Die Tannine oder Tannine sind Substanzen der Familie der Polyphenole , üblicherweise wasserlöslich, pflanzlich und besitzen die Fähigkeit, Proteine , Alkaloide und Polysaccharide aus ihrer wässrigen Lösung auszufällen . Nach Cellulose (35 bis 50% der terrestrischen Biomasse ), Hemicellulose (30 bis 45%) und Lignin (15 bis 25%), Biopolymere die konstituierende Pflanzenzellwand , Gerbstoffe bilden, mit ihren Derivaten, die vierten Familie von Verbindungen , um der Fülle in Pflanzen und in terrestrischen Ökosystemen, in denen tote oder lebende Pflanzenbiomasse dominiert. Es gibt eine große Vielfalt von ihnen, die sich durch ihre Größe und ihre chemischen Strukturen unterscheiden. In Vakuolen und Zellwänden angeordnet , machen sie weniger als 1% des Trockengewichts von Pflanzen aus, aber 15 bis 25% in den Blättern und bis zu 40% in der Rinde, 50% in einigen Gallen .
Diese Sekundärmetaboliten werden von Pflanzen (Bäumen, Blütenpflanzen usw.) als chemische Abwehr gegen pathogene Mikroben und Pflanzenfresser verwendet . Sie kommen in fast allen Pflanzenteilen vor, die dem Risiko einer mikrobiellen Vermehrung ausgesetzt sind ( Rinde , Wurzeln , Blätter, Früchte usw.), und daher in bestimmten Getränken wie Tee, Kaffee, Bier, Apfelwein und Wein.
Die besonderen Eigenschaften dieser Polyphenolverbindungen ermöglichen es, sie für verschiedene Zwecke zu verwenden, insbesondere beim Gerben von Häuten, bei der Herstellung von Tinten oder in der Pharmakologie. Auf chemischer Ebene bestehen sie entweder aus Polyol ( meistens Glucose ) oder aus Catechin oder Triterpenoid, an das Galloyleinheiten (in) (oder deren Derivate) gebunden sind , oder aus Oligomeren oder Polymeren von Flavanolen .
Tannine sind seit der Antike bekannt . Im Mittelalter wurden sie zur Herstellung von Leder aus Eichen- oder Kastanienrinde gewonnen, die in Bräunungsmühlen zerkleinert und in Pulverform vermarktet wurde, der Bräune, die den Namen Tannine gab. Die Häute wurden mindestens ein Jahr lang in hellbraunen Gruben eingeweicht, bevor sie verarbeitet wurden. Am Ende des XIX - ten Jahrhunderts , ersetzt die Industrie das Chrom zu tan.
Das Bräunen wird erreicht, indem Bindungen zwischen den Kollagenfasern der Haut hergestellt werden, wodurch frische Häute in verrottungssicheres Leder umgewandelt werden.
Die erste chemische Charakterisierung Tanninen Pflanze verdankt die Chemiker deutschen Emil Fischer (1852-1919) in den ersten Jahrzehnten des XX - ten Jahrhunderts. Karl Freudenberg unterschied 1920 zwischen hydrolysierbaren und nicht hydrolysierbaren Tanninen (oder kondensierten Tanninen). Die Erfindung der Papierchromatographie während des Zweiten Weltkriegs ermöglichte es Bate-Smith, erhebliche Arbeiten zur Identifizierung von Polyphenolen in Pflanzen durchzuführen.
Die Rolle von Tanninen bei der Abwehr von Pflanzen gegen Pflanzenfresser hat die Nachricht verbreitet, und Jean-Marie Pelt hat seit Ende der 1980er Jahre viel über insbesondere das Abenteuer der Pflanzen , die Popularisierungsbücher von Francis Hallé und die geheimes Leben der Bäume von Peter Wohlleben , mit der Geschichte, die Kudu und Akazie sensationell machte , Geschichte fragwürdig, weil nicht durch eine Überprüfung zu Peer bestätigt : In den 1980er Jahren sterben Tausende von Kudu, die in Wildfarmen des Transvaal aufgezogen wurden , um sie vor übermäßiger Jagd zu schützen . Bei der Autopsie dieser Tiere geht der Zoologe Wouter van Hoven von der Universität Pretoria davon aus, dass ihr Tod auf die Hauptnahrungsquelle in diesen Ranches während der Winterdürre zurückzuführen ist, einer Akazienart, die als Reaktion auf den Pflanzenfresser die Konzentration von erhöht Tannine in seinen Blättern zu tödlichen Niveaus .
