BeetBlue kan være et naturlig alternativ til industrielle fargestoffer
Bilde: Erick Bastos / IQ-USP
Fargen blå er rikelig på himmelen og i vannet, men ikke blant levende organismer. Hos fugler er det resultatet av måten fjærene filtrerer hvitt lys og reflekterer blått lys, ikke på grunn av tilstedeværelsen av pigment. Blant mineraler inneholder blå pigmenter ofte metaller som kan være giftige. Hos planter er det en enda sjeldnere farge. Hortensiaer produserer pigmenter som kalles anthocyaniner (blå blomst, på gresk), som binder seg til metaller og maler blomster blå, men brytes ned når de først er ekstrahert fra planten. Indigo, hentet fra planter av slekten Indigofera og brukt til å fargelegge klær, er en av få fargestoffer av naturlig opprinnelse som er egnet for industriell bruk. Et alternativ ble presentert i dag (3/4) i en artikkel i Science Advances- magasinet : BeetBlue.
"Vi skapte et nytt blått fargestoff fra rødbeterpigment, et giftfritt og fornybart råmateriale", sier kjemiker Erick Bastos, fra Chemistry Institute ved University of São Paulo (IQ-USP). Pigmentet farger blant annet papir, bomullsstoff, silketråder, hår, yoghurt. BeetBlue ble produsert av betanin, et rødt pigment som er rikelig med rødbeter og som finnes i mindre mengder også i vårrosa, i pitaya og amarant. Fargen vises fordi pigmentet reflekterer rødt lys når det lyses opp med hvitt lys. “Under en samtale med biokjemikeren Barbara Freitas-Dörr, den gang doktorgradsstudent, innså vi at strukturen til betanin kunne modifiseres for å oppnå et nytt blå molekyl. Det fungerte første gang, sier Bastos.
"Reaksjonen er enkel," sier Bastos. "Først renset vi betanin fordi rødbetejuicen inneholder et uendelig antall molekyler." Deretter er det nødvendig å bryte betaninen for å produsere betalaminsyren, en reaksjon med veldig lavt utbytte. Deretter gjør en kjemisk reaksjon som varer noen sekunder betalaminsyren til BeetBlue ( se infografikk ).
"Arbeidet brukte en elegant og effektiv syntetisk strategi for å produsere et blått fargestoff fra naturlig pigment," sier kjemiker Adriana Rossi, fra Unicamp's Chemistry Institute, som ikke deltok i studien. "Forbindelsen er stabil selv med variasjoner i surhet, i motsetning til antocyaniner og betalainer, en klasse stoffer hvor betanin er inkludert." Forskeren påpeker at, i motsetning til naturlige pigmenter, inneholder BeetBlue ikke metaller i strukturen, noe som vanligvis gjør syntetiske fargestoffer giftige. Metallene som finnes i antocyaniner er også veldig reaktive og endrer derfor farge.
For å sjekke om BeetBlule er giftig eller forårsaker DNA-mutasjoner, utførte USP-teamet tester med humane leverceller, netthinnen og sebrafisk ( Danio rerio ), vanligvis kalt paulistinha i Brasil. Testene oppdaget ikke effekter, men er utilstrekkelige til å fastslå at stoffet er trygt for konsum. Dette krever mer komplekse og dyre tester.
Forskeren ga opp registreringen av et patent på BeetBlue. "Dette arbeidet, basert på mye molekylærstudier, er også en ode til grunnleggende vitenskap i en tid da verdsettelse av vitenskap er veldig viktig," sier han. "Fargestoffets endelige suksess vil være en demonstrasjon av at vitenskap er det første trinnet i å utvikle den teknologiske basen i samfunnet." For Bastos er det grunnleggende å forstå hvordan ting fungerer, for å løse problemene menneskeheten står overfor.
Finn ut hvordan kjemikeren Erick Bastos, fra Chemistry Institute of the University of São Paulo (IQ-USP), klarte å lage et naturlig fargestoff med potensiale for bruk i industrien:
Prosjekter: 1. Bruk av grønne løsningsmidler og deres blandinger ved optimalisering av kjemiske prosesser (nº 14 / 22136-4); Modality Thematic Project; Ansvarlig forsker Omar Abou El Seoud (USP); Investering R $ 2,695,151,81. 2. Betalaína: struktur-eiendomsrelasjoner (nº 16 / 21445-9); Grant Mechanism Research Aid - Regular; Ansvarlig forsker Erick Leite Bastos (USP); Investering R $ 203,438.61. 3. Fotofysisk karakterisering og betennelsesdempende potensial hos betalains (nº 19 / 06391-8); Grant Mechanism Research Aid - Regular; Ansvarlig forsker Erick Leite Bastos (USP); Investering R $ 188,124.81. Vitenskapelig artikkel: FREITAS-DÖRR, BC et al . En metallfri blå kromofor avledet fra plantepigmenter. Vitenskapelige fremskritt. v. 6, eaaz0421. 3. apr 2020.
Denne teksten ble opprinnelig publisert av Pesquisa FAPESP under Creative Commons-lisensen CC-BY-NC-ND. Les originalen.
