Pflanzenfarbstoffe – natürliche Farben in Pflanzen einfach erklärt

Pflanzenfarbstoffe sind natürliche Pigmente, die viele sichtbare Farben von Blüten, Früchten, Blättern, Samen und anderen Pflanzenteilen prägen. Zu den wichtigsten Gruppen gehören Chlorophylle, Carotinoide, Anthocyane und Betalaine.

Gelbe, orange, rote, violette, blaue oder grüne Pflanzenteile können Hinweise auf bestimmte Pigmentgruppen geben. An der sichtbaren Farbe allein lässt sich jedoch nicht sicher erkennen, welche Stoffe tatsächlich enthalten sind. Häufig wirken mehrere Pigmente zusammen, und auch das chemische Umfeld sowie die Struktur des Pflanzengewebes können den Farbeindruck verändern.

Weitere Grundlagen finden Sie im Themenbereich Sekundäre Pflanzenstoffe und in der Übersicht Pflanzenwissen.

Kurze Antwort:
Pflanzenfarbstoffe sind natürliche Pigmente, die viele sichtbare Pflanzenfarben prägen. Chlorophylle sind besonders mit grünen Pflanzenteilen verbunden, Carotinoide mit gelben bis orangefarbenen und teilweise roten Tönen und Anthocyane mit roten, violetten oder bläulichen Farben. Betalaine bilden bei bestimmten Pflanzen eine weitere Farbstoffgruppe. Eine sichtbare Farbe lässt sich jedoch nicht immer eindeutig einem einzelnen Pigment zuordnen.

Was sind Pflanzenfarbstoffe?

Pflanzenfarbstoffe sind natürliche Pigmente, die den Farbeindruck von Blüten, Früchten, Blättern, Schalen, Samen, Stängeln und anderen Pflanzenstrukturen mitbestimmen.

Eine Pflanze kann mehrere Pigmente gleichzeitig enthalten. Welche Farbe sichtbar wird, hängt unter anderem davon ab:

welche Pigmente vorkommen
in welcher Menge sie vorhanden sind
in welchen Zellen oder Zellbestandteilen sie liegen
ob ein Pigment andere Farben optisch überdeckt
wie das chemische Umfeld beschaffen ist
wie Licht an der Oberfläche und im Pflanzengewebe reflektiert oder gestreut wird

Pflanzenfarben sind deshalb das Ergebnis verschiedener chemischer und physikalischer Faktoren. Eine sichtbare Farbe ist ein guter erster Hinweis, aber keine sichere Bestimmung eines bestimmten Pflanzenstoffs.

Entsteht jede Pflanzenfarbe durch Pigmente?

Nein. Pigmente sind für sehr viele Pflanzenfarben verantwortlich, aber nicht für jeden Farbeindruck allein.

Auch mikroskopische Strukturen auf oder in Blättern, Blüten und Früchten können beeinflussen, wie Licht reflektiert, gebrochen oder gestreut wird. Dadurch können beispielsweise besonders intensive, schillernde oder bläuliche Farbeindrücke entstehen.

Man spricht dabei von Strukturfarben. Pigmentfarbe und Strukturfarbe können sich zudem gegenseitig verstärken oder verändern.

Einfach eingeordnet:
Eine Pflanzenfarbe kann durch Pigmente entstehen, durch die mikroskopische Struktur eines Pflanzengewebes beeinflusst werden oder aus dem Zusammenspiel beider Faktoren hervorgehen.

Warum haben Pflanzen verschiedene Farben?

Pigmente erfüllen nicht nur optische Aufgaben. Viele Farbstoffe sind gleichzeitig an wichtigen biologischen Vorgängen beteiligt.

Pflanzenpigmente können unter anderem mit folgenden Funktionen verbunden sein:

Photosynthese: Aufnahme und Nutzung von Lichtenergie
Lichtschutz: Schutz des photosynthetischen Systems vor zu intensiver Strahlung
Färbung von Blüten: optische Signale für Bestäuber
Färbung von Früchten: mögliche Signale für Tiere, die zur Samenverbreitung beitragen
Reifung: sichtbare Veränderungen während der Entwicklung von Früchten
Schutzreaktionen: bestimmte Pigmente können sich bei Lichtstress oder anderen Umweltbedingungen verstärkt bilden

Eine Farbe ist damit mehr als ein äusseres Merkmal. Sie kann mit der Physiologie, Entwicklung und Ökologie einer Pflanze verbunden sein.

