RU2644178C1 - Способ получения пигментов для натуральных красок - Google Patents
Способ получения пигментов для натуральных красок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644178C1 RU2644178C1 RU2016146179A RU2016146179A RU2644178C1 RU 2644178 C1 RU2644178 C1 RU 2644178C1 RU 2016146179 A RU2016146179 A RU 2016146179A RU 2016146179 A RU2016146179 A RU 2016146179A RU 2644178 C1 RU2644178 C1 RU 2644178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clay
- anthocyanins
- drying
- carried out
- anthocyanin
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B61/00—Dyes of natural origin prepared from natural sources, e.g. vegetable sources
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/40—Compounds of aluminium
- C09C1/42—Clays
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cosmetics (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения пигментов для натуральных красок, которые могут быть использованы в косметике и в пищевой промышленности. Способ включает подготовку глины, выделение антоцианов, интеркалирование антоцианов в глину, отделение осадка и высушивание. Выделение антоцианов ведут экстракцией 0,1 М водным раствором соляной кислоты до концентрации порядка 0,5 мас.% в пересчете на цианидин-3-глюкозид. Подготовку глины осуществляют обработкой 1 М раствором соляной кислоты, отмучиванием 0,1 М раствором соляной кислоты, центрифугированием и сушкой при 50°С. Интеркалирование ведут при перемешивании экстракта антоцианов с глиной в массовом соотношении от 1:100 до 1:10000 30 мин при комнатной температуре. Сушку осадка ведут при температуре не выше 35°С. Изобретение обеспечивает 95%-ную сохранность антоцианов в составе интеркалатов после года хранения с использованием простой технологии и доступных веществ. 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения красящих пигментов на основе экологически чистых ингредиентов в виде интеркалатов антоцианов с глинами, которые могут быть использованы для приготовления экологически чистых и безвредных красок: для живописи (особенно для детей), красок холи, красок для аквагрима, натуральной косметики, красок для пищевой промышленности и т.п.
Интеркалаты – это соединения включения, образующиеся в результате обратимой реакции внедрения (интеркалации) каких-либо реагентов в межслоевое пространство кристаллических веществ со слоистым типом структуры. Веществом-"хозяином" в интеркалатах могут быть графит, природные глины и др., "гостем" - атомы металлов или молекулы, разделенные элементами структуры хозяина. В ходе интеркалации сохраняется целостность кристаллической структуры хозяина, наблюдается лишь некоторое увеличение межслоевого расстояния и параметров решетки [http://m-protect.ru/wiki/index.php?title=%D0%98%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%8B].
Краски для лица и тела, также как и пищевые, должны быть изготовлены из натуральных компонентов, поэтому они должны быть абсолютно безвредны и не должны вызывать никакой аллергической реакции. Именно такими веществами являются составные части предлагаемых красящих пигментов на основе экологически чистых ингредиентов: глин и антоцианов.
В качестве «хозяина» при получении интеркалатов может быть использована любая бентонитовая глина. Монтмориллонит - главный глинистый минерал бентонитовой глины - слоистый алюмосиликат гидрофилен, с водой образует очень устойчивые суспензии и вязкую тестообразную массу, набухает в воде иногда до 10—20-кратного увеличения в объеме. Благодаря этим свойствам монтмориллонита для бентонита характерны высокая дисперсность; сильная набухаемость в воде; высокая водопоглощаемость; клейкость и высокая связующая способность; высокая пластичность, сорбционная способность. [http://bibliotekar.ru/spravochnik-181-enciklopedia-tehniki/246.htm].
