Anthocyanin là hợp chất đã được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học và tác dụng phòng ngừa một số bệnh như: chống lão hóa, phòng chống ung thư, giảm nguy cơ của bệnh tim mạch, v.v...
a. Hoạt tính chống oxy hóa
Anthocyanin là một chất màu tự nhiên, có khả năng chống oxy hóa cao nhờ đặc tính hấp thụ các gốc tự do hay phản ứng với các gốc peroxyl tham gia vào phản ứng oxy hóa dây chuyền, nhờ vào khả năng cho các gốc tự do H+các hợp chất này có thể ức chế đượcphản ứng peroxyl hóa lipid.
Tính chất chống oxy hóa của anthocyanin giúp cơ thể bảo vệ và chống lại một số bệnh. Nó đóng vai trò quan trọng trong chức năng bảo vệ gan, điều trị viêm gan cấp tính và xơ gan, tăng cường chức năng chống độc của gan, ngăn sựnhiễm mỡ và hoại tử mô gan.
Rất nhiều các nghiên cứu đã cho thấy mối tương quan khá cao giữa hàm lượng màu trong nguyên liệu trái cây, rau với khả năng chống oxy hóa. Sự khác nhau về cấu trúc của các anthocyanin cũng ảnh hưởng lớn đến hoạt tính chống oxy hóa. Khi nghiên cứu khả năng hấp thụ gốc tự do của một số anthocyanidin (peonidin, cyanidin, delphinidin, pelagonidin, malvidin) và các dẫn xuất của chúng với các gốc đường, kết quả cho thấy các anthocyanin có hoạt tính kháng oxy hóa khác nhau.
Trên thực tế, bằng cách thay đổi vị trí và loại gốc hóa học gắn vào vòng thơm của phân tử anthocyanin, khả năng nhận electron từ các gốc tự do cũng sẽ khác nhau. Các kiểu hydroxyl hóa và glycosyl hóa khác nhau trong anthocyanin có vai trò quyết định đến khả năng chống oxy hóa của chúng. Tuy nhiên cho đến nay, mối quan hệ giữa cấu trúc của các anthocyanin với hoạt tính kháng oxy hóa của chúng vẫn chưa được xác định một cách rõ ràng.
b. Hoạt tính chống ung thư
Một số nghiên cứu vitro đã cho thấy tác động của anthocyanin về khả năng tăng trưởng và di căn của một số loại tế bào ung thư. Anthocyanin hoặc dịch chiết giàu anthocyanin đã có tác dụng ức chế sự tăng trưởng nhiều loại tế bào ung thư như: ung thư phổi, ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư gan, ung thư đại tràng, v.v... Hầu hết các nghiên cứu cho thấy anthocyanidin ức chế tăng trưởng tế bào ung thư hiệu quả hơn các Hình thức glucoside. Ví dụ, anthocyanidin có khả năng ức chế đáng kể sự tăng trưởng tế bào trong khoảng nồng độ thấp hơn (10-5M) trong khi đó anthocyanin (10-4M).
Anthocyanin hay chế độ ăn giàu anthocyanin đã được chứng minh là có đặc tính phòng ngừa ung thư trong nhiều nghiên cứu vivo. Trong một nghiên cứu, sau 2 tuần cho ăn với chế độ ăn có chứa quả mâm xôi đen đông khô chứa anthocyanin trên chuột bị gây ra khối u bởi N-nitrosomethylbenzylamine (NMBA), kết quả chế độ ăn này đã ức chế sự phát triển khối u, ức chế tăng sinh tế bào ung thư. Trong một nghiên cứu khác, chế độ ăn của chuột chứa chiết xuất anthocyanin từ ngô tím dạng cyanidin 3-O-beta-D-glucoside đã ức chế đáng kể DMBA (chất gây ung thư vú ở con người). Ngoài ra, khi nghiên cứu trong chế độ ăn của 344 con chuột đực có chứa quả mâm xôi đen đông khô đã giảm khối u ung thư ruột kết do azoxymethane gây ra.
