Исследовательская работа по химии ученицы сидоренко ангелины "растительные пигменты антоцианы". Удивительный мир растений Антоциан определяет несколько цветов кроме

Антоцианы – пигментные вещества из группы гликозидов. Они находятся в растениях, обусловливая красную, фиолетовую и синюю окраски плодов и листьев.

Антоцианы могут содержаться в небольших количествах в разных продуктах (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 такие ягодные растения, как черника, ирга, бузина, клюква, голубика, содержат достаточно много антоцианов.

Исследования показали, что бананы, хотя и не имеют темно-фиолетовой окраски, тоже являются богатым источником антоцианов.

Физические и химические свойства антоцианов

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 и 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 его. Кроме того, термическая обработка способствует длительному сохранению антоцианов в вине.

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, как это бывает, например, при диабетической ретинопатии.

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.

Несколько столетий назад началась одна из самых интересных и красивых историй в биологической науке - история изучения цвета у растений. Растительные пигменты антоцианы сыграли важную роль в открытии законов 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. Полученные данные позволяют создавать необычно окрашенные сорта декоративных растений и сельскохозяйственных культур. Голубая роза - теперь уже не сказка.

Что такое антоцианы? Немного о химии

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 НИИ сельского хозяйства (рис. 1). 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 (см. «Химию и жизнь», 1989, №6). В 2004 году методами генетической инженерии впервые в мире была получена настоящая голубая роза (рис. 2).

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.

Сегодня достаточно хорошо 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 статьи - 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.

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.

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. В 1913–1915 годах немецкий биохимик Рихард Вильштеттер 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. Их агликоны (базовые молекулы-предшественники), получившие название антоцианидинов, связаны преимущественно с сахарами глюкозой, галактозой, рамнозой. «За исследования красящих веществ растительного мира, особенно хлорофилла» в 1915 году Рихард Вильштеттер был удостоен Нобелевской премии по химии.

Известно более 500 индивидуальных антоциановых соединений, и число их постоянно увеличивается. Все они имеют С 15 -углеродный скелет - два бензольных кольца А и В, соединенные С 3 -фрагментом, который с атомом кислорода образует γ-пироновое кольцо (С-кольцо, рис. 3). При этом от других флавоноидных соединений антоцианы отличаются наличием положительного заряда и двойной связи в С-кольце.

При всем их огромном многообразии антоциановые соединения - производные лишь шести основных антоцианидинов:пеларгонидина, цианидина, пеонидина, дельфинидина, петунидина и мальвидина, которые отличаются боковыми радикалами R1 и R2 (рис. 3, таблица). Поскольку при биосинтезе пеонидин образуется из цианидина, а петунидин и мальвидин - из дельфинидина, можно выделить три основных антоцианидина: пеларгонидин, цианидин и дельфинидин - это и есть предшественники всех антоциановых соединений.

Модификации основного С 15 -углеродного скелета создают индивидуальные соединения из класса антоцианов. В качестве примера на рис. 4 приведена структура так называемого небесно-синего антоциана, который окрашивает цветки вьюнка ипомеи в голубой цвет.

Возможны варианты

В какой цвет окрасят растение антоцианы, зависит от многих факторов. В первую очередь окраску определяют структура и концентрация антоцианов (она повышается в условиях стресса). Голубой или синий цвет имеют дельфинидин и его производные, красно-оранжевый - производные пеларгонидина, а пурпурно-красную - цианидина (рис. 5). При этом голубой цвет обусловливают гидроксильные группы (см. таблицу и рис. 4), а их метилирование, то есть присоединение CH 3 -групп, приводит к покраснению («International Journal of Molecular Sciences », 2009, 10, 5350–5369, doi:10.3390/ijms10125350).

Кроме того, пигментация зависит от pH в вакуолях, где накапливаются антоциановые соединения. Одно и то же соединение в зависимости от сдвига в величине кислотности клеточного сока может приобретать различные оттенки. Так, раствор антоцианов в кислой среде имеет красный цвет, в нейтральной - фиолетовый, а в щелочной - желто-зеленый.

Однако pH в вакуолях может варьировать от 4 до 6, и, следовательно, появление синей окраски в большинстве случаев нельзя объяснить влиянием pH среды. Поэтому были проведены дополнительные исследования, которые показали, что антоцианы в клетках растений присутствуют не в виде свободных молекул, а в виде комплексов с ионами металлов, которые как раз и имеют синюю окраску («Nature Product Reports », 2009, 26, 884–915). Комплексы антоцианов с ионами алюминия, железа, магния, молибдена, вольфрама, стабилизированные копигментами (в основном флавонами и флавонолами), называются металлоантоцианинами (рис. 6).

Локализация антоцианов в тканях растений и форма клеток эпидермиса тоже имеют значение, поскольку определяют количество света, достигающего пигментов, а следовательно, интенсивность окраски. Показано, что цветки львиного зева с эпидермальными клетками конической формы окрашены ярче, чем цветки мутантных растений, клетки эпидермиса которых не могут принять такую форму, хотя и у тех и других растений антоцианы образуются в одном и том же количестве («Nature », 1994, 369, 6482, 661–664).

Итак, мы рассказали, чем обусловлены оттенки антоциановой пигментации, почему они разные у разных видов или даже у одних и тех же растений в разных условиях. Читатель может сам поэкспериментировать со своими домашними растениями, понаблюдав за изменением их окрасок. Возможно, в ходе этих экспериментов вы добьетесь желаемого оттенка цвета и ваше растение выживет, но оно уж точно не передаст этот оттенок своим потомкам. Чтобы эффект был наследуемым, необходимо разобраться еще в одном аспекте формирования цвета, а именно в генетической составляющей биосинтеза антоцианов.

Гены синего и лилового

Молекулярно-генетические основы биосинтеза антоцианов изучены достаточно полно, чему немало поспособствовали мутанты различных видов растений с измененной окраской. На биосинтез антоцианов, а следовательно, и на окраску влияют мутации в трех типах генов. Первый - гены, которые кодируют ферменты, участвующие в цепи биохимических превращений (структурные гены). Второй - гены, определяющие транскрипцию структурных генов в нужное время в нужном месте (регуляторные гены). Наконец, третий - гены транспортеров, переносящих антоцианы в вакуоли. (Известно, что антоцианы в цитоплазме окисляются и формируют агрегаты бронзового цвета, токсичные для клеток растений («Nature », 1995, 375, 6530, 397–400).)

На сегодняшний день все стадии биосинтеза антоцианов и осуществляющие их ферменты известны и подробно исследованы методами биохимии и молекулярной генетики (рис. 7). Из многих видов растений выделены структурные и регуляторные гены биосинтеза антоцианов. Знание особенностей биосинтеза антоциановых пигментов у конкретного вида растения позволяет манипулировать его окраской на генетическом уровне, создавая растения с необычной пигментацией, которая будет передаваться из поколения в поколение.

Селекция и генные модификации

«Горячие точки» для модификации цвета у растений - это главным образом структурные и регуляторные гены. Методы, с помощью которых можно модифицировать окраску растений, делятся на два типа. К первому относятся методы селекции. Выбранный вид растения путем скрещивания получает гены от доноров - растений близкородственного вида, имеющих нужный признак. Сорт картофеля «Чудесник», по словам его автора, заведующей отделом селекции картофеля ГНУ Уральского НИИ СХ, доктора сельскохозяйственных наук Е. П. Шаниной, был создан именно методом селекции.

Еще один яркий пример - это пшеница с пурпурным и голубым цветом зерна, обусловленным антоцианами (рис. 8). В дикой природе пшеницу с пурпурным зерном впервые обнаружили в Эфиопии, где, по всей видимости, и появился данный признак, а затем отвечающие за него гены удалось ввести методами селекции в возделываемые сорта мягкой пшеницы. Пшеница с голубым зерном в природе не встречается, но зато голубое зерно имеет родственник пшеницы - пырей. Скрещивая пырей и пшеницу и ведя отбор по данному признаку, селекционеры получили пшеницу с голубым зерном («Euphytica », 1991, 56, 243–258).

В этих примерах в геном пшеницы были введены регуляторные гены. Иными словами, пшеница имеет функциональный аппарат биосинтеза антоцианов (все ферменты, необходимые для биосинтеза, у нее в порядке). Регуляторные гены, полученные от родственных видов, только запускают у пшеницы «машину биосинтеза антоцианов» именно в зерне.

Сходный пример, но уже с использованием второй группы методов манипуляции с окраской - методов генетической инженерии - это получение томатов с повышенным содержанием антоцианов («Nature Biotechnology », 2008, 26, 1301–1308, doi:10.1038/nbt.1506). В норме спелые томаты содержат каротиноиды, в том числе жирорастворимый антиоксидант ликопин, из флавоноидов у них были обнаружены в небольших количествах нарингенин халкон (2",4",6",4-тетрагидроксихалкон, см. рис. 8) и рутин (гликозированный 5,7,3",4"-тетрагидроксифлавонол). Вводя в растения генетическую конструкцию, содержащую регуляторные гены биосинтеза антоцианов львиного зева Ros1 и Del под управлением промотора E8, активного в плодах томата, международная группа ученых получила помидоры с высоким содержанием антоцианов - интенсивного лилового цвета (рис. 9).

Все это были примеры манипуляций с регуляторными генами. Пример использования генетической инженерии изменения окраски за счет структурных генов биосинтеза антоцианов - пионерская работа, проведенная в 80-е годы немецкими учеными на петунии («Nature », 1987, 330, 677–678, doi:10.1038/330677a0). Впервые в истории генно-инженерными методами была изменена окраска растения.

В норме растение петунии вовсе не содержит пигментов, производных от пеларгонидина. Чтобы разобраться, почему так происходит, вернемся к рис. 7. Для фермента DFR (дигидрофлавонол-4-редуктазы) петунии самый предпочтительный субстрат - дигидромирицетин, менее предпочтительный - дигидрокверцетин, а дигидрокемпферол вовсе не используется в качестве субстрата. Совершенно другая картина субстратной специфичности этого фермента у кукурузы, DFR которой «предпочитает» как раз дигидрокемпферол. Вооружившись этими знаниями, Мейер использовал мутантную линию петунии, у которой отсутствовали ферменты F3"H и F3"5"H. Глядя на рис. 7, нетрудно догадаться, что данная мутантная линия накапливала дигидрокемпферол. А что произойдет, если ввести в мутантную линию генетическую конструкцию, содержащую ген Dfr кукурузы? В клетках петунии появится фермент, который, в отличие от «родного» DFR петунии, способен превращать дигидрокемпферол в пеларгонидин. Именно таким способом исследователи получили петунию с нехарактерной для нее кирпично-красной окраской цветков (рис. 10).