Wo kommen Pflanzenfarbstoffe vor?

Pflanzenfarbstoffe können in sehr unterschiedlichen Pflanzenorganen und Geweben vorkommen.

Besonders gut sichtbar sind sie beispielsweise in:

Blüten
Früchten
Fruchtschalen
Blättern
Samen
Stängeln
unterirdischen Speicherorganen
jungen und reifen Pflanzenteilen

Bei Blättern steht häufig das Grün der Chlorophylle im Vordergrund. Bei Früchten und Blüten sind dagegen gelbe, orange, rote, violette oder blaue Farbtöne oft besonders auffällig.

Auch unterirdische Pflanzenteile können stark gefärbt sein. Ein bekanntes Beispiel ist das gelb-orange Rhizom von Kurkuma.

Mehr über die unterschiedlichen Bereiche einer Pflanze erfahren Sie auf der Seite Pflanzenteile.

Die wichtigsten Gruppen von Pflanzenfarbstoffen

Farbstoffgruppe	Typische Farben	Einfache Einordnung
Chlorophylle	Grün	Zentrale Pigmente der Photosynthese in grünen Pflanzenteilen
Carotinoide	Gelb, Orange und teilweise Rot	Pigmente mit wichtigen Funktionen bei Lichtaufnahme, Photosynthese und Lichtschutz
Anthocyane	Rot, Violett, Blau bis sehr dunkle Töne	Wasserlösliche Farbstoffe aus der Gruppe der Flavonoide
Betalaine	Gelb, Orange, Rot bis Violett	Wasserlösliche Pigmente bestimmter Pflanzengruppen
Weitere Pigmente	Je nach Verbindung unterschiedlich	Zum Beispiel Curcuminoide im Kurkuma-Rhizom

Diese Übersicht ist bewusst vereinfacht. Mehrere Pigmente können gleichzeitig vorhanden sein und gemeinsam den sichtbaren Farbton eines Pflanzenorgans prägen.

Chlorophyll – warum sind viele Blätter grün?

Chlorophyll ist der bekannteste grüne Pflanzenfarbstoff. Es kommt vor allem in photosynthetisch aktiven Pflanzenzellen vor und spielt eine zentrale Rolle bei der Aufnahme von Lichtenergie.

Besonders wichtig sind bei höheren Pflanzen Chlorophyll a und Chlorophyll b.

In grünen Blättern ist der Farbeindruck häufig so stark durch Chlorophyll geprägt, dass andere vorhandene Pigmente kaum sichtbar sind.

Das bedeutet jedoch nicht, dass ein grünes Blatt nur Chlorophyll enthält. Auch Carotinoide sind normalerweise vorhanden und erfüllen wichtige Aufgaben im photosynthetischen System.

Carotinoide – gelbe, orange und rote Pflanzenfarben

Carotinoide sind eine grosse Gruppe natürlicher Pigmente. Sie können gelbe, orangefarbene und teilweise rote Farbtöne erzeugen oder mitprägen.

Carotinoide kommen nicht nur in auffällig gelben oder orangefarbenen Pflanzenorganen vor. Sie sind auch in grünen Blättern vorhanden, wo ihre Farbe durch das Chlorophyll häufig verdeckt wird.

In photosynthetischen Geweben erfüllen Carotinoide wichtige Funktionen bei:

Lichtaufnahme
Aufbau und Funktion der Photosysteme
Schutz vor überschüssiger Lichtenergie

In Früchten, Blüten und einigen Speicherorganen können sich bestimmte Carotinoide stark anreichern und dadurch deutlich sichtbar werden.

Passende Beispiele aus der MaiThai Pflanzenwelt sind Papaya, Kapstachelbeere und Sanddorn.

Anthocyane – rote, violette und blaue Farbtöne

Anthocyane sind wasserlösliche Pflanzenfarbstoffe aus der Gruppe der Flavonoide.

Sie können rote, violette, bläuliche und sehr dunkle Farbtöne in Blüten, Früchten, Schalen und Blättern mitprägen.

Der sichtbare Farbton eines Anthocyans hängt jedoch nicht nur davon ab, welches Anthocyan vorhanden ist. Einfluss haben unter anderem:

pH-Wert der Pflanzenzelle beziehungsweise Vakuole
Pigmentkonzentration
weitere gleichzeitig vorhandene Pflanzenstoffe
Co-Pigmentierung
bestimmte Metallionen
Form und optische Eigenschaften der Pflanzenzellen

Deshalb kann dieselbe grundlegende Pigmentgruppe je nach Pflanze und Zellumgebung unterschiedlich erscheinen.