Важной особенностью природных глин является то, что они являются полиминеральной смесью, включающей слоистые минералы с отрицательным зарядом пакетов. Такие минералы способны к катионному обмену, а в катионный обмен могут вступать и органические катионы, например такие, как антоцианы. При этом возможно образование интеркалатов. Антоцианы обеспечивают окраску цветков, плодов и других частей растений в цвета от алого до фиолетового. Разнообразная окраска антоцианов обуславливается и их чувствительностью к pH. В кислой среде (pH<3) антоцианы существуют в виде флавилиевых солей, окрашенных в разные оттенки красного цвета. При повышении pH до 4-5 происходит присоединение гидроксид-иона с образованием бесцветного псевдооснования. При дальнейшем повышении pH до 6-7 происходит отщепление воды с образованием хиноидной формы, которая, в свою очередь, при pH 7-8 отщепляет протон с образованием фенолята. Последние две формы в зависимости строения антоцианов могут быть окрашены в зеленые, синие, серые, желтые и другие цвета (Фиг.1).
Интеркалация в глину способствует увеличению стабильности лабильных соединений, к которым относятся и антоцианы. Это позволяет рассчитывать на то, что интеркалаты антоцианов могут быть использованы в качестве экологически безвредных пигментов для приготовления красок для пищевой промышленности, красок для детского творчества и как колоранты для фармацевтических и косметических товаров.
Из уровня техники известен способ получения красок в виде интеркалатов с синтетическими красителями, включающий обработку глинистой суспензии продуктами конденсации фенолов с формальдегидом и ароматическими или алифатическими аминами, взятых в молярном соотношении 1+2:1+4;1+2 соответственно, осаждение прямых и/или кислотных красителей и фильтрацию (Авторское свидетельство 509630 от 11.08.1976).
Недостатком способа, указанного в Авторском свидетельстве, является обработка глинистой суспензии в агрессивной среде и использование прямых и/или кислотных красителей.
Известен способ получения пигментов на основе глин, включающий последовательную обработку глинистых материалов солями четвертичных аммониевых оснований анилиноформальдегидных смол и прямыми или кислотными красителями, где в качестве глинистого материала применяют искусственный фтормонтмориллонит (Авторское свидетельство № 510494 от 15.04.1976).
Недостатком этого способа является использование искусственного фтормонтмориллонита, его обработка в агрессивной среде и использование прямых и/или кислотных красителей.
В вышеуказанных примерах используются синтетические красители, относящиеся ко второму и третьему классам опасности, в результате чего указанные интеркалаты не могут быть использованы для приготовления экологически чистых и безвредных красок.
Из литературных данных известен способ получения красок в виде интеркалатов на основе монтмориллонитовой глины и красителя, полученного из неочищенного водного экстракта «ямайских» цветов [From Zeolites to Porpus MOF Materials – the 40 Anniversary of International ZooliteConference]. В этом способе экстракт растения, не очищенный от растительной матрицы, сушится при 90°С в течение 12 часов.
Недостатками являются: присутствие растительной матрицы, что не позволяет получать устойчивые и яркие цвета пигментов для красок; а также высокая температура сушки, т.к. сушка при температуре 90°С в течение 12 часов приводит к полному разрушению антоцианов.
Из литературных данных известен выбранный за прототип способ получения интеркалата монтморрилонитовой глины с антоциановым коммерческим порошком ВС-120, для стабилизации природных антоцианов методом интеркаляции [Stabilization of natural anthocyanin by intercalation into montmorillonite, Applied Clay Science 42 (2009) 519-523], включающий: подготовку глины, выделение антоцианов из порошка ВС-120 для чего раствор указанного порошка, растворенный в 5% водном растворе муравьиной кислоты, трижды пропускают через колонку со смолой ХAD, осаждение очищенного антоцианового красителя путем смешивания концентрированного элюата с избыточным количеством диэтилового эфира и сушку осадка, интеркалирование путем смешивания раствора заданного количества высушенного антоцианового красителя в 2 мл метанола и 100 мл 5%-ного водного раствора муравьиной кислоты с рН 2,5 с монтмориллонитовой глиной и выдерживания в темноте в течение 24 часов, фильтрование полученного осадка и сушку при 80°С.
