Полифенольные соединения. Полифенолы и их полезные свойства. Флавонолы - сильные красители

Полифенолы придают фруктам, ягодам и овощам не только их яркие цвета, но и горечь, терпкость, вкус и аромат

Полифенолы – это соединения, найденные в изобилии в природных растительных источниках питания, которые обладают антиоксидантными свойствами. Выявлено более 8000 полифенолов в таких продуктах, как чай, вино, шоколад, фрукты, овощи и оливковое масло. Полифенолы играют важную роль в поддержании вашего здоровья и хорошего самочувствия. Антиоксиданты защищают клетки нашего организма от свободных радикалов.

Если ваш организм не получает надлежащей защиты, свободные радикалы могут стать очень активными и повреждать клетки организма. Это может привести к деградации тканей и повысить риск таких заболеваний, как сердечно-сосудистые заболевания, рак и болезнь Альцгеймера.

Антиоксиданты можно разделить на три основные группы: 1) каротиноиды, 2) аллиловые сульфиды, найденные в чесноке и луке, 3) полифенолы.

Виды полифенолов

Полифенолы могут быть разбиты на четыре категории. Классификация зависит от количества фенольных колец в полифенолах и на основе структурных элементов, которые связывают эти кольца друг с другом.
Как правило, продукты содержат сложные смеси полифенолов; более высокий уровень этих веществ содержится в наружных слоях растений.

Флавоноиды, которые обладают антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Найдены в фруктах, овощах, бобовых, красном вине и зеленом чае. К ним относятся: флавоны; флавонолы; флаваноны; изофлавоны, антоцианидины; хальконы; катехины.

Стильбены, найденные в красном вине и арахисе (ресвератрол является наиболее известным).

Лигнаны, найденные в семенах льна, бобовых, крупах, зерновых, фруктах, водорослях и некоторых овощах.

Фенольные кислоты: гидроксибензойная кислота (найдена в чае), гидроксикоричная кислота (в корице, кофе, чернике, киви, сливах, яблоках и вишнях).

Полезные свойства полифенолов в жизни растений и людей

Полифенолы придают фруктам, ягодам и овощам не только их яркие цвета, но и горечь, терпкость, вкус и аромат. Полифенолы защищают растения от ультрафиолетового излучения, возбудителей, окислительного повреждения и суровых климатических условий.
В организме человека полифенолы выполняют разные полезные биологические свойства: 1) борются с раковыми клетками и препятствуют ангиогенезу; 2) защищают кожу от ультрафиолетового излучения; 3) борются со свободными радикалами и снижают скорость старения организма; 4) содействуют здоровью мозга и защищают от слабоумия; 5) снижают воспаление; 6) поддерживают нормальные уровни сахара в крови; 7) защищают сердечно-сосудистую систему; 8) нормализуют артериальное давление крови.

Как оптимизировать содержание полифенолов в диете?

До сих пор наиболее изученной группой полифенолов являются флавоноиды – соединения, которые содержатся в красном вине и темном шоколаде. Однако, другие группы полифенолов также обладают многочисленными полезными свойствами.
Для поддержания здоровья очень важно употреблять в пищу большое разнообразие продуктов, которые богаты полифенолами. Богатыми источниками этих соединений являются высококачественные приправы, сырые фрукты, овощи и семена.
Поскольку полифенолы являются жирорастворимыми соединениями, очень важно употреблять богатые ими продукты вместе с растительными жирами.
Исследования показали, что органически выращенные продукты содержат более высокие уровни полифенолов. Кроме того, сушка замораживанием сохраняет больше полифенолов, чем сушка на воздухе.
«Европейский журнал клинического питания» опубликовал список 100 самых богатых пищевых источников полифенолов. Ниже приведен список 20 самых богатых полифенолами продуктов: гвоздика, мята перечная, анис, какао, душица, семена сельдерея, темный шоколад, льняное семя, бузина черная, семена каштана, шалфей, розмарин, мята, тимьян, черника, черная смородина, каперсы, черные оливки, лесные орехи, орехи пекан.

Полезные свойства ягод

Как вы можете видеть, травы и специи содержат очень много полифенолов, поэтому обязательно добавляйте их при приготовлении пищи, а также пейте травяные чаи. Ягоды всех видов, красочные фрукты и овощи также являются прекрасным источником полифенолов. Они также содержат очень мало фруктозы, поэтому не будут существенно поднимать уровень инсулина и способствовать резистентности к инсулину.
Ягоды способны защитить человека от многих заболеваний. Они содержат высокие уровни полифенолов и других полезных для здоровья питательных веществ. Благодаря высокому содержанию антоцианов, ягоды защищают сердце. Антоцианы поддерживают эндотелиальную выстилку сердечно-сосудистой системы, улучшают давление крови, снижают окислительный стресс и воспаление, повышают силу капилляров, подавляя образование тромбоцитов и отложение кальция в артериях.
В исследовании, которое было опубликовано в журнале «Академия питания и диетологии», при участии женщин в постменопаузе с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний, было показано, что: употребление 1 чашки черники в день в течение 8 недель снижает артериальное давление крови и жесткость артерий. Эти полезные свойства ягод связаны с увеличением производства оксида азота.
Также было показано, что: женщины, которые употребляли более 3 порций черники и клубники в неделю, имели на 32% более низкий риск сердечного приступа. Одна чашка смеси ягод в день снижала артериальное давление крови и повышала уровень ЛПВП. Черника обеспечивает дополнительную защиту при сахарном диабете 2 типа, поскольку способствует нормализации уровня сахара в крови и повышает чувствительность к инсулину.

