Cianidina | |
Identificazione | |
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nome IUPAC | 2- (3,4-diidrossifenil) cromonilio-3,5,7-triolo |
N o CAS |
(cloruro) |
PubChem | 128861 |
SORRISI |
[o +] 1c (c (cc2c1cc (cc2O) O) O) c1cc (c (cc1) O) O , |
InChi |
InChI: InChI = 1 / C15H10O6 / c16-8-4-11 (18) 9-6-13 (20) 15 (21-14 (9) 5-8) 7-1-2-10 (17) 12 (19) 3-7/h1-6H, (H4-, 16,17,18,19,20) / p+1 |
Proprietà chimiche | |
Formula |
C 15 H 11 O 6 [Isomeri] |
Massa molare | 287,2442 ± 0,0146 g / mol C 62,72%, H 3,86%, O 33,42%, |
Unità di SI e STP se non diversamente indicato. | |
La cianidina o cianidolo è un composto organico naturalmente nella famiglia degli antociani . È un pigmento colorato relativamente instabile che si trova raramente in forma libera nel tessuto vegetale ma piuttosto in una forma glicosilata più stabile. È presente nei frutti rossi e nei petali rossi o blu di molti fiori.
Nel 1913, il chimico tedesco Richard Willstätter ei suoi collaboratori pubblicarono i primi studi sui pigmenti vegetali. Hanno chiamato il pigmento di mirtillo cianidina dopo il suo nome Centaurea cyanus .
La cianidina fa parte, insieme a delfinidina , pelargonidina , malvidina , peonidina e petunidina , dei principali antociani presenti in natura. In questo gruppo è caratterizzato dalla presenza di due gruppi ossidrile in posizione 3' e 4' sull'anello aromatico B (vedi tabella 2 per la numerazione).
A causa del suo nucleo flavilio che possiede un'elevata reattività con i nucleofili , il cianidolo è una molecola relativamente instabile e raramente presente in forma libera nei tessuti vegetali. La sua glicosilazione gli conferisce una migliore stabilità e solubilità.
Nei tessuti vegetali, la biosintesi di un eteroside cianidico , come il cianidina-3-glucoside, avviene in una serie di passaggi ciascuno controllato da un enzima codificato da uno o più geni. Le piante mutanti che non hanno il gene responsabile della glicosilazione della cianidina non accumulano cianidina nonostante un percorso biosintetico degli antocianidolo intatto. Ciò indica chiaramente che la modifica degli antociani (mediante glicosilazione) è necessaria per la conservazione stabile dei pigmenti colorati.
La maggior parte degli antocianosidi si basa solo su tre antociani: la cianidina rappresenta il 30%, la delfinidina il 22% e la pelargonidina il 18%.
Tabella 1. Frutta e verdura ricche di cianidina e suoi derivati eterosidi Concentrazione in mg/100 g di sostanza secca | ||
Cianidina | ||
Lampone rosso = 0,53 Rubus idaeus |
Fragola = 0,50 Fragaria x ananassa |
Fagiolo comune = 1,63 nero, intero, crudo, Phaseolus vulgaris |
Alcuni eterosidi di cianidina | ||
Cia-3 - glucoside | Sambuco = 794,13, Mora ( Rubus ) = 138,72, Cassis = 25,07, Ciliegia dolce = 18,73 | |
Cia-3 - galattoside | Aronia nera = 557,67, mirtillo rosso americano = 8,89, mela , intero = 0,81 | |
Cia-3-rutinoside | Cassis = 160,78, Cherry dolce = 143,27, prugna fresca = 33,85 | |
Cia-3,5-diglucoside | Sambuco nero = 17,46, Melograno , succo puro = 3,39 Fagiolo comune (nero, intero, crudo) = 1,98 | |
Cia-3-diglucoside-5-glucoside | Cavolo rosso = 58 |
Dei 539 antocianosidi identificati da Anderson e Jordheim (2006), 163 eterosidi di cianidina si trovano nelle piante.