Однако не всегда у исследователей под рукой есть такие удобные мутанты, поэтому чаще всего при модификации окраски растений приходится «выключать» ненужную ферментативную активность и «включать» ту, которая нужна. Именно такой подход был применен при создании первой в мире розы с голубой окраской бутонов (рис. 2, 11).

У роз, созданных усилиями селекционеров, окраска лепестков варьирует от ярко-красных и нежно-розовых до желтых и белоснежных. Интенсивное изучение биосинтеза антоцианов у роз позволило установить, что они не имеют F3"5"H активности, а фермент DFR розы использует в качестве субстратов дигидрокверцетин и дигидрокемпферол, но не дигидромирицетин. Поэтому при создании голубой розы ученые выбрали следующую стратегию. На первом этапе у розы «отключили» ее собственный фермент DFR (для этого применялся подход, основанный на РНК-интерференции), на втором - в геном розы ввели ген, кодирующий функциональный F3"5"H анютиных глазок (виолы), на третьем добавили ген Dfr ириса, который кодирует фермент, производящий из дигидромирицетина дельфинидин - предшественник антоцианов с синей окраской. При этом чтобы ферменты F3"5"H анютиных глазок и F3"H розы не конкурировали друг с другом за субстрат (то есть за дигидрокемпферол, рис. 7), для создания голубой розы был выбран генотип с отсутствием F3"H активности.

Еще один пример удивительных возможностей, которые открывают перед нами накопленные данные о биосинтезе флавоноидных пигментов в сочетании с методами генетической инженерии, - это получение растений торении с желтыми цветками (рис. 12).

Известно, что желтую окраску имеют два типа пигментов: ауроны, класс пигментов флавоноидной природы, которые окрашивают в ярко-желтый цветки львиного зева и георгин, и каротиноиды, пигменты цветков томатов и тюльпанов. Было установлено, что ауроны у львиного зева синтезируются из халконов при посредстве двух ферментов - 4"CGT (4"халконгликозилтрансферазы) и AS (ауреузидинсинтазы). Введение генетических конструкций с генами 4"Cgt и As львиного зева в растения торении (в норме цветки у них синие) совместно с ингибированием биосинтеза антоциановых пигментов привело к накоплению ауронов, и, следовательно, цветки такого растения оказались ярко-желтыми. Подобную стратегию можно использовать для получения желтой окраски цветков не только у торении, но также у герани и фиалки («Proceedings of the National Academy of Sciences USA », 2006, 103, 29, 11075–11080, doi:10.1073/pnas.0604246103).

Приведенные примеры - это лишь малая доля манипуляций, которые ученые сегодня производят с биосинтезом антоцианов. Все это стало возможным благодаря исследованиям биохимической природы пигментов, а также особенностей их биосинтеза у различных видов растений, как на уровне ферментов, так и на молекулярно-генетическом уровне. Накопленный к настоящему времени багаж знаний об антоциановых соединениях открыл неисчерпаемые возможности для создания декоративных растений с необычной окраской, а также культурных видов растений с повышенным содержанием антоциановых пигментов. И хотя достижения селекции - необычно окрашенные овощи и фрукты - уже сейчас доступны покупателям в некоторых странах, декоративные растения, созданные методами генетической инженерии, пока еще редки. Из-за ряда нерешенных трудностей, таких, например, как стабильность наследования модифицированной окраски, они еще не коммерциализированы (за исключением некоторых сортов петунии, голубой розы, лиловой гвоздики). Однако работа в этом направлении продолжается. Будем надеяться, что в скором времени появятся радующие глаз «чудеса науки», доступные всем любителям прекрасного.

Что еще можно почитать об антоцианах:
Карабанов И.А. Флавоноиды в мире растений. - Минск: Ураджай, 1981.
Andersen O.M., Jordheim M. The anthocyanins // Andersen O.M., Markham K.R. (Eds.). Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications. - Boca Raton, FL: CRC Press, 2006, 452–471.
Mol J., Grotewold E., Koes R. How genes paint flowers and seeds // Trends Plant Sci. 1998, 3, 212–217.

Антоцианы - красящие вещества в клетках растений

Широко распространенными в растительном мире красящими веществами являются и антоцианы. 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. Антоцианы легко извлечь из любых синих или красных частей растения. Если, к примеру, прокипятить нарезанный корнеплод столовой свеклы или листья краснокочанной капусты в небольшом количестве воды, то скоро она окрасится от антоциана в лиловый или грязно-красный цвет. Но достаточно к этому раствору прибавить несколько капель уксусной, лимонной, щавелевой или любой другой кислоты, как он сразу же примет интенсивную красную окраску. Присутствие антоцианов в клеточном соке растений придает цветкам колокольчиков синий цвет, фиалок - фиолетовый, незабудок - небесно-голубой, тюльпанов, пионов, роз, георгинов - красный, а цветкам гвоздик, флоксов, гладиолусов - розовый. Почему же этот краситель является таким многоликим? Дело в том, что антоциан в зависимости от того, в какой среде он находится (в кислой, нейтральной или щелочной), способен быстро изменять свой оттенок. Соединения антоциана с кислотами имеют красный или розовый цвет, в нейтральной среде - фиолетовый, а в щелочной - синий.

Поэтому в соцветиях медуницы лекарственной можно одновременно найти полураспустившиеся цветки с розоватым венчиком, расцветшие - пурпуровой окраски и уже отцветающие - синего цвета. Это обусловлено тем, что в бутонах клеточный сок имеет кислую реакцию, которая по мере распускания цветков переходит в нейтральную, а потом и в щелочную. Подобные изменения окраски лепестков наблюдаются и у цветков жасмина комнатного, незабудки болотной, синюхи голубой, льна обыкновенного, цикория обыкновенного и сочевичника весеннего. Возможно, такие "возрастные" явления в цветке частично связаны и с процессом его оплодотворения. Имеются сведения, что насекомые-опылители у медуницы посещают только расцветшие розовые и пурпурные цветки. Но только ли окраска венчика при этом служит для них ориентиром?

Разнообразие окраски цветков зависит от числа гидроксильных групп в молекулах антоцианов: с их увеличением окраска становится более синей (из-за наличия дельфинидина). При метилировании гидроксилов образуется пигмент мальвидин, придающий лепесткам красный цвет. Расцветка венчиков обусловливается и соединениями антоцианов с ионами различных металлов. Так, например, соли магния и кальция способствуют преобладанию синей окраски, а соли калия - пурпурной. Определенное разнообразие оттенков вносит и дополнительное присутствие желтых пигментов (халконов, флавонолов, флавонов, ауронов и т. п.).

Естественные красители содержатся не только в цветках, но и в других частях растений, играя многостороннюю роль. Взять хотя бы не бросающуюся в глаза окраску клубней картофеля. У клубней картофеля различная окраска кожуры, глазков, проростков и мякоти также зависит от содержания в них фенольных соединений, иначе называемых биофлавоноидами. Они имеют разнообразную гамму красок: белую, желтую, розовую, красную, синюю, темно-фиолетовую и даже черную. Картофель с черной окраской кожуры клубней растет на его родине на острове Чилоэ. Различная окраска картофельной кожуры и мякоти зависит от содержащихся в них следующих биофлавоноидов: белая - от бесцветных лейкоантоцианов или катехинов, желтая - от флавонов и флавоноидов, красная и фиолетовая - от антоцианов. Группа антоцианов наиболее многочисленна, насчитывает около 10 видов. В нее входят и дающие пурпурный и розовый цвета пионидин, пеларгонидин и мальвидин, и окрашивающие в синий цвет цианидин и дельфинидин, и бесцветный пигмент петунидин. Установлено, что окрашенные клубни картофеля, как правило, богаче необходимыми для нашего организма веществами. Так, например, клубни с желтой мякотью имеют повышенное содержание жира, каротиноидов, рибофлавина и комплекса флавоноидов.

За счет способности антоцианов менять свою окраску можно наблюдать изменение цвета клубней картофеля в зависимости от состояния погоды , интенсивности освещения, реакции почвенной среды, применения минеральных удобрений и ядохимикатов. При выращивании картофеля на торфяных почвах, например, клубни часто имеют синеватый оттенок, при внесении фосфорного удобрения они бывают белыми, сульфат калия может придать им розовый цвет. Окраска клубней нередко меняется и под влиянием ядохимикатов, содержащих медь, железо, серу, фосфор и другие элементы.

Сказочная осенняя окраска листьев с оранжевыми, красно-бурыми и красными оттенками тоже зависит от содержания в их клеточном соке антоцианов. Наиболее активному процессу их образования в этот период способствуют понижение температуры, яркое освещение и задержка по этим причинам в листве питательных веществ, особенно сахаров.

Искусственно ускорить образование антоцианов в листьях калины обыкновенной, черемухи обыкновенной, осины, бересклета бородавчатого или клена платановидного можно следующим путем. Весной на одной из их ветвей посередине ее длины снимают кольцо коры шириной в 2-2,5 см. Это приведет к усиленному накоплению углеводов в изолированной верхней части ветви и вызовет здесь более раннее и интенсивное покраснение листьев, чем ниже кольца или на неповрежденных ветвях.

Полагаем, что если уважаемый читатель пожелает повторить этот опыт, то постарается выполнить его с надлежащей аккуратностью и бережным отношением к живому дереву - нашему верному другу.

Антоцианы в клетках растений выполняют не только роль вещества, придающего их тканям яркую привлекательную окраску. Оказывается, что эти пигменты, появляющиеся в листьях и стеблях при воздействии пониженных температур, в ранневесенний и осенний периоды служат своего рода "ловушкой" солнечных лучей, избирательно работающим фильтром. В молодых побегах и листьях бузины красной, пырея ползучего, ржи озимой, лисохвоста лугового, мятлика лугового и некоторых других растений антоцианы ранней весной превращают световую энергию в тепловую и защищают их от холода.

Наблюдения свидетельствуют также о том, что фиолетовая окраска семян, листьев и стеблей у растений является индикатором на содержание в них легкоферментируемых углеводов - сахарозы, фруктозы и глюкозы, в значительной степени обусловливающих холодостойкость растений. По этому характерному показателю (тесту) в перспективе можно будет оперативно вести предварительный отбор на морозоустойчивость и повышенное содержание сахаров, что особенно необходимо при выведении новых сортов многолетних кормовых трав.

В листьях липы мелколистной, березы повислой, вяза шершавого вместо антоцианов в основном содержатся каротиноиды (каротины и ксантофиллы). В этом случае перед листопадом после разрушения хлорофилла листья приобретают золотисто-желтую окраску.

Следовательно, багряные оттенки, в которые окрашиваются многие наши деревья перед листопадом, не играют какой-либо особой физиологической роли, а являются лишь показателем затухания процесса фотосинтеза, предвестником наступления периода зимнего покоя растений.

