Corante azul da beterraba vermelha - químicos criam uma nova opção de pigmento mais segura
Desenvolvemos um manãtodo 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.
Atravanãs das maravilhas da química, as moléculas podem ser
reorganizadas para transformar completamente a cor.
Erick Leite Bastos , CC BY-SA
Qual éa sua cor favorita? Se vocêrespondeu azul, vocêestãoem boa companhia. O azul supera todas as outras preferaªncias de cores em todo o mundo por uma grande margem.
Nãoimporta o quanto as pessoas gostem de vaª-lo, o azul éuma cor difacil de aproveitar da natureza. Como quamico que estuda a modificação de produtos naturais para solucionar problemas tecnola³gicos, percebi que era necessa¡rio um corante azul seguro, não ta³xico e econa´mico. Então meu doutorado A estudante Barbara Freitas-Da¶rr e eu desenvolvemos um manãtodo 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 estãofortemente associado a natureza, principalmente porque se reflete no canãu e nos corpos de a¡gua. 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 microsca³pica de suas penas écapaz de filtrar a luz . Esse fena´meno fasico émuito interessante, mas difacil de adotar para aplicações comuns.
O cogumelo andigo Lactarius éum dos raros exemplos de azul da ma£e natureza.
Alan Rockerfeller / Observador de Cogumelos , CC BY-SA
As plantas raramente produzem tons de azul. Quando o fazem, seus pigmentos raramente permanecem esta¡veis ​​após a extração. O mesmo vale para os cogumelos azuis, como a tampa leitosa andigo e outras espanãcies que desenvolvem uma mancha azul quando perturbadas.
Tornando vermelho em azul
Vocaª pode se perguntar como algo vermelho pode ser transformado em algo azul. Uma abordagem émudar a maneira como suas moléculas absorvem e refletem a luz.
A luz branca que sai da sua la¢mpada contanãm um arco-aris de cores, mesmo que vocênão possa vê-las - sem o uso de um prisma. AsuperfÍcie da sua cadeira vermelha parece vermelha porque, nonívelmolecular, estãoabsorvendo todas as cores, exceto o vermelho, que érefletido e, eventualmente, atinge seus olhos.
A cor da sua cadeira mudaria de vermelho para azul se vocêmodificasse a estrutura molecular do corante, refletindo a luz azul em vez de vermelha. O segredo estãono número de a¡tomos de carbono no corante e em como eles estãoconectados.
A beterraba produz compostos químicos chamados betalaanas, que são pigmentos naturais e antioxidantes. A estrutura química das betalaanas pode ser modificada para produzir quase qualquer tonalidade. Percebemos que se aumenta¡ssemos o número de ligações duplas simples e alternadas nas moléculas de betalaana, poderaamos mudar sua cor de laranja ou magenta para azul.
Fazer corante azul com intensidade e resistência a luz adequadas édifacil, pois deve absorver a luz amarela e laranja de maneira eficiente. A solução desse problema exigia muitos ajustes moleculares.
Meu laboratório trabalha com betalains hámais de 10 anos para entender sua função na natureza e suas caracteristicas químicas únicas; portanto, levou apenas um experimento para produzir o BeetBlue. (Foram necessa¡rios mais de dois anos para otimizar o processo.)
Separamos as moléculas de betalaana usando águaalcalina com um pH de 11. Em seguida, misturamos o composto resultante, chamado a¡cido betala¢mico, com um composto quamico comercial chamado 2,4-dimetilpirrole em um vaso aberto a temperatura ambiente. BeetBlue éformado quase instantaneamente.
Como alteramos a característica ligação química carbono-nitrogaªnio das betalaanas em uma ligação carbono-carbono, o BeetBlue éuma nova classe de corantes pseudo-naturais que chamamos de quase-betalains.
Colora sua vida de azul
A santese química do BeetBlue érápida e muito simples. De fato, étão simples que qualquer um pode fazaª-lo se todos os produtos químicos estiverem disponaveis.
O BeetBlue se dissolve facilmente em águae outros solventes, mantanãm sua cor em soluções a¡cidas e neutras e pode fornecer uma alternativa aos caros corantes azuis que geralmente contem metais ta³xicos , o que limita o escopo de suas aplicações.
Os embriaµes vivos de peixe-zebra, bem como as células humanas cultivadas, não foram afetadas pelo BeetBlue. Embora sejam necessa¡rias mais experiências para garantir a segurança do consumo humano, talvez vocêpossa pintar o cabelo, personalizar suas roupas ou colorir sua comida no futuro usando um corante feito de beterraba.
Este trabalho mostra a importa¢ncia da ciência ba¡sica para o desenvolvimento de aplicações tecnologiicas. Nãopatenteamos o BeetBlue. Queremos que as pessoas o usem livremente e entendam, interagindo com a natureza de uma maneira diferente e sustenta¡vel, o futuro pode ser brilhante.
Erick Leite Bastos
Professor Associado de Química, Universidade de Sa£o Paulo