4.1.3.1. Con đường sinh tổng hợp Anthocyanin trong tế bào thực vật
Anthocyanin trong cơ thể thực vật thường nằm ở các mô hoa và quả, trong các lớp tế bào biểu bì, dưới lớp biểu bì ở lá và thân thực vật. Trước đây, khi khoa học chưa phát triển người ta cho rằng quá trình sinh tổng hợp anthocyanin ở thực vật diễn ra ở bảo quan gọi là anthocyanoplast, các bào quan này có hình cầu và nằm bên trong không bào.
Theo đó, người ta tìm thấy anthocyanoplast có mặt ở tất cả các cây một lá mầm và cây hai lá mầm. Tuy nhiên ở thời điểm hiện tại, cấc nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra rằng loại enzyme tham gia vào quá trình tăng sinh tổng hợp flavonoid hoạt động tốt nhất ở trong môi trường có pH trung tính, mà quá trình sinh tổng hợp anthocyanin diễn ra trong các anthocyanoplast có pH thấp, đồng thời ở anthocyanoplast còn có hàm lượng
anthocyanin cao.
Quá trình sinh tổng hợp anthocyanin ở thực vật được quy định bởi một hệ thống các gen chỉ xuất hiện ở các loài thực vật trên cạn mà không có ở các loài thực vật dưới nước khác hay bất kỳ một loài động vật và vi sinh vật. Nguyên nhân có hiện tượng trên là do điều kiện cần cho quá trình sinh tổng hợp anthocyanin là phải có vật liệu khởi đầu có được từ quá trình quang hợp thực vật.
Trong tự nhiên, các hợp chất anthocyanidin mới được tổng hợp do không bền trong môi trường lỏng, sẽ ngay lập tức được glycosylhóa ở nhóm hydroxy C-3. Tiếp đó các quá trình glycosyl hóa vẫn có thể xảy ra, tuy nhiên sẽ xảy ra theo dạng bậc thang, bắt đầu từ gắn các uridine diphosphat (UDP)-phân tử đường đóng vai trò là chất cho
glycosyl cho tất cả các enzyme glycosyl-transferase vào gốc 3-glycosyl hoặc vào nhóm
5-hydroxy. Quá trình acyl hóa Anthocyanin dưới sự xúc tác bởi các enzyme acyltransferase có thể xảy ra sau quá trình glycosyl hóa.
4.1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp:
Quá trình sinh tổng hợp Anthocyanin bị các yếu tố môi trường tác động như: ánh sáng, nhiệt độ, hormone thực vật, sự tác động của cơ học và tấn công của các loài gây bệnh. Trong các yếu tố trên thìánh sáng chính là một yếu tố quan trọng nhất. Ánh sáng hồng ngoại hoạt hóa các phytocrome màu, là chất cảm ứng cho các enzyme trong con đường flavone-glucoside và từ đó, giúp tổng hợp Anthocyanin trong tế bào. Ngoài ra, cũng thường cần đến tia UV bên cạnh các phytocrome hoạt động để cảm ứng các enzyme. Trong môi trường nuôi cấy tế bào Haplopappusgracilis, chỉ có tia UV có bước sóng nhỏ hơn 345nm mới kích thích được quá trình tổng hợp Anthocyanin . Dưới tác dụng của tia UV, hoạt tính của các enzyme phenylalanine-ammonia-lyase, chalcone, synthase và chalcone isomerase tăng lên đáng kể.
Quá trình tích tụ Anthocyanin trong lá cây còn liên quan đến mức độ phát triển của lá, sự thiếu hụt các chất khoáng đa lượng như N, P, mức độ tiếp xúc của lá với tia UV.
Ngoài ra, sự tổng hợp Anthocyanin cũng có thể là một phản ứng của thực vật chống lại sự tấn công của các loài ăn cỏ cũng như của các loài nấm mốc.