Antocyanin

Anthocyaniner (af græsk anthos ="blomst" + kyanos ="blå") er en stor gruppe farvestoffer. De tilhører gruppen af flavonoider og består af en flavonon-del (en anthocyanidin) og en kulhydrat-del. Farvestofferne optræder i mange rød-blå nuancer og findes vidt udbredt i planteriget som vandopløselige pigmenter. Farvestoffernes nuancer afhænger af surhedsgraden i plantevævet.

Brombær er stærkt farvet af anthocyaniner

Stedmoderblomster er farvet violet af anthocyaniner

Æbler farves røde af anthocyaniner

Anthocyaniner i planter

Anthocyaniner tilhører en klasse af molekyler kaldet flavonoider, som syntetiseres via phenylpropanoid-syntesevejen. De findes i vævene af næsten alle karplanter, inklusiv blade, stængler, rødder, blomster og frugter. Dog findes anthocyaniner ikke i nellike-ordenen, hvor de erstattes af betalainer. Anthocyaniner og betalainer er aldrig blevet fundet i den samme plante.

Anthocyaniner giver farve til blomsterne af mange planter, så som mange Meconopsis arter og kultivarer. Anthocyaniner er også blevet fundet i mange tulipaner, så som Tulipa gesneriana, Tulipa fosteriana ogTulipa eichleri.

Anthocyanin i planter

Plante	Total mængde anthocyanin i 100 g (mg)	Plante	Total mængde anthocyanin i 100 g (mg)
Æble (Fuji, Gala, Red delicious)	1,8; 3,2; 17	Stikkelsbær	6,43
Brombær	353	Surbær (Aronia)	2147, 1480
Hyldebær	1993	Fersken	4,7
Tranebær	133	Blåbær (vild)	705, 558
Aubergine	35,1	Blåbær (dyrket)	529
Blomme	12,5	Rødkål	113
Rødløg	38,8	Pistacie	2,1
Acai	410	Sort revling	4,180
Sorte hindbær	589	Sorte ris	60
Kirsebær	122	Sorte bønner	213

Der er mange arter, som er rige på anthocyaniner: Vaccinium arter så som blåbær og tranebær; Rubus arter så som hindbær og brombær; solbær, kirsebær, aubergine-skræl, sorte ris, ube/lilla sød kartoffel, concord-druer, muscadin-druer, rødkål, rød-kødet ferskner og æbler. Der er mindre anthocyaniner i bananer, asparges, ærter, fennikel og pære.

Den højeste mængde anthocyanin er blevet fundet i frøskallen af sorte sojabønner (Glycine max L. Merr.) med ca. 2 g pr. 100 g, samt surbær (~1,5-2 g), hyldebær (~2 g) og sort revling (~4,2 g). Pga. forskelle i prøvetagning, -forbederelse, -analyse og -ekstraktion mht. anthocyanin-indhold kan værdier fra forskellige studier dog ikke direkte sammenlignes.

Farven af efterårsblade

De røde og lilla farver af visnende blade om efteråret stammer fra anthocyaniner. Anthocyaninerne findes normalt ikke i bladene, men begynder at blive produceret i sensommeren. Ligeledes findes der også carotenoider i disse efterårsblade, som er gule og orange plantepigmenter. Tilsammen er anthocyaniner og carotenoider ansvarlige for de mange farver set på visnende efterårsblade.

I bladene af spiselige planter

Mængden af anthocyanin i bladene af farverige planter så som lilla korn, blåbær og tyttebær er omkring ti gange højere end i de spiselige kerner eller frugt.

Anthocyaniner som tilsætningsstoffer

Anthocyaniner er godkendt som tilsætningsstof (specifikt som farve) i EU og har E-nummeret E163. I 2013 observerede et ekspertpanel for Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet, at anthocyaniner fra adskillige frugter og grøntsager ikke havde været undersøgt nøje nok mht. sikkerhed og toksikologi til deres brug som tilsætningsstoffer. Baseret på et sikkert, historisk brug af rød drue-skindsekstrakter og solbærsekstrakter som farvestof i Europe, konkluderede panelet at brugen af anthocyaniner fra rød drue og solbær er sikkert. Dog kunne ingen konklusioner dannes for andre kilder af anthocyanin.

Kemiske egenskaber af anthocyanin

Anthocyaniner stammer fra anthocyanidiner, en form for flavonoider, som blot er blevet molekylært bundet til sukre ved en R-gruppe (se tabel).

