BeetBlue może być naturalną alternatywą dla barwników przemysłowych
Zdjęcie: Erick Bastos / IQ-USP
Kolor niebieski występuje obficie na niebie i w wodach, ale nie występuje wśród organizmów żywych. U ptaków wynika to ze sposobu, w jaki pióra filtrują światło białe i odbijają światło niebieskie, a nie z powodu obecności pigmentu. Wśród minerałów niebieskie pigmenty często zawierają metale, które mogą być toksyczne. U roślin jest to jeszcze rzadszy kolor. Hortensje wytwarzają pigmenty zwane antocyjanami (po grecku niebieski kwiat), które wiążą się z metalami i malują kwiaty na niebiesko, ale ulegają degradacji po wyekstrahowaniu z rośliny. Indygo, pozyskiwane z roślin z rodzaju Indigofera i używane do barwienia odzieży, jest jednym z nielicznych barwników pochodzenia naturalnego nadających się do użytku przemysłowego. Alternatywę zaprezentowano dzisiaj (3/4) w artykule w magazynie Science Advances : BeetBlue.
„Stworzyliśmy nowy niebieski barwnik z pigmentu buraczanego, nietoksycznego i odnawialnego surowca”, mówi chemik Erick Bastos z Instytutu Chemii Uniwersytetu w São Paulo (IQ-USP). Pigment barwi między innymi papier, tkaniny bawełniane, nici jedwabne, włosy, jogurt. BeetBlue został wyprodukowany z betaniny, czerwonego pigmentu, który występuje obficie w burakach i występuje w mniejszych ilościach także w róży wiosennej, pitaji i amarantusie. Kolor pojawia się, ponieważ pigment odbija światło czerwone, gdy jest oświetlony światłem białym. „Podczas rozmowy z biochemikiem Barbarą Freitas-Dörr, wówczas doktorantką, zdaliśmy sobie sprawę, że można zmodyfikować strukturę betaniny w celu uzyskania nowej niebieskiej cząsteczki. Udało się za pierwszym razem ”- mówi Bastos.
„Reakcja jest prosta” - mówi Bastos. „Po pierwsze, oczyściliśmy betaninę, ponieważ sok z buraków zawiera nieskończoną liczbę cząsteczek”. Następnie konieczne jest rozbicie betaniny w celu wytworzenia kwasu betalaminowego, reakcja z bardzo niską wydajnością. Następnie w wyniku reakcji chemicznej trwającej kilka sekund kwas betalaminowy zmienia się w BeetBlue ( patrz infografika ).
„W pracy wykorzystano elegancką i skuteczną strategię syntetyczną, aby wyprodukować niebieski barwnik z naturalnego pigmentu” - mówi chemik Adriana Rossi z Instytutu Chemii Unicamp, który nie brał udziału w badaniu. „Związek jest stabilny nawet przy wahaniach kwasowości, w przeciwieństwie do antocyjanów i betalain, klasy substancji zawierających betaninę”. Badaczka zwraca uwagę, że w przeciwieństwie do naturalnych pigmentów BeetBlue nie zawiera w swojej strukturze metali, co normalnie powoduje toksyczność barwników syntetycznych. Metale obecne w antocyjanach są również bardzo reaktywne i dlatego zmieniają kolor.
Aby sprawdzić, czy BeetBlule jest toksyczny lub powoduje mutacje DNA, zespół USP przeprowadził testy na ludzkich komórkach wątroby, komórkach siatkówki i danio pręgowanym ( Danio rerio ), zwanym zwykle paulistinha w Brazylii. Testy nie wykryły skutków, ale są one niewystarczające, aby stwierdzić, że substancja jest bezpieczna do spożycia przez ludzi. Wymaga to bardziej złożonych i kosztownych testów.
Badacz zrezygnował z rejestracji patentu na BeetBlue. „Ta praca, oparta na wielu badaniach molekularnych, jest także odą do nauk podstawowych w czasach, gdy docenianie nauki jest bardzo ważne” - mówi. „Ostateczny sukces barwnika będzie dowodem na to, że nauka jest pierwszym krokiem w rozwoju technologicznej bazy społeczeństwa”. Dla Bastosa zrozumienie, jak działają rzeczy, ma fundamentalne znaczenie dla rozwiązania problemów, przed którymi stoi ludzkość.
Dowiedz się, jak zespołowi chemika Ericka Bastosa z Instytutu Chemii Uniwersytetu w São Paulo (IQ-USP) udało się stworzyć naturalny barwnik, który może znaleźć zastosowanie w przemyśle:
Projekty: 1. Wykorzystanie zielonych rozpuszczalników i ich mieszanin w optymalizacji procesów chemicznych (nr 14 / 22136-4); Projekt tematyczny dotyczący modalności; Odpowiedzialny badacz Omar Abou El Seoud (USP); Inwestycja 2695151,81 R $. 2. Betalaína: relacje struktura-własność (nr 16 / 21445-9); Grant Mechanizm Research Help - Regular; Odpowiedzialny badacz Erick Leite Bastos (USP); Inwestycja 203.438,61 R $. 3. Charakterystyka fotofizyczna i właściwości przeciwzapalne betalain (nr 19 / 06391-8); Grant Mechanizm Research Help - Regular; Odpowiedzialny badacz Erick Leite Bastos (USP); Inwestycja 188124,81 R $. Artykuł naukowy: FREITAS-DÖRR, BC et al . Wolny od metali niebieski chromofor pochodzący z barwników roślinnych. Postęp naukowy. v. 6, eaaz0421. 3 kwietnia 2020.
Ten tekst został pierwotnie opublikowany przez Pesquisa FAPESP na licencji Creative Commons CC-BY-NC-ND. Przeczytaj oryginał.
