Tanin
Tanin (također poznat i kao prirodni organski tanin ili tanoid odnosno vrsta biomolekule za razliku od modernih vještačkih tanina) jeste adstringent, gorki biljni polifenolni spoj koji se veže i adsorbira na bjelančevinama i mnogim drugim organskim spojevima uključujući i aminokiseline i alkaloide.
Pojam tanin (od tanna, staronjemačke riječi za drvo hrasta ili jela, kao naprimjer u njemačkoj riječi Tannenbaum - jela), označava korištenje tanina iz drveta hrasta u svrhu štavljenja životinjskog krzna i koža, iz toga je proizašla riječ tan ili taniranje za obradu krzna i kože. Međutim, pojam tanin je općenito korišten za bilo koji veliki polifenolni spoj koji sadrži određeni veći broj hidroksila i drugih pogodnih grupa (kao što su karboksili) dajući jake komplekse sa različitim makromolekulama.
Taninski spojevi su široko rasprostranjeni u mnogim biljnim vrstama, gdje igraju važne zaštitne uloge od predatora, u nekim vrstama možda i određene uloge pesticida, te kao regulatori rasta biljaka.[1] Adstringentni oblik tanina izaziva suh i opor osjećaj u ustima nakon konzumiranja nedozrelog voća ili crvenog vina.[2] Na isti način, razlaganje ili mijenjanje tanina tokom vremena igra važnu ulogu u dozrijevanju voća i starenja tokom proizvodnje vina.
Tanini imaju relativnu molekulsku masu od 500 do preko 3.000[3] (estri galne kiseline) pa i do 20.000 (proantocijanidini).
Struktura i klase tanina
urediPostoje tri osnovne klase tanina:[4] Ispod su prikazane osnovne jedinice ili monomeri tanina. Naročito kod tanina izvedenih iz flavona, prikazana baza mora (dodatno) biti jako hidroksilirana i polimerizirana da bi se dobili polifenoli velikih molekularnih masa što je karakteristično za tanine. Obično, molekule tanina zahtijevaju najmanje 12 hidroksil grupa i najmanje pet fenilni grupa da bi imale funkciju povezivanja na bjelančevine.
| Osnovna jedinica |  |
 |
 (floroglucinol) |
|---|---|---|---|
| Klasa/polimer: | Hidrolizirajući tanini (galotanini) | Nehidrolizirajući ili kondenzirani tanini |
Florotanini |
| Izvori | biljke | biljke | Smeđe alge |
Oligostilbenoidi (oligo- ili polistilbeni) su oligomerni oblici stilbenoida i čine klasu tanina.[5]
Pseudotanini
urediPseudotanini su spojevi male relativne molekularne mase koji su povezani sa drugim spojevima. Oni ne mijenjaju boju tokom taninskog testa na telećoj koži, za razliku od hidrolizirajućih i kondenziranih tanina, te ne mogu biti korišteni kao taninski spojevi.[4] Neki primjeri pseudotanina i njihovih izvora su:[6]
| Pseudotanin | Izvor(i) |
|---|---|
| Galna kiselina | Rabarbara (Rheum rhabarbarum) |
| Flavan-3-oli (katehini) | čaj, akacija, kašu, kakao, guarana |
| Hlorogenska kiselina | strihnin drvo (Nux-vomica), kahva, mate |
| Ipekakuanska kiselina | Carapichea ipecacuanha |
Historija
urediElaginska kiselina, galna i pirogalna kiselina bile su prve osnovne jedinice tanina koje je otkrio hemičar Henri Braconnot 1831. godine.[7] Julius Löwe je bio prvi naučnik koji je uspio sintetizirati elaginsku kiselinu zagrijavanjem galne sa arsenskom kiselinom ili oksidom srebra.[7][8]
Maximilian Nierenstein je proučavajući prirodne fenole i tanine[9] dokazao njihovo prisustvo u raznim biljnim vrstama. Radeći zajedno sa Arthur George Perkinom, izdvojili su 1905. godine elaginsku kiselinu iz južnoameričke biljke algarobilla i nekih vrsta voća.[10] Tek 1915. godine došao je do zaključka da se oni stvaraju iz galoil-glicina u gljivicama iz roda Penicillium.[11] Tanaza je enzim koji je Nierenstein koristio za dobijanje m-digalne kiseline iz galotanina.[12] Dokazao je 1931. godine prisustvo katehina u zrnima kakaa.[13] Pred smrt 1945. godine ukazao je da se luteinska kiselina, molekula prisutna u mirobalanitaninu, taninu koji je nađen u plodu Terminalia chebula, međuproduktni spoj u sintezi elaginske kiseline.[14]
U to vrijeme, formule molekula su se određivale putem analize sagorijevanja. Martin i Synge su 1943. godine otkrili particionu hromatografiju što je prvi put dalo mogućnost istraživanje fenolnih sastojaka u biljkama i njihovo izdvajanje i identificiranje. Nakon tog otkrića uslijedila je eksplozija aktivnosti u ovom naučnom polju nakon 1945. godine, a poseban značaj u ovoj oblasti dali su istraživači Edgar Charles Bate-Smith i Tony Swain[15] na Univerzitetu u Cambridgeu.
