Исследовательская работа по химии ученицы сидоренко ангелины "растительные пигменты антоцианы". Антоциановый комплекс плодов черники (Vaccirium myrtillus L.) Пигмент антоциан

Строение и свойства

Антоцианы являются гликозидами, содержащими в качестве агликона-антоцианидина гидрокси- и метоксизамещённые соли флавилия (2-фенилхроменилия), у некоторых антоцианов гидроксильные ацетилированы. Углеводная часть связана с агликоном обычно в положении 3, у некоторых антоцианов - в положениях 3 и 5, при этом в роли углеводного остатка могут выступать как моносахариды глюкоза , рамноза , галактоза , так и ди- и трисахариды.

Будучи пирилиевыми солями, антоцианы легко растворимы в воде и полярных растворителях, малорастворимы в спирте и нерастворимы в неполярных растворителях.

Общая структура антоцианов

Антоцианы	R 1	R 2	R 3	R 4	R 5	R 6	R 7
Аурантинидин	-H	-OH	-H	-OH	-OH	-OH	-OH
Цианидин	-OH	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OH
Дельфинидин	-OH	-OH	-OH	-OH	-OH	-H	-OH
Европинидин	-OCH 3	-OH	-OH	-OH	-OCH 3	-H	-OH
Лютеолинидин	-OH	-OH	-H	-H	-OH	-H	-OH
Пеларгонидин	-H	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OH
Мальвидин	-OCH 3	-OH	-OCH 3	-OH	-OH	-H	-OH
Пеонидин	-OCH 3	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OH
Петунидин	-OH	-OH	-OCH 3	-OH	-OH	-H	-OH
Розинидин	-OCH 3	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OCH 3

Строение антоцианов установлено в 1913 немецким биохимиком Р. Вильштеттером , первый химический синтез осуществлен в 1928 английским химиком Р. Робинсоном.

Антоцианы и антоцианидины обычно выделяются из кислых экстрактов растительных тканей при умеренно невысоких значениях pH, в этом случае агликоновая антоцианиновая часть антоциана либо антоцианин существуют в форме флавилиевой соли, в которой электрон гетероциклического атома кислорода участвует в гетероароматической π-системе бензпирилиевого (хроменилиевого) цикла, который и является хромофором , обуславливающем окраску этих соединений - в группе флавоноидов они являются наиболее глубоко окрашенными соединениями с наибольшим сдвигом максимума поглощения в длинноволновую область.

На окраску антоцианидинов влияет число и природа заместителей: гидроксильные группы, несущие свободные электронные пары обуславливают батохромный сдвиг при увеличении их числа. Так, например, пеларгонидин, цианидин и дельфинидин, несущие в 2-фенильном кольце, соответственно, одну, две и три гидроксильные группы, окрашены в оранжевый, красный и пурпурный цвета. Гликозилирование, метилирование или ацилирование гидроксильных групп антоцианидинов приводит к уменьшению или исчезновению батохромного эффекта.

В силу высокой электрофильности хроменилиевого цикла структура и, соответственно, окраска антоцианов и антоцианидинов обуславливается их чувствительностью к pH: в кислой среде (pH < 3) антоцианы (и антоцианидины) существуют в виде пирилиевых солей, при повышении pH до ~4-5 происходит присоединение гидроксид-иона с образованием бесцветного псевдооснования, при дальнейшем повышении pH до ~6-7 происходит отщепление воды с образованием хиноидной формы, которая, в свою очередь, при pH ~7-8 отщепляет протон с образованием фенолята, и, наконец, при pH выше 8 фенолят хиноидной формы гидролизуется с разрывом хроменового цикла и образованием соответствующего халкона:

Зависимость структуры и цвета антоцианов от pH среды: 1. Красная пирилиевая соль; 2. Бесцветное псевдооснование; 3. Синяя хиноидная форма; 4. Пурпурный фенолят хиноидной формы; 5. Жёлтый халкон

Образование комплексов с катионами металлов также влияет на окраску, одновалентный катион К + даёт пурпурные комплексы, двухвалентные Mg 2+ и Ca 2+ - синие, на цвет также может влиять адсорбция на полисахаридах.

Антоцианы гидролизуются до антоцианидинов в 10% соляной кислоте, сами антоцианидины устойчивы при низких значениях pH и разлагаются при высоких.

Биосинтез и функции

Полностью биологические функции пока не выяснены. Образованию антоцианов благоприятствуют низкая температура, интенсивное освещение.

Распространение в природе

Антоцианы очень часто определяют цвет лепестков цветков, плодов и осенних листьев. Они обычно придают фиолетовую, синюю, коричневую, красную, оранжевую окраску. Эта окраска нередко зависит от рН клеточного содержимого, и потому может меняться при созревании плодов, отцветании цветков - процессах, сопровождающихся закислением клеточного содержимого.