Для производства содержащих полифенолы добавок используют экстракты семян или кожуры винограда, оливок и т.д. Тем не менее, только потому, что эти добавки производятся из натуральных ингредиентов, не означает, что применение в больших количествах является безопасным или желательным. Исследования показали, что прием в больших количествах содержащих полифенолы добавок может привести к следующим негативным эффектам: 1) дефициту железа; 2) добавки вмешиваются в обмен гормонов щитовидной железы; 3) добавки взаимодействуют с фармацевтическими препаратами, повышая их биологические эффекты.

Полезные свойства полифенолов: защита от рака и других заболеваний

Ученые оценили полезные свойства 8000 идентифицированных полифенолов.
1) Сахарный диабет 2 типа. Полифенолы полезны при диабете 2 типа, поскольку способны стабилизировать уровень сахара в крови и жировой обмен, уменьшить резистентность к инсулину и снизить воспаление в организме. Эти вещества могут помочь предотвратить долгосрочные осложнения диабета, в том числе сердечно-сосудистые заболевания, невропатию и ретинопатию. Однако, полифенолы не являются лечением от сахарного диабета. Снижение количества углеводов в диете до менее 50 г в день наряду с использованием высококачественных жиров – это лучший метод лечения сахарного диабета 2 типа.
2) Рак. В ходе нескольких исследований было показано, что полифенолы полезны в профилактике рака. Исследователи полагают, что антиоксидантные свойства полифенолов защищают ДНК от повреждения свободными радикалами, которые могут вызвать развитие рака. Полифенолы также являются обратными эпигенетическими маркерами в ДНК, что способствует уменьшению роста опухоли. При раке также полезна диета, содержащая менее 50 г углеводов в день и включающая высококачественные жиры.
3) Сердечно-сосудистые заболевания. Исследования подтвердили эффективность полифенолов в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Флавоноиды помогают уменьшить слипание тромбоцитов в крови и улучшают функцию клеток, которые выстилают артерии и вены. Слипание тромбоцитов – это важный предиктор сердечных приступов и стенокардии. Полифенолы также важны как антиоксиданты; они обезвреживают свободные радикалы и снижают воспалительную реакцию в организме. Полифенолы ингибируют фактор роста эндотелия сосудов, который приводит к осложнениям с атеросклеротическими бляшками в артериях.
4) Болезнь Альцгеймера. Исследователи определили, что полифенолы играют роль в более позднем начале деменции и снижении риска болезни Альцгеймера. Например, ресвератрол, найденный в виноградной кожице и красном вине, оказывает нейропротекторное действие. Другие исследования продемонстрировали снижение прогрессирования деменции, когда полифенолы были включены в ежедневный рацион. Так же, как и при раке, основное метаболическое лечение болезни Альцгеймера заключается в диете, которая содержит менее 50 г углеводов в день и включает высококачественные жиры.
5) Остеопороз. Полифенолы благодаря своим антиоксидантным свойствам оказывают положительное влияние на метаболизм костной ткани и снижают риск развития остеопороза.

Полифенолы влияют на микрофлору кишечника

Желудочно-кишечный тракт играет важную роль в вашем здоровье. Около 100 триллионов бактерий, грибков и вирусов составляют микробиом кишечника. Ученые установили, что эти организмы играют важную роль в поддержании психического и физического здоровья. В настоящее время врачи считают микрофлору кишечника одним из самых сложных органов в организме.
Микроорганизмов в кишечнике больше, чем клеток в нашем организме! Микрофлора кишечника играет важную роль в профилактике рака, ожирения, сахарного диабета, неврологических расстройств, аллергии и т.д. Вы можете улучшить разнообразие и эффективность микрофлоры кишечника, если будете употреблять в пищу ферментированные продукты, которые будут заселять ваш кишечник, а также употреблять пробиотические добавки.
Однако, последние исследования показывают, что растительные полифенолы также изменяют микрофлору кишечника. Полифенолы полезны в лечении многих заболеваний, поскольку оздоравливают микрофлору кишечника.
Действие полифенолов подобно эффекту пребиотиков, которые улучшают питание полезных бактерий, живущих в кишечнике. Доказано, что зеленый чай нормализует микрофлору кишечника: не только увеличивает хорошие бактерии, но также снижает количество вредных бактерий. Исследования также обнаружили улучшения в микрофлоре кишечника после употребления в умеренных количествах красного вина и шоколада.

Полифенолы увеличивают количество полезных бактерий, связанных с похудением

В предыдущем исследовании было показано, что в микрофлоре людей с избыточной массой тела содержится на 20% больше бактерий семейства Firmicutes и почти на 90% меньше бактерий семейства Bacteroidetes, чем у худых людей. Firmicutes помогают организму извлечь калории из сложных сахаров и превратить эти калории в жир. Это одно из объяснений того, каким образом микрофлора кишечника может повлиять на массу тела. Как оказалось, полифенолы влияют на Firmicutes и Bacteroidetes. Фенольные соединения изменяют микрофлору кишечника.
Бифидобактерии и лактобактерии также полезны для похудения. В одном из предыдущих исследований было показано, что дети с большим числом бифидобактерий защищены от ожирения. Бифидобактерий было в два раза выше у детей 7 лет со здоровой массой тела, чем с избыточной массой тела. Некоторые штаммы лактобактерий также были связаны с улучшением настроения и депрессией. Показано, что роантоцианидины из экстракта виноградных косточек значительно повышают количество бифидобактерий в кишечнике. Аналогичные эффекты отмечены при употреблении ягод черники. Также показано, что употребление полифенолов шоколада, зеленого чая, черной смородины и виноградных косточек способно модулировать кишечную микрофлору, производя изменения в полезных бактериях Lactobacillus, а также ингибировать Clostridium.

