BeetBlue kan være et naturligt alternativ til industrielle farvestoffer
Billede: Erick Bastos / IQ-USP
Farven blå er rigelig på himlen og i vandet, men ikke blandt levende organismer. Hos fugle er det resultatet af den måde, fjerene filtrerer hvidt lys på og reflekterer blåt lys, ikke på grund af tilstedeværelsen af pigment. Blandt mineraler indeholder blå pigmenter ofte metaller, der kan være giftige. I planter er det en endnu sjældnere farve. Hortensiaer producerer pigmenter kaldet anthocyaniner (blå blomst, på græsk), som binder til metaller og maler blomster blå, men nedbrydes, når de først er ekstraheret fra planten. Indigo, ekstraheret fra planter af slægten Indigofera og bruges til at farve tøj, er et af de få farvestoffer af naturlig oprindelse, der er egnede til industriel brug. Et alternativ blev præsenteret i dag (3/4) i en artikel i tidsskriftet Science Advances : BeetBlue.
"Vi skabte et nyt blåt farvestof fra roepigment, et ikke-giftigt og vedvarende råmateriale", siger kemiker Erick Bastos fra Chemistry Institute ved University of São Paulo (IQ-USP). Pigmentet farver papir, bomuldsstof, silketråde, hår, yoghurt, blandt andre materialer. BeetBlue blev produceret af betanin, et rødt pigment, der er rigeligt med rødbeder, og som findes i mindre mængder også i foråret lyserød, i pitaia og amaranth. Farven vises, fordi pigmentet reflekterer rødt lys, når det belyses med hvidt lys. ”Under en samtale med biokemiker Barbara Freitas-Dörr, dengang en doktorand, indså vi, at strukturen af betanin kunne ændres for at opnå et nyt blåt molekyle. Det fungerede første gang, ”siger Bastos.
”Reaktionen er enkel,” siger Bastos. "Først rensede vi bethanin, fordi roesaften indeholder et uendeligt antal molekyler." Derefter er det nødvendigt at bryde betaninen for at producere betalaminsyren, en reaktion med meget lavt udbytte. Derefter forvandler en kemisk reaktion, der varer et par sekunder, betalaminsyren til BeetBlue ( se infografik ).
”Arbejdet brugte en elegant og effektiv syntetisk strategi til at fremstille et blåt farvestof fra naturligt pigment,” siger kemiker Adriana Rossi fra Unicamp's Chemistry Institute, der ikke deltog i undersøgelsen. ”Forbindelsen er stabil, selv med variationer i surhed, i modsætning til anthocyaniner og betalains, en klasse af stoffer, hvori betanin er inkluderet.” Forskeren påpeger, at i modsætning til naturlige pigmenter ikke BeetBlue indeholder metaller i sin struktur, hvilket normalt gør syntetiske farvestoffer giftige. Metallerne i anthocyaniner er også meget reaktive og ændrer derfor farve.
For at kontrollere, om BeetBlule er giftigt eller forårsager DNA-mutationer, udførte USP-teamet tests med humane leverceller, nethindeceller og zebrafisk ( Danio rerio ), der normalt kaldes paulistinha i Brasilien. Testene påviste ikke effekter, men de er utilstrækkelige til at bestemme, at stoffet er sikkert til konsum. Dette kræver mere komplekse og dyre tests.
Forskeren opgav at registrere et patent på BeetBlue. "Dette arbejde, der er baseret på en masse molekylære undersøgelser, er også en ode til grundlæggende videnskab på et tidspunkt, hvor det er meget vigtigt at værdsætte videnskab," siger han. "Farvestoffets eventuelle succes vil være en demonstration af, at videnskab er det første skridt i at udvikle den teknologiske base i samfundet." For Bastos er det grundlæggende at forstå, hvordan ting fungerer, for at løse de problemer, som menneskeheden står over for.
Find ud af, hvordan kemikerholdet Erick Bastos fra Chemistry Institute ved University of São Paulo (IQ-USP) formåede at skabe et naturligt farvestof med potentiale til brug i industrien:
Projekter: 1. Brug af grønne opløsningsmidler og deres blandinger til optimering af kemiske processer (nr. 14 / 22136-4); Tematisk projekt for modalitet; Ansvarlig forsker Omar Abou El Seoud (USP); Investering R $ 2.695.151,81. 2. Betalaína: struktur-ejendomsforhold (nr. 16 / 21445-9); Forskningsstøtte til tilskudsmekanisme - regelmæssig; Ansvarlig forsker Erick Leite Bastos (USP); Investering R $ 203.438,61. 3. Fotofysisk karakterisering og antiinflammatorisk potentiale hos betalains (nº 19 / 06391-8); Forskningsstøtte til tilskudsmekanisme - Regelmæssig; Ansvarlig forsker Erick Leite Bastos (USP); Investering R $ 188.124,81. Videnskabelig artikel: FREITAS-DÖRR, BC et al . En metalfri blå kromofor afledt af plantepigmenter. Videnskabelige fremskridt. v. 6, eaaz0421. 3. apr 2020.
Denne tekst blev oprindeligt udgivet af Pesquisa FAPESP under Creative Commons CC-BY-NC-ND licens. Læs originalen.
