SUBSTANŢE VEGETALE DE ORIGINE SECUNDARĂ

CONSIDERAŢII GENERALE

În plante, pe lângă substanţele plastice şi cu cele cu rol activ, există numeroase alte

substanţe secundare, grupate în diferite clase pe baza proprietăţilor lor commune. Aceste

substanţe secundare se formează din substanţele plastice în timpul biosintezei şi degradării

acestora. Unele substanţe secundare se elimină din organism, altele se acumulează şi se

acumulează şi se depozitează în diferite ţesuturi. Unele au întrebuinţări însemnate în

tehnică, industrie, agricultură, farmacie. Ele au rol însemnat , o parte din ele determinând

în mare măsură calitatea alimentară şi gustativă a diferitelor produse.

Din această grupă de substanţe fac parte glicozidele, ligninele, taninurile, substanţele cu

însuşiri bactericide, fungicide, ierbicidele.

I. GLICOZIDE

Glicozidele sunt substanţe formate din două componente: o componentă glucidică

şi una neglucidică numită aglicon. Componenta glucidică se leagă de aglicon prin

legătură glicozidică, prin intermediul hidroxilului semiacetalic. Componenta glucidică

poate fi mono,di sau oligoglucidă. Agliconul poate aparţine unor clase diferite de

substanţe: alcooli, fenoli, steroli, hidroxichinone, pigmenţi, substanţe cu azot.

Glicozidele sunt larg răspândite în regnul vegetal. Se găsesc atât în plantele

superioare: frunze, flori, fructe, seminţe, rădăcini, lemn, cât şi în cele inferioare.

Glicozidele sunt substanţe solide, cristaline, incolore, cu gust general amar.

Majoritatea sunt solubile în apă, alcool, acetonă şi insolubile în eter..

Se hidrolizează cu uşurinţă în mediu acid, bazic sau sub acţiunea enzimelor. Numeroase

glicozide au acţiune fiziologică asupra organismelor şi se întrebuinţează ca

medicamente sau otrăvuri.

Se presupune că unele glicozide reprezintă pentru plante forme inoffensive de

depozitare a unor agliconi toxici. Prin hidroliză parţială, , plantele eliberează o parte din

agliconi în doze netoxice, exercitând asupra plantei o acţiune protectoare. Nele

substanţe farmacologic active, printer care şi glicozidele, în cantitate mică se utilizează

ca medicamente, iar în cantitate mare sunt toxice.

Dintre diferitele tipuri de glicozide, cele mai importante sunt O-glicozidele, care

se deosebesc între ele prin felul glucidei şi al agliconului.

1

Dintre O-glicozidele formate din β-glucopiranoză, alcooli, fenoli menţionăm arbutina,

extrasă din Arbutus uva ursi, salicina izolată din salcie şi coniferina identificată în

diferite conifere.

Agliconul acestor glicozide, în ordinea prezentată este hidrochinona, alcoolul salicylic

şi alcoolul coniferilic.

În migdalele amare, sâmburii de caise, piersici,prune, cireşe se găseşte

amigdalina, care prin hidroliză sub acţiunea emulsinei formează două molecule de

glucoză, aldehidă benzoică şi acid cianhidric.

Dintre O-glicozidele steroidice, care au ca agliconi steroli, mai importante sunt

glicozidele cardiotonice şi saponinele.

Glicozidele cardiotonice, în cantitate mică, întăresc muşchiul inimii, iar în

cantităţi mari determină oprirea inimii în sistolă.Cele mai utilizate glicozide

cardiotonice utilizate în medicină sunt digitalina şi strofantina.

Saponinele sunt glicozide steroidice larg răspândite în natură. Agliconul lor poartă

numele de sapogenină. Saponinele sunt glicozide cu proprietăţi specifice: injectate

intravenous la om şi la animale, produc hemoliză; au acţiune iritantă asupra mucoaselor

şi sunt toxice pentru peşti. Au proprietăţi tensioactive şi emulsionează grăsimile.

