Taniny

Badana nad fizjologiczną funkcją tanin rozpoczął na początku XX wieku Emil Fischer^[3]. Są najpowszechniej występująca grupą roślinnych metabolitów wtórnych. Mogą stanowić od 5% do 10% suchej masy liści drzew. Zapewniają obronę zarówno przed roślinożernymi owadami, jak i kręgowcami. Wbrew pierwotnym przypuszczeniom nie wpływają znacząco na proces trawienia białek u owadów, za to wykazują taką właściwość w układzie pokarmowym kręgowców. W przypadku owadów toksyczność tanin polega głównie na inicjowaniu reakcji prowadzących do powstania dużych ilości aktywnych form tlenu^[4]. Taniny występują w drewnie, korze, korzeniach, liściach, owocach oraz galasach^[5].

Fizjologiczna rola garbników nie jest do końca poznana, ale wiadomo, że pełnią one rolę antyseptyków chroniących roślinę przed grzybami i owadami. Działanie bakteriobójcze (podobnie jak garbujące) polega na wiązaniu z substancjami białkowymi, z wytworzeniem związków nierozpuszczalnych. Bakterie jako substancje białkowe, przerywają swój rozwój, dzięki czemu garbniki mają pewne znaczenie lecznicze. Garbniki rozpuszczają się w wodzie oraz w polarnych rozpuszczalnikach organicznych, np. w etanolu (także zmieszanym z eterem etylowym), acetonie i octanie etylu. Nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych, np. benzenie, chloroformie i eterze naftowym.

Taniny łatwo hydrolizujące (HTs) są ważnym składnikiem żywności wpływającym na jej smak, barwę, trwałość i inne cechy^[6]. Taniny skondensowane (PAs) decydują między innymi o strawności paszy wydajności produkcji zwierząt hodowlanych^[7]. Zwierzęta mogą częściowo neutralizować negatywny wpływ tanin dzięki wytwarzaniu białek bogatych w prolinę. Białka te są obecne w ślinie^[8].

Stwierdzono, że kwas galusowy indukuje proces apoptozy oraz spowalnia podziały komórek, dlatego przypuszcza się, że taniny obecne w herbacie i winie mogą chronić spożywających je ludzi przed nowotworami^[5].

 

Garbniki naturalne można podzielić, według produktów rozkładu otrzymanych podczas ich suchej destylacji, na:

• pirogalowe
• pirokatechinowe

Inny podział uwzględniający budowę i właściwości substancji garbnikowych^[5]:

• hydrolizujące – zawierają w centrum cząsteczki monosacharyd, najczęściej glukozę lub inny poliol. Do grup hydroksylowych tej cząsteczki przyłączone są reszty kwasy galusowego lub jego pochodnych
  • elagotaniny – estry kwasu heksahydroksydifenowego i węglowodanu. kwas heksahydroksydifenowy podczas hydrolizy ulega spontanicznej laktonizacji do kwasu elagowego. Stąd nazwa grupy. Elagotaniny stwierdza się w owocach Therminalia sp., drewnie Castanea sativa oraz Quercus sp., strąkach Caesalpinia spinosa.
  • galotaniny – estry kwasu galusowego i glukozy. Wiele tego rodzaju cząsteczek połączonych jest wiązaniem depsydowym. Przykładowymi galotaninami są: galotanina turecka występująca w korze i galasach Quercus infectoria oraz Rhus coriaria, R. typhina, galotanina chińska i kwas taninowy występujące w R. semialat.
• skondensowane (proantocyjanidyny) – są polimerami flawonoidów, głównie flawan-3-oli (−)-epikatechiny (+)-katechiny, flawan-3,4-dioli lub powstają z kilku tych związków. Tego rodzaju taniny stwierdza się w niedojrzałych owocach wielu gatunków roślin, nasionach zbóż, roślin oleistych i strączkowych.

Część autorów jako oddzielną grupę wyróżnia taniny katechinowe. Są to flawan-3-ole, np. (+)-katechina (−)-epikatechina (+)-galokatechina i (−)-epigalokatechina i ich estrowe pochodne. Nie łączą się one w polimery i występują na przykład w liściach herbaty^[5].

