טאנינים הם פולימרים פנולים שצמחים שונים מייצרים ברקמות הקשות שלהם (כדוגמת קליפת הפירות) ומבחינת מקורם הביוכימי הם קרובי משפחה של הליגנין, החומר שגורם לנייר העיתון להצהיב. מה שמייחד את הטאנינים הוא יכולתם להיקשר לחלבונים ולגרום לשינוי במבנה המרחבי שלהם. קישור של טאנין לחלבון קולגן המצוי בעור חיוני לתהליך עיבוד העורות-הבורסקאות, תהליך הפיכת עור החיה לחומר שאפשר לעבדו למוצר. השם "טאנין" נגזר משם מקצוע הבורסקאות באנגלית: Tanning.
טאנין הוא משמר טבעי של יין. בסביבות שנות ה-50 נתגלה כי חומר זה מפרק שומנים בדם. היות שיין אדום מותסס עם הקליפות והחרצנים מכיל טאנין, יש הממליצים לשתות כוס יין אדום ביום מטעמים בריאותיים. עם זאת, מחקרים מראים קשר בין שתיית כוס יין אחת ביום לבין סרטן.[2] אין להפריז באכילת מזונות המכילים טאנינים מכיוון שביכולתם להפחית את כמות המינרלים הנספגים במעיים.
ישנם עצים המייצרים טאנינים בעת פגיעה ברקמותיהם, כאמצעי הגנה מפני בעלי חיים ומיקרואורגניזמים. הטאנינים המופרשים יוצרים על גבי הרקמה הפגועה מבנים שונים המכונים עפצים. טאנינים מצויים גם בפירות בוסר והם האחראים לטעם המר ולתחושת העקצוץ והחיספוס בפה בעת אכילתם המכונה עפיצות.
מבנה וסוגי הטאנינים
ישנם שלושה סוגי מונומרים לטאנינים: חומצה גאלית, פרואנטוציאנידינים ויחידות פלבונואידיות.
פסאודו טאנינים הם תרכובות בעלי משקל מולקולרי נמוך הקשורות לתרכובות אחרות, הם אינם משנים צבע במהלך בדיקת עור "גולדביטר", שלא כמו טאנינים הידרוליטיים ומורכבים, ואינם יכולים לשמש כתרכובות שיזוף. כמה דוגמאות לטאנינים פסאודו ולמקורותיהם הם:
[4]
חומצה אלגית, חומצה גאלית ו-pyrogallic acid התגלו לראשונה על ידי הכימאי הנרי בארקנוט בשנת 1831.[5] קארל יוליוס סלומונסן היה הראשון שביצע סינתזה עבור חומצה גאלית על ידי חימום חומצה גלית עם חומצה ארסן או תחמוצת כסף.[6]
מקסימליאן נרנשטיין חקר פנולים וטאנינים טבעיים[7] המצויים במינים שונים של צמחים בשיתוף פעולה עם ארתור ג'ורג' פרקיין. הוא הכין חומצה אלגית מחרוב קטן (באנגלית: Algarrobilla) ומפירות מסוימים אחרים בשנת 1905.[8] הוא הציע את היווצרותו של גליצין על ידי פניציליום בשנת 1915.[9] נרנשטיין השתמש באנזיםטנאז כדי לייצר חומצה דיגאלית מגאלוטאנין.[10] הוא הוכיח את נוכחותו של קטכין בקקאו בשנת 1931.[11]
בזמנים אלה, נקבעו נוסחאות המולקולה באמצעות ניתוח בעירה. הגילוי של כרומטוגרפיית נייר בשנת 1943 על ידי מרטין וריצ'רד סינג של סיפק לראשונה את האמצעים של סקר המרכיבים הפנוליים של ההפרדה והזיהוי של הצמחים.