Антоцианы, интеркалированные по способу-прототипу в монтмориллонитовую глину, показали достаточную стабилизацию окраски в щелочной среде при рН 11 в течение 2-х часов и при облучении видимым светом по сравнению с антоциановым красителем, осажденным на синтетическую ненабухающую слюду и окись кремния.
Недостатком является использование сложного аппаратурного оформления, токсичных веществ (метанол), высокая температура сушки полученного интеркалата, при которой возможно разложение антоциана, а также использование коммерческого антоциансодержащего порошка, что требует дополнительных стадий очистки.
Задачей предложенного изобретения является расширение арсенала способов получения пигментов для экологически чистых и безвредных натуральных красок на основе глин (монтмориллонита) в виде интеркалатов антоцианов, выделенных из растительного сырья.
Технический результат: высокая, более года, сохранность антоцианов в составе полученных по предлагаемому способу интеркалатов широкой цветовой гаммы.
Дополнительный технический результат: простота и дешевизна осуществления способа в результате возможности использования антоцианов, выделенных непосредственно из дешевого растительного сырья, и проведение процесса интеркалирования при низких температурах без использования дорогого оборудования и вредных химических реагентов.
В заявляемом изобретении поставленная задача решается способом получения пигментов для натуральных красок, включающего подготовку глины, выделение антоцианов, интеркалирование антоцианов в глину, отделение осадка, высушивание, в который внесены следующие новые признаки: выделение антоцианов из любого антоциансодержащего растительного сырья путем экстракции 0,1 М водным раствором соляной кислоты до концентрации антоцианов порядка 0,5 масс.% в пересчете на цианидин-3-глюкозид, интеркалирование проводят при перемешивании полученного экстракта антоцианов с глиной в интервале соотношений антоциан: глина от 1:100 до 1:10000 масс.% в течение 30 минут при комнатной температуре с последующим отделением осадка центрифугированием и сушкой при 35°С.
Для получения интеркалатов в качестве источника антоцианов может быть использовано любое антоциансодержащее сырье: ягоды и фрукты, листья и цветки растений [П.Н. Саввин, Е.В. Комарова, В.М. Болотов, Е.С. Шичкина. Иследование натуральных каротиноидно-антоциановых красителей // Химия растительного сырья. 2010. №4. С. 135–138].
Например, для осуществления заявленного способа в качестве растительного сырья могут быть использованы лепестки хризантем, петуний, клетории тройчатой, роз, пеларгонии, краснолистных листьев барбарисов, ягод паслена и др.
Заявленное изобретение характеризуется следующими чертежами:
На фиг. 1 представлена зависимость структуры и цвета антоцианов от pH среды;
На фиг. 2 представлена Таблица 1 «Цвета полученных сухих форм интеркалатов с антоцианами различных растений»;
На фиг. 3 представлена Таблица 2 «Цвета полученных сухих форм интеркалатов с антоцианами различных сортов ирисов»;
На фиг. 4 представлена Таблица 3 «Цвета полученных сухих форм интеркалатов с различным содержанием антоцианов розы «Торнадо».
Пример осуществления способа
На основе глины Бентокон «Медиум» - легко диспергирующийся высококачественный натриевый бентонит (производится по ТУ 5751-002-58156178-02* и соответствует стандарту API 13А, секция 11 ОСМА), было получено порядка шестидесяти различающихся по цвету образцов сухих окрашенных форм интеркалатов из антоцианов, экстрагированных из различного растительного сырья (таблицы на фиг. 2-4).
Для получения образцов 5 г глины Бентокон «Медиум» обрабатывали 50 мл 1 М, раствора соляной кислоты. После отделения глины от маточного раствора отмучивали глинистый материал с использованием 0,1 М раствора соляной кислоты. Отмученную глину отделяли центрифугированием и сушили при температуре 50°С.
Антоцианы экстрагировали из растительного сырья 0,1 М водным раствором соляной кислоты, и полученный экстракт разбавляли до концентрации антоцианов порядка 0,5 масс. %.