Tra questi, la base PHENOL-EXPLORER indica i 19 più importanti presenti negli alimenti:
Tabella 2. Eterosidi di cianidina negli alimenti | |
Cianidina 3-O-glucoside | Lampone rosso, Fragola, Mirtillo rosso americano, Ribes nero, Mora, Vaccinium augustifolium, Vaccinium corymbosum, Ribes rosso, Uva spina, Aronia nera, Sambuco nero, Uva nera, Pesca, Amarena, Amarena, Prugna, Nettarina, Arancio sanguigno, Melograno, Comune fagioli neri, olive, lattuga |
Cianidina 3,5-O-diglucoside | sambuco nero, melograno |
Cianidina 3,5-O-glucoside | cavolo rosso |
Cianidina 3-O- (6 "-acetil-galattoside) | Vaccinium augustifolium, Vaccinium corymbosum |
Cianidina 3-O- (6 "-acetil-glucoside) | Vino, Vaccinium augustifolium, Vaccinium corymbosum |
Cianidina 3-O- (6 "-caffeoyl-glucoside) | Uva Spina ( Ribes uva-crispa ) |
Cianidina 3-O- (6 "-diossalil-glucoside) | Mora ( Rubus ) |
Cianidina 3-O- (6 "-malonil-3" -glucosil-glucoside) | Cipolla rossa |
Cianidina 3-O- (6 "-malonil-glucoside) | Mora, Arancia Rossa, Lattuga, Cipolla Rossa |
Cianidina 3-O- (6 "-p-cumaroil-glucoside) | Ribes Nero, Uva Nera, Uva Spina |
Cianidina 3-O- (6 "-succinil-glucoside) | fragola |
Cianidina 3-O-arabinoside | Mirtillo rosso americano, Vaccinium augustifolium, Vaccinium corymbosum , Aronia nera, Mela |
Cianidina 3-O-galattoside | Mirtillo rosso americano, Vaccinium augustifolium, Vaccinium corymbosum , Aronia nera, Mela |
Cianidina 3-O-glucosil-rutinoside | Lampone Rosso, Ribes Nero, Amarena |
Cianidina 3-O-rutinoside | Lampone rosso, ribes nero, mora, ribes rosso, uva spina, surreale nero, amarena, prugna |
Cianidina 3-O-sambubioside | Ribes rosso, Sambuco nero |
Cianidina 3-O-sambubiosil 5-O-glucoside | Sambuco nero |
Cianidina 3-O-soforoside | Lampone Rosso, Ribes Rosso |
Cianidina 3-O-xiloside | Mora, Chokeberry, Mela |
Cianidina 3-O-xilosil-rutinoside | Ribes |
Gli antocianosidi forniscono pigmenti naturali per i quali non è stata rilevata alcuna tossicità. Il colorante naturale utilizzato come additivo alimentare con codice E163a è costituito da eterosidi di cianidina. Di solito è estratto da uve mosto . Ma questo colorante è instabile in ambiente acquoso: il colore varia in base al pH, è sensibile al calore, alla luce, ai solfiti (spesso usati come conservanti) e ai metalli (in lattine).
Nel 1913, il chimico tedesco Richard Willstätter, che ricevette il Premio Nobel nel 1915 per il suo lavoro pionieristico sui pigmenti vegetali, fece la sorprendente osservazione che il colore blu dei fiordalisi e il colore rosso delle rose provenivano dallo stesso pigmento antocianosidico. Ha attribuito questa variazione di colore a un cambiamento nel pH del "fluido cellulare". Ma successivamente, la misurazione del pH del mezzo dei vacuoli del mirtillo ha dato un pH di 4,6 (acido), un valore corrispondente alla forma incolore del pigmento (vedi antociani ). Nello stesso periodo, in Giappone, i fratelli Shibata ipotizzarono che il colore blu potesse essere ottenuto dalla formazione di un complesso tra un metallo (come il Mg 2+ ) e un antocianoside. La teoria del pH e quella del complesso metallico, che potrebbero essere apparse come rivali, contengono in realtà la loro parte di verità.
Dopo oltre un secolo, lo studio del pigmento blu dei fiordalisi è appena agli inizi per permetterci di rispondere alle domande di Willstätter. Questo pigmento, chiamato protocianina , fu isolato per la prima volta da Bayer nel 1958, poi fu cristallizzato da Hayashi nel 1961 che dimostrò che si trattava di un composto organometallico ad alto peso molecolare composto da ferro, magnesio, antocianina, una sostanza simile ai flavonoidi e zuccheri. L'esatta struttura dell'antocianoside è stata descritta da Takeda nel 1983 come una cianidina due volte glicosilata [ 1 = cianidina 3-O- (6-O-succinilglucoside) -5-O-glucoside) ], denominata centaurocianina . La struttura del flavonoide associato è un co-pigmento formato da un glucoside acilato dell'apigenina [ 2 = apigenina 7-O-glucuronide-40-O- (6-O-malonilglucoside)].
