Autor: Anna Frąckiewicz
Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II

Kumaryny

W ostatnim czasie coraz większą uwagę zwraca się na zdrowy tryb życia, w tym zdrowe odżywianie się. Poszukuje się substancji, które w różny sposób mogą przyczynić się do poprawy zdrowia. Do takich związków z całą pewnością należy kumaryna, która spożywana w określonych ilościach, wykazuje dobroczynny wpływ na organizm. Warto jednak zwrócić uwagę, na dopuszczalny limit spożycia, ponieważ nadmiar kumaryn może być toksyczny dla organizmu.
Kumaryny zaliczane są do metabolitów wtórnych roślin [1]. Po raz pierwszy wykryto je w roku 1820, natomiast zsyntetyzowano w roku 1868. Podczas wielu badań udało się wyizolować kumarynę z ponad 800 gatunków roślin oraz mikroorganizmów. W warunkach laboratoryjnych pochodne kumaryny otrzymuje się poprzez syntezę organiczną, za pomocą reakcji Perkina.
Kumaryna i jej pochodne mają właściwości przeciwnowotworowe, antyalergiczne, przeciwzapalne oraz przeciwzakrzepowe [2,5]. Stosowane są w przemyśle kosmetycznym, spirytusowym, tytoniowym oraz medycynie naturalnej [3]. Z powodu doniesień, że kumaryna jest substancją toksyczną (uszkadza narządy miąższowe takie jak wątroba oraz działa depresyjnie na układ nerwowy), do roku 2011 ustalony góry limit zawartości kumaryny wynosił 2mg/kg, tak aby kumaryna była bezpieczna dla ludzi spożywających różnego typu żywność i napoje bezalkoholowe. Natomiast poziom zawartości kumaryny w alkoholu sięgał 10mg/kg [6].

Wraz z wejściem w życie nowego Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2008 roku [7] zmienił się dopuszczalny limit stosowania kumaryny:

desery do 5mg/kg,

płatki śniadaniowe do 20 mg/kg,

pieczywo cukiernicze oraz wyroby ciastkarskie do 15mg/kg (z wyjątkiem sezonowych i tradycyjnych wyrobów piekarniczych, w przypadku których cynamon jest wymieniony na etykiecie),

wyroby piekarnicze które są sezonowe lub tradycyjne do 50mg/kg (jeśli cynamon wymieniony jest na etykiecie)

Inne środki spożywcze nie mają ustalonego górnego limitu ilości kumaryny, za wyjątkiem przestrzegania zasad ogólnego prawa o żywności [7].

<img src="http://e-biotechnologia.pl/obrazki/kumaryna.jpg" "width="300">
Rysunek 1. Wzór strukturalny kumaryny [6]

Występowanie

Kumaryny występują głównie w warzywach i owocach. Jednakże swoje źródło mają też w innych substancjach takich jak olejki eteryczne czy nawet mikroorganizmy z rodzaju Aspergillus i Streptomyces. Największe ilości kumaryn zawierają:

brokuły,

papryka,

pomidory,

cykorie,

owoce cytrusowe,

borówka amerykańska,

malina nordycka,

rośliny selerowate,

rośliny strączkowe,

rośliny storczykowate,

rośliny jasnotowate,

rośliny motylkowate,

rośliny lecznicze typu: zielona herbata, cynamon, lubczyk, mięta pieprzowa,

orzechy,

kawa,

olejek z kory cynamonu,

olejek eteryczny kasji,

olejek lawendowy [1,4,5].