Включайте богатые полифенолами продукты в свою диету

Общепризнанно, что полифенолы являются мощными питательными веществами, которые защищают здоровье человека, сражаясь против свободных радикалов в организме и предотвращая от повреждений вследствие окисления. Свободные радикалы являются весьма реактивными молекулами, которые крадут электроны из клеточной стенки или нити ДНК. Потеря электрона окисляет клетки, что делает их неустойчивыми и легко разрушаемыми. Если это свободнорадикальное повреждение продолжается, то клетки больше не могут функционировать должным образом; ткани начинают деградировать и развивается болезнь.
И все же, организму нужны свободные радикалы, поскольку они являются жизненно важными сигнальными молекулами. При отсутствии свободных радикалов человек умрет очень быстро. Они также играют роль в иммунной системе, атакующей иностранных захватчиков и патогенные бактерии.

Свободные радикалы являются естественным побочным продуктом дыхания; в норме антиоксиданты спасают от их избытка. Поэтому избыток полифенолов, обладающих антиоксидантными свойствами, может оказаться вредным (См. статью: ). Поэтому важно получать антиоксиданты из правильных источников – из пищи, которую вы едите. Богатая фруктами, овощами и орехами диета содержит достаточно полифенолов, которые обладают антиоксидантными свойствами. Фрукты и овощи не только богаты антиоксидантами, но и многими другими химическими веществами. При этом создается синергетический эффект, когда общая выгода значительно больше, чем сумма его частей.

Полифенолы найдены в изобилии в цельных продуктах, пряностях, фруктах, овощах, красном вине и какао. Нужно помнить о том, что полифенолы играют важную роль в профилактике и в сокращении прогрессирования сахарного диабета, рака, нейродегенеративных и сердечно-сосудистых заболеваний. Полифенолы также играют важную роль в качестве пребиотика, увеличивая соотношение полезных бактерий в кишечнике, что очень важно для здоровья, управления массой тела и профилактики многих заболеваний.

Полифенолы – это собирательное название целого класса веществ, в который входят биофлавоноиды, лигнины, кумарины, каратиноиды, органические кислоты, катехины, антоцианы и другие вещества, формула которых содержит фенольные группы.

Они представляют собой органические химические соединения, которые присутствуют в плодах и растениях, являясь частью их естественной защитной системы, подавляя развитие грибковых заболеваний (например, ресвератрол) или вирусов и повышая сопротивление к болезням и негативным внешним факторам.

Сегодня насчитывается более 4000 полифенольных соединений, физиологическое действие которых определяется молекулярной структурой, что делает их лидером в мире растительных источников молодости.

В каких продуктах полифенолов больше всего и их свойства

Катехин - мощный антиоксидант, нейтрализующий действие свободных радикалов. Основной и самый лучший источник – зеленый чай .

Флавоноид кверцетин – обладает противоаллергическим и противовоспалительным действием, важный антиоксидант и компонент противовирусных препаратов. Богатые источники: яблоки и лук.

Антоцианы – в 50 раз сильнее витамина С , укрепляют сердечно-сосудистую систему, противодействуют воспалительным процессам, укрепляют волокна коллагена и эластина, улучшают прочность капилляров.

Антоцианидины - оказывают противовоспалительное действие, мощные антиоксиданты .

Проантоцианидины - защищают глубокие слои кожи, стимулируют репаративные процессы регенерации и восстановления, защищают эпидермальный слой от потери влаги, регулирует секрецию кожного сала, очищают и улучшают текстуру кожного покрова. Основные источники – ягоды (черника, бузина, виноград).

Изофлавоны относятся к группе фитоэстрогенов, т. е. соединений растительного происхождения, которые могут оказать воздействие на эстрогенные рецепторы. Лучший источник – соя и соевые продукты.

Богатым источником данных веществ являются ягоды, гранаты, фрукты (особенно яблоки), капуста, лук и чеснок. Большое их количество содержится в оливковом масле, семенах, сое, некоторых орехах, красной фасоли.

Среди напитков значительным содержанием отличаются зеленый чай, кофе, какао.Но особенно много полифенолов присутствует в красном винограде и вине.

Благодаря красному вину в 90-х годах широкое распространение получило явление так называемого "французского парадокса", который объясняет, почему французы наслаждаются хорошим здоровьем и редкими заболеваниями сердца, несмотря на пищу, богатую жирами и низкой спортивной активности.

Это происходит в связи с ежедневным употреблением во время приема пищи сухого красного вина, которое содержит полифенолы, а именно ценный для продления молодости организма ресвератрол – самый мощный природный антиоксидант в десятки раз превосходящий по своему действию витамин А, Е, бета-каротин и коэнзим.

Причина этого явления кроется в анаэробном процессе производства вина, не допускающего окисления полифенольных веществ. Кроме того, в процессе брожения образуется этиловый спирт, который является хорошим растворителем органических соединений.

Благодаря ему, полифенолы, легче переходят в напиток из кожуры, косточек и плодоножек, а там их как раз больше всего. Помимо винограда и вина, ресвератрол содержится также в горьком шоколаде, какао, орехах.

Растительные вещества обладают высокими лечебными и профилактическими свойствами, оказывая антиоксидантное, бактерицидное, антигрибковое, противовоспалительное и противоаллергическое действие.

Последние несколько десятилетий исследований показали потенциальное благотворное действие на кожу косметической продукции, в составе которой присутствуют различные группы полифенольных соединений.

Основные преимущества в косметологии

1. Главное их преимущество – это сильный антивозрастной эффект, благодаря нейтрализации свободных радикалов. Полифенолы прерывают цепные реакции образования реактивных форм кислорода путем ингибирования ферментов их генерирующих.