Смешивали полученный экстракт с подготовленной глиной при массовом соотношении анитоциан:глина от 1:100 до 1:10000 и выдерживали смесь в течение 0,5 часов при перемешивании. Осадок отделяли центрифугированием. Осадок высушивали при температуре не выше 35°С. При необходимости полученные сухие формы интеркалатов можно довести до порошкообразного состояния, например, методом растирания в ступке.
Полученные, высушенные и измельченные формы интеркалатов фотографировали на цифровую фотокамеру, после чего на основании полученных фотоснимков и графического редактора Paint получали RGB кодировку цветов полученных форм.
Поскольку цветовая модель аддитивна, а фон фотоснимка не всегда идеально белый, то кодировку прилегающего к цвету фона также записывали. Числовые значения у такого фона, кодирующие соответствующие модели цвета - красный, зеленый и синий (Red, Green, Blue), меньше 255. Чистый белый цвет - это значение 255 у всех цветов. Соответственно, чтобы учесть влияние фона на цвет находили разницу для каждого из цветов между числом 255 и соответствующим числом у фона. Полученную для каждого цвета разницу прибавляли к соответствующим числам, кодирующим наш цвет. Таким образом получали исправленную кодировку цвета с учетом фона.
Цвета полученных форм и их кодировка приведены в таблицах на фиг. 2-4.
Окраска полученного интеркалата зависит от вида растительного материала и различается даже для различных сортов использованного вида растений. Это связано с различным видовым составом антоцианов в различном растительном сырье, а также зависит и от сопутствующих веществ, вступающих в копигментацию с антоцианами.
Кроме использования различных растительных источников, для вариации цвета применялись такие методы, как изменение рН экстракта, концентрации антоцианов. Сухие формы с различным содержанием антоцианов отличаются оттенками (таблица на фиг. 4). Вариация рН экстракта способна сильно изменить тон окраски, что связано с сильно различающейся окраской антоцианов при разных рН (фиг. 2, 3).
Все полученные образцы хранили более года при комнатной температуре. Для изучения сохранности антоцианов в течение года один раз в месяц антоцианы десорбировали и определяли их содержание спектрофотометрическим методом.
После года хранения при комнатной температуре результаты показали 95% сохранность антоцианов в составе интеркалатов.
Claims (5)
-
Способ получения пигментов для натуральных красок, включающий подготовку глины, выделение антоцианов, интеркалирование антоцианов в глину, отделение осадка и высушивание, отличающийся тем, что - выделение антоцианов из любого антоциансодержащего растительного сырья осуществляют путем экстракции 0,1 М водным раствором соляной кислоты до концентрации антоцианов порядка 0,5 мас.% в пересчете на цианидин-3-глюкозид,
- интеркалирование проводят при перемешивании полученного экстракта антоцианов с глиной при массовом соотношении антоциан:глина от 1:100 до 1:10000 в течение 30 мин при комнатной температуре, а
- сушку осадка осуществляют при температуре не выше 35°С,
- при этом подготовку глины осуществляют обработкой 1 М раствором соляной кислоты, отмучиванием отделенного от маточного раствора глинистого материала 0,1 М раствором соляной кислоты, центрифугированием и сушкой при температуре 50°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146179A RU2644178C1 (ru) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Способ получения пигментов для натуральных красок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146179A RU2644178C1 (ru) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Способ получения пигментов для натуральных красок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644178C1 true RU2644178C1 (ru) | 2018-02-08 |
Family
ID=61173512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016146179A RU2644178C1 (ru) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Способ получения пигментов для натуральных красок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644178C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0459875A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Takeda Chem Ind Ltd | 天然色素の着色組成物 |