Откуда же осенью появляются антоциан и ксантофилл? Оказывается, что в зеленых листьях деревьев с самого начала их жизни одновременно содержатся и хлорофилл, и антоциан (или ксантофилл). Однако антоциан и ксантофилл имеют менее интенсивную плотность окраски, поэтому они становятся заметными только после того, как под воздействием определенных условий окружающей среды произойдет разрушение зерен хлорофилла. В ноябре - декабре, когда образование хлорофилла сдерживается недостатком солнечного света и его неполным спектром, у комнатных роз молодые побеги и распускающиеся листья имеют ярко-красный цвет. При ярком солнечном освещении они сразу стали бы зелеными.

У некоторых растений изменение зеленой окраски листьев на красную носит обратимый характер. Наглядным примером этого является поведение многих видов алоэ , культивируемых в комнатных условиях. Зимой и ранней весной, пока солнечный свет еще сравнительно слаб, они окрашены в зеленый цвет. Но если эти растения в июне или июле выставить на яркое солнечное освещение, их листья станут красно-бурыми. Перенесение же растений в затененное место снова обеспечит быстрое возвращение листьям зеленой окраски.

Желтая окраска цветков происходит от содержащихся в них флавонов (каротина, ксантофилла и антохлора), которые в соединении со щелочами дают довольно широкий спектр оттенков от ярко-оранжевого до бледно-желтого.

Среди многообразия красок в растительном мире довольно значительное место занимает белый цвет. Но для того чтобы его создать, обычно не нужно никакого красящего вещества. Он обусловлен наличием воздуха в межклеточных пространствах растительных тканей, который полностью отражает свет, благодаря чему лепестки цветка кажутся белыми. Это можно наблюдать на примере цветущих растений нивяника обыкновенного, кувшинки белой, ландыша майского и др. За счет плотного опушения белую окраску имеют и растения эдельвейса альпийского, сушеницы топяной, жабника полевого, мать-и-мачехи. Содержащийся в омертвевших волосках воздух также в результате отражения света делает их опушенную поверхность белой. А белая окраска березовой коры, придающая в любое время года стволам березы нарядный вид, обусловливается наполняющими клетки перидермы снежно-белыми нитевидными кристаллами бетулина ("березовой камфоры").

Антоцианы являются растительными водорастворимыми пигментами фиолетового, синего и пурпурного цветов. Антоцианы придают плодам, цветам, листьям растений пурпурно-фиолетовые оттенки. Красота осеннего пейзажа, это не что иное, как пигментация увядающих листьев антоцианами и каротиноидами.

Современная наука утверждает, что антоцианы представляют аптечку в ярких упаковках, а растения со специфическими оттенками обладают антиоксидантными, противовоспалительными, противовирусными свойствами.

Что такое антоцианы

Антоцианы являются растительными пигментами фиолетового, синего и пурпурного цветов. В растениях антоцианы играют две роли. Они придают неповторимый оттенок цветам и фруктам, но для растений важнее невидимая роль пигментов. Антоцианы защищают растительные ткани от окислительного стресса, вызванного ультрафиолетом. Защита от разрушения продлевает жизнь растения.

В последнее время были проведены крупные исследования, посвященные целебному воздействию антоцианов на организм. В статье дается краткий обзор полезных свойств биофлавоноидов и список продуктов, содержащих фиолетовый пигмент. Антоцианы являются лишь одним из многих типов соединений, которые определяют цвет. Различные фитохимические соединения придают растениям полный спектр радуги. Другие фитохимические вещества:

• Хлорофилл (зеленый) — все зеленые части растений
• Ликопин (красный) — помидоры, арбузы
• Каротиноиды (желтый / оранжевый) — морковь, тыква
• Астаксантин (розово-красный) — лосось, креветки
• Другие флавоноиды (могут быть бесцветными)

Полезные свойства антоцианов

Антоцианы, это растительные пигменты фиолетово-пурпурных цветов. Благодаря антоцианам красная капуста, виноград, свекла, окрашены в яркие, радующие глаз цвета. Большое число исследований показывает, что употребление продуктов, богатых антоцианинами, связано с хорошим здоровьем.

Доказательства впервые появились в конце 1980-х годов в исследовании под названием «Французский парадокс». Название «Французский парадокс» относится к факту, что у французов количество сердечных приступов на 30% меньше, чем у американцев. Хотя в целом во Франции у большинства населения наблюдается повышенный уровень холестерина в крови, высокое кровяное давление и употребление, в среднем, в четыре раза больше сливочного масла.

Антоцианы, самые крупные водорастворимые пигменты в растительном царстве. Они представляют разновидность фитонутриентов, встречающихся исключительно в растениях. Растения с красочными пигментами давно ценятся в фитотерапии за многочисленные преимущества для здоровья. Например, в средние века, а может и раньше, клюкву использовали для лечения инфекций мочевых путей, бузину для борьбы с простудой и гриппом, боярышник для снижения артериального давления.

Исследования показывают, что пурпурные и красные фрукты, овощи и травы, а также добавки концентрированных антоцианов могут помочь защитить от рака, снижения познавательной способности, диабета, сердечных заболеваний и ожирения. Все антоцианы, это:

• Антиоксиданты
• Улучшают познавательные способности и работу мозга
• Защищают печень
• Восстанавливают зрение
• Предотвращают опухолевые процессы
• Снижают уровень плохого холестерина
• Способствуют потере веса
• Улучшают капиллярную проходимость
• Антиканцерогены

Какие продукты содержат антоцианы

Антоцианины в высоких концентрациях содержатся в черной смородине, ежевике, чернике, в баклажанах (в коже), красной капусте, клюкве и вишне. Пигменты определяют цвет не только плодов, но и всех частей растений: листьев, лепестков, стебля. Растения вырабатывают пигменты для защиты от ультрафиолетового излучения и неблагоприятных условий окружающей среды. Известные плоды и ягоды с содержанием антоцианов:

• Черника
• Клюва
• Малина
• Ежевика
• Черная смородина
• Гранат
• Вишня
• Баклажаны
• Свекла
• Виноград
• Красная капуста
• Все красные перцы
• Черный рис

Цветная диета просто и полезно

Все антоцианы являются мощными антиоксидантами и обязательно должны присутствовать в рационе человека. Это простой и научно обоснованный подход к правильному питанию. Стратегия является легкой для выполнения и лучшей по эффективности.

Диетологи рекомендуют «есть радугу из плодов и фруктов». В этом случае человек получает доступ ко всему спектру полезных для здоровья флавоноидов. Пять порций цветных фруктов и овощей в день обеспечивают поступление в организм почти всех полезных фитонутриентов. Просто положите в тарелку «радугу».

Антоцианы в чернике

Народная медицина показывает пример использования флавоноидов. Самый яркий случай, это применение черники в народных рецептах. Ягоды черники всегда применялись для улучшения зрения. Черника обладает антибактериальными свойствами. Фундаментальные исследования свойств антоцианов в чернике стали проводить сравнительно недавно.

Исследование, проведенное «European Journal of Nutrition», показало, что добавка, содержащая сухой черничный порошок, улучшает мозговую деятельность у детей в возрасте от 7 до 10 лет. Черника оказывает положительное влияние на зрение в условиях низкой освещенности.

Доказана эффективность черники для профилактики сердечных заболеваний, инсульта, рака и дегенерации желтого пятна. Черника содержит витамин. С, который обладает иммуномодулирующим эффектом. Витамин С помогает защищать клетки и способствует усвоению железа, содержит растворимые волокна, полезные для пищеварительной системы. Добавки черники улучшают память у пожилых людей. У пожилых людей, которым в течение 12 недель давали сок черники, улучшилась память, снизился уровень глюкозы и уменьшились, депрессивные симптомы.

Наряду с антиоксидантным и противовоспалительным действием, исследователи отметили, что «антоцианы связаны с усилением нейрональной сигнализации в мозговых центрах, опосредующей функцию памяти, а также улучшенным удалением глюкозы, что, как ожидается, снизит нейродегенерацию. "

В исследовании, проведенном в 2012 году в Американском журнале «Болезнь Альцгеймера и другие болезни деменции», было обнаружено, что употребление большего количества ягод снижает познавательный упадок у пожилых людей. В ходе исследования ученые определили, что черника, голубика и земляника, дают наибольшие преимущества для защиты функции мозга.

Красный пигмент в гранате

Ежедневный стакан гранатового сока улучшает приток крови к сердцу, что приводит к снижению риска сердечного приступа. Гранат, это хороший источник клетчатки, дубильных веществ, витаминов А, С и Е, железа и других антиоксидантов. Потребление 50 мл гранатового сока в день уменьшает повреждение артерий и сокращает накопление холестерина.

Бузина от простуды и гриппа

Антиоксидантная способность, бузины выше, чем у черники, клюквы, ягод годжи и ежевики. Бузина, это настоящий «источник» здоровья. Ягоды бузины содержат антоцианидины, которые обладают иммуностимулирующим действием. Было установлено, что экстракт бузины является безопасным, эффективным средством лечения симптомов простуды и гриппа.

Исследователи отметили, что антоцианины бузины действуют по аналогии с некоторыми фармацевтическими препаратами. Эти данные — лишь некоторые из последних результатов многочисленных исследований пользы антоцианов для здоровья.

Фиолетовый картофель пища японских долгожителей

Сладкий фиолетовый картофель едят на японском острове Окинава, где проживает исключительно здоровое пожилое население. Многим перевалило за 100 и больше, а показатели деменции на 50% ниже, чем на Западе. Некоторые ученые считают, что употребление большого количества фиолетового сладкого картофеля играет ключевую роль в поддержании здоровья и работы мозга до глубокой старости.

На сегодняшний день не так много исследований, посвященных пользе фиолетового сладкого картофеля. Невозможно сказать, что долголетие жителей Окинавы обусловлено только одним видом пищи. Если фиолетовый картофель найти трудно, черный виноград и гранаты стоят дорого, то красная капуста или скромная свекла доступны в любое время года.

Суточная потребность в антоцианах

Антоцианы не прячутся, а продукты, содержащие этот пигмент, выделяются на общем фоне. Вы сразу определите наличие антоцианов в том или ином фрукте. Например, ягоды и виноград, это доступные источники фиолетового пигмента.

Четкой нормы употребления антоцианов нет. Рекомендуемое количество 15-20 мг в сутки. Например, 100 гр. черной смородины содержат 270-700 мг антоцианов в зависимости от сорта. Стоит учитывать тот факт, что многие ягоды являются аллергенами. Людям, склонным к проявлению аллергических реакций, следует соблюдать меру.

Полезные свойства продуктов, содержащих антоцианы

Существует связь между потреблением овощей, фруктов, ягод и риском смертности от рака и сердечно-сосудистых заболеваний. Исследователи обнаружили, что мужчины, которые потребляли овощи, фрукты и ягоды более 20 раз в месяц, снижали риск смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Это на 10% больше по сравнению с мужчинами с более низким потреблением фруктов и овощей. Установлено, что потребление фруктов и ягод обратно пропорционально общей смертности от рака.