לאחר 1945 נעשתה פעילות מחקרית רבה בנושא, כולל עבודה בולטת של אדגר צ'ארלס בייט-סמית' וטוני סוויין באוניברסיטת קיימברידג'.[12]
תפוצה
טאנינים מצויים בצמחים רבים. הם נפוצים הן בחשופי הזרע והן בבעלי הפרחים. סיימון מול חקר את התפלגות הטנין ב־180 משפחות של דיקוטילדון וב-44 משפחות של מונוקוטילונים. רוב המשפחות של דיקוט מכילים מינים שמכילים טנין (נבדק על ידי יכולתם לזרז חלבונים). המשפחות הידועות ביותר שכל המינים בהן שנבדקו מכילים טאנין הם: אברשיים, אלתיים, קומברטיים, לבונה ודומדמניתיים. במשפחת האלוניים, 73% מהמינים שנבדקו מכילים טאנין. במשפחת הסולניים השיעור יורד ל–6%, ובמשפחת המורכבים ל-4%. הפוליפנולים הנפוצים ביותר הם הטאנינים המורכבים, המצויים כמעט בכל משפחות הצמחים, והם מהווים עד 50% ממשקל העלים היבש.[13][14]
האבולוציה המתכנסת של קהילות צמחיות עשירות בטאנין התרחשה בקרקעות חומציות ועניות בחומרים מזינים ברחבי העולם. הטאנינים משמשים כמגינים נגד אוכלי עשב וכבקרים חשובים של תהליכי פירוק ותהליכי מחזור החנקן.[15]
עלים וחלקים אחרים של העץ אשוחית סיטקה, מין עץ שנמצא בניו זילנד, מתפרקים לאט הרבה יותר מאלה של רוב המינים האחרים. מלבד חומציותו, הצמח נושא גם חומרים כמו חומר הזגה ופנולים, בעיקר טאנינים, המזיקים למיקרואורגניזמים ומאטים את פירוקו בידיהם.[16]
נוכחות הטאנינים במים ובעצים
תשטיפי טאנינים מסיסים מאוד במים. התמוססות הטאנינים שנמצאים בעלים וצמחים רקובים שנמצאים במי הנהר עשויה לגרום לתופעה הקרויה "הנהר השחור" – מים בעלי ריח לא נעים או טעם מריר, אם כי לא בהכרח מזוהמים ברמה המסוכנת לשתייה.[17]
כך, למשל, אם נשים חתיכת עץ לא רקובה באקווריום ירד ערך של ה-pH של המים, והם יקבלו צבע הדומה לצבע התה. כדי להימנע מכך, אפשר להרתיח את העץ במים מספר פעמים טרם הנחתו באקוואריום, ולהשליך את המים בכל פעם. שימוש בכבול כמצע בקרקעית האקווריום יכול לגרום לאותה בעיה. הוספת סודה לשתיה למים כדי להעלות את רמת ה-pH שלהם, תאיץ את תהליך היציאה של הטאנינים מהחומר הצמחי אל תוך המים.[18]
בדיקה של נוכחות הטאנין
ריאקציה עם החומר אשלגן פרמנגננט
אם נבצע טיטרציה של החומר אשלגן פרמנגנט מכוייל עם חומר שמכיל טאנינים (כמו יין) בנוכחות האינדיקטור pHאינדיגו כרמין נוכל לחלץ את הכמות המדויקת של הטאנינים בחומר וזה על ידי יחסים סטויכומטריים בין האשלגן פרמנגנט והטאנין.
משקעים אלקלואידים
אלקלואידים כמו קפאין, כינין (המופק מקליפת עץ הצינכונה), או סטריכנין, שהם בעצם מזרזיםפנולים וטאנינים. חומרים אלה בעלי המאפיינים הבאים יכולים לשמש כאינדיקציה לנוכחות טאנין.[19]
בדיקת עור "גולדביטר"
עור "גולדביטר" (אנ') הוא כינוי אנגלי למעיים מעובדים של חיה, לרוב שור. כאשר אנחנו טובלים את הגולדביטר בתוך חומצת מלח (HCL), שוטפים במים מזוקקים, טובלים במשך 5 דקות ולאחר מכן שוטפים שוב עם מים מזוקקים, נטבול שוב בתוך החומר ברזלסולפט, אז אם יש נוכחות של טאנינים נקבל צבע אופייני שחור כחול של התמיסה.
^Perkin, A. G.; Nierenstein, M. (1905). "CXLI.—Some oxidation products of the hydroxybenzoic acids and the constitution of ellagic acid. Part I". Journal of the Chemical Society, Transactions. 87: 1412. doi:10.1039/CT9058701412.
^Adam, W. B.; Hardy, F.; Nierenstein, M. (1931). "The Catechin of the Cacao Bean". Journal of the American Chemical Society. 53 (2): 727–728. doi:10.1021/ja01353a041.
^Doat J, Bois. For Tmp., 1978, volume 182, pages 34-37
^Kadam, S. S.; Salunkhe, D. K.; Chavan, J. K. (1990). Dietary tannins: consequences and remedies. Boca Raton: CRC Press. p. 177. ISBN0-8493-6811-1.
^Hättenschwiler, S.; Vitousek, PM (2000). "The role of polyphenols in terrestrial ecosystem nutrient cycling". Trends in Ecology & Evolution. 15 (6): 238–243. doi:10.1016/S0169-5347(00)01861-9. PMID10802549.
^Eric Verkaik, Anne G. Jongkindet, Frank Berendse "Short-term and long-term effects of tannins on nitrogen mineralisation and litter decomposition in kauri (Agathis australis (D. Don) Lindl.) forests". Plant And Soil 2006; Volume 287, Numbers 1–2, pages 337–345 doi:10.1007/s11104-006-9081-8