2. Антиоксидантное действие заключается также в удалении уже образовавшихся нестабильных молекул, которые способствуют развитию многих заболеваний и являются причиной преждевременного старения эпидермального слоя.

3. Улучшают обменные процессы в кожном покрове, стимулируют синтез коллагена и эластина.

2.1 Полифенольные соединения

Дубильным веществам оболочки солода (ячменя) следует придавать не меньшее значение, чем хмелевым, так как эти вещества, объединяемые в настоящее время в группу полифенольных веществ, могут оказывать влияние на небиологическую стойкость пива. Благодаря ряду проведенных исследований создалось определенное представление о поведении их на разных этапах технологического процесса. Выяснены мероприятия по устранению неблагоприятного влияния некоторых веществ указанной группы на качество пива.

Оказалось, что полифенольные вещества, которые переходят в сусло и пиво из ячменя и хмеля, являются неоднородными соединениями. Основную массу их составляет группа флавоноидов, имеющих общую формулу C6 – C3 – C6 и находящихся как в конденсированной, так и в полимеризованной форме.

По молекулярной массе полифенольные вещества делятся на четыре группы:

дубильные вещества;

лейкоантоцианы;

собственно флавоноиды;

кислоты дубильных веществ.

Под названием дубильных веществ объединяются природные соединения, преимущественно растительного происхождения, легко растворимые в воде и часто образующие коллоидные растворы, обладающие сильным вяжущим вкусом.

Работами Фрейденберга установлено, что дубильные вещества являются сложными аморфными соединениями, в состав которых входят многочисленные фенольные гидроксилы и которые характеризуются образованием осадков с клеевыми веществами, алкалоидами, уксуснокислым свинцом, многими электролитами. С солями железа дубильные вещества дают комплексные соединения, окрашенные в зеленый или синий цвет, они легко окисляются, особенно кислородом воздуха, окрашиваясь в темно-коричневый или красный цвет.

Основываясь на химической природе, дубильные вещества делят на две группы. К первой группе относятся гидролизующиеся дубильные вещества, у которых бензольные ядра соединены в комплексы при помощи атомов кислорода с образованием сложноэфирных и глюкозидных связей. Гидролиз может быть осуществлен действием кислот или ферментов (таназ). Даже путем кипячения в водных растворах дубильные вещества этой группы можно разложить на составляющие их компоненты.

К первой группе дубильных веществ относятся:

депсиды - сложные эфиры фенолкарбоновых кислот, соединенные друг с другом или с другими кислотами;

сложные эфиры фенолкарбоновых кислот, преимущественно галловой, с многоатомными спиртами и сахарами (танины) и глюкозиды.

Ко второй группе относятся конденсированные дубильные вещества, ядра которых связаны между собой углеродными связями. Они не разлагаются гидролитически ни кислотами, ни ферментами, а наоборот, конденсируются в высокомолекулярные соединения - флобафены, иногда называемые «красными дубильными веществами».

К первой группе дубильных веществ принадлежат соединения, являющиеся производными галловой (триоксибензойной) и протокатеховой (диоксибензойной) кислот:

Эти кислоты найдены во многих растениях и в свободном виде, например в хмеле. Они имеют фенольные и кислотные группы, способны реагировать друг с другом, давая соединения типа сложных эфиров, называемые депсидами (дидепсид, тридепсид и так далее в зависимости от числа остатков фенолкарбоновых кислот, входящих в состав получающихся соединений), например:

Работами Эмиля Фишера установлено, что в состав первой группы дубильных веществ входит глюкоза, с которой по типу сложных эфиров связаны фенолкарбоновые кислоты:

В этих формулах R является остатком дигалловой кислоты.

В основе строения конденсированных дубильных веществ лежат производные флавонолов и антоцианов, носящих название катехинов.

Шестичленные гетероциклические системы с атомом кислорода в ядре широко распространены в виде природных красителей и окрашенных веществ, в основе их лежит кольцо пирана:

Большое значение из указанных веществ приобрели производные гамма-пирана: хромон (бензо-гамма-пиран), флавон (фенилхромон) и флавонол (3-оксифлавон):

Добавление гидроксильной группы у 3-го водородного атома придает соединению окраску:

В солоде и хмеле преимущественно находятся флавоноиды, являющиеся изомерами катехина (3’, 4’, 5, 7 – тетраоксифлавон):

При добавлении ОН-группы в положение 5’ получается галлокатехин.

Катехины могут полимеризоваться в дубильные вещества.

Кольцо пирана катехинов находится и в лейкоантоцианах, которые являются промежуточными соединениями между дубильными веществами и флавоноидами. Лейкоцианы могут иметь в своем составе остаток сахара (в положении 3, связанный с группой ОН).

Ниже приводится структура лейкоцианов.

X может представлять собой или Н, или остаток сахара. У лейкоцианидина R1 и R2 являются ОН-группой, а R3 и X - Н; у лейкодельфинидина все три R замещены группой ОН.

Антоцианидины являются аглюконами антоцианов, которые представляют собой красящие вещества. В качестве остатка сахара в них преимущественно находятся D-галактоза и D-ксилоза.

При кислотном гидролизе из цианина образуется синее красящее вещество цианидин и две молекулы глюкозы, из дельфинина - дельфинидин, две молекулы глюкозы и две гидроксибензойной кислоты.

Цианидин и дельфинидин имеют следующее строение (в виде хлористого соединения):

В цианидинхлориде и являются ОН-группой, а - Н; у дельфинидин-хлорида все три R представляют собой ОН-группы.

