panacea.pl

:: Rośliny barwierskie w grupie roślin leczniczych i kosmetycznych
Panacea Nr 4 (25), październik - grudzień 2008, strony: 8-10


Rośliny barwierskie w grupie roślin leczniczych i kosmetycznych

Paradoksalne jest to, że rośliny barwierskie (zawierające barwniki) bardziej są znane ludziom ze swych właściwości leczniczych, z przydatności w kosmetyce czy w kuchni niż z zastosowania w farbiarstwie… To ostatnie jest wiedzą zamykającą się raczej w pewnym kręgu, na pewno nie powszechną, raczej specjalistyczną. W Chinach, 3 tysiące lat p.n.e., barwieniem tkanin zajmowało się wielu rzemieślników. Otrzymanie właściwej barwy było nie lada sztuką, której tajemnicy dobrze strzeżono i przekazywano z pokolenia na pokolenie. Grecki fizyk i botanik Dioskorides (I w. n.e.) zebrał i opisał znane podówczas rośliny barwierskie, opatrując je rysunkami. W średniowieczu powstał traktat o możliwościach uprawy roślin barwierskich na terenie Europy. Posiadano pożyteczną, praktyczną wiedzę dotyczącą rozdzielania kolorów – na żółty, niebieski i czerwony – oraz komponowania mieszanin, co również umożliwiało otrzymywanie wielu kolorów i ich odcieni. Barwniki roślinne z indygowca barwierskiego Indigofera tinctoria i marzany barwierskiej Rubia tinctorum były znane w Indiach już 2500 lat p.n.e. Podobnie w starożytnym Egipcie i w Azji Mniejszej oraz w krajach śródziemnomorskich od dawien dawna wykorzystywano pewne rośliny i zwierzęta (owady) do barwienia tkanin. Za najważniejszy uznawano wówczas barwnik czerwony alkermes, otrzymywany z owada – czerwca Coccus ilicis (czerwce Coccina, rodzina misecznikowate Lecaniidae). Popularną wówczas i tanią była farba zawierająca alizarynę, którą pozyskiwano z marzany barwierskiej. Kłącze tej rośliny wytrawiano związkami alkalicznymi, przy czym barwnik ten można też otrzymać z korzenia rośliny. Najwyżej ceniono tzw. laki, nierozpuszczalne w wodzie sole glinowo-wapniowe alizaryny. Zależnie od chemicznych kombinacji otrzymywano różne kolory farb – czerwony brązowy, ciemnoniebieski, nawet zielonobłękitny. Powszechnie znano i stosowano wywar z korzenia alkanny barwierskiej Lawsonia (Alcanna) tinctoria o barwie czerwonej. Zmieszany z tłuszczem, służył jako kosmetyk (szminka), przy czym barwiono nim zarówno wyroby tkackie, jak i maści. Barwnik o odcieniu czerwonym pozyskiwano z suszonych liści orselki barwierskiej Rocella tinctoria – surowiec dla tej farby, o zmiennej barwie. Zgniatano ziele, następnie poddawano je fermentacji. Świeży roztwór barwnika był czarny, po pewnym czasie przyjmował barwę niebieską, w końcu zieloną. Pigment ten łączono z barwnikiem pozyskiwanym z marzany barwierskiej tak, aby uzyskać farbę o odcieniu purpurowym. Suszone znamiona Stigma Croci siccum z kwiatów szafranu siewnego Crocus sativus dostarczały barwnika pomarańczowożółtego. Żółcień ługowano również z suszonych kwiatów krokoszu barwierskiego Carthamnus tinctorius, kłączy lotosu orzechodajnego Nelumbo nucifera, niedojrzałych jagód niektórych roślin, naowocni (perykarpu) owocu granatu Punica granatum, a także z łodyg rezedy żółtawej Reseda luteola. Przypuszcza się, że w tym celu stosowano również wyciąg z kwiatów janowca barwierskiego Genista tinctoria i z innych gatunków tego rodzaju, a także ze znanej rośliny leczniczej żarnowca miotlastego Sarothamnus scoparius. Niebieski barwnik pozyskiwano z liści i korzeni indygowca barwierskiego Indigofera tinctoria oraz z liści wschodniego gatunku heliotropu Heliotropum europaeum. O uprawie i wykorzystywaniu roślin barwierskich informuje dzieło Capitulare de villis, czyli Rozporządzenie o posiadłościach wiejskich, pochodzące z epoki Karola Wielkiego. Król Akwitanii Ludwik Pobożny zalecał w 795 roku stosowanie do farbowania wełny barwników z urzetu barwierskiego Isatis sativa i marzany barwierskiej Rubia tinctorum.