Taniny polimeryzowane i przechowywane są w tanosomach, tj. organellach występujących w zielonych organach roślin naczyniowych z różnych grup taksonomicznych^[9]. Szczególnie dużo tanin zawierają patologiczne wyrośla, powstające z powodu owadów. Zawartość garbników w roślinach jest zmienna w czasie, np. w owocach zmniejsza się w miarę ich dojrzewania^[10].

Garbniki są czynnymi składnikami wielu surowców zielarskich takich jak: kora dębu, kłącze pięciornika, dębianka, kłącze wężownika, liść orzecha włoskiego, kora oczaru, liść jeżyny i maliny, owoce borówki czarnej, ziele rzepiku, liść poziomki, ziele pięciornika gęsiego, korzeń Krameria lappacea^[2].

Garbniki wykrywa się słabymi roztworami soli żelaza. Barwione są przez siarczan żelaza(III) na kolor ciemnoniebieski, przez chlorek żelaza(III) na brunatnozielony, a przez dichromian potasu na kolor brunatny^[10]. Skutkiem obecności garbników jest brunatnienie niektórych produktów roślinnych (np. przecieru jabłkowego i purée z fasoli) oraz mętnienie soków owocowych i wina^[10].

Od kilku wieków taniny służą do wyprawiania skóry zwierzęcej, która po odpowiedniej obróbce z głównym udziałem garbników staje się trwała i nie ulega procesowi rozkładu^[2].

W medycynie, ze względu na działanie ściągające. Koagulacja białek na powierzchni błon śluzowych prowadzi do powstania warstwy ochronnej, z czego wynikają właściwości przeciwzapalne względem stanów zapalnych skóry i błon śluzowych. Ten sam mechanizm jest odpowiedzialny za hamowanie drobnych krwawień oraz likwidację obrzmień. Galotaniny są wykorzystywane głównie zewnętrznie do likwidacji stanów zapalnych. Elagotaniny i produkty ich rozpadu poza właściwościami ściągającymi wykazują zdolność wymiatania wolnych rodników, hamują peroksydację lipidów oraz namnażanie wirusa HIV. Mają też działanie przeciwkancerogenne. Taniny łatwo hydrolizujące ulegają rozkładowi w przewodzie pokarmowym. Niektóre z nich wykazują działanie hepatotoksyczne. Taniny skondensowane są częściej stosowane wewnętrznie, między innymi w celu likwidowania biegunek. Garbniki znajdują także zastosowanie przy przeciwdziałaniu skutkom zatrucia alkaloidami^[2].

Pirogalol powstający z kwasu galusowego jest składnikiem barwników do skór, futer oraz włosów. Jest też wykorzystywany do produkcji substancji służących do wywoływania klisz. Sam kwas galusowy jest używany w produkcji atramentu^[11]. Związek ten oraz jego pochodna, galusan propylu jest też stosowany jako dodatek do żywności jako antyoksydant. W przemyśle farmaceutycznym z kwasu galusowego wytwarza się antybiotyk o nazwie trimetoprim^[5].

Kwas galusowy jest także używany do czernienia stali.

Taniny obecne w martwej materii organicznej, ściółce regulują szybkość mineralizacji węgla i azotu^[12]. Wyniki wielu doświadczeń wskazują, że wpływ tanin na dekompozycję materii organicznej jest ważnym elementem regulacji procesów i struktury ekosystemu^[13]. Hamowanie reakcji rozkładu jest efektem utrudnienia działania enzymów hydrolitycznych wobec białek połączonych z taninami oraz zahamowania aktywności wielu enzymów zaangażowanych w proces dekompozycji^[12]. Dzięki obecności tanin związki azotowe gromadzą się w zwiększonych ilościach w humusie, stanowiącym wierzchnią warstwę gleby. Zgromadzone organiczne formy azotu mogą być niedostępne dla niektórych roślin, jednak są dostępne dla tych gatunków, które tworzą mikoryzę. Grzyby mikoryzowe stopniowo pozyskują azot z martwej materii organicznej nie dopuszczając do jego ucieczki z obiegu^[14]. Modyfikacja obiegu azotu dotyczy głównie ekosystemów leśnych^[15].