Пеларгин — растительный пигмент антоцианового ряда¶

Пеларгин — органическое соединение из группы антоцианов, относящееся к антоцианидинам (агликонам антоцианов). Представляет собой гликозид пеларгонидина, в котором остаток сахара связан с агликоном через положение 3 пиранового кольца. По химической природе — флавоноид, точнее флавилиевый (пирилиевый) катион. Пеларгин обусловливает оранжево-красную, алую и кирпично-красную окраску ряда растительных тканей и относится к наиболее простым по строению антоцианам: его агликон пеларгонидин отличается от других антоцианидинов минимальным числом гидроксильных групп.

¶Химическое строение

Основа молекулы пеларгина — катион флавилия, состоящий из двух ароматических колец (A и B), соединённых через кислородсодержащее пирановое кольцо C. В отличие от цианидина и дельфинидина, агликон пеларгонидин несёт гидроксильные группы лишь в положениях 4' и 5,7, то есть имеет наименьшее число заместителей среди распространённых антоцианидинов. Именно поэтому максимум поглощения пеларгина смещён в коротковолновую область по сравнению с более гидроксилированными аналогами, что и даёт оранжево-красный тон.

В составе пеларгина к гидроксильной группе в положении 3 присоединён моносахарид. Наиболее часто это глюкоза, но встречаются также галактоза, арабиноза, ксилоза и рамноза. Соответствующие гликозиды называют пеларгонин-3-глюкозидом, пеларгонин-3-галактозидом и так далее. Молекула существует в виде солей с органическими кислотами, поскольку флавилиевый катион устойчив только в кислой среде.

¶Физико-химические свойства

Пеларгин хорошо растворим в воде и водно-спиртовых смесях, практически нерастворим в неполярных органических растворителях. Как и другие антоцианы, он обладает выраженной pH-зависимостью окраски:

Молекула чувствительна к свету, повышенной температуре и кислороду: при нагревании и длительном хранении происходит гидролиз гликозидной связи и дальнейшее разрушение агликона. В растительных тканях устойчивость пеларгина повышается за счёт комплексообразования с ионами металлов (копингментация) и взаимодействия с другими фенольными соединениями.

¶Распространение в природе

Пеларгин — один из самых распространённых антоцианов высших растений. Его присутствие установлено в тканях многих видов, придавая им характерные оттенки:

• цветки пеларгонии (герани) — отсюда историческое название соединения;
• лепестки мака, тюльпана, гвоздики;
• плоды клюквы, брусники, красной смородины;
• кожица винограда некоторых красных сортов;
• ягоды бузины, калины, рябины.

Содержание пеларгина в растительном сырье обычно составляет от нескольких миллиграммов до сотен миллиграммов на 100 г свежей массы. Наибольшие концентрации отмечаются в кожице плодов и в эпидермисе лепестков, где пигмент выполняет функцию привлечения опылителей и распространителей семян.

¶Биологическая роль

В растениях антоцианы, включая пеларгин, выполняют несколько функций:

1. Аттракция — яркая окраска привлекает насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена.
2. Защита от ультрафиолета — пигменты экранируют фотосинтезирующие ткани от избыточной радиации.
3. Антиоксидантная защита — нейтрализация активных форм кислорода, образующихся при стрессе.
4. Реакция на стресс — накопление антоцианов усиливается при засухе, заморозках, дефиците питательных элементов и поражении патогенами.

Окраска, создаваемая пеларгином, зависит не только от его концентрации, но и от кислотности клеточного сока, наличия со-пигментов и ионов металлов, поэтому один и тот же пигмент может давать разные оттенки в разных тканях.

¶Методы определения

Для идентификации и количественного анализа пеларгина применяют:

• спектрофотометрию — по максимуму поглощения в видимой области (обычно около 500–520 нм) и по сдвигу при добавлении хлорида алюминия;
• высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) в сочетании с масс-спектрометрией — основной метод разделения и идентификации отдельных антоцианов;
• кислотный гидролиз — для перевода гликозидов в агликоны и последующего анализа пеларгонидина;
• тонкослойную хроматографию — как вспомогательный экспресс-метод.

Стандартные образцы пеларгонидин-3-глюкозида используются в качестве калибровочных соединений при количественных измерениях.

¶Практическое значение

Пеларгин рассматривается как ценный природный краситель и антиоксидант. Он входит в состав антоциановых экстрактов, применяемых в пищевой промышленности в качестве натуральных красителей (например, экстракт из кожицы винограда, бузины, чёрной моркови). В фармакологии и нутрицевтике соединения на основе пеларгонидина изучаются как компоненты, обладающие антиоксидантными, противовоспалительными и капилляропротекторными свойствами, хотя клинические данные остаются ограниченными.

В аналитической химии и ботанике пеларгин служит маркером при изучении путей биосинтеза флавоноидов и при таксономических исследованиях: профиль антоцианов нередко используется для различения близких видов и сортов растений.

¶Биосинтез

Пеларгин образуется в растении по общему пути фенилпропаноидного метаболизма. Ключевые этапы включают синтез тетрагидроксихалконов, их превращение в антоцианидины под действием антоцианидинсинтазы и последующее гликозилирование с участием УДФ-гликозилтрансфераз. Регуляция синтеза осуществляется на уровне транскрипции генов, кодирующих ферменты пути, и усиливается под действием света, низких температур и других стрессовых факторов.

¶См. также

• Антоцианы
• Флавоноиды
• Пеларгонидин
• Цианидин
• Растительные пигменты