Дубильные вещества¶

Дубильные вещества (танниды, танины) — это группа природных полифенольных соединений различной химической природы, обладающих характерным вяжущим вкусом и способностью образовывать прочные связи с белками, полисахаридами и другими биополимерами. Основное свойство дубильных веществ — дубление, то есть превращение сырой шкуры животного в кожу, устойчивую к гниению и механическим воздействиям. В химии дубильными веществами называют соединения с молекулярной массой от 500 до 3000–5000 Да, содержащие большое количество фенольных гидроксильных групп.

¶История открытия и изучения

Использование дубильных веществ человеком началось в глубокой древности. Первобытные люди заметили, что шкуры животных, обработанные настоями коры или листьев некоторых растений, становятся более прочными и долговечными. Первые письменные упоминания о дублении кож относятся к Древнему Египту (около 3000 лет до н. э.). В античных источниках (Геродот, Плиний Старший) описывались способы выделки кож с использованием коры дуба, ольхи и тамариска.

Научное изучение дубильных веществ началось в XVIII–XIX веках. В 1797 году французский химик Антуан де Фуркруа ввёл термин «танин» (от лат. tannum — кора дуба). В 1830-х годах шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус предложил разделять дубильные вещества на две группы: гидролизуемые и конденсированные. В XX веке, с развитием органической химии и хроматографии, были установлены структуры многих танинов, а также выявлены их биологическая роль и применение в медицине, пищевой промышленности и технике.

¶Химическая природа и классификация

Дубильные вещества делятся на два основных класса по химической структуре и способности к гидролизу.

¶Гидролизуемые танины

Эти соединения представляют собой сложные эфиры фенольных кислот (чаще всего галловой или эллаговой) с углеводами (обычно с глюкозой). Под действием кислот, щелочей или ферментов (таназы) они легко распадаются на составные части. Гидролизуемые танины делятся на:

Галлотанины — эфиры галловой кислоты. Пример: танин из чернильных орешков (галлов) — пента-мета-дигаллоил-β-D-глюкоза.
Эллаготанины — эфиры эллаговой кислоты. Пример: пуникалагин из граната, казуариктин из эвкалипта.

¶Конденсированные танины (проантоцианидины)

Это олигомеры и полимеры флавоноидов (катехинов, лейкоантоцианидинов). Они не гидролизуются, а при нагревании с кислотами образуют антоцианидины (красные пигменты). Конденсированные танины широко распространены в коре, древесине, листьях и плодах многих растений. Примеры: процианидины из виноградных косточек, из коры сосны.

¶Псевдотанины

К этой группе относят соединения, которые дают некоторые реакции, характерные для дубильных веществ, но не обладают способностью к дублению. Сюда входят простые фенольные кислоты (галловая, хлорогеновая), катехины (мономеры), флороглюцин и другие.

¶Свойства

Дубильные вещества представляют собой аморфные порошки или стекловидные массы от светло-жёлтого до тёмно-коричневого цвета. Они растворимы в воде, спирте, ацетоне, но нерастворимы в неполярных органических растворителях (бензол, эфир). Водные растворы имеют кислую реакцию (pH 3–4) и обладают характерным вяжущим вкусом.

Основные химические свойства:

Взаимодействие с белками: дубильные вещества образуют нерастворимые комплексы (таннаты) с белками, что лежит в основе дубления кожи и осаждения белков в растворах.
Взаимодействие с алкалоидами: образуют нерастворимые осадки, что используется в аналитической химии и медицине (как антидоты при отравлениях алкалоидами).
Комплексообразование с ионами металлов: дают окрашенные комплексы с железом (чёрно-синее окрашивание), оловом, алюминием.
Окисление: на воздухе, особенно в щелочной среде, темнеют, образуя флобафены (красно-коричневые пигменты).
Реакция с формальдегидом: в кислой среде образуют нерастворимые полимеры.

¶Распространение в природе

Дубильные вещества широко распространены в растительном мире. Они содержатся в коре, древесине, корнях, листьях, плодах и семенах многих растений. Особенно богаты танинами:

Кора и древесина: дуб (до 20% в коре), каштан, акация, эвкалипт, сосна, ель, лиственница.
Листья: сумах, скумпия, чай (до 30% в зелёном чае), черника, брусника.
Плоды: гранат (кожура), хурма, айва, терн, черёмуха, виноград (косточки и кожица).
Галлы (чернильные орешки): патологические наросты на листьях дуба, вызываемые насекомыми-орехотворками, содержат до 50–70% танина.
Корни: ревень, лапчатка прямостоячая (калган), кровохлёбка.

