# Polifenoli

Polifenol biljnog porijekla, taninska kiselina, nastao esterifikacijom deset ekvivalenata fenilpropanoidno izvedenog jezgra galne kiseline u monosaharidu (glukoza) iz primarnog metabolizma
**Polifenoli** su velika porodica prirodnih organskih spojeva koje karakterišu višestruke jedinice fenola. Bogati su biljkama i strukturno su raznoliki. Polifenoli uključuju flavonoide, taninsku kiselinu i elagitanin, od kojih su neki korišteni u prošlosti kao boje i za štavljenje odjevnih predmeta.

Kurkumin, jarko žuta komponenta kurkume (*Curcuma longa*) je dobro proučen polifenol.
## Etimologija

Ime potiče od starogrčke riječi πολύς - *polus*, što značii mnogo, više") i riječi fenol koja se odnosi na hemijsku strukturu formiranu vezivanjem za aromatski benzenoid (fenil) prsten u hidroksil (-OH) grupu koja se nalazi u alkoholima (otuda sufiks *-ol*). Termin polifenol je u upotrebi najmanje od 1894.

## Definicija

Elagična kiselina, polifenol.
Malinski elagitanin, tanin koji se sastoji od 14 jedinica galne kiseline oko jezgra od tri jedinice glukoze, s dvije galne kiseline kao jednostavnih estera, a preostalih 12 pojavljuje se u 6 jedinica tipa elaginske kiseline. Prisutne su esterske, etarske i biarilne veze, vidi dolje.
Termin polifenol nije dobro definiran, ali se općenito slaže da su to prirodni proizvodi "koji imaju polifenolnu strukturu (tj. nekoliko hidroksilnih grupa na aromatskim prstenovima)" uključujući četiri glavne klase: "fenolne kiseline, flavonoide, stilbene i lignane".

* Flavonoidi uključuju flavone, flavonole, flavanole, flavanone, izoflavone, proantocijanidine i antocijanine. Posebno bogati flavanoidi u hrani su katehin (čaj, voće), hesperetin (agrumi), cijanidin (crveno voće i bobice), daidzein (soja ), proantocijanidin (jabuka, grožđe, kakao) i kvuercetin (luk, čaj, jabuke).
* Fenolna kiselina uključuje kafeinsku kiselinu
* Lignani su polifenoli dobijeni iz fenilalanina koji se nalaze u lanenom sjemenu i drugim žitaricama.

### WBSSH definicija

White–Bate-Smith–Swain–Haslamova (WBSSH) definicija karakterizira strukturna obilježja uobičajena za biljne fenole koji se koriste u štavljenje (tj. tanini).

U pogledu svojstava, WBSSH opisuje polifenole na sljedeći način:

* općenito umjereno vodotopivi spojevi
* sa molekulskom težinom od 500–4000 Da
* sa >12 fenolnih hidroksilnih grupa
* sa 5-7 aromatskih rstenova na 1000 Da

Što se tiče struktura, WBSSH prepoznaje dvije porodice koje imaju ova svojstva:

* proantocijanidini i njihovi derivati
* galoil i heksahidroksidifenoil estri i njihovi derivati

### Quideauova definicija

Prema Stéphaneu Quideauu, termin "polifenol" odnosi se na spojeve izvedene iz šikimat/fenilpropanoid i/ili poliketidnpog puta, koji sadrži više od jedne fenolne jedinice i lišen dušika na bazi funkcije.

Elagična kiselina, molekula u srži prirodnih fenolnih spojeva različitih veličina, sama po sebi nije polifenol prema WBSSH definiciji, već prema Quideauovoj definiciji. Mlinski elagitanin, s druge strane, sa svojih 14 dijelova galne kiseline (većina u komponentama tipa elaginske kiseline), i više od 40 fenolnih hidroksilnih grupa, zadovoljava kriterije obje definicije polifenola. Ostali primjeri spojeva koji potpadaju pod definicije po WBSSH-u i Quideauu uključuju crni čaj teaflavin-3-galat prikazan ispod, i tanin koji se može hidrolizovati, taninsku kiselinu.

Teaflavin-3-galat, polifenol biljnog porijekla, estar galne kiseline i teaflavinsko jezgro. Postoji 9 fenolnih hidroksilnih grupa i dvije fenolne eterske veze.
## Hemija

Polifenoli su reaktivne vrste prema oksidaciji, otuda njihov opis kao antioksidansa *in vitro*.

