SUBSTANŢE BIOLOGIC ACTIVE DIN ALIMENTE

VITAMINELE

Vitaminele sunt substanţe organice de origine vegetală san microbiană de care organismul animal sau al omului are absolută nevoie pentru creşterea şl funcţionarea sa normală. o desfăşoară (ca şi enzimele) o activitate biologică intensă în concentraţii foarte mici o nu au rol energetic sau plastic. o din punct de vedere chimic, vitaminele aparţin celor mai variate clase de substanţe

organice având structuri chimice foarte diferite o caracterul de vitamină nu este legat o structură chimică anumită, ci rezidă în

incapacitatea unui organism de a sintetiza el însuşi această substanţă. Astfel, acidul ascorbic (vitamina C) reprezintă pentru om, maimuţă şi cobai o vitamină, dar nu şi pentru şobolan care îşi poate sintetiza acest compus în organismul său propriu. Pentru plante şi o serie de microorganisme, nu există vitamine, deoarece acestea îşi pot sintetiza toate substanţele de care au nevoie. Organismele situate pe o treptă de evoluţie mai ridicată şi-au pierdut această proprietate în decursul evoluţiei.

Importanţa biologicăo intervin în reglarea celor mai diferite procese metabolice o sunt absolut necesare pentru asigurarea funcţiilor vitale ale organismului. o fiecare vitamină este o componentă structurală a unei anumite enzime sau a unui grup

de enzime, ceea ce explică caracterul lor indispensabil pentru toate organismele vii.o avitaminoza este absenţa completă a unei vitamine din organismo hipovitaminoza este generată de un aport insuficient de vitamine preluate prin hrană o hipervitaminoza este generată de un aport exagerat de vitamine preluate prin hranăo necesarul în vitamine al organismului variază foarte mult şi poate creşte de mai multe

ori, faţă de necesarul normal, în cazul unor solicitări mai deosebite (efort, boală, sarcină).

o antivitaminele sunt substanţe cu structură chimică foarte apropiată de cea a vitaminelor şi anihilează prin competiţie, acţiunea biologică a acestora, generând stări de carenţă vitaminică

Nomenclatură denumirea de vitamină (vita = viaţă, amină = azot) datează încă din acea vreme,

cînd se presupunea că aceşti compuşi indispensabili vieţii ar fi formaţi exclusiv din combinaţii azotate.

primele denumiri ale vitaminelor se făceau după simptomele bolilor pe care ele erau în stare să le vindece. Exemplu: vitamina antixeroftalmică, antirahitică, antiscorbutică, antineuritică etc.

denumirea vitaminelor folosind literele mari ale alfabetului latin, de regulă, în ordinea descoperirii lor (vitamina A, B, C, D etc.), adăugînd acestora, în caz de nevoie şi

cifre arabe ca indice (A1, A2, şi A3 sau B1, B2...B15 etc.) deoarece nu toate vitaminele prezentau o acţiune foarte strictă legată de vindecarea unei anumite boli

denumirile chimice ale vitaminelor - acid ascorbic pentru vitamina C, sau denumiri derivate din cele chimice, ca tiamina pentru vitamina B1, riboflavina pentru vitamina B2 sau piridoxina pentru vitamina B6 - au fost date ca urmare a îmbogăţirii cunoştinţelor despre structura chimică a acestor substanţe atât de preţioase.

Această evoluţie istorică în studiul şi descoperirea vitaminelor explică şi de ce una şi aceeaşi vitamină poartă uneori atîtea denumiri folosite chiar în zilele noastre.

ClasificareCa şi criteriu de clasificare a vitaminelor fost stabilită solubilitatea lor :

vitamine liposolubile – solubile în grăsimi şi solvenţi ai grăsimilor vitamine hidrosolubile – solubile în apă

Vitaminele liposolubile

Sunt vitaminele A, D,E şi K solubile în grăsimi şi solvenţi ai grăsimilor şi insolubile în apă.

Vitamina A, retinolul, vitamina antixeroftalmică sau vitamina de creştere este din punct de vedere chimic un alcool primar nesaturat, înrudit cu carotenoizii. are un rol multiplu şi important - în creşterea si menţinerea funcţiei epiteliilor, în

asigurarea funcţiei diferitelor glande endocrine, ajută la îmbunătăţirea şi menţinerea sistemului imunitar, participă la procesul vizual prin regenerarea rodopsinei iar prin rolul ei antioxidant ajută la protejarea celulelor şi ţesuturilor organismului faţă de bolile cardiovasculare şi cancer.

există mai multe vitamine A, toate sintetizate numai de plante, fie sub formă de vitamina A propriu-zisă, fie sub forrnă de provitamină, care în organismul animal poate fi transformată în vitmnină.

se găseşte în legume şi fructe (mai ales în cele galbene, de exemplu morcov, caise, cătină, dar şi în lapte, ficat şi grăsimi).

CH2OH

carotenazã+H2O

2

caroten Vitamina A 1

Carenţa de vitamina A duce la om la hemeralopie sau orbul găinilor şi în stări mai grave la xeroftalmie (uscarea corneei şi a conjuctivei) şi la keratomalacie (dezintegrarea necrotică şi sclerozarea corneei). Ultimele două afecţiuni pot duce rapid la orbire, dacă nu se intervine la timp cu tratament.

În cazuri de hipovitaminoze A mai uşoare, se constată uscarea pielii, pierderea luciului părului, infecţii gingivale etc.

În cazuri de hipervitaminoză A (întîlnită la administrarea de doze prea mari de preparate sintetice de vitamina A), se constată infecţii ale globului ocular şi căderea părului.

Vitamina D, calciferolul, sau vitamina antirahitică este un derivat al colesterolului joacă un rol esenţial în metabolismul calciului şi fosforului, favorizînd absorbţia lor

intestinală precum şi asimilarea lor de către sistemul osos. se cunosc mai multe vitamine D - toate derivate de la colesterol - notate cu D2 pînă la

D6.

C

H2CCH3

17

HO

17

CH3

17 17 17C2H5 C2H5

Vitamina D 2 D3 D4 D5 D6

se găseşte ca atare sau sub formă de provitamină în untura de peşte, în produse lactate, în ouă şi ciuperci comestibile şi se poate forma din sterolii naturali (provitamine) sub acţiunea razelor ultraviolete, atît în organismul animal, cît şi în cel al unor plante.

rahitismul este cea mai cunoscută hipovitaminoză D şi constă într-o perturbare gravă a procesului de mineralizare a sistemului osos şi se manifestă la copii în perioada de creştere prin deformări ale oaselor.

hipervitaminoza D se poate instala la copii trataţi în mod exagerat cu preparate de vitamina D şi duce la depunerea de calciu şi fosfor în diferite organe şi în pereţii vaselor sangvine, provocînd sclerozarea lor.

Vitamina E, tocoferolul sau vitamina fertilităţii este un derivat al tocolului are o acţiune antisterilică şi protectoare asupra sarcinii, are un rol de antioxidant,

împiedicînd oxidarea grăsimilor şi a altor substanţe biologic active, cu duble legături în moleculă, care pot forma peroxizi toxici pentru organism

se cunosc în total 7 vitamine E, structural foarte înrudite între ele şi toate de origine vegetală.

vitaminele E se găsesc într-o cantitate mai însemnată în salată verde, embrioni de grîu şi de porumb. În organismul animal, ele ajung odată cu hrana şi sunt depozitate în splină, ficat, creier, lapte şi gălbenuş de ou.

Carenţa de vitamina E duce la scăderea capacităţii de reproducere şi la scăderea rezistenţei organismului la infecţii

O1

2

345

67

8

CH3

HO

H3C

CH3

(CH2)3

CH3

CH

CH3

CHCH3

(CH2)3 CH

CH3

(CH2)3

CH3

- Tocoferol

Vitamina K sau vitamina antihemoragică este un derivat al naftochinonei este de origine vegetală şi joacă un rol important în coagularea sîngelui

se cunosc trei vitamine K (K1, K2 şi K3) cu o structură chimică înrudită şi o funcţie biologică foarte apropiată

omul poate obţine vitamina K din unele alimente vegetale (spanac K1) dar de regulă este aprovizionat cu această vitamină de către propria sa floră intestinală (K2).