Многие антоцианы достаточно хорошо растворимы, например, при экстракции виноградного сока из кожуры плодов они переходят в красные вина (см. цвет бордо).

К наиболее распространённым антоцианам относятся:

Цианидин

Цвета осенних листьев

Многие популярные книги неточно указывают на то, что цвет осенних листьев (включая красный цвет) - просто результат разрушения зелёного хлорофилла , который маскировал уже имевшиеся жёлтые, оранжевые и красные пигменты (каротиноид , ксантофилл и антоциан, соответственно). И если для каротиноидов и ксантофиллов это действительно так, то антоцианы не присутствуют в листьях до тех пор, пока в листьях не начнёт снижаться уровень хлорофиллов! Именно тогда растения начинают синтезировать антоцианы, вероятно для фотозащиты в процессе перемещения азота.

Применение

Антоцианы рассматривают как вторичные метаболиты . Они разрешены в качестве пищевых добавок (E163 ) .

Богаты антоцианами такие растения, как, например, черника , клюква , малина , ежевика , чёрная смородина , вишня , баклажаны , чёрный рис, виноград Конкорд и мускатный виноград, красная капуста, и некоторые виды перцев, как жгучих, так и т.н. сладких. В медицине широко применяются антоцианы черники (в составе экстракта черники). В жгучих перцах также замечено несколько видов, у которых антоциан присутствует не только в плодах, но и в листьях. Причем, в данном случае, антоциан синтезируется тем больше, чем ярче солнечный свет, падающий на растение. К таким перцам можно отнести Black Pearl (Черная Жемчужина), Pimenta da Neyde и другие. Но в Черной Жемчужине созревший плод полностью лишается антоциана, и плод-ягода краснеет, а у Pimenta da Neyde плод-стручок на солнце всегда остается темным.

Литература

Чуб В. Для чего нужны антоцианы // Цветоводство . - 2008. - № 6. - С. 22-25.
Спектрофотометрическое определение (обсуждение методик)

См. также

XV городская конференция

«Юность Архангельска»

Направление – Химия

Растительные пигменты антоцианы как индикаторы

Работу выполнила: ученица ГБНОУ АО «Университетская Ломоносовская гимназия» 1ОВ класса Сидоренко Ангелина Игоревна

Научный руководитель: Захарова Ирина Германовна, учитель химии

Архангельск 2015

Оглавление

Введение. Актуальность. Цели. Задачи.______________________________________ 3

Основная часть.

2.1. Обзор источников информации

2.1.1. Понятие пигментов. Антоцианы.____________________________________ 3

История изучения антоцианов._____________________________________ 4

Особенности строения антоцианов. _________________________________ 4

Содержание антоцианов в природных объектах. _______________________ 5

Полезные свойства ________________________________________________ 5

3. Экспериментальная часть.

3.1. Выделение антоцианов и изучение их индикаторных свойств. _________________ 6

Заключение_______________________________________________________________ 8

Библиография_____________________________________________________________ 8

Приложение ______________________________________________________________9

Введение.

В 21 веке наука очень быстро развивается. Мир на пороге новых открытий. Сейчас одно из самых актуальных направлений химических и биологических исследований - это изучение пигментов растений, в частности антоцианов. Поэтому моя работа достаточно актуальна. Не удивительно! Ведь нас окружает множество разнообразных химических соединений в качестве растворов бытовой химии. И многие из них требуют аккуратного, грамотного обращения. Для этого, немаловажно, знать водородный показатель этих веществ. А его измеряют с помощью различных индикаторов, в том числе растительных пигментов.

Сегодня учеными изучены такие растительные пигменты, как флавоноиды, каротиноиды и беталаины. Всем известны каротиноиды моркови, а к беталаинам относятся, например, пигменты свеклы. Группа флавоноидных соединений вносит наибольший вклад в разнообразие оттенков цветов у растений. К данной группе относятся желтые ауроны, халконы и флавонолы, а также главные герои этой исследовательской работы - антоцианы, которые окрашивают растения в розовые, красные, оранжевые, алые, пурпурные, голубые, темно-синие цвета. Кстати, антоцианы не только красивы, но и очень полезны для человека: как выяснилось в ходе их изучения, это биологически активные молекулы. Несмотря на обилие научных работ, антоцианы еще остаются малоизученными.

В своей работе я использовала вытяжки с антоцианами, полученные из сока северных ягод ирги с нашего дачного участка и черники, а также краснокочанной капусты.

Цель : изучить возможность использования антоцианов в качестве веществ с индикаторными свойствами.