La protocianina è stata ricostruita mescolando centaurocianina 1 , malonilflavone 2 e ioni Fe e Mg. Infine, nel tentativo di chiarire, Takeda e i suoi collaboratori nel 2005 hanno cercato di ricostruire la protocianina in laboratorio da ioni metallici e composti 1 e 2 preparati da protocianina purificata. Hanno dimostrato che oltre alla presenza di ferro e magnesio, la presenza di calcio era essenziale per ottenere un pigmento ricostruito avente lo stesso spettro di assorbimento nell'UV-visibile del pigmento naturale. Infine, Shiono et als (2005) descrivono una struttura cristallina a raggi X formata da 6 molecole di antocianoside 1 legate a ioni Fe 3+ e Mg 2+ al centro, 6 glicosidi di flavone 2 legate a due ioni Ca 2+ . Chi avrebbe mai pensato che lo splendore "Mirtilli d'azzurro, nel gran grano maturo" fosse il risultato di una cascata di complesse reazioni controllate da una batteria di enzimi codificati da più geni che producono una bella struttura molecolare simmetrica di mille atomi (C 366 H 384 O 228 FeMg).
Lo studio delle variazioni di colore nei fiori di Ipomoea purpurea volubilis ha dimostrato una buona correlazione tra colore e composizione degli antocianosidi. Come la maggior parte dei pigmenti delle Convolvulaceae , hanno un soforoso (o glucosio) acilato in posizione 3 (e talvolta un'unità di glucosio in posizione 5) di cianidina o pelargonidina . Il soforo , un isomero del saccarosio , è costituito da due unità di glucosio. Saito et al hanno isolato sei glicosidi di cianidina acilati dai fiori blu-violacei di I. purpurea . Questi antocianosidi sono tutti a base di cianidina 3-soforoside-5-glucoside acilato con acido caffeico o cumarico . La stessa squadra ha anche isolato sei antocianosidi con in posizione 3 un soforoso (e in posizione 5 un singolo idrossile OH) dai fiori bruno rossastri di I. purpurea . La base è cianidina 3-soforuro e gli altri cinque sono derivati acilici dell'acido caffeico e dell'acido glucosilcaffeico. Infine, i fiori rosso porpora dello stesso volubilis hanno dato pelargonidin 3-sophoroside-5-glucoside.
Il viraggio durante la fioritura di Ipomoea tricolor cv. 'Heavenly Blue' è un caso raro che conferma la teoria del pH. Un singolo pigmento, un antocianoside triacilato, è responsabile del colore viola dei boccioli dei fiori e dell'azzurro chiaro del fiore che sboccia. È un sistema attivo per il trasporto di ioni Na + o K + dal citosol nei vacuoli che aumenta il pH vacuolare da 6,6 a 7,7 durante l'apertura dei fiori. Il mezzo debolmente alcalino produce il blu azzurro dei petali.
Gli antocianosidi acilati con acido malico sono stati isolati solo dai garofani. Nel garofano comune Dianthus caryophyllus rosa scuro e rosso porpora, sono stati isolati 3, 5-di-O-(b-glucopiranosil) cianidina 6"-O-4,6"-Ol-malato ciclico ed il suo equivalente con pelargonidina. L'acido malico è un biacido che chiude un ciclo legandosi per le sue due estremità ai due glucosio in posizione 3 e 5 della cianidina (o pelargonidina).
Dianthus caryophyllus | R = OH cianidina; R = H pelargonidina Cy / Pel 3-O- (6-O-malilglucoside) -5-O-glucoside |
La cianidina e i suoi derivati hanno proprietà antiossidanti e, eliminando i radicali liberi , protegge le cellule dai danni dell'ossidazione e riduce il rischio di danni cardiovascolari e alcuni tumori (vedi antocianosidi ). Il consumo di cianidina può inibire lo sviluppo di obesità e diabete e può anche limitare i meccanismi infiammatori. Altri studi hanno dimostrato che il suo derivato glucosidico può svolgere un ruolo nel trattamento del cancro.