Derzeit gibt es tausend natürliche Tannine, deren Struktur eindeutig bestimmt wurde. Der Biologe Marc-André Selosse betrachtet sensu lato Tannine und bezieht sie auf alle Polyphenolverbindungen, von denen Chemiker mehr als 9.000 verschiedene Moleküle aufgelistet haben, "aber es gibt zweifellos 10 bis 100 Mal mehr in der Natur" .
Bate-Smith und Swain (1962) definierten pflanzliche Tannine als wasserlösliche Phenolverbindungen mit einer Molmasse zwischen 300 und 3000 Da, die neben den klassischen Reaktionen von Phenolen auftreten (grün-blaue Färbung beim Test auf Eisenchlorid ). die Eigenschaft der Ausfällung der Alkaloide , der Gelatine und anderer Proteine.
Die beiden seit Freudenberg und Gross unterschiedenen Kategorien von Tanninen, hydrolysierbare Tannine (Gallotannine und Ellagitannine) und kondensierte Tannine, haben unterschiedliche biosynthetische Ursprünge. Sie kommen in Pflanzen vor, aber nicht in Algen oder Tieren. Es gibt jedoch spezifische Tannine oder Phlorotannine , die in Braunalgen und Kieselalgen vorkommen .
Diese Definition ist aus mehreren Gründen nicht mehr vollständig gültig:
Es ist daher klar, dass die hydrolysierbare / nicht hydrolysierbare Opposition ein unbefriedigendes Klassifizierungskriterium ist.
Khanbabae und van Ree schlagen vor, Tannine entsprechend ihrer chemischen Struktur in vier Klassen zu unterteilen:
D-Glucose |
Die Gallotannine oder Tannine Gallic werden um einen Zucker (Glucose- oder Polyolderivat von D-Glucose) mit mehreren Verbindungsestern mit Gallussäure (oder Derivaten davon) gebildet; Die Hydroxy-OH-Funktionen der polyolischen Reste sind teilweise oder vollständig durch Galloyleinheiten substituiert. Tetraester und Pentaester sind die grundlegenden Zwischenprodukte bei der Biosynthese fast aller natürlich vorkommenden hydrolysierbaren Polyphenole. Es kann Seitenketten mehrerer Gallussäuren bilden, die meta- oder para- depsidisch miteinander verbunden sind. |
Penta-O-Galloyl-D-Glucose, Vorläufer vieler Tannine |
Gallussäure | ||
HHDP |
Die Ellagitannine oder ellagischen Tannine werden um einen Zucker (Glucose- oder Polyolderivat von D-Glucose) mit mehreren Verbindungsestern gebildet, Hexahydroxydiphénique-Säure (HHDP) (oder deren Derivate DHHDP, Säure-Chebulic). Sie werden aus Gallotanninen durch oxidative C-2-C-2'-Kupplung von mindestens zwei Galloyleinheiten hergestellt. Ellagitannine bilden mit über 500 Verbindungen die wichtigste Tanningruppe. Nach Hydrolyse der Esterbindungen wandeln sich die freigesetzten Diphensäuren spontan in stabile Ellagsäure um . |
Casuarictine, entnommen aus dem australischen Baum Casuarina stricta |
(+) - Catechin |
Die komplexen Tannine bestehen aus einer Gallotannin- oder Ellagitannin-Einheit mit einer Verbindung zu einem Catechin. |
Extrem hoch |
Nummerierung von Flavanolen | Die kondensierten Tannine sind Oligomere oder Polymere von Flavanolen. Sie bestehen aus Flavan-3-ol-Einheiten, die durch Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen vom Typ 4 → 8 oder 4 → 6 miteinander verbunden sind. Sie sind nicht hydrolysierbar, sondern mit einer Säure wärmebehandelt und zersetzen sich zu aus Anthocyanidolen gebildeten Farbpigmenten . |
Procyanidol B-3, Catechol- (4α → 8) -Catechol-Dimer |
Tannin wird von tan durch das Suffix -in * abgeleitet . Tan ist das Pulver, das aus der Rinde der Eiche gewonnen wird und zum Bräunen der Häute verwendet wird. Der Begriff tan wird wahrscheinlich aus dem gallischen abgeleitete * tanno- bedeutet „Eiche“ , die nach der Rückkehr kann Breton gebräunt „Eiche“ und die alte Cornish (gesprochen in Cornwall bis zum XVII - ten Jahrhundert ) tannen „Eiche“ oder die alten irischen Zinke " Stechpalme". Diese keltische Wurzel findet sich in Toponymen, die auf Gerbereien oder Eichen hinweisen : Tanis , Thennes , Thenney , Tannay , Tanay , Theneuil , Theneuille , Thénioux , Tannerre-en-Puisaye , Thenailles und Thenelles, aber Verwechslungen mit der Höhle (Tanne) sind möglich ) und das lateinische Wort thannus, das einen Busch, einen Baumstamm bezeichnet.