CH3CH3

CH CH(CH2)3 CH

CH3

(CH2)3

CH3

12

345

67

8

CH3

O

O

CH2 C (CH2)3CH

CH3

Vitamina K

în hipovitaminoza K1 se produc hemoragii în diferite zone ale corpului care se datoresc imposibilităţii sîngelui de a mai coagula deoarece ficatul nu mai poate sintetiza protrombina necesară procesului de coagulare a sîngelui

stările de hipovitaminoză K pot apărea fie cînd absorbţia în intestin a vitaminei K este deficitară, fie în prezenţa antivitaminelor K.

VITAMINELE HIDROSOLUBILE

Din această grupă fac parte un număr mare de vitamine solubile în apă, dintre care amintim doar pe cele mai importante şi anume: vitamina B1, B2, B12, PP şi C. Majoritatea acestor vitamine intră sub formă de coenzime în structura unor enzime cu acţiuni biologice foarte importante.Vitamina B1, tiamina sau aneurina este un derivat al tiazolului şi pirimidinei şi intră sub formă de tiaminpirofosfat în

structura unor enzime cu rol important în metabolismul glucidelor şi în ciclul acidului citric.

se găseşte în cantităţi mari în coaja grăunţelor de cereale şi orez şi trece odată cu măcinarea şi cernerea făinii, respectiv decorticarea orezului, în tărîţe (în mare parte).

N

N S

N+

CH2H3C NH2

CH3

CH2

OHCH2

Vitamina B 1

1'2'

3' 4'

5'

în ţesuturile animale vitamina K se găseşte mai ales în inimă, rinichi şi creier. avitaminozei B1 - carenţa în vitamina B1, produce tulburări grave: alterarea

funcţională a creierului, inflamarea şi degenerarea sistemului nervos periferic (nevrite) cu apariţia de contracţii spastice şi paralizii, slăbirea inimii etc. Toate aceste manifestări sînt simptomele bolii beri-beri, care apare în special la popoarele care se hrănesc cu orez decorticat.

Vitamina B2, riboflavina sau lactoflavina se deosebeşte din punct de vedere structural complet de vitamina B1. Ea conţine în

moleculă un nucleu izoaloxazinic substituit cu un radical ribitol (radicalul polialcoolului corespunzător ribozei) şi face parte din clasa pigmenţilor galbeni, denumiţi flavine (flavus = galben), de unde şi denumirea de riboflavină.

în organism, vitamina B2 apare atît sub formă de riboflavină liberă, cît şi sub formă de esteri fosforici, numiţi flavinmononucleotid (FMN) şi flavindinucleotid (FAD), care intră în structura aşa-numitor flavinenzime (de ex. fermentul galben respirator) cu rol esenţial în procesele de oxidare din celule.

riboflavina este foarte răspîndită în natură şi se găseşte atît sub formă liberă în lapte (de unde şi denumirea mai veche de lactoflavina), dar mai ales sub formă de esteri fosforici în ficat, rinichi, drojdie şi ouă. Nu poate fi sintetizată de animale şi om.

în cazuri de avitaminoză B2 se produc leziuni tegumentare, fisuri la colţul gurii, stomatite, conjuctivite, căderea părului, micşorarea rezistenţei la infecţii ş.a.

CH2

H3C

N

N CNH

CN

CH

OH

CH2

OHCH

OH

CH

OH

O

O

H3C 1 23

4567

8 9

10

Vitamina B 2

N

HO

CH2OH

CH2 OH

H3CPiroxidinã Piridoxal

H3C

OHCH2HO

N1

2

3

4

5

6 H3C

OHCH2HO

N

COH CH2 NH2

Piridoxaminã

Vitamina B 6

Vitamina B6 este un derivat al piridinei sub formele de piridoxină, piridoxal sau piridoxamină. sub cele trei forme ale ei vitamina B6 este foarte răspândită în natură, în special în

plantele ierboase. carenţa de vitamina B6 în organismele animale şi la om produce modificări cutanate,

tulburări nervoase, anemie.

Vitamina B12 sau cobalamina are o structură chimică complexă poate fi sintetizată numai de microorganisme, inclusiv de cele existente în flora

intestinală. este singurul compus organic cunoscut pînă în prezent care conţine cobalt (de unde şi

denumirea). cobalamina a fost întîlnită numai în ţesuturi şi organe animale (carne, ficat,

rinichi); în cantităţi mai mici se găseşte şi în gălbenuşul de ou şi lapte. carenţă în această vitamină duce la anemia pernicioasă, caracterizată printr-o

dereglare a hematopoezei, lipsa unei secreţii gastrice şi perturbări ale sistemului nervos, boala ce poate fi vindecată prin administrare de mici cantităţi de vitamina B12.

în organismul uman această vitamină intervine în reacţiile de transmetilare, în metabolismul aminoacizilor şi în sinteza acizilor nucleici.

Co

N

N

N N

C

CC

P

O

O

CN

R1

R1

R1

R2

R2

R2

R1R1 unde:

H3C

H3C

CH2

CH2 CH3

O O

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

OH

CH2OH

NH2CO

NH

CH3

CH3

H

H

O

HC

CH3

CH2

CH2

H3C

C

CH2 CO NH2CH2

O

NHC

N

(cobalamina)

I

II

III

IV

Vitamina B 12

Vitamina B17 – este amigdalina – o glicozidă prezentă în sâmburii de caise. Consumul zilnic de sâmburi de caise previne apariţia cancerului Acidul pantotenic se găseşte în toate organismele animale şi vegetale şi este important pentru că intră în

compoziţia coenzimei A. este format din alanină şi acid dihidroxi dimetil butiric.

HO CH2

CH3

CH3

C CH CO NH CH2 CH2 COOH

OHAcidul pantotenic

este factor de creştere şi stimulează metabolismul celular sub diverse aspecte.

Vitamina PP, nicotinamida sau niacina, este amida acidului nicotinic şi reprezintă factorul pelagra-preventiv (factorul PP).

N

CO

NH2

Vitamina PP

este larg răspîndită în lapte, carne, ficat, rinichi, drojdie şi legume, dar lipseşte complet din porumb.

avitaminoza PP duce la pelagră, boală care se manifestă sub formă de tulburări grave la nivelul sistemului nervos central, al tractului gastro-intestinal şi al pielii şi apare sub formă endemică mai ales în acele regiuni, în care populaţia se hrăneşte exclusiv cu porumb.

vitamina PP intră în structura piridinnucleotidelor (NAD, NADP) care sunt coenzimele unor dehidrogenaze cu rol important în procesele de oxidoreducere celulară.

Biotina (vitamina H – bios II) stimulează creşterea ţesuturilor meristematice, intensificând diviziunea celulară. se găseşte în cantităţi mari în plantele furajere uscate, grâu, orez, drojdie de bere se cunosc biotinele şi care au o structură biciclică fiind formate dintr-un nucleu

pirimidinic şi unul tiofenic de care se leagă acidul valerianic sau izovarianic.

O CN

H

C

H

SCH

CH2

CH3

COOH

CH3(CH2)4

H CH

COOH

H

CN

C H

Biotina Biotina

C

N C

HH H

CH2

S

H

C

H

NCO

Vitamina C, acidul ascorbic sau vitamina antiscorbutică este larg răspîndită în natură, mai ales în legume şi fructe proaspete (ardei, roşii,

pătrunjel, spanac, cartof, măceşe, citrice ş.a.). prin fierbere conţinutul în vitamina C se reduce, de regulă, la jumătate din punct de vedere chimic vitamina C este lactona unui acid hexonic. Se mai

numeşte acid ascorbic deşi nu are gruparea carboxilică liberă aceasta fiind blocată de legătura lactonică formată între C1şi C4.

O C

C

C

H

HC

C

O

CH2OH

HO

HO

HO

joacă un rol important ca donor de hidrogen, mai ales, în reacţiile de hidroxilare la biosinteza colagenului din ţesuturile conjunctive şi a derivaţilor hidroxilaţi ai steroizilor din corticosuprarenale.

stimulează metabolismul glucidelor, lipidelor, glicoproteidelor şi a numeroşi aminoacizi. Este numită activator general al metabolismului celular.

are o importantă acţiune antioxidantă omul, maimuţele şi cobaii, au nevoie de un aport regulat de vitamina C prin hrană marea majoritate a animalelor îşi pot însă sintetiza necesarul de vitamina C, pornind

de la glucoză. avitaminoza C, cunoscută sub denumirea de scorbut şi întîlnită în trecut, de obicei la

exploratori, navigatori de curse lungi şi asediaţi, se manifestă la început sub forma unei senzaţii permanente de oboseală, după care urmează dureri ale membrelor şi umflături dureroase ale încheieturilor, hemoragii ale mucoaselor, inflamarea gingiilor

şi căderea dinţilor, rezistenta scăzută faţă de boli infecţioase, ducînd deseori la moarte.

