Кармин қышқылы: Химиялық құрамы, өндірісі және қолданылуы
Carminic acid
Кармин қызыл түсті бояушы – кошинель сияқты жәндіктерден алынатын карамнин қышқылынан жасалады. Тарихы 700 ж. дейін барады, құрамы мен пайдасы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Кармин қышқылы (C22H20O13) – кошениль, армян кошенилі және поляк кошенилі сияқты кейбір қабықшалы жәндіктерде табиғи түрде кездесетін қызыл түсті глюкозидтік гидроксиантрапурин. Бұл қышқыл жәндіктерді жора-жолдастарынан қорғау үшін өндіріледі. Кармин қышқылының алюминий тұзы кармин пигментінің бояу заттарын құрайды. Перу халқы кемінде 700 жылдан бері маталарға арналған кошениль бояуларын жасап келеді. Кармин қышқылының химиялық құрылымы глюкоза қант бірлігіне байланысты антрахинон ядросынан тұрады. Кармин қышқылы алғаш рет 1991 жылы органикалық химиктер зертханада синтездеді. 2018 жылы зерттеушілер Aspergillus nidulans микробын генетикалық түрлендіру арқылы кармин қышқылын өндіруге қабілетті етті. Бұрын оның құрамында α D глюкопиранозил қалдығы бар деп есептелген, бірақ кейіннен ол β D глюкопиранозил аномері екені анықталды.
Carminic acid (C22H20O13) is a red glucosidal hydroxyanthrapurin that occurs naturally in some scale insects, such as the cochineal, Armenian cochineal, and Polish cochineal. The insects produce the acid as a deterrent to predators. An aluminum salt of carminic acid is the coloring agent in carmine, a pigment. Natives of Peru had been producing cochineal dyes for textiles since at least 700 CE. The chemical structure of carminic acid consists of a core anthraquinone structure linked to a glucose sugar unit. Carminic acid was first synthesized in the laboratory by organic chemists in 1991. In 2018, researchers genetically engineered the microbe Aspergillus nidulans to produce carminic acid. It was previously thought that it contains α D glucopyranosyl residue, which was later redetermined to be the β D glucopyranosyl anomer.
Кошенильдерден жинау
Кармино қышқылы көбінесе Dactylopius coccus (немесе кошенильдер) деп аталатын американдық қабықты жәндіктерден жиналады. Кошенильдер – паразиттік қабықты жәндіктер, олар Мексика мен Оңтүстік Америкаға тән тікенді алмұрт кактустарында көптеп табылады. Жәндіктер өсіріледі немесе жабайы популяциялардан жиналады, көбінесе кактусқа жабысатын, қанатты еркектерге екі жүзден астам қанаты жоқ ұрғашылары үшін. Дәстүрлі түрде өсірілген түрлер жұмысшылардың кактус жапырақтарына салған жұмыртқаларынан өсірілді және олар өсуіне қалдырылды. Сол жерде ұрғашы кошенильдер шамамен 3 ай бойы қозғалмай тұрып, содан кейін тазартылып, жиналып, тасымалдау үшін кептірілді. Эйснердің 1980 жылғы мақаласында, кошенильдер ұнтақталғанда бөлінетін кармино қышқылының қызыл түсі, хищниктерге визуалды ескерту ретінде де қызмет ете алатынын атап көрсеткен. Пиралид көбелегі (Laetilia coccidivora) – кошенильдермен қоректенетін және өз денесінде хищниктерге қарсы қорғаныс үшін кошенильдердің кармино қышқылын жинақтайтын хищниктердің бірі. Кармино қышқылының биосинтезі үш кезеңге бөлінеді. Басталу кезеңінде ацетилді (AT) және малонил CoA (MCAT) ацетил тасымалдағыш протеініне (ACP) тиейтін трансферазалар қатысады, нәтижесінде тиісінше ацетилді және малонилді ACP пайда болады. Ацетил ACP кетоацил синтетаза (KS) протеінімен катализделген малонил CoA-мен декарбоксилденетін конденсацияға бастау бергіш ретінде әрекет етеді. Соның нәтижесінде пайда болатын ацетоацетил ACP – бұл жолмен өндірілетін ең қарапайым поликетид, және ол циклданудан бұрын тағы алты малонил ACP бірлігімен конденсацияланады.
Carminic acid is commonly harvested from an American species scaled insects called Dactylopius coccus (or cochineals). Cochineals are parasitic scaled insects which are abundantly found on their host plants, the prickly pear cactus native to Mexico and South America. The insects are either cultivated or harvested from wild populations, mainly for the wingless females of the species which attach themselves to the cactus and outnumber the winged males of the species two hundred to one. Classically, cultivated species were grown from eggs placed by workers onto the cactus leaves and left to grow. There the female cochineals would remain immobile for about 3 months until being brushed off, collected, and dried for shipping. In Eisner's 1980 paper, he notes that the red colour of the carminic acid released when the cochineals are crushed could also be a visual aposematic deterrent for predators as well. The pyralid moth (Laetilia coccidivora) is one such predator which feeds on cochineals, sequestering their prey's carminic acid in their own body for defense against predators. The biosynthesis of carminic acid can be divided into three stages. The initiation stage involves transferases that load acetyl (AT) and malonyl CoA (MCAT) to the acyl carrier protein (ACP) forming acetyl and malonyl ACP, respectively. The acetyl ACP acts as a priming unit for the decarboxylative condensation with malonyl CoA catalyzed by a ketoacyl synthase (KS) protein. The resulting acetoacetyl ACP is the simplest polyketide produced by this pathway, and it is subsequently condensed with six more malonyl ACP units before cyclizing.