Warum können Anthocyane rot, violett oder blau erscheinen?

Anthocyane befinden sich typischerweise in den Vakuolen von Pflanzenzellen. Das dortige chemische Umfeld beeinflusst ihre sichtbare Farbe.

Ein wichtiger Faktor ist der pH-Wert. Ein stärker saures Umfeld begünstigt häufig rötliche Farbtöne, während unter weniger sauren Bedingungen violette oder bläulichere Farben möglich sind.

In lebenden Pflanzen ist die Situation allerdings komplexer als bei einer einfachen Farbreaktion im Reagenzglas. Co-Pigmente, Metallionen und die Zellstruktur können ebenfalls erheblich zum endgültigen Farbeindruck beitragen.

Betalaine – nicht jedes Rot stammt von Anthocyanen

Betalaine sind eine eigenständige Gruppe wasserlöslicher Pigmente, die bei bestimmten Pflanzen vorkommen.

Sie lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen:

Betacyanine: rot bis violett
Betaxanthine: gelb bis orange

Ein bekanntes Beispiel für betalainhaltige Pflanzen ist die Rote Bete.

Betalaine kommen vor allem innerhalb bestimmter Gruppen der Ordnung Caryophyllales vor. Besonders bemerkenswert ist, dass betalainbildende Pflanzen nach heutigem Forschungsstand grundsätzlich keine Anthocyane als alternative rote oder violette Pigmente bilden.

Rot ist nicht automatisch Anthocyan:
Rote oder violette Pflanzenfarben können beispielsweise durch Anthocyane oder durch Betalaine entstehen. Die sichtbare Farbe allein zeigt deshalb nicht, welche dieser Pigmentgruppen tatsächlich vorhanden ist.

Kommen Anthocyane und Betalaine gemeinsam vor?

Nach heutigem Forschungsstand treten Anthocyane und Betalaine in Pflanzenarten grundsätzlich nicht gemeinsam auf.

Bei betalainbildenden Pflanzen übernehmen Betalaine viele der Farbrollen, die bei anderen Pflanzen durch Anthocyane erfüllt werden.

Carotinoide können dagegen zusammen mit beiden Pigmentsystemen auftreten und den sichtbaren Farbeindruck zusätzlich beeinflussen.

Kurkuma – Gelb bedeutet nicht immer Carotinoide

Kurkuma ist ein besonders gutes Beispiel dafür, warum Pflanzenfarben nicht allein anhand ihres Aussehens einer Pigmentgruppe zugeordnet werden sollten.

Das gelbe bis orangefarbene Rhizom könnte auf den ersten Blick an carotinoidreiche Früchte oder Gemüse erinnern.

Die charakteristische gelb-orange Färbung von Kurkuma wird jedoch wesentlich durch Curcuminoide geprägt. Zu ihnen gehört unter anderem Curcumin.

Gelb bedeutet deshalb botanisch und chemisch nicht automatisch „Carotinoide“.

Typische Pflanzenfarben einfach eingeordnet

Sichtbare Farbe	Häufig beteiligte Pigmente oder Faktoren
Grün	Häufig stark durch Chlorophylle geprägt, besonders in photosynthetisch aktiven Blättern und jungen Pflanzenteilen
Gelb	Kann durch Carotinoide, Betaxanthine, Curcuminoide und weitere gelbe Pigmente entstehen
Orange	Häufig mit Carotinoiden verbunden, kann aber auch durch andere Pigmente oder Pigmentkombinationen entstehen
Rot	Kann unter anderem durch Anthocyane, Betacyanine oder Carotinoide geprägt werden
Violett	Häufig mit Anthocyanen oder Betacyaninen verbunden
Blau	Kann durch Anthocyane und ihr chemisches Umfeld sowie teilweise durch optische Gewebestrukturen entstehen
Sehr dunkel bis beinahe schwarz	Kann durch hohe Konzentrationen dunkler Pigmente entstehen, beispielsweise bestimmter Anthocyane

Diese Einordnung dient nur als Orientierung. Eine sichtbare Farbe erlaubt keine eindeutige Identifikation eines bestimmten Pigments.

Warum können Pflanzen blau erscheinen?

Echte blaue Pflanzenfarben sind besonders interessant, weil der Farbeindruck häufig aus einem komplexen Zusammenspiel entsteht.

