Wikipédia

Kaftársav

Kaftársav
IUPAC-név (2R,3R)-2-[(E)-3-(3,4-dihidroxifenil)prop-2-enoil]oxi-3-hidroxibutándion-sav
Más nevek Monokaffeoil-borkősav
(2R,3R)-2-(((E)-3-(3,4-Dihidroxifenil)akriloill)oxi)-3-hidroxi-borostyánkősav
Butándion-sav, 2-(33,4-dihidroxifenil)-1-oxo-2-propenil)-3-hidroxi-, (R-(R*,R*-(E)))-
Kémiai azonosítók
CAS-szám 67879-58-7
PubChem 6440397
ChemSpider 4944664
SMILES
C1=CC(=C(C=C1C=CC(=O)OC(C(C(=O)O)O)C(=O)O)O)O
UNII WCV7W3174L
Jmol 3D képek Interaktív kép
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet C13H12O9
Moláris tömeg 312.230 g/mol
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A kaftársav vagy kaffeoil-borkősav egy növényi eredetű hidroxifahéjsav-származék, a kávésav borkősavval alkotott észtere. A bortermő szőlő (Vitis vinifera L., Vitaceae) és más szőlőfajok bogyóhúsának (a hús sejtnedveinek) legjelentősebb fenolos összetevője.[1][2] Rokon vegyületei, a kumaroil-borkősav (kutársav(wd)) és a feruloil-borkősav (fertársav) kísérik.[3] A fehér szőlőlék és fehérborok oxidációs folyamataiban, színének alakulásában fontos szerepet játszik.[3]


A Vitis fajok mellett megtalálható, és gyógyászati jelentőséggel bír az őszirózsafélék (Asteraceae) egyes fajaiban, mint a bíbor kasvirág.[4] Képződik egy földimogyorófaj, az Arachis glabrata (Fabaceae) takarmányként használatos leveleiben is. Ennek abban van jelentősége, hogy kávésavésztereket is tartalmazó takarmány nitrogéntartalma kérődzők szervezetében jobban hasznosulhat.[5]

Tulajdonságai szerkesztés

A kaftársav kristályos szilárd halmazállapotú anyag, színtelen vagy halvány sárgás.[6] Vízoldható, oldhatóságára számított érték elérhető, ez 0,82 mg/ml.[7] Más hidroxifahéjsav-tartarát származékokhoz hasonlóan,[5] polifenol-oxidáz oxigén jelenlétében könnyen bontja. A természetben cisz-és transz-izomere is előfordul.

Jelenléte a bortermő szőlő fajtáiban és más szőlőfajokban szerkesztés

A kaftársav és más hidroxifahéjsav-észterek termelődése a szőlőben a bogyó kialakulásakor már megkezdődik, ellentétben a flavonolok (pl. kvercetin) és antociánok felhalmozódásával, ami az érés során megy végbe.[8][9] A polifenolok termelődését általában befolyásoló környezeti tényezők közül ezért a fürtöket érő megvilágítás erősségének növelése (levelek eltávolítása) a kaftársav termelődésére nem mutat szignifikáns hatást, ha azt a bogyók színeződésének megkezdődése (véraison) után alkalmazzák.[8][9] Viszont a bogyók kialakulásának szakaszában alkalmazva, növeli azt.[10] A szőlőbogyó és –lé natív kaftársavtartalma vizsgálatának nehézsége, hogy a célvegyület könnyen bomlik.

A kaftársavtartalom szén-dioxid atmoszférában végzett préselés után, szulfittal és aszkorbinsavval kezelt lémintákon [11] széles határok közt változik. Bortermő szőlőnél ez erősen fajtafüggő.  Fehér szőlőből (17 fajta bevonásával) 16-295 mg/l, míg vörös fajtáknál (20 különböző) ennél magasabb, 61-430 mg/l közötti mennyiségek fordulnak elő. Valamennyi fajtánál a kaftársav transz izomere volt domináns. Mind a fehér, mind a vörös fajták között a csemegeszőlők (pl. Thompson Seedless, Perlette, Ruby Seedless) alacsonyabb kaftársavtartalmúaknak bizonyultak, mint a borszőlők. Kaftársav a bortermő szőlő nyers termése mellett a mazsolában is található. Mennyisége a szárítás technikájától függ: napon szárított mazsolában nagy része barnulás mellett lebomlik,[12] ez 15-20 másodperces forróvizes kezelést követő forrólevegős gyorsszárítással, illetve, kén-dioxidos kezeléssel megelőzhető. [13]