Оба соединения близки к третьей группе полифенолов - флавоноидам, но отличаются от них наличием оксониевой группы, в которой вместо карбонильной группы СО содержится четырехвалентный кислород, обладающий большой реакционной способностью и легко присоединяющий к себе кислоты.

Поскольку антоцианы и катехины встречаются вместе, красный флобафеновый осадок, часто получающийся при кипячении дубильных веществ с минеральными кислотами, представляет собой конденсированный катехин с адсорбированными на его поверхности молекулами антоцианидинового пигмента, имеющего красный цвет.

Бесцветным предшественникам антоцианидиновых пигментов сначала было присвоено название лейкоантоцианидины, но это название не совсем точно характеризует строение этих соединений, поэтому вскоре было заменено термином «антоцианогены», которое в настоящее время сделалось общеупотребительным. Именно этим названием обозначают вещества, входящие в состав коллоидной мути пива и содержащиеся как в ячмене (солоде), так и хмеле.

Соединения третьей группы полифенольных веществ - собственно флавоноиды - также являются производными флавона. Типичным представителем флавоновых глюкозидов является кверцитрин, в котором аглюконом является кверцетин:

В кверцетине и являются ОН-группами, а -H. Если и являются ОН-группами, а -H, то соединение носит название кемферол. В мирицетине все три R замещены ОН-группами.

Остатком сахара в кверцитрине является остаток рамнозы, в изокверцитрине - остаток глюкозы и в рутине - остаток рутинозы (дисахарида, состоящего из остатков глюкозы и рамнозы).

Чрезвычайно широкое распространение флавоновых соединений в растительном мире свидетельствует об их важном значении для обмена веществ живых организмов. Следует отметить, что как кверцитрин, так и рутин являются основными представителями флавоновых соединений, обладающих Р-витаминной активностью. Рутин является спутником аскорбиновой кислоты в растениях; оба эти соединения образуют ферментную систему, участвующую в процессах дыхания в качестве окислительно-восстановительного комплекса.

Перечисленными выше соединениями полифенольного строения с пирановым кольцом не исчерпываются все соединения подобного типа, встречающиеся в ячмене и хмеле, в солоде и готовом пиве.

Например, существуют вещества, в которых происходит частичное расщепление кислородных связей между первой и второй позициями; к ним относится халкон; в хмеле он носит название «ксантогумол»:

Наконец, следует упомянуть о хлорогеновой кислоте, которой придается очень большая роль в процессах дыхания растений. Она построена по типу дидепсида и состоит из остатков кофейной и хинной кислот:

Остаток кофейной кислоты Остаток хинной кислоты

Хлорогеновая кислота, по А.И. Опарину, помимо участия в дыхании растений, играет большую роль в дезаминировании аминокислот у высших растений и, значит, в общем обмене веществ.

Флавоновые пигменты ячменного зерна участвуют в регулировании жизненных процессов, связанных с его прорастанием.

В общем, значение полифенольных соединений для процессов пивоварения большое.

Наличие лейкодельфинидина, лейкоцианидина и катехина установлено в солоде, а значит, и в ячмене.

Следует отметить, что ячмень является единственным злаком, содержащим антоцианогены, которыми в большой мере обусловлено качество пива (его коллоидно-химическая стойкость).

Известно, что химические соединения, способные тормозить окислительные процессы, называют антиоксидантами. Поскольку реакции окисления имеют радикальный характер, то под термином «антиоксиданты» чаще всего понимают ингибиторы радикальных реакций. К ним относятся и многоатомные фенолы, которые содержатся в растениях.

Попадая в наш организм с пищей, они проявляют свои ингибирующие свойства в радикальных биохимических процессах. Эта способность фенолов исключительно важна. Как известно, многие формы онкологических заболеваний инициируются активными свободными радикалами. Образуя устойчивые, а потому малореакционноспособные радикалы, многоатомные фенолы обрывают цепи в радикальных реакциях и тем самым тормозят развитие радикальных реакций, в том числе тех, которые сопровождают рост злокачественных опухолей.

К природным аналогам многоатомных фенолов следует отнести и антоцианидины «класс красителей», ответственных за цвета растительного мира. Три антоцианидина: цианидин, пеларгонидин и дельфинидин, встречающихся в природе в виде гликозидов имеют особенно широкое распространение. Все три красителя относятся к классу флавонов и являются пирилиевыми солями. В некоторых случаях окраска цветка растения определяется значением рН его физиологического раствора. Например, в зависимости от рН цианидин окрашивает как голубые, так и красные цветы. Антоцианы ответственны за окраску не только цветов, но и плодов. Именно с плодами они и попадают в наш организм. Желтый и красный перец, вишня, виноград, апельсины, как и другие яркоокрашенные плоды, содержат значительные количества антоцианов. Производные фенолов помогают человеку не только как пищевые добавки. В качестве эффективных антиоксидантов они нашли применение для стабилизации при хранении многих пищевых веществ (растительные и животные масла), моторных масел, нефтяных продуктов.

Одними из важных компонентов химического состава ячменя и хмеля, существенно влияющих на процесс приготовления солода и пива являются полифенолы. При солодоращении они являются ингибиторами прорастания ячменя, в пивоварении отрицательно влияют на вкус, цветность и коллоидную стойкость пива.

Практически все полифенолы – активные метаболиты клеточ­ного обмена, они играют существенную роль в различных физиоло­гических процессах – фотосинтезе, дыхании, росте, формирова­нии устойчивости растений к инфекционным болезням.

Ранее эти вещества называли танинами или дубильными веществами, однако в настоящее время считается общепринятым название «полифенолы». Прежнее название относится лишь к от­дельным группам полифенолов.