В животных организмах дубильные вещества не синтезируются, но могут накапливаться в некоторых тканях (например, в чернилах каракатиц).

¶Применение

¶Кожевенное производство

Дубление кожи — исторически главное применение. Дубильные вещества связываются с коллагеном кожи, образуя поперечные сшивки, что повышает её прочность, устойчивость к гниению и температуре. Различают:

Растительное дубление (с использованием коры дуба, ивы, ели, мимозы, квебрахо) — даёт плотную, эластичную кожу, используемую для изготовления подошв, ремней, сёдел, переплётов книг.
Комбинированное дубление (с использованием растительных и синтетических дубителей).

¶Медицина и фармакология

Дубильные вещества обладают следующими фармакологическими свойствами:

Вяжущее и противовоспалительное действие: образуют на слизистых оболочках защитную плёнку, уменьшая секрецию и воспаление. Применяются при диарее, стоматитах, гингивитах, ожогах.
Кровоостанавливающее действие: осаждают белки крови, способствуя тромбообразованию.
Антимикробное и противовирусное действие: подавляют рост бактерий, грибков и вирусов (в том числе вируса герпеса и гриппа).
Антиоксидантное действие: нейтрализуют свободные радикалы.
Противоопухолевое действие: некоторые танины (например, эпигаллокатехин-3-галлат из зелёного чая) изучаются как потенциальные противораковые агенты.

Препараты на основе дубильных веществ: настой коры дуба, настой корневищ лапчатки, таблетки «Танальбин» (комплекс танина с белком), «Тансал» (танин с салицилатом натрия).

¶Пищевая промышленность

Дубильные вещества используются:

Как пищевые добавки (E181 — танин, E182 — эллаготанины) — в качестве антиоксидантов, стабилизаторов цвета, осветлителей (для пива, вина, соков).
В виноделии — для осветления и стабилизации вин, придания терпкости (танины из виноградных косточек и кожицы).
В производстве чая и кофе — определяют терпкость и цвет напитка. В зелёном чае содержание танинов достигает 30%, в чёрном — 10–15%.
В производстве коньяка и виски — танины из дубовых бочек придают напиткам цвет, вкус и аромат.

¶Техническое применение

Производство чернил: танин с солями железа даёт стойкое чёрное окрашивание (железо-галловые чернила).
Производство клеев: танин используется как отвердитель для фенолформальдегидных смол.
Водоподготовка: танины применяются как коагулянты для очистки воды от взвешенных частиц и тяжёлых металлов.
Сельское хозяйство: используются как ингибиторы коррозии, консерванты для древесины, пестициды.

¶Биологическая роль в растениях

В растениях дубильные вещества выполняют защитные функции:

Антифидантная — отпугивают травоядных животных (вяжущий вкус).
Антимикробная — защищают от бактериальных и грибковых инфекций.
Антиоксидантная — защищают ткани от окислительного стресса.
Участие в метаболизме — являются запасными веществами, участвуют в формировании окраски плодов и семян.

¶Влияние на организм человека

При умеренном потреблении (в составе чая, фруктов, ягод) дубильные вещества оказывают полезное действие: улучшают пищеварение, укрепляют сосуды, обладают антиоксидантным эффектом. Однако избыточное потребление может вызвать:

Снижение усвоения железа (образование нерастворимых комплексов с Fe³⁺) — риск развития анемии.
Раздражение слизистой желудка при высокой концентрации.
Снижение активности пищеварительных ферментов.

¶Методы анализа

Для качественного и количественного определения дубильных веществ используются:

Реакция с хлоридом железа(III) — даёт синее (гидролизуемые танины) или зелёное (конденсированные танины) окрашивание.
Реакция с желатином — образование белого осадка.
Реакция с формальдегидом в соляной кислоте — осаждение конденсированных танинов.
Колориметрический метод Фолина–Чокальтеу — основан на восстановлении фосфорно-вольфрамовой кислоты.
Метод Левенталя — титрование перманганатом калия в присутствии индикатора индигокармина.
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) — для разделения и идентификации отдельных танинов.

¶Источники

Химическая энциклопедия. Т. 2. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Статья «Дубильные вещества».
Запромётов М. Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. — М.: Наука, 1993.
Барабой В. А. Растительные фенольные соединения и здоровье человека. — М.: Наука, 1984.
Haslam E. Practical Polyphenolics: From Structure to Molecular Recognition and Physiological Action. — Cambridge University Press, 1998.
ГОСТ 24027.2-80 «Сырьё лекарственное растительное. Методы определения дубильных веществ».
Фармакопейная статья ФС.2.5.0018.15 «Коры дуба отвар» (Государственная фармакопея РФ, XIV издание).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →