ГЛАВА 3
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДОННИКА
Трава донника содержит кумарин (0,4–0,9 %), органические кислоты, эфирное масло, дубильные вещества, витамины С, Е, каротин, производные пурина, жироподобные вещества (до 4,3 %), белок, крахмал, фитонциды. В семенах найден дикумарин, препятствующий свертыванию крови, жирное масло (около 8 %), белок (до 42 %), эфирное масло с кумарином, слизистые вещества, холин, смолистые вещества, танин. При высыхании в траве образуется лактон – пахучее вещество с запахом свежего сена.
Витамин А попадает в организм в виде собственно витамина А (ретинола) и провитаминов А (бета-каротина) и других каротиноидов, которые в печени превращаются в витамин А. Каротиноиды, прежде всего бета-каротин, имеют и самостоятельное значение: они положительно влияют на иммунитет, обладают антиоксидантными и противораковыми (антиканцерогенными) свойствами.
Витамин А содержится в животных продуктах, бета-каротин – главным образом в растительных.
Каротин – ненасыщенный углеводородом оранжево-желтый пигмент, поэтому он находится в плодах, листьях цветков, имеющих оранжево-желтый пигмент (окраску). Белок, связанный с каротином, является важнейшим фактором химической его стабилизации. В растворе, особенно при облучении и доступе кислорода, каротин разрушается.
Полагают, что каротин усиливает действие половых гормонов. Содержание в плазме крови человека каротина колеблется от 80 до 230 мг и зависит от его количества, поступившего с пищей.
При некоторых заболеваниях, например экземе, содержание каротина в крови уменьшается и составляет 8 – 30 мг %. В организме человека этот пигмент откладывается в печени, сердце, нервной ткани, костном мозге, семенниках, яичниках, коже.
В виде масляного раствора каротин в два раза менее активен витамина А.
Исключительно важным фактором усвоения каротина является наличие в кишечнике желчи. Дети усваивают его хуже, чем взрослые. В отличие от витамина А каротин в больших дозах нетоксичен и не вызывает гипервитаминоза.
Причин для появления дефицита каротина много: неполноценное питание, низкое содержание в продуктах, нарушение усвоения или повышенное потребление при заболеваниях, беременности, спортивных тренировках.
В таких случаях регулярно ешьте салат, содержащий много моркови.
Суточная норма каротина 6000 МЕ, много каротина содержится в моркови, тыкве, щавеле, облепиховом масле.
Белки – многокомпонентные молекулы, построенные из аминокислот, синтезируемые живыми клетками. На долю белка приходится не менее 50 % сухой массы органического содержания животной клетки.
Белок как бы задает тон всему питанию. Именно на его фоне проявляются биологические свойства других пищевых продуктов.
Белки лежат в основе важнейших процессов в жизнедеятельности организма. Обмен веществ (пищеварение, дыхание и др.), мышечное сокращение, нервная проводимость и жизнь клетки в целом неразрывно связаны с активностью белков-ферментов. Основу костной и соединительной тканей, шерсти, роговых образований составляют структурные белки. Важную группу составляют регуляторные белки, контролирующие синтез нуклеиновых кислот. Большое значение имеют пищевые и запасные белки, играющие важную роль в жизнедеятельности и развитии организмов. Защитные системы высших животных формируются защитными белками. Белки отличаются видовой, тканевой и индивидуальной специфичностью, каждый белок при введении в организм теплокровного животного и человека, вызывает образование антител, т. е. обладает антигенными свойствами. Проникновение в организм чужеродных белков влечет развитие аллергических состояний. Непереварившиеся белки и полипептиды, всасываясь в кишечнике и попадая в кровь, действуют на организм как аллергены. При нарушении процессов переваривания и всасывания белков практически большинство продуктов может играть роль аллергенов. Недостаток белка в рационе или нарушение процессов его усвоения (переваривания и всасывания) организмом может привести к развитию жирового перерождения печени, болезням крови, снижению защитных (иммунных) сил организма. Ограничение и потребление белковой пищи целесообразно и необходимо только в случае подагры и при некоторых болезнях почек. Увеличение потребления белков рекомендуется при анемии язвенной болезни, заболеваниях легких. Однако употребление большого количества белка может привести к образованию в желудочно-кишечном тракте продуктов неполного их расщепления и вызывать отравление организма. Белоксодержащие продукты (молоко и молочнокислые продукты, яйца, рыба, мясо) широко используются для профилактики и лечения ряда заболеваний. Неисчерпаемыми источниками белка могут стать различные одноклеточные организмы: дрожжи, водоросли, бактерии.