Nogle anthocyanidiner (aglyconer = sukkerfri) med deres substitutionsmønster

Anthocyanidin	Grundstruktur	R^3′	R^4′	R^5′	R^3	R^5	R^6	R^7
Aurantinidin		−H	−OH	−H	−OH	−OH	−OH	−OH
Cyanidin		−OH	−OH	−H	−OH	−OH	−H	−OH
Delphinidin		−OH	−OH	−OH	−OH	−OH	−H	−OH
Europinidin		−OCH3	−OH	−OH	−OH	−OCH3	−H	−OH
Luteolinidin		−OH	−OH	−H	−H	−OH	−H	−OH
Pelargonidin		−H	−OH	−H	−OH	−OH	−H	−OH
Malvidin		−OCH3	−OH	−OCH3	−OH	−OH	−H	−OH
Peonidin		−OCH3	−OH	−H	−OH	−OH	−H	−OH
Petunidin		−OH	−OH	−OCH3	−OH	−OH	−H	−OH
Rosinidin		−OCH3	−OH	−H	−OH	−OH	−H	−OCH3

Den sukkerfri aglycon, anthocyanidin-skelettet, er typisk glycosyleret i R³ og R⁵, men kan alternativt være glycosyleret i R⁷ og/eller R^4'.

pH-stabilitet

Anthocyaniner begynder generelt at nedbryde ved højere pH. Nogle anthocyaniner modstår dog nedbrydelse ved fx pH 8, så som petanin, og kan bruges som fødevare-farve.

Anthocyanins generally are degraded at higher pH. However, some anthocyanins, such as petanin (petunidin 3-[6-O-(4-O-(E)-p-coumaroyl-O-α-l-rhamnopyranosyl)-β-d-glucopyranoside]-5-O-β-d-glucopyranoside), are resistant to degradation at pH 8 and may be used effectively as a food colorant.

Brug som pH-indikator

Rødkåls-ekstraktet skifter farve afhængigt af pH. Fra lav pH/syrligt (venstre) til høj pH/basisk (højre)

Anthocyaniner kan bruges som pH-indikatorer, da deres farve skifter med pH. De er røde eller pinke i syrlige opløsninger (pH < 7), lilla i neutrale opløsninger (pH ≈ 7), grøn-gule i basiske opløsninger (pH > 7) og farveløse i meget basiske opløsninger.