Działanie i zastosowanie

Kumaryny są substancjami aktywnymi biologicznie. Przyjęte doustnie automatycznie są przenoszone do wątroby żyłą wrotną z przewodu pokarmowego. Czas półtrwania kumaryny w organizmie człowieka wynosi do dwóch godzin. W wątrobie następuje ich metabolizm. Charakteryzują się działaniem przeciwnowotworowym (są cytotoksyczne dla komórek nowotworowych oraz hamują ich proliferację) oraz aktywnością antyoksydacyjną (hamowanie produkcji oraz wychwytywanie reaktywnych form tlenu). Wykazano, że pochodna kumaryny – piranokumaryna działa hamująco na wirusa HIV-1, natomiast inna pochodna kumaryny – fenylokumaryna działa jako inhibitor na antygen wirusa EBV-EA. Benz-α-piron posiada właściwości przeciwbakteryjne względem bakterii Gram-dodatnich oraz Gram-ujemnych. Kolejną cechą kumaryny możliwości jest działanie przeciwzapalne, wykorzystywane w leczeniu obrzęków. Podczas obrzęku kumaryna stymuluje proces fagocytozy do usuwania płynu oraz białka z uszkodzonych tkanek. Wykazano, że źródła kumaryny: rośliny z rodziny baldaszkowatych, ostol czy bergapten, oprócz działania przeciwbakteryjnego, mają również właściwości przeciwgrzybiczne, przeciwhistaminowe i dodatkowo pobudzają układ nerwowy, tonizują oraz stosowane są jako afrodyzjak. Kumaryna oraz jej pochodne stosowane są także jako środki hipnotyczne, uspokajające, przeciwdrgawkowe, przeciwcukrzycowe, przeciwwrzodowe czy przeciwbólowe. Uelastyczniają oraz uszczelniają drobne naczynia krwionośne poprzez zmniejszenie aktywności hialuronidazy, powodując hamowanie krwawienia. Ma to szczególne znaczenie w chorobach takich jak żylaki, owrzodzenia czy hemoroidy. Ze względu na różnorodne możliwości zastosowania, są powszechnie stosowane w medycynie naturalnej [1,4]. Wykorzystuje się je także jako inhibitory wzrostu bakterii, grzybów czy roślin [2].
W przemyśle spożywczym stosuje się je jako środek do aromatyzacji produktów, na przykład wina grzanego czy likierów, w suplementach diety oraz przyprawach do sosów, zup czy mięs. Występują również w produktach zawierających cynamon (gumy do żucia, płatki śniadaniowe, pierniki). W przemyśle kosmetycznym kumaryna znalazła zastosowanie w kosmetykach przeciwsłonecznych (absorbuje promienie ultrafioletowe) oraz dzięki charakterystycznemu zapachowi jako dodatek do spray’ów, perfum, past do zębów oraz farb. Inną możliwością jest stosowanie kumaryn jako markerów fluorescencyjnych do oznaczania żywych komórek oraz aktywności enzymów, a także jako fluorescencyjnych sensorów stosowanych do badania zmian pH, wykrywania nadtlenku wodoru, nitroksydów, czy też tlenków azotu [4,5].

Literatura:

1. Bielawska K., Malinowska M., Cyuńczyk M. (2014). Wpływ kumaryn na organizm człowieka. Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, 47, 2, 213-221.
2. Gawdzik B., Kamizela A., Szyszkowska A. (2015). Laktony w właściwościach sensorycznych. Chemik, 69, 6, 342-349.
3. Królikowski B. (2014). Substancje pochodzenia roślinnego do wytwarzania kompozycji polimerowych o charakterze biobójczym. Przetwórstwo Tworzyw, 3(159)/20, 195-198.
4. Malinowska M., Bielawska K. (2013). Metabolizm i właściwości antyoksydacyjne kumaryn. Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, 46, 3, 393-403.
5. Pudo A., Kamińska I., Ortyl J. (2015). Pochodne kumaryny jako molekularne sensory fluorescencyjne stosowane do monitorowania procesów fotopolimeryzacji. Technical Issues, 1/2015, 47-53.
6. Skrzypczak A., Kamiński M. (2011). Nowa metoda rozdzielania składników oraz oznaczania kumaryny w napojach alkoholowych i w maceratach z turówki wonnej (hierochloe odorata) z wykorzystaniem RP-HPLC i przepływu zwrotnego eluentu w kolumnie. CAMERA SEPARATORIA, 3(2), 319-327.
7. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1334/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie środków aromatyzujących i niektórych składników żywności o właściwościach aromatyzujących do użycia w oraz na środkach spożywczych.