Примерно 80 % полифенолов сусла происходят из солода и лишь около 20 % вносятся с хмелем. В зерне эти вещества находятся, главным образом, в алейроновом слое и при его помоле попадают во фракцию крупки. Наиболее весомая часть полифенолов ячменя представлена антоцианогенами. В эндосперме ячменя и солода антоцианогены ас­социированы с гордеином, причем отмечена обратная корреляция: чем больше в зерне белка, тем меньше в гордеине антоцианогенов. Именно эти полифенолы отрицательно влияют на коллоидную стойкость, стабильность запаха, вкуса, пенистые свойства и цвет пива. Поэтому даже низкобелковистый ячмень может давать пиво с плохой коллоидной стойкостью из-за высокого содержания антоцианогенов.

Полифенолы присутствуют в пиве в виде веществ различного строения. Примерно 8 % полифенолов имеют молекулярную массу менее 500, 90 % веществ имеют молекулярную массу от 500 до 10 000 и только следы – больше 10 000. Иногда для оценки качественного состава полифенолов пива ис­пользуют термин «индекс полимеризации». Это отношение общего количества полифенолов к количеству антоцианогенов.

По современным представлениям полифенолы солода и хмеля в значительной мере определяют вкус, цвет, пенистые свойства пива, а также склонность готового напитка к коллоидному помутнению. Участие полифенольных веществ в образовании коллоидной мути пива было установлено еще в 1893 г. Брауном, впервые выделившим коллоидную муть пива и показавшим, что она состоит из полифе­нолов и белков.

Полифенольная фракция коллоидной мути включает в себя антоцианогены, производные лигнина, сложные эфиры простых фе­нолов. Соединения белков с полифенольными веществами имеют­ся в зерне ячменя и дополнительно образуются в процессе затира­ния зернопродуктов, фильтрования и кипячения сусла. Качество используемого сырья и условия проведения отдельных стадий при­готовления пива во многом определяют степень полимеризации фенольных веществ, а значит, и их влияние на качество пива.

В настоящее время полифенольные вещества классифицируются следующим образом.

Фенольными веществами называется ряд веществ, содержащих в своей структуре ароматические кольца с гидроксильной группой, а также их функциональные производные. Фенольные соединения, в ароматическом кольце которых имеется более одной гидроксиль­ной группы, именуют полифенолами.

Известно более 1000 разнообразных природных фенольных со­единений.

По химической структуре все фенольные соединения можно разделить на три основные группы: с одним ароматическим коль­цом, с двумя ароматическими кольцами, полимерные соединения.

В свою очередь, фенольные соединения с одним ароматическим коль­цом делятся на:

1) простые фенолы (С 6);

2) фенолкарбоновые кислоты;

3) кумарины и оксикоричные кислоты (С 6 - С 3).

Простые фенольные соединения с одним ароматическим коль­цом представлены: пирокатехином (1,2-диоксибензолом), резор­цином (1,3-диоксибензолом), гидрохиноном (1,4-диоксибензолом), флюроглюцином (1,3,5-триоксибензолом), оксигидрохиноном (1,3,4-триоксибензолом), пирогаллолом (1,2,3-триоксибензолом).

Группа фенолкарбоновых кислот представлена оксибензойными кислотами: протокатеховой, галловой, ванилиновой, n-оксибензойной и сиреневой.Они обычно присутствуют в связанной с другими соединениями форме. Например, галловая кислота в рас­тениях находится часто в виде м -дигалловой кислоты.

Третья группа фенолов с одним ароматическим ядром разделя­ется на две подгруппы: оксикоричные кислоты и кумарины. В рас­тениях часто встречаются эфиры оксикоричных кислот с алифатическими и гидроароматическими кислотами, например, хлорогеновая кислота.

Кумарины (производные коричной (кумариновой) кислоты) придают пиву запах свежескошенной травы и играют роль ингибиторов при проращивании ячменя. При декарбоксилировании кумариновой и феруловой кислот, которое осуществляют дрожжи Saccharomyces cerevisiae, происходит образование 4-этилгваякола и 4-винилгваякола. Эти соединения придают пиву фенольный привкус.

Фенольные соединения с двумя ароматическими кольцами представлены тремя типами соединений (С 6 - С 3 - С 6):

1) флавоноидами;

2) изофлавоноидами;

3) ротеноидами.

Молекула флавоноида содержит два бензольных кольца и одно гетероциклическое кислородосодержащее пирановое или пироновое кольцо. Если в молекуле флаваноида фенольная группа присоединена к третьему атому углерода, то образуется изомерное соединение – изофлаваноиды.

Флавоноиды по степени окисленности (или восстановленности) гетероциклического фрагмента могут быть разбиты на 6 основных подгрупп:

1) Катехины;

2) Лейкоантоцианы;

3) Антоцианы;

4) Флаваноны;

5) Флаванолы;

6) Флавоны.

К флаваноидам примыкают халконы, дигидрохалконы и ауроны.

Разнообразие флаваноидов достигается за счет различного замещения функциональных групп в ароматических кольцах А и В (например, в разных положениях могут присоединяться группы –ОН, –ОСН 3 , –СН 3), а также наличия ассиметрических атомов углерода и способности образовывать гликозиды с разными моно-, ди- и трисахаридами.

Катехины – наиболее восстановленная группа флавоноидов, которая в значительных количествах присутствует в ячмене и солоде. Это бесцветные вещества, склонные к полимеризации и легко окисляющиеся как путем аутоксидации (самоокисления), так и путем ферментативного окисления с помощью оксидоредуктаз, например, полифенолоксидазы. При этом образуется флобафен красного цвета, увеличивающий цветность сусла и пива.