### Strukturna hemija

Polifenoli su često veće molekule (makromolekule). Njihova gornja granica molekulse težine je oko 800 daltona, što omogućava brze difuzije kroz ćelijske membrane, tako da mogu doći do međućelijskih mjesta djelovanja ili ostati kao pigmenti, nakon što ćelija senescira. Stoga se mnogi veći polifenoli biosintetiziraju "in-situ" od manjih polifenola do nehidrolizirajućih tanina i ostaju neotkriveni u biljnom matriksu. Većina polifenola sadrži ponavljajuće fenolne dijelove pirokatehola, resorcinola, pirogalola i floroglucinola, povezane esterima (tanini koji se mogu hidrolizirati) ili stabilnijim C-C vezama (nehidrolizirani kondenzirani tanini). Proantocijanidini su uglavnom polimerne jedinice katehina i epikatehina.

Podstrukturu C-glukozida polifenola predstavlja konjugat fenol-saharid puerarin, prirodni biljni proizvod srednje molekulske težine. Vezanje fenola za saharid je vezom ugljik-ugljik. Izoflavon i njegov 10-atomski benzopiranski sistem "stopljenog prstena", koji je ovdje također strukturna karakteristika, uobičajen je u polifenolima.

Polifenoli često imaju funkcionalne grupe izvan hidroksilnih grupa. Eterne esterske veze su uobičajene, kao i karboksilne kiseline.

Primjer sintetski dobivenog malog elagitanina, telimagrandin II, dobiven biosintetski, a ponekad i sintetdkim oksidativnim spajanjem dva od galoil dijela 1,2,3,4,6-pentagaloil-glukoza.
### Analitička hemija

Tehnike analize su one iz fitohemije: ekstrakcija, izolacija, strukturno razjašnjavanje, zatim kvantifikacija.

#### Ekstrakcija

Ekstrakcija polifenola može se izvesti pomoću rastvarača kao što je voda, vruća voda, metanol, metanol/mravlja kiselina, metanol/voda/sirćetna ili mravlja kiselina. ekstrakcija tekućina–tečnost se također može izvesti ili protustrujna hromatografija. Ekstrakcija čvrste faze se takođe može napraviti na C18 sorbent patronama. Druge tehnike su ultrazvučna ekstrakcija, ekstrakcija refluksa toplote, ekstrakcija uz pomoć mikrotalasne pećnice, kritičnog ugljik-dikoksida, pod visokim pritiskom tečnom ekstrakcijom ili korištenjem etanola u uranjajućem ekstraktoru. Uvjeti ekstrakcije (temperatura, vrijeme ekstrakcije, omjer rastvarača i sirovog materijala, veličina čestica uzorka, tip rastvarača i koncentracije rastvarača) za različite sirovine i metode ekstrakcije moraju biti optimizirani.
Visoki nivoi polifenola koji se uglavnom nalaze u kožici i sjemenkama voća mogu odražavati samo "izmjereni sadržaj ekstrahiravog" polifenola (EPP) u voću, koji također može sadržavati polifenole koje se ne mogu ekstrahirati. Crni čaj sadrži velike količine polifenola i čini 20% njegove težine.

Koncentracija se može postići ultrafiltracijom. Purification can be achieved by preparative chromatography.

#### Tehnike analize

 Reverzna faza HPLC grafikona razdvajanja fenolnih spojeva. Manji prirodni fenoli formiraju pojedinačne vrhove, dok tanini formiraju „grbu“.
Fosfomolibdinska kiselina se koristi kao reagens za bojenje fenola u tankoslojnoj hromatografiji. Polifenoli se mogu proučavati spektroskopski, posebno u ultraljubičastom domenu, frakcioniranjem ili hromatografijom na papiru. Mogu se analizirati i hemijskom karakterizacijom.

Instrumentalnohemijske analize uključuju odvajanje pomoću tečne hromatografije visokih performansi (HPLC), a posebno tečne hromatografije reverzne faze (RPLC), mogu se povezati sa masenom spektrometrijom. Prečišćeni spojevi mogu se identifikovati pomoću nuklearne magnetne rezonance.

##### Mikroskopska analiza

DMACA reagens je histološka boja specifična za polifenole koji se koriste u mikroskopskim analizama. Autofluorescencija polifenola se također može koristiti, posebno za lokalizaciju lignina i suberina. Tamo gdje je fluorescencija samih molekula nedovoljna za vizualizaciju svjetlosnom mikroskopijom, DPBA (2-aminoetil-ester difenilborne kiseline, koji se također naziva Naturstoffov reagens A) tradicijske se koristi, barem u biljnoj znanosti, za poboljšanje fluorescentnih signala.