O altă grupă de glicozide o formează glicoalcaloidele, care au ca aglicon un

alkaloid cu structură steroidică. Dintre acestea se menţioneaza solanina din cartof şi

tomatina din roşii.Solanina este formată dintr-o triglucidă şi din solanidină ca aglicon.

Agliconul din tomatină se numeşte tomatidină, iar componenta glucidică este o

tetraglucidă.

S-glicozidele sunt mai puţin răspândite în natură; se găsesc cu preponderenţă în

plante din familia cruciferelor. Dintre S-glicozide , importanţă alimentară mai mare o

are sinigrina, care se găseşte în seminţele de muştar negru şi în hrean.

II. LIGNINE

Ligninele sunt substanţe macromoleculare care însoţesc celuloza în diferite ţesuturi şi

organe ale plantelor. Şunt substanţe larg răspândite în regnul vegetal, ocupând locul al

doilea după celuloză. Se găsesc în lemnul diferitelor specii de plante în proporţie de 21-

30% din material uscată. Fibrele de bumbac, in, cânepă sunt sărace în lignină.

Ligninele se formează prin condensarea unor alcooli aromatici ce conţin grupări

hidroxilice şi metoxilice, alcooli ce pot deriva de la fenilpropan.

2

Dintre substanţele monomere , fac parte alcoolul coniferilic, alcoolul hidroxiconiferilic

şi alcoolul sinapinic.

Ligninele sunt substanţe amorfe, de culoare închisă, insolubile în apă, în acizi şi baze

alcaline diluate. Sunt solubile în acizi tari şi baze alcaline concentrate.

Ligninele întrepătund fibrele de celuloză. Între lignine şi celuloză se stabilesc atât

legături fizice cât şi chimice. Prin lignificare, membranele pierd din elasticitate, se

gonflează puţin în contact cu apa, dar rămân permeabile pentru sevă.

Ligninele au un rol însemnat în formarea humusului cu stabilitate mare, deoarece

rezistă la acţiunea agenţilor chimici şi sunt atacate greu de microorganisme. Ele sunt

utilizate pentru obţinerea unor materii plastice sintetice, a negrului de fum şi ca înlocuitori

ai taninurilor vegetale.

III. TANINURI

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

acizi fenolici.Taninurile au gust astringent, precipită proteinele din soluţiile lor apoase . Au fost

utilizate în trecut la tăbăcirea pieilor. În prezent , transformarea pielii crude în piele tăbăcită,

imputrescibilă se poate realize nu numai cu ajutorul taninurilor ci şi a aldehidei formice sau

sărurilor de crom.

Taninurile sunt substanţe extreme de răspândite în regnul vegetal. Se găsesc în scoarţa

arborilor, frunze, fructe, rădăcini. Bogate în taninuri sunt scoarţa de arin, stejar, molid, plop,

mangrove, în special gogoşile de ristic, care apar în frunzele de stejar în urma înţepăturii unor

insecte.

Sub aspectul proprietăţilor, taninurile sunt în majoritatea cazurilor substanţe amorfe, de

culoare albă sau gălbuie, cu gust astringent, solubile în apă caldă, insolubile în solvenţi

organici nepolari. Se pot extrage din plante cu apă fierbinte.

Taninurile precipită proteinele din soluţiile lor apoase, în special albuminele şi gelatina.

Taninurile formează de asemenea precipitate cu alcaloizii, cu ioni metalici (unele sunt

precipitate colorate). Taninurile se oxidează uşor şi se brunifică.

IV. RĂŞINI

Răşinile sunt substanţe solide sau semisolide de culoare galbenă până la brună,

insolubile în apă, dar solubile în solvenţi organici. Ele se găsesc amestecate cu cantităţi mici de

uleiuri eterice, de aceea au miros aromat.

