I flavan-3-oli o flavanoli o catechine sono una sottofamiglia di flavonoidi la cui struttura è basata sul 2-fenil-3-cromanolo.
Il flav ha fenoli non deve essere confuso con flav o fenoli che comprende inoltre in posizione 4 una funzione carbonilica C = O.
Le strutture oligomeriche e polimeriche dei flavanoli costituiscono la classe dei proantocianidoli o tannini condensati.
Scheletro numerato flavonoidi | (+) - catechina | guibourtinol |
I flavanoli sono caratterizzati nella classe dei flavanoidi dal loro eterociclo centrale C che comprende solo una sostituzione su 3 con un idrossile OH. Sono declinati in una serie di composti a seguito delle sostituzioni con idrossili fenolici sugli anelli A e B. Questi idrossili possono essere liberi o eterificati oppure essere impegnati in legami eterosidici . Tutti i composti hanno 4 stereomeri per la presenza di 2 e 3 atomi di carbonio asimmetrici (con 4 sostituenti differenti).
La classe più abbondante in natura è costituita dalla catechina o catecolo e suoi derivati che contengono idrossili OH in 5 e 7 sull'anello A e in 4 'e 5' sull'anello B. La catechina esiste in 4 forme stereoisomeriche per la presenza di carboni asimmetrici 2 e 3.
Il termine catechina è ambiguo:
Ci sono anche composti come il guibourtinidol che hanno un solo idrossile su ogni anello A e B. Questo si trova nella Cassia abbreviata .
La catechina esiste come diversi stereoisomeri originati da due atomi di carbonio asimmetrici. Le forme enantiomeriche (nell'immagine speculare) nelle posizioni 2 e 3 dell'eterociclo centrale, chiamate configurazione R / S, danno le seguenti quattro strutture:
Strutture di enantiomeri catechina / epicatechina | ||
Nome | Configurazione | Formula |
---|---|---|
(+) - catechina | 2R, 3S | |
(-) - epicatechina | 2R, 3R | |
(-) - catechina | 2S, 3R | |
(+) - epicatechina | 2S, 3S |
In natura, gli isomeri più comuni sono (+) - catechina e (-) - epicatechina. Gli altri due stereoisomeri sono molto più rari e la loro presenza sembra essere legata a reazioni enzimatiche o trattamenti termici.
Catechine comuni del tè e del vino con configurazione a- cis nelle posizioni 2, 3:
2,3- strutture catechiniche cis | |||
Composti | R3 | R5 ' | Strutture |
---|---|---|---|
(-) - epicatechina EC | OH | H | |
(-) - epigallocatechina EGC | OH | OH | |
(-) - ECG epicatechina gallato | G | H | |
(-) - epigallocatechina gallato EGCG | G | OH |
Alcune catechine comuni con una configurazione -trans nelle posizioni 2, 3:
2,3- strutture trans catechiniche | |||
Composti | R3 | R5 ' | Strutture |
---|---|---|---|
(+) - catechina C | OH | H | |
(+) - gallocatechina GC | OH | OH | |
(+) - gallocatechina gallato GCG | G | OH |
I tannini condensati sono oligomeri o polimeri derivati da monomeri di flavanoli. Pertanto i procianidoli sono costruiti su catecolo / epicatecolo e prodelfinidoli su gallocatecolo / epigallocatecolo.
Flavan-3-ols | |||
Immagine | Nome | Formula | Oligomer |
---|---|---|---|
Afzelechol , Epiafzelechol |
C15H14O5 | Propelargonidine | |
Fisetinidol Epifisetinidol |
C15H14O5 | Profisetinidine | |
Guibourtinidol Epiguibourtinidol |
C15H14O4 | Proguibourtinidine | |
Mesquitol Epimesquitol |
C15H14O6 | Promelacacinidine e proteracacinidine | |
Robinetinidol Epirobinetidol |
C15H14O6 | Prorobinetinidine |
Composizione media di foglie di tè fresche in flavanoli | |
Flavanoli | Risultati in g / kg DM |
---|---|
(-) - epigallocatechina gallato EGCG | 90-130 |
(-) - epigallocatechina EGC | 30-60 |
(-) - ECG epicatechina gallato | 30-60 |
(+) - gallocatechina GC | 30-40 |
(-) - epicatechina EC | 10-30 |
(+) - catechina C | 10-20 |
I tè verdi, oolong e neri si differenziano per l'importanza dell'ossidazione enzimatica subita dalle foglie durante un processo improprio chiamato "fermentazione". I flavonoidi nel tè verde, come quelli nella foglia fresca, sono flavanoli per l'80% ma dopo l'ossidazione ne rimane solo il 20-30% nel tè nero.
La composizione dei flavanoli dei tè presenti in commercio varia notevolmente a seconda dei vari parametri legati alla coltivazione delle piante di tè e quindi al processo di lavorazione. Ecco alcuni valori presi da Chen e dai collaboratori per il tè verde cinese e da Kuroda e Hara per il tè nero di Darjeeling.