Edwin Haslam je 1966. godine predstavio prvu potpunu definiciju biljnih polifenola zasnovanu na ranijim istraživanjima Bate-Smitha, Swaina i Whitea, koja je uključivala određene strukturne karakteristike zajedničke za sve fenolne spojeve koji imaju taninske osobine. Danas je ta definicija poznata pod skraćenicom WBSSH (White–Bate-Smith–Swain–Haslam).
Rasprostranjenost
urediTanini su prisutni u brojnim vrstama širom biljnog carstva. Oni se obično mogu naći i u gimnospermama (golosjemenicama) kao i u angiospermama (skrivenosjemenicama). Simon Mole[16] (1993) proučavao je rasprostranjenost tanina u 180 porodica dvosupnica i 44 porodica jednosupnica (Cronquist). Većina porodica dvosupnica sadržavale su biljne vrste koji nisu imale tanina (testirano po njihovoj mogućnosti da talože bjelančevine).
Najpoznatije porodice biljaka kod kojih su sve vrste sadržavale tanine su: Aceraceae, Actinidiaceae, Anacardiaceae, Bixaceae, Burseraceae, Combretaceae, Dipterocarpaceae, Ericaceae, Grossulariaceae, Myricaceae kod dvosupnica i Najadaceae i Typhaceae kod jednosupnica. Kod porodice hrastova, Fagaceae, 73% svih vrsta koje su testirane (N = 22) sadržavale su tanine. Za vrste iz porodice akacija, Mimosaceae, samo 39% od ispitanih vrsta (N = 28) sadržavalo je tanine, a kod vrsta iz porodice Solanaceae taj udio je opao na 6%, te na 4% u porodici Asteraceae. Neke od porodica poput Boraginaceae, Cucurbitaceae, Papaveraceae nisu imale nijednu biljnu vrstu koja je bila bogata taninima.
Najviše rasprostranjeni polifenoli su kondenzirani tanini, koji su pronađeni u gotovo svim biljnim porodicama, a čine i do 50% težine suhog ostatka u lišću. Tanini u vrstama tropskog drveća vrlo često imaju tanine katetičke prirode za razliku od galotanina koji su uglavnom zastupljeni kod drveća u umjerenim klimatskim zonama.[17]
Moguće je da i dalje postoji određeni gubitak bioraspoloživosti drugih tanina u biljkama zbog ptica, nametnika i drugih patogenih organizama.[18]
U biljnim organima
urediTanini se mogu naći u lišću, sjemenu, korijenu, izdancima i stabljikama biljaka. Jedan od primjera tanina u drvenastom tkivu biljaka je da se oni često mogu naći u dijelovima drveća koji stalno rastu, kao što su sekundarni floemi i ksilemi i slojevi između korteksa i epiderme. Neki tanini mogu imati pomoćnu funkciju reguliranja rasta ovih tkiva.
U ćeliji
urediKod svih viših biljaka koje su do danas ispitane, tanini se proizvode u ćelijskim organelama izvedenim iz hloroplasta, tanosomima.[19] Fizički, tanini se uglavnom nalaze u vakuolama ili čine sastojak površinskog voska biljke. Ova skladišna mjesta čine tanine aktivnim protiv biljnih nametnika, a također i onemogućavaju da tanini utiču na metabolizam biljke dok god je biljno tkivo živo; tek kada ćelija umre, tanini postaju aktivni sa metaboličkim efektima.
