Терпени і терпеноїди

Роль глікозидів у рослинах

Значення глікозидів у рослині ще далеко не вивчено. Однак деякі відомості з цього питання маються.

Серед глікозидів є дуже важливі, метаболічно активні cпoлуки. Це оліго- і полісахариди, сахарофосфати, що належать до групи О-глікозидів, а також нуклеозиди і нуклеотиди, що належать до групи N-глікозидів. Їх значення для рослин добре відомо.

1.Ряд глікозидів надають квіткам і плодам рослин забарвлення (антоціани, халкони).

2.Можлива захисна роль глікозидів, тому що деякі з них є отруйними (ціаногенні глікозиди, сапоніни, глікоалкалоїди).

Якщо ще мало відомо про роль глікозидів у рослині, то набагато більше відомостей про дію їх на організм тварин і людини. Серед глікозидів багато токсичних речовин (сапоніни, глікоалкалоїди). Чимало глікозидів використовують як лікарські засоби (серцеві глікозиди, С-глікозиди), вітаміни (ескулетин). Деякі глікозиди визначають смакові якості харчових продуктів, тому що часто мають гіркий смак і специфічний запах (гірчиця, хрін, гіркий мигдаль, ванілін тощо).

Терпени – це ненасичені вуглеводні із числом вуглецевих атомів, кратним п'яти. Назва «терпен» походить від слова «терпентин» – скипидар, що є ефірною олією хвойних. Терпени можна розглядати як похідні основної розгалуженої одиниці – ізопрену. Розгалужений кінець молекули ізопрену називають «головою», а нерозгалужений – «хвостом». Іноді «голову» позначають літерою і, а «хвіст» – р, тоді ізопрен записують ір.

Терпеноїди – це терпени, що містять кисень. Вважають, що терпени і терпеноїди за чисельністю перевершують усі інші речовини вторинного походження: їх відомо вже понад 10 тисяч. Класифікують терпени і терпеноїди за числом С₅-одиниць у молекулі.

Найбільш поширений спосіб зв'язування в терпенах С₅-ізопренових одиниць – «голова до хвоста» – ірір, але також зустрічаються сполуки, пов'язані «хвіст до хвоста» – іррі.

Число С-атомів у молекулі терпену або терпеноїду	Речовини, що належать до даної групи
С5	Ізопрен
С10	Компоненти ефірних олій
С15	Компоненти ефірних олій, абсцизова кислота
С20	Компоненти смол, гібереліни
С25	Компоненти смол
С30	Компоненти смол, стероїди
С40	Каротиноїди
Політерпени	Поліпреноли. Каучук. Гута

Терпени і терпеноїди, що містять С₁₀ і більше вуглецевих атомів, можуть бути ациклічними і циклічними. Причому останні можуть мати в молекулі один, два, три і більше циклів.

С ₅-Ізопрен

Ізопрен – газ. Він звичайно міститься в рослинах у малих кількостях, і виявити його можна тільки за допомогою дуже чутливих методів. Але за певних умов кількість ізопрену, що виділяється рослиною, може різко зростати. Це відбувається при інтенсивному освітленні, високій температурі і низькій концентрації СО₂ у повітрі.

У рослинах зустрічаються похідні ізопрену – диметилалілпірофосфат (ДМАПФ) та ізопентилпірофосфат (ІПФ). Це проміжні продукти синтезу терпенів. Вони не накопичуються, а за­знають швидких перетворень.

У рослинах ізопрен часто утворює бічні ланцюги в різних сполуках. Наприклад, остол – компонент лікарської рослини дягелю, що використовується при шлунково-кишкових захворюваннях, є кумарином з ізопреноїдним бічним ланцюгом. Фітогормони цитокініни в якості бічного ланцюга також мають залишок ізопрену.

С₁₀-,С₁₅-Терпени і терпеноїди – компоненти ефірних олій

Мірцен і оцимен – С₁₀-ациклічні терпени. Мірцен міститься в ефірній олії сумаху, хмелю, мірціа, оцимен – у базиліку.

Однак більш важливу роль у складі ефірних олій відіграють терпеноїди – альдегіди і спирти. Відомі спирти ліналоол, гераніол, цитронелол. Ліналоол має запах конвалії і міститься в квітках конвалії, в ефірній олії апельсину, коріандру, м'яти. У рослинах зустрічаються його складні ефіри з мурашиною, оцтовою, валеріановою кислотами. Суміші таких ефірів визначають аромат багатьох плодів, наприклад персиків.

Гераніол має запах троянди і зустрічається в ряді ефірних олій (троянди, евкаліпта). Цитронелол також має запах троянди і міститься в олії троянди, герані тощо. При окисленні гераніолу утворюється альдегід цитраль. Він входить до складу лимонної, вербенової та інших ефірних олій.

Лімонен, a-терпінен і сильвестрен – моноциклічні терпени. Найбільш поширений лімонен, який міститься в ефірній олії плодів цитрусових, кмину, кропу, в скипидарі тощо. a-Терпінен виділений з ялівцю, сильвестрен – із скипидару.

