Органические соединения

Органические кислоты содержатся в природных продуктах (в плодах, овощах, ягодах) в свободном состоянии, а также могут образоваться в них в процессе переработки (например, квашение, мочение) или хранения.

Наиболее часто в пищевых продуктах встречаются: уксусная, молочная, яблочная, лимонная, бензойная и ряд других кислот. При незначительном их содержании в продуктах они оказывают возбуждающее действие на слизистые пищеварительного тракта, стимулируя отделение пищеварительных соков, активизируя пищеварение и способствуя хорошему усвоению пищи. Многие из органических кислот имеют консервирующий эффект, что используется при заготовках некоторых плодов и овощей.

Эфирные масла — это летучие, в подавляющем большинстве жидкие смеси органических соединений, находящиеся во многих растениях и обусловливающие их запах и аромат. Они растворимы в спирте, эфире, бензоле, жирах. В воде или слаборастворимы, или вовсе нерастворимы. Помимо углерода и водорода, в их составе обычно содержится кислород, в редких случаях сера и азот. По химической природе и свойствам эфирные масла резко отличаются от жирных растительных масел, которые представляют собою соединения сложных эфиров глицерина и жирных кислот.

Эфирными маслами особенно богаты многочисленные виды семейств губоцветных (мята, лаванда, шалфей, розмарин, базилик, тмин, кориандр). В эфиромасличных растениях эфирные масла, как правило, находятся в свободном виде, заполняя собой отдельные изолированные клетки. Но иногда они находятся в связанном состоянии (химически связаны в форме гликозидов — в семенах горчицы, например). Эфирные масла встречаются в листьях, цветах, плодах (или их оболочках), в древесине, стеблях, почках, корнях. В настоящее время получено эфирное масло более чем из 200 видов растений, и с каждым годом число их растёт. Классифицируются и называются эфирные масла, как правило, по видам, названиям растений, из которых их получают (розовое, лавандовое масло). Очень редко название эфирному маслу даётся по главному компоненту его (например, камфарное, терпентинное, эвгенольное).

История использования эфирных масел очень древняя. О розовом масле упоминается в древних санскритских рукописях. В древнем Египте уже знали технологию получения эфирных масел. Число изученных эфирных масел достигает сейчас огромной цифры — 1500.

Пигменты (от лат. pigmentum — краска) — окрашенные вещества, входят в состав тканей животных и растительных организмов. Их окраска определяется избирательным поглощением света в видимой части солнечного спектра. Они играют важную и разнообразную роль в жизнедеятельности организмов, в том числе и человека.

Наиболее распространённые пигменты — это порфирины и каротиноиды, которые найдены в большинстве растительных и животных организмов. Порфирины — это разнообразные производные порфина. К порфинам относятся: зелёный порфирин растений — хлорофилл (или бактериохлорин) фотосинтезирующих бактерий; гемоглобин, цитохромы и некоторые другие биологически важные соединения.

Каротиноиды — это пигменты красного, оранжевого и жёлтого цвета. К каротиноидам относятся: ксантофилл и каротин, содержащиеся в зелёных растениях, а также фукоксантин бурых и диатомовых водорослей. Органы зрения животных содержат зрительный пурпур — белковое соединение каротиноидов, родопсин и порфиропсин.

В растительных и животных организмах, кроме порфиринов и каротиноидов, имеются и другие многочисленные пигменты. Например, в некоторых растениях содержатся фикобилины: синий фикоциан и красный финоэристин. Это сложные белки. В цветках, плодах, листьях растений имеются пигменты красного, синего и фиолетового цвета — антоцианы, производные бензопирилия. Есть в растениях и пигменты жёлтого цвета — флавоны, близкие по химическому строению к антоцианам.

В растительных и животных организмах присутствуют также разнообразные пигменты, являющиеся производными хинонов. У животных в коже, шерсти, волосах содержатся темноокрашенные пигменты меланины — продукты окисления тирозина.

Биологическая роль пигментов различна. Одной из наиболее важных функций, например, пигментов растений является участие в фотосинтезе, в изучение которого внёс большой вклад К.А. Тимирязев. Пигментная система растений является звеном, связывающим световые условия внешней среды с внутренним обменом. У животных организмов важной функцией пигментов является участие в зрительном процессе, основанное на свойстве светочувствительных пигментов органов зрения претерпевать обратимые превращения при действии света.

