В небольших количествах встречаются в созревших фруктах пентозы. К ним относятся арабиноза, входящая в состав некоторых слизей, пектиновых веществ, гемицеллюлозы; ксилоза, также встречающаяся в составе слизей и гемицеллюлозы (используется в кондитерском производстве); рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.
Олигосахариды – углеводы, состоящие из небольшого количества моносахаридов, чаще всего гексоз. Наибольшее значение из них имеют дисахариды, к которым относится и сахароза – свекловичный или тростниковый сахар, состоящий из остатков молекул глюкозы и фруктозы. Сахароза встречается в листьях, стеблях, семенах, фруктах, ягодах, корнях и клубнях различных растений. Этот важнейший питательный и вкусовой продукт получают обычно из сахарной свеклы, содержащей его до 27 %, и сахарного тростника – до 20 %.
Солодовый сахар (мальтоза) в свободном виде в природе не встречается, но образуется в пищеварительном тракте при ферментативном расщеплении крахмала. Мальтоза также построена из глюкозы. Большое количество ее содержится в солоде, получающемся при хранении зерен злаков в теплом и влажном помещении. В рожках спорыньи, грибах, водорослях, а также в некоторых высших растениях встречается грибной сахар – трегалоза, при гидролизе которой образуется глюкоза. Из глюкозы образована и целлобиоза – основная строительная единица клетчатки.
Молочный сахар – лактоза – построен из глюкозы и галактозы. Он содержится в молоке человека и животных, найден также в пыльцевых трубочках некоторых растений. Трисахарид раффиноза, встречающийся в семенах хлопчатника, сахарной свекле и других растениях, построен из глюкозы, фруктозы и галактозы.
Полисахариды – высокомолекулярные вещества, состоящие из большого количества остатков моносахаридов. В растениях они служат запасными питательными веществами, а также играют роль скелетных веществ.
Крахмал – важнейший резервный полисахарид. Его много в зернах злаков, клубнях и корнях растений. Построен крахмал из огромного количества молекул глюкозы. Он является главным углеводом нашей пищи. Путем гидролиза из него можно получать патоку и сладкий густой сироп, представляющий собой неочищенную глюкозу. Зерна крахмала в растениях отличаются как по форме (сферической, овальной, неправильной) и величине, так и по своему составу и некоторым свойствам. В медицине крахмал в разваренном виде иногда употребляют как обволакивающее средство при желудочно-кишечных заболеваниях. Лучшие сорта крахмала, например рисовый, употребляют в качестве присыпки и в косметике.
В некоторых растениях крахмал заменяет растворимый в воде высокомолекулярный углевод инулин. Его много в клубнях земляной груши, корнях одуванчиков и цикория, в артишоках. Во многих растениях встречаются другие различные резервные полисахариды.
Гликоген – полисахарид, играющий важную роль в превращениях углеводов в животном организме. Он содержится в тканях человека и животных, а также в грибах, дрожжах, в зернах сахарной кукурузы. При кипячении гликогена с кислотами образуется глюкоза.
Клетчатка, или целлюлоза, – опорный полисахарид, из которого строятся оболочки растительных клеток. Древесина почти наполовину состоит из целлюлозы, а волокна хлопка – на 90 %. Она, как и крахмал, построена из глюкозы. В кишечнике животных под влиянием ферментов, выделяемых бактериями, клетчатка расщепляется. В пищеварительном тракте человека клетчатка практически не переваривается. Это учитывают при составлении рационов питания для некоторых категорий больных. Например, пища, богатая грубой клетчаткой, полезна для лиц со склонностью к запорам. Наряду с этим клетчатка, особенно овощей и фруктов, способствует нормализации жизнедеятельности полезных кишечных микроорганизмов.
Гемицеллюлозы – полисахариды, построенные из различных моносахаридов. Обычно в растениях они находятся вместе с целлюлозой, но легче подвергаются гидролизу. Много гемоцеллюлозы в семенах, орехах, кукурузных початках, соломе и древесине. Особенно богаты ею отруби.
Агар-агар – содержится в красных морских водорослях. Он состоит из соединенных между собой остатков галактозы и остатка серной кислоты. Он растворяется в горячей воде, а при охлаждении раствора образует студневидную массу. Используют агар-агар в кондитерском производстве, а также в бактериологии как питательную среду при культивировании микроорганизмов.
Полисахаридальгиновая кислота. Эту кислоту и ее соли используют как стабилизатор при производстве мороженого и технических эмульсий.
Пектины – это студнеобразные межклеточные вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводов. Особенно богаты пектинами яблоки, вишня, крыжовник, черная смородина, цитрусовые, редис, свекла.