În produsele alimentare acidul ascorbic păstrează culoarea naturală a mezelurilor, şi a cărnii, asigură conservarea laptelui şi produselor lactate şi a produselor cu conţinut ridicat de grăsime (conservarea untului).

Vitamina C îmbunătăţeşte calitatea făinii Prin fierbere şi uscare se distruge

Vitamina P (citrine) are în structură un amestec de glicozide naturale care au ca aglicon pigmenţi din clasa

flavonelor. cele mai reprezentative sunt rutina, hesperitina şi quercetina.

O

HO

OH

O

OH

OH

glucozã ramnozãO

Rutina

O

OH

OH

HOO

O

Oglucozã

CH3

Hesperitinã

1 2

345

67

8

sunt larg răspândite în natură în special în fructele citricelor şi în ardei. rolul vitaminelor P este de a mări rezistenţa vaselor sanguine, măresc tonusul

miocardului, ajută prin sinergism vitamina C în combaterea scorbutului, au acţiune antioxidantă.

HORMONII

Importanţa biologică

Hormonii au un rol reglator al funcţiilor organismului, cornparabil cu cel al sistemului nervos vegetativ. Deosebirea între aceste două sisteme reglatoare constă însă în faptul că, în timp ce pe cale nervoasă funcţiile vegetative ale organismului sunt stimulate sau inhibate în mod rapid, prin intermediul hormonilor se realizează aceleaşi efecte dar, de obicei, într-un mod mai lent şi durabil.

Hormonii coordonează şi reglează metabolismul glucidelor, lipidelor şi protidelor, precum şi metabolismul apei şi al substanţelor minerale. Ei intervin în procesele biologice legate de funcţia de reproducere, de dezvoltarea şi menţinerea caracterelor sexuale secundare, intervin de asemenea în procesele dc adaptare la mediu şi multe altele.

Deficitul sau excesul hormonilor provoacă întotdeauna tulburări funcţionale evidente.

Între sistemul nervos vegetativ şi ansamblul glandelor cu secreţie hormonală există corelaţii foarte strînse. Corelaţii strînse există şi între diferitele glande endocrine. Astfel, dacă una din aceste glande produce o cantitate insuficientă din hormonii ei specifici, o altă glandă, cu acţiune sinergică, secretă mai mult din hormonul ei specific pentru a compensa lipsa, iar acea glandă, care secretă cumva un hormon cu acţiune antagonistă, îşi va reduce, la rîndul ei, nivelul ei de secretare, contribuind astfel la refacerea echilibrului în organism.

Hormonii nu sunt specie-specifici, adică nu sunt caracteristici speciei care îi produce. Acest lucru prezintă un mare avantaj pentru practică, prin faptul că hormonii extraşi din glandele animalelor pot fi administraţi cu succes şi la om.

2. DEFINIŢIE

Hormonii sunt substanţe organice endogene, elaborate de glande endocrine (glande cu secreţie internă) şi vărsate de acestea direct în sînge, care le transportă pînă la organele şi ţesuturile a căror funcţie o reglează. Denurnirea lor derivă de la cuvîntul grecesc ,,hormao" ceea ce înseamnă ,,excit". Hormonii se mai definesc şi drept mesageri chimici, deoarece îşi exercită acţiunea lor caracteristică, de regulă, departe de locul unde au fost elaboraţi.

Dintre glandele endocrine care secretă horrnoni fac parte: epifiza, hipofiza, tiroida, paratiroidele, timusul, glandele suprarenale, insulele lui Langerhans din pancreas, ovarele şi testicolele.

3. CLASIFICARE

Clasificarea hormonilor se poate face după mai multe criterii:După regn, se împart în zoohormoni (regn animal) şi fitohormoni (regn vegatal).După rolul biologic, se împart în hormoni sexuali, hormoni de creştere, hormoni

glandulotropi (care stimulează glandele endocrine în sinteza hormonilor) etc.După glanda endocrină de care sunt elaboraţi, hormonii se împart în hormoni

tiroidieni, ovarieni, hipofizari, corticosuprarenali etc.După structura lor chimică, hormonii se împart În hormoni derivaţi de la

aminoacizi, hormoni de natură polipeptidică, hormoni de natură proteică şi hormoni cu structură steroidică.

a. Hormoni derivaţi de la aminoacizi

Dintre hormonii mai importanţi, din această clasă, fac parte adrenalina şi tiroxina.

Adrenalina sau epinefrina este secretată de medulosuprarenală. A fost primul hormon identificat chimic şi primul care a fost obţinut şi pe cale sintetică. Este un derivat al tirozinei şi are o largă întrebuintare în medicină.

Adrenalina se poate acumula în anumite spaţii intramedulare, de unde poate fi eliminată brusc în sînge, provocînd accelerarea bătăilor inimii, intensificarea respiraţiei, dilatarea pupilei, vasoconstricţia periferică (paloare) şi vasodilataţie coronariană. Astfel de reacţii se produc în mod curent în cursul emoţiilor, al stărilor de alarmă şi de furie şi ori de cîte ori organismul este supus unor situaţii dificile.

Un exces de adrenalină în organism duce la o epuizare generală a organismului.

Tiroxina este elaborată de glanda tiroidă şi este tot un derivat al tirozinei. Acest hormon, considerat ca un hormon prin excelenţă al metabolismului, intensifică toate procesele de ardere din organism.

OH

OH

OH O

CH3

HC

H2C NH

AdrenalinãHC

OH

I I

II

CH2

NH2

COOHTiroxinã

În cazurile , în care glanda tiroidă secretă cantităţi exagerat de crescute de tiroxină (hipertiroidism, cunoscut sub dcnumirea dc boala lui Basedow), se produc o serie de tulburări funcţionale, dintrc care, cea mai caractcristică este crcştcrca metabolismului bazal, însoţită dc accelerarea bătăilor inimii (tahicardie), scăderea greutăţii corporalc, nervozitate exagerată, tremurături ale degetclor ş.a. În această situaţie se obscrvă, de obicei, şi o mărire a glandei tiroide care apare sub formă de guşă, precum şi o bulbucare caractcristică a ochilor (exoftalmie).

În cazul unei funcţionări dcficitarc a glandei tiroide (hipotiroidism), metabolismul bazal este anormal de scăzut şi bolnavul prezintă o scădere a tonusului nervos, care poate rnerge pînă la cretinism.

b. Hormoni de natură polipeptidică

Dintre aceşti hormoni fac parte, între altele, vasopresina, oxitocina, insulina, glucagonul, calcitonina ş.a.

Vasopresina şi oxitocina, elaborate de hipofiza posterioară, sunt hormoni de natură peptidică alcătuită din cîte 8 aminoacizi, dintre care 6 sunt identici la cei doi hormoni.

Vasopresina are acţiune hipertensivă bazată pe constricţia vaselor periferice şi reglează eliminarea apei prin rinichi. În cazurile de insuficienţă funcţională a hipofizei posterioare, se produce o eliminare excesivă de apă pe cale renală, dereglare cunoscută sub denumirea de diabet insipid.

Oxitocina are acţiune asupra musculaturii uterului în cursul naşterii, provocînd contracţia sa; favorizează totodată şi evacuarea laptelui din alveolele glandei mamare.

Insulina, secretată de pancreas la nivelul aşa-nurnitelor insule Langer-hans, este un hormon polipeptidic format din două lanţuri polipeptidice (compuse din 21, respectiv 30 aminoacizi, legate între ele prin două punţi disulfidice). Insulina are un rol esenţial în metabolismul glucidic şi reglează nivelul glicemiei (concentraţia glucozei din sînge) printr-o acţiune hipoglicemiantă, adică accelerează transformarea glucozei în glicogen care se depune ca substanţă de rezervă în ficat şi muşchi.

În cazul unui deficit de insulină, creşte nivelul glucozei din sînge (hiperglicemie), ceea ce duce la o continuă eliminare a excesului pe cale renală (glicozurie). Această

dereglare cunoscută ca diabet zaharat, este destul de frecventă şi se tratează cu succes prin administrarea regulată de insulină.