Ягодно-гранатовый коктейль — ежедневная порция антоцианов

Простой способ включить антоцианы в меню - фруктовый коктейль, состоящий из замороженных или свежие ягод, гранатового сока и сухого концентрата антоцианов. Подобные добавки можно приобрести в магазинах здорового питания. Следующий рецепт сделает завтрак вкуснее и полезнее.

Ингредиенты:

• 100 гр. замороженных ягод по вкусу и желанию
• ½ спелого банана
• 100 гр. простого йогурта
• 50 мл. гранатового сока
• 1 чайная ложка концентрированного порошка антоцианов
• 1 чайная ложка меда, по желанию
• 1 ложка протеинового порошка по желанию

Поместите ингредиенты в блендер, кроме протеинового порошка, и смешайте на высокой скорости до получения однородной массы. Добавьте протеиновый порошок и перемешайте на медленной скорости до тех пор, пока порошок не растворится.
Нет сомнений в том, что фиолетовые плоды, это источник антиоксидантов. Но не стоит забывать, что оптимальную пользу принесет «радуга» разных цветов фруктов и овощей.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1Общая характеристика антоцианов

1.2Химическое строение

3Распространение в природе

4Защитная функция антоцианов

5Аттрактивный эффект антоцианов

1.6 Роль антоцианов в профилактике и лечении заболеваний человека: биодобавки на основе антоцианов

7 Антоциановый комплекс плодов черники обыкновенной

Глава 2. Материалы и методы

1 Описание БАДа «Сироп черники с фруктозой» Полесье №7

2 рН-дифференцированный метод определения содержания антоцианов

Глава 3. Результаты и их обсуждение

1 Результаты рН-дифференцированного метода определения антоцианов

2 Выводы и предложения

Библиографический список

Приложение

Введение

Антоцианы принадлежат к большой и широко распространенной группе веществ, содержащихся в растениях, флавоноидам (или фенольным гликозидам). Антоцианы (от греч. anthos - цветок и kyanos - синий, лазоревый) являются самой крупной группой водорастворимых пигментов в царстве растений. Они окрашивают плоды, листья, лепестки в цвета от розового до черно-фиолетового. Их строение было установлено в 1913-1916 гг. немецким химиком Р. Вильштеттером. Все антоцианы содержат в гетероциклическом кольце четырехвалентный кислород (оксоний), благодаря чему они легко могут образовывать соли, например, хлориды. В отличие от хлорофилла являются непластидными пигментами, сосредоточенными в вакуолях клеток. В тканях растений встречаются, как правило, в виде гликозидов полигидрокси и полиметокси производных солей 2-фенилбензопирилиума или флавилиума. Сахара обычно присоединены в 3-положение и весьма распространенными типами антоцианов являются 3-глюкозиды и 3-рутинозиды.

Антоцианы, как и флаванолы, иногда несут оксициннамоильные остатки, присоединенные к гликозидам. Индивидуальные антоцианы различаются по количеству гидроксильных групп, природе и количеству присоединенных к молекуле сахаров, положению гликозилирования, природе и количеству алифатических или ароматических кислот, присоединенных к сахарам. На сегодняшний день известны 17 встречающихся в природе антоцианидинов, которые приведены в табл.1.

В высших растениях встречаются следующие шесть антоцианидинов: пеларгонидин (Pg), пеонидин (Pn), цианидин (Cy), мальвидин (Mv), петунидин (Pt), дельфинидин (Dp). Гликозиды трех неметилированных антоцианидинов (Cy, Dp и Pg) являются наиболее широкораспространенными в природе: присутствуют в 80% окрашенных листьев, 69% фруктов, 50% лепестков цветов. На сегодняшний день в природе было найдено более чем 400 антоцианов.

Цель: изучить динамику изменения содержания антоцианов в БАД «Сироп черники с фруктозой» в процессе хранения.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

.Ознакомиться с литературой по теме исследования.

2.Дать подробное описание антоцианового комплекса плодов черники.

.Выявить основные функции, выполняемые антоцианами.

.Отработать методику определения антоцианов.

Объект исследования: БАД «Сироп черники с фруктозой» (Полесье №7).

Глава 1. Обзор литературы

.1 Общая характеристика антоцианов

Антоцианы - природные вещества красящие вещества растений из группы флавоноидов, относятся к гликозидам, термин «антоциан» впервые введен Марквартом в 1835 г. (Гиляров, 1998).

Образованию антоцианов благоприятствуют низкая температура, интенсивное освещение, но полностью их биологические функции пока не выяснены. Антоцианы придают цвет лепесткам цветков, коричневую, красную, оранжевую окраску, способствуя тем самым привлечению насекомых-опылителей. Общеизвестный факт активации биосинтеза антоцианов, сопровождающийся деградацией основных фотосинтетических пигментов у растений в условиях стресса еще не получил глубокого физиолого-биохимического обоснования. Возможно, что антоцианы не несут никакой функциональной нагрузки, а синтезируются как конечный продукт насыщенного флавоноидного пути, получившего вакуолярное ответвление с целью конечного депонирования ненужных растению фенольных соединений. С другой стороны, антоциановая индукция, вызванная определенными факторами окружающей среды, а также предсказуемость появления антоцианинов из года в год в периоды специфических этапов развития листа, их яркая выраженность в особых экологических нишах, возможно, способствуют адаптации растительных организмов к тем или иным стрессовым условиям.

Данные пигменты чаще содержатся в клеточном соке (вакуолях), значительно реже - в клеточных оболочках. Могут существовать в различных формах: оксониевом катионе, карбониевом катионе.

Больше всего антоцианов накапливают растения в местностях с суровыми климатическими условиями (Арктика, высокогорные луга), а также ранневесенняя флора. Антоцианы поглощают свет в ультрафиолетовой и зеленой областях спектра. Поглощенная энергия частично превращается в тепло, повышая на 1-4°С температуру листьев, пестиков, тычинок. Это создает более благоприятные условия, как для фотосинтеза, так и для оплодотворения и прорастания пыльцы в условиях пониженных температур. У высокогорных растений антоцианы, поглощая избыток солнечной радиации, защищают хлорофилл и наследственный аппарат клетки от повреждений. Яркая окраска цветков и плодов играет большую роль в привлечении насекомых-опылителей и в распространении плодов. Интересно, что растения, содержащие большое количество антоциана, обладают повышенной стойкостью к загрязнению воздуха кислыми газами промышленных предприятий.

Поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы поддерживают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутренние кровоизлияния. Образуя комплексы с радиоактивными элементами, антоцианы способствуют быстрому выведению их из организма. Кроме того, эти пигменты способны улучшать зрение.

1.2 Химическое строение

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

Антоцианырастительные гликозиды <#"119" src="doc_zip1.jpg" />

Антоцианы придают цвет тканям <#"169" src="doc_zip3.jpg" />

Разнообразие цвета плодов <#"234" src="doc_zip4.jpg" />

где В - остаток тетраацетилглюкозы

Антоцианы растворимы в воде и содержатся в клеточном соке.

Особенностью строения антоцианидинов является наличие в гетероциклическом кольце четырехвалентного кислорода (оксония) и свободной положительной валентности.

В настоящее время известно более 20 антоцианидинов, но наиболее широко распространены 4: пеларгонидин, цианидин, дельфинидин и мальвидин (метилированное производное дельфинидина).

В качестве моносахаридов в антоцианах встречаются глюкоза, галактоза, рамноза, ксилоза, реже арабиноза, а в качестве дисахаридов - чаще всего рутиноза, софороза, самбубиоза. Иногда антоцианы содержат трисахариды, обычно разветвленные. Например, в ягодах смородины и малины найден антоциан, в котором с цианидином связан разветвленный трисахарид.

1.3 Распространение в природе

К настоящему времени из растений выделено более 70 различных антоцианов. Качественный состав антоцианов, как правило, специфичен для конкретного вида растений и довольно стабилен. Однако он зависит от сортовых особенностей и условий произрастания растения. Чаще всего встречаются следующие антоцианидины (агликоны): цианидин, пеларгонидин, дельфинидин, пеонидин, петунидин, мальвидин.

Антоцианы содержатся почти во всех растительных тканях в самых разных частях растений: в венчике, лепестках, тычинках, корнях, стеблях и т. д. Во фруктах и овощах антоцианы находятся, прежде всего, в эпидермальном слое. Лучше всего исследовано распространение антоцианов в цветках, листьях и плодах. Часто окраска антоцианидина в листьях маскируется хлорофиллом. У некоторых сортов вишен, черешен, винограда они есть только в эпидермисе, у других - и в мякоти, причем в эпидермисе их больше.

Обычно в венчиках растений содержатся и антоцианы, и флавоны, и флавонолы. Флавоны и флавонолы интенсивно поглощают ультрафиолет. Поэтому особенно богаты этими пигментами цветки и листья тропических и высокогорных растений. Установлено, что, поглощая ультрафиолетовые лучи, флавоны, флавонолы и антоцианы предохраняют хлорофилл и цитоплазму клеток от разрушения.

Богаты антоцианами такие растения, как голубика, черника, клюква, ежевика, чёрная смородина, черноплодная рябина, каркадэ, вишня, баклажаны, малина, чёрный рис, виноград, мускатный виноград, красная капуста и др. В таблице 1 приведены данные о наличии антоцианидинов в различных растениях.

Наличие антоцианов в различных растениях

РастенияПетунидинПеонидинЦианидинДельфинидинМальвидинПеларгонидинVaccinium myrtillus L++++++Vaccinium corymbosum L+++++Vaccinium uliginosum L.++++++Ribes nigrum L.+++Vaccinium oxycoccos++Aronia melanocarpa++Vitis vinifera+++++Hibiscus Sabdariffa L.++Rubus fruticosus+Vaccinium vitis-idaea+++

Антоцианы широко используются в пищевой, медицинской, фармакологической, косметической промышленностях. Показана безвредность применения антоцианов различных ягод в диапазоне 150-2000 мг в день, результаты обычно свидетельствуют об абсорбции 0,005-0,1% антоцианов, максимальная концентрация в плазме наблюдается через 1,5-2 часа после приема.

Известно, что при приеме вместе с пищей антоцианы обнаруживаются в плазме крови и тканях глаза. Уровень антоцианов в плазме достигал максимума через два часа и обнаруживался в течение 8 часов (у людей). В экспериментах на животных было показано, что концентрация антоцианов в тканях глаза была выше, чем в плазме; антоцианы были обнаружены в таких тканях глаза, как внутриглазная жидкость, роговица, склера, сосудистая оболочка глаза и др. В небольших количествах антоцианы были обнаружены в стекловидном теле и хрусталике. Подобный результат подтверждает предположение о положительном воздействии антоцианов на ткани глаза. На основании этих свойств антоцианов разработаны биологически активные добавки антоциан форте, живая клетка VII, фокус, стрикс, окулист, черника-форте и др.