3

Răşinile au puncte de fierbere de peste 300 grade şi nu sunt antrenate cu vapori de apă,

deosebindu-se prin aceasta de uleiurile eterice. În contact cu aerul, răşinile vâscoase se

solidifică. Fiind amestecuri de substanţe, nu au puncte de topire fixe, ci numai puncte de

înmuiere.

În constituţia răşinilor se găsesc ca substanţe caracteristice acizii rezinici,

rezinoli(derivaţi hidroxilaţi) şi substanţe rezistente la acţiunea factorilor chimici numite rezene.

V. SUBSTANŢE ANTIBIOTICE, FITONCIDE VEGETALE

Antibioticele sunt substanţe naturale produse de unele organisme care distrug sau

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

Antibioticele manifestă acţiune bacteriostatică (opresc creşterea şi înmulţirea

microorganismelor) şi o acţiune bactericidă ( distrug microorganismele). Asupra

organismului uman au o nocivitatea foarte redusă, de aceea se pot utiliza cu success ca

medicamente împotriva bolilor provocate de microorganisme patogene.

Antibioticele se utilizează ca medicamente în medicina umană, veterinară şi mai nou se

folosesc pentru protecţia plantelor.

Dintre numeroasele substanţe antibiotice se amintesc câteva:

Penicilina

Este produsă de unele specii din genul Penicillium şi se utilizează pentru combaterea unor boli

provocate de stafilococi, streptococci, spirochete şi alte microorganisme gram-pozitive. Are

acţiune bacteriostatică şi bactericidă. Penicilinele sunt eficiente chiar şi la diluţii foarte mari de

1: 5.000.000 şi acţionează cu maximum de randament asupra celulelor tinere.

Streptomicina

Este produsă de Streptomyces griseus şi are proprietatea de a inhiba la microorganismele

patogene sinteza substanţelor proteice. De asemenea este o substanţă mutagenă, care provoacă

“citirea” greşită a informaţiei conţinută în mARN, ceea ce determină schimbarea secvenţei

aminoacizilor în lanţul polipeptidic şi deci formarea de proteine mutante.

Cloromicetina (cloramfenicol)

Se extrage din ciupercile de Actinomyces venezuelae sau prin sinteză. Se utilizează în

combaterea virozelor şi a unor boli provocate de microbi gram-negativi (tifosul exantematic).

Tetraciclinele

Acţionează atât asupra microorganismelor gram-pozitive cât şi gram-negative. Inhibă procesele

de oxidoreducere precum şi biosinteza proteinelor

4

Fitoncidele sunt substanţe cu acţiune antibiotică identificate în plantele superioare, cu

rol important în imunitatea plantelor. Ele au proprietăţi bacteriostatice şi bactericide mai slabe

decât antibioticele produse de microorganisme.

Unele fitoncide au proprietăţi insecticide şi sunt toxice pentru anumite nevertebrate (viermi)

sau vertebrate (rozătoare, păsări).

Fitoncidele din usturoi şi ceapă sunt substanţe volatile care care distrug anumite

microorganisme ( bacilul difteriei, stafilococi, bacteriile holerei, bacterii din cavitatea bucală si

tubul digestive).Substanţa antibiotică din usturoi se numeşte allicină, iar cea din ceapă

dihidroaliina.

In morcovi se găsesc acidul benzoic, acidul vanilic, cafeic, clorogenic şi ferulic, care

pot acţiona şi ca antihormoni.

În muştar, hrean, ridichi se găseşte alil-senevolul, care are acţiune bactericidă asupra

drojdiilor şi mucegaiurilor în concentraţii de 0.005%.

VI. FITOHORMONI

Plantele, pentru creşterea şi dezvoltarea lor au nevoie pe lângă factorii de mediu extern şi

de unele substanţe care se formează in interiorul lor şi care se numesc fitohormoni sau

regulatori ai creşterii.