Glucagonul, secretat de pancreasul endocrin, este un polipeptid format din 29 aminoacizi şi produce un efect contrar celui al insulinei. Stimulează hidroliza glicogenului cu formare de glucoză, ceea ce duce la creşterea concentraţiei acesteia în sînge (hiperglicemie).

Calcitonina a fost izolată din glanda tiroidă de porc. Ea determină scăderea concentratiei calciului din sînge şi are o acţiune antagonistă parathormonului.

c. Hormoni de natură proteică

Dintre hormonii din această clasă fac parte parathormonul care joacă un rol esenţial în menţinerea constantă a concentraţiei calciului din sînge şi care este secretat de glandele paratiroide, precum şi toţi hormonii secretaţi de hipofiza anterioară. Aceştia din urmă, se împart în două categorii: hormoni cu acţiune asupra altor glande endocrine (hormoni tropici sau glandulotropici) şi hormoni cu rol în unele procese metabolice.

Dintre hormonii din prima categorie, care se denumesc după glanda asupra căreia acţionează, fac parte: tireotropina, care acţionează asupra tiroidei, adrenocorticotropina, care acţionează asupra corticosuprarenalei, hormonii gonadotropi cu acţiune asupra glandelor genitale ş.a.

Dintre hormonii cu rol în metabolism fac parte somatotropina sau hormonul de creştere care are un rol deosebit în dezvoltarea normală a taliei corporale. La un deficit al acestui hormon, talia corporală rămîne pitică (nanism hipofizar), iar în cazul unui exces, talia creşte anormal (gigantism). Cînd excesul hormonului de creştere apare la adulţi, are loc o dezvoltare excesivă a extremităţilor cum sunt: nasul, buzele, limba, maxilarul inferior şi degetele (acromegalie).

d. Hormoni cu structură steroidică

In clasa hormonilor steroizi intră hormonii sexuali masculini (androgeni) şi feminini (estrogeni sau foliculari) şi hormonii corticosuprarenali.

Toţi aceşti hormoni conţin în structura lor, ca o proprietate comună, ciclul pentanoperhidrofenantrenic, ciclu care intră şi în structura sterolilor, a glicozidelor cardiotonice şi în structura compuşi biologic activi.

Dintre hormonii androgeni face parte testosteronul care este responsabil de formarea caracterelor sexuale masculine secundare. Acest hormon este secretat de testicole, care, pe lîngă funcţia de organe generatoare de celule reproducătoare, o au şi pe aceea de glande cu secreţie internă.

Dintre hormonii sexuali feminini cu structură steroidică fac parte foliculina şi progesterona, secretate amîndouă de ovare. In ceea ce priveşte rolul biologic al acestor doi hormoni, foliculina are o sferă de acţiune mult mai largă decît progesterona. Astfel, în timp ce acţiunea foliculinei se repercutează asupra dezvoltării tractului genital, a glandelor mamare precum şi asupra caracterelor secundare sexuale şi a tipului de comportament feminin, progesteronei îi revine numai rolul de a pregăti şi de a asigura menţinerea gestaţiei. Foliculina este deci hormonul feminităţii, iar progesterona cel al maternităţii.

Fitohormonii (hormonii vegetali)Sunt substanţe organice care influenţează procesul de creştere şi morfogeneza plantelor. Ei sunt secretaţi de plante dar au fost sintetizaţi şi chimic fiind utilizaţi în diverse tratamente pentru produsele vegetale. Fitohormonii intensifică diviziunea celulară şi contribuie la îmbunătăţirea cantităţii şi calităţii produselor agricole.Cei mai importanţi fitohormoni sunt: - acidul 3 indolil acetic – auxinele – care în funcţie de concentraţie stimulează sau

inhibă creşterea organelor în funcţie de concentraţie. Pot influenţa procesele de îmbătrânire a ţesuturilor.

- giberelinele – care din punct de vedere chimic sunt diterpenoide tetraciclice care conţin în moleculă grupări etilenice, hidroxilice, carboxilice. Au acţiune sinergică cu auxinele. Acidul giberelinic fac să crească intensitatea fotosintezei şi a respiraţiei. Ele determină creterea conţinutului de amidon, proteine, pentru stimularea procesului de înflorire. Tratamentul cu gibereline a determinat creşterea procentului de legare a fructelor, stimularea creşterii acestora, reducerea pierderilor şi prelungirea duratei de păstrare a fructelor.

- Citochininele – se găsesc în fructele nematurate şi stimulează diviziunea celulară, creşterea plantelor, biositeza proteinelor, întârzie îmbătrânirea fructelor

- Acidul abscisic – este un inhibitor natural important. Participă alături de auxine, gibereline şi citochinine la procesele de creştere şi dezvoltare a plantelor. El opreşte germinarea seminţelor şi grăbeşte căderea fructelor şi frunzelor.

PIGMENŢI ŞI COLORANŢI ALIMENTARI

Pigmenţii sunt substanţe organice colorate, cu structură chimică foarte diferită, care conţin în structura lor moleculară grupări caracteristice – numite grupări cromofore – cum ar fi: duble legături >C=C< conjugate, gruparea nitro -NO2, nitrozo -NO, diazo -N=N-, tiano >C=S, cetonică >C=O

Nu toate substanţele colorate sunt şi coloranţi. Pentru ca o substanţă să posede proprietatea de a colora trebuie să conţină grupări auxocrome de tipul: amino -NH2, NHR, NR2, carboxil –COOH, hidroxil fenolic C6H5-OH, eter fenolic C6H5-O- C6H5, sulfonil –SO3H

Substanţele colorante se împart după originea lor în coloranţi naturali şi coloranţi de sinteză.

Substanţele colorante naturale se numesc pigmenţi sau biocromi şi sunt larg răspândite atât în regnul vegetal cât şi animal. Pigmenţii vegetali sunt substanţe naturale care determină culoarea florilor, fructelor, frunzelor, polenului, tuberculilor şi a altor organe şi ţesuturi ale plantelor. Pigmenţii naturali conţin duble legături în moleculă ceea ce le conferă un grad de instabilitate şi în acelaşi timp un rol important în procesele de oxidare.

Rol biochimic iau parte la numeroase procese metabolice, formează sisteme de oxido-reducere, dau gustul, aroma şi coloritul unor produse alimentare. contribuie indirect la polenizarea şi răspîndirea seminţelor şi a fructelor (prin

coloritul viu şi variat al florilor şi fructelor care atrag insecte şi animale) rol esenţial în procesul de fotosinteză – pigmenţii clorofilieni

Răspîndire se află în toate organismele vegetale şi animale şi în microorganisme. Unii pigmenţi sunt prezenţi doar în anumite plante.

Clasificare pigmenţi neazotaţi - pigmenţii carotenoidici, cei chinonici şi pigmenţii

flavonoidici pigmenţi azotaţi – pigmenţi indolici

Pigmenţii carotenoidici denumirea - de la Daucus carota- morcov (Twet 1911) cei mai răspîndiţi în natură - în regnul vegetal şi animal. au culori de la galben, portocaliu, roşu până la albastru. se găsesc sub formă de complecşi carotenoproteici şi sub formă de glicozide

carotenoidice. animalele nu pot sintetiza pigmenţii carotenoidici şi îi procură din hrană, îi

depozitează şi îi transformă în carotenoide specifice organismului lor în regnul vegetal se găsesc în plante superioare şi inferioare, proprietăţi fizice - sunt insolubile în apă şi solubile în solvenţi organici

- prezintă spectre de absorbţie caracteristice, care servesc la identificarea lor.

fac parte din clasa terpenoidelor şi sunt înrudite cu sterolii, vitamina K, vitaminele E, chinonele etc.

- carotina - carotina

- carotina Licopina

Rolul carotenoidelor în procesul de fotosinteză (participă la absorbţia energiei luminoase, la

protejarea clorofilei şi a altor substanţe biologic active - citocromi,

peroxidaze, catalaze, pigmenţi flavonoidici, vitamina B12, vitaminele E, K, etc.- de autofotodistrugere

participă în procesele de oxido-reducere. pot forma metaboliţi care să stimuleze sau să inhibe dezvoltarea plantelor în industria alimentară, farmaceutică şi cosmetică - substanţe antioxidante şi

coloranţi naturali pentru unt, brînzeturi, etc. rolul de provitamine A pentru organismele animale (în mucoasa intestinului

subţire, sub acţiunea carotenazei se formează vitaminaA) Reprezentanţi mai importanţi ai carotenoidelor

Beta carotenul – pigment de culoare portocalie care se găseşte în legume şi fructe în cantităţi mai mari în morcovi, fructe de cătină, portocale, mandarine.