WO1995010567A1 (en) * | 1993-10-13 | 1995-04-20 | Neria De Giovanni | Process for extraction of natural colours by means of bentonite |
WO2001055263A1 (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Carlo Ghisalberti | New coated pigments and composition containing them |
JP4059875B2 (ja) * | 2003-10-08 | 2008-03-12 | 弘培 金 | 家庭用豆乳・豆腐製造機の一次側電源制御装置 |
RU2381245C1 (ru) * | 2008-07-10 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | Способ получения концентрированного красителя |
WO2012016990A1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-09 | Chanel Parfums Beaute | Cosmetic material comprising a sappan wood extract on a clay substrate |
WO2015088137A1 (ko) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 씨큐브 주식회사 | 화장품용 조성물 |
-
2016
- 2016-11-24 RU RU2016146179A patent/RU2644178C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0459875A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Takeda Chem Ind Ltd | 天然色素の着色組成物 |
WO1995010567A1 (en) * | 1993-10-13 | 1995-04-20 | Neria De Giovanni | Process for extraction of natural colours by means of bentonite |
WO2001055263A1 (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Carlo Ghisalberti | New coated pigments and composition containing them |
JP4059875B2 (ja) * | 2003-10-08 | 2008-03-12 | 弘培 金 | 家庭用豆乳・豆腐製造機の一次側電源制御装置 |
RU2381245C1 (ru) * | 2008-07-10 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | Способ получения концентрированного красителя |
WO2012016990A1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-09 | Chanel Parfums Beaute | Cosmetic material comprising a sappan wood extract on a clay substrate |
WO2015088137A1 (ko) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 씨큐브 주식회사 | 화장품용 조성물 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ogawa et al. | Bio-geo hybrid pigment; clay-anthocyanin complex which changes color depending on the atmosphere | |
Silva et al. | Highly fluorescent hybrid pigments from anthocyanin-and red wine pyranoanthocyanin-analogs adsorbed on sepiolite clay | |
KR20150048588A (ko) | 식물성 천연 염료를 이용한 유색 광택 안료 및 그 제조 방법 | |
DE102009026746A1 (de) | Sprühgetrocknete Farbstoffkomposite, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung | |
WO2012104091A1 (de) | Proteinreiche spirulina-extrakte | |
RU2644178C1 (ru) | Способ получения пигментов для натуральных красок | |
Kahr et al. | The progress of logwood extract | |
WO2009092104A1 (en) | Hybrid pigment compositions comprising clay and natural dyes | |
EP3464476A1 (en) | Uses of acylated anthocyanins extracted from black goji (lycium ruthenicum murr.) as a source of natural color | |
CO5770110A1 (es) | Pigmentos colorante de ferrita de cinc estables a la reduccion, procedimiento para su preparacion asi como su uso | |
KR101746119B1 (ko) | 피부 및 표면적 신체 성장부를 메이커 업하기 위한 화장품 분야에서의 착색물질 및 그 용도 | |
EP2545787B1 (de) | Anthocyanhaltige Zusammensetzung | |
TW202010796A (zh) | 色澱的製備方法、色澱及應用 | |
AU602488B2 (en) | Method for producing dyes from vegetable elements | |
KR102238508B1 (ko) | 벤토나이트를 염색하기 위한 조성물 및 벤토나이트 염색방법 | |
RU2639291C2 (ru) | Способ получения и состав для получения сухих форм антоцианов синего цвета | |
CN104177863A (zh) | 一种从绿色松针中提取红色素的方法 | |
FR2933395A1 (fr) | Nouveaux materiaux composites a base de zinc, leur procede de preparation et leurs utilisations | |
Silva | Hybrid pigments from fibrous clays and chromophores inspired by the color of fruits, flowers and wine | |
Szyld et al. | Methylene blue embedded in zeolites | |
MX2009006668A (es) | Pigmentos naturales a base de flores y sus procedimientos de obtencion. | |
Hassan et al. | The effect of copigmentation on the stability of butterfly pea anthocyanins | |
CA2707470A1 (en) | Hybrid pigments with coupling agents | |
JPH1017786A (ja) | 着色顔料及びこれを含有する組成物 | |
CN109135327B (zh) | 茉莉花色素提取方法及包含茉莉花色素的组合物 |