Anthocyaniner (også anthocyaniner ; fra græsk ἄνθος - blomst og græsk κυανός - blå, azurblå) - farvede planteglycosider indeholdende anthocyanidiner som aglycon - substituerede 2- phenylchromener relateret til flavonoider . I 1835 gav den tyske farmaceut Ludwig Clamor Markwart i sin afhandling Blomsternes farver først navnet anthocyanin til den kemiske forbindelse, der giver blomster deres blå farve. De findes i planter, hvilket forårsager den røde, lilla og blå farve af frugter og blade.
Anthocyaniner tilhører en moderklasse af molekyler kaldet flavonoider , syntetiseret af phenylpropanoid - vejen. De findes i alle væv fra højere planter, inklusive blade , stængler , rødder , blomster og frugter . Anthocyaniner fås ud fra anthocyanidiner ved tilsætning af sukker [1] . De er lugtfri og moderat astringerende .
Selvom anthocyaniner er godkendt til farvning af fødevarer og drikkevarer i EU ( E163 ), er anthocyaniner ikke godkendt til brug som fødevaretilsætningsstoffer (selvom de har et E-nummer), fordi de ikke er blevet testet for sikkerhed, når de bruges som fødevarer, ingredienser eller tilsætningsstoffer [2 ] .
Anthocyaniner er glycosider, der indeholder hydroxy- og methoxysubstituerede salte af flavylium (2-phenylchromenylium) som aglycon-anthocyanidin; i nogle anthocyaniner er hydroxylerne acetylerede. Kulhydratdelen er normalt knyttet til aglyconen i position 3, i nogle anthocyaniner er den i position 3 og 5, mens både monosaccharider ( glucose , rhamnose , galactose ) og di- og trisaccharider kan fungere som en kulhydratrest.
Da de er pyryliumsalte , er anthocyaniner letopløselige i vand og polære opløsningsmidler, tungtopløselige i alkohol og uopløselige i upolære opløsningsmidler.
| Anthocyanidiner | R1 _ | R2 _ | R3 _ | R4 _ | R5 _ | R6 _ | R7 _ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aurantinidin | -H | -Åh | -H | -Åh | -Åh | -Åh | -Åh |
| Cyanidin | -Åh | -Åh | -H | -Åh | -Åh | -H | -Åh |
| Delphinidin | -Åh | -Åh | -Åh | -Åh | -Åh | -H | -Åh |
| Europinidin | -OCH 3 | -Åh | -Åh | -Åh | -OCH 3 | -H | -Åh |
| Luteolinidin | -Åh | -Åh | -H | -H | -Åh | -H | -Åh |
| Pelargonidin | -H | -Åh | -H | -Åh | -Åh | -H | -Åh |
| Malvidin | -OCH 3 | -Åh | -OCH 3 | -Åh | -Åh | -H | -Åh |
| Peonidin | -OCH 3 | -Åh | -H | -Åh | -Åh | -H | -Åh |
| Petunidin | -Åh | -Åh | -OCH 3 | -Åh | -Åh | -H | -Åh |
| Rosinidin | -OCH 3 | -Åh | -H | -Åh | -Åh | -H | -OCH 3 |
Strukturen af anthocyaniner blev etableret i 1913 af den tyske biokemiker R. Wilstetter , den første kemiske syntese af anthocyaniner blev udført i 1928 af den engelske kemiker R. Robinson.
Anthocyaniner og anthocyanidiner isoleres normalt fra sure ekstrakter af plantevæv ved moderat lave pH-værdier, i dette tilfælde eksisterer aglyconanthocyanin-delen af anthocyanin eller anthocyanin i form af et flavyliumsalt , hvor elektronen i det heterocykliske oxygenatom deltager i det heteroaromatiske system af benzpyrylium (chromenyl) cyklussen, som er kromofor , som bestemmer farven på disse forbindelser - i gruppen af flavonoider er de de mest dybt farvede forbindelser med det største skift i absorptionsmaksimum til det lange bølgelængdeområde.