Незрелые плоды и ягоды содержат протопектин, который под воздействием фермента протопектиназы и органических кислот постепенно превращается в пектин. Именно пектины придают мягкость созревшим ягодам, они же обусловливают густую консистенцию варенья, мармелада и других продуктов их переработки.
Издавна пектинами пользовались для лечения поносов. В пищеварительном тракте они почти не перевариваются, а адсорбируют на своей поверхности ядовитые вещества, содействуя их обезвреживанию и выведению из организма.
Пектины связывают и такие вредные вещества, как радиоактивные кобальт и стронций. Сейчас их применяют как профилактическое средство для уменьшения опасности производственных отравлений свинцом, медью, кобальтом и др. Они оказывают благоприятное влияние на жизнедеятельность полезных микроорганизмов, обитающих в кишечнике, и в то же время способствуют удалению вредных бактерий.
Слизи – вещества различного химического состава, преимущественно полисахариды, близкие к пектинам и клетчатке. При кипячении с водой слизи разбухают и образуют студнеобразную массу. Их обволакивающие свойства используют в медицине (при кашле, желудочно-кишечных заболеваниях и др.). Применяют их и как наружное смягчающее средство. Богаты слизью льняное семя, семена айвы, зерна ржи.
Камеди – резервные питательные вещества. Они содержатся в некоторых растениях или образуются при их болезнях. Это комплексные соединения некоторых сахаров с уроновыми кислотами и некоторыми химическими элементами (кальций, калий, магний). Камеди некоторых растений проявляют активное физиологическое действие. Так, именно камедь определяет слабительные свойства солодки. При гидролизе соединений камеди образуются так называемые гуммовые кислоты, которые обладают смягчающими свойствами. Камедь некоторых растений используется в фармацевтическом деле.
Органические кислоты
Органические кислоты могут находиться в растениях в свободном виде, в виде солей или эфиров. Благодаря им фрукты, ягоды, листья имеют особый вкус. Органические кислоты способствуют пищеварению: они усиливают выделение пищеварительных соков и перистальтику, что имеет особенно большое значение для пожилых людей. Упомянем некоторые наиболее часто встречающиеся в растениях органические кислоты.
Муравьиная – имеется в яблоках и малине.
Уксусная – в основном находится в различных плодах и растительных соках. В меньших количествах она содержится в зернах пшеницы, кукурузы и других растений. Образуется она при уксуснокислом брожении. Чистая уксусная кислота находит применение в пищевой и фармацевтической промышленности.
Масляная – в виде сложных эфиров или в свободном виде встречается в незначительных количествах в разных растениях. Образуется при масляно-кислом брожении.
Молочная – содержится в листьях малины и многих других растениях. Образуется при молочнокислом брожении. Молочная кислота используется при изготовлении конфет и фруктовых вод, в кожевенном и текстильном производствах. Применяется она и в медицине.
Щавелевая – широко распространена в растениях в свободном виде и в виде солей (чаще всего кальциевая соль).
Янтарная – содержится в ягодах красной смородины, крыжовника, винограда, в незрелой вишне, черешне, яблоках и некоторых других плодах. Образуется при спиртовом брожении.
Яблочная – очень распространена в растениях, ее много в рябине, барбарисе, кизиле, яблоках, клюкве, цитрусовых и других плодах. Имеется она в зернах злаковых и бобовых растений. Поскольку яблочная кислота безвредна, ее применяют при изготовлении безалкогольных напитков и кондитерских изделий. Соли ее используют в медицине в качестве лечебных средств, в частности при лечении малокровия иногда применяют яблочно-кислое железо.
Винная – содержится в винограде и некоторых других южных растениях. Эту кислоту и ее соли применяют при изготовлении фруктовых вод и хлебобулочных изделий, в текстильной промышленности, в медицине (винносурьмянонатриевую соль дают при некоторых гельминтозах).
Лимонная – находится во многих растениях. Больше всего ее в плодах цитрусовых, много – в смородине, малине, землянике. Лимонная кислота широко используется в кулинарии, производстве фруктовых вод и кондитерских изделий. В медицине ее натриевая соль применяется при переливании крови как консервант. Для лечения глазных болезней иногда используют лимоннокислую медь.
Алкалоиды
Это содержащие азот органические основания. В подавляющем большинстве алкалоиды в растениях находятся в виде солей органических кислот (яблочной, винной и др.). Способность алкалоидов давать щелочную реакцию определила их название, которое происходит от арабского слова "алкали", что означает щелочь. Как правило, алкалоиды проявляют большую физиологическую активность и оказывают сильное влияние на организм человека и животных. Их присутствием объясняется ядовитость некоторых растений.
