Часть же промежуточных продуктов окисления фенолов с помощью ферментов фенолоксидазы и пероксидазы, а также восстановителей, вновь восстанавливается до исходных соединений.

В поврежденных клетках в контакте с о-фенолоксидазой оказывается сразу большое количество фенолов и поэтому восстановления не происходит, а образующиеся хиноны необратимо конденсируются как между собой, так и с аминокислотами с образованием коричневых и красных аморфных веществ  флобафенов.

О

ОН О //

О Окисление = О

ОН ОН

ОН Восстановление ОН

НО ОН

Катехин Хинон

Например, причиной потемнения очищенных и нарезанных клубней картофеля является окисление аминокислоты фенольного характера  тирозина ( -оксифенилаланин). Тирозин окисляется до диоксифенилаланина, который превращается в хинон, образующий красные гетероциклические соединения. Хиноны полимеризуются и превращаются в продукты темного цвета  меланины.

Образование темноокрашенных веществ при хранении очищенного картофеля может происходить в результате окисления другого вещества фе-нольной природы  хлорогеновой кислоты. Потемнение внутренней серд-цевины картофеля связано с окислением хлорогеновой кислоты, а внешней сердцевины  с окислением тирозина.

Предотвратить окисление фенолов очень важно при производстве крахмала, так как образующийся при измельчении картофеля клеточный сок содержит наряду с другими веществами тирозин. Последний легко окисляется, что вызывает потемнение крахмала, ухудшение его качества. Быстрое отделение клеточного сока от крахмала на центрифуге позволяет получить крахмал высокого качества.

Для предотвращения потемнения плодов и овощей при чистке, резке и дроблении применяют различные вещества (диоксид серы, аскорбиновую, лимонную кислоты и др.), а также тепловую обработку для инактивации фенолоксидаз, пероксидаз и каталазы.

На предприятиях общественного питания применяется сульфитация очищенного картофеля, заключающаяся в обработке клубней слабым раствором диоксида серы (0,1…0,2 %).

Лейкоантоцианы, флаваноны и флаванонолы  это бесцветные фенольные соединения. Лейкоантоцианы изменяют окраску в зависимости от температуры. Так, при 135 °С они имеют желтый цвет, при 165 °С  винно-красный, выше 225 °С  сине-серый, при 260 °С  черный. При нагревании они превращаются в лейкоантоцианидины. Лейкоантоцианы в значительном количестве содержатся в плодах и овощах, придавая некоторым из них терпкий вкус.

Флаваноны и флаванонолы в свободном виде встречаются редко, чаще в форме гликозидов. Богаты ими цитрусовые плоды, в которых содержатся нарингенин, гесперидин и эридиктол.

О О О

СН СН СН

СНОН СН₂ СНОН

СНОН С С

|| ||

О О

лейкоантоцианы флаваноны флаванонолы

Флавоновые пигменты  это окрашенные фенольные соединения: антоцианы, флавоны и флавонолы. Эти фенольные гликозиды хорошо растворимы в воде, обладают бактерицидными свойствами. Они содержатся во многих плодах и овощах, отличаются повышенной окислительной способностью. Антоцианы имеют фиолетовый цвет, флавоны и флавонолы  желтый.

Антоцианы. Они представляют собой гликозиды, в которых остатки сахаров (глюкозы, галактозы и рамнозы) связаны с окрашенными агликонами, принадлежащими к группе антоцианидинов. Различают шесть антоцианидинов, составляющих агликоны антоцианов  пеларгонидин, цианидин, пеонидин, дельфинидин, петунидин, мальвидин. В зависимости от наличия этих соединений плоды имеют разную окраску.

Наиболее распространен цианидин, он обнаружен в яблоках, землянике, сливах и в других плодах. В некоторых плодах антоцианы находятся только в кожице (виноград, слива), в других  в кожице и мякоти (малина, черника, смородина).

В зависимости от рН окраска антоцианов может меняться от красной до синей и фиолетовой (в кислой среде  красные, в щелочной  синие). Антоцианы с ионами К, Nа, Fе и других металлов дают соединения синего цвета.

Флавоны  это пигменты, имеющие желтую окраску; содержатся во многих плодах и овощах. Флавоны являются предшественниками антоцианов.

Флавонолы отличаются от флавонов наличием гидроксильной группы и обладают сильными бактерицидными свойствами. Чаще всего в плодах и овощах из флавонолов распространены кверцетин, кемферол, рутин и мирицетин. Кверцетин  самый распространенный флавонол придает золотистый цвет кожице лука, облепихе.

О О О

С С С

СОН СН СОН

СН С С

|| ||

О О

антоцианы флавоны флавонолы

Полимерные фенольные соединения  делятся на гидролизуемые и негидролизуемые конденсированные дубильные вещества.

Гидролизуемые вещества  танины  это сложные эфиры моносахаридов (глюкозы) и фенольных кислот (галловой, эллаговой, протокатеховой, кофейной, хлорогеновой).

Танины легко подвергаются гидролизу, распадаясь на более простые соединения. Танины взаимодействуют с солями тяжелых металлов, вызывая изменения цвета продуктов переработки плодов и овощей.

Гидролиз дубильных веществ приводит к ослаблению или исчезновению терпкого вкуса плодов и к накоплению сахаров, что улучшает вкус. Кроме того, продукты распада танинов  фенольные кислоты  усиливают защитные свойства плодов и овощей.