Bei anthocyanhaltigen Blüten können beispielsweise der pH-Wert, Metallionen und Co-Pigmente dazu beitragen, dass ein ursprünglich rötlich-violettes Pigmentsystem bläulicher erscheint.

Daneben können mikroskopische Oberflächen- oder Zellstrukturen bestimmte Wellenlängen des Lichts bevorzugt reflektieren oder streuen und dadurch ebenfalls einen blauen oder schillernden Farbeindruck erzeugen.

Blau ist deshalb ein besonders gutes Beispiel dafür, dass sichtbare Pflanzenfarben nicht immer unmittelbar einer einzigen chemischen Verbindung entsprechen.

Sind Pflanzenfarbstoffe immer sekundäre Pflanzenstoffe?

Nein. Die Begriffe Pflanzenfarbstoff und sekundärer beziehungsweise spezialisierter Pflanzenstoff beschreiben unterschiedliche Eigenschaften.

„Pflanzenfarbstoff“ beschreibt zunächst, dass eine Verbindung Licht absorbiert und dadurch zur sichtbaren Farbe beiträgt.

Die Stoffgruppen besitzen jedoch sehr unterschiedliche biologische Funktionen:

Chlorophylle sind zentrale Bestandteile der Photosynthese.
Carotinoide sind ebenfalls wichtige Bestandteile des photosynthetischen Systems und des Lichtschutzes.
Anthocyane gehören zu den Flavonoiden und damit zu den spezialisierten Pflanzenstoffen.
Betalaine sind spezialisierte Pigmente bestimmter Pflanzengruppen.

Eine einfache Gleichung „Pflanzenfarbstoff = sekundärer Pflanzenstoff“ wäre deshalb botanisch zu ungenau.

Kann man Pflanzenfarbstoffe sicher an der Farbe erkennen?

Nein. Die sichtbare Farbe liefert Hinweise, ersetzt aber keine chemische Analyse.

Dafür gibt es mehrere Gründe:

Mehrere Pigmente können gleichzeitig vorkommen.
Ein Pigment kann andere Farbstoffe optisch überdecken.
Der pH-Wert kann den Farbton bestimmter Pigmente verändern.
Co-Pigmente und Metallionen können Farben beeinflussen.
Der Reifegrad kann die Pigmentzusammensetzung verändern.
Trocknung, Hitze, Licht und Lagerung können Pigmente verändern.
Zell- und Oberflächenstrukturen können den Farbeindruck beeinflussen.

Aus einer gelben, roten oder violetten Farbe sollte deshalb nicht direkt auf das Vorhandensein einer bestimmten Stoffgruppe geschlossen werden.

Warum verändern Pflanzen ihre Farbe?

Pflanzenfarben können sich während Wachstum, Reifung, Alterung oder Verarbeitung deutlich verändern.

Besonders sichtbar ist dies bei Früchten und Blättern.

Eine zunächst grüne Frucht kann beispielsweise gelb, orange, rot oder violett werden. Dabei können verschiedene Vorgänge gleichzeitig stattfinden:

Chlorophyll wird abgebaut.
bereits vorhandene andere Pigmente werden sichtbar
neue Pigmente werden gebildet
die Konzentration einzelner Farbstoffe verändert sich
Zellstruktur und chemisches Umfeld verändern sich

Auch bei Herbstblättern wird deutlich, dass sich der sichtbare Farbeindruck verändert, wenn Chlorophyll abgebaut wird und andere Pigmente stärker hervortreten.

Wie beeinflussen Verarbeitung und Lagerung Pflanzenfarben?

Natürliche Pigmente reagieren unterschiedlich empfindlich auf äussere Einflüsse.

Zu den wichtigen Faktoren gehören:

Hitze
Licht
Sauerstoff
pH-Wert
Trocknung
Lagerdauer
Zerkleinerung

Dadurch kann sich die Farbe eines getrockneten, gekochten oder gelagerten Pflanzenmaterials deutlich von der Farbe des frischen Pflanzenteils unterscheiden.

Aus der Farbe eines verarbeiteten Pflanzenrohstoffs lässt sich deshalb nicht ohne Weiteres auf den ursprünglichen Zustand der Pflanze schliessen.

Weiterführende Themen

Pflanzenfarbstoffe verbinden sichtbare Pflanzenmerkmale mit verschiedenen Bereichen des Pflanzenwissens.