До сполук, що мають у складі кисень, належать ментол і камфора. Ментол – головна складова частина олії м'яти, з якої його виділяють у великій кількості і використовують у фармацевтичній промисловості й у косметиці. Ментол – основний компонент валідолу.

Камфора належить до біциклічних терпеноїдів і на відміну від усіх розглянутих вище сполук є не рідиною, а твердою речовиною. Вона міститься в деревині та листках камфорного лавру, що спочатку був єдиним джерелом її одержання до часу, коли був виявлений камфорний полин. Тепер камфору одержують синтетичним шляхом із скипидару. Вона широко застосовується в медицині у складі препарату, що збуджує серцеву діяльність.

Трициклічний С₁₀-терпеноїд тересанталол входить до складу ефірної олії сандалового дерева. Із духмяної деревини сандалових дерев виготовляють віяла, статуетки, посуд тощо.

До С₁₅-терпеноїдів належать ациклічні спирти фарнезол і неролідол. Фарнезол знайдений у багатьох рослинах (квітки конвалії, липи та ін.). Неролідол міститься в ефірній олії квіток апельсина, у перуанському бальзамі. Він широко застосовується в парфумерній промисловості в якості фіксатора, що знижує леткість змішаних із ним ароматних речовин. Особливо цінуються фіксатори з приємним запахом. Таким є неролідол.

Із бергамотної, лимонної олій та з хвої виділений терпен, що містить у молекулі одне кільце, – бесаболен. В олії евкаліпта міститься гваякол. Його молекула складається з двох кілець. Із олії багна виділений ледол, молекула якого утворюється з трьох кілець. С₁₅-Терпенову природу має також фітогормон абсцизова кислота.

Ефірні олії

Назву цим речовинам дали у XVIII ст., коли про їхній хімічний склад ще нічого не було відомо. Ефірними їх назвали за леткість, оліями – тому що вони легші за воду і не змішуються з нею. Незважаючи на неточність, цей термін зберігся дотепер.

Ефірні олії рослин являють собою складний комплекс речовин, у якому вже знайдено понад 500 індивідуальних компонентів. Причому в одній рослині може міститися до 270 різних сполук. До їх складу переважно входять С₁₀- і С₁₅-терпени і терпеноїди, які перебувають у вільному стані, у вигляді складних ефірів або глікозидів. Крім терпенів, в ефірних оліях присутні й інші пахучі речовини. Це складні ефіри органічних кислот аліфатичного ряду, а також бензойної, фенілоцтової і коричної кислот, глікозиди (ванілін), альдегіди, кумарини, гірчична олія, індол тощо.

Ефірні олії містяться в різних органах рослин (квітках, пелюстках, квіткових бруньках, плодах, насінні, листках, корі, деревині, коренях, кореневищах тощо) у різній кількості. Так, у квітках фіалки міститься 0,004 % ефірної олії, а в квіткових бруньках гвоздики – до 23 %.

Деякі ефіроолійні рослини можуть виділяти в повітря багато летючих речовин. Наприклад, купина (Dictamnus albus) виділяє стільки ефірної олії, що може спалахнути, якщо близько піднести запалений сірник, тому її називають «неопалима».

Роль ефірних олій у рослині

Припускають, що ефірні олії насамперед виконують захисну функцію: захищають рослини від хвороб, шкідників, поїдання тваринами, охороняють їх від коливання температур, регулюючи транспірацію, затягують рани в корі та деревині. Ефірні олії сприяють привабленню комах-запилювачів. Багато компонентів ефірних олій виконують роль алелопатичних агентів.

Вважають, що ефірні олії, змінюючи поверхневий натяг, прискорюють рух води у рослині. Крім того, вони впливають на окремі ферментативні процеси.

Одержання ефірних олій

На основі леткості та розчинності в органічних розчинниках ефірних олій розроблені методи їх видалення з рослинної сировини: перегонка з водяною парою, екстракція органічними розчинниками, анфлераж, механічне виділення.

Екстрагують олії органічними розчинниками (ефір, ацетон, петролейний ефір та ін.) в апараті Сокслета, а іноді зрідженими газами (СО₂, бутаном, хладоном та ін.). Після видалення розчинника одержують чисту ефірну олію або її суміш з іншими речовинами (смолами, восками).

Анфлераж заснований на поглинанні ефірної олії зі свіжозібраної сировини сорбентами, частіше твердими жирами. На рами, що потім збирають у герметично закриту батарею, наносять шар твердого жиру у 3-5 мм (суміш свинячого та яловичого), а зверху розміщують свіжу сировину і витримують 48-72 години. Потім сировину замінюють (до 30 разів) до насичення жиру ефірною олією. Із насиченого жиру олію есктрагують спиртом. Екстракт виморожують, щоб домішки випали в осад, спирт відганяють і одержують чисту ефірну олію.

Перегонка з водяною парою є найбільш поширеним способом одержання ефірних олій. Його використовують, коли сировина містить багато олії, яка є термостабільною.

Механічний спосіб одержання застосовується в тих випадках, коли ефірна олія знаходиться у вмістищах (шкірка цитрусових). Тоді її виділяють пресуванням.

Дата добавления: 2014-01-04