Az egyéb szőlőfajok kaftársavtartalma is széles határok között változó, esetenként a bortermő szőlő fajtáiénál magasabb lehet. Így pl. Vitis monticola mintából 1155, illetve 1010, V. aestivalis mintából 1337 mg/l-t mutattak ki. [11]

Reakciói a mustban és a fehérborban – részvétel a bor színének alakulásában szerkesztés

A kaftársav hidrolízisen is áteshet pektináz enzim jelenlétében, ekkor felszabadul belőle a kávésav és a borkősav,[14] azonban sokkal jelentősebb egyes oxidációs folyamatokban való részvétele.

Ilyenfajta reakcióinak sorában az első lépés a polifenol-oxidáz általi bontás kaftársav-orto-kinonra és vízre.[15]  Ez oxigén jelenlétében gyorsan végbemegy: modelloldatban 5 perc inkubáció után a kezdeti kaftársav-mennyiség 75%-át orto-kinon formában mérték vissza.[16]  A keletkezett orto-kinon nukleofil molekulákkal reagálni képes.

Amennyiben a mustban jelen van redukált glutation (GSH), a kaftársav-orto-kinon elsőként ezzel lép reakcióba, 2-glutationil-kaftársavat (grape reaction product, GRP) képezve.[14]

A GRP színtelen - tehát megjelenése nem jelent barnulást - és nem reagál polifenol-oxidázzal.[17] Képződése így abból a szempontból jelenthet előnyt, hogy részben elvonja a kaftársav-orto-kinont más vegyületekkel való, barnuláshoz vezető reakcióktól, illetve a polifenol-oxidázoktól. Az erjesztés előtt így lehet a friss musthoz glutationt vagy más tiolos vegyületet (pl. ciszteint) adni, lassítandó a barnulást.[18] A Botrytis cinereából származó lakkáz enzim azonban, a polifenol-oxidázzal szemben, elreagáltatja GRP-t. Ez 2,5-diglutationil-kaftársavvá (GRP2) való oxidációt jelent.[17]

Mivel kaftársav és GRP fehérborokban változó mennyiségben, de jelen van, hatása lehet a bor ízére is. Erre vonatkozó érzékszervi vizsgálatot modelloldatokkal végeztek. Ezek szerint sem a kaftársav, sem a GRP nem produkált keserű vagy összehúzó érzetet az alkalmazott (0, 30, 60 mg/L) koncentrációkban, noha a fenolsavak általában ilyen hatásúak. A GRP keltett égető utóízt, de ezt – a két anyagot egyszerre tartalmazó mintákban – a kaftársav enyhítette. [2]

A glutation elreagálása után, vagy éppen hiányában a kaftársav-orto-kinon más nukleofilekkel lép reakcióba. Ezek között gyakori reakciópartnerei azok az anyagok, amelyeknek szerkezete katechol csoportot (orto-difenol, azaz: aromás gyűrű kettő, egymás melletti fenolos hidroxillal) vagy galloilcsoportot (három, egymás mellett elhelyezkedő fenolos hidroxilt hordozó aromás gyűrű) tartalmaz.

Ki kell emelni közülük a flavan-3-olokat (mint a katechin és epikatechin) illetve ezek procianidin oligomereit. Gyakorlati szempontból ezek a vegyületek a must cserzőanyagainak egy fajtáját jelentik. Fehér mustba préseléskor kerülhetnek, a fürt szilárd részeiből, magvakból; illetve még, ha az erjedéskor a must a héjjal hosszabban érintkezik. (Legtöbb esetben ez nincs így, de a szőlő egyes aromaanyagainak kivonásához szükség lehet rá [3]). A flavan-3-olok koncentrációját szoros összefüggésben találták fehérborok barnulásra való hajlamával[19] [20] – annak ellenére, hogy közülük több, pl. a katechin, csak lassan reagál a barnulásért fő felelősnek tartott polifenol-oxidázzal,[16] vagy nem is mutatja e reakciót (ilyenek a procianidinok), és a mustbeli koncentrációjuk általában eleve kicsiny.