Các anthocyanin trong khoai lang tím và bắp cải tím ức chế ung thư ruột kết trong chuột. Các aglycon có trong những loại anthocyanin phổ biến như cyanidin, delphinidin, maldivin, pelargonidin và petunidin đều có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư dạ dày, ruột kết, phổi, lồng ngực ở người.
Khi nghiên cứu về khả năng phòng chống ung thư của anthocyanin, các nhà khoa học chứng minh anthocyanin có khả năng ức chế sự di căn của tế bào ung thư. Các hợp chất cyanidin 3-rutinoside and cyanidin 3-glucoside chiết xuất từ quả dâu tằm được chứng minh là có khả năng ức chế các enzyme matalloproteinase, là enzyme gây phân hủy mạng lưới ngoại bào cho phép các tế bào di căn, do đó hạn chế được sự dicăn của dòng tế bào ung thư.
Cấu trúc hóa học của anthocyanin có ảnh hưởng lớn đến các hoạt tính chống ung thư. Tuy nhiên cũng giống như hoạt tính kháng oxy hóa, mối quan hệ giữa cấu trúc anthocyanin và hoạt tính chống ung thư cũng chưa được thiết lập một cách rõ ràng. Các mối quan hệ có thể là khác nhau tùy thuộc vào mô Hình thử nghiệm và các nguyên liệu khác nhau.
Một số nghiên cứu cho thấy khi tăng nhóm hydroxyl trên vòng B của phân tử anthocyanin có hiệu lực mạnh vào hoạt tính chống ung thư. Khi so sánh khả năng phòng chống ung thư của các anthocyanidin, nghiên cứu đã cho thấy hoạt tính chống ung thư của delphinidin = cyanidin > pelagonidin > peonidin > malvidin. Điều này cho thấy khả năng phòng chống ung thư có thể liên quan đến sự hiện diện các nhóm chức hydroxyl ở vị trí 3' và 5' của vòng B của phân tử anthocyanin. Ngược lại, sự hiện diện của các nhóm methoxy ở những vị trí này có thể làm suy yếu khả năng phòng chống ung thư. Trong một nghiên cứu về tế bào bạch cầu của người, anthocyanidin sở hữu nhóm hydroxyl trong vòng B cũng thể hiện hoạt tính chống ung thư cao hơn so với anthocyanidin chứa các nhóm methoxy.
Tuy nhiên, một số nghiên cứu khác đã báo cáo rằng malvidin là anthocyanidin có nhóm methoxy ở vị trí 3' và 5' của vòng B lại có hoạt tính chống ung thư lớn nhất trong số 6 anthocyanidin khi nghiên cứu trên một số loại ung thư như: ung thư dạ dày, đại tràng, phổi, vú và các tế bào ung thư hệ thống thần kinh trung ương.
c. Hoạt tính chống các bệnh tim mạch
Các hợp chất flavanoid nói chung và các anthocyanin nói riêng có khả năng làm giảm nguy cơ mắc bệnh động mạch vành bởi khả năng ngăn chặn sự oxy hóa các lipoprotein có tỷ trọng thấp trong huyết tương. Sự oxy hóa các hợp chất này
được xem như một bước quan trọng trong sự Hình thành các khối xơ động mạch và từ đó dẫn đến căn bệnh động mạch vành.
Vai trò của anthocyanin trong việc phòng chống các bệnh tim mạch có liên quan trực tiếp đến hoạt tính chống oxy hóa, giảm viêm, tăng độ bền và khả năng thẩm thấu của thành mạch máu, ức chế sự đông tụ của các tiểu huyết cầu.
Tóm lại cho đến nay phần lớn các nghiên cứu về vai trò của anthocyanin đối với sức khỏe con người vẫn chưa thể giải thích rõ ràng về các cơ chế hoạt động. Bất cứ loại thực vật nào chứa anthocyanin cũng đều có chứa rất nhiều những hợp chất flavonoid khác, có đến hơn 4000 hợp chất flavonoid khác nhau. Các hợp chất flavonoid này có thể phối hợp với nhau để làm tăng hoạt tính sinh học hay mức độ hấp thu của anthocyanin.