Współczesne zastosowania
Obecnie z wielu niegdyś powszechnie znanych barwników roślinnych stosuje się tylko nieliczne. Wykorzystanie roślin jako podstawowego źródła surowcowego barwników zastało bowiem zahamowane z chwilą odkrycia syntezy mocznika, czego dokonał niemiecki lekarz i chemik Friedrich Wöhler w roku 1828. Nastąpił dynamiczny postęp technologiczny w tej dziedzinie, stanowiąc istotną przyczynę rozwoju tej gałęzi przemysłu chemicznego. Dokonano syntezy bardzo wielu związków, w tym również licznych substancji o właściwościach barwierskich, które z powodzeniem zastępują naturalne ekstrakty roślinne. Pierwszy barwnik syntetyczny otrzymano w 1856 r. Stały się one w krótkim czasie zarówno łatwiejsze do otrzymywania, jak i znacznie tańsze od naturalnych. Również proces farbowania tkanin okazał się znacznie mniej pracochłonny. W efekcie bardziej konkurencyjnych, dynamicznie rozwijających się w wielu krajach laboratoryjnych technologii przemysłowych, związanych zwłaszcza z przemysłem włókienniczym, naturalne pigmenty i metody ich pozyskiwania, wraz ze sztuką barwienia tkanin, poszły niemal całkowicie w zapomnienie.

W Szkocji i w Irlandii do dziś zachowano tradycyjne farbiarstwo barwnikami naturalnego pochodzenia. Niektóre tweedy farbuje się, stosując jako surowce plechy porostów (Lichenomycota).

Także w krajach skandynawskich farbowanie tkanin barwnikami roślinnymi weszło na trwałe do tradycji narodowej. W ostatnich latach – charakteryzujących się odrodzeniem ziołolecznictwa i wzmożonym zainteresowaniem surowcami naturalnego pochodzenia oraz ich wykorzystaniem w gospodarstwie domowym i w przemyśle – można również w Europie środkowej dostrzec pewien nawrót do naturalnych źródeł pozyskiwania barwników, czyli roślin i zwierząt oraz minerałów, a także tradycyjnych metod barwienia, głównie tkanin.

Barwniki i barwiki
Barwnikami nazywamy substancje chemiczne pochodzące z ekstrakcji surowców naturalnych. Dla odróżnienia stosujemy nazwę barwiki dla chemicznych substancji, uzyskanych na drodze syntezy laboratoryjnej. Barwiki uważane są za bardziej odpowiednie pod względem podstawowych właściwości i trwałości – do produkcji barwnych materiałów. Stosując ściśle określone proporcje, można uzyskać zawsze identyczną barwę. Taki efekt jest trudny do osiągnięcia w przypadku barwników roślinnych. Wiąże się to przede wszystkim z cechami fizykochemicznymi barwnika naturalnego, zwłaszcza roślinnego. Barwniki nie wykazują stałych właściwości w ciągu całego życia rośliny, lecz podlegają wpływom zewnętrznym, zwłaszcza abiotycznych, siedliskowych czynników ekologicznych, panujących w ich otoczeniu życiowym. Podlegają więc różnym modyfikacjom, kształtowaniu przez wiele egzogennych czynników ekologicznych, działających w ciągu całego życia rośliny. Do takich czynników należą specyfika autekologiczna i struktura genetyczna oraz biochemiczna danego gatunku barwierskiego, a z czynników zewnętrznych – intensywność jej nasłonecznienia (heliofit, mesoheliofit, skijofit = sciaphil) i długość trwania ekspozycji na światło w okresie wegetacji („roślina dnia krótkiego” lub „roślina dnia długiego”), ponadto termin zbioru surowca, faza rozwoju osobniczego czy stan zaawansowania dojrzałości wegetatywnej. Bardzo istotne są również przyczyny niezwiązane bezpośrednio z samą rośliną i jej indywidualnymi właściwościami. Do takich należą skład chemiczny wody użytej do farbowania, rodzaj materiału, naczynie użyte do farbowania (np. z żelaza, miedzi czy aluminium), także zastosowana zaprawa i długość czasu trwania procesu farbowania. Każdy z wymienionych czynników może również wpłynąć na zmianę koloru farbowanego obiektu (tkaniny, wełny, włosów).