Ezután derítették ki, hogy a polifenol-oxidáz miatti barnulás a mustban közvetett folyamat s a flavan-3-ol hatóanyagok, illetve a polifenol-oxidáz között a szabad kaftársav „közvetít”, több lépésből álló reakciólánc résztvevőjeként.

Kaftársav és katechin, illetve kaftársav és egyes procianidin B típusú oligomerek között a reakciósor lépései – modelloldatokon végzett vizsgálatok alapján – a következők:

  1. A polifenol-oxidáz által felszabadított kaftársav-orto-kinon a vele reagáló katechinből, illetve procianidinokból orto-kinonokat képez, míg ő maga regenerálódik kaftársavvá. Ezzel a polifenol-oxidáz újra kaftársav-orto-kinont képezhet belőle - tehát az oxidációba ismét beleviheti.
  2. A reakciópartnereiből képződött kinonok viszont polimer termékekké alakulnak, s a polimerizáció fokától függően e termékek sárga vagy barna színt adnak a mustnak. a. Katechin esetében kaftársav-katechin kopolimerek keletkeznek. Ez annyiban előny, hogy a kaftársavat előbb-utóbb részben vagy egészen elvonja az oxidációs folyamatba való újabb és újabb belépéstől. A procianidinok reakciójánál azonban ez a fajta láncletörés nem történik meg, mert a kaftársav nem épült be a képződő polimerekbe.[16][19][21]

A flavan-3-olok és a kaftársav-orto-kinon reakciói mellett számításba kell venni azt is, hogy a glutation elfogyása után GRP is reakciópartnerévé válhat a kaftársav-orto-kinonnak, GRP-orto-kinon keletkezésével.[22] GRP2 szintén reagálhat így.[3]

A fehérborok érése során, fél-egy év alatt GRP ezen kívül hidrolízisen, izomerizáción és észterképződésen is átesik, így többek közt glutationilkávésavakat (cisz-, transz-,), GRP-etilésztereket, ciszteinilkaftársavakat hozva létre.[18] Mindez arra mutat, hogy egy fehérbor oxidáltságának mértékére nem lehet csak a kaftársav vagy csak a GRP mennyiségének méréséből következtetni, hanem ezen, további oxidációs termékek mennyiségét is ajánlott lehet vizsgálni.

Jelenléte az őszirózsafélék (Asteraceae) egyes fajaiban és egyes bioaktív hatásai szerkesztés

A gyógyászati jelentőségű kasvirág (Echinacea) fajokban a az egyik fő hatóanyag, a cikóriasav valószínűsíthető prekurzora a kaftársav.[23]

A bíbor kasvirág külsőleges sebgyógyító hatásához a kaftársav is hozzájárul, mert a cikóriasavhoz hasonlóan hialuronidázgátló hatással bír.[24][4] Az Európai Gyógyszerkönyv 5., 6. kiadása minőségi előírásainak megfelelő bíbor kasvirág drogokban (gyökérdrog és földfeletti rész) a kaftársav összmennyisége legalább 0,1% [4]

A kaftársav a kínai gyógyászatban gyulladáscsökkentőként használatos Taraxacum mongolicum pitypangfaj különböző szerveiben is megtalálható. Egy vizsgálat a kaftársavat és a kávésavat találta a növény legerősebb in vitro antioxidáns hatású összetevőjének.[25] Kimutatták a kaftársavat más fészkesvirágzatúak, mint a pongyolapitypang (Taraxacum officinalis) és a szelíd csorbóka (Sonchus oleraceus) zöldségként fogyasztott leveleiben [26] (rendre 109, illetve 114 mg/100 g nyers levél), mint antioxidáns aktivitással bíró összetevőket. Gőzölés ezeket a mennyiségeket jelentősen (77 és 94%-kal) növelte, feltehetően konjugátumokból felszabadítva a kaftársavat. A mikrohullámú kezelés kisebb mértékben, de hasonló eredményt hozott. A hagyományos forróvizes főzés pitypanglevélnél nem okozott jelentős veszteséget, csorbókánál a nyers levélben mértmennyiség kb. fele maradt vissza. Ez az eredmény arra is mutat, hogy a kaftársav nem hőérzékeny, de a növények szöveteiből a forró víz változó mértékben oldhatja ki.