Weitere Grundlagen finden Sie im Bereich Pflanzenwissen. Einzelne Pflanzenprofile finden Sie unter Pflanzen.

Fazit: Pflanzenfarbstoffe einfach eingeordnet

Pflanzenfarbstoffe sind natürliche Pigmente, die viele sichtbare Farben von Blüten, Früchten, Blättern, Samen und anderen Pflanzenteilen prägen.

Zu den wichtigsten Gruppen gehören Chlorophylle, Carotinoide, Anthocyane und Betalaine. Daneben existieren weitere farbgebende Verbindungen wie die Curcuminoide im Kurkuma-Rhizom.

Nicht alle Pflanzenfarbstoffe gehören zur gleichen Stoffklasse oder erfüllen die gleiche biologische Aufgabe. Chlorophylle und Carotinoide sind beispielsweise eng mit der Photosynthese verbunden, während Anthocyane und Betalaine andere Funktionen übernehmen.

Entscheidend ist ausserdem: Die sichtbare Farbe allein reicht nicht aus, um einen Pflanzenfarbstoff sicher zu bestimmen. Pigmentmischung, Konzentration, pH-Wert, Zellstruktur, Reifung und Verarbeitung können den Farbeindruck verändern.

Häufige Fragen zu Pflanzenfarbstoffen

Was sind Pflanzenfarbstoffe?

Pflanzenfarbstoffe sind natürliche Pigmente, die viele sichtbare Farben von Pflanzen prägen.

Welche Pflanzenfarbstoffe sind besonders bekannt?

Zu den wichtigsten Gruppen gehören Chlorophylle, Carotinoide, Anthocyane und Betalaine. Daneben gibt es weitere farbgebende Stoffgruppen wie Curcuminoide.

Warum sind viele Blätter grün?

Viele Blätter wirken grün, weil Chlorophyll den sichtbaren Farbeindruck stark prägt. Daneben enthalten grüne Blätter normalerweise auch weitere Pigmente wie Carotinoide.

Welche Farben können Carotinoide erzeugen?

Carotinoide können gelbe, orangefarbene und teilweise rote Farbtöne erzeugen oder mitprägen.

Was sind Anthocyane?

Anthocyane sind wasserlösliche Pflanzenfarbstoffe aus der Gruppe der Flavonoide. Sie können rote, violette, bläuliche und sehr dunkle Farbtöne mitprägen.

Warum können Anthocyane unterschiedliche Farben haben?

Der sichtbare Farbton hängt unter anderem vom pH-Wert, der Pigmentkonzentration, Co-Pigmenten, Metallionen und der Struktur der Pflanzenzellen ab.

Was sind Betalaine?

Betalaine sind wasserlösliche Pflanzenpigmente bestimmter Pflanzengruppen. Betacyanine erzeugen rote bis violette und Betaxanthine gelbe bis orangefarbene Farbtöne.

Kommen Anthocyane und Betalaine gemeinsam in einer Pflanze vor?

Nach heutigem Forschungsstand treten Anthocyane und Betalaine in Pflanzenarten grundsätzlich nicht gemeinsam als entsprechende Farbpigmentsysteme auf.

Sind Pflanzenfarbstoffe immer sekundäre Pflanzenstoffe?

Nein. Chlorophylle und Carotinoide besitzen grundlegende Funktionen im photosynthetischen System. Anthocyane gehören dagegen zu den Flavonoiden und damit zu den spezialisierten Pflanzenstoffen.

Ist jede gelbe Pflanzenfarbe ein Carotinoid?

Nein. Gelbe Farben können durch verschiedene Pigmente entstehen. Das Kurkuma-Rhizom ist beispielsweise gelb bis orange, wobei Curcuminoide wesentlich zur Färbung beitragen.

Warum können Pflanzen blau erscheinen?

Blaue Farbeindrücke können unter anderem durch Anthocyane in einem bestimmten chemischen Umfeld oder durch besondere optische Strukturen im Pflanzengewebe entstehen.

Kann man einen Pflanzenfarbstoff sicher an der Farbe erkennen?

Nein. Die sichtbare Farbe kann Hinweise geben, ersetzt aber keine genaue Analyse der enthaltenen Pigmente.

Warum verändern Früchte beim Reifen ihre Farbe?

Während der Reifung können Chlorophylle abgebaut, andere Pigmente sichtbar und neue Farbstoffe gebildet werden. Dadurch verändert sich der sichtbare Farbeindruck.