Задачи : Выяснить, что такое антоцианы, где встречаются, отчего изменяется их окраска. Изучить их индикаторные свойства, а также пользу для организма человека. Найти применение полученных знаний в быту.

Объект : растительные пигменты - антоцианы.

Предмет : свойства, строение и значение антоцианов

Основная часть

Обзор источников информации

Понятие пигментов. Биологические пигменты (биохромы) - окрашенные вещества, входящие в состав тканей организмов. Биологические пигменты играют важную роль в жизнедеятельности живых существ. Это звено, связывающее световые условия окружающей среды и обмен веществ организма. Цвет пигментов определяется наличием в их молекулах хромофорных групп, избирательно поглощающих свет в определённой части видимого спектра солнечного света. Изменение цвета растительных пигментов в различных условиях можно использовать в аналитической химии. Такие вещества - индикаторы хорошо известны в химии. Изучение растительных индикаторов - одно из популярных направлений химических исследований в настоящее время. Несмотря на наличие большого количества научных работ, данная проблема ещё до конца не изучена. Интересную информацию химики получают при исследовании растений.

Антоцианы. Антоциан (от греч, «антос» - цветок, «цианос» - голубой), впервые был выделен из цветка василька синего. Их открытие было связано с одной из самых интересных и красивых историй в науке - историей изучения цвета у растений. Группа антоцианов довольно многочисленна. В отличие от хлорофилла, они не связаны внутри клетки с пластидными образованиями, а чаще всего растворены в клеточном соке, иногда встречаются в виде мелких кристаллов, Поэтому, антоцианы легко извлечь из любых

синих или красных частей растения. Растительные пигменты антоцианы сыграли важную роль в открытии законов Г. Менделя, мобильных генетических элементов, РНК - интерференции - все эти открытия были сделаны благодаря наблюдениям за окраской растений. На сегодняшний день биохимическая природа антоцианов, их биосинтез и его регуляция достаточно подробно исследованы. Эти знания имеют и прикладное значение. Полученные данные позволяют создавать необычно окрашенные сорта декоративных растений и сельскохозяйственных культур . В последнее время в российских и зарубежных СМИ часто появляются сообщения о чудо - фруктах, чудо - овощах и чудо - цветах с необычной окраской, которая или не встречается у данных видов растений, или встречается, но очень редко. Фурор среди российской общественности недавно произвела новость о новом сорте картофеля «Чудесник» с фиолетовой окраской мякоти, созданном селекционерами из «Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства». В числе овощей с непривычной для нас фиолетовой окраской можно также упомянуть капусту, перец, морковь, цветную капусту. Заметим, что все допущенные к выращиванию в коммерческих целях сорта фиолетовых овощей, фруктов и злаков были созданы в ходе селекционной работы, это не генномодифицированные сорта. Еще один пример - голубая роза, мечта не одного поколения селекционеров и садоводов. До 2004 года синие бутоны у розы можно было получить лишь с помощью химических красителей, например, индиго, которые впрыскивали в корни белой розы. В 2004 году методами генетической инженерии впервые в мире была получена настоящая голубая роза. [ 6]

Эти и другие смелые манипуляции с окраской, которые пресса называет «чудесами», стали возможными благодаря всестороннему исследованию природы антоциановой пигментации и генетической составляющей биосинтеза антоциановых соединений.

Итак, антоцианы - растительные пигменты, которые могут присутствовать у растений как в генеративных органах (цветках, пыльце), так и в вегетативных (стеблях, листьях, корнях), а также в плодах и семенах. Они содержатся в клетке постоянно, либо появляются на определенной стадии развития растений или под действием стресса. Последнее обстоятельство навело ученых на мысль, что антоцианы нужны не только для того, чтобы яркой окраской привлекать насекомых-опылителей и распространителей семян, но и для борьбы с различными типами стрессов.

История изучения. В 1913-1915 годах немецкий биохимик Рихард Вилыптеттер и его швейцарский коллега Артур Штоль опубликовали серию работ, посвященных антоцианам. Из цветков различных растений они выделили индивидуальные пигменты и описали их химическое строение.

Оказалось, что антоцианы в клетках находятся преимущественно в виде гликозидов. «За исследования красящих веществ растительного мира, особенно хлорофилла» в 1915 году Рихард Вилыптеттер был удостоен Нобелевской премии по химии. [ т]

А в Древней Руси, с помощью растений, красили яйца перед пасхой в различные цвета. Вот, например, синего или красного цвета можно было добиться при помощи фиолетовых растений, содержащих антоцианы. Чтобы добиться синего оттенка необходимо было добавлять золу, обеспечивающую раствору щелочность. А красный цвет яиц получался при добавлении каких-либо окрашенных кислых ягод.