A kaftársavnak továbbá leírták jelentős májvédő aktivitását metamfetamin okozta májkárosodással szemben, patkányokon végzett kísérletekben.[27]

Jegyzetek szerkesztés

  1. ↑ Singleton, V. L., E. (1984. április 28.). „Caftaric acid in grapes and conversion to a reaction product during processing” (angol nyelven). VITIS - Journal of Grapevine Research 23 (2), 113–113. o. DOI:10.5073/vitis.1984.23.113-120. ISSN 2367-4156.  
  2. ↑ a b Gawel, R., P. A. (2014. április 28.). „Taste and textural characters of mixtures of caftaric acid and Grape Reaction Product in model wine” (angol nyelven). Australian Journal of Grape and Wine Research 20 (1), 25–30. o. DOI:10.1111/ajgw.12056. ISSN 1755-0238.  
  3. ↑ a b c d Kennedy JA (2010). „Chemistry of white wine colour”. Managing wine quality, 74-76. o, Kiadó: Woodhead Publishing. ISBN 978-1-84569-798-3.  
  4. ↑ a b c Szendrei ; Csupor. Gyógynövénytár. Medicina Kiadó, 220-221. o. (2012). ISBN 978-963-226-378-6 
  5. ↑ a b Sullivan, Michael L. (2014. február 21.). „Perennial peanut (Arachis glabrata Benth.) leaves contain hydroxycinnamoyl-CoA:tartaric acid hydroxycinnamoyl transferase activity and accumulate hydroxycinnamoyl-tartaric acid esters” (angol nyelven). Planta 239 (5), 1091–1100. o. DOI:10.1007/s00425-014-2038-x. ISSN 0032-0935.  
  6. ↑ A kaftársav MSDS-lapja. [2021. július 29-i dátummal az eredetiből archiválva].
  7. ↑ Human Metabolome Database: Showing metabocard for Caftaric acid (HMDB0013680). hmdb.ca. (Hozzáférés: 2021. július 29.)
  8. ↑ a b Friedel, M., C. D. (2015. október 9.). „Impact of light exposure on fruit composition of white 'Riesling' grape berries (Vitis vinifera L.)” (angol nyelven). VITIS - Journal of Grapevine Research 54 (3), 107–116. o. DOI:10.5073/vitis.2015.54.107-116. ISSN 2367-4156.  
  9. ↑ a b Šuklje, Katja, Helena (2012. szeptember 19.). „Classification of Grape Berries According to Diameter and Total Soluble Solids To Study the Effect of Light and Temperature on Methoxypyrazine, Glutathione, and Hydroxycinnamate Evolution during Ripening of Sauvignon blanc (Vitis vinifera L.)”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 60 (37), 9454–9461. o. DOI:10.1021/jf3020766. ISSN 0021-8561.  
  10. ↑ (2011. szeptember 1.) „Pinot Noir grape colour related phenolics as affected by leaf removal treatments in the Vipava Valley” (angol nyelven). Journal of Food Composition and Analysis 24 (6), 777–784. o. DOI:10.1016/j.jfca.2011.03.003. ISSN 0889-1575.  
  11. ↑ a b (1986. január 1.) „Caftaric and coutaric acids in fruit of Vitis” (angol nyelven). Phytochemistry 25 (9), 2127–2133. o. DOI:10.1016/0031-9422(86)80078-4. ISSN 0031-9422.  
  12. ↑ V. L. Singleton, E. Trousdale, J. Zaya (1985). „One Reason Sun-Dried Raisins Brown So Much”. American Journal of Enology and Viticulture (36), 111-113. o.  
  13. ↑ Karadeniz, Feryal, Ronald E. (2000. november 1.). „Polyphenolic Composition of Raisins”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48 (11), 5343–5350. o. DOI:10.1021/jf0009753. ISSN 0021-8561.  
  14. ↑ a b Singleton, VL; Trousdale, E; Zaya, J.; Salgues, M. (1985). „Caftaric Acid Disappearance and Conversion to Products of Enzymic Oxidation in Grape Must and Wine”. American Journal of Enology and Viticulture 36 (1).  
  15. ↑ Cheynier, V., J. (1988. április 28.). „Oxidation of Grape Juice Phenolic Compounds in Model Solutions” (angol nyelven). Journal of Food Science 53 (6), 1729–1732. o. DOI:10.1111/j.1365-2621.1988.tb07828.x. ISSN 1750-3841.  
