background image

Toksykologia żywności dr inż. Barbara Borczak 

 

ĆWICZENIE 1  

 

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI GARBNIKÓW W HERBACIE 

 

 
Definicja

 

 

Garbniki (Taniny) to substancje roślinne, o złożonym składzie chemicznym. Można 

je najogólniej określić jako bezazotowe związki naturalne, o dużej masie cząsteczkowej (500-

3000),  zawierające  liczne  grupy  hydroksylowe,  mające  charakter  polifenoli.  Stanowią  one 

obronę roślin przed drobnoustrojami i pasożytami, są także półproduktami do syntezy innych 

związków.  

 

Garbniki pod względem budowy chemicznej dzielą się na dwie grupy: 

 

Hydrolizujące 

 

Niehydrolizujące- skondensowane 

Do  pierwszej  grupy  zaliczamy  związki  o  charakterze  estrowym  z  kwasem  galusowym  i 

jego  pochodnymi  (tzw.  galotaniny)  oraz  połączenia  estrowe  z  kwasem  elagowym  (tzw. 

elagotaniny).  Do  drugiej  grupy  garbników-skondensowanych  proantocyjanidyn  należą 

produkty kondensacji katechin.  

Istnieje jeszcze trzecia grupa, tzw. niskomolekularna frakcja garbników. Są to substancje 

garbnikowe owoców i warzyw, zwane również taniną żywnościową. Zaliczamy tu katechiny, 

leukoantocyjany  i  niektóre  pochodne  kwasów  cynamonowego,  kawowego,  chinowego  i 

kumaryny.  Wiele  tanin  żywnościowych  nie  wykazuje  podstawowej  cechy  garbników,  jaką 

jest  reagowanie  z  białkiem  w  procesie  garbowania  skór.  Pod  tym  względem  chemicznym 

należą one do flawonoidów. 

 

Występowanie 

 

Do  bogatych  źródeł  katechin  należą  owoce  oraz  używki.  Liście  herbaty  zielonej  mogą 

zawierać do 20% katechin w suchej masie, a po fermentacji  (herbata czarna) ok. 3%. Ponadto 

owoce o cierpkim posmaku: jabłka, wiśnie, jeżyny, owoce dzikiej róży i pigwowca. Taniny 

występują  także  w  winie  czy  w  piwie.  Ze  względu  na  dużą  aktywność  chemiczną  tych 

związków ich straty podczas procesów przetwarzania mogą być duże i dlatego należy unikać 

ich reakcji z metalami ciężkimi i ich polimeryzacji pod wpływem wysokiej temperatury. 

 

background image

Toksykologia żywności dr inż. Barbara Borczak 

 

Właściwości garbników 

 

Garbniki  odznaczają  się  zdolnością  tworzenia  z  białkami  (bogatymi  w  prolinę)  

trwałych  nierozpuszczalnych  połączeń,  czego  efektem  jest  ściągające  działanie  na  skórę  i 

błony śluzowe. Reagowanie garbników z białkami struktury zakończeń nerwów czuciowych i 

tworzenie  z  nimi  połączeń  kompleksowych  wpływa  modyfikująco  na  funkcję  receptorów  i 

przyczynia do efektu przeciwbólowego.  

Garbniki  z  pewnymi  substancjami,  w  tym  również  z  toksycznymi  alkaloidami  lub 

solami  metali  ciężkich  tworzą  nierozpuszczalne  w  wodzie  osady.  W  ten  sposób  inaktywują 

niektóre  czynniki  o  właściwościach  kancerogennych,  np.  kwas  elagowy  spotykany  w 

malinach,  truskawkach,  porzeczkach,  orzechach  i  herbacie,  zwłaszcza  zielonej,  wykazuje 

zdolność  wiązania  bezno-α-pirenu  w  kompleks  nieaktywny.  Ponadto  wykazują  właściwości 

hamowania  aktywności  mutagennej  aflatoksyn  oraz  blokowania  procesu  tworzenia 

nitrozoamin (kwas kawowy, chlorogenowy, galusowy).  

Garbniki  mają  wiele  właściwości  leczniczych,  działają  przeciwbakteryjnie  i 

przeciwwirusowo,  hamują  wzrost  przeszczepialnych  nowotworów,  mają  aktywność 

przeciwutleniającą  (są  skutecznymi  zmiataczami  wolnych  rodników

oraz  działanie 

supresyjne na ośrodkowy układ nerwowy.

 

W  lecznictwie,  surowce  garbnikowe  stosowane  są  jako  leki  przeciwbiegunkowe,  w 

krwawych  biegunkach  i  poważnych  zatruciach  pokarmowych.  Garbniki  wykazują  także 

działanie  uszczelniające  ścianki  naczyń  włosowatych  oraz  unieczynnianie  histaminy 

odpowiedzialnej  m.in.  za  wystąpienie  zmian  uczuleniowych.  Inną  rolą  garbników  jest  ich 

udział w procesie wyprawiania skór zwierzęcych, czy też w produkcji barwników.

 

 

Właściwości antyodżywcze garbników 

 

Garbniki  mogą  blokować  enzymy  działające  w  przewodzie  pokarmowym.  Dotyczy  to 

zwłaszcza  inhibicji  enzymów  proteolitycznych  przez  garbniki  występujące  w  dużych 

ilościach  w  niektórych  surowcach  stanowiących  źródło  białka,  np.  w  nasionach  roślin 

strączkowych.  Zmniejszenie  strawności  białka  tych  produktów  może  być  również 

spowodowane tym, że jest ono powiązane z garbnikami. Innym efektem antyodżywczym (np. 

w  herbacie)  może  być  ograniczenie  przyswajalności  niektórych  metali,  głównie  żelaza 

poprzez  tworzenie kompleksów nie ulegających rozkładowi w przewodzie pokarmowym. 