Было показано, что экстракт антоцианов обладает высокой антиоксидантной активностью в организме человека. Максимальная антиоксидантная активность аноцианов обнаруживается при нейтральных рН. Дельфинидин и его антоциан дельфинидин 3-рутинозид; а также дельфинидин 3-гликозид, дельфинидин 3-рутинозид и цианидин 3-гликозид обладают наибольшей антиоксидантной активностью среди антоцианов и антоцианидинов, встречающихся в растениях. С учетом этих сведений, были разработаны высококонцентрированный гель из смеси 14 разнообразных фруктов и экстрактов растений ехо, продукт компании МонаВи, содержащий соки 19 фруктов и др.

Т.к. антоцианы окрашивают ягоды и листья растений в самые различные оттенки это их свойство было использовано для получения натуральных красителей пищевых продуктов. Используются антоцианы (Е163), которые получают из кожицы винограда, черники, голубики, красной капусты, гибискуса и черной моркови.

Фирма Натюрекс производит красители для молочных продуктов (йогурт, мороженное), напитков, джемов и конфитюров. Разрабатывается методика применения антоцианов в качестве красителя для мясных продуктов.

Антоцианы, обладают большей эффективностью в качестве антиоксидантов, чем витамины С и Е. Компания АртЛайф разработала крем-пилинг и крем регенерирующий с экстрактом каркаде.

Однако, несмотря на перспективность использования антоцианидинов и их гликозидов в современных биотехнологических процессах, как важных компонентов пищевых, косметических, фармакологических продуктов, существует ряд проблем существенно ограничивающих более широкое распространение природных антоциансодержащих добавок и компонентов. Одним из условий эффективного применения антоцианов в качестве биологически активных компонентов в пищевых и лечебно-косметических составах является их чистота и сохранение биологической активности в процессе производства и хранения. Поскольку антоциановые пигменты являются лабильными соединениями, они легко подвергаются структурным деформациям и вступают в реакции комплексообразования с ионами К, Mg и Са, изменяя при этом окраску, при их выделении может происходить окислительная конденсация (самопроизвольно, ферментативным, микробиологическим путем) с образованием хинонов и полимеризация. Затруднения вызывает стандартизация растительного антоциансодержащего сырья и фитопрепатов в связи с присутствием других флавоноидов похожей структуры. Важным параметром является также экономическая эффективность производства различных добавок из такого растительного сырья. Поэтому необходим отбор наиболее перспективных для возделывания в промышленных масштабах, оздоровленных с использованием биотехнологических методов, устойчивых и высокоурожайных сортов растений с высоким содержанием антоциановых пигментов.

Решением этих проблем в последние годы в Беларуси активно занимаются ученые, они внедряют новые биотехнологические переработки голубики высокой, клюквы крупноплодного и другие перспективные в условиях Беларуси антоциансодержащее растительное сырье.

.4 Защитная функция антоцианов

Защита фотолабильных соединений. Антоцианы клеточных вакуолей предотвращают повреждение фотолабильных молекул избыточным светом. Подобный пример описан для Ambrosia chamissonis, растения семейства Сложноцветных, произрастающего на Калифорнийском побережье. Растение содержит большое количество тиарубрина A, который ядовит для насекомых, бактерий и грибов. Тиарубрин A фотонеустойчив; даже кратковременное облучение видимым или УФ светом делает его интактным. Клетки, содержащие цианидин 3-O-глюкозид и цианидин-3-O-(6-O-малонилглюкозил), защищают ткани A. chamissonis. Антоцианы поглощают избыточные кванты света, и, таким образом, вносят существенный вклад в повышение защитных функций растения.

Защита фотосинтетического аппарата. При слишком сильном освещении листья получают больше солнечного света, чем необходимо для осуществления фотосинтеза и в этом случае наблюдается характерное снижение эффективности процесса. В условиях избыточной освещенности происходит выработка радикальных форм кислорода, которые могут разрушить мембраны тилакоидов, повредить ДНК и денатурировать белки, связанные с фотосинтетическим электронным транспортом. Показано, что антоцианы во многих видах растений снижают частоту фотоингибирования, а так же ускоряют восстановление фотосинтетического аппарата. В Cornus stolonifera, например, 30-минутное интенсивное облучение белым светом снижало квантовую эффективность фотосинтеза на 60% в красных листьях, и почти на 100% в листьях зеленого цвета. Когда растения вернули в темное место, красные листья восстановили свой максимальный потенциал уже через 80 минут, в то время как зеленые не достигли первоначального уровня даже спустя шесть часов.

Антоцианы защищают листья при фотосинтезе путем абсорбции избыточных фотонов, которые иначе были бы поглощены хлорофиллом b. Хотя в целом красные листья поглощают больше света, их фотосинтетические ткани получают меньше квантов, чем зеленые листья, т.к. энергия, поглощенная вакуолью, не может быть передана хлоропластам. Следовательно, в окружающей среде с ограниченным освещением эффективность фотосинтеза красных листьев часто ниже, чем в тех же условиях у зеленых листьев. Однако при сильной освещенности, антоцианы служат в качестве оптического фильтра, предохраняющего от высокоэнергетических квантов уже насыщенную фотосинтетическую электронную транспортную цепь и повышают поглощение солнечной энергии в пределах видимой области (380-700 нм) в среднем на 8-1 %. Поэтому антоцианы причисляют к нефотохимическим защитным механизмам, наряду с пигментами ксантофилового цикла. Недавние исследования, включающие использование в качестве объектов мутантов Arabidopsis thaliana, показали, что, в то время как ксантофилы играют большую роль в защите растений в течение краткосрочных световых стрессов, антоцианы более эффективны в долгосрочный период.

Данная гипотеза фотозащиты объясняет покраснение листьев многих лиственных деревьев осенью. При старении листьев, азот, связанный с хлоропластами ресорбируется в ветви. Антоцианы предохраняют разрушенный хлорофилл от воздействия световых лучей, таким образом, ограничивая формирование радикалов кислорода, которые могут подвергнуть опасности процесс ресорбции. В подтверждение данной гипотезы была показана более эффективная ресорбция азота в родительских формах, чем в лишенных антоцианов мутантах трех видов деревьев.

Защита от ультрафиолетового излучения. Интерес к флавоноидам увеличился в последние годы благодаря наблюдениям, которые показали эффективность данных соединений при использовании их в качестве фильтра В лучей ультрафиолетового излучения (УФ-В). Продемонстрировано, что в тканях растений в ответ на УФ излучение стимулируется выработка антоцианов, имеющих в наличии ацильную группу, поглощающих в УФ области и снижающих степень повреждения ДНК в клеточных культурах при UV-B-излучении.

Дезактивация активных форм кислорода. Антоцианы снижают окислительную нагрузку на растение, выступая в качестве фильтра света желто-зеленой области спектра, так как большая часть свободных радикалов образуется в результате возбуждения хлорофилла. Растворы антоцианов нейтрализуют почти все виды радикальных форм кислорода и азота в четыре раза эффективнее, чем аскорбат и б-токоферол. Недавние экспериментальные данные показали, что этот антиокислительный потенциал действительно используется клетками растений. У Arabidopsis, например, сильное световое излучение и низкие температуры вызвали более сильное перекисное окисление липидов в мутантах, не содержащих антоцианы, чем у диких (родительских) форм растений. Подобным образом под действием г-излучения только растения Arabidopsis, содержащие и антоцианы, и аскорбиновую кислоту сохраняли нормальную способность к росту и цветению.

Микроскопические исследования поврежденной кожицы листа показали, что красно-пигментированные клетки дезактивируют перекись водорода значительно быстрее зеленых клеток. Однако остается не ясным, являются скавенджерами красные таутомерные антоцианы, находящиеся в вакуоли клетки, или бесцветные таутомеры, содержащиеся в цитозоле. Обе формы обладают внушительным антиокислительным потенциалом. В системе in vitro с бесцветным таутомером цианидин 3-(6-малонил)-глюкозида была показана способность данного соединения к дезактивации до 17% супероксид-радикалов, синтезированных освещенными хлоропластами. Учитывая их близость в клетке к источникам синтеза супероксиданион радикала, вероятно, что именно цитозольные антоцианы, а не расположенные в вакуоли, обеспечивают больший вклад в антиокислительную защиту.

Степень вклада антоцианов в антиоксидантную систему растения, среди других низкомолекулярных антиоксидантов у разных видов растений отличается. Например, в красных листьях у молодых растений Elatostema rugosum антоцианы являются преобладающим фенольным соединением. Напротив, красно- и зеленоокрашенные листья кроны Quintinia serrata содержат в качестве основного низкомолекулярного антиоксиданта гидроксикоричные кислоты. Таким образом, во многих случаях высокий уровень биосинтеза антоцианов бывает желательной, но не является обязательной предпосылкой для защиты от окислительного стресса.

Повышение устойчивости к стрессу. Стимулирование синтеза антоцианов листьев связано с влиянием многих различных стрессовых факторов окружающей среды. Антоцианы, например, связаны с повышением устойчивости к охлаждению и замораживанию, к загрязнению тяжелыми металлами, к засухе. Chalker-Scott приписывает главную роль антоцианам в качестве осморегуляторов клетки растения, поскольку большая часть субоптимальных условий окружающей среды включают прямой или косвенный водный стрессы. Другие исследователи предполагают, что фотопротекторные или антиокислительные свойства антоцианов являются главными в ответе растения на стресс.

Важной функцией антоцианов является их способность придавать цвет растениям или растительным продуктам, в которых они присутствуют. Они играют определенную роль в привлечении животных для опыления и переноса семян, следовательно, они имеют большое значение в развитии взаимоотношений растение-животное. Антоцианы наряду с флавоноидами могут повышать устойчивость растений к атакам насекомых. Однако окончательная роль антоцианов в растениях до сих пор неясна.

Исходя из всего рассмотренного, можно сделать вывод, что функции антоцианов состоят, прежде всего, в разнообразной, универсальной и эффективной защите растений в стрессовых ситуациях.

У горных растений в процессе эволюции возникли защитные механизмы в виде сопутствующих хлорофиллу пигментов - антоцианов и каратиноидов, которые поглощают избыточную солнечную радиацию и превращают ее в тепло. Это создает более благоприятные условия, как для фотосинтеза, так и для оплодотворения и прорастания пыльцы в условиях пониженных температур. Не случайно высокогорные растения содержат в листьях больше антоцианов, чем растения долин. Больше всего антоцианов накапливают растения в местностях с суровыми климатическими условиями (Арктика, высокогорные луга), а также ранневесенняя флора.