Fitolul – componenta carotenoidică din structura clorofileiLicopenul-pigmentul principal din fructele coapte de tomate. Se găseşte şi în

măceşe, pepeni,piersici. Este prezent şi la animale în ficat, ser.Luteina este principala carotenoidă din fructe şi flori galbene Se găseşte în

cantitate mare şi în gălbenuşul de ou.Zeaxantina se găseşte în boabele de porumb, cărora le imprimă o culoare

portocalie.Rubixantina se găseşte în fructele de măceşe, iar citraurina care este tot de

culoare galbenă se găseşte în fructele citrice.

Pigmenţii chinonici sunt substanţe colorate în galben, portocaliu sau roşu. Ei derivă dela

chinone cum sunt: p-benzochinona, naftochinona, antrachinona, fenantrenchinona etc.

O

O O

O

O

O

O

O

p-Benzochinonã Naftochinonã Antrachinonã 3,4-Fenantrenchinonã

destul de larg răspîndiţi în natură (în plante superioare şi inferioare, în numeroase animale marine şi în insecte).

se găsesc în natură sub formă de glicozide se utilizează ca şi coloranţi alături de pigmenţii sintetici. Au rol important în procesele de oxido reducere Îndeplinesc şi rol de transportori neenzimatici de hidrogen

Clasificare Pigmenţi benzochinonici (răspândiţi în special în ciuperci şi unele plante

medicinale)

Pigmenţi naftochinonici (reprezentant important este juglona (5 hidroxil 1,4 naftochinona) pigment prezent în coaja nucilor verzi (Jugland regia) şi folosită la vopsirea lânii Pigmenţii antrachinonici –sunt cei mai răspândiţi, mai ales în plante din familia

Rubiaceae, Ramnaceae, Polygonaceae. Reprezentanţi mai importanţi sunt alizarina şi purpurina, pigmenţi utilizaţi încă din antichitate în vopsitorie

Pigmenţii flavonoidici sunt pigmenţi fenolici care conţin în molecula lor un heterociclu piranic sau

furanic condensat cu un inel benzenic, iar de heterociclu se cuplează un alt inel benzenic prezentânt caracter fenolic datorită grupărilor hidroxilice

predomină în plantele superioare (în flori, fructe, frunze, tulpini, rădăcini,scoarţa copacilor, etc).

se găsesc în natură în stare liberă, dar mai ales sub formă de glicozide. măresc rezistenţa organismelor vegetale la atacul insectelor şi al

microorganismelor influenţează gustul, aroma, şi stabilitatea unor preparate extrase din plante unele flavonoide se utilizează ca substanţe antioxidante la conservarea

grăsimilor se utilizează în produse farmaceutice (proprietăţi antiinflamatoare, măresc

rezistenţa capilarelor)

Clasificarea pigmenţilor flavonoidici Se cunosc şase tipuri de flavonoide: flavani, antocianidine, flavone, flavanone, calcone şi aurone. Aceste grupe se deosebesc după felul heterociclului şi a substituenţilor de la inelele benzenice.- Flavanii derivă de la flavan (2 fenil cromenă)

- Antocianidine şi antociani derivă de la 2 fenil cromenă. Sunt principalii pigmenţi care dau culoarea albastră şi roşie florilor şi fructelor.Se găsesc mai ales sub formă de glicozide (numite antociani) Antocianii sunt solubili în apă, benzen şi cloroform.

Îşi schimbă culoarea în funcţie de pH, de aceea ei se utilizează şi ca indicatori acido bazici. Cu acizii minerali, antocianii formează săruiri de culoare roşie, stabile la diluare, spre deosebire de flavone.

Cele mai importante antocianidine sunt : pelargonidina (prezentă în flori de muşcată), cianidina ( flori de cicoare şi de centauree) , delfinidina (flori de nemţişor Delfinium consolida)

HO

OH

OH

OHO

A BC

OH

CBA

OOH

OH

OH

HOC

BA

OOH

OH

OH

HO

OH

OH Pelargonidinã Cianidinã Delfinidinã

O

2-Fenil-cromenã

Antocianidine-Flavone şi izoflavone sunt pigmenţi galbeni care derivă din 2 fenil cromonă şi 3 fenil cromonă.Flavonele mai răspîndite: apigenina, luteolina, şi quercitina.

O

OHO

OH

HOApigeninã

HO

OH

OOH

O

OH

Luteolinã

OHOH

OHO

OH

HOQuercitinã

-Flavanone, calcone şi aurone .Flavanonenle sunt dereivaţi incolori care însoţesc flavonele. Înn mediu bazic se trasnformă în calcone iar acestea, în mediu acid se ciclizează formând din nou flavanonele. Prin oxidare se transfromă în aurone, de culoare galben aurie intensă.

OO

CH2

O

O CC

OCH

2-Fenil-dihidrobenzopironã Benziliden-acetofenonã 2-Benziliden-cumaranonã(Flavanone) (Calcone) (Aurone)

oxidareNuclee de flavanone, calcone şi aurone

Importanţa pigmenţilor flavonoidici ca bioantioxidanţi nutriţionaliBioflavonele reprezintă ansamblul de compuşi alcătuit din flavonoli, flavone, catehine, izoflavone, fenoli existenţi în produsele vegetale şi care prin structura lor posedă proprietăţi antioxidante ce le conferă capacitatea de a interveni activ în controlul reacţiilor oxidative din organism.

acţiunea directă, de inhibare a radicalilor liberi, acţiune indirectă, prin protecţia sau regenerarea antioxidanţilor primari

(tocoferol) acţiunea de reducerea peroxidării lipidelor întârziind declanşarea sau evoluţia multor boli cronice larg răspândite:

ateroscleroză, infarctul miocardic, cancerul, tromboza, etc s-a constatat faptul că starea nutriţională joacă un rol esenţial în apărarea

împotriva acţiunii nocive a radicalilor liberi. suplimentarea nutriţiei cu bioflavone, poate diminua frecvenţa apariţiei

anumitor boli generate de agresiunea oxidantă a radicalilor liberi.

Pigmenţii indolici sunt pigmenţi azotaţi. se găsesc în regnul vegetal sub formă de cromoproteide sau glicozide.

ex. indigoul utilizat din antichitate ca şi colorant. Se găseşte sub formă de glicozid numit indican. în Indigofera tinctoria, plantă originară din India şi în Isatis tinctoria plantă cultivată în Europa

Pupura antică este un derivat al indigoului (6,6’ dibrom indigo) care se extrage din unele moluşte (Murex brandaria) şi a fost utilizat ca pigment din antichitate.

Utilizarea pigmenţilor naturali în industria alimentară -coloranţi alimentariColoranţii în produsele alimentare se folosesc în două scopuri:

- dau un aspect mai plăcut (coloranţii de nuanţare) alimentelor- redau culoarea naturală, care se modifică în urma proceselor

tehnologice de preparare, conservare, păstrare, etc.Se colorează de obicei produsele zaharoase (rahat, bomboane, şerbeturi) sucuri de fructe, băuturi alcoolice, produse de patiserie, salate, unt, margarină, etcColoranţii alimentari tradiţionali erau preparate brute (extrase) de origine vegetală, animală sau minerală.

Principalii coloranţi naturali folosiţi în industria alimentară :1. Carotenoidele:

- sunt coloranţi netoxici şi se folosesc pentru unt, margarina, brânzeturi, sosuri, salate (dresuri), produse de patiserie, băuturi răcoritoare, gălbenuşuri ouălor, îngheţata, sucuri, produse din carne, etc.

- cele mai întâlnite extracte cu carotenoide ca şi coloranţi sunt: „extractul de annatto”- din seminţele de Bixa orellana (plantă numită şi Annatto) )folosit în produsele de franzelărie), extractul de morcovi şi tomate, uleiul de palmier, uleiul roşu de măsline, etc.

- în amestec cu oleorezina (ulei) din ardei, extractul annatto dă culori roşietice, care sunt utilizate la colorarea brânzeturilor prelucrate.

- în amestec cu curcumina (şofranul de India) se obţin preparate annatto galbene.

- prin folosirea carotenoidelor provitaminice se realizează totodată şi vitaminizarea produselor alimentare respective. Carotenoidele prin rolul antioxidant împiedică oxidarea alimentelor.