#### Kvantifikacija

Sadržaj polifenola *in vitro* može se kvantificirati volumetrijskom titracijom. Oksidacijsko sredstvo, permanganat, koristi se za oksidaciju poznatih koncentracija standardnog ratvora tanina, stvarajući standardnu krivu. Sadržaj nepoznatog tanina se tada izražava kao ekvivalent odgovarajućeg hidrolizabilnog ili kondenzovanog tanina.

Neki metodi za kvantifikaciju ukupnog sadržaja polifenola *in vitro* zasnivaju se na kolorimetrijskim mjerenjima. Neki testovi su relativno specifični za polifenole (naprimjer Porterov test). Ukupni fenoli (ili antioksidativni efekt) mogu se izmjeriti pomoću Folin-Ciocalteuove reakcije. Rezultati se obično izražavaju kao ekvivalenti galne kiseline. Polifenoli se rijetko procjenjuju pomoću tehnologija antitijela.

Ostali testovi mjere antioksidativni kapacitet frakcije. Neki koriste ABTS radikalski kation koji je reaktivan prema većini antioksidansa uključujući fenole, tiole i vitamin C. Tokom ove reakcije, plavi ABTS radikal kationa se ponovo pretvara u svoj bezbojni neutralni oblik. Reakcija se može pratiti spektrofotometrijski. Ovaj test se često naziva test troloks ekvivalentnog antioksidativnog kapaciteta (TEAC). Reaktivnost različitih testiranih antioksidansa upoređena je sa onom kod troloksa, koji je analog vitamina E.

Drugi testovi antioksidativnog kapaciteta koji koriste troloks kao standard uključuju difenilpikrilhidrazil (DPPH), kapacitet apsorpcije kisikovih radikala (ORAC), sposobnost plazmtske redukcije gvožđa (FRAP) assays or inhibition of copper-catalyzed *in vitro* human low-density lipoprotein oxidation.

Novi metodi. uključujući upotrebu biosenzora, mogu pomoći u praćenju sadržaja polifenola u hrani.

Rezultati kvantitacije proizvedeni pomoću detektor sa diodnim nizom-spregnutog HPLC-a su općenito dati kao relativni, a ne kao apsolutna vrijednost kao kad nedostaju komercijalno dostupni standardi za sve polifenolne molekule.

## Biohemija

Smatra se da polifenoli imaju različite uloge u ekologiji biljaka. Ove funkcije uključuju:

* Oslobađanje i supresija hormona rasta kao što je auksin.
* UV ekrani za zaštitu od ionizujućeg zračenja i za bojenje (biljni pigmenti).
* Odvraćanje biljojeda (senzorna svojstva).
* Prevencija mikrobnih infekcija (fitoaleksini).
* Signalne molekule u sazrevanju i drugim procesima rasta.

### Biosinteza i metabolizam

Polifenoli uključuju manje dijelove i gradivne blokove od jednostavnijih prirodnih fenola, koji potiču iz fenilpropanoidnog puta za fenolne kiseline ili puta šikimske kiseline galotanina i analoga. Flavonoidi i derivati kafeinske kiseline se biosintetiziraju iz fenilalanina i malonil-CoA. Kompleksni galotanini razvijaju se "in-vitro" oksidacijom 1,2,3,4,6-pentagaloilglukoze ili procesi dimerizacije koji rezultiraju hidrolizabilnim taninima. Za antocijanidine, prekursori kondenzirane biosinteze tanina, dihidroflavonol-reduktaza i leukoantocijanidin-reduktaza (LAR) su ključni enzimi s naknadnim dodatkom katehina i epikatehinskih dijelova za veće, nehidrolizirane dijelove.

Glikozilirani oblik se razvija iz aktivnosti glukoziltransferaze i povećava rastvorljivost polifenola.
Polifenol-oksidaza (PPO) je enzim koji katalizuje oksidaciju o-difenola za proizvodnju o-kinona. Brza polimerizacija o-kinona za proizvodnju crnih, smeđih ili crvenih polifenolnih pigmenata uzrokuje posmeđenost voća. Kod insekata, PPO je uključen u stvrdnjavanje zanoktice.

## Također pogledajte

* Lista fitohemikalija u hrani
* Fitohemija
* Polifenolni proteini
* Sekundarni metaboliti

## Reference

## Vanjski linkovi

* Phenol-Explorer, electronic database of polyphenol content in foods
* Rječnik molekulskih formula prirodnih fenola i polifenola