Barwniki roślinne, przeniesione na tkaninę, dają głębię i czystość koloru. Wielkiego bogactwa odcieni oraz ich niepowtarzalności nie są w stanie zastąpić nawet najlepsze barwiki chemiczne.

Barwniki roślin są najczęściej blisko spokrewnione pod względem chemicznym z wytwarzanymi wewnątrz organizmu roślinnego (endogenicznie w procesie naturalnej ich syntezy biochemicznej) substancjami organicznymi: flawonoidami, antocyjanami, antrachinonami, karotenoidami czy naftochinonami. Czasami należą wprost do tych substancji.

Flawonoidy
to substancje roślinne o charakterze barwników, pochodne chromu. Najczęściej są żółtymi ciałami stałymi. Ogólną ich cechą jest rozpuszczalność w substancjach alkalicznych i wytwarzanie żółtego zabarwienia. Występują pospolicie i są rozpowszechnione głównie wśród roślin nasiennych Spermatophyta, a z nich w obrębie bardzo licznej grupy roślin kwiatowych Anthophyta. Znacznie rzadziej występują u innych gatunków naczyniowych Tracheophyta, tj. u roślin zarodnikowych - paprotników Pteridophyta (widłakowe, skrzypowe, paprociowe), głównie u niektórych gatunków paproci Filices. Stosunkowo rzadko są spotykane u plechowców Thallophyta, tj. bakterii Bacteriophyta i glonów Algae oraz mszaków Bryophyta, także podkrólestwa grzybów Mycota, wraz ze śluzowcami Myxopmycota i porostami Lichenomycota. Flawonoidy najczęściej występują jako żółte barwniki w soku komórkowym kwiatów i liści, rzadziej w owocach, korzeniach i kłączach oraz w drewnie i nasionach. Niekiedy krystalizują w komórkach skórki, jak np. hesperydyna w naowocni (Pericarpium) pomarańczy gorzkiej Citrus aurantium, w liściach przytulii pospolitej Galium mollugo lub we włoskach okrywających na liściach dziewanny Verbascum sp. div.

Antocyjany
to wielofenolowe barwniki roślinne – czerwone, niebieskie lub fioletowe. Występują w kwiatach i owocach, często również w liściach lub łodygach, rzadziej w korzeniach czy drewnie. Powszechnie występują w organach wielu gatunków roślin kwiatowych i paprotników oraz mchów Bryopsida (mszaki Bryophyta). Są substancjami rozpuszczalnymi w wodzie. Mają barwę różową, niebieską, fioletową lub czerwoną, w różnych odcieniach.

Pochodne antracenu
występują w postaci utlenionej (antrachinony) lub na niższych stopniach utlenienia (antrony, antranole) oraz w postaci związków dimerycznych (diantrony). Są to substancje stałe, o barwie czerwonej lub pomarańczowej, rzadziej żółtej. Często występują w roślinach zarodnikowych, „niższych” (glony i inne), a także u grzybów Mycota. Rzadko notowane są u mszaków i paprotników oraz u roślin nagozalążkowych Pinophyta (=Gymnospermae). W roślinach kwiatowych spotykane są głównie u przedstawicieli takich rodzin botanicznych, jak marzanowate Rubiaceae, liliowate Liliaceae, szakłakowate Rhamnaceae, rdestowate Polygonaceae oraz bobowate Fabaceae (Leguminosae= Papilionaceae).

Karotenoidy
należą do grupy tetraterpenów. Są to najczęściej barwniki żółte lub pomarańczowe, niekiedy fioletowe. Występują zwykle w chromoplastach lub współwystępują z chlorofilami w chloroplastach. Związki z grupą tlenową to ksantofile, zaliczane do karotenoidów. Są barwnikami kwiatów, owoców i nasion. Spotykamy je u przedstawicieli różnych grup roślinnych (gromad) – bakterii, glonów, paprotników i roślin kwiatowych.

Naftochinony
występują głównie w drewniejących organach roślin – łodygach, gałęziach i korzeniach oraz w owocniach owoców. Są to barwniki żółte lub czerwone, spotykane przede wszystkim u roślin nasiennych Spermatophyta.

prof. dr hab. Krzysztof Jędrzejko
- Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach




adres tego artykułu: https://panacea.pl/articles.php?id=2502