2. Oleorezina din ardei - este un extract natural care se obţine din fructe coapte de Capiscum annuum şi

conţine 37 – 57 carotenoide, dintre care cele mai importante sunt: capsantina şi capsorubina.

- în funcţie de culoarea extractului, se pot obţine culori de la roşu carmin închis până la roz slab.

- folosit pentru colorarea sosurilor (dresuri) cu care se asortează salata, pentru colorarea produselor de carne, a cârnaţilor,

- are şi rol de condiment.

C

N N

C

H H

O O

Indigo

- oleorezina se află şi în Extractele xantofilice din lucernă, spanac, urzici, etc. conţin ca pigmenţi principali luteina şi β-carotenul şi au o culoare galben-portocalie

- extractele de tomate se folosesc la colorarea preparatelor din carne. Ele au ca pigmenţi principali licopina şi licofila.

3. Şofranul - este un preparat natural format din stigmate uscate de Crocus sativus, care

conţin ca principal pigment crocetina de culoare galben-intens.- este şi condiment, fiind utilizat pentru colorarea supelor, a brânzeturilor, a

produselor de carne, la colorarea unor băuturi răcoritoare şi a unor alimente speciale.

4. Antocianii: - sunt pigmenţi de culoare roşie, violetă şi albastră, solubili în apă; - se găsesc în sucurile unor legume şi fructe (afine, zmeură, vişine,

coacăze, etc.).- reprezentanţi importanţi: alcana, extrasă din rădăcinile de Alcana

tintoria. Este un colorant astringent, folosit pentru colorarea uleiurilor şi în cosmetică;

- coşenila (carmin) extras din insectele Coccinella; este un colorant roşu, solubil în apă, alcool, acetonă, fiind folosit îndeosebi în cosmetică.

5. Pigmenţii porfirinici- clorofilinele (sunt sărurile de sodiu şi cupru ale clorofilelor) utilizate

pentru colorarea unor produse cosmetice (săpun, pastă de dinţi) şi a unor produse alimentare (uleiuri, băuturi). Conţinutul maxim admis de clorofiline în produsele alimentare este de 250 mg/100g.

- efectele benefice ale clorofilei (sângele verde) sunt: purificarea, detoxifierea organismului, reglarea tranzitului, rolul de antioxidant, protecţie antiradicali, cicatrizarea rănilor, hematopoeza, normalizarea glicemiei, ameliorarea stărilor inflamatorii caramelul,

6. Caramelul- este un colorant alimentar provenit din încălzirea glucozei şi a zaharozei, - este substanţă amorfă de culoare brun-roşcată, - folosită pentru colorarea în brun a băuturilor şi a altor produse alimentare.

Coloranţii de sinteză cei mai reprezentativi pentru produsele alimentare sunt:- coloranţi roşii: Azorubina, Amarant, Ponceau, Eritrozina- coloranţi galbeni: tartrazina, Crisoina, Galben de chinoleină- coloranţi portocalii: Orange GGN, Galben orange S- coloranţi albaştri: Albastru de indantren, indigotina- coloranţi verzi: Verde acid brillant- coloranţi bruni: Brun chocolat

SUBSTANŢE VEGETALE DE ORIGINE SECUNDARĂ

sunt substanţe ale metabolismului secundar şi se formează din substanţele plastice (glucide, lipide, protide) în timpul biosintezei şi degradării acestora.

unele substanţe secundare se elimină din organism, altele se acumulează şi se depozitează în diferite ţesuturi.

determină calitatea alimentară şi gustativă a diferitelor produse. au întrebuinţări însemnate în tehnică, industrie, agricultură, farmacie, etc

Reprezentanţi: glicozidele, ligninele, taninurile, uleiurile eterice, răşinile, cauciucul, guttaperca, alcapoizii, aminele, amidele, betainele, nitroderivaţii, ureidele, substanţele cu însuşiri bactericide, fungicidele, erbicidele, acizii organici, etc.

Glicozidele sunt substanţe formate din două componente: o componentă glucidică şi o

componentă neglucidică, numită aglicon, legate prin legătură glicozidică Componenta glucidică poate fi o monoglucidă, diglucidă sau o oligoglucidă (de obicei glucoza sau oligoglucide ce conţin glucoză) Agliconul poate aparţine unor clase de substanţe extrem de diferite ca alcooli, fenoli, steroli, tioalcooli, hidroxichinone, pigmenţi, substanţe cu azot etc.

extrem de răspîndite în regnul vegetal. Se găsesc atît în plantele superioare: în frunze, flori, fructe seminţe, rădăcini, lemn, etc., cît şi în cele inferioare.

Reprezentanţi O-glicozidele formate din -glucopiranoză, alcooli şi fenoli - arbutina extrasă din Arbutus uva ursi – aglicon hidrochinona- salicina, izolată din Salix helix aglicon alcoolul salicilic- coniferina identificată în diverse conifere.- aglicon alcoolul coniferic.

O

OH

C6H11O5

Arbutina

C6H11O5

OH

O

CH2

Salicina

CH2

O

OH

C6H11O5

O CH3

CHHC

Coniferina

O-glicozidele steroidiceGlicozidele cardiotonice - întăresc muşchiul inimii şi produc o mărire a

amplitudinii contracţiilor. Sunt utilizate în medicină: digitalina şi strofantina din Digitalis lanata, D. purpurea, Strophantus kombi, Scilla maritima, etc.

Saponinele însoţesc în multe plante glicozidele cardiotonice. Agliconul lor poartă numele general de sapogenină.

N-glicozide

- amigdalina - în migdalele amare, sîmburii de caise, piersici, prune, cireşe, etc – aglicon este aldehidă benzoică şi acid cianhidric. Este substanţă toxică (glicozidă cianogenică).

OCH2OH CH2

O C

C

N H2O+22C6H12O6 C6H5+

O

H

O O

EmulsinãC

Glucozã Aldehidãbenzoicã

Acid cianhidric

HCN+

Gentiobiozã Amigdalinã

In amigdalină, componenta glucidică se află sub formă de gentiobioză, o diglucidă formată din două molecule de glucoză unite prin legătură 1-6 glicozidică.

- glicoalcaloidele - solanina şi tomatina au ca aglicon un alcaloid, de regulă cu

structură steroidică.

Ligninele sunt substanţe macromoleculare care însoţesc celuloza în diferite ţesuturi şi organe

ale plantelor. sunt larg răspîndite în regnul vegetal, ocupînd locul al doilea după celuloză. (în

proporţie de 21-30% în materia uscată din lemn, fibrele de iută au 19% lignine, iar fibrele de bumbac, in şi cînepă mai sărace în lignină.

Se formează prin condensarea unor alcooli aromatici ce conţin grupări hidroxilice şi metoxilice, alcooli ce pot deriva de la fenilpropan. Dintre substanţele monomere, fac parte alcoolul coniferic, alcoolul hidroxiconiferic şi alcoolul sinapinic:

CH2 OH

CH

CH

O CH3

OH OH

CH3O

OHCH2

HC OH

CH2

OH

CH3O

CH

CH

OHCH2

H3CO

CH2

CH2

CH3

Alcoolconiferic

Alcoolhidroxiconiferic

Alcoolsinapinic Fenilpropan

în funcţie de plantă ligninele au structuri diferite - diferă prin numărul şi felul unităţilor structurale primare şi secundare (în ligninele de foioase predomină acidul sinapinic, în cele de conifere acidul coniferic iar în lemnele de esenţă tare conţin în proporţie mai mare acizi aromatici cu grupări metoxilice.

au masa moleculară între 700 şi 100.000. prin tratare cu o soluţie de floroglucină în mediu de acid clorhidric, formează o

coloraţie roşie.

sunt utilizate la obţinerea unor materii plastice sintetice, a negrului de fum şi ca înlocuitori ai taninurilor vegetale.

Taninurile sunt substanţe organice heterogene care derivă de la polifenoli sau de la acizi fenolici

având în moleculă elemente structurale polifenolice, au gust astringent, precipită proteinele din soluţiile lor apoase şi dau reacţii de

culoare cu clorura ferică sunt foarte răspîndite în regnul vegetal. (în scoarţa arborilor de arin, stejar, molift,

plop (5-48%) în frunze, fructe, rădăcini, excrescenţe etc.) au rol biochimic şi fiziologic important. - măresc rezistenţa plantelor la atacul

virusurilor şi al microorganismelor. determină valoarea alimentară şi gustativă a multor fructe şi a unor produse

alimentare (vin, ceai, cacao, cafea, etc.). se utilizează la tăbăcirea pieilor la limpezirea vinurilor, a berii, la fabricarea unor

cerneluri, în industria textilă, farmaceutică, etc.

