Opinião

Corante azul da beterraba vermelha - químicos criam uma nova opção de pigmento mais segura
Desenvolvemos um método para converter os pigmentos de beterraba vermelha em um composto azul que pode ser usado em uma ampla gama de aplicações. Chamamos isso de BeetBlue.
Por Erick Leite Bastos - 03/04/2020



Através das maravilhas da química, as moléculas podem ser
reorganizadas para transformar completamente a cor.
Erick Leite Bastos , CC BY-SA

Qual é a sua cor favorita? Se você respondeu azul, você está em boa companhia. O azul supera todas as outras preferências de cores em todo o mundo por uma grande margem.

Não importa o quanto as pessoas gostem de vê-lo, o azul é uma cor difícil de aproveitar da natureza. Como químico que estuda a modificação de produtos naturais para solucionar problemas tecnológicos, percebi que era necessário um corante azul seguro, não tóxico e econômico. Então meu doutorado A estudante Barbara Freitas-Dörr e eu desenvolvemos um método para converter os pigmentos de beterraba vermelha em um composto azul que pode ser usado em uma ampla gama de aplicações. Chamamos isso de BeetBlue.

Fontes naturais de azul

O azul está fortemente associado à natureza, principalmente porque se reflete no céu e nos corpos de água. Mas comparado a outras cores, pigmentos azuis não são comumente encontrados em organismos vivos.

As penas de muitas aves são azuis, não porque produzem um pigmento, mas porque a estrutura microscópica de suas penas é capaz de filtrar a luz . Esse fenômeno físico é muito interessante, mas difícil de adotar para aplicações comuns.

O cogumelo índigo Lactarius é um dos raros exemplos de azul da mãe natureza.
Alan Rockerfeller / Observador de Cogumelos , CC BY-SA

As plantas raramente produzem tons de azul. Quando o fazem, seus pigmentos raramente permanecem estáveis ​​após a extração. O mesmo vale para os cogumelos azuis, como a tampa leitosa índigo e outras espécies que desenvolvem uma mancha azul quando perturbadas.

Tornando vermelho em azul

Você pode se perguntar como algo vermelho pode ser transformado em algo azul. Uma abordagem é mudar a maneira como suas moléculas absorvem e refletem a luz.

A luz branca que sai da sua lâmpada contém um arco-íris de cores, mesmo que você não possa vê-las - sem o uso de um prisma. A superfície da sua cadeira vermelha parece vermelha porque, no nível molecular, está absorvendo todas as cores, exceto o vermelho, que é refletido e, eventualmente, atinge seus olhos.

A cor da sua cadeira mudaria de vermelho para azul se você modificasse a estrutura molecular do corante, refletindo a luz azul em vez de vermelha. O segredo está no número de átomos de carbono no corante e em como eles estão conectados.

A beterraba produz compostos químicos chamados betalaínas, que são pigmentos naturais e antioxidantes. A estrutura química das betalaínas pode ser modificada para produzir quase qualquer tonalidade. Percebemos que se aumentássemos o número de ligações duplas simples e alternadas nas moléculas de betalaína, poderíamos mudar sua cor de laranja ou magenta para azul.

Fazer corante azul com intensidade e resistência à luz adequadas é difícil, pois deve absorver a luz amarela e laranja de maneira eficiente. A solução desse problema exigia muitos ajustes moleculares.

Meu laboratório trabalha com betalains há mais de 10 anos para entender sua função na natureza e suas características químicas únicas; portanto, levou apenas um experimento para produzir o BeetBlue. (Foram necessários mais de dois anos para otimizar o processo.)

Separamos as moléculas de betalaína usando água alcalina com um pH de 11. Em seguida, misturamos o composto resultante, chamado ácido betalâmico, com um composto químico comercial chamado 2,4-dimetilpirrole em um vaso aberto à temperatura ambiente. BeetBlue é formado quase instantaneamente.

Como alteramos a característica ligação química carbono-nitrogênio das betalaínas em uma ligação carbono-carbono, o BeetBlue é uma nova classe de corantes pseudo-naturais que chamamos de quase-betalains.

Colora sua vida de azul

A síntese química do BeetBlue é rápida e muito simples. De fato, é tão simples que qualquer um pode fazê-lo se todos os produtos químicos estiverem disponíveis.

O BeetBlue se dissolve facilmente em água e outros solventes, mantém sua cor em soluções ácidas e neutras e pode fornecer uma alternativa aos caros corantes azuis que geralmente contêm metais tóxicos , o que limita o escopo de suas aplicações.

Os embriões vivos de peixe-zebra, bem como as células humanas cultivadas, não foram afetadas pelo BeetBlue. Embora sejam necessárias mais experiências para garantir a segurança do consumo humano, talvez você possa pintar o cabelo, personalizar suas roupas ou colorir sua comida no futuro usando um corante feito de beterraba.

Este trabalho mostra a importância da ciência básica para o desenvolvimento de aplicações tecnológicas. Não patenteamos o BeetBlue. Queremos que as pessoas o usem livremente e entendam, interagindo com a natureza de uma maneira diferente e sustentável, o futuro pode ser brilhante.


Erick Leite Bastos
Professor Associado de Química, Universidade de São Paulo

 

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