Лейкоантоцианы содержатся в ячмене в большом количестве. Очень неустойчивые соединения и окисляются значительно легче катехинов. Они растворяются в воде и легко конденсируются с катехинами с образованием димеров-проантоцианидинов. При кислотной обработке легко переходят в окрашенные антоцианидины. К ним относятся антоцианогены - интенсивно окрашенные соединения, в природе встречающиеся как красящие вещества цветов. Следует отметить, что ячмень является единственным злаком, содержащим антоцианогены, которыми в большой мере обусловлено качество пива (его коллоидно-химическая стойкость).

Антоцианы – красящие вещества, содержащиеся в растениях. Окрашивают плоды, листья, лепестки цветов в самые разнообразные оттенки – от розового до черно – фиолетового. Все антоцианы содержат в гетероциклическом кольце четырехвалентный кислород (оксоний), благодаря чему легко образуют соли, например хлориды.

Флаваноны – очень нестойкие соединения. В состав этой группы соединений входит нарингин – компонент горечи цитрусовых, особенно плодов грейпфрута.

Флаванолы – вещества желтой окраски. Образуют большое число различных гликозидов, чаще всего производных следующих агликонов: кемпферола, кверцетина и мирицетина, которые в значительных количествах находятся в хмеле.

Флавоны – желтые красящие вещества, из которых наиболее распространены алигенин, лутеолин, трицин.

Образование флавоноидных соединений – характерная особен­ность высших растений. Ни грибы, ни лишайники не способны синтезировать флавоноиды. Все флавоноиды, кроме катехинов, встречаются как в свободном состоянии, так и в виде гликозидов. В качестве углеводной части могут быть моно-, ди- и трисахариды: глюкоза, ксилоза, рамноза, арабиноза, рутиноза (рамноза-α-1,6-глюкоза), софороза (глюкоза-β-1,2-глюкоза) и т.д. (не менее 10).

Гликозиды существуют в двух формах: О-гликозиды и С-глико-зиды.

О-гликозиды – обычная форма флавоноидных гликозидов. Са­мую большую группу составляют флавоновые гликозиды, в которых сахар находится в третьем положении углерода, наиболее часто встречаются 3,7-дигликозиды.

С-гликозиды – это соединения, в которых сахар присоединен непосредственно к ядру флавона через атом углерода в восьмом по­ложении. У этих гликозидов агликоны почти исключительно при­надлежат к классу флавонов.

Гликозирование флавоноидных пигментов цветов имеет суще­ственное значение. С одной стороны, это обеспечивает их устойчи­вость к свету и действию ферментов, с другой стороны, это улучша­ет растворимость пигментов в клеточном соке.

Полимерные фенольные соединения подразделяются на следующие подгруппы:

1) Лигнин;

2) Дубильные вещества;

3) Меланины.

Лигнин содержится в одревесневших растительных тканях наря­ду с целлюлозой и гемицеллюлозой. Это аморфное, нерастворимое в воде вещество, лишь 5 - 10 % которого растворяется в органичес­ких растворителях. Лигнин участвует в создании опорных элемен­тов растительных тканей. По своей химической природе лигнин – трехмерный полимер фенольной природы. При окислении нитро­бензолом в щелочной среде лигнин расщепляется с образованием ароматических альдегидов: ванилина, сиреневого альдегида и n-ок-сибензальдегида.

Дубильные вещества – условное название группы растительных полифенолов, имеющих молекулярную массу 1000 - 5000. Природ­ные дубильные вещества делят на две большие группы: гидролизуемые и негидролизуемые (конденси­рованные).

Конденсированные дубильные вещества в большей части явля­ются полимерами катехинов или лейкоантоцианов либо их сополи­мерами и сконцентрированы в семенной оболочке. Они обладают способностью осаждать белки, что приводит к образованию опалесценции и являются основными фенольными компонентами коллоидного осадка в пиве.

Гидролизуемые дубильные вещества в отличие от конден­сированных при обработке разбавленными кислотами распадаются с образованием более простых соединений. Конденсированные дубильные вещества под влиянием кислот увеличивают свою массу и образуют нерастворимые, аморфные, соединения.

В зависимости от строения образующихся при гидролизе пер­вичных фенольных соединений различают галловые и эллаговые гидролизуемые дубильные вещества. Нефенольным компонентом в обеих группах являются моносахариды, обычно глюкоза.

Гал­ловые дубильные вещества иногда называют галлотанинами. Это сложные эфиры галловой или дигалловой кислоты с глюкозой. Причем к молекуле глюкозы может присоединяться разное количе­ство (до 5) молекул галловой (или дигалловой) кислоты. Эллаговые дубильные вещества, или эллаготанины, при гидролизе дают в ка­честве фенольных остатков эллаговую кислоту, а в качестве сахари­стого остатка - чаще глюкозу. Эти вещества имеют ярко выраженный вяжущий вкус и при кипячении сусла с хмелем участвуют в образовании бруха.

При ферментативном окислении дубильные вещества превра­щаются в вещества красного и коричневого цвета - флобафены. Они нерастворимы в холодной воде, но растворяются в горячей, ок­рашивая настои и отвары в красно-бурые тона.

Меланины – фенольные полимеры, строение которых до кон­ца не выяснено. Они окрашены в черный или коричнево-черный цвет. При щелочном расщеплении меланины образуют пирокате­хин, протокатеховую кислоту и небольшое количество 5,6-диоксииндола.

К фенольным соединениям относится тестин, состоящий из белка и дубильных веществ. В том случае, когда концентрация тестина в пиве превышает 0,1% происходит ухудшение вкуса и изменение цвета пива. Тестин, так же как и другие фенольные соединения, растворяется в слабых растворах щелочей и может быть частично удален из оболочек во время замачивания ячменя.

