Activity in Plants, Stability and In Vitro Production of Anthocyanins

Öz

Anthocyanins, which form a large group of plant secondary metabolites, are pigments belonging to the flavonoid group of the phenolic compounds class. Anthocyanins are compounds that give many colors ranging from pink to red and violet to deep blue, including salmon to angiosperm group fruits, vegetables and flowers. Anthocyanins have undertaken tasks such as transporting auxins in plants, improving biotic and abiotic stresses, being a signal for microorganisms, protection against pathogens, and providing pollination. Anthocyanins have been obtained using traditional extraction methods for a long time, which are natural alternatives to artificial colorants and additives that extend shelf life. However, the fact that there is a seasonal production fluctuation, it is difficult to ensure continuity, the need for a lot of plant material for its production, and the low quality and purity of the obtained product are limiting. In addition, the danger of extinction of rare plants should not be ignored. Therefore, for the production of anthocyanins, biotechnological methods with the same properties, high purity, always produced under laboratory conditions and using a small amount of starting material are seen as more advantageous. Anthocyanins can be produced by using in vitro cell and callus culture methods as a biotechnological method. In this review, the activity, in vitro production and stability of anthocyanins in plants will be examined.

Anahtar Kelimeler

• Plant biotechnolohy
• Pigmet production
• Secondary metabolite

Bitkilerdeki Antosiyaninlerin Etkinliği, Stabilitesi ve İn Vitro Üretimi

Öz

Bitki sekonder metabolitlerinin büyük bir grubunu oluşturan antosiyaninler fenolik bileşikler sınıfının flavonoid grubuna ait pigmentlerdir. Antosiyaninler, angiyosperm grubu meyve, sebze ve çiçeklere; somon rengi dahil olmak üzere pembeden kırmızıya ve menekşeden koyu maviye kadar değişen birçok rengi veren bileşiklerdir. Antosiyaninler bitkilerde oksinleri taşıma, abiyotik ve biyotik streslere karşı kendini koruma, mikroorganizmalar için sinyalizasyon sağlama, patojenlerden korunma, tozlaşmayı sağlama gibi görevler üstlenmiştir. Sentetik renklendirici maddelere ve raf ömrünü artıran katkı maddelerine alternatif doğal bileşikler olan antosiyaninler, uzun zamandır geleneksel ekstraksiyon yöntemleri kullanılarak elde edilmektedir. Ancak mevsime bağlı bir üretim dalgalanması olması, sürekliliğin sağlanmasının güç olması, üretimi için çok fazla bitkisel materyale gereksinim duyulması, elde edilen ürünün saflık derecesinin ve kalitesinin düşük olması ise sınırlayıcı olmaktadır. Ayrıca nadir bulunan bitkilerin türünün tükenmesi tehlikesi de göz ardı edilmemelidir. Bu nedenle, antosiyaninlerin üretimi için laboratuvar koşullarında aynı özellikte, yüksek saflıkta, her daim üretilebilen ve başlangıç materyalinin az miktarda kullanıldığı biyoteknolojik yöntemler daha avantajlı olarak kabul edilmektedir. Biyoteknolojik metot olarak sıklıkla in vitro hücre ve kallus kültürü yöntemleri kullanılarak antosiyaninlerin üretimi gerçekleştirilebilir. Bu derlemede antosiyaninlerin bitkilerdeki etkinliği, in vitro üretimi ve stabilitesi incelenecektir.

Anahtar Kelimeler

• bitki biyoteknolojisi
• Pigment üretimi
• Sekonder metabolit

Kaynakça

1. Abeda HZ., Kouassi MK., Yapo KD., Koffi E., Sie RS., Kone M., Kouakou HT. Production and enhancement of anthocyanin in callus line of Roselle (Hibiscus sabdariffa L.). International Journal of Recent Biotechnology 2014; 2(1): 45-56.
2. Abou El-Dis GR., Zavdetovna KL., Nikolaevich AA., Abdelazeez WMA., Arnoldovna TO. Influence of light on the accumulation of anthocyanins in callus culture of Vaccinium corymbosum L. cv. Sunt Blue Giant. Journal of Photochemistry and Photobiology 2021; 8: 100058.
3. Allen F. Physical and chemical changes in the ripening of deciduous fruits. Hilgardia 1932; 6(13): 381-441. Andersen ØM., Jordheim M. The anthocyanins. Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications. CRC Press, Boca Raton 2008; 471-553.
4. Andersen ØM., Jordheim M., Byamukama R., Mbabazi A., Ogweng G., Skaar I., Kiremire B. Anthocyanins with unusual furanose sugar (apiose) from leaves of Synadenium grantii (Euphorbiaceae). Phytochemistry 2010; 71: 1558–1563.
5. Ardelean M., Cachıţă-Cosma D., Ardelean A., Lădașıu FC., Lobiuc A., Zamfırache M., Rosenhech E. Cytological aspects and anthocyanin accumulation observed in Sedum telephium ssp. maximum L. callus. Romanian Biotechnological Letters 2017; 22(6): 13125-13134.
6. Bąkowska A., Kucharska AZ., Oszmiański J. The effects of heating, UV irradiation, and storage on stability of the anthocyanin–polyphenol copigment complex. Food Chemistry 2003; 81(3): 349-355.