Anthocyaniner: plantefarver der skifter med pH

4 farver, én lille kemisk familie

Brombær i karmosinrødt. Rødkål i violet. Blåbær i blåsort. Enkelte cannabissorter i lilla. Fire planter, fire farveord, og bag dem den samme gruppe af plantefarver, sådan som de er stillet op i gennemgangen af flavonoider fra 2016 af Panche og medforfattere [1].

Bagved ligger der ikke et helt bibliotek af farvemolekyler. Farven kommer fra en håndfuld grundstrukturer, og de har deres eget navn: anthocyanidiner [1]. Ordet dækker den kerne, farven stammer fra. Brombær og blåbær ligger langt fra hinanden på farvekortet og står alligevel i samme kemiske familie [1].

To ord ligger tæt i litteraturen: anthocyanin og anthocyanidin. Det sidste er navnet på grundstrukturerne, den håndfuld kerner, som farven kommer fra [1]. Forskellen er lille i skrift og vigtig i læsning.

Læg mærke til, hvilken slags ord farverne beskrives med. Karmosinrød. Violet. Blåsort. Lilla. Det er hverdagsord, ikke måletal, og de gør nøjagtigt det, de skal: de placerer farven, så den kan genkendes [1]. Der står ingen bølgelængde ved siden af, og ingen skala.

Ordet blåsort er i sig selv to farveord sat sammen. Sådan skriver man, når en farve ligger så mørkt, at én betegnelse ikke er nok, og blåbær får netop den beskrivelse i kilden [1]. Karmosinrød ligger i den anden ende, tættere på rødt end på violet. Mellem yderpunkterne står rødkålens violet [1].

Listen samler tre helt forskellige slags planter. Et bær fra en tornet busk, en kål fra køkkenhaven og en plante, de fleste kender af andre grunde. Alligevel står de i den samme række, fordi det er kemien og ikke botanikken, der binder dem sammen i gennemgangen fra 2016 [1].

Rødkål er værd at holde øje med, fordi den optræder to steder i det samme arbejde. Først som farveeksempel, violet [1]. Dernæst som en af de kilder, industrien trækker på i store mængder, når farven skal bruges uden for planten [1]. Den anden bulkkilde, der nævnes ved navn, er drueskal [1].

Netop den industrielle side siger noget om, hvad gruppen er for en type stof. Anthocyaniner bruges som naturlige fødevarefarver, og begrundelsen står i tre led: de er vandopløselige, de kommer fra planter, og de kan skaffes i store mængder [1].

De tre led kan læses hver for sig. Vandopløselig betyder, at stoffet går i vandfasen, og det er en fysisk oplysning om stoffet selv. Plantebaseret peger på råvaren, altså at farven hentes fra plantemateriale. Tilgængelighed i store mængder er et spørgsmål om skala: en farve til industrielt brug skal kunne leveres i det omfang, produktionen har brug for, hver gang [1].

Der er også en praktisk grund til, at vandopløseligheden står blandt de tre led. Et vandopløseligt farvestof kan blandes ind i vandbaserede produkter, og det er en oplysning om molekylet, ikke om produktet det ender i [1]. De tre led står ved siden af de to bulkkilder, drueskal og rødkål. Kilden nævner ikke andre ved navn [1].

Så er der rækken med cannabis. Formuleringen er nøgtern: enkelte sorter er lilla [1]. Det er en farve, ikke et tal, og der står ikke noget om mængde, sort for sort. Det er den slags række, hvor det er lige så vigtigt at læse, hvad der ikke står.

Anthocyaniner fylder kun en del af det arbejde, oplysningerne her kommer fra. Gennemgangen fra 2016 handler om flavonoider som helhed, og plantefarverne er én post blandt flere i det billede [1]. Det er brugbart at vide, når man leder efter tal: en oversigt over en hel stofklasse går sjældent i detaljer med hver undergruppe.