 

background image

Toksykologia żywności dr inż. Barbara Borczak 

 

Rola garbników w żywności

 

a)  Udział 

enzymatycznym 

brązowieniu 

żywności

Pod 

wpływem 

polifenylooksydazy  utleniają  się  do  o-chinonów.  Największą  skłonność  pod  tym 

względem  wykazują  gallokatechiny  i  kwas  chlorogenowy.  Proces  ten  prowadzi  do 

obniżenia zawartości kwasu L-askorbinowego 

 

b)  Z metalami, szczególnie z  żelazem i miedzią, dają związki o zabarwieniu szarym 

do niebieskoszarego oraz tzw. posmak metaliczny

 

c)  Pod wpływem tlenu i wysokiej temperatury utleniają się do związków o ciemnym 

zabarwieniu.  Reakcje  te  określane  są  mianem  nieenzymatycznego  brązowienia, 

typu  tlenowego.  Szczególnie  skłonne  do  przebarwień  pod  wpływem  ogrzewania  są 

leukoantocyjany. Np. gruszki o jasnym miąższu zabarwiają się podczas ogrzewania na 

różowo. Przecier jabłkowy przy ogrzewaniu ponad 100

o

C zabarwia się na czerwono. 

 

d)  W  żywności  o  konsystencji  płynnej,  jak  soki  owocowe  i  wina  garbniki  są 

przyczyną  różnego  rodzaju  zmętnień  lub  osadów.  Dzieje  się  to  dzięki    łączeniu 

białek z garbnikami, metali z garbnikami oraz utlenieniu garbników. Szczególną 

rolę odgrywają tutaj leukoantocyjany. 

 

e)  Są  odpowiedzialne  za  charakterystyczną  cierpkość  i  goryczkę  owoców,  herbaty, 

wina, piwa, ziarna kakaowego. Największą siłę cierpkości wykazują leukoantocyjany, 

mniejszą katechiny a najmniejszą- kwas chlorogenowy. 

 

f)  Garbniki  wpływają  pośrednio  na  konsystencję  owoców  i  warzyw  przez 

inhibowanie  działania  enzymów  pektolitycznych.  Może  to  mieć  szczególne 

znaczenie  przy  zapobieganiu  mięknienia  ogórków  kiszonych  oraz  przy  naturalnej 

oporności roślin na działanie chorób infekcyjnych. 

 

g)  Wykazują właściwości przeciwutleniające, dzięki kompleksowaniu metali Cu i Fe 

(jako katalizatorów utleniania) i wolnych rodników. 

 

 

background image

Toksykologia żywności dr inż. Barbara Borczak 

 

 

OZNACZANIE ZA WARTOŚCI FLAWONOIDÓW (GARBN1KÓW)  

W HERBACIE 

Zasada metody:  

Odważyć  1  g  herbaty,  przenieść  do  kolbki  destylacyjnej  i  ogrzewać  pod  chłodnicą 

zwrotną po 15 min. trzykrotnie z 50 cm

3

 wody  destylowanej, a czwarty raz z  25  cm

3

  wody. 

Każdorazowo  ekstrakt  zdekantować,  zebrać  do  kolbki  stożkowej  i  ogrzewać  do  wrzenia. 

Następnie dodać z pipety 20 cm

3

  4-procentowego roztworu octanu  miedzi  i całość przenieść 

do kolby miarowej poj. 200 cm

3

.  

Zawartość  kolby  ostudzić,  dopełnić  do  kreski  wodą  destylowaną,  wymieszać  i 

przesączyć przez sączek karbowany do suchego naczynia. Pipetą pobrać 100 cm

3

  przesączu 

do kolby  stożkowej, dodać 25 cm

3

 50-procentowego roztworu kwasu octowego i 20 cm

3

 10- 

procentowego roztworu jodku potasowego (KJ).  

Wydzielony  jod  miareczkować  0,1  M  roztworem  tiosiarczanu  sodu  wobec  skrobi. 

Równocześnie wykonać ślepą próbę biorąc do analizy 90 cm

3

 

wody destylowanej, 10 cm

3

 4-

procentowego roztworu octanu miedzi, 25 cm

3

 50-procentowego roztworu kwasu octowego i 

20 cm

3

 10-procentowego roztworu KJ.  

Zawartość garbników w miareczkowanym przesączu obliczyć

 

ze wzoru: 

X = (V

1

 - V

2

) . 0,01039 

Gdzie:  V

1

  -  objętość  0,  l  M  tiosiarczanu  zu

ż

yta  do  zmiareczkowania  próby  ślepej,  V

2

  - 

objętość  0,1  M  tiosiarczanu  zużyta  do  zmiareczkowania  próby  właściwej,  

0,01039 - ilość gramów garbników odpowiadająca 1 cm

3

 0

l M roztworu Na

2

S

2

O

3

  

Uwzględniając rozcieńczenia i naważkę obliczyć procentową zawartość garbników w  

herbacie.  

 

Odczynniki: 

l. Octan miedziowy - roztwór 4%  

2.  Kwas octowy - roztwór 50%  

3.  Jodek potasowy - roztwór 10%  

4.  Tiosiarczan sodowy - roztwór 0,l M  

5.  Skrobia – roztwór 2%