Многие алкалоиды являются очень ценными лекарственными веществами и широко используются для лечения заболеваний нервной системы, внутренних органов и других болезней. К ним относятся морфин, папаверин, кодеин, эфедрин, хинин, кофеин, никотин, курарин, тубокурарин, стрихнин, секуренин, атропин, гиосциамин, скополамин, галантамин, цитизин, пилокарпин, физостигмин, берберин, лобелин, эрготамин, эрготоксин и др.
В виде чистых алкалоидных препаратов обычно употребляются соли алкалоидов. Кроме того, алкалоидоносные растения берут для приготовления отваров, настоев, экстрактов, порошков и других лекарственных форм. Алкалоиды встречаются главным образом в цветковых растениях. В некоторых употребляемых в пищу растениях содержание алкалоидов в отдельных частях бывает весьма значительным, и их часто применяют в научной и народной медицине. Это морфин и другие алкалоиды из коробочек масличного мака, пельтьерин – из коры граната, пиперин – из черного перца, берберин – из барбариса, кофеин – из кофе, теобромин – из какао и т. п.
Гликозиды
Гликозиды – нелетучие вещества, состоящие из соединений глюкозы и других сахаров с различными органическими веществами. От гликозидов зависит вкус и аромат некоторых растительных продуктов. При кипячении с водой или под влиянием ферментов гликозиды распадаются на сахаристую и несахаристую часть, называемую агликоном и имеющую различное химическое строение. Именно агликон определяет физиологическую активность гликозидов и ее характер. В медицине широко используют для лечения сердечно-сосудистых заболеваний так называемые сердечные гликозиды. Находят лекарственное применение и некоторые другие гликозиды. Так, в листьях груши, брусники, толокнянки содержится гликозид арбутин. Его антибактериальные свойства используют при лечении воспалительных заболеваний мочеполовых путей. Имеющийся в кожуре цитрусовых гликозид геспередин, химически близкий к рутину, способствует укреплению стенок кровеносных сосудов.
Многие растения содержат очень ядовитые гликозиды. Так, в листьях и косточках плодов горького миндаля, а также абрикосов, персиков, слив, вишен, рябины и многих других плодах растений семейства розоцветных содержится гликозид амигдалин, агликон которого состоит из остатков синильной кислоты. В ягодах, ботве, клубнях и ростках картофеля содержится соланин и другие гликозиды (эту группу гликозидов называют также гликоалкалоидами), у которых агликоном является ядовитый соланидин.
Сапонины
Сапонины – гликозиды, образующие, подобно мылу, при взбалтывании с водой стойкую пену. Это определило и их название ("сапо" по латыни означает мыло). Агликон сапонинов называют сапогешшом. Различают две группы сапогенинов: стероидную и тритерпеноидную. В зависимости от химической структуры этих групп сапонины находят различное применение в медицине. Довольно часто используют отхаркивающее действие сапонинов, реже – мочегонное.
В последние годы выявлено противосклеротическое действие некоторых сапонинов. При приеме внутрь сапонины и содержащие их растения (в лечебных дозах) не ядовиты. Но для введения в кровь препараты сапонинов непригодны, так как они приводят к гемолизу: разрывают оболочки эритроцитов и гемоглобин из них переходит в сыворотку крови.
Свойство сапонинов вспенивать воду используют при изготовлении некоторых безалкогольных напитков.
Лактоны
Лактоны – вещества, образующиеся из оксикислот. В последние годы лекарственное значение лактонов значительно возросло. Так, лактоном оксикоричной кислоты является кумарин, производные которого обладают фотосенсибилизирующими свойствами (повышают чувствительность организма к солнечному свету), проявляют противоопухолевую активность, влияют на состав крови и г. д. Кумарин содержится в растениях в глико-зидной форме.
Флавоноиды
Флавоноиды – это гетероциклические соединения, имеющие плохую растворимость в воде. Их желтый цвет послужил основой для их названия ("флавум" по латыни означает желтый). Желтые и оранжевые цвета многих растений зависят от количества содержащихся в них флавоновых гликозидов, или их агликонов, которые являются производными флавона или оксифлавона. Например, в табаке, луковой шелухе, пыльце кукурузы, листьях чая, хмеле и некоторых других растениях окраска зависит от кверцотипа, агликона гликозида кверцитрина. Этот же агликон находится и в рутине – гликозиде, содержащемся в листьях гречихи, черноплодной рябине и других растениях. Производным флавона является также агликон гесперидина, содержащегося в плодах цитрусовых и многих других растениях.