In Deutschland, einem etwas weniger eichenreichen Land, bezeichnet Tannen Tannen, Bäume mit wenig Tannin, die jedoch bevorzugt zum Gerben aus dem aus ihrer Rinde gewonnenen Pulver verwendet werden.
Sie sagen anstelle von Tannin von verwendbarem Produkt (Pulver) und den Tanninen, wenn es um die generische organochemische Substanz geht, weil es viele Tannine gibt.
Tannine sind in Form kolloidaler Lösungen wasserlöslich, ihre Löslichkeit nimmt jedoch mit zunehmendem Polymerisationsgrad ab.
Die Extraktion der Tannine erfolgt in der Regel mit einer Mischung aus Wasser und Aceton . Das Aceton wird dann durch Destillation entfernt und dann die Pigmente und die Lipide mit einem Lösungsmittel (wie Dichlormethan). Die dimeren Proanthocyanidole und die meisten Gallentannine werden aus dieser wässrigen Lösung mit Ethylacetat extrahiert .
Chromatographie - Techniken allein machen es möglich , reine Moleküle zu erhalten.
Die Extraktion der Tannine erfolgt gegen den Strom von heißem Wasser mit einer möglichen Zugabe von Additiv (in geringem Prozentsatz von Sulfit, Natriummetabisulfit, Natriumbicarbonat), um die Löslichkeit der Oligomere zu verbessern.
Dieser Prozess erfolgt in mehreren Schritten:
Die Ausbeute dieses Verfahrens liegt je nach Art der verwendeten Additive zwischen 18 und 33%.
Es ist auch möglich, das Tannin unter Verwendung eines Lösungsmittels zu extrahieren, aber dieses Verfahren erfordert einen zusätzlichen Reinigungsschritt, da eine Vielzahl anderer Substanzen gelöst sind.
Tanninmoleküle haben unterschiedliche Grade von:
Tannine können mit Makromolekülen und insbesondere mit Proteinen Komplexe bilden .
Die Schönung von Rotweinen, die zu tanninhaltig sind, erfolgt durch Zugabe von Eiweiß, das durch Ausflocken die Partikel mitreißt , die den Wein stören.
Die vakuolären Tannine in Pflanzenzellen erklären durch Reaktion mit cytosolischen Proteinen die enzymatische Bräunung von Früchten.
Die Nagelhaut spielt bei Arthropoden eine schützende Rolle. Es wird durch Tannine gehärtet, die sich mit den Skleroproteinen des Exokutikels verbinden . Die Kombination mit dem Kollagen der Haut ist der Ursprung der Bräunung .
Die Reaktion der Tannine von grünem Gemüse und Weinen, die zu jung sind, mit den Glykoproteinen im Speichel ist der Ursprung des Gefühls der Adstringenz . Die Fähigkeit, Bitterkeit und Adstringenz wahrzunehmen (Empfindung durch Tannine, die mit muzinähnlichen Speichelproteinen komplexieren und dazu führen, dass sie ihre Schmiereigenschaften verlieren), wurde wahrscheinlich während der Evolution ausgewählt, um Pflanzenfresser und Allesfresser vor der Absorption dieser potenziell toxischen Verbindungen, dieser Empfindungen, zu warnen in der Lage sein, eine Ablehnung des Futters durch das Tier ( Anti-Appetit ) oder sogar den Reflexbogen des Erbrechens zu verursachen. Tannine können zwar ihre eigene Toxizität haben, aber sie wirken im Allgemeinen, indem sie Proteine stören, entweder solche der pflanzlichen Nahrung, die dann ihre Verdaulichkeit verringert, oder solche des Speichels oder sogar Verdauungsenzyme (Erinnerung an die Rolle von Tanninpflanzen, die in ihre Abwehr eingreifen gegen Pflanzenfresser und pathogene Mikroben) oder Membranglykoproteine in der Darmschleimhaut, die teilweise gehemmt werden können. Abhängig von ihrer Konzentration (Begriff der wirksamen Dosis und der toxischen Dosis) können Tannine das Gewebe straffen und die Membranpermeabilität durch Komplexierung mit ihren Glykoproteinketten verändern, daher ihre interne Verwendung (Antidiarrhoika, Antitumor, entzündungshemmend, antimikrobiell, antimykotisch und antiviral) Aktivität) und äußerlich (hämostatische, heilende Wirkung).