Как я уже сказала ранее - разная окраска антоцианов зависит от того, с каким ионом образован комплекс органического красящего вещества. Так, пурпурно-красная окраска получается, если в состав комплекса входит ион калия, синий цвет придают магний и кальций. Свойства антоцианов проявлять свой цвет зависят от кислотности среды: чем она ниже, тем более красный цвет получается. Чтобы в условиях лаборатории различить виды антоцианов, используют хроматографию на бумаге или ИК-спектроскопию. Количество антоцианов в том или ином продукте зависит от особенностей климата и энергии фотосинтеза растения. К примеру, в винограде на скорость образования этих веществ влияет продолжительность и интенсивность освещения его листвы. В разных сортах винограда содержится различный набор антоцианов, что обусловлено месторождением и сортом растения. Высокая температура влияет на цвет красного виноградного вина, усиливая цвет. Кроме того, термическая обработка способствует длительному сохранению антоцианов в вине.

Содержание антоцианов в природных объектах. Антоцианы могут содержаться в небольших количествах в разных растениях (в горохе, грушах, картофеле), но больше всего их в кожице ягод и плодов с темно-фиолетовой окраской. Ежевика - лидер по содержанию этого пигмента среди всех ягод. Но и наши северные ягодные растения такие, как черника, ирга, клюква, голубика, содержат достаточно много антоцианов. Также в краснокочанной капусте содержится большое количество антоцианов. Можно сказать, что она является лидером среди овощей по содержанию этого пигмента. Именно поэтому я использовала краснокочанную капусту, чернику и иргу. Содержание антоцианов больше в кислых и темных сортах вишни, чем в сладких и красных. Много антоцианов в кожице винограда и в красном вине, получаемом из него. Белое вино производят из винограда без кожицы, поэтому оно менее богато этими пигментами. Содержание антоцианов определяет цвет виноградного вина и виноградного сока. Исследования показали, что бананы, хотя и не имеют темно-фиолетовой окраски, тоже являются богатым источником антоцианов.

Полезные свойства антоцианов. Антоцианы не могут образовываться в организме человека, поэтому должны поступать с пищей. В сутки здоровому человеку необходимо не менее 200 мг этих веществ, а в случае болезни - не менее 300 мг. Они не способны накапливаться в организме, поэтому быстро выводятся из него. Антоцианы оказывают бактерицидное действие - они могут уничтожать различные виды вредоносных бактерий. Впервые этот эффект использовали при изготовлении красного виноградного вина, которое не портилось при длительном хранении. Теперь антоцианы используются в комплексной борьбе с простудными заболеваниями, они помогают иммунной системе справляться с инфекцией. По биологическим эффектам антоцианы похожи на витамин Р. Так, известно о свойстве антоцианов укреплять стенки капилляров и оказывать противоотечное действие. Полезные свойства антоцианов используются в медицине при производстве различных биологических добавок, особенно для применения в офтальмологии. Ученые обнаружили, что антоцианы хорошо накапливаются в тканях сетчатки. Они укрепляют ее сосуды, уменьшают ломкость капилляров. Антоцианы улучшают строение волокон и клеток соединительной ткани, восстанавливают отток внутриглазной жидкости и давление в глазном яблоке, что используют при лечении глаукомы. Антоцианы являются сильными антиоксидантами - они связывают свободные радикалы кислорода и препятствуют повреждению мембран клеток. Это тоже положительно сказывается на здоровье органа зрения. Люди, регулярно употребляющие в пищу богатые антоцианами продукты, имеют острое зрение. Также их глаза хорошо переносят высокую нагрузку и легко справляются с утомляемостью.

Выводы: Проанализировав литературу я выяснила, что антоцианы - растительные биологические пигменты, обладающие комплексом полезных для человека свойств: индикаторными, антиоксидантными, бактерицидными. Особенности этих веществ важно знать, чтобы сохранить своё здоровье, а индикаторные свойства помогут в обращении с бытовой химией.

Экспериментальная часть .

Первые опыты по изучению антоциановых соединений и их химической природы провел известный английский химик Роберт Бойль. Еще в 1664 году он впервые обнаружил, что под действием кислот синий цвет лепестков василька изменяется на красный, под действием же щелочи лепестки зеленеют. Я заинтересовалась этим фактом и решила провести исследование.

Исследование включало в себя:

Выделение антоциана из сока краснокочанной капусты, черники и ирги.

Изучение изменения цвета выделенного антоциана от рН среды раствора.

Создание шкалы изменения цвета.

Изготовление индикаторной бумаги.

5.Измерение рН среды средств бытовой химии и продуктов питания человека.

