De term flavonoïden (ook wel bioflavonoïden genoemd) staat voor een uitgebreide groep secundaire plantenstoffen die als pigmenten een grote bijdrage levert aan de felle kleuren van veel fruit, groenten en bloemen, maar ook van de herfstkleuren van bladeren. Ze spelen een belangrijke rol in de plantenstofwisseling, onder meer als groeiregulatoren en bij de bescherming tegen ultraviolet licht, oxidatie en hitte. Door hun bittere smaak helpen ze plantenetende insecten af te schrikken. Omgekeerd helpen ze ook bij de bestuiving, door via de felle kleuren juist bepaalde insecten aan te trekken.
Flavonoïden zijn ontdekt door Albert Szent-Györgyi, één van de belangrijkste chemici uit het begin van de twintigste eeuw. In 1937 kreeg hij de Nobelprijs voor zijn ontdekking en beschrijving van vitamine C. Het was tijdens het isolatieproces van vitamine C dat Szent-Györgyi de flavonoïden ontdekte [1].
De benaming ‘bioflavonoïden’ of ‘flavonoïden’ is voor het eerst gebruikt in 1952 door de Duitse onderzoekers Geissmann en Hinreiner. Zij staan ook aan de basis van het classificatiesysteem op basis van de structuur van de ‘kern’ van de flavonoïden-basisstructuur: de zuurstofhoudende pyraanring.
Meer dan vijfduizend natuurlijk voorkomende flavonoïden zijn inmiddels geïsoleerd uit verschillende planten [2]. Flavonoïden vormen de grootste groep binnen de polyfenolen (meer dan achtduizend polyfenolen bekend) [2-4].
Bronnen en deficiëntie
Bijna alle fruit, groenten, kruiden (o.a. ginkgo) en specerijen bevatten flavonoïden. Flavonoïden worden ook aangetroffen in ander voedsel, zoals gedroogde bonen (bepalend voor de kleur van rode en zwarte bonen) en granen (waar de kleur als gevolg van flavonoïden meestal geel is). In het algemeen kan gesteld worden dat de meest kleurrijke componenten van het voedsel, zoals de schil van fruit, de hoogste concentraties flavonoïden bevatten. Een uitzondering is de witte pulpachtige massa tussen vrucht en schil bij citrusvruchten, die zeer rijk is aan bioflavonoïden, terwijl de schil en het citrusfruit zelf veel lagere concentraties bevatten. Factoren die bijdragen aan een deficiëntie van flavonoïden zijn onvoldoende inname van groenten en fruit, evenals het routinematig consumeren van industrieel verwerkte groenten en fruit. Symptomen die kunnen wijzen op onvoldoende inname van flavonoïden zijn: zeer gemakkelijk bloeden (tandvlees, neus), gemakkelijk blauwe plekken krijgen die vervolgens maar langzaam verdwijnen en ook het gemakkelijk opzwellen na blessures. Ook immuunzwakte, zich uitend in het gemakkelijk oppikken van een verkoudheid of een andere infectie, kan wijzen op een tekort.
Structuur, nomenclatuur en indeling
Er bestaan zeer veel soorten flavonoïden. Alle flavonoïden hebben dezelfde karakteristieke chemische basisstructuur: twee aromatische ringen (A en B) aan weerszijden van een zuurstofhoudende pyraanring (C-ring). Omdat er altijd een fenolgroep verbonden is aan één van de benzeenringen, behoren flavonoïden samen met de fenolzuren en de niet-flavonoïde polyfenolen, tot de grote groep van polyfenolen.
Er zijn zes subklassen te onderscheiden, waarbinnen veel verschillende individuele verbindingen voorkomen. Deze verbindingen verschillen van elkaar in het aantal hydroxylgroepen en de ordening ervan, evenals de mate waarin ze ‘bezet’ zijn en de driedimensionale ordening ervan. Dit heeft tot gevolg dat er een grote variëteit aan flavonoïden bestaat, met vaak uiteenlopende biochemische en fysiologische eigenschappen [3,4].
Flavonoïden komen in de natuur meestal voor in de vorm van glycosiden, wat betekent dat ze verbonden zijn met suikermoleculen als glucose, rhamnose en arabinose. Flavanolen (catechinen en proanthocyanidinen) zijn de enige uitzondering hierop, zij zijn niet aan suikermoleculen gebonden (aglycon) [5].