  16. ↑ a b c Cheynier, Veronique, Jacques (1989. július 1.). „Mechanism of trans-caffeoyltartaric acid and catechin oxidation in model solutions containing grape polyphenoloxidase”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 37 (4), 1069–1071. o. DOI:10.1021/jf00088a055. ISSN 0021-8561.  
  17. ↑ a b Salgues, M., Z. (1986. április 28.). „Oxidation of Grape Juice 2-S-Glutathionyl Caffeoyl Tartaric Acid by Botrytis cinerea Laccase and Characterization of a New Substance: 2,5-di-S-Glutathionyl Caffeoyl Tartaric Acid” (angol nyelven). Journal of Food Science 51 (5), 1191–1194. o. DOI:10.1111/j.1365-2621.1986.tb13081.x. ISSN 1750-3841.  
  18. ↑ a b Cejudo-Bastante, María Jesús, Isidro (2010. november 10.). „Identification of New Derivatives of 2-S-Glutathionylcaftaric Acid in Aged White Wines by HPLC-DAD-ESI-MSn”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 58 (21), 11483–11492. o. DOI:10.1021/jf102920q. ISSN 0021-8561.  
  19. ↑ a b Cheynier, V; Rigaud, J; Souquet JM; Duprat F, Moutunet M (1990). „Must Browning in Relation to the Behavior of Phenolic Compounds During Oxidation”. American Journal of Enology and Viticulture 41 (1), 346-349. o.  
  20. ↑ Sioumis, Nikos, Dimitris P. (2006. január 1.). „Kinetics of browning onset in white wines: influence of principal redox-active polyphenols and impact on the reducing capacity” (angol nyelven). Food Chemistry 94 (1), 98–104. o. DOI:10.1016/j.foodchem.2004.10.059.  
  21. ↑ Cheynier, Veronique (1991. június 1.). „Oxidation of grape procyanidins in model solutions containing trans-caffeoyltartaric acid and polyphenol oxidase”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 39 (6), 1047–1049. o. DOI:10.1021/jf00006a008. ISSN 0021-8561.  
  22. ↑ Cheynier, Veronique F. (1988. január 1.). „Oxidation of trans-caftaric acid and 2-S-glutathionylcaftaric acid in model solutions”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36 (1), 10–15. o. DOI:10.1021/jf00079a003. ISSN 0021-8561.  
  23. ↑ Murthy, Hosakatte Niranjana, So-Young (2014. szeptember 1.). „Biotechnological production of caffeic acid derivatives from cell and organ cultures of Echinacea species” (angol nyelven). Applied Microbiology and Biotechnology 98 (18), 7707–7717. o. DOI:10.1007/s00253-014-5962-6. ISSN 1432-0614.  
  24. ↑ Kim, Hyun-Ock, Christine H. (2000. szeptember 1.). „Retention of Caffeic Acid Derivatives in Dried Echinacea purpurea”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48 (9), 4182–4186. o. DOI:10.1021/jf000245v. ISSN 0021-8561.  
  25. ↑ Duan, Li, Yang (2020/1). „Comparison of Bioactive Phenolic Compounds and Antioxidant Activities of Different Parts of Taraxacum mongolicum” (angol nyelven). Molecules 25 (14), 3260. o. DOI:10.3390/molecules25143260. PMID 32708908.  
  26. ↑ Sergio, Lucrezia, Maria (2020/9). „Bioactive Phenolics and Antioxidant Capacity of Some Wild Edible Greens as Affected by Different Cooking Treatments” (angol nyelven). Foods 9 (9), 1320. o. DOI:10.3390/foods9091320. PMID 32962154.  
  27. ↑ Koriem, Khaled M. M.: Chlorogenic and Caftaric Acids in Liver Toxicity and Oxidative Stress Induced by Methamphetamine (angol nyelven). Journal of Toxicology, 2014. július 20. DOI:10.1155/2014/583494. (Hozzáférés: 2021. július 30.)
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Kaftársav&oldid=25748161”