Farven i en plante bliver ofte omtalt som pynt. Her er den en kemisk oplysning: en gruppe vandopløselige stoffer, som findes i bær, i kål og i enkelte cannabissorter, og som industrien henter fra drueskal og rødkål, når farven skal bruges i fødevarer [1]. Spændet fra karmosinrød over violet til blåsort er stort for en familie med en håndfuld kerner som udgangspunkt. Og farven i et glas er ikke en fast egenskab ved molekylet: den usædvanlige del af historien kommer først nu.

Stigende pH, skiftende form

Først rammen om det, der følger. Beskrivelsen gælder molekylets opførsel i prøveglas [1]. Det er ikke en beskrivelse af en plante, ikke af et fødevareprodukt og ikke af en flaske på et bord, men af stoffet under forhold, hvor pH kan sættes til et bestemt tal.

Rækkefølgen følger stigende pH. Man starter i det stærkt sure, går op gennem det svagt sure og det neutrale og ender i det svagt basiske. Tre trin, tre dominerende former, og et molekyle, der undervejs afgiver protoner [1].

pH er tallet for, hvor surt eller basisk noget er. Under 7 ligger den sure side, 7 er neutralt, og over 7 begynder det basiske. Det er den akse, hele rækkefølgen er bygget på.

Stærkt surt, omkring pH 1 til 3: her dominerer flavyliumkationen [1]. En kation er et molekyle med positiv ladning. Ordet dominerer betyder, at formen udgør hovedparten af blandingen ved den pH, ikke at den er den eneste form til stede.

Svagt surt til neutralt, omkring pH 4 til 6: kationen afgiver en proton, og der dannes quinoidale baser [1]. En proton er her en brintion, og det at afgive den kaldes deprotonering. Samtidig sker der noget andet i samme interval: en farveløs carbinolform hober sig op [1]. To ting på én gang, hvor den ene bærer farve og den anden ikke gør.

Den farveløse form er den mest oversete linje i hele rækkefølgen. Den betyder, at en del af materialet i det interval befinder sig i en form uden farve [1]. Farven er ikke skiftet til en anden farve. En del af den er gået ud af regnskabet.

Svagt basisk, omkring pH 7 til 8: der sker en yderligere deprotonering, og formen bliver quinoidale anioner [1]. En anion har negativ ladning. Fra en positivt ladet form til en negativt ladet form, i takt med at pH stiger [1].

Fire navne skal holdes fra hinanden her: flavyliumkationen, de quinoidale baser, carbinolformen og de quinoidale anioner [1]. Tre af dem hører til en bestemt del af pH-aksen. Den fjerde, carbinolformen, er den farveløse, og den nævnes sammen med det svagt sure til neutrale interval [1].

Navnene lyder tungere, end sagen er. Flavylium er navnet på den positivt ladede form. Quinoidal beskriver en anden opbygning af samme kerne. Carbinol er den form, der ikke har farve. Og anion betyder blot, at ladningen nu er negativ [1].

Det er samme grundstruktur hele vejen. Det, der ændrer sig, er ladningen og antallet af protoner, molekylet har tilbage [1]. Farveskiftet står i litteraturen som en pH-historie, ikke som en historie om fire forskellige farvestoffer [1].

Tallene er angivet med omkring foran: 1 til 3, 4 til 6, 7 til 8 [1]. Intervaller, ikke skarpe skæringspunkter. Ved hver pH findes flere former ved siden af hinanden, og det er forholdet mellem dem, der flytter sig. Ordet dominerende peger netop på det.

For den, der læser om plantefarver for første gang, er det her det springende punkt. Et anthocyanin har ikke én farve, som et pigment i en malertube har det. Det har et sæt former, og fordelingen mellem dem hænger sammen med pH i den væske, molekylet ligger i [1].

Rammen om afsnittet er også en oplysning i sig selv. Når en kilde skriver, at beskrivelsen gælder prøveglas, er det en afgrænsning [1]. Man ved, hvad der er stillet op: en væske, en kendt pH og et molekyle. Hvad der sker inde i en plante, står et andet sted.

