is de algemene naam voor een groep meest rode, blauwe of violette, soms ook gele of oranje plantenkleurstoffen, die gewoonlijk in het celvocht zijn opgelost, in enkele gevallen bij hoge concentratie aldaar zijn uitgekristalliseerd en zeer zelden de celwand kleuren (Sphagnumsoorten). Het voorkomen van deze kleurstoffen is zeer algemeen.
Zij komen voor bij mossen, varens, paardestaarten en hogere planten en vooral bij de laatste groep zo veelvuldig, dat men kan zeggen, dat vrijwel geen enkele vertegenwoordiger hiervan anthocyaanvrij kan worden genoemd. Vrijwel alle organen van de hogere plant kunnen door deze pigmenten zijn gekleurd: wortels, stengels, bladeren, bloemen, vruchten en zaden.De meest opvallende eigenschap van de anthocyanen is de wijziging van de kleur, die optreedt door verandering van de waterstofionenconcentratie van het milieu. In het algemeen gesproken zijn deze pigmenten rood in zuur, violet in neutraal en blauw in alkalisch milieu.
In de jaren 1913-1917 onderzocht Willstätter met zijn medewerkers de chemische samenstelling van een groot aantal anthocyanen, die verschillende bloemen en vruchten kleuren. Willstätter kon aantonen, dat het anthocyaanmolecuul uit een gekleurde kern, het anthocyanidine, bestaat, waaraan één of meer suikermoleculen en in enkele bijzondere gevallen ook organische zuren zijn verbonden. Het zijn dus glucosiden.
Karakteristiek is het vierwaardige zuurstofatoom, een zogenaamd oxoniumatoom, waardoor, zouten met verschillende zuren kunnen ontstaan die fraai zijn gekristalliseerd. Van deze eigenschap maakte Willstätter gebruik om uit natuurlijk materiaal de pigmenten als chloriden, sulfaten of pikraten in kristallijnen vorm af te zonderen.
Robinson en zijn medewerkers konden gehele reeksen anthocyanen kunstmatig synthetiseren, waardoor het hun mogelijk werd, orde te scheppen in de veelheid van gegevens door Willstätter verkregen. Door hun onderzoek is het mogelijk in, op eenvoudige wijze gezuiverde, natuurlijke anthocyaanextracten door kleurreacties de chemische samenstelling van het anthocyanidine en in vèrgaande mate ook de plaats en de aard van de suikermoleculen te bepalen.
In natuurlijk materiaal zijn tot nu toe de volgende mogelijkheden gevonden:
a. Aan de C-atomen 3, 5 en 7 of 5 en 7 alleen zijn OH-groepen aanwezig, waarvan er één of meer gemethyleerd kunnen zijn.
b. Aan de C-atomen 3', 4' en 5' kunnen OH-groepen aanwezig zijn, waarvan er weer één of twee gemethyleerd kunnen zijn.
c. Op de 4' plaats kan in plaats van het C-atoom een N-atoom aanwezig zijn. Dit is het geval met de zogenaamde betaninen, aldus genoemd naar het voorkomen van een vertegenwoordiger van deze groep anthocyanen in de wortel van de Rode Biet, Beta vulgaris. Het merkwaardige van deze betaninen is, dat zij alleen voorkomen in een reeks plantenfamilies behorende tot de reeks der Centrospermae, nl. de Chenopodiaceae, Amarantaceae, Phytolaccaceae, Nyctaginaceae, Aizoaceae, Cactaceae en Portulaccaceae. In de hoogst ontwikkelde familie van de Centrospermae, de familie der Caryophyllaceae komen deze bijzondere anthocyanen niet voor.
d. Ook de aard en de plaatsing van één of meer suikermoleculen kan de oorzaak zijn van variatie. Het meest komt glucose voor, maar daarnaast ook galactose of rhamnose.
Door de verschillen in de chemische structuur ontstaan onder meer verschillende kleurnuances. Zo is het anthocyaan gesnerine uit de oranjerode bloemen van Gesnera fulgens en cardinalis afgeleid van het anthocyanidine apigenidine, met OH-groepen aan de C-atomen 4', 5 en 7. Eén OH-groep meer aan C-atoom 3 vertoont het pelargonidine, de gekleurde kern van het pelargonine, de kleurstof van de bloemen van de rode geranium. Het cyanidine is het gekleurde deel van de anthocyanen, die de kleur veroorzaken van de rode roos, de korenbloem en de klaproos. Dit anthocyanidine heeft weer een OH-groep meer en wel aan C-atoom 3'. Tenslotte vertoont het delphinidine, het gekleurde deel van anthocyanen, aanwezig in riddersporen en viooltjes, een OH-groep meer dan het cyanidine en wel is deze OH-groep gebonden aan C-atoom 5'.