Clasificare1. taninuri hidrolizabile, numite galotaninuri şi 2. taninuri condensate, numite catechintaninuri.

Taninuri hidrolizabile. - sunt esteri naturali ai glucozei cu acid galic sau cu produşi de condensare ai acidului

galic (acidul m-digalic, acidul elagic, etc.). - nu sunt substanţe macromoleculare. - hidrolizează uşor în mediu acid sau sub acţiunea unor enzime specifice (tanaze)- prin încălzire la temperaturi ridicate, galotaninurile formează pirogalol.

COOH

HO

HO

HOHO

HO

HO

COOH COOH

HO

HO

HO

HO

HO

CO OH2O

Acid galic Acid m-digalic

Taninuri condensate (catechintaninuri). - sunt substanţe macromoleculare care se formează

prin condensarea mai multor molecule de catechină, sau a unor substanţe care derivă de la catechină.

- nu hidrolizează cu apa, - prin încălzire formează pirocatechina. Structura

moleculară a acestor taninuri este incomplet cunoscută.

HO

OH

OHOH

OHO

Catechinã

Uleiurile eterice, răşinile, balsamurile, copalii şi lignanii - sunt produse finale de metabolism care sunt depozitate în diferite părţi ale

plantelor; în vacuole, pungi sau canale intercelulare, peri glandulari, solzi, etc. - sunt substanţe specifice regnului vegetal. - nu sunt compuşi unitari, - reprezintă amestecuri de mai multe substanţe

organice.

Uleiurile eterice - sunt în general substanţe lichide, cu aspect uleios, asemănător gliceridelor, - insolubile în apă, solubile însă în solvenţi organici. - au un miros aromat datorită prezenţei substanţelor volatile mirositoare şi

constituie parfumul caracteristic al diferitelor plante, al florilor, fructelor, seminţelor, scoarţei lemnului, etc.

- sunt universal răspîndite în organismele vegetale- din punct de vedere chimici conţin preponderent compuşi din clasa terpenilor

şi derivaţii lor oxigenaţi (alcooli, aldehide, cetone, acizi).

Terpenii sunt substanţe organice din grupa terpenoidelor , substanţe ce iau naştere prin unirea a două sau mai multe molecule de izopren.

În compoziţia uleiurilor eterice şi a răşinilor se întâlnesc frecvent: -monoterpeni aciclici: mircenul (hamei), geraniolul (trandafiri), linalolul (lăcrămioare, ulei de portocale, coriandru), citralul (porotcale), etc- monoterpeni monociclici: limonenul (mărar, chimion), mentolul, mentona, carvona care se găsesc în uleiul volatil de chimion, mărar, mentă şi conifere

C

C

Limonen

OH

Mentol

O

Mentonã

O

Carvonã

- monoterpeni biciclici: pinenul, camfanul, borneolul (lavandă, rozmarin, brad) şi camforul care se găsesc în uleiurile volatile de conifere şi în alte specii medicinale.

COH O

-Pinen Camfan Borneol Camfor

Uleiurile eterice (volatile) se întrebuinţează în industria parfumeriei, a săpunurilor, cosmetică, în industria farmaceutică, în industria alimentară, la prepararea bomboanelor şi a diferitelor băuturi.Provenienţa, componenţii şi acţiunea fiziologică a unor uleiuri cu largă utilizare în cosmetică şi industria alimentară, sunt prezentate în tabelul următor:

Ulei Provenienţă Componenţi Acţiune fiziologică

Anason Fructe de anason (Pimppinella anisum)

anetol (80-90%)

galactolog, carminativ, calmant, expectorant,

antispasmodic, stimulator

Bergamot

Coji de fructe de portocal

(Citrus aurantum, subspecia Bergamia)

acetat de (-)linalool, nerol, terpineol, (-) pinen,

(-)camfen, (+)limonen

sedativ, reconfortant, calmant al căilor

respiratorii, afrodisiac

Chimen Fructe de Carum carvi

carvonă (50-60%), (+)limonen, dihidrocarvonă,

carveol

emolient, expectorant, coleretic, carminativ, antiseptic intestinal,

vermifug

Iarbă de lemon

Cymbopogon flexuosus

citral (70-85%), metilheptenonă, nerol,

farnesol, geraniol, dipenten

vitaminizant, antiinflamator,

hipotensor, aromatizant

Levănţică Flori de Lavendula officinalis

acetat de linolil (30-60%), butirat de linolil, geraniol,

cumarină, cineol

antiseptic, antiinflamator,

bacteriostatic, febrifug, antispastic

Fenicul Sămânţă de mălură (Foeniculum vulgare)

anetol (50-60%), (+)pinen, camfen, dipenten

carminativ, antispasmotic,antiinflamator

Neroli(flori de portocal)

Cirus bigaradiarisso

27%(pinen, camfen, dipenten), (-)linalool 30%,

geraniol, nerol, ester metilic al acidului antranilic

antidiareic, sedativ, relaxant

Valeriană Odolean (Valeriana officinalis)

acid butiric, acid valerianic, (-)camfen, (-)pinen,

(-)borneol, valerianat de bornil

sedativ neurovegetativ al inimii, anxiolitic

(antistress)

Provenienţa unor terpeni mai cunoscuţi (utilizaţi şi pentru aromatizarea unor produse alimentare) este prezentată în tabelul următor

Terpenoid Provenienţa (uleiul eteric)

Ocimen BusuiocCitronelol (R=CH2OH) (-) din ulei de trandafirCitronelal (R=CHO)

Uleiuri eterice din muşcată şi trandafir

Geraniol (R= CH2OH)

Ulei de trandafir, muşcată, ţesuturi animale

Geranial Ulei de lămâie

(R=CHO) (citral a)Nerol (R= CH2OH)

Ulei de trandafir, ulei de flori de portocal amar

Neral (R=CHO) (citral b)

Cis, trans, în coajă de lămâie

Limonen (+) în coajă de lămâie (-) în terebentină (ace de brad)

Terpineol Ulei de mentăMentol Ulei de mentăPulegonă Ulei de mentăα- Pinen Ulei de terebentină, ulei de brad, pin, molidβ- Pinen Ulei de terebentină, ulei de brad, pin, molid

CamforDin lemnul arborelui de camfor, din pelin, Chrysanthemum balsamita (calapăr)

Tuionă Ulei de tuiaCarvonă (d) + Ulei de marar, chimionCarvonă (l) - Ulei de Menta crispa (spearmint), ulei de

calomfir (Chrysanthemum balsamita var. tanacetoides

Eugenol Ulei de cuişoare, scorţişoară şi priboi (Geranium machrorrizum)

Eucaliptol Ulei de eucalipt, ulei de lemnul Domnului (Artemisia abrotanum)

FarnesolDin tei, trandafir, ulei de citrice, mărgăritărel

Nerolidol Ulei de nerolHormon juvenil III În insecteγ-Bisabolen Ulei de lămâie şi bergamotăAcid (+) abscisic Hormon de creştere a plantelorCareofilină Ulei de cuişoare

DrimenolArborele Drimys winteri (America)

Geranil-geraniol Răşină de conifereGeranil-linalool Răşină de conifere

FitolComponent al clorofilei şi al vitaminelor K şi E

Vitamina AFactor de creştereÎn lapte, unt, ouă, fructe

Manool Ulei de pin galbenSclareol Ulei de salvie, tămâioarăAcid abietic Răşină de conifereAcid pimaric Răşină de conifereSqualen În ficatul de rechinAmbreină În ambra cenuşie (caşalot)Cucurbitacina În castraveţi (dă gustul amar)

Cercetările actuale în domeniul uleiurilor eterice (volatile) au pus în evidenţă în afara calităţilor odorante, aromatizante, antiseptice, antifungice, stimulatoare asupra circulaţiei şi sistemului nervos periferic şi un potenţial efect antiviral şi antibiotic având nu numai capacitatea de distrugere a germenilor patogeni dar şi de stimulare a sistemului imunitar.