Vakuolen, pumperne og lyset

Inde i planten ligger farven ikke frit i cellen. Den ligger i vakuoler, og vakuoler er sure: ofte pH 3 til 6 [1]. Hold det tal op mod rækkefølgen ovenfor, og de to første trin dækker netop det interval [1].

Ordet vakuole fortjener en linje for sig. Det er det store rum inde i plantecellen, og i denne sammenhæng er det interessant af én grund: pH derinde ligger i det sure område [1].

Den pH holdes ikke af sig selv. Den vedligeholdes af protonpumper i vakuolemembranen [1]. Pumperne flytter protoner over membranen, og de står som forklaringen på, at rummet er surt [1].

Protonpumper i en membran er den slags maskineri, plantecellen bruger til at holde forskel på to sider af en væg. På den ene side cellens øvrige indhold, på den anden vakuolens væske. Pumperne sidder i membranen mellem dem [1].

Det er to oplysninger, der passer sammen: et molekyle, hvis form følger pH, og et rum i cellen, hvis pH ligger i det sure område [1]. Kilden lægger dem ikke sammen til en beregning. Den noterer dem hver for sig.

Vejen frem til farven har også et navn. Anthocyaniner dannes ad phenylpropanoidvejen, som er den fælles rute for resten af flavonoidfamilien [1]. Fælles rute betyder, at flere forskellige slutprodukter starter i samme kemiske ledningsnet og først skiller sig ud senere.

Den fælles rute er samtidig en påmindelse om, hvor bredt flavonoidbegrebet er. Phenylpropanoidvejen fører til mere end plantefarver, og anthocyanidinerne er én udgang af flere [1]. Hvornår en plante ender med farve, og hvornår den ender med noget andet fra samme familie, sætter gennemgangen fra 2016 ikke tal på [1].

Og så er der lyset. Generne for de sene enzymer på vejen er stærkt lysstyrede [1]. Sene enzymer vil sige de trin, der ligger tættest på det færdige farvestof. Kilden sætter tal på hverken lysmængde eller tidsforløb; den noterer, at netop de gener har en tydelig sammenhæng med lys [1].

Lysoplysningen står altså som en egenskab ved gener, ikke som en beskrivelse af en have i august [1]. Læser man de fire poster oven på hinanden, får man et rimeligt klart billede af det dokumenterede: et surt rum, et pumpearbejde der holder det surt, en fælles dannelsesvej og en lysstyret slutdel [1].

Anthocyaniner er ikke en gruppe for sig selv i plantekemien. De hører til flavonoiderne, og hele gennemgangen fra 2016 handler om den familie [1]. Det er også derfor, et andet flavonoidnavn hører med her.

Cannflavin A og cannflavin B har fået navn efter planten. De står som flavonoider, der kun er noteret i hamp, og ingen anden art er vist at danne dem, sådan som det er beskrevet i gennemgangen fra 2005 af ElSohly og Slade [2].

To flavonoidposter, to helt forskellige udbredelser. Anthocyaniner findes i bær, i kål og i enkelte cannabissorter [1]. Cannflavinerne er den modsatte type post: navnet kommer fra planten, og kun den plante er nævnt [2]. Farve er ikke det, de står noteret for.

Det, der adskiller dette afsnit fra det forrige, er stedet. Før: en væske i et glas med en kendt pH [1]. Nu: et rum i en celle med en pH, der holdes af pumper, og en dannelsesvej, hvis sene trin følger lyset [1].

Plantefarver, søgeord og vores linje

Arbejdet med cannabinoider har siden 2014 givet os en fast måde at skrive et opslag som dette: beskriv det, der er målt, nævn det umålte ved navn, og lad analysen tale.

