6. Фенольные соединения

Фенольные соединения играют важную роль в формировании вкуса и цвета плодов и овощей, на их долю приходится 2-3 % массы. Отличительной особенностью структуры этих соединений является наличие шестичленного кольца бензола с присоединенными к его атомам гидроксильными группами.

В зависимости от строения молекулы фенольные соединения классифицируются на группы: мономеры, фенольные кислоты, кумарины и его производные, флавоноиды, полифенолы.

Мономерные фенольные соединения содержат одно бензольное кольцо и редко встречаются в плодах и овощах. К ним относятся пирокатехин, который содержится в чешуе лука, в грейпфруте.

Фенольные кислоты (С₆-С₁) – органические кислоты, которые содержат кольцо бензола. Различаются расположением гидроксильной группы. К ним относят салициловую, галловую, оксибензойную, ванилиновую, сиреневую и др. Содержатся в плодах и овощах в свободном виде.

Кумарины – отличаются наличием шестичленного гетероцикла и атомом кислорода. К ним относят кумарин, эскулетин, скополетин, ксантотоксин и др. Кумарины играют важную роль в жизнедеятельности плодов и овощей. Например, участвуют в создании аромата (кумарин придает запах свежескошенного сена). Кумарины предотвращают свертывание крови в сосудах и образование тромбов.

Флавоноиды (С₆-С₃-С₆) – для этих соединений характерно наличие двух бензольных колец, которые связаны через трехуглеродный мостик. В большинстве случаев этот мостик образует гетероцикл. Флавоноиды плодов и овощей подразделяются на восемь групп в зависимости от строения этого мостика и степени окисленности. Часть из них относится к неокрашенным соединениям (катехины, лейкоантоцианы, флавононы), остальные – окрашенные соединения (флавонолы, флавоны – ярко желтой окраски, антоцианидины – яркой, разнообразной окраски).

Катехины содержатся во многих плодах (виноград, айва, черная смородина, черноплодная рябина, яблоки). Присутствуют в свободном и связанном виде, обладают высокой биологической (Р-витаминной активностью). Имеют слабый вяжущий вкус, растворимы в воде, легко окисляются на свету, при нагревании, под действием окислительных ферментов (полифенолоксидазы, пероксидазы). Продукты окисления и полимеризации катехинов – флобафены придают плодам и овощам при термической и механической обработке темную окраску. Для предотвращения этого проводят бланширование или сульфитацию.

Лейкоантоцианы содержатся в плодах и овощах в больших количествах. Их отличительная особенность – склонность к полимеризации. Могут превращаться при нагревании с кислотой в ярко окрашенные антоцианидины. Лейкоантоцианы при низких температурах бесцветны, а при высоких – окрашены в разные цвета: при 135 ⁰С – в желтый, при 165 ⁰С – в винно-красный, при 225 ⁰С – в сине-серый, при 260 ⁰С – в черный цвет.

Флавононы – в свободном виде встречаются редко, чаще в виде гликозидов. Особенно много содержится в цитрусовых, в которых содержатся нарингенин, гесперидин и близкие к ним соединения.

Окрашенные флавоноиды относятся к красящим веществам плодов и овощей, они рассмотрены в подразделе 2.7 Красящие вещества.

Полифенольные соединения – представлены дубильными веществами и лигнином. Кроме этого в эту группу входят меланины, которые образуются при окислении тирозина и вызывающие потемнение картофеля, а также гуминовые кислоты, которые образуются при гниении плодов и овощей.

Дубильные вещества – смесь полимеров фенольной природы с молекулярной массой от 500 до 20000. Подразделяются на гидролизуемые и негидролизуемые (конденсированные).

Гидролизуемые –танины, по химической природе – сложные эфиры моносахаров и фенолокислот. Танины взаимодействуют с солями тяжелых металлов и вызывают изменение окраски продуктов переработки плодов и овощей. Так, в присутствии ионов железа танины дают сине-черное окрашивание.

Конденсированные – состоят из остатков катехинов и лейкоантоцианидинов и образуются при окислительной конденсации этих мономеров. С солями железа дают зелено-черное окрашивание.

Содержание дубильных веществ в плодах выше, чем в овощах и составляет 1,0-1,7 %. Много их содержится в черемухе, терне, хурме, меньше в рябине, черной смородине, чернике, малине. Дубильные вещества и флавонолы придают плодам и овощам оттенки вяжущего и горького вкуса. Оксикоричные кислоты, кумарин и его производные входят в состав ароматических веществ плодов и овощей (например, в моркови среди ароматических веществ обнаружен кумарин и скополетин).

Благодаря бактерицидным свойствам, способности взаимодействовать с солями тяжелых металлов, свободными радикалами фенольные соединения предотвращают накопление вредных веществ в организме человека.

При хранении и переработке плодов и овощей количество фенольных соединений уменьшается за счет гидролиза и использования на дыхание. Возможны их взаимные превращения: при конденсации катехинов – конденсированные дубильные вещества, это может происходить при длительном нагревании. При этом образуются высокомолекулярные соединения с красным оттенком. С солями олова дубильные вещества дают розовую окраску. Могут осаждать белки и коллоиды из растворов, поэтому их присутствие способствует осветлению соков. Если в сырье дубильных веществ мало, то добавляют извне танин или желатин. Этот процесс называется оклейкой.