Растительные белки в настоящее время в качестве медицинских препаратов не используются, за исключением ферментов, имеющих белковую природу.
Крахмал – важнейший поставщик углеводов. Он образуется и накапливается в специальных клетках зеленых частей растения в форме маленьких зернышек, переходят в водорастворимые сахара, которые легко переносятся через клеточные оболочки и таким образом попадают в части растения: в семена, корни, клубни и др.
В организме человека крахмал сырых растений постепенно распадается в пищеварительном тракте, при этом процесс начинается еще в полости рта.
Слюна во рту частично превращает его в мальтозу. В кишечнике мальтоза преобразуется до моносахаридов, которые проникают через стенки кишечника. Там они превращаются в фосфаты и в таком виде поступают в кровь. Дальнейший их путь – это путь моносахаридов.
Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре. Крахмал превращается в глюкозу последовательно через ряд промежуточных образований.
Для нормального усвоения крахмалла нужны витамины и микроэлементы, потому что их действия в организме взаимосвязаны. Без соблюдения этого условия крахмал бродит, гниет, отравляя нас.
В дневном рационе необходимо содержание 20 % крахмалистых продуктов.
Содержание крахмала в некоторых продуктах (на 100 г): крупа манная, рисовая – 67–71 г, хлеб ржаной – 33–45 г.
Витамин С (аскорбиновая кислота) попадает в наш организм почти исключительно с овощами и фруктами.
Витамин С играет важную роль в обменных процессах, особенно в усвоении белков, в поддерживании нормального состояния соединительной ткани и в их восстановлении. При недостатке витамина С увеличивается проницаемость стенок кровеносных сосудов, нарушается структура хрящевой и костной ткани и развивается цинга. Витамин С способствует увеличению сопротивляемости организма к простудным заболеваниям, поддержанию устойчивости к различным видам стресса. Недостаток витамина С (гиповитаминоз С) вызывает кровоточивость десен, приводит к снижению работоспособности, быстрой утомляемости, мышечной слабости и раздражительности. Причиной гиповитаминоза С может быть недостаточное потребление овощей и фруктов либо неправильные их хранение и кулинарная обработка, приводящие к разрушению крайне неустойчивой аскорбиновой кислоты.
В организме человека аскорбиновая кислота не образуется и не накапливается. Необходимое количество витамина С (взрослым от 60 до 108 мг, детям от 30 до 70 мг в сутки) должно поступать с пищей. Основными источниками витамина С являются овощи, плоды, фрукты и ягоды. Повседневное удовлетворение потребностей в витамине С производится за счет капусты, картофеля, зеленого лука, томатов и т. д.
Значительные количества аскорбиновой кислоты содержатся также в зеленом сладком перце, красном перце, черной смородине, хрене, землянике, щавеле, лимоне, апельсинах и многих других продуктах растительного происхождения.
Витамин Е (токоферол) – группа, состоящая из 7 витаминов, различных по биологическому действию. Наибольшей биологической активностью из них обладает L-токоферол. По своей функции в организме он подавляет окислительные процессы – является антиоксидантом. Недостаток витамина Е приводит к ослаблению передачи наследственных факторов. Витамин Е как антиоксидант стабилизирует витамин А, поэтому при авитаминозе Е у животных наблюдается авитаминоз А. В виду большой устойчивости и широкого распространения витамина Е в природе авитаминоз его у человека не описан.
Витамин Е стимулирует мышечную деятельность и функции половых клеток, способствуют накоплению во внутренних органах всех жирорастворимых витаминов, особенно ретинола. Суточная потребность здорового человека составляет для взрослых 12–15 МЕ, для детей – 5 – 12 МЕ. Токоферолы содержатся в листьях, которые и являются основным источником токоферолов в питании человека. Особой ценностью отмечается подсолнечное масло, в котором все токоферолы представлены в наиболее активной форме.