Composizione di tè commerciabili in flavanoli (Risultati in g / kg DM) | |||||
Flavanoli | Tè verde | Tè nero | |||
---|---|---|---|---|---|
Maxi | Mini | Media | |||
EGCG | 106.2 | 58.67 | 93.03 | 40.2 | |
EGC | 47.94 | 28.13 | 33.59 | . | |
ECG | 40.60 | 13.37 | 34.68 | 39.20 | |
CE | 13.38 | 7.20 | 9.79 | 6.7 | |
Totale | 171.09 | 86.10 |
.
Infondendo 20 g di tè verde in un litro d'acqua a 90 ° C per 5 min, si ottiene la seguente composizione di flavanolo:
Composizione di flavanolo di un'infusione di tè verde (Risultati in mg / L) | |||||
EGCG | EGC | ECG | CE | VS | Totale |
489.6 | 705.9 | 48.1 | 84.9 | 7.8 | 1336.3 |
In queste condizioni ottimali, una tazza di tè verde da 150 ml contiene quindi circa 200 mg di flavanoli. Per Rains et al. (2011), una tipica tazza di tè verde (250 ml) contiene 50-100 mg di catechine (o 30-60 mg per 150 ml) e 30-40 mg di caffeina. Ma a causa dei molti parametri di variazione che vanno dalla coltura, al momento della raccolta, dalla produzione all'infusione, i valori variano molto secondo gli autori. Bronner e Beecher trovano valori molto più bassi, infondendo 3 g di foglie per 3 min in un litro di acqua bollente, stimano che una tazza (da 150 ml) di tè verde contenga 18 mg di flavanoli e che una tazza di tè nero contenga 49,5 mg .
Per il tè nero, Arts et al stimano che una tazza da 150 ml contenga 20 mg di flavanoli (monomeri).
Composizione dei semi d'uva in flavanoli raccolti in Toscana (Italia) Risultati in mg / kg DM | ||
Varietà di uva | (+) - Catechina | (-) - Epicatechina |
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Merlot | 1388 | 1318 |
Cabernet Sauvignon | 1418 | 1276 |
Durante la vinificazione , varie tecniche di macerazione consentono di estrarre più o meno flavonoidi dalle bucce e dai semi. Questi composti si trovano quindi nei vini rossi in concentrazioni ancora piuttosto elevate:
Composizione media dei vini rossi in flavanoli Risultati in mg / L | |||
Flavanoli | Maxi | Mini | Media |
---|---|---|---|
(+) - catechina | 300 | 20 | 130 |
(-) - epicatechina | 120 | 5 | 60 |
(+) - gallocatechina | 80 | 7 | 35 |
(-) - epigallocatechina | 35 | 2 | 13 |
Vale a dire in media un totale di 238 mg · l -1 di flavanoli, il che fa di un bicchiere da 12 cl un valore di 28,5 mg .
Le catechine si trovano nel cioccolato , ad una velocità di 53,5 mg / 100 g nel cioccolato fondente e 15,9 mg / 100 g nel cioccolato bianco.
Per avere un'idea degli ordini di grandezza, possiamo dire che 4 quadrati di cioccolato fondente (40 g ), una tazza di tè e un bicchiere di vino rosso forniscono all'incirca la stessa quantità di flavanoli.
Composizione di flavanoli di frutta e verdura, grezzi (Risultati in mg / kg di sostanza fresca) | |||
(-) - epicatechina | (+) - catechina | Totale | |
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Fava (Vicia faba), seme crudo | 225.1 | 128.3 | 353.4 |
Mora (Rubus sp.) | 180.8 | 6.6 | 187.4 |
Grappe nere | 86.4 | 89.4 | 175.8 |
ciliegia | 95.3 | 21.7 | 117.0 |
Albicocca | 60.6 | 49.5 | 110.1 |
Lampone | 82.6 | 9.7 | 92.3 |
Mela con la sua buccia | 81.4 | 9.5 | 90.9 |
prugna | 28.4 | 33.5 | 61.9 |
Fragole | 0 | 44.7 | 44.7 |
Dopo il consumo di tè, vino o cioccolato, le catechine di questi prodotti subiscono significative trasformazioni nell'apparato digerente. La maggior parte viene metabolizzata dai batteri intestinali e dagli enterociti . Una volta attraversate la parete dell'intestino, la catechina e l'epicatechina si trovano per il 45% nella forma glucuronidica, per il 30% nella forma o-metilata e per il 20% nella forma o-metilglucuronidata (secondo uno studio sulla grandine dell'intestino dei ratti da Kuhnle et al). Anche nell'uomo è noto che solo l'1,68% della catechina ingerita si trova nel plasma sanguigno, nelle urine e nelle feci. L'EGCG penetra a malapena nel sangue e la parte assorbita viene escreta principalmente attraverso la bile nel colon. EGC ed EC sono leggermente più biodisponibili. Ma l'EGC è tuttavia rilevato principalmente nella forma glucuronidata (57-71%) o solfatata (23-36%) e solo una piccola parte si trova allo stato libero (3-13%). 2/3 EC viene rilevato in forma solfatata e 1/3 glucuronidata.
