Разруше­ние дубильных веществ вследствие окислительных реакций сопровождается реакциями потемнения продукта. Это можно предотвра­тить путем инактивации окислительных ферментов при повышен­ной температуре. Поскольку с белками и пектинами дубильные вещества образуют осадок, их используют при осветлении соков. В неосветленных соках они вызывают появление мути. С металлами дубильные вещества образуют окрашенные соединения, с солями олова — розовую окраску.

Лигнин — трехмерный полимер фенольной природы, содержит­ся в опорной ткани растений.

Многие фенольные соединения являются природными антиоксидантами и используются в пищевой промышленности для стаби­лизации жиров. Фенольные соединения связывают ионы тяжелых металлов, лишая их каталитического действия, а также являются акцепторами свободных радикалов, образующихся при автоокислении жиров.

Многие фенольные соединения обладают Р-витаминной актив­ностью, увеличивают эластичность кровеносных сосудов. Наи­большей активностью обладают катехины. Антоцианы и флавоно­лы также обладают сильным Р-витаминным действием, кроме того оказывают значительный бактерицидный эффект.

Большинство фенольных соединений легко окисляется под действием полифенолоксидаз с образованием темноокрашенных веществ. Поэтому для предотвращения потемнения плодов и овоще при переработке, особенно при сушке, их бланшируют, обрабатывают диоксидом серы или выдерживают в сернистой кислоте. Все эти мероприятия инактивируют ферменты, окисляющие фенольные соединения.

Полифенольные соединения содержатся в плодах: в хурме 0,02-2,35%, в рябине — 0,4-0,75, в черной смородине — 0,03-0,42, в яблоках — 0,03-0,3, в грушах — 0,02-0,2%. При созревании плодов происходит снижение в них общего содержания пoлифeнoлoв в первую очередь свободных полифенолов.