Также антоцианы содержатся в лепестках, пестиках, тычинках, незрелых плодах и листьях многих растений, имеют горький вкус и, тем самым, защищают растение от поедания фитофагами. Антоциановые формы культурных растений часто обладают ценными хозяйственно-биологическими признаками: качество продукции, скороспелость, устойчивость к стрессам, болезням и вредителям. Антоцианы играют значительную роль в пассивном и активном иммунитете растений к болезням.

.5 Аттрактивный эффект антоцианов

Яркая сочная окраска цветков способствует привлечению растениями насекомых-опылителей. Антоцианами богаты цветки дельфиниума, флоксов, темно-красных роз, ирисов, их можно обнаружить в лиловых и синих цветках хосты. У медуницы (как и у других бурачниковых) кислотность меняется в самом цветке, что можно отследить по изменению окраски лепестков: бутоны и только что распустившиеся цветки имеют нежно-розовую окраску, тогда как с возрастом становятся фиолетовыми и голубыми. Это свойство помогает опылителям разыскивать еще не опыленные цветки. Старые цветки медуницы пчелы уже не посещают: они, как правило, опылены и нектара не содержат. И в этом случае смена окраски служит сигналом для насекомых. Окраска большинства цветков определяется присутствием также и каротиноидов, растворимых в жирах соединений: каротин, его изомеры и производные. В растворе все они имеют бледно-желтую, оранжевую или светло-красную окраску.

Природной функцией антоцианов является окраска кожицы фруктов с целью привлечения представителей фауны и дальнейшего естественного распространения семян, придание ярко-красных и фиолетовых оттенков цветкам для привлечения опыляющих насекомых, а также выполнение роли мощных антиоксидантов для защиты растений от воздействия радикалов, которые образуются в результате процесса метаболизма и под воздействием ультрафиолетового света. Их антиоксидантная функция и есть одной из наиглавнейших причин, почему фрукты и овощи с синей, фиолетовой или красной кожицей или мякотью являются крайне полезным источником пищи для человека.

Ряд исследований продемонстрировал несомненную пользу потребления таких растительных пищевых продуктов, в особенности для уменьшения риска возникновения онкозаболеваний, которые, к сожалению, стали в последнее время весьма распространены. Отдельное исследование антоцианов в лабораторных условиях показало их несомненное положительное воздействие на человеческий организм, его укрепление и оздоровление.

Растительные продукты, содержащие антоцианы, помогают бороться со следующими недугами и состояниями:

·процессы старения и неврологические болезни

·бактериальные инфекции

·рак

·диабет

·воспалительные процессы

К продуктам, содержащим рекордное количество антоцианов, относят:

·ежевику

·чернику

·вишню

·клюкву

·баклажаны (кожица)

·краснокочанную капусту

·малину

Таким образом, не лишайте себя удовольствия всласть и от души поесть ягоды, овощи и фрукты в сезон, а также побеспокойтесь об их своевременных заготовках на осенний, зимний и весенний период.

.6 Роль антоцианов в профилактике и лечении заболеваний человека; биодобавки на основе антоцианов

«Антоциан форте» - препарат с антоцианами черники, черной смородины, проантоцианидинами косточек красного винограда, для комплексного лечения и поддержки зрения у больных с сахарным диабетом, а так же защиты сосудов глаз.

Синергизм компонентов обеспечивает мощную антиоксидантную активность и эффективную защиту, необходимые для поддержания функционального состояния зрительного аппарата.

В состав «Антоциан форте» входят стандартизированные растительные экстракты производства компаний «Naturex» (Франция) и «FutureCeuticals» (США).

«Антоциан форте» является дополнительным источником витаминов В2, С, РР, микроэлемента цинка, антоцианов и проантоцианидинов.

диабетической ретинопатии (клиническое исследование Эндокринологический научный центр РАМН профессор Миленькая Т.М.)

возрастной макулодистрофии

катаракте

глаукоме

близорукости, в том числе высокой степени

нарушениях темновой адаптации, ухудшении ночного и сумеречного зрения

повышенной нагрузке на зрение при работе с компьютерами и видеодисплеями

вождении автомобиля в темное время суток для уменьшения эффекта ослепления фарами встречных машин

Активные компонентыСодержание в таблетке, мгАнтоцианы ягод черники10,0Антоцианы ягод черной смородины15,0Проантоцианидины косточек красного винограда30,0Витамин В22,0Витамин С50Витамин РР10,0Цинк7,5

Биодобавка "Концентрат Черники" (60 дней)

Биодобавка "Концентрат Черники" для Ваших уставших глаз. Высокая концентрация антоцианов снимает усталость глаз. Уникальным является сочетание антоцианов черники, календулы, ютеина, каротиноидов и витаминов группы В. Для поддержки, профилактики и восстановления зрения. Рекомендуется при длительной работе на компьютере и чрезмерных зрительных нагрузках.

Рекомендуемая доза: 2 капсулы в день.Состав в дневной дозе: экстракт черники 620 мг, экстракт порошка черники (36% антоцианов) 170 мг, каротиноиды 2 мг, лютеин (в свободной форме) 0,6 мг, витамин В1 - 2 мг, витамин В2 - 0,4 мг, витамин В6 2 мг, витамин В12 40 мкг, масло периллы 156 мг (б-линоленовой кислоты 85.8 мг).Основные ингредиенты: экстракт порошка черники, каротиноиды, календула (содержащая лютеин), витамин В1, витамин В6, витамин В2, витамин В12 и др.Вспомогательные вещества: масло периллы, пчелиный воск, желатин, глицерин.Противопоказания: индивидуальная непереносимость компонентов препарата.

Лечебные свойства гибискуса™ (УтраФикс)

В странах востока с древних времен и по наши дни очень распространенным является полезный очищающий чай из гибискуса. Он обладает мочегонным и спазмолитическим действием, способствует приливу сил и улучшению общего самочувствия. Характерный красный цвет чаю придают антоцианы (полифенольные соединения) - биологически активные вещества, содержащиеся в цветках гибискуса. Антоцианы обладают Р-витаминной активностью и повышают прочность сосудистой стенки и капилляров, препятствуют их ломкости и проницаемости.

Кроме антоцианов, в экстракте цветков гибискуса содержатся проантоцианидины. Оба этих полифенольных соединения обладают выраженной противомикробной активностью, что делает их применение эффективным для лечения и профилактики инфекций мочевыводящих путей.

Проантоцианидины и антоцианы препятствуют выделению микроорганизмами микробных токсинов и замедляют метаболизм в бактериальной клетке.

Кроме этого, полифенольные соединения обладают антиадгезивной способностью, не позволяя микробам прикрепляться к слизистой оболочке мочевыделительных органов. Таким образом, тормозится размножение и колонизация бактерий, вызывающих острые и хронические заболевания мочевого пузыря и почек.

Средство для защиты зрительной системы

«Живая клетка VII» состоит из двух взаимодополняющих комплексов - утреннего и вечернего, что отвечает естественной структуре биоритмов зрительной системы, характеризующейся чередованием дневного (цветового) и ночного (сумеречного) зрения.

Утренний комплекс Антофтам™ содержит в своем составе удивительные природные пигменты -антоцианы. Эти вещества улучшают кровообращение в органах зрения и защищают зрительные клетки от старения. В целом антоцианы улучшают остроту зрения и особенно - ночного. Действие антоцианов значительно усиливается за счет органического селена. Ученые уже давно установили, что от содержания селена в зрительных клетках напрямую зависит острота зрения. Кроме того, селен также значительно замедляет процессы старения зрительных клеток.

Вечерний комплекс Каровизин™ содержит полный спектр всех природных каротиноидов - веществ, необходимых для защиты органов зрения. Так, бета-каротин входит в состав зрительного пигмента, без которого мы бы не смогли видеть. Зеаксантин проникает в хрусталик и выполняет функцию «солнцезащитных очков», поглощая ультрафиолетовые лучи и тем самым предотвращая разрушение хрусталика и формирование катаракты. Лютеин также выполняет функцию светофильтра, но защищает преимущественно зрительные клетки сетчатки глаза. Большую помощь каротиноидам оказывает также натуральный витамин С в составе экстракта шиповника. Он является прекрасным антиоксидантом и блокирует разрушительные реакции в сетчатке и хрусталике, вызываемые светом.

Применение

Взрослым по 1 желто-зеленой капсуле комплекса №1 утром и по 1 прозрачной капсуле комплекса №2 вечером во время приема пищи. Продолжительность курса - 4 недели. Рекомендуется повторять курсы 2-3 раза в год.антоциан черника защитный лечебный

Активный состав

Комплекс №1:

природный комсплекс Антофтам™ (экстракт плодов черники (25% антоцианов), селеносодержащая спирулина).

Комплекс №2:

природный комплекс Каровизин™ (органические каротиноиды, бета-каротин,зеаксантин, лютеин)

экстракт плодов шиповника (5% суммы каротиноидов и 7% витаминов С).

Мирра-Око. Биологически активная добавка (БАД) к пище

Антиоксидантный биокомплекс для глаз

Биодобавка полезна при повышенных зрительных нагрузках (например, при длительной работе с компьютером), а также пожилым людям и во всех случаях прогрессирующего ослабления зрения. Уменьшает усталость глаз и сохраняет остроту зрения. Защищает сетчатку от действия яркого света, способствует нейтрализации свободных радикалов, накапливающихся в тканях глаза. Стимулирует синтез зрительного пигмента родопсина, улучшает цветоощущение.

Биодобавку МИРРА-ОКО принимают во время еды, курсами, как отдельно, так и в комплексе с другими БАД. Ниже приведена схема приема биодобавки в профилактических целях - для предупреждения нарушений, связанных с нехваткой в организме необходимых для зрения веществ - антоциантов, лютеина, цинка, витаминов.

Профилактика нарушений зрения

Биодобавка МИРРА-ОКО может с успехом применяться и в тех случаях, когда нарушения здоровья глаз сочетаются с отклонениями в нормальном функционировании других органов и систем. Часто ранние проявления на первый взгляд мало связанных друг с другом заболеваний имеют общую основу и обусловлены широко распространенным явлением - недостатком (дефицитом) в организме современного человека многих жизненно необходимых веществ. Это витамины, микроэлементы, некоторые аминокислоты, биофлавоноиды, полиненасыщенные жирные кислоты и т.д. Поэтому прием биодобавок, содержащих перечисленные выше эссенциальные вещества, является в наши дни обязательной частью многих оздоровительных мероприятий.

Ниже представлены некоторые сведения о сочетанном применении МИРРА-ОКО и других биодобавок MIRRA в профилактических и оздоровительных целях.

Детям и подросткам при повышенных зрительных нагрузках, в случаях развивающейся школьной близорукости; нередко одновременно наблюдаются витаминная недостаточность и нарушения обмена веществ (избыточная жирность кожи, угревая болезнь).