Гидролиз дубильных веществ наблюдается при дозревании плодов и овощей, нанесении механических повреждений и поражении микроорганизмами. Чаще всего при этом накапливается хлорогеновая кислота.

Негидролизуемые вещества состоят из остатков катехинов и лей-коантоцианов и образуются при окислительной конденсации этих мономеров. Конденсация флавоноидов происходит при нагревании с разбавленными кислотами. Конденсированные дубильные вещества с солями железа дают темно-зеленое окрашивание.

Конденсированные дубильные вещества содержат мало углеводов и образуют в присутствии минеральных кислот нерастворимые аморфные соединения  флобафены.

Существенным качественным и количественным изменениям подвергаются фенольные соединения в плодах и овощах в процессе созревания и хранения. Количество их уменьшается за счет гидролиза и использования на дыхание. В то же время при созревании плодов и овощей такие фенолы, как антоцианы, флавоны, флаваноны, флавонолы синтезируются и улучшают цвет продуктов. В процессе хранения плодов и овощей происходит взаимопревращение фенольных соединений. Так, при гидролизе танина образуются фенолокислоты, при конденсации катехинов  конденсированные дубильные вещества.

8. Нуклеиновые кислоты

В 1868 году швейцарский ученый Фридрих Мишер выделил из ядер клеток гноя, вытекающего из ран, необычное фосфорсодержащее вещество, которое он назвал нуклеином. Позднее эти вещества, получившие названия нуклеиновых кислот, были найдены в самых разнообразных клетках живой ткани. В настоящее время известно, какую огромную роль они играют в процессах передачи наследственности, старения и синтеза белка, это название приобрело новый смысл и значимость.

Нуклеиновая кислота при гидролизе дает смесь пуриновых и примидиновых оснований, сахар и фосфорную кислоту. Из пуриновых оснований в состав нуклеиновой кислоты входит адеин и гуанин, из примидиновых – цитозин и тиамин, из сахаров – дезоксирибоза. В нуклеиновой кислоте, извлеченной из растений, дрожжей и бактерий, вместо тиамина содержится урацил, а вместо дезоксирибозы – рибоза. В клеточных ядрах находится дезоксирибозосодержащая кислота или еще более распространенная (в основном, в клеточной плазме) рибозосодержащая нуклеиновая кислота.

В соответствии с природой входящего в их состав сахара нуклеиновые кислоты носят названия рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислот (ДНК). Обе нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – встречаются в живых тканях в связанных белками виде. Такие белки, особенно те, которые в клеточных ядрах связаны с ДНК, обладают особыми свойствами: они имеют ярко выраженный основной характер, что обусловлено большим содержанием в них специфической аминокислоты аргинина. Эти белки известны под названием гистонов, в то время как комплексы нуклеиновых кислот с белками называют нуклепротеидами.

Нуклеиновые кислоты более устойчивы, чем белки: они выдерживают воздействие разбавленных растворов щелочей и кислот, а также нагревание до 100 C. Извлеченная и очищенная нуклеиновая кислота представляет собой обычно беловатое волокнообразное вещество (ДНК по внешнему виду напоминает асбестовое волокно), вполне устойчивое при хранении в течение длительного времени. Молекулярная масса нуклеиновых кислот составляет величины порядка сотен тысяч, а макромолекулы их, подобно полисахаридам и белкам, представляют собой цепи, построенные из многократно повторяющихся звеньев.

В природе существует немало рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот. Хроматография ДНК показывает, что «общая» или «суммарная» ДНК, полученная из любой ткани, делится на ряд слегка отличающихся фракций. Тем не менее обычно говорят о «суммарной» ДНК какого-либо органа или ткани (ДНК тимуса, ДНК печени, ДНК почек и т. д.). Условно считают нуклеиновую кислоту, извлеченную из данного источника, однородным индивидуальным веществом.

Если белки состоят только из аминокислотных звеньев, а полисахариды – из моносахаридов, то в состав нуклеиновых кислот входят пурины, пиримидины, сахара и фосфорная кислота, поэтому строение повторяющегося звена нуклеиновой кислоты не столь просто, как строение звеньев рассмотренных высокомолекулярных соединений. Известно, что пурин или пиримидин связаны с сахаром, а сахар в свою очередь – с фосфатом.

8.1. Пурины и пиримидины

Для изучения строения нуклеиновых кислот рассмотрим строение и свойства их основных элементов: пуринов и пиримидинов:

Н

С

N СН

║ |

НС СН

b ZZ

цитозин

N

цитозин

К наиболее распространенным производным пиримидина относятся цитозин, урацил, тиамин, а пурина – аденин и гуанин.

Эти вещества в организме в чистом виде не найти: они, как правило, связаны с сахаром рибозой, а также с одной или несколькими фосфатными группами. Такие молекулы, состоящие из звеньев пуринового или пиримидинового производного, рибозы и фосфата известны под названием нуклеотидов. В зависимости от числа фосфатных групп, присутствующих в молекуле возможны моно-, ди- и трифосфаты нуклеотидов:

аденозиннуклеотид – монофосфат – дифосфат – трифосфат

N–––––СН СН

| || |

С N НСОН

Y ccY |

N С НСОН О

|| | |

НС С НС

c YYc |

N NН₂ СН₂О –––– p–––– p–––––– p



остаток аденина остаток рибозы (Значком p обозначены фосфат-ионы)