Все формы витамина Е обладают высокой устойчивостью, не разрушаются при нагревании до 170 ºС и под действием ультрафиолетовых лучей.
Существенная роль витамина Е в жизнедеятельности организма объясняет множественность нарушений при недостаточности этого витамина и его использование как профилактическое и лечебное средства при ряде заболеваний, в том числе непосредственно не связанных с его витаминной недостаточностью.
Слово «кумарин» происходит от местного (туземного) названия дерева, произрастающего в Южной Америке.
Кумарины – природные соединения, в основе которых лежит лактон. Кумарины широко распространены в растительном мире. Они найдены более чем в 200 видах, относящихся к 37 семействам. Наиболее распространены они среди растений семейств сельдерейных, рутовых, бобовых, реже – среди видов семейств астровых, пасленовых, злаковых, каштановых, губоцветных, мареновых. В этих растениях кумарины представлены простыми оксикумаринами, реже – глюкозидами. В природе наиболее часто встречаются простые производные кумарина – фурокумарины. Больше всего этих веществ в корнях, коре и плодах. Их содержание колеблется от 0,2 до 10 %. В одном растении встречается 5 – 10 кумаринов различной структуры. Максимальная концентрация кумарина наблюдается в период цветения растений, к концу вегетации она снижается.
Кумарины и фурокумарины представляют собой бесцветные или желтого цвета кристаллические вещества, хорошо растворимые в хлороформе, эфире, спирте, но нерастворимые в воде. Для выделения кумаринов и растительного сырья применяются различные растворители: этиловый спирт, бензол, хлороформ, этиловый эфир.
Для обнаружения кумаринов в растительном сырье используют их лактонные свойства, способность флуоресцировать при УФ-освещении и давать окрашенные растворы с некоторыми химическими реактивами. Подобно флавоноидам, кумарины при нагревании до 180 ºС преобразуются.
Некоторые кумарины проявляют процессы роста, другие стимулируют прорастание семян, третьи выступают в качестве защитных образований при некоторых заболеваниях. Многие из них отличаются спазмолитической активностью. Некоторые обладают фотодинамической активностью, т. е. способны повышать чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам, поэтому применяются в терапии гиповитаминоза D, способствуя появлению загара.
Дубильные вещества, или таниды, – группа природных веществ, способных образовывать химические связи с белками. При этом у вновь образовавшихся соединений появляется устойчивость к действию ферментов и влаги.
Дубильные вещества широко распространены в природе, встречаются во всех растениях, а в таких семействах, как розоцветные, миртовые, бобовые, их содержание достигает 20–30 %. В различных органах растений дубильные вещества накапливаются неравномерно, преимущественно концентрируются в коре и древесине деревьев и кустарников, в корнях, и корневищах многолетних травянистых растений, реже – в листьях. Наибольшее содержание дубильных веществ (до 70 %) выявлено в патологических образованиях (галлах), вызванных поражением участков листьев или других частей растений различными насекомыми. При соприкосновении свежих изломов корневищ, плодов с кислородом воздуха дубильные вещества под влиянием ферментов легко окисляются, что вызывает образование темноокрашенных продуктов и потемнение свежих срезов и изломов.
Способностью дубильных веществ изменять свойства белков обусловлено их применение в медицине как вяжущих средств. Образуемая ими на слизистых оболочках своеобразная пленка препятствует дальнейшему распространению воспаления. Это свойство формировать пленки обусловливает характерный вяжущий вкус дубильных веществ на языке. Они образуют нерастворимые соединения с солями тяжелых металлов и алкалоидами, что способствует их выведению из организма.
Глюкозиды – сложные органические вещества, в состав которых входят какой-либо сахар и несахаристая часть – агликон (или генин греческая приставка «а» означает отрицание, «агликон» в переводе – «несахар»). Агликон и сахар соединены между собой сложной связью, поэтому молекула глюкозида легко расщепляется в присутствии воды под влиянием энзимов (ферментов), содержащихся в растениях. При заготовке после срезания растения происходит потеря воды, нарушаются внутриклеточное давление и проницаемость клеточных стенок, и ферменты входят в контакт с глюкозидами. Сырое сырье, сложенное в кучу, нагревается, что создает условия, благоприятные для разложения этого соединения. Чтобы глюкозид не расщепился, сырье следует сушить быстро при температуре не ниже 60 ºС. При этом все необходимые глюкозиды сохраняются в частях растений.