Die Komplexierung kann reversibel sein, wenn sie durch Wasserstoffbrückenbindung und hydrophobe Wechselwirkungen erfolgt . Kondensierte Tannine (Proanthocyanidole) haben eine geringere Affinität zu Proteinen als polygallische Ester.
Die Komplexierung kann irreversibel werden, wenn Tannine durch Autoxidation O-Chinone ergeben, die kovalente Bindungen bilden .
Mole (1993) untersuchte die Verteilung von Tanninpflanzen in 180 Familien von Dikotyledonen und 44 Familien von Monokotyledonen . Die Mehrheit der zweikeimblättrigen Familien enthält Arten ohne Tannin (getestet auf ihre Fähigkeit, Proteine auszufällen).
Die bekanntesten Familien, von denen alle getesteten Arten Tannin enthalten, sind: Aceraceae, Actinidiaceae, Anarcadiaceae, Bixaceae, Burseraceae, Combretaceae, Dipterocarpaceae, Ericaceae, Grossulariaceae, Myricaceae für Dikotyledonen und Najadaceae und Typochacotyledonen. Für die Eichenfamilie, die Fagaceae, enthalten 73% der getesteten Arten Tannin. Bei Akazien, Mimosaceae, enthalten nur 39% der getesteten Arten Tannin, bei Solanaceae sinkt die Rate auf 6% und bei den Compositae auf 4% der Arten. Einige Familien wie Boraginaceae, Cucurbitaceae, Papaveraceae enthalten keine.
Die meisten Pflanzen sind Diuretika und Cholagogen, da sie reich an kleinen Tanninen sind, die assimiliert werden und ins Blut gelangen. Anschließend werden sie in der von der Leber produzierten Galle und insbesondere im von der Niere abgegebenen Urin evakuiert.
Viele Pflanzen sind reich an Tanninen: grüner Tee , Latexpflanzen (Löwenzahn, Salat, Cannabis).
Tannine werden zum Schutz von Leder verwendet, da sie die Proteine in Leder in unlösliche Produkte umwandeln, die einer organischen Zersetzung widerstehen. Die Hauptanwendung von Tannin ist das Bräunen (wie der Name schon sagt) der Haut . Die Tannine verleihen den Ledern ihre Unverschämtheitseigenschaften, die den Reichtum der Gerberei insbesondere in Mazamet , aber auch in Graulhet oder Millau geprägt haben .
Andere Verwendungen:
Auf biochemischer Ebene handelt es sich um phenolische Verbindungen, die Proteine ausfällen. Wenn es um Speichel geht , fehlt die Schmierung des Mundes, was das Gefühl der Trockenheit erklärt.
Einige Tannine sollen antioxidative Eigenschaften haben, was bestimmte vorteilhafte Wirkungen von Traubensaft und Wein auf die Gesundheit (Herz-Kreislauf-Schutz) bei moderaten Dosen erklärt. Sie würden auch die Entwicklung von Mikroben stoppen .
Die Phenole sind an den organoleptischen Eigenschaften des Weins (Geschmack, Adstringenz, Härte) bei Lebensmittelhygieneproblemen (Vitamin P und bakterizide Wirkung) und der Umwandlung von Wein (Löhne und Alterung) beteiligt. Insbesondere diese Substanzen, die aus dem festen Teil der Gruppe stammen, sind für alle Unterschiede zwischen Weißweinen und Rotweinen verantwortlich.
Die Tannine im Tee wirken sich auf die Eisenaufnahme aus und machen ihn weniger wirksam.
Die Gerbsäure wird in der externen Medizin als adstringierendes Mittel gegen Durchfall eingesetzt.