МИРРА-ОКО (по 1 капсуле два раза в день) + МИРРАДОЛ по 3 таблетки два раза в день + МИРРАВИТ по 1 таблетке два раза в день. Курс - 25 дней.

В случаях прогрессирующего нарушения зрения при интенсивных нагрузках, сочетающихся с общим ослаблением организма, гипотонией, снижением содержания гемоглобина в крови.

МИРРА-ОКО (по 2 капсулы два раза в день) + МИРРА-ФЕРРУМ (по 1 - 2 таблетки два раза в день), МЕДЕЛЛА -1 (по 1 капсуле два раза в день). Курс - 25 дней.

Пожилым людям во всех случаях быстрого ослабления зрения, в качестве дополнения к проводимому лечению.

МИРРА-ОКО (по 2 капсулы два раза в день) + МИРРА-СЕЛЕН (по 1 капсуле два раза в день) + МИРРАСИЛ-2 (по 3 капсулы два раза в день). Курс - 30 дней.

Состав и краткие сведения об основных ингредиентах

50 капсул по 0,4 г.

Состав: экстракт черники, лактат цинка, лютеин (экстракт бархатцев), в-каротин, лактоза.

При приеме двух капсул в день обеспечиваются среднесуточная потребность организма в цинке - на 92%, в в-каротине - на 80%, в антоцианах - на 40%, в лютеине - на 20%.

Экстракт черники содержит биоактивные вещества (антоцианы), обладающие выраженными антиоксидантными свойствами. Антоцианы укрепляют стенку сосудов и улучшают кровоснабжение глаз, стимулируют синтез зрительного пигмента, повышают остроту зрения.

Лютеин (жирорастворимый пигмент, каротиноид) защищает сетчатку глаза от разрушающего действия света, от образующихся при воздействии УФ-лучей свободных радикалов: необходим пожилым людям, особенно при развивающейся дистрофии сетчатки.

Цинк выполняет в организме множество функций. Дефицит этого микроэлемента часто сопровождается расстройствами восприятия цвета. Цинк нужен для синтеза зрительного пигмента родопсина, для защиты сетчатки глаза от яркого света. Нехватка цинка способствует развитию катаракты.

в-каротин - предшественник ретинола (от retina (лат.) - сетчатка) - витамина А, который поддерживает нормальную остроту зрения, обеспечивает цветоощущение и темновую адаптацию (предотвращает куриную слепоту).

Основной курс приема МИРРА-ОКО-25 - 30 дней. Через несколько дней после окончания приема может быть проведен повторный курс. При постоянной работе в условиях интенсивных зрительных нагрузок курсы приема МИРРА-ОКО и профилактических целях следует проводить 2 - 4 раза в год.

Биодобавка МИРРА-ОКО не вызывает каких-либо нежелательных побочных эффектов. Противопоказанием к приему (как и любой другой биодобавки) может быть индивидуальная непереносимость отдельных ингредиентов.

E163 - Антоцианы (Е163)

Тип: Пищевая добавка

Описание группы: Пищевые красители - добавки с индексом (E-100 - E-199) придают продуктам питания цвет, восстанавливают цвет продукта утраченный при обработке. Могут быть естественными, как бета-каротин или химическими, как тартразин.

Описание пищевой добавки

Источником для получения красных красителей служит растительное сырье, содержащее антоцианы (Е-163). Наибольшее количество антоциановых красителей содержится в отходах черной смородины, вишни, черники, аронии (черноплодная рябина), бузины, клюквы, малины, клубники, шиповника.

Антоциановые красители - широко распространенные водорастворимые красители, основным компонентом которых являются антоцианы, относящиеся к группе флавоноидных соединений. Основной недостаток этих красителей - изменение окраски с изменением рН среды.

Получают из выжимок красных сортов винограда и чёрной бузины.

Применение антоцианов

Антоцианы рассматривают как вторичные метаболиты. Они разрешены в качестве пищевых добавок (E-163).

Антоцианы (Е-163i) относятся к важной группе водорастворимых природных пищевых красителей. Это фенольные соединения, являющиеся моно- и дигликозидами. При гидролизе они распадаются на углеводы (галактоза, глюкоза, рамноза и др.) и агликоны, представленные антоцианидами (пеларгонидин, цианидин, дельфинидин и др.).

Характер окраски природных антоцианов зависит от многих факторов: химического строения, рН среды, способности образовывать комплексы с металлами, адсорбироваться на полисахаридах, температуры, воздействия света. Наиболее устойчивую красную окраску антоцианы имеют при рН 1,5-2; при рН 3,4-5 окраска становится красно-пурпурной. В щелочной среде при рН 6,7-8 окраска становится синей, сине-зеленой, при рН 9 - зеленой. При повышении рН до 10 окраска меняется на желтую. Окраска меняется и при образовании комплексов с различными металлами: соли магния и кальция имеют синюю окраску, калия - красно-пурпурную. Увеличение метальных групп в молекуле антоцианов придает красный оттенок. Представителями этой группы красителей являются собственно антоцианы (Е-1631) -энокраситель и экстракт из черной смородины.

Энокраситель (Е-163i) получают из выжимок темных сортов винограда в виде жидкости интенсивно-красного цвета. Представляет собой смесь окрашенных, различных по своему строению органических соединений, в первую очередь антоцианов и катехинов. Окраска продукта энокрасителем зависит от рН: в кислой среде она красная, в нейтральных и слабощелочных средах имеет синий оттенок. Поэтому в кондитерской промышленности энокраситель применяют вместе с органическими кислотами для создания необходимого рН среды.

В последнее время в качестве желтых и розово-красных красителей начали использовать пигменты антоциановой природы, содержащиеся в соке черной смородины (Е-163iii), черной бузины, кизила, красной смородины, клюквы, брусники, пигменты чая, содержащие антоцианы и катехины, а также краситель темно-вишневого цвета, выделенный из свеклы.

1.7 Антоциановый комплекс плодов черники обыкновенной

Экстракт черники (лат. еxtractum - вытяжка, извлечение) - концентрированная вытяжка из плодов (реже листьев или побегов) черники обыкновенной - растения из рода Вакциниум семейства Вересковые (ранее этот род относили к семейству Брусничные).

Средство растительного происхождения, нормализующее обменные процессы, антиоксидантное, ангиопротективное. Ягоды черники являются в первую очередь эффективным средством в комплексной терапии и при профилактике заболеваний органов зрения.

Плоды черники содержат:

·антоцианы (дельфинидин и мальвидин, известные под общим названием «миртиллин»; цианидин, петунидин, пеонидин);

·дубильные вещества конденсированной природы (до 12%);

·микроэлементы (в том числе марганец, хром, селен, цинк);

·углеводы (глюкоза, фруктоза, сахароза, пектин);

·органические кислоты (лимонная, молочная, хинная, щавелевая, яблочная, янтарная), в том числе фенолкарбоновые кислоты и их производные (кофеиновая, хлорогеновая);

·аминокислоты (цистеин, глутамин, глицин);

·витамины (C, Е, PP, группы B, каротиновый комплекс);

·эфирные масла;

·тритерпеноиды;

·фенолы и их производные (гидрохинон, асперулозид, монотропеозид);

·полифенолы;

·катехины (галлокатехин, эпикатехин, эпигаллокатехин, эпигаллокатехингаллат);

·биофлавоноиды (гиперин, астрагалин, кверцитин, изокверцитин, рутин).

Как антиоксидантное и ангиопротективное средство экстракт ягод черники применяется при:

сердечно-сосудистых заболеваниях;

гипертонии, атеросклерозе;

варикозном расширении вен, тромбофлебите.

Листья (побеги) черники входят в состав противодиабетических сборов (например, Арфазетин, Мирфазин). Экстракт ягод черники используется в основном в офтальмологии в составе витаминно-минеральных комплексов.

В офтальмологии экстракт черники используется при таких заболеваниях и состояниях, как:

·дистрофия и дегенерация сетчатки (может применяться в сочетании с другими лечебными препаратами и как самостоятельное средство);

·диабетическая ангиопатия (для профилактики заболеваний глаз), диабетическая ретинопатия, ретинопатии различного происхождения;

·диабетическая катаракта, формирующаяся катаракта;

·нарушение сумеречного зрения и механизмов адаптации зрения в темноте;

·повышенные, в том числе световые, нагрузки на зрительный аппарат (для защиты сетчатки от солнечного, компьютерного и других видов излучения);

·снижение остроты зрения, зрительная усталость, перенапряжение глаз, астения глазных мышц;

·близорукость, дальнозоркость;

·состояния после травм и воспалительных заболеваний глаз, для ускорения заживления после операций на глазах;

·возрастные изменения в структурах глаза, связанные с процессами старения (деструкция стекловидного тела, субатрофия радужкаи и др.).

Также экстракт черники используется местно при лечении ожогов и язв, стоматитов и гингивитов.

Благодаря выраженному антиоксидантному и сосудопротекторному действию, антоцианы представляют особый интерес для офтальмологов. Основу активности экстракта ягод черники составляют антоцианины, поскольку гликозиды из состава антоцианов не проходят через клеточную мембрану. Однако в природе антоцианы чаще всего встречаются в виде гликозидов: с одной стороны, это состояние обеспечивает их устойчивость к свету и действию ферментов, с другой - в форме гликозидов улучшается растворимость пигментов в клеточном соке.

Антоцианы черники оказывают следующее действие:

·обладают выраженным антиоксидантным действием, предотвращают повреждение тканей глаза свободными радикалами;

·уменьшают хрупкость капилляров, способствуют укреплению стенки кровеносных сосудов, повышают их эластичность (необходимы для синтеза коллагена, влияющего на эластичность сосудистой стенки; стимулируют синтез мукополисахаридов);

·улучшают гибкость клеточных мембран, стабилизируют фосфолипиды эндотелиальных клеток, предупреждают агрегацию тромбоцитов;

·предотвращают развитие воспаления и тромбообразования;

·активизируют обмен веществ на тканевом уровне;

·улучшают кровоснабжение глаз, улучшают микроциркуляцию и стимулируют приток крови к сетчатке глаза, что используется в случаях изменения сетчатки глаза при сахарном диабете (диабетическая микроангиопатия);

·оказывают положительное влияние при возрастной макулярной дегенерации, глаукоме; снижают риск ее развития;

·подавляют альдозо-редуктазную активность, что предупреждает образование в тканях хрусталика сорбитола и развитие катаракты;

·активируют ферменты сетчатки глаза, ускоряют регенерацию светочувствительного пигмента сетчатки родопсина, повышая его чувствительность к изменениям интенсивности света: улучшают остроту зрения при пониженной освещенности, в сумерках (куриная или ночная слепота), адаптируют к интенсивному свету, предупреждают истощение запасов родопсина.

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, как это бывает, например, при диабетической ретинопатии.

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.