Fitohormonii sunt substanţe organice care influenţează procesul de creştere şi

morfogeneză, reglează procesele fiziologice din diferite ţesuturi şi organe ale plantelor. Sunt

sintetizaţi de citoplasma celulelor tinere şi se acumulează mai ales în zonele de creştere ale

rădăcinilor şi tulpinilor, în muguri, seminţe, pollen, ovare. Fitohormonii determină creşterea

plantelor prin intensificarea diviziunii celulare şi prin alungirea celulelor existente.

Sub aspect chimic, fitohormonii sunt substanţe micromoleculare foarte heterogene,

asemănându-se cu unele vitamine şi hormoni animali.

În practica agricolă, fitohormonii sunt utilizaţi în cantităţi foarte mici şi au un effect

pronunţat asupra proceselor de creştere şi dezvoltare a plantelor. Ei trebuie aplicaţi în

concentraţii fiziologic active, pe fenofaze specifice şi de climat, întrucât contribuie la

îmbunătăţirea cantităţii şi calităţii produselor agricole.

Dintre principalii fitohormoni se menţionează heteroauxina, giberelinele, citokinetinele

şi acidul abscisic.

Heteroauxina (acid 3-indolilacetic): are o largă răspândire în natură, fiind present în

toate plantele superioare şi inferioare. Se acumulează de obicei în endosperm, coleoptil, ovare

5

şi grăuncioare de polen. Heteroauxina influenţează creşterea plantelor prin alungirea celulelor ,

multiplicarea acestora şi are rol însemnat în mişcările fototro[ice şi geotropice ale plantelor.

Prin sinteză s-au obţinut unele substanţe fiziologic active, care au acţiune acţiune analoagă

acidului indolilacetic : acidul 1-naftilacetic, acidul diclorfenoxiacetic. Aceşti produşi de sinteză

sunt folosiţi în cantităţi mici ca substanţe de creştere, iar în cantităţi mai mari ca ierbicide.

Heteroauxinele naturale şi cele de sinteză pot fi utilizate ca stimulatori pentru înrădăcinarea

butaşilor, pentru accelerarea coacerii fructelor, obţinerea fructelor fără seminţe, prevenirea

căderii premature a fructelor, iar în cantităţi mai mari ca şi ierbicide.

Giberelinele: sunt fitohormoni care au descoperiţi în mediile de cultură ale mucegaiului

Gibarella fujikuroi; în present s-au identificat în numeroase plante superioare şi inferioare

(ciuperci, bacterii, alge). Giberelinele au în general acţiune sinergică cu a auxinelor. Ele

acţionează asupra sistemelor enzimatice implicate în procesul de creştere, stimulează creşterea

ţesuturilor prin diviziune celulară şi prin alungirea acestora, stimulează reacţiile de fosforilare,

biosinteza acizilor nucleici si a unor enzime. Tratamentul cu gibereline poate determina

întreruperea repausului la muguri şi seminţe, substituirea acţiunii frigului şi a fotoperioadelor,

ramificarea plantelor, formarea fructelor fără seminţe.

Citokinetinele au rol important în multiplicarea celulelor vegetale. Kinetinele

stimulează diviziunea celulelor mature, nemeristematice. Ele stimulează procesele de

morfogeneză, biosinteza substanţelor proteice, formarea mugurilor, întrerup repausul

seminţelor, întârzie îmbătrânirea frunzelor. De asemenea măresc rezistenţa plantelor la frig,

determină întinerirea ţesuturilor bătrâne, îmbunătăţesc rezistenţa plantelor la acţiunea toxică a

unor substanţe chimice.

Acidul abscisic este un fitohormon care poate lua naştere din unele catotenoide. Se

găseşte predominant în fructele necoapte. În general inhibă creşterea plantelor şi grăbeşte

formarea florilor, grăbeşte căderea frunzelor şi fructelor, determină repausul mugurilor,

închiderea şi deschiderea stomatelor. Acidul abscisic măreşte rezistenţa plantelor la stress.

6