Farven på anthocyanidiner påvirkes af antallet og arten af substituenter: hydroxylgrupper, der bærer frie elektronpar, forårsager et bathokromisk skift med en stigning i deres antal. Så for eksempel er pelargonidin , cyanidin og delphinidin , der bærer henholdsvis en, to og tre hydroxylgrupper i 2-phenylringen, farvet orange, rød og lilla. Glycosylering, methylering eller acylering af hydroxylgrupperne i anthocyanidiner fører til et fald eller forsvinden af den bathokromiske effekt.
På grund af chromenylcyklussens høje elektrofilicitet bestemmes strukturen og følgelig farven af anthocyaniner og anthocyanidiner af deres følsomhed over for pH: i et surt miljø (pH < 3) findes anthocyaniner (og anthocyanidiner) i form af pyryliumsalte; hydroxidion med dannelse af en farveløs pseudobase, med en yderligere stigning i pH til ~6-7, vand elimineres med dannelsen af quinoidformen , som igen ved pH ~7-8 udtager en proton til dannelse af et phenolat , og endelig ved pH over 8 hydrolyseres phenolat af quinoidformen for at bryde chromenringen og danne den tilsvarende chalcon :
Dannelsen af komplekser med metalkationer påvirker også farven, den monovalente kation K + giver lilla komplekser, den divalente Mg 2+ og Ca 2+ - blå, farven kan også påvirkes af adsorption på polysaccharider. Anthocyaniner hydrolyseres til anthocyanidiner i 10% saltsyre; anthocyanidiner er i sig selv stabile ved lave pH-værdier og nedbrydes ved høje.
Anthocyaniner bestemmer meget ofte farven på blomsterblade, frugter og efterårsblade. De giver normalt lilla, blå, pink, brun, rød farve. Denne farve afhænger af celleindholdets pH . Opløsningen af anthocyaniner i et surt medium er rød, i et neutralt medium er den blåviolet, og i et alkalisk medium er den gulgrøn. [3] Farven forårsaget af anthocyaniner kan ændre sig under modning af frugter, blomstring af blomster - processer ledsaget af en ændring i pH i celleindholdet . For eksempel har den bløde lungeurts knopper en lyserød farvetone, og blomsterne er blåviolette.
Mange anthocyaniner er ret opløselige, for eksempel når druesaft udvindes af frugtens skræl, bliver de til rødvine (se Bordeaux-farve ).
Disse forbindelser syntetiseres i cytoplasmaet og deponeres i cellevakuoler ved hjælp af glutathionpumpen . Anthocyaniner findes i specielle vesikler - anthocyanoplaster, kloroplaster såvel som i krystallinsk form i plasma fra nogle løgarter og i cellesaften af appelsinfrugter.
Det velkendte faktum om aktivering af anthocyaninbiosyntese i planter under stressforhold har endnu ikke modtaget en dyb fysiologisk og biokemisk underbyggelse. Det er muligt, at anthocyaniner ikke bærer nogen funktionel belastning, men syntetiseres som slutproduktet af en mættet flavonoidbane, der har modtaget en vakuolær gren til den endelige aflejring af phenolforbindelser, der er unødvendige for planten.
På den anden side kan anthocyanin-induktion forårsaget af visse miljøfaktorer, såvel som forudsigeligheden af forekomsten af anthocyaniner fra år til år i perioder med specifikke stadier af bladudvikling, deres udtalte udtryk i specifikke økologiske nicher, bidrage til tilpasningen af planteorganismer til visse stressende forhold.
Anthocyaniner betragtes som sekundære metabolitter .
Planter rige på anthocyaniner er f.eks. siciliansk appelsin (rød orange), blåbær , tranebær , hindbær , brombær , solbær , kirsebær , auberginer , sorte ris , Concord druer og muskat druer, rødkål og nogle typer peberfrugter, som f.eks. varm peber osv. sød. Blåbæranthocyaniner er meget udbredt i medicin (i sammensætningen af blåbærekstrakt ). Den mest almindelige anthocyanin er cyanidin .