Методика выполнения экспериментальной части.

Приборы и материалы:

Краснокочанная капуста, ягоды черники, ягоды ирги, вода, речной песок, соли и кислоты, чистые пробирки, ступка с пестиком, фильтровальная бумага, универсальный индикатор.

Исследование № 1

Ход работы:

1 . Чтобы извлечь антоцианы из растения, я сначала мелко натёрла листья краснокочанной капусты на терке.

2. Затем растерла полученную кашицу в ступке с небольшим количеством речного песка.

3. После этого в полученную смесь я добавила небольшое количество воды и
отфильтровала в чистую пробирку. Получила вытяжку, содержащую антоцианы.

Затем из школьной лаборатории я выбрала несколько солей и кислот. А именно: НС1, А1С1з, М gS 0 4 , К CNS , Na 2 СОз. Приготовила 1М растворы и измерила рН среды с помощью универсального индикатора.

5.После этого, к растворам я добавила по капле вытяжку. Наблюдалось изменение цвета антоцианов в исследуемых растворах c разной величиной pH .

Результаты эксперимента оформлены в таблицу:

Раствор

НС1

А1С1з

К CNS

М gS 0 4

Na 2 СОз

рН

Цвет

(фото см. в приложении) Исследование № 2

Антоцианом, полученным из черники, были пропитаны фильтровальные бумажки, после этого с их помощью я измерила кислотность среды у средств бытовой химии. Результаты опыта помещены в таблицу:

Название

рН

«Санокс» средство для чистки

« Dosi а» порошок стиральный

« Gillett е» пена для бритья

«Ворсинка» кондиционер для белья

«Пемос» порошок стиральный

« Sorti » жидкость для мытья посуды

Таблица. Измерение рН среды средств бытовой химии.

Исследование №3.

С помощью антоцианов, выделенных из ирги, я исследовала рН среды продуктов питания:

Название

рН

Название

рН

Уксус

Арбуз

Сок лимона

Чай зеленый

Черника

Масло

Горчица

Авокадо

Кетчуп томатный

Молоко

Мед

Желток яйца

Таблица. Измерение рН среды продуктов питания.

Заключение.

В ходе выполнения исследовательской работы мною было выяснено:

1. Антоцианы - разновидность биохромов. Чаще всего растворены в клеточном соке, иногда встречаются в виде мелких кристаллов, поэтому, антоцианы легко извлечь из любых синих или красных частей растения. При всем их огромном многообразии антоциановые соединения - производные лишь шести основных антоцианидинов, которые отличаются боковыми радикалами в формуле молекул.

2. Антоцианы являются растительными индикаторами. Соединения антоциана с кислотами имеют розовый или красный цвет; соединения со щелочами - синий, а в нейтральной среде они фиолетовые.

3. Антоцианы очень полезны для человека, но они не могут самостоятельно синтезироваться в организме, поэтому они должны поступать с пищей. Например, с фруктами и ягодами (вишня, ирга, виноград, бананы) и овощами (краснокочанная капуста, горох, картофель).

4.П ри приготовлении блюд из растений, содержащих антоцианы, необходимо учитывать их индикаторные свойства. Так, если не добавить уксус или сок лимона при тушении краснокочанной капусты, то блюдо получится фантастического сине-фиолетового цвета, что понравится не всем потребителям.

При измерении рН продуктов питания оказалось, что большинство из них имеют кислую реакцию среды.

Библиография.

Начала современного естествознания. Тезаурус. - Ростов-на-Дону. В.Н Савченко, В.П. Смагин. 2006

Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. - Москва: Мир, 1986. - 422 с

Карабанов И.А. Флавоноиды в мире растений. - Минск: Ураджай, 1981.

Коровкин Олег Алексеевич - Книга: "Анатомия и морфология высших растений". Приложение.

Приложение 1. Василек синий

Приложение 2. Голубая роза.

Приложение 3. Краснокочанная капуста.

Приложение 4. Ирга.

Приложение 6. Вытяжка антоциана из краснокочанной капусты.

Приложение 7. Изменение цвета индикатора.

Слово « антоциан» произошло от греческого « антос» (цветок) и « циано» (синий, сиреневый). Уже по названию видно, что слово обозначает цветное вещество или краситель. Так оно и есть. Антоцианами называют группу растительных пигментов (красителей), которые окрашивают лепестки цветов, листья, плоды в различные цвета - от красного до тёмно синего и фиолетового. Цвет зависит от температуры окружающей среды (антоцианы « любят» низкую температуру и яркое освещение) и кислотности. В щелочной среде преобладают фиолетовые, сиреневые и синие тона, в кислой - красные и розовые. Содержащие антоцианы плоды при созревании и изменении среды меняют цвет, а цветы и листья при отмирании темнеют или синеют.

