Tyto betalainů jsou rostlinné pigmenty , jejichž barva se pohybuje od tmavě žluté až temně fialové.
Betalainy jsou přítomny ve většině rodin rostlin patřících do řádu Caryophyllales . Nejznámějším příkladem těchto rostlin je červená řepa ( Beta vulgaris , někdy mylně nazývaná červená mrkev), ale oblíbené jsou tyto květiny, jako je lilek ( mirabilis ), kaktusy ( pitahaya , opuncie ), popínavé rostliny , portulaka ( Portulaca grandiflora ) pigmenty. Některé houby jako Amanita (včetně muchomůrky Amanita -Amanita muscaria ) a Hygrocybes vděčí své žluté nebo červené barvě betalainům.
Název „betalainy“ pochází z latinského názvu řepy ( Beta vulgaris ), ze které byly poprvé extrahovány a charakterizovány v roce 1958 týmem ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu.
Betalainů jsou heterosidy , část molekuly ( chromoforu ) je připojena k dávce (jednoduchého cukru). Chromofor je odvozen od aminokyseliny tyrosinu komplexní syntézou zahrnující jako meziprodukt dihydroxyfenylalanin ( DOPA ).
Existují dvě kategorie betalainu:
Barva a stabilita betalainů závisí na pH .
Nejvíce studovaným betalainem je betanin (nebo betacyanin), který se také nazývá červená řepa, protože jej lze izolovat z červené řepy. Je uváděn na trh jako přírodní barvivo pro barvení potravin. Potravinářský průmysl se však o něj zajímá pro své antioxidační vlastnosti se všemi pozitivními přínosy pro zdraví.
Další známé betalainy jsou amaranthin a isoamaranthin , oba izolované z rostlin rodu Amaranthus ( Amaranthus spp ).
Biosyntéza betalainů z aminokyseliny tyrosinu se řídí vzorem na následujícím obrázku: [1] .
Reakce 1, při které se tyrosin převádí na DOPA (3,4-dihydroxyfenylalanin), je katalyzována fenoloxidázou (skupina enzymů široce používaných v rostlinách a houbách).
Reakce 2, při které se DOPA převádí na seco-DOPA a kyselinu betalamovou , je katalyzována enzymem zvaným 4,5-DOPA-dioxygenáza (pro upřesnění místa otevření kruhu přidáme -4,5-). Tento enzym byl izolován a jeho gen klonován z houby Amanita muscaria . Gen kódující podobný enzym byl klonován do Portulaca grandiflora. Cyklo-DOPA je tvořen z DOPA (působením difenolázy). Další (spontánní) reakce jsou odpovědné za velkou rozmanitost barev rostlin betalainu. Betalainy jsou glykosylovány působením enzymů.
Genetická analýza ukazuje, že u portulaky jsou pro zohlednění všech známých zabarvení nutné pouze tři geny: C (pro barvu - kódující 4,5-DOPA-dioxygenázu), I (gen, který moduluje akumulaci produktů, spontánní reakci mezi kyselinou betalamovou a aminy přítomné v buňce) a nakonec R, který pravděpodobně kóduje gen odpovědný za tvorbu cyklo-DOPA.