I metaboliti compaiono abbastanza rapidamente nel flusso sanguigno, poiché un picco di concentrazione è osservabile 2,5 ore dopo l'ingestione di un alimento ricco di flavanolo. Vengono quindi rapidamente escreti nella bile e nelle urine.
L'eccessiva produzione di radicali liberi nel corpo può causare danni significativi alle macromolecole e alle cellule di questo corpo. La degradazione dei lipidi da stress ossidativo provoca depositi di lipidi ossidati nei vasi che causano placche di ateroma , interrompe il funzionamento delle membrane cellulari e genera derivati cancerogeni.
Le catechine, come tutti i polifenoli, hanno gruppi idrossilici fenolici, Ar-OH, che possono fornire H ai radicali perossilici L-OO • e quindi neutralizzarli sotto forma di idrossidi L-OOH:
Ar-OH + L-OO • → Ar-O • + L-OOH
Il radicale Ar-O • essendo abbastanza stabile e meno reattivo, spezzerà la catena.
Poiché non esiste una misura assoluta di valutazione del potenziale antiossidante di un composto, è necessario ricorrere a valutazioni comparative con altri composti. Inoltre, questi confronti dipenderanno dal metodo di valutazione e in particolare dal radicale libero perossilico utilizzato.
Esistono una mezza dozzina di metodi per valutare il potenziale antiossidante del plasma sanguigno dopo aver consumato cibi ricchi di flavonoidi. Molti studi hanno dimostrato che esiste una correlazione significativa tra il potenziale antiossidante misurato e il contenuto totale di polifenoli del prodotto alimentare studiato, sebbene il plasma possa contenere concentrazioni significative di antiossidanti vitaminici (vitamine C ed E) e urici, associati a concentrazioni molto basse di flavonoidi.
Diversi studi hanno esaminato la capacità antiossidante del plasma di soggetti prima e dopo aver consumato il tè e tutti hanno osservato un aumento significativo della capacità antiossidante del plasma circa un'ora dopo l'ingestione (con un beneficio per il tè verde).
Osservazioni simili in vivo sono state fatte per vino e cioccolato. Tutti gli studi concordano su un aumento significativo della capacità antiossidante del plasma circa un'ora dopo il consumo di vino rosso.
A seguito del consumo di cioccolato, la concentrazione plasmatica di (-) - epicatechina aumenta rapidamente fino a raggiungere un picco dopo 2 ore e poi diminuisce lentamente. Dopo un consumo regolare di cioccolato per un lungo periodo, è stata osservata una migliore resistenza delle particelle LDL allo stress ossidativo e un aumento della capacità antiossidante totale del siero. D'altra parte, lo stesso tipo di studi relativi a un consumo regolare per un lungo periodo di tè o vino non hanno prodotto risultati coerenti.
Una recente scoperta nell'analisi del plasma dopo il consumo di prodotti ricchi di flavonoidi ha messo in luce le discrepanze che a volte possono manifestarsi tra misurazioni in vitro e in vivo . Lolito et al.hanno osservato la sorprendente comparsa di un picco nella concentrazione di acido urico nel plasma sanguigno (a seguito del consumo di mele) proprio a seguito del picco della capacità antiossidante del plasma. L'acido urico è un antiossidante che non si trova nelle mele ma il cui aspetto nel sangue deriverebbe dal consumo del fruttosio contenuto nelle mele. Il ruolo dell'urato è stato confermato da uno studio sul vino rosso di Modun et al. Consumando successivamente vino rosso, vino rosso dealcolizzato, vino rosso privato dei suoi polifenoli, etanolo e acqua, questi autori sono stati in grado di stabilire chiaramente che l'aumento della capacità antiossidante del plasma può essere spiegato sia dal picco di cetachine (e polifenoli ) nel plasma e il picco di urato.
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Queste molecole consentono inoltre di inibire la germinazione dei semi durante la competizione tra piante, che induce una diminuzione del reclutamento delle specie vicine e quindi ha un effetto sulle dinamiche delle popolazioni con cui competono.
Uno studio del novembre 2020 condotto dall'Università della Carolina del Nord suggerisce che i polifenoli specifici (flavanoli e proantocianidine ) contenuti in Vitis rotundifolia (moscato dell'uva), tè verde , cacao e cioccolato fondente possono influenzare la capacità di legarsi del virus SARS-CoV-2. alle cellule umane, riducendo così i tassi di infezione e trasmissione del virus, che causa il Covid-19 .
Stima dell'assunzione di catechine e procianidine rispetto a un consumo moderato e regolare di vini in Francia , Carando S., Teissedre PL e Cabanis JC dal Centro di formazione e ricerca in enologia, Facoltà di Farmacia, Montpellier.