Антоцианы растворимы в воде, клеточном соке, поддаются экстракции, малорастворимы в спирте. Поэтому спиртовые настойки из тех же ягод черники или чёрной смородины не будут обладать полезными свойствами.

Антоцианы используются в качестве пищевых добавок под шифром Е-163 и входят в группу « Красители» (E100 — E199).

По химическому составу антоцианы являются гликозидами - веществами, молекулы которых состоят из углеводного остатка и неуглеводной части.

Функциональное назначение антоцианов пока до конца не выяснено. Известно, что они являются вторичными метаболитами - веществами, которые производятся в организме, но не участвуют в его жизнедеятельности (развитие, размножение, гибель), в то же время обладают высокой биологической активностью.

Антоцианы можно заметить невооружённым глазам в созревающем перце поздних сортов - как сладком, так и остром - в виде бурых пятен и разводов, в баклажанах, в которых по мере созревания, увеличивается и количество антоцианов.

В большом количестве антоцианы содержатся в чернике, чёрной смородине, клюкве, вишне, черешне, малине, диком чёрном рисе, красном винограде, красной капусте, красных яблоках. Почти все фрукты и ягоды, имеющие красную, оранжевую, коричневую, фиолетовую и синюю окраску, содержат антоцианы.

Из всех антоцианов более всего распространён цианидин . Он содержится в клубнике, вишне, чернике, смородине, клюкве, ежевике, гранате, малине, жимолости, сливе.

Второй по распространённости дельфинидин . Он встречается в плодах вишни, чёрной смородины, граната, черники, красного винограда.

Пеонидин встречается реже. Больше всего его содержится в чернике, клюкве, ежевике, черешне.

Пеларгонидин содержат клубника, малина, красный виноград.

Мальвидин содержится в чернике, клубнике, краном винограде.

Реже всех встречается петунидин - только в чернике и красном винограде.

Все антоцианы являются антиоксидантами и относятся к флавоноидам.

Выполняемые функции

краситель

Законность использования

Украина

ЕС

Россия

Что такое пищевая добавка Е163 – антоциан?

Пищевая добавка Е163 является растительным красителем, принадлежащим к группе антоцианов. Вещества, входящие в данную группу – это пигменты различных оттенков, содержащиеся в вакуолях растений. Название антоцианов в переводе с греческого означает «синий цветок».

В естественных условиях антоцианы служат для привлечения опыляющих насекомых, придавая яркий цвет растениям и цветам, а также для их защиты от ультрафиолета и повышенной солнечной активности.

В больших количествах они содержатся в красном и темном винограде, бузине, чернике, малине, клюкве и некоторых других плодах растений.

Цвет этих пигментов определяется кислотностью среды и может быть красным, фиолетовым или синим.

Молекулярный состав антоцианов был установлен в 1913 году химиком-биологом Вильштеттером, впервые синтезирован в 1928 году англичанином Робинсоном.

Пищевой краситель E163 содержит флавоноиды (гликозиды), у него полностью отсутствуют вкус и запах.

В пищевой промышленности добавку Е163 получают из черной моркови, винограда, красной капусты, смородины.

Антоциан, Е163 – влияние на организм, вред или польза?

Исследования свойств антоцианов ведутся постоянно, показывая обнадеживающие результаты. Например, проведенные в США эксперименты выявили способность этой группы веществ к сокращению риска онкологических заболеваний пищевода и толстой кишки.

Испытания пищевого красителя Е163 на людях проводятся с 2007 года, и установлено, что для достижения лечебного эффекта необходима сублимированная сушка ягод и плодов, так как в свежих концентрация полезных антиоксидантов слишком низкая.

Антоцианы обладают способностью защищать человеческий организм от токсинов и свободных радикалов, противостоят ультрафиолетовому излучению и служат профилактическим средством от возникновения злокачественных новообразований.

Пищевая добавка Е163 используется в комплексной терапии для лечения неврологических заболеваний, глазных недугов, в частности, глаукомы и катаракты, некоторых бактериальных инфекций. С ее помощью возможно избежать диабета или минимизировать его последствия.

Организм реагирует на нехватку антиоксидантов следующими симптомами: нервозностью, депрессивным состоянием, частыми простудными заболеваниями, общим упадком сил.

Для восполнения запаса жизненных сил и хорошего самочувствия диетологами настоятельно рекомендуется регулярное употребление богатых антоцианами продуктов. К сожалению, это не всегда возможно, поэтому при наличии в составе продукта добавки Е163, не бойтесь его покупать. Исключение составляет только индивидуальная непереносимость.

