Барвник, отриманий з буряка, має потенціал для використання в промисловості
BeetBlue може бути природною альтернативою промисловим барвникам
Зображення: Ерік Бастос/IQ-USP
Блакитного кольору багато в небі і воді, але не серед живих організмів. У птахів це результат того, як пір’я фільтрують біле світло і відбивають синє світло, а не наявність пігменту. Серед мінералів блакитні пігменти часто містять метали, які можуть бути токсичними. У рослин це забарвлення ще рідше. Гортензії виробляють пігменти антоціани (грецькою синя квітка), які зв’язують метали і забарвлюють квіти в синій колір, але руйнуються після вилучення з рослини. Індиго, що витягується з рослин роду Індигофера і використовується для фарбування одягу, це один з небагатьох природних барвників, придатних для промислового використання. Альтернатива була представлена сьогодні (3/4) у статті в журналі Наукові досягнення: BeetBlue.
«Ми створили новий блакитний барвник із бурякового пігменту, нетоксичної та відновлюваної сировини», — каже хімік Ерік Бастос з Інституту хімії Університету Сан-Паулу (IQ-USP). Пігмент забарвлює папір, бавовняну тканину, шовкові нитки, волосся, йогурт та інші матеріали. BeetBlue виробляли з бетаніну, червоного пігменту, який міститься у великій кількості в буряках і який також у менших кількостях міститься в рожевій весняній, пітайі та амаранті. Колір з’являється тому, що пігмент відбиває червоне світло при освітленні білим світлом. «Під час бесіди з біохіміком Барбарою Фрейтас-Дорр, яка тоді була докторантом, ми зрозуміли, що структуру бетаніну можна змінити, щоб отримати нову синю молекулу. Це спрацювало з першої спроби», – каже Бастос.
«Реакція проста, — каже Бастос. «По-перше, ми очищаємо бетанін, оскільки буряковий сік містить безліч молекул». Потім ви повинні розщепити бетанін, щоб отримати беталамову кислоту, реакція з дуже низьким виходом. Потім хімічна реакція, яка триває кілька секунд, перетворює беталамову кислоту в BeetBlue (див. інфографіку).
«У роботі використовувалася елегантна та ефективна синтетична стратегія для виробництва синього барвника з природного пігменту», - каже хімік Адріана Россі з Інституту хімії Unicamp, яка не брала участі в дослідженні. «З’єднання стабільне навіть при змінах кислотності, на відміну від антоціанів і беталаїнів, класу речовин, до якого входить бетанін». Дослідник зазначає, що, на відміну від природних пігментів, BeetBlue не містить металів у своїй структурі, що зазвичай робить синтетичні барвники токсичними. Метали, присутні в антоціанах, також дуже реакційноздатні і тому змінюють колір.
Щоб перевірити, чи є BeetBlule токсичним або викликає мутації ДНК, команда USP провела тести з клітинами печінки людини, сітківкою і рибками данио (Даніо Реріо), зазвичай називають паулістінью в Бразилії. Дослідження не виявили ефектів, але їх недостатньо, щоб визначити, що речовина безпечна для споживання людиною. Для цього потрібні більш складні та дорогі тести.
Дослідник відмовився від патенту на BeetBlue. «Ця робота, заснована на багатьох молекулярних дослідженнях, також є одою фундаментальній науці в той час, коли оцінка науки дуже важлива», — каже він. «Врешті-решт успіх барвника стане демонстрацією того, що наука є першим кроком до розвитку технологічної основи суспільства». Для Бастоса розуміння того, як все працює, є основоположним для вирішення проблем, з якими стикається людство.
Дізнайтеся, як команді хіміка Еріка Бастоса з Інституту хімії Університету Сан-Паулу (IQ-USP) вдалося створити природний барвник з потенціалом для використання в промисловості:
Проекти: 1. Використання зелених розчинників та їх сумішей в оптимізації хімічних процесів (№ 14/22136-4); Тематичний проект «Модальність»; Відповідальний дослідник Омар Абу Ель Сеуд (USP); Інвестиції 2 695 151,81 R$. 2. Betalains: відносини структура-властивість (№ 16/21445-9); Режим допомоги в дослідженні – звичайний; Відповідальний дослідник Ерік Лейте Бастос (USP); Інвестиції 203 438,61 R$. 3. Фотофізична характеристика та протизапальний потенціал беталаїнів (№ 19/06391-8); Режим допомоги в дослідженні – звичайний; Відповідальний дослідник Ерік Лейте Бастос (USP); Інвестиції 188 124,81 R$. Наукова стаття: FREITAS-DÖRR, B.C. та ін. Синій хромофор без металу, отриманий з рослинних пігментів. Наукові досягнення. v. 6, eaaz0421. 3 квітня 2020 рік.
Цей текст був спочатку опублікований Pesquisa FAPESP під ліцензією Creative Commons CC-BY-NC-ND. Прочитайте оригінал.