Tanini su svrstani u ergastičke supstance, tj. neprotoplazmatski materijal prisutan u ćelijama. Tanini, po definiciji, talože bjelančevine. U ovom stanju, oni se moraju skladištiti u organelama koje se mogu oduprijeti procesu taloženja bjelančevina. Idioblasti su izolirane biljne ćelije koje se razlikuju od susjednih tkiva i sadrže nežive supstance. One mogu sadržavati ulja, gumu, smolu, pigmente i dr. supstance. Također sadrže i tanine. U plodu japanske jabuke (Diospyros kaki), tanini se talože u vakuolama taninskih ćelija, koje su idioblasti parenhimskih ćelija u mesu ploda.[20]
U zemljištu
urediKonvergentna evolucija biljnih zajednica koje su bogate taninima se dešavala širom svijeta u kiselim zemljištima siromašnim hranjivim materijama. Nekad se vjerovalo da tanini imaju funkciju kao odbrana biljaka od biljoždera, međutim ekolozi danas sve više smatraju da su oni vrlo važni regulatori razlaganja i procesa kruženja dušika. Kako u posljednje vrijeme raste svjetska zabrinutost za globalno zagrijavanje, sve više raste interes za bolje razumijevanje uloge polifenola kao regulatora ciklusa ugljika, naročito u sjevernim zimzelenim šumama.
Otpaci lišća i drugi raspadajući dijelovi biljke Agathis australis, vrste drveta sa Novog Zelanda, raspadaju se mnogo sporije od mnogih drugih vrsta. Pored kiselosti, biljka sadrži supstance poput voskova i fenola, a naročito tanina,[21] koji su štetni za neke mikroorganizme.
Prisustvo u vodi i drvetu
uredi
Izdvajanje, u vodi vrlo rastvorljivih, tanina iz raspadajuće vegetacije i lišća pored vodotoka može proizvesti takozvane rijeke crne vode. Voda koja istječe iz močvara može imati karakterističnu smeđu boju od rastvorenih tresetnih tanina. Prisustvo tanina (ili huminskih kiselina) u vodi iz bunara može davati vodi opor ukus i loš miris, ali ona i dalje može biti neotrovna i sigurna za piće.[22]
Izdvajanje tanina iz neprerađenog ukrasnog drveta u akvarijima može prouzrokovati snižavanje pH vrijednosti vode i njeno smeđe bojenje slično boji čaja. Neki od način da se to spriječi je kuhanje drveta u vodi nekoliko puta, mijenjanjem vode nakon svakog kuhanja. Koristeći treset kao supstrat u akvariju može imati slične efekte.
Za pripremu naplavnog drveta namijenjenog za akvarijski ukras neophodni su mnogi sat iskuhavanja, nekad taj proces može trajati sedmicama i mjesecima, uz konstantno potapanje drveta i brojne izmjene ustajale vode prije nego što takvo drvo postane čisto. Dodavanje sode bikarbone vodi može se povisiti njena pH vrijednost što može ubrzati proces izdvajanja tanina, jer alkalni rastvor mogu brže izdvojiti taninsku kiselinu iz drveta nego kada je pH vrijednost vode neutralna.[23]
Mehko drvo, koje općenito ima mnogo manji udio tanina od tvrdog drveta,[24] se uglavnom ne preporučuje za upotrebu u akvariju,[25] tako da korištenjem tvrdog drveta vrlo svijetlih boja, koje daju naznaku niske koncentracije i sadržaja tanina, što je lahak način izbjegavanja tanina. Taninska kiselina je smeđe boje, tako da, općenito, bijele vrste drveta imaju manji sadržaj tanina. Vrste drveta žute, crvene ili smeđe boje i nijansi (poput kedra, crvenog hrasta ili vrsta iz grupe južnog žutog bora itd.) pretežno imaju mnogo tanina.[26]
Reference
uredi- ^ Katie E. Ferrell; Thorington, Richard W. (2006). Squirrels: the animal answer guide. Baltimore: Johns Hopkins University Press. str. 91. ISBN 0-8018-8402-0.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ McGee, Harold (2004). On food and cooking: the science and lore of the kitchen. New York: Scribner. str. 714. ISBN 0-684-80001-2.