Пищевая добавка антоциан – применение в продуктах питания

Применяют данную добавку для окраски кондитерских изделий, вина, различных соусов и безалкогольных напитков. Для подкрашивания молочных продуктов применение Е163 ограничено из-за взаимодействия с их кислотностью, в данной среде краситель становится синим вместо красного.

Широко применяются антоцианы в фармакологии и косметике для окрашивания витаминных комплексов, в качестве общеукрепляющих препаратов с антиоксидантами в составе. Современные косметические продукты содержат антоцианы для поддержания эластичности и молодости кожи. Также данное вещество используется в биологически активных комплексах – БАДах.

Антоцианы – группа водорастворимых пигментов, которые окрашивают фрукты и овощи в яркие тона (фиолетовый, красный, жёлтый, синий).

Природные красители сконцентрированы в генеративных органах растений (пыльце, цветках), вегетативных частях (листьях, корнях, побегах), плодах, семенах. Их количество в продукте зависит от энергии фотосинтеза и особенностей климата.

Для поддержания здоровья, взрослому человеку нужно принимать 15 миллиграмм данных веществ в сутки, а в период болезни – 30 миллиграмм.

Потребность в природных пигментах возрастает при:

генетической предрасположенности к злокачественным новообразованиям;
проживании в регионах с продолжительным летом;
регулярном контакте с ионизирующим излучением или высокочастотными токами.

Однако, из–за высокой биологической активности пигментов, увеличивать дневную дозировку вещества целесообразно только под наблюдением врача.

Антоцианы не накапливаются в организме, быстро выводятся, поэтому нужно следить за количеством и регулярностью их приема. По биологическим эффектам они похожи на : оказывают противоотечное, бактерицидное действия, укрепляют стенки капилляров, восстанавливают отток внутриглазной жидкости, улучшают строение соединительной ткани (волокон и клеток).

Общие сведения

Первые опыты по исследованию антоцианов провёл английский биохимик Роберт Бойль в 1664 году. Учёный обнаружил, что под воздействием щелочи синий окрас лепестков василька изменился на зелёный, а под влиянием кислоты цветок покраснел. Дальнейшее изучение свойств пигментов (способности изменять оттенок), привело к «прорыву» в области биохимии, поскольку помогло учёным XVII века идентифицировать химические реагенты.

Неоценимый вклад в изучение антоциановых соединений внес профессор Рихард Вильштеттер, который впервые выделил из растений пигменты в чистом виде. На сегодняшний день биохимики экстрагировали более 70 природных красителей, основными предшественниками которых являются следующие агликоны: цианидин, пеларгонидин, дельфинидин, мальвидин, пеонидин, петунидин. Интересно, что гликозиды первого типа окрашивают растения в пурпурно – красный цвет, второго – в красно – оранжевый тон, третьего – в голубой или синий оттенок.

Количественный состав антоцианов в продукте зависит от условий произрастания и сортовых особенностей растения (значения рН в вакуолях, где накапливается пигмент). При этом, один и тот же пигмент, из–за изменения кислотности клеточной жидкости, может приобретать различный оттенок. При скоплении красителей в щелочной среде растение «получает» жёлто – зелёный окрас, в нейтральной – фиолетовый, в кислой – красный.

В каких продуктах присутствуют антоцианы?

Природные красители содержатся в растениях и защищают их от вредоносного излучения, ускоряют процесс фотосинтеза, преобразуя свет в энергию.

Лидерами по количеству таких гликозидов являются ягоды тёмно – фиолетовой и бордовой окраски: черника, ежевика, голубика, черноплодная рябина, ирга, бузина, клюква, чёрная смородина, вишня, малина, виноград (тёмных сортов). Антоцианами богаты баклажаны, свёкла, помидоры, краснокочанная капуста, красный перец, салат листовой (краснолистный). Кроме того, гликозиды в малых количествах содержатся в «светлых» растениях: картофеле, горохе, грушах, бананах, яблоках.

Интересно, что накоплению природного «красителя» в плодах способствуют низкие температуры и интенсивное освещение. Поэтому, неслучайно максимальные концентрации антоцианов содержат северные и альпийские луговые растения.

Полезные свойства

Антоцианы обладают широким спектром биологической активности.

В организме человека соединения проявляют следующие свойства:

спазмолитические;
адаптогенные;
противовоспалительные;
стимулирующие;
мочегонные;
бактерицидные;
противоаллергические;
стимулирующие;
желчегонные;
послабляющие;
кровоостанавливающие;
седативные;
противовирусные;
эстрогеноподобные;
противоотёчные.