I peberfrugter er flere arter også blevet bemærket, hvor anthocyanin ikke kun er til stede i frugter, men også i blade. Desuden syntetiseres anthocyanin i dette tilfælde jo mere, jo lysere sollyset falder på planten. Disse peberfrugter inkluderer Black Pearl (Black Pearl), Pimenta da Neyde og andre. Men i Black Pearl er den modne frugt fuldstændig berøvet for anthocyanin, og frugtbæret bliver rødt, mens frugtbælgen i Pimenta da Neyde altid forbliver mørk i solen.
Mange populære bøger indikerer unøjagtigt, at farven på efterårsblade (herunder rød) simpelthen er resultatet af ødelæggelsen af grøn klorofyl , som maskerede de gule, orange og røde pigmenter, der allerede var til stede ( henholdsvis xanthophyll , carotenoid og anthocyanin). Og hvis dette er sandt for carotenoider og xanthophyller, så er anthocyaniner ikke til stede i bladene, før niveauet af klorofyler i bladene begynder at falde. Dette er, når planter begynder at syntetisere anthocyaniner, sandsynligvis for fotobeskyttelse i processen med at flytte nitrogen.
Anthocyaniner er forbudt at bruge som fødevaretilsætningsstoffer ( E163 ) i Europa [2] , men er tilladt som fødevaretilsætningsstoffer i næsten resten af verden. Anthocyaniner bruges som naturlige farvestoffer i fødevarer og drikkevarer. De blev oprindeligt godkendt til brug i EU, indtil Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) konkluderede i 2013, at anthocyaniner fra forskellige frugter og grøntsager ikke var tilstrækkeligt karakteriseret af sikkerheds- og toksikologiske undersøgelser til at godkende deres anvendelse som kosttilskud [2] . Baseret på den sikre historie med at bruge røde drueskindsekstrakter og solbærekstrakter til at farve fødevarer produceret i Europa, konkluderede panelet, at disse kilder til ekstrakter er undtagelser fra reglen, og deres sikkerhed er blevet tilstrækkeligt bevist [2] .
I USA er forskellige planteekstrakter ikke opført blandt godkendte farvestoffer til fødevarer; dog er druesaft , røde drueskaller og mange frugt- og grøntsagsjuice, der er godkendt til brug som farvestoffer, rige på naturlige anthocyaniner [4] . Kilder til anthocyaniner er ikke inkluderet i godkendte farver til lægemidler eller kosmetik. Når esterificeret med fedtsyrer, kan anthocyaniner bruges som et lipofilt fødevarefarvestof [5] .
Anthocyaniner bruges som organiske solceller på grund af deres evne til at omdanne sollysenergi til elektrisk energi [6] .
Anthocyaniner bidrager til reduktion af inflammatoriske reaktioner og oxidativt stress i tarmen, ved indtagelse af overskydende mængder fedt og kulhydrater, og forbedrer tarmbarrierefunktioner [7] .
Blåbær, som indeholder en stor mængde anthocyaniner, bruges til at behandle og forebygge diabetes [8] . Et højere indtag af anthocyaniner og anthocyaninrige frugter har været forbundet med en lavere risiko for type 2-diabetes [9] .
Et højere samlet indtag af anthocyaniner er i høj grad forbundet med en reduceret risiko for at udvikle hypertension . Størrelsen af faldet var størst hos deltagere ≤60 år [10] .
Regelmæssig indtagelse af jordbær, tranebær og blåbær er gavnligt til forebyggelse af hjerte-kar-sygdomme [11] .
Den lave biotilgængelighed af diætanthocyaniner begrænser deres sundhedsmæssige fordele. Biotilgængeligheden af anthocyaniner er typisk mindre end 1-2 %, selvom der er rapporteret en biotilgængelighed på 5 % ved levering som vin. Intravenøs administration af anthocyaniner giver 100 % biotilgængelighed. [12] Tarmmikrobiota kan have en vigtig indflydelse på biotilgængeligheden af anthocyaniner [13] .
| Kosttilskud | |
|---|---|
| |