Flavonen
Flavonen komen veel minder wijdverspreid voor dan flavonolen in fruit en groenten. Flavonen in voedsel bestaan bijna altijd uit de glycosiden van luteoline en apigenine. Peterselie en selderij zijn de enige belangrijke eetbare bronnen van flavonen die nu bekend zijn [6-8].
Flavonolen
Flavonolen, in het bijzonder quercetine maar ook kaempferol, myricetine, fisetine, isorhamnetine, pachypodol, rhamnazine, komen wijdverspreid voor in het plantenrijk. Niettemin is de hoeveelheid in de voeding vaak erg laag. De dagelijkse inname van flavonolen wordt geschat op slechts 20–35 mg per dag. De rijkste bronnen zijn uien (tot 1,2 g/kg), boerenkool, prei, broccoli en bosbessen.
Flavonolen zijn in geglycosyleerde vorm in voedsel aanwezig. De geassocieerde suikergroep is vaak glucose of rhamnose, maar andere suikers kunnen ook een rol spelen (bijv. galactose, arabinose, xylose, glucuronzuur. De belangrijkste vertegenwoordigers uit deze groep zijn quercetine en kaempferol.
Quercetine is waarschijnlijk de meest wijdverspreide flavonoïde die er is. Het komt voor in voedingsmiddelen die veel geconsumeerd worden, zoals appelen, uien, thee, bessen, koolsoorten evenals veel zaden, noten, bloemen, bast en bladeren, rode druiven, frambozen, groene thee en knoflook. Veel medicinale planten danken veel van hun activiteit aan het hoge quercetinegehalte. Quercetine is een aglycon, rutine is het glycoside (met rutinose). In voedingssupplementen is de groep flavonolen vertegenwoordigd als quercetine of rutine, maar ook in de vorm van extracten van medicinale planten als Ginkgo biloba. Ook sylimarine, een mengsel van flavonolignanen uit Silybum marianum (mariadistel) behoort tot deze groep, evenals het floridzine in appels.
Isoflavonen
Isoflavonen worden vanwege hun structurele verwantschap met oestrogenen ook wel aangeduid als plantenhormonen of fyto-oestrogenen. Hoewel ze geen steroïden zijn, hebben ze hydroxylgroepen in positie 7 en 4 in een configuratie die analoog is aan die van de hydroxylgroep in het oestradiolmolecule. Dit geeft hen het vermogen om te binden aan oestrogeenreceptoren. Isoflavonen worden uitsluitend in peulvruchten aangetroffen en dan met name in sojabonen. De drie belangrijkste isoflavonen zijn genisteïne, daïdzeïne en glyciteïne. Ze komen voor als alglycon of als glycoside, afhankelijk van de sojabereiding. De wetenschappers zijn er nog niet over uit in welke van deze vormen de biologische beschikbaarheid het beste is [9].
Flavanonen
De groep flavanonen is een relatief kleine groep flavonoïden, die alleen in hoge concentraties voorkomt in citrusvruchten. Daar komen ze in geglycosyleerde vorm voor, zoals bijvoorbeeld hesperidine in sinaasappels (glycoside van hesperetine), naringenine in grapefruit (glycoside van naringine), eriodictyol in citroenen (glycoside van eriocitrine). Tomaat kan een geringe hoeveelheid flavanonen bevatten, evenals aromatische planten als munt. In voedingssupplementen komt deze groep flavonoïden terug in de vorm van ‘citrusbioflavonoïden’.
Anthocyaninen
De groep anthocyaninen zijn pigmenten die verantwoordelijk zijn voor de roze, rode, blauwe of paarse kleur van bepaalde voedingsmiddelen. In het algemeen komt de kleurintensiteit overeen met het gehalte anthocyaninen, en neemt deze toe met het rijpen van de vrucht. In de voeding komen anthocyaninen voor in rode wijn, bepaalde granen en sommige groenten (aubergines, kool, bonen, uien, radijs), maar ze komen het meest voor in fruit. Wijn bevat 200–350 mg anthocyaninen per liter en deze anthocyaninen worden in verschillende complexe verbindingen omgezet wanneer de wijn rijpt [10,11]. In voedingssupplementen zijn de anthocyaninen het meest geconcentreerd in de extracten van Vaccinium myrtillus (blauwe bosbes), Rubus fruticosus (braam), Rubus idaeus (framboos), Ribes nigrum (zwarte bes) en Sambucus nigra (vlier).