De chemische structuur dicteert echter niet alleen het ontstaan van een bepaalde kleur van een plantendeel. Door de eigenschap van elk anthocyaan om in milieu’s van verschillende waterstofionenconcentratie verschillende kleuren te vertonen, kan ook de reactie van het celvocht, waarin deze pigmenten zijn opgelost, van invloed zijn. Toch is deze niet zo groot als men vroeger meende te moeten aannemen om de eenvoudige reden, dat het celvocht van de meeste planten zwak tot vrij sterk zuur reageert en neutrale en vooral alkalisch reagerende celvochten zeldzaam zijn. Het gaat niet aan de blauwe kleur van de korenbloem te verklaren door een alkalische reactie van het celvocht aan te nemen; het celvocht van de korenbloem blijkt bij onderzoek zuur te zijn. Bij blauwe bloemen is er, naar het schijnt, een complicatie. Het pigment is hier niet aanwezig in ware oplossing, maar in colloïdale toestand en vertoont daardoor niet de kleur, die bij de waterstofionenconcentratie van het celvocht past.
Een vrij sterk „blauwend” effect hebben ook bepaalde plantenstoffen, die met het anthocyaan in het celvocht opgelost voorkomen en hiermee verbindingen aangaan. Voorbeelden hiervan zijn flavonen, alkaloïden en looistoffen.
Weer een andere wijze, en wel de meest voor de hand liggende, om tot verschil in kleur te komen is de concentratie van de kleurstof in het celvocht. Uiterst zwakke oplossingen geven uiteraard een zeer bleke kleur; aan de andere kant worden zeer intensieve kleuren veroorzaakt door met anthocyaan verzadigde celvochten, waarbij het anthocyaan zelfs kan uitkristalliseren. Voorbeelden hiervan zijn de vrijwel zwart-paarse rouwviooltjes en zwartrode dahlia’s.
Tenslotte kunnen door combinatie met andere pigmenten zeer bepaalde effecten tot stand komen.
De warmbruine kleuren van muurbloem en afrikaantje ontstaan door de combinatie van aan het protoplasma gebonden gele of oranje kleurstoffen, zgn. carotenoïden, met een door anthocyaan paarsrood gekleurd celvocht. De vrijwel zwarte kleur van de bruine beuk ontstaat daarentegen door een combinatie van bladgroen en anthocyaan. Het is begrijpelijk, dat verschil in topographie de wonderlijkste effecten kan teweegbrengen, we behoeven slechts te denken aan gevlamde en geveerde tulpen, aan de „gezichten” van viooltjes, aan de wonderlijk getekende bladeren van talloze bladplanten, zoals Coleus en bladbegonia.
Over de vorming van deze zo verspreide en algemeen voorkomende kleurstoffen is slechts weinig bekend. In het algemeen gesproken kan men zeggen, dat licht een belangrijke factor is. In het licht wordt meer anthocyaan gevormd naarmate de intensiteit van het licht groter is (wangetjes van appels, peren en perziken). In het donker wordt over het algemeen geen anthocyaan gevormd. Er zijn echter verscheidene moeilijk te verklaren uitzonderingen.
Een tweede factor is de zuurstof uit de lucht. Door onderzoek is gebleken, dat bij de vorming van het anthocyaan oxyderende processen grote invloed hebben.
Economisch zijn anthocyanen slechts van weinig belang. De intensief rode bessen van de karmozijnbes, Phytolacca decandra, worden wel als onschadelijk kleurmiddel voor dranken gebruikt. Belangrijker in dit verband is de betere verkoopbaarheid van appels door verhoogd anthocyaangehalte. Er zijn in Amerika onderzoekingen verricht om groene of slecht gekleurde appels beter verkoopbaar te maken door bestraling, doordat hierdoor meer anthocyaan gevormd wordt.
DR W. K. H. KARSTENS
Lit.: W. K. H. Karstens, Plantaardige kleurstoffen (Gorinchem 1943); R. Robinson en medewerkers, J. Chem.
Soc. (London 1924-1940); M. Wheldale Onslow, The anthocyanin pigments of plants (Cambridge 1925); R. Willstätter en medew., Lieb. Ann. Chem. (1913-1917).
