Общие понятия о дубильных веществах и их распространении

Дубильные вещества — это неядовитые и безазотистые, аморфные соединения, большинство из которых растворяются в воде и спирте, обладающие сильным вяжущим свойством.

Рисунок №1.  Дубильные вещества

Дубильными веществами можно назвать растительные полифенольные соединения, молекулярная масса которых от 500 до 3000, они способны образовывать достаточно прочные связи с алкалоидами и белками, обладают дубящими свойствами.

Способность этих веществ основывается на их взаимодействии с коллагеном, образовывать устойчивую поперечносвязанную структуру кожи при помощи образования водородных соединений молекул коллагена и фенольных гидроксил дубильных веществ.

Впервые употребление термина «дубильные вещества» было использовано в 1796 году исследователем Франции Сегеном. С его помощью обозначалось присутствие в экстрактах растений веществ, которые способствуют осуществлению процесса дубления. Кожевенная промышленность заложила начало изучению химизма дубильных веществ. (Рис. 1)

Рисунок №2. Дуб

Иное определение дубильным веществам - «танниды». Оно происходит от латинской формы названия кельтского дуба - «тан». (Рисунок №2)

Первые исследования в научной области химизации дубильных веществ начинаются с середины 18 века.

Первая публикация - работа Гледича от 1754 года с названием «Об использовании плодов черники, как сырья для получения дубильных веществ». Первая монография была в 1913 году Деккера, обобщала весь известный материал по дубильным веществам.

Исследованием свойств дубильных веществ занимались крупнейшие зарубежные химики: Г. Проктер, Э. Фишер, К. Фрейденберг, П. Каррер.

В природе множество растений (в большинстве двудольные) которые могут содержать дубильные вещества. Растения, обладающие дубильными веществами, распространяются во всех поясах земного шара. Особо насыщены ими тропические пояса. Содержание в растениях дубящих веществ в зависимости от факторов: возраст, фаза развития, место произрастания, климатические и почвенные условия. С самым высоким содержанием ДВ признаны растения семейств: сумаховых, розоцветных, буковых, гречишных, вересковых, березовых.

Классификация дубильных веществ

Дубильные вещества (ДВ) по сути - это смесь разных полифенолов. Из-за многообразия их химического состава классифицировать однозначно невозможно.

Согласно классифицированию Г. Проктера (1894г) разделил дубильные вещества на две объёмные группы (в зависимости от природы продуктов, их разложении при температуре от 180 до 2000С (без поступления воздуха) (Таблица № 1):

1. пирогалловые (при разложении выделяют пирогаллол);
2. пирокатехиновые (образуют пирокатехин).

Таблица №1. Классификация дубильных веществ.

 

По результатам дальнейших исследований химии таннидов Фрейденберг (в 1933 г) скорректировал классификацию Проктера. Им было  рекомендовано определить первую группу (пирогалловые ДВ) - как гидролизуемые, а вторую (пирокатехиновые ДВ) - как конденсированные.

В растениях, зачастую, содержатся смеси дубильных веществ относящиеся к обеим группам. В связи с этим, многие виды  веществ дубильных в растениях однозначно нельзя отнести к одному выделенному типу. В наше время применяется классификация Фрейденберга, которая обозначила две основные группы: (Таблица №2):

1.Гидролизуемые (эфиры кислот и сахаров) (

  • • галлотанины - галловой ;
  • • несахаридные - фенолкарбоновых ;
  • • эллаготанины -  эллаговой .

2. Конденсированные (негидролизуемые):

  • • флавандиолов - 3, 4;
  • • флаванолов - 3;
  • • оксистильбенов.

Таблица № 2. Группы дубильных веществ.

 

Дубильные вещества их применение.

Рисунок №3. Свойства дубильных веществ.

Благодаря свойствам дубильных веществ образовывать связи с солями тяжелых металлов, сердечными гликозидами и алкалоидами их применяют при отравлении как антидоты. Действие основано на способности соединяться с белками и образовывать плотные альбуминаты. (Рис. 3)

Сырьё, богатое дубильными веществами, применяют для изготовления лекарственных препаратов, с целью использования как вяжущее, кровоостанавливающее, противовоспалительное, антимикробное средства. Данные вещества (гидролизуемые и конденсированные) применяются как антиоксиданты, потому как они проявляют высокую витаминную ценность, антигипоксические и антисклеротические действия. В больших дозах танниды обладают противоопухолевым эффектом, в средних дозах - радиосенсибилизирующим действие, а в маленьких — противолучевым. Содержание количества дубильных веществ в продукте необходимо контролировать. Для расчета количества дубильных веществ, присутствующих в БАД существуют разнообразные методики их определения:

1) Гравиметрический или весовой.

2) Титриметрический  ( желатиновый, перманганатометрический).

3) Физико - химические:

• фотоэлектроколориметрический,

• спектрофотометрический,

• хроматографический,

• амперометрический,

• потенциометрическое титрование,

• кулонометрическое титрование,

Далее мы подробнее рассмотрим методику контроля качества, используемую в ООО "КоролёвФарм". Предприятие производит косметическую и пищевую продукцию, БАД к пище, экстракты. При производстве БАД  проводится контроль микробиологический, физико-химический. Для проведения различных исследований на предприятии имеется лаборатория для проведения физико-химических испытаний .

Методика определения количества дубильных веществ в пересчете на танин.

Для этого точной навеской (около 2г)  сырья измельченного, просеянного через сито(отверстия диаметра 3 мм), далее помещают в колбу вместимость которой 500 мл, необходимо залить 250 мл воды, нагретой до кипения и далее кипятить ещё 30 мин, периодически перемешивая используем электрическую плитку, чтобы спираль была закрытой и с обратным холодильником . Далее жидкость охлаждаем до комнатной температуры, процеживаем отделяя около 100мл в  колбу размером 200-250 мл тщательно через вату, чтобы частички использованного сырья не попали в колбу. Пипеткой отбираем 25 мл от полученного содержимого в другой конический сосуд объёмом 750мл, прибавляем 500мл воды, 25 мл индикаторной жидкости. Титруем, постоянно перемешивая содержимое с перманганатом калия (0,02 моль на литр) до окрашивания в золотисто-желтый цвет .

Параллельно проводим контрольное испытание.

Соотношение 1 мл KMnO4 (0,02 моль на литр) равное 0,004157 г дубильным веществам .

Количество определяемых веществ (Х) (в %) с помощью формулы пересчитываем на абсолютное сухое сырьё :

где:

V- объём KMnO4 (0,02моль/л), использованного на титрование (миллилитры);

V 1 - объём KMnO4 (0,02моль/л), использованного на титрование в контрольном испытании (миллилитры);

0,04157 – количество дубильных веществ, (1 мл марганцевокислый (0,02моль/л) граммы);

m – масса сырья (граммы);

W – потеря массы при высушивании сырья (проценты);

250 –объём извлечения общий (миллилитры);

25 – объём извлеченного раствора для титрования (миллилитры).

Задачей проведения исследования стоит выяснить соответствуют  ли полученные показатели заданным нормам. Концентрация дубильных веществ в продукте должна соответствовать определенным нормам, только в том случае будут подтверждены заявленные свойства продукта. Результаты испытания, удовлетворяющие требования НД, считают соответствующими и на исследуемый вид продукции выдается документ, подтверждающий соответствие качества продукта.

 

Таблица № 2. Группы дубильных веществ.

оксистильбенов.