Flavanolen
In tegenstelling tot andere klassen flavonoïden, komen flavanolen ongeglycosyleerd voor in voedsel. Flavanolen komen vaak in combinatie met organische zuren voor, hoofdzakelijk met galluszuur, als flavanol-gallaatesters. Cacao is een rijke bron van flavanolen. Veel chocoladefabrikanten verwijderen echter de flavanolen omdat ze bitter smaken. Consumenten blijven daar onwetend over omdat dergelijke informatie niet op het etiket hoeft te worden vermeld [12]. Alle flavanolen zijn opgebouwd uit één of meer flavan-3-ol eenheden. Een gebruikelijke onderverdeling van deze groep is de volgende:
-Monomeren: er bestaan twee stereo-isomeren van flavan-3-ol: catechine en epicatechine. Catechinen worden aangetroffen in verschillende soorten fruit (vooral verse abrikozen). Ze komen ook voor in rode wijn, maar groene thee en cacao zijn verreweg de rijkste bronnen [13,14]. Ook medicinale planten, zoals bijvoorbeeld Camellia sinensis (groene thee) kunnen rijk zijn aan catechinen. In voedingssupplementen zijn de laatste drie dan ook de beste bron voor deze groep flavonoïden.
-Di- en trimeren: dit zijn oligomere proanthocyanadinen (OPC), welke (onder meer in Frankrijk) ook wel procyanidinen worden genoemd. De groep (oligomere) proanthocyanidinen is één van de belangrijkste groepen flavonoïden in planten. Het zijn mengsels van dimeren en trimeren van catechinen en epicatechinen die op verschillende manieren aan elkaar verbonden kunnen zijn, waardoor er heel veel varianten bestaan. OPC komt met name voor in bessen (bosbessen, appelbessen (Aronia), cranberries), druivenschillen en -pitten granaatappel en in donkere chocolade. In voedingssupplementen zijn druivenpitten een goede OPC-bron. Pycnogenol is een geregistreerde merknaam van een OPC-product dat geëxtraheerd wordt uit de bast van de zeeden (Pinus pinaster). Pycnogenol bevat iets minder procyanidinen dan druivenpitten. Proanthocyanidinen mogen niet verward worden met de hiervoor genoemde anthocyaninen. Ze kunnen echter wel enzymatisch in elkaar worden omgezet, waarbij een roodkleuring plaatsvindt: '''PRO'''anthocyani'''DI'''nes (kleurloos) ---> anthocyanines (rood). Deze omzetting is bijvoorbeeld mede verantwoordelijk voor het verkleuren van boombladeren in de herfst.
-Tetrameren en hoger: polymere proanthocyanidinen (tanninen). Tanninen komen veel in voedsel voor, onder andere in thee, cacao, koffie, fruit, vruchtensap, rode wijn, azijn en groenten. Wanneer tanninen in contact komen met slijmvliezen vormen ze complexen met proteïnen (crosslinking) in zowel het speeksel zelf als de epitheelcellen van de mucosa. De mucosa wordt vervolgens steviger en minder permeabel. Dit mechanisme ligt aan de basis van de adstringerende karakter van fruit (o.a. druif, perzik, kaki, appel, peer en bessen) en dranken (o.a. wijn, cider, thee, bier) en voor de bitterheid van chocolade [15]. Deze adstringerende werking verandert bij het rijpen van fruit en ook van dranken zoals wijn en cider en verdwijnt wanneer het fruit uitgerijpt is [16]. Omdat tanninen grote polaire moleculen zijn, worden ze slecht geabsorbeerd door de huid of door het maagdarmkanaal. De farmacologische effecten van tanninen moeten dan ook grotendeels verklaard worden uit de lokale effecten op deze organen, zoals de adstringerende werking in het lumen van het maagdarmkanaal. Hoewel tanninen deels ook afgebroken kunnen worden in hun monomeren en oligomeren.