Состав антоцанового комплекса плодов черники

Семейство: Vassiniaceae (Брусничные)

От.лат. vacca-корова (листья некоторых видов пригодны для корма скота), myrtillus-уменьшительное от лат. myrtus-маленький мирт. Аптечное название - Myrtilli fructus. Состав:

·Антоцианы (преимущественно миртилин и неомиртилин);

·Полифенолы (катехин, эпигаллокатехин, эпигаллокатехингаллат);

·Флавоноиды (гиперин, астрогалин, кверцетин, изокверцетин, рутин);

·Органические кислоты (лимонная, яблочная, молочная, щавелевая, янтарная, хинная;

·Фенолкарболовые кислоты (кофейная, хлорогеновая);

·Тритерпеноиды: урсоловая кислота;

·Микро и макроэлементы

Миртилин - основной антоциановый пигмент, обуславливающий как цвет, так и многие свойства плодов черники , представляет собой глюкозид (либо галактозид) дельфинидина и мальвидина. Кроме того, антоцианы черники обладают общими свойствами, характерными для этого класса соединений.

Экстракт черники в многочисленных исследованиях продемонстрировал положительное влияние на показатели микроциркуляции. Его способность уменьшать проницаемость сосудов, улучшать тонус сосудистой стенки, стимулировать капиллярный кровоток, ликвидировать микростазы венозного русла - широко используется в комплексной терапии венозной и лимфатической недостаточности и других сосудистых расстройств.

Глава 2. Материалы и методы

.1 Описание БАДа «Сироп черники с фруктозой» Полесье №7

НазваниеСироп черники с фруктозойКраткое описаниеРегулярный прием сиропа черники с фруктозой значительно улучшает зрение, уменьшает утомляемость глаз. Активные вещества, входящие в состав черники, снижают вредное воздействие свободных радикалов на сетчатку глаза, способствует укреплению кровеносных сосудов, по которым питательные вещества и кислород поступают к клеткам сетчатки глаза. Биологически активные вещества повышают чувствительность к свету, и потому человек начинает лучше видеть в сумерках и темноте. Сироп черники с фруктозой полезен при желудочно-кишечных заболеваниях, особенно при пониженной кислотности (гастриты, энтероколиты и др.), способствует нормализации деятельности кишечника при расстройствах желудка. Сироп черники с фруктозой повышает устойчивость организма к инфекционным заболеваниям, нормализует обмен веществ, обладает антиоксидантными свойствами и, следовательно, замедляет процессы старения организма.Полное описаниеФорма выпуска. Сироп во флаконах по 250 мл. Состав на 100 г Экстракт плодов черники 28,5 г. Аскорбиновая кислота (витамин С) 0,2 г. Фруктоза 71,3 г. При производстве сиропа черники с фруктозой используется уникальная технология, которая позволяет получить «живой», сохраняющий все свои полезные свойства продукт. Регулярный прием сиропа черники с фруктозой значительно улучшает зрение, уменьшает утомляемость глаз. Активные вещества, входящие в состав черники, снижают вредное воздействие свободных радикалов на сетчатку глаза, способствует укреплению кровеносных сосудов, по которым питательные вещества и кислород поступают к клеткам сетчатки глаза. Биологически активные вещества повышают чувствительность к свету, и потому человек начинает лучше видеть в сумерках и темноте. Сироп черники с фруктозой полезен при желудочно-кишечных заболеваниях, особенно при пониженной кислотности (гастриты, энтероколиты и др.), способствует нормализации деятельности кишечника при расстройствах желудка. Сироп черники с фруктозой повышает устойчивость организма к инфекционным заболеваниям, нормализует обмен веществ, обладает антиоксидантными свойствами и, следовательно, замедляет процессы старения организма. Рекомендуется: - для профилактики гиповитаминозов; - при хронической усталости глаз (рекомендуется особенно тем категориям работников, профессия которых связана с напряжением зрения: педагоги, водители, программисты, студенты); - для улучшения обмена веществ; - для нормализации деятельности желудка и кишечника. Может применяться больными сахарным диабетом. Способ применения: разбавлять в теплой воде: - взрослым по одной столовой ложке 2 раза в день (36 мл), - детям старше 3 лет по одной десертной ложке 3 раза в день (30 мл). Перед употреблением взбалтывать. Условия хранения. Хранить в сухом защищенном от света месте при температуре не выше 250 С. Срок годности 1 год

.2 рН-дифференцированного метода определения антоцианов

Для рН-дифференцированного метода были приготовлены растворы:

)0,025 М хлоридного буфера (рН = 10) на 500 мл.

m (KCI) = 0,93г

V (HCI конц.) = 1,5 мл

Точность устанавливаем рН-метром

)0,4 М ацетатного буфера (рН = 4,50 на 500 мл.

m (CН3COONa) = 59,05г

V (CН3COOH) = 73,3 мл

Точность устанавливаем с применением рН-метра

М (CН3COONa) = 82,03 г/моль

М (CН3COONa Н2О) = 136,08 г/моль

m (CН3COONa) = 97,96г

Берем 6 пробирок и в каждую добавляем 0,5 мл сиропа, а затем по 5 мл в 3 хлоридный буфер,а другие 3 - ацетатный буфер. Размешиваем и выжидаем 20 мин.

С хлоридным буферомС ацетатным буфером? = 510? = 700? = 510? = 7000,140,0080,08300,1210,0100,01900,03200,01870Определение суммарного содержания антоцианов методом рН-дифференциальной спектрофотометрии

Для метода рН-дифференциальной спектрофотометрии были использованы буферные растворы №1 и №2.

К 5 мл буферного раствора № 1 или № 2 добавляли 0,5 мл сиропа, купленного в аптеке, и определяли оптическую плотность при 510 нм и 700 нм с соответствующим буфером в качестве раствора сравнения. Использовали спектрофотометр производства Proscan МС 120 (СОО «Проскан специальные инструменты», РБ). Для каждого образца эксперимент проводили трижды.

Где: и MW - коэффициенты молярного поглощения и малярная масса антоциана используемого в качестве стандарта (для дельфинидин-глюкозида 27300 и 465 соответственно);

F = 10 - коэффициент разведения;

l = 1 - длина оптического пути кюветы, см;

С - концентрация приготовления раствора образца, г/л.

Глава 3. Результаты и их обсуждения

.1 Результаты рН-дифференцированного метода определения антоцианов

С помощью УФ-спектрометрического анализа было исследовано суммарное содержание антоцианов во всех образцах. Полученные данные приведены в Приложении 1.

Таблица 1

Расчет среднего содержания суммы антоцианов методом рН-дифференциальной спектрофотометрии. М (дельфинидин-глюкозида) = 465 г/моль

№А510 рН 1А700 рН 1А510 рН 4,5А700 рН 4,5ДАОКА, мг Дф-глю/млСреднее10,140,0080,08300,0490,00961805920,1210,010,01900,0920,01805839730,03200,018700,11330,0222393080,01663859

Теперь нам необходимо рассчитать суточную потребность антоцианов в сиропе для взрослых и детей. По инструкции для взрослых суточная норма 36 мл сиропа и 30 мл для детей, а мы рассчитали суточную потребность антоцианов в 5 мл. Теперь по пропорции рассчитаем суточную потребность:

Для взрослых: 1 мл - 0,01663859

х = 0,01663859 36 / 1 = 0,59898924

Для детей: 1 мл - 0,01663859

х = 0,01663859 30 / 1 = 0,4991577

Это расчет антоцианов по содержанию в сиропе, который мы рассчитали экспериментально.

Согласно рекомендуемым уровням потребления пищевых и биологически активных веществ (МР 2.3.1.1915-04) уровень потребления антоцианов составляет 50-150мг в сутки. Но не стоит думать, что чем больше антоцианов или черники с антоцианами употреблять, то и эффект будет более выраженным. Несколько исследований в этой области с клиническими испытаниями показали, что при увеличении дозы потребления антоцианов с 50мг до 100мг и до 150мг усиления эффекта, т.е. более активного, прогрессирующего улучшения зрения отмечено не было.

В созревших плодах черники больше антоцианов (до 985 мг%), в полусозревших - больше катехинов и лейкоантоцианов.

Считаем…

мг% = 10 мг/кг

мг/кг * 985 = 9 850 мг антоцианов в 1 кг черники.

Выходит 150 мг антоцианов содержится в 15,228 г черники - суточная норма. Это касается именно профилактики глаз, но не стоит забывать что в чернике достаточно много других полезных свойств, если финансы позволяют рекомендуют употреблять даже по чашке черники в сутки (200 гр), для поддержания общего здоровья.

Итак минимальная норма для профилактики глаз - 1 чайная ложка черники, максимальная 1 столовая ложка черники.

Выходит в год нужно одному человеку 4.5 кг черники максимум или 1.5 кг минимум. Чернику стоит покупать не битую, целую, спелую.

.2 Выводы и предложения

В ходе проведения работы, для определения антоцианового комплекса в сиропе я осуществила следующие задачи:

установила методику для количественной оценки качества «Сиропа с фруктозой»;

выбрала оптимальный экстрагент и определить технологические показатели его;

провести теоретические исследования по антоцианом: их общая характеристика, строение, свойства, функции, распространение в природе, роль в заболеваниях;

обосновала состав и качества БАД «Сироп с фруктозой» к пище;

разработана методика количественного определения антоцианов в плодах черники методом спектрофотометрии и проведена ее валидационная оценка.

Провела исследование сиропа по рН-дифференцированному методу определения содержания антоцианов.

Установлены нормы качества плодов черники: суммы антоцианов в пересчете на дельфинидин-глюкозид - не менее 1,66%. Определена суточная норма в потребности антоцианов: для взрослых - 0,59, для детей - 0,49.

Библиографический список

1.Масленников П.В. Антоцианы как тест на нефтяное загрязнение / Масленников П.В., // Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга. - Сыктывкар, 2001, - С. 124-125, 313-313.

2.А.М. Макаревич, А.Г. Шутова, Е.В. Спиридович и др. / Функции и свойства антоцианов растительного сырья / Труды БГУ: научный журнал, - 2009. - С. 237-245.

Артамонов В.И. Занимательная физиология растений / В.И. Артамонов. - Москва: Агропромиздат, 1991.-231с.

Бриттон, Н.А. Биохимия природных пигментов / Н.А. Бриттон. - Москва: Мир, 1986. - 385 с.

Красильникова, Л.А. Биохимия растений / Л.А. Красильникова, О.А. Аксентьева, В.В. Жмурко. - Ростов: Феникс, 2004. - 224с.

Танчев, С.С. Антоцианы в плодах и овощах / С.С. Танчев. - Москва: Пищевая промышленность, 1980. - 304 с.

В.И. Дейнека [и др.] Исследование антоцианов черники в плодах и препаратах на ее основе методом ВЭЖХ // Журнал "Заводская лаборатория. Диагностика материалов". - 2006. - С. 16-20.