- ^ Bate-Smith i Swain (1962). "Flavonoid compounds". u Florkin M., Mason H. S (ured.). Comparative biochemistry. III. New York: Academic Press. str. 75–809.
- ^ a b "Notes on Tannins from PharmaXChange.info". Arhivirano s originala, 4. 1. 2015. Pristupljeno 3. 7. 2014.
- ^ Oligostilbenoids from Gnetum venosum. Boralle N, Gottlieb H.E, Gottlieb O.R, Kubitzki K, Lopes L.M.X, Yoshida M i Young M.C.M, Phytochemistry, 1993, vol. 34, br. 5, str. 1403-1407
- ^ Ashutosh Kar (2003). Pharmacognosy And Pharmacobiotechnology. str. 44–. ISBN 978-81-224-1501-8. Pristupljeno 31. 1. 2011. Nepoznati parametar
|izdavač=zanemaren (pomoć) - ^ a b Grasser, Georg; F. G. A. Enna. (prev.) (1922). Synthetic Tannins. ISBN 9781406773019.
- ^ Löwe, Zeitschrift für Chemie, 1868, 4, 603
- ^ PMID 16742048 (PubMed)
- ^ doi:10.1039/CT9058701412
- ^ PMID 16742368 (PubMed)
- ^ PMID 16744910 (PubMed)
- ^ doi:10.1021/ja01353a041
- ^ PMID 21020785 (PubMed)
- ^ Haslam, Edwin (2007). "Vegetable tannins – Lessons of a phytochemical lifetime". Phytochemistry. 68 (22–24): 2713–2721. doi:10.1016/j.phytochem.2007.09.009
- ^ Simon Mole (1993). "The Systematic Distribution of Tannins in the Leaves of Angiosperms: A Tool for Ecological Studies". Biochemical Systematics and Ecology. 21 (8): 833–846. doi:10.1016/0305-1978(93)90096-A
- ^ Tannin in Tropical Woods. Doat J, Bois. For Tmp., 1978, vol. 182, str. 34-37
- ^ Kadam, S. S.; Salunkhe, D. K.; Chavan, J. K. (1990). Dietary tannins: consequences and remedies. Boca Raton: CRC Press. str. 177. ISBN 0-8493-6811-1.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Jean-Marc Brillouet, Charles Romieu, Benoît Schoefs, Katalin Solymosi, Véronique Cheynier, Hélène Fulcrand, Jean-Luc Verdeil i Geneviève Conéjéro: The tannosome is an organelle forming condensed tannins in the chlorophyllous organs of Tracheophyta, Annals of Botany, 11.9.2013, doi:10.1093/aob/mct168
- ^ Shinya Kanzaki, Keizo Yonemori i Akira Sugiura: Identification of Molecular Markers Linked to the Trait of Natural Astringency Loss of Japanese Persimmon (Diospyros kaki) Fruit. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 2001, 126(1), str. 51–55 (članak Arhivirano 4. 9. 2015. na Wayback Machine)
- ^ Eric Verkaik, Anne G. Jongkindet, Frank Berendse: Short-term and long-term effects of tannins on nitrogen mineralisation and litter decomposition in kauri (Agathis australis (D. Don) Lindl.) forests. Plant And Soil, 2006, vol. 287, br. 1–2, str. 337–345, doi:10.1007/s11104-006-9081-8
- ^ "Tannins, lignins and humic acids in well water na stranici www.gov.ns.ca" (PDF). Arhivirano s originala (PDF), 17. 5. 2013. Pristupljeno 5. 7. 2014.
- ^ Preparing Driftwood for Your Freshwater Aquarium (en)
- ^ Polyflavonoid tannins — a main cause of soft-rot failure in CCA-treated timber[mrtav link]
- ^ Driftwood Do's & Don'ts Arhivirano 24. 7. 2011. na Wayback Machine (en)
- ^ Tannin and hardwood flooring Arhivirano 17. 4. 2011. na Wayback Machine (en)