Referencer

1. Davies K (2004) Plant pigments and their manipulation. ISBN 978-1-4051-1737-1.
2. Andersen M (2001) Anthocyanins. Encyclopedia of Life Sciences. John Wiley & Sons. doi:10.1038/npg.els.0001909. ISBN 978-0470016176.
3. Stafford A (1994) Anthocyanins and betalains: evolution of the mutually exclusive pathways. Plant Science. 101 (2): 91–98. doi:10.1016/0168-9452(94)90244-5.
4. Meconopsis Group Colour range within genus. Arkiveret fra originalen d. 4. maj 2020.
5. Marissen N, van Doorn W, van Meeteren U (2005) International Society for Horticultural Science Proceedings of the Eighth International Symposium on Postharvest Physiology of Ornamental Plants, s. 248.
6. Riaz M, Zia-Uh-Haq M, Saad B (2016) Occurrence of Anthocyanins in Plants. Anthocyanins and Human Health: Biomolecular and therapeutic aspects (ss. 35-46).
7. Wu X, Gu L, Prior RL et al. (2004) Characterization of anthocyanins and proanthocyanidins in some cultivars of Ribes, Aronia, and Sambucus and their antioxidant capacity. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 52 (26): 7846–56. doi:10.1021/jf0486850. PMID 15612766.
8. Hosseinian FS, Beta T (2007) Saskatoon and wild blueberries have higher anthocyanin contents than other Manitoba berries. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 55 (26): 10832–8. doi:10.1021/jf072529m. PMID 18052240.
9. Moura A, Silva V, Oldoni T et al. (2018) Optimization of phenolic compounds extraction with antioxidant activity from açaí, blueberry and goji berry using response surface methodology. Emirates Journal of Food and Agriculture. 30 (3): 180–189. doi:10.9755/ejfa.2018.v30.i3.1639.
10. Ogawa K, Sakakibara H, Iwata R et al. (2008) Anthocyanin Composition and Antioxidant Activity of the Crowberry (Empetrum nigrum) and Other Berries. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 56 (12): 4457–62. doi:10.1021/jf800406v. PMID 18522397.
11. Wada L, Ou B (2002) Antioxidant activity and phenolic content of Oregon caneberries. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (12): 3495–500. doi:10.1021/jf011405l. PMID 12033817.
12. Hiemori M, Koh E, Mitchell A (2009) Influence of Cooking on Anthocyanins in Black Rice (Oryza sativa L. japonica var. SBR). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 57 (5): 1908–14. doi:10.1021/jf803153z. PMID 19256557.
13. Wu X, Beecher GR, Holden JM et al. (2006) Concentrations of anthocyanins in common foods in the United States and estimation of normal consumption. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 54 (11): 4069–75. doi:10.1021/jf060300l. PMID 16719536.
14. Takeoka G, Dao L, Full G et al. (1997) Characterization of Black Bean (Phaseolus vulgaris L.) Anthocyanins. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 45 (9): 3395–3400. doi:10.1021/jf970264d.
15. Cevallos-Casals BA, Byrne D, Okie WR et al. (2006) Selecting new peach and plum genotypes rich in phenolic compounds and enhanced functional properties. Food Chemistry. 96 (2): 273–328. doi:10.1016/j.foodchem.2005.02.032.
16. Sekido K, Hayashi Y, Yamada K et al. (2010) Efficient breeding system for red-fleshed apple based on linkage with S3-RNase allele in 'Pink Pearl'. HortScience. 45 (4): 534–537. doi:10.21273/HORTSCI.45.4.534.
17. Oki T, Kano M, Watanabe O et al. (2016) Effect of consuming a purple-fleshed sweet potato beverage on health-related biomarkers and safety parameters in Caucasian subjects with elevated levels of blood pressure and liver function biomarkers: a 4-week, open-label, non-comparative trial. Bioscience of Microbiota, Food and Health. 35 (3): 129–136. doi:10.12938/bmfh.2015-026. PMC 4965517. PMID 27508114.
18. Moriya C, Hosoya T, Agawa S et al. (2015). New acylated anthocyanins from purple yam and their antioxidant activity. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 79 (9): 1484–1492. doi:10.1080/09168451.2015.1027652. PMID 25848974. S2CID 11221328.
19. Choung MG, Baek I-Y, Kang S-T et al. (2001). Isolation and determination of anthocyanins in seed coats of black soybean (Glycine max (L.) Merr.). J. Agric. Food Chem. 49 (12): 5848–51. doi:10.1021/jf010550w. PMID 11743773.
20. Krenn L, Steitz M, Schlicht C et al. (2007) Anthocyanin- and proanthocyanidin-rich extracts of berries in food supplements—analysis with problems. Pharmazie. 62 (11): 803–12. PMID 18065095.
21. Siriwoharn T, Wrolstad RE, Finn CE et al. (2004) Influence of cultivar, maturity, and sampling on blackberry (Rubus L. Hybrids) anthocyanins, polyphenolics, and antioxidant properties. J Agric Food Chem. 52 (26): 8021–30. doi:10.1021/jf048619y. PMID 15612791.
22. Archetti M, Döring T, Hagen S, et al. (2011) Unravelling the evolution of autumn colours: an interdisciplinary approach. Trends in Ecology & Evolution. 24 (3): 166–73. doi:10.1016/j.tree.2008.10.006. PMID 19178979.
23. Vyas P, Kalidindi S, Chibrikova L et al. (2013) Chemical analysis and effect of blueberry and lingonberry fruits and leaves against glutamate-mediated excitotoxicity. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 61 (32): 7769–76. doi:10.1021/jf401158a. PMID 23875756.
24. Li C, Kim H, Won S et al. (2008) Corn husk as a potential source of anthocyanins. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 56 (23): 11413–6. doi:10.1021/jf802201c. PMID 19007127.
25. United Kingdom Food Standards Agency (2022) Approved additives and E numbers. Sidst besøgt 02/05/2023
26. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS) (2013) Scientific opinion on the re-evaluation of anthocyanins (E 163) as a food additive. EFSA Journal. European Food Safety Authority. 11 (4): 3145. doi:10.2903/j.efsa.2013.3145.
27. Fossen T, Cabrita L, Andersen O (1998) Colour and stability of pure anthocyanins influenced by pH including the alkaline region. Food Chemistry. 63 (4): 435–440. doi:10.1016/S0308-8146(98)00065-X. hdl:10198/3206.
28. Michaelis L, Schubert M, Smythe C (1936) Potentiometric Study of the Flavins. J. Biol. Chem. 116 (2): 587–607. doi:10.1016/S0021-9258(18)74634-6.

Ekstern henvisning

• Kemien bag blomsters farvestoffer Arkiveret 5. marts 2016 hos Wayback Machine
• Anthocyaniner og anthocyanidiner i fødevarer