Sådan ser regnskabet ud her. Farverne er beskrevet med ord [1]. pH-trinnene har tal og navne på former [1]. Vakuolen har et interval og et pumpearbejde [1]. Cannflavinerne har én art og en oplysning om, at ingen anden art er vist at danne dem [2].

Og så det, der ikke står. Ingen mængder per plante. Ingen tal for, hvor lilla en lilla cannabissort er [1]. Ingen tidsforløb for de lysstyrede gener [1]. Det er grænsen for de to kilder, teksten bygger på.

De to kilder har hvert sit sigte. Gennemgangen fra 2016 af Panche og medforfattere handler om flavonoider bredt, og plantefarverne er en del af det billede [1]. Optegnelsen fra 2005 af ElSohly og Slade handler om, hvilke stoffer der er beskrevet i planten, og det er dér, cannflavinerne står [2].

At nævne det umålte ved navn er ikke en formalitet. Det er den hurtigste måde at se, hvor langt en tekst rækker. Når der står, at en kilde noterer en farve uden et tal, ved man præcis, hvad man har i hånden [1].

Når folk læser om hampens kemi, ender søgningerne oftest ved cannabinoider. Anthocyaniner hører hjemme i en tredje gruppe, flavonoiderne, og det er samme gruppe, cannflavin A og cannflavin B står i [1][2]. Ordet terpener dukker op i mange af de samme søgninger, og også der er der tale om en anden stofgruppe end plantefarverne.

Ved siden af de kemiske navne ligger formatsøgningerne. Mange skriver cbd kapsler i søgefeltet, og det er et spørgsmål om pakning. Andre skriver hamp kapsler. Nogle skriver cannabis kapsler. De to slags spørgsmål er lettere at læse, når de holdes adskilt fra hinanden.

For de formater, vi selv fører, står cannabinoidindholdet opgjort parti for parti, og det er de tal, der kan efterprøves. Dette opslag handler om en plantefarvegruppe og gør ikke andet.

Der er forskel på en beskrivelse og en måling, og den forskel løber gennem hele emnet. Karmosinrød er en beskrivelse [1]. pH 4 til 6 er et interval med tal [1]. Begge oplysninger er brugbare, men de kan ikke bruges til det samme.

Ordet flavonoid er det led, der binder de to kilder sammen. Anthocyaniner står som en undergruppe med farve [1]. Cannflavin A og cannflavin B står som en undergruppe med et navn hentet fra planten [2]. Samme familie, to meget forskellige slags poster.

Rødkål er i øvrigt det eksempel, de fleste har haft i hånden uden at tænke over det. Den er noteret som violet, og den står samtidig blandt de kilder, industrien henter farve fra i store mængder [1]. Ét råstof, to roller i den samme gennemgang.

Bærene hører til samme række. Brombær med karmosinrød, blåbær med blåsort, to farveord der ligger langt fra hinanden i et køkken og tæt på hinanden i en kemisk familie [1]. Cannabissorterne er den linje, der oftest bliver læst med for meget ind i den. Kilden noterer, at enkelte sorter er lilla [1]. Det er hele linjen.

Der er også en grund til, at pH-aksen får så meget plads her. Den er den ene variabel, litteraturen sætter navne og tal på, når farven skifter [1]. Alt andet i emnet kan læses op imod den: vakuolens interval, den farveløse form, de to ladede former [1].

• Farveordene, som de står: karmosinrød, violet, blåsort, lilla [1]
• Anthocyanidinerne som den håndfuld kerner, farven kommer fra [1]
• Naturlige fødevarefarver med tre led i begrundelsen [1]
• Drueskal og rødkål nævnt ved navn som bulkkilder [1]
• Tre pH-trin, beskrevet for molekylet i prøveglas [1]
• Den farveløse carbinolform i det svagt sure til neutrale interval [1]
• Vakuolens pH på ofte 3 til 6 og protonpumperne i membranen [1]
• Phenylpropanoidvejen som fælles rute i flavonoidfamilien [1]
• Cannflavin A og cannflavin B kun noteret i hamp [2]