Răşinile - sunt produse de excreţie ale plantelor. - apar frecvent în ţesutul lemnos al unor plante (conifere, arbori tropicali, etc.) şi

în scoarţa rănită. - Exemple de răşini: sacîzul, tămîia, etc.- Din punct de vedere chnic răşinile conţin acizii

rezinici (acizi organici de tipul acidului abietic), rezinoli (derivaţi hidroxilaţi) şi substanţe rezistente la acţiunea factorilor chimici numite rezene (substanţe de constituţie insuficient cunoscute)

Balsamurile - sunt răşini lichide sau semisolide, care conţin un

procent mare de uleiuri eterice (pînă la 40%).- In contact cu aerul se solidifică (pierd uleiuri

eterice); uneori se oxicează sau polimerizează

HOOCAcid abietic

. Copalii sunt răşini fosile depozitate în sol, care provin din diferite plante.Lignanii sunt tot răşini care conţin în proporţie mai mare substanţe înrudite cu elementele structurale ale ligninelor (monomeri, dimeri, etc.).

Alcaloizii - sunt substanţe organice heterociclice cu azot, de origine vegetală – rezerve de azot- au caracter bazic, - dau reacţii caracteristice - au o acţiune fiziologică asupra organismelor. Alcaloizii sunt de fapt substanţe prin care plantele elimină azotul din organism, ei sunt rezerve de azot pentru plantă.- se găsesc în cantităţi mici în majoritatea plantelor şi în cantităţi mari în plantele superioare dicotiledonate din familia papaveraceae, rubiaceae, solanaceae, ranunculaceae, papilionaceae în unele monocotiledonate din familia liliaceae şi în unele plante din regiunile tropicale. - în general se localizează în rădăcină, seminţe fructe şi mai puţin în frunze şi flori.- au acţiune fiziologică asupra sistemului nervos şi a musculaturii netede. În doze mici au o acţiune excitantă iar în doze mari au acţiune calmantă de aceea au numeroase utilizări în medicină. - se utilizează ca substanţe narcotice sau ca substanţe toxice la prepararea unor insecticide sau a unor otrăvuri (de exemplu curara – substanţă extrasă din plante tropicale – folosită ca otravă în lupte cu arcuri şi săgeţi).

Clasificarea alcaloizilor: (după structura hererociclului cu azot)

Alcalozi cu heterociclu pirolidonic şi benzenic (stanhidrina din frunzele plantelor citrice, hordeina din seminţele de orz germinat)

Structura stahidrinei

Alcalozi cu heterociclu piperidinic şi piridinic (coniina şi conhidrina sunt otrăvuri puternice extrase din seminţele de cucută Conium maculatum, piperina care imprimă gustul arzător al piperului)

Alcalozi cu nucleu piridinic :- ricina (gust foarte amar , foarte toxică, extrasă din Ricinus communis)- nicotina, nornicotina şi anabasina din plantele de tutun (Nicotina tabacum) care conţin un nucleu piridinic legat de un nucleu pirolidinic sau piperidinic.

N

N

CH3

Nicotina

N

N H H

Nornicotina Anabasina

N

N

Nicotina este o substanţă cancerigenă. Doza letală pentru om este de 40 mg. Ea se foloseşte şi în horticultură ca insecticid.Alcaloizii cu nucleu tropanic: - atropină (din mătrăgună Atropa belladonna este utilizata în medicină pentru dilatarea pupilei; în cantitate mare este o otravă puternică), - cocaină (extrasă din Erytrixylon coca şi folosită ca stimulent sau excitant), - scopolamină (din Datura stramonium) sunt esteri ai unui alcool derivaţi din tropan.

N N N

CH3 CH3

O CO CH C6H5

CH2OH

COOCH3

O CO C6H5

CH3

Tropan Atropinã Cocainã

Alcalozi cu heterociclu chinolinic (chinina folosită ca medicament împotriva malariei)Alcaloizi cu heterociclu izochinolinic- morfina şi papaverina se găsesc în cantitate mare în opiu, sucul lăptos al fructelor (capsule) necoapte de mac Papaver somniferumAlcaloizi fenantrenici – se gasesc tot în opiu: morfina, tebaina, codeina

C

CH2

C

CN

H2

COO

CH3H3C

H2-

+

Alcaloizi cu heterociclu indolic -ergotoxina, ergotamina, ergometrina se găsesc în cornul de secară. Făina de secară care conţine boabe infectate este foarte toxică şi se pot produce îmbolnăviri în masă. În grâul alimentar se impun restricţii privind conţinutul în aceşti alcaloizi.-stricnina se găseşte în planta Turta lupului (Strychonus nux vomica) Alcaloizi cu ciclu purinicCu efect diuretic sunt:-cofeina din boabele de cafea 1-2,8 % (Coffea arabica)

-o ceaşcă de cafea (150 ml) conţine 30 - 100 mg de cafeină. -o ceaşcă de cafea expresso (30 ml) cca. 40 mg de cafeină -o ceaşcă de cacao conţine 6 mg de cofeină. -ciocolata conţine cafeină între 15 - 90 mg/100 g.

Cofeina este stimulent al sistemului nervos central, contribuie la creşterea pulsului şi tensiunii arteriale, dilatator bronhial, diuretic stimulant al peristaltismului intestinal.-teofilina din frunzele de ceai (Thea sunensis)-teobromina din boabele de cacao (Teobromo cacao)

O

O

CH3

H3CN

CN

CNH

N

N

N

N

CN

C

CH3

O

O

H CH3 N

N

N

CN

CH3C

CH3

O

O

CH3

Teofilinã Teobrominã Coleinã Alcaloizi cu ciclu purinic Cofeina

Glicozide alcaloideSolanina se găseşte în coaja cartofilor şi în cartofii încolţiţi. În procent de 0,2-

0,4% produce intoxicaţii

Substanţele antibiotice - sunt produse de unele organisme (în special microorganisme) ce distrug sau

inhibă creşterea şi înmulţirea anumitor microorganisme patologice (bacterii, ciuperci, virusuri, etc.).

- au acţiune selectivă, asupra microorganismelor manifestă o acţiune bacteriostatică (opresc creşterea şi înmulţirea lor) sau bactericidă (distrug microorganismele).

- se folosesc ca medicamente excelente împotriva bolilor provocate de microorganisme la animale şi om.

Penicilina descoperită în 1929 de Fleming, este prima dintre substanţele antibiotice foarte utilizate în medicină. Ea are efect în combaterea unor boli provocate de stafilococi (Staphylococus aureus). Penicilina este produsă de specii din genul Penicillium (P. notatum şi P. chrysagenum).

Streptomicina descoperită în 1947 de Waksman este produsă de Streptomyces griseus şi are acţiune asupra bolilor provocate de Bacilus antracis, Myobacterium tuberculosis, etc.

Fitoncidele sau antibioticele vegetale

- sunt substanţele antibiotice care se găsesc în unele plante superioare. - au acţiune mai slabă de obicei decât antibioticele produse de microorganisme- unele fitoncide au proprietăţi insecticide şi sunt toxice pentru diferite

nevertebrate (viermi) sau vertebrate (rozătoare, păsări, etc.).Exemple:

- Allicina - fitoncidele din usturoi (Allium sativum) şi dihidroaliina din ceapă (Allium cepa) sunt eficiente în tratarea unor afecţiuni provocate de bacilul difteriei, stafilococi, bacteriile holerei, etc.

CH2

CH

CH2 S

O

CH2

HC NH2

COOH CH2

HC

CH2

O

SCH2

CH

CH2

S

H2O+allinaza

alliina allicina

+ 2 NH3

COOH

C

CH3

O+ 2

acid piruvic

2

- alil-senevolul din seminţele şi plantele de muştar, hrean, ridichi, etc. are proprietăţi antibiotice remarcabile.

S=C=N-CH2-CH=CH2 - uleiurile volatile au acţiune antibiotibiotică sau insecticidă datorită

compoziţiei lor chimice complexe.

Insecticidele vegetale - sunt substasnţe organice produse de plante, care manifestă proprietăţi

insecticide.- sunt substanţe de apărare a plantei contra insectelor şi a animalelor mici. Exemple:

piretrina şi cinerina (din Chrysanthemum cinerareifolium şi Pyretrum carneum) şi senevolul feniletilenic din sfecla albă s-a dovedit a fi un insecticid foarte toxic pentru muşte.

În concluzie:Plantele superioare sunt capabile să sintetizeze substanţe de apărare, care au

proprietăţi bacteriostatice şi bactericide, fungicide şi insecticide, proprietăţi toxice pentru diferite animale, ceea ce face să fie cercetate cu deosebit interes de medicină, farmacie şi în prepararea unor produse de tratament pentru agricultura biologică.