Флавоноиды все больше привлекают внимание ученых. Из них создаются лечебные и витаминные препараты.
Антоцианы
Антоцианы – гликозиды, близкие по строению к флавоновым гликозидам. Их окрашенные агликоны (антоциамидины) сходны с производным флавонола. Очень распространенным является агликон цианадин, входящий в состав красящих веществ многих ягод и плодов (вишни, сливы, черной смородины, брусники). Некоторые антоциановые производные применяются как слабительные вещества и по другим показаниям.
Горечи
Горечи – обладающие горьким вкусом безазотистые вещества, способствующие усилению деятельности желудочных желез, увеличению выделения желудочного сока и улучшению пищеварения.
Обычно горечи представляют собой гликозиды. К горьким веществам негликозидного характера относятся, например, гумулон и лупулон из шишек хмеля и некоторые другие.
Дубильные вещества
Дубильные вещества или танниды встречаются почти во всех растениях. Они обладают способностью коагулировать клеевые растворы и давать нерастворимые осадки с алкалоидами и солями свинца. Свое общее название эти вещества получили благодаря способности превращать шкуры животных в непроницаемую для воды прочную кожу. В основе этого процесса лежит свойство дубильных веществ осаждать белки шкуры и образовывать с ними нерастворимые соединения. В России для обработки шкур чаще всего пользовались корой дуба, поэтому и содержащиеся в ней вяжущие вещества получили название дубильных. К ним относятся вещества, гликозидно связанные с галловой кислотой (галлотаннины). Они найдены в чернике, бруснике и многих других растениях. В некоторых растениях количество их достигает 20 – 30 %, что позволяет использовать их в хозяйственных и медицинских целях.
Дубильными веществами являются также катехины, принадлежащие к группе конденсированных таннинов. В основе их строения лежат производные флавонолов и антоцианов. Они также широко встречаются в растениях. Много катехинов в листьях чая. Благодаря выраженному вяжущему и противовоспалительному действию дубильные вещества часто используют при желудочно-кишечных расстройствах, ожогах, кожных и других болезнях.
Эфирные масла
Это смеси различных летучих безазотных веществ, обладающих своеобразным запахом. Они состоят главным образом из терпенов и их производных. Эфирные масла не растворяются в воде, но хорошо растворяются в жирных маслах и органических растворителях. Получают эфирные масла из растительного сырья путем перегонки с водяным паром, в результате отжима или экстракции при помощи низкокипящих растворителей.
Растения, содержащие эфирные масла, широко применяют в медицине, главным образом благодаря ароматическим свойствам и противомикробному действию. Некоторые эфирные масла проявляют болеутоляющее, противокашлевое и другие действия. Отдельные эфирные масла и выделяемые из них терпены имеют самостоятельное лечебное значение и используются в медицине в чистом виде. В настоящее время ведутся исследования с целью создания из эфирных масел новых лекарственных препаратов. Эфирные масла находят применение в парфюмерной, ликеро-водочной, пищевой промышленности и кулинарии.
Эфирные масла могут иметь в своем составе углеводороды, такие как мирен (можжевельник, хмель), оцимен (базилик), сальнон (шалфей), терпиполы (мята, фенхель, кишнец), лимон (укроп, тмин), туйон (пижма), винен (сосна), камфен (розмарин, шалфей, чабрец, цитрусовые), кариофиллен (хмель, розмарин, шалфей, чабрец), азулены (ромашка и др.). Компонентом эфирных масел часто являются фармакологически активные фенолы: тимол и карвакрол (тимьян и др.), евгенол (лавровое и гвоздичное деревья и др.), апиол (петрушка и др.).
Из спиртов в эфирных маслах находятся ментол (мята), юршгаеол (можжевельник, цитрусовые), цитропеллол (роза масличная) и др. В масле мелисы лекарственной и цитрусовых содержится альдегид цитраль; бензальдегид содержится в миндальном масле, анисальдегид – в анисовом и т. п. В некоторых маслах содержатся кетоны: анисовый кетон (анис, фенхель), моптон (мята), карвон (тмин), камфара (лавровые) и др. Встречаются в эфирных маслах сесквитерпеновые лактоны, ложные эфиры и другие вещества.
Смолы
Смолы – твердые или полужидкие комплексные образования, прозрачные, обладают характерным запахом. По химическому составу смолы весьма близки к эфирным маслам. Некоторые смолы обладают ранозаживляющими и противомикробными свойствами, оказывают слабительное действие и др. В соответствии с фармакологическим действием смолы некоторых растений используются в медицинской практике.
Витамины