Сахарные компоненты, входящие в состав глюкозидов, в основном относятся к моносахарам. Среди них чаще всего встречаются глюкоза, рамноза, галактоза и др. Иногда глюкозид включает несколько моносахаров, в этом случае они при его расщеплении отделяются постепенно. В состав некоторых глюкозидов входят специфические сахара, нигде более не встречающиеся. Агликоны в этих соединениях очень разнообразны и принадлежат к различным классам органических соединений: спиртам, альдегидам, кислотам, фенолам, производным антрацена и др. Иногда агликоны содержат азот и серу, но чаще состоят из углерода, водорода, кислорода.
Терапевтическое действие глюкозидов на организм обусловливается в основном их агликонами. Присутствие сахара усиливает и ускоряет их лечебное действие.
Глюкозиды – бесцветные или окрашенные кристаллические вещества, легко растворимые в воде, труднее – в спирте, почти нерастворимые в эфире, некоторые из них хорошо растворяются в хлороформе и дихлорэтане.
Эфирные масла – представляют собой смесь летучих веществ, образующихся в растениях. Эти вещества относятся к различным классам органических соединений, преимущественно к терпеноидам, реже – к ароматическим и алифатическим соединениям. Эфирномасличное сырье поступает в аптеки для изготовления лекарственных форм. Большая часть идет на фармацевтические предприятия на переработку и получение различных фармакологических препаратов. Эфирные масла широко используются в парфюмерии для производства духов, одеколонов, косметических средств.
Количество масел в растениях колеблется в широких пределах: от тысячных долей до 25 % в сухом веществе. Накопление эфирных масел зависит от климата, почвы, освещенности, фазы развития растений, возраста и т. п. В южных районах на открытых местах, на рыхлой и удобренной почве содержание масел в растениях повышается. Однако при очень высокой температуре ввиду повышенного испарения количество их снижается. В молодых растениях эфирных масел больше, чем в старых. Накапливаются эфирные масла во внешних и внутренних частях. К внешним образованиям, содержащим масла, относятся волоски и железки листьев и стеблей. К внутренним образованиям, находящимся в глубжележащих тканях, относятся: выделительные клетки, расположенные в корнях и корневищах (девясила), специальные вместилища (эвкалипта), смоляные ходы (сосны). Эфирные масла, находящиеся в подземных органах, защищают растение от насекомых и грызунов, а содержащиеся в коре и древесине – оказывают заживляющее действие при повреждениях. Запах цветков привлекает насекомых-опылителей, испаряясь, эфирные масла предохраняют растение от перегрева.
Эфирные масла – желтоватые или бесцветные прозрачные жидкости, реже темно-коричневые (коричное масло), красные (темиановое масло) или синие, зеленовато-синие от присутствия дзулена (масла ромашки, тысячелистника, полыни горькой). Запах масел характерный, ароматный; вкус пряный, острый, жгучий. Плотность большей части эфирных масел меньше обычных растительных (оливковое, льняное и т. д.), некоторые масла тяжелее воды (коричное, гвоздичное). В воде масла почти нерастворимы, но при взбалтывании вода приобретает их запах и вкус. Почти все масла хорошо растворимы в спирте и смешиваются во всех пропорциях с хлороформом и эфиром. Реакция масел нейтральная или кислая в зависимости от химического состава.
Эфирномасличное сырье собирают в определенную фазу развития растений – в период наибольшего их накопления в частях трав.
Для сохранения эфирных масел сырье раскладывают, при сушке, толстым слоем, сушат медленно при температуре 25–35ºС.
Кислород воздуха и влага окисляют масла, поэтому сырье следует хранить в сухом помещении отдельно от непахучего сырья в плотно закрытых емкостях или ящиках, выложенных бумагой. Масло хранят в склянках темного стекла, наполненных доверху. Температура в помещении должна быть не выше 15 ºС.
Эфирные масла содержат биологически активные компоненты, обладающие антибиотическими и многими другими лечебными свойствами.