Учитывая, что антоцианы в организме не синтезируются, для профилактики функциональных расстройств важно потреблять не менее 15 миллиграмм соединения в день. Для этого пищевой рацион обогащают «цветными» продуктами питания.

Функции, выполняемые антоцианами:

активируют обмен веществ на клеточном уровне;
уменьшают проницаемость капилляров;
повышают эластичность сосудов (за счёт угнетения активности гиалуронидазы);
укрепляют сетчатку глаза;
нормализуют внутриглазное давление;
потенцируют синтез коллагена;
стабилизируют фосфолипиды клеточных мембран;
предотвращают налипание холестериновых бляшек на стенки кровеносных сосудов;
улучшают ночное видение (путём регенерации родопсина);
защищают сердечную мышцу от ишемии (препятствуют выработке белков, активирующих апоптоз кардиомиоцитов);
снижают артериальное давление (расслабляют кровеносные сосуды);
предотвращают развитие катаракты (за счёт подавления альдозо – редуктазной активности в хрусталике);
улучшают состояние соединительных тканей;
подавляют разрастание злокачественных новообразований (стимулируют апоптоз раковых клеток);
повышают антиоксидантную защиту организма;
предотвращают повреждение структуры ДНК;
снижают негативное воздействие радиоизлучений и канцерогенных веществ на организм;
способствуют скорому выздоровлению от респираторных заболеваний.

Лечебное применение

Показания к использованию природных пигментов в повышенном количестве (до 500 миллиграмм в день):

коронарная недостаточность;
атеросклероз;
хронические воспалительные процессы;
профилактика сердечно – сосудистых патологий;
трихомоноз;
лямблиоз;
герпес;
ухудшение зрения;
воспаление дёсен;
грипп, ангина;
очаговая алопеция;
витилиго;
злокачественные новообразования;
диабетическая ретинопатия;
профилактика остеопороза;
отёки;
аллергические реакции;
глаукома;
неврозы;
ожирение;
дегенеративные заболевания;
гипертония;
патологии кровеносных сосудов;
снижение усталости глаз;
куриная слепота;
диабет (для улучшения циркуляции крови).

Интересно, что олигомерные проантоцианиды (процианидины) по антиоксидантным свойствам в 50 раз «сильнее» витамина Е, и в 20 раз превосходят аскорбиновую кислоту.

Нехватка гликозидов в организме человека вызывает нервное истощение, депрессию, упадок сил, снижение иммунитета. Для поддержания здоровья и улучшения самочувствия диетологи рекомендуют включить в ежедневный рацион антоцианы. Соединения защищают внутренние органы от неблагоприятного влияния окружающей среды, снижают психологическое напряжение, положительно влияют на организм в целом. Не бойтесь получить передозировку от гликозидов, в медицинской практике признаков избытка соединения не зафиксировано.

Многообразие полезных свойств антоцианов обуславливает их применение в фармакологических препаратах и биологически активных комплексах (БАДах).

Рассмотрим некоторые из них:

«Антоциан форте» (В – МИН +, Россия). В состав препарата входят гликозиды черники и чёрной смородины, проантоцианиды косточек красного винограда, аминокислот и витаминов С, В3, В2, В12.
Xantho PLUS (CaliVita, США). Главные компоненты пищевой добавки – мангостин (тропический фрукт), экстракты зеленого чая, виноградных косточек, плодов граната, ягод черники, голубики.
«Живая клетка VII»(Сибирское здоровье, Россия). Комплекс состоит из двух препаратов: Антофтама и Каровизина (для утреннего и вечернего приёма). Первый состав содержит антоцианы черники и спируллины, а второй – органические каротиноиды, зеаксантин, лютеин, пигменты плодов шиповника.

Препараты, содержащие антоцианы противопоказаны людям с гиперчувствительностью к данным компонентам. Кроме этого, с осторожностью их применяют в период беременности и кормления грудью, только под контролем лечащего врача.

Вывод

Антоцианы – группа природных пигментов, раскрашивающие фрукты и овощи в яркие цвета.

Соединения благотворно влияют на человеческий организм, поскольку проявляют антиоксидантные, бактерицидные, противоспалительные, адаптогенные и спазмолитические свойства. Природные источники пигментов: черника, бузина, чёрная смородина, ежевика, голубика черноплодная рябина.

Природные красители используют в составе комплексной терапии сахарного диабета, сезонных инфекций (гриппа, ОРВИ), онкологии, дегенеративных расстройств, офтальмологических патологий (дистрофии сетчатки, близорукости, диабетической ретинопатии, катаракты, глаукомы). Кроме того, антоцианы применяются в пищевой индустрии (при изготовлении кондитерских изделий, йогуртов, напитков), косметологии (как коллаген), электротехнической отрасли (для краски солнечных батарей).