Таким образом, рассмотрение химического состава и строения фенольных соединений, участвующих в пивоварении, свидетель­ствует о чрезвычайном многообразии этих веществ. Содержание полифенолов в ячмене колеблется от 0,1 до 0,3% и зависит от сорта, климатических условий, степени зрелости. Чтобы избежать помутнений, вызываемых полифенолами, необходимо проводить мероприятия по удалению указанных веществ до розлива пива. Более того, в настоящее время, проводятся селекционные работы по выведению сортов ячменя, не содержащих антоцианидинов (сорт Caminant).

Употребляйте богатую полифенолами пищу на протяжении всего дня. Поддерживайте высокий уровень полифенолов в крови на протяжении всего дня! Употребляйте нижеперечисленные продукты, богатые полифенолом, через каждые несколько часов. Уровень приема полифенолов будет подниматься после их приема и постепенно снижаться после постепенного вывода их из организма. Некоторые полифенолы не будут всасываться в кровь, а пройдут нетронутыми через пищеварительный тракт. Эти полифенолы также очень важны, они могут предотвратить рак толстой кишки и другие подобные заболевания.

Употребляйте много необработанных фруктов, овощей, круп и бобовых. Обработка продуктов удаляет из них полифенолы, поэтому употребляйте свежие или свежеприготовленные фрукты, овощи, крупы и бобовые. Постарайтесь не употреблять переработанные продукты и мясо. Полифенолы не разрушаются при небольшой обработке теплом или приготовлением, а приготовленная пища может предложить больший выбор полезных биологических элементов полифенола. Употребляйте больше приготовленной и свежей растительной пищи.

Выбирайте ярко окрашенные фрукты, овощи и крупы . Насыщенные цвета, например - красный, черный и пурпурный, являются показателями того, что продукт богат на полифенолы. Ешьте чернику, гранаты, красный виноград, клюкву и красный или фиолетовый сладкий картофель. Голубика и такие продукты, как черный рис, ячмень фиолетовый, черный сорго и пурпурный картофель являются источниками антоцианов, а также других полифенолов. Соединение, отвечающее за цвет куркумы, называется куркумин, оно также является полифенолом.

Пейте напитки, богатые полифенолами. Напитки – это сконцентрированные источники легко усваиваемого полифенола.

Ешьте темный шоколад и какао-порошок . И хотя шоколад и какао прошли некоторую переработку, но они являются самыми богатыми источниками полифенолов. Выбирайте темный и горький шоколад, а также неподслащенный какао. Насыщенные жиры в шоколаде не должны вызвать больших опасений по поводу уровня холестерина, если употреблять шоколад обдуманно.

Выберите горькие, вяжущие растительные продукты или продукты с сильным вкусом. Полифенолы имеют сильный вяжущий и горький вкус. Чистый гранатовый сок имеет ощутимый вяжущий вкус. Горький лук, тот, который заставляет вас плакать, имеет больше полифенола, нежели сладкий. Постарайтесь выбирать продукты с большим количеством полифенола, которые не были сильно подслащены или разбавлены, так как слишком большое количество сахара и подобных ингредиентов может свести на нет полезное действие полифенола. Нефильтрованное и вязкое оливковое масло также является хорошим источником полифенолов.

Покупайте зелень на рынке или выращивайте сами . Растения, выращенные в более натуральной среде, могут содержать большее количество полифенола. Проведенные в Италии исследования показали, что груши и персики, выращенные натуральным способом, содержат большее количество полифенола, чем выращенные обычным способом с применением пестицидов, что, в свою очередь, приводит к повышению натурального иммунитета растений (и, соответственно, увеличению содержания полифенолов). Растения производят больше полифенола для защиты от насекомых и болезней, особенно если те растут в не совсем благоприятных условиях. Вы употребляете эти растения, и полифенол начинает вас защищать!

Делая покупки в магазине, просмотрите на список полифенолов. Многие супермаркеты размещают на полках с зеленью списки полифенолов, хотя слово «полифенол», скорее всего, не будет использовано. Ищите что-то наподобие «Фенол» или «антоцианин». Также там будут указаны и другие полезные компоненты продукта, например лютен-каротеноиды. Попробуйте записать эти слова и найти в интернете их значение.

Читайте этикетки на продуктах и выбирайте те, в которых указанно содержание полифенола . В наше время существует множество таких продуктов. Некоторые полифенолы могут обозначаться как флавоноиды, флавонол или антоцианин. Современные продукты, такие как антиоксидантные напитки и шоколад, специально указывают на этикетке полифенолы или полифенольные флавоноиды. Как правило, указание такого ингредиента как полифенол запрещено для виноделов. Но, несмотря на это, одна фирма в Орегоне все-таки внесла в состав своего Пино Нуар 2002 года компонент ресвератрол.

Избегайте продуктов, которые являются источниками свободных радикалов, разрушающих антиоксидантные полифенолы . Полифенолы – это антиоксиданты, поэтому они будут уничтожены или разрушены действием вредных свободных радикалов. Хорошо то, что свободные радикалы будут нейтрализованы полифенолами, но они не будут оказывать того позитивного действия, которое так нам необходимо. Именно поэтому постарайтесь избегать продуктов, богатых на свободные радикалы, а именно продуктов, жаренных во фритюре, мяса, рафинированных продуктов. Постарайтесь избегать сильно прожаренного, обугленного или химически обработанного мяса, например бекона. Фритюр – это особенно вредный источник свободных радикалов, так как масло во фритюрницах постоянно окисляется при нагревании. Еще большее количество свободных радикалов появляется из-за высокой температуры обработки во фритюре.

Расслабьтесь. Ваш организм еще быстрее израсходует все полифенолы, если вы будете нервничать.