Пигменты защищают организм от вредного действия лучей коротковолновой части солнечного спектра. Пигменты, находящиеся во внутренних частях организма, выполняют другие функции. Например, гемоглобин и другие дыхательные пигменты крови осуществляют в организме человека перенос кислорода от органов дыхания к тканям; дыхательные хромогены и другие пигменты участвуют в тканевом дыхании, являясь биокатализаторами и компонентами промежуточных ферментативных систем.

В настоящее время некоторые пигменты находят все более широкое применение в промышленности и медицине. Например, рибофлавин (витамин В2), каротин (провитамин А).

Алкалоиды — вещества главным образом растительного происхождения, содержащие азот и обладающие, подобно аммиаку, способностью соединяться с кислотами с образованием солей. Например, алкалоид опия — морфий (морфин); алкалоид чая и кофе — кофеин; алкалоид табака — никотин. Ныне выделено уже более 700 алкалоидов. Многие из них нашли широкое применение в медицине (как лекарственные препараты) и в сельском хозяйстве (как средства борьбы с вредителями).

Многие алкалоиды являются сильнейшими ядами, а некоторые — ценными лекарственными веществами. Отдельный алкалоид обладает избирательным действием на те или иные органы: на различные отделы нервной системы, мышцы, сосуды. Возбуждают нервную систему стрихнин и кофеин, успокаивают — морфин и скополамин, уменьшает чувствительность перифирических нервов кокаин. Алкалоиды имеют широкое применение в медицине как в чистом виде, так и в составе солей.

Любителям съедобных дикорастущих растений следует весьма осторожно обращаться с такими экземплярами, которые содержат ядовитые алкалоиды, и прежде всего при употреблении этих растений в пищу.

Дубильные вещества — это соединения различной химической природы. Для них характерна особенность видоизменять коллоидное состояние белков: осаждать их из растворов, вызывать затвердение, противодействовать набуханию в воде. Различают органические и минеральные дубильные вещества. Органические бывают животного и растительного происхождения, могут быть они получены и искусственным путём. Дубильные вещества органического происхождения — это в основном высоконепредельные жиры морских животных; растительного — это наиболее обширная группа дубителей. Добываются они из дубильных растений.

В медицине дубильные вещества употребляются как противоядие при отравлении алкалоидами, при желудочно-кишечных болезнях, при ожогах.

Большое значение имеют дубильные вещества в пищевой промышленности, где они нередко определяют характер переработки и вкусовые достоинства готового продукта. Например, производство чёрного чая основано на превращениях дубильных веществ, содержащихся в молодых побегах чайного растения в количестве 18-30 процентов (на сухой вес). От правильно проведённого окисления дубильных веществ при ферментации зависят в основном цвет, вкус, аромат и пищевая ценность чая. Дубильные вещества используются также в производстве какао и ряда других пищевых продуктов.

Фитонциды — защитные вещества, образуемые и выделяемые высшими растениями. Фитонциды способны подавлять рост бактерий, грибов и простейших. Большинство растений продуцируют летучие фитонциды, способные оказывать свое действие на расстоянии, но есть и нелетучие фитонциды, которые также образуются в тканевых соках и протоплазме растительных клеток.

Фитонциды разных видов растений различны по своему составу, свойствам и действию. Обычно выделение фитонцидов после разрушения (измельчения, растирания) тканей растения прекращается через несколько минут или даже секунд. А вот фитонциды чеснока после измельчения продолжают выделять фитонциды спустя 15-20 суток.

Мощность и диапазон действия фитонцидов различны. Некоторые фитонциды (например, чеснока) убивают даже холерный вибрион и возбудителя брюшного тифа. Фитонциды же других растений по своему воздействию значительно слабее и избирательнее. Правда, есть такие бактерии, которые успешно противостоят действию самых мощных фитонцидов.

Фитонциды влияют на состав микрофлоры воздуха. В сосновых и кедровых лесах, например, независимо от географической широты и близости населённых пунктов воздух практически стерилен (содержит только 200-300 бактериальных клеток на квадратный метр). Растения одного вида действуют своими фитонцидами на расстоянии на растения других видов, замедляя или ускоряя их рост и развитие.

Свойства фитонцидов используются в медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности. Например, фитонцидный препарат из чеснока — сативин применяется для лечения дизентерии. Многие фитонциды, попадающие в организм человека, действуют на микрофлору желудка, кишечника. Широко используются свойства фитонцидов при заготовке продуктов, при их хранении.