As cores são fontes de inúmeras informações. Num contexto social, elas estão presentes em símbolos e expressões — são como canais de comunicação. Pigmentos extraídos de produtos da natureza, como o mogno (preto, vermelho, laranja e marrom) e o açafrão (amarelo), são utilizados pelos povos indígenas da etnia Huni Kuin, localizada no Acre, na coloração de tecidos — e também em aplicações medicinais. Entender as diferentes tonalidades e apresentações de um pigmento na natureza pode nos ajudar a encontrar novas soluções para o nosso cotidiano, a partir de um produto que já está à disposição para estudos. A produção de materiais tecnológicos baseados em produtos naturais é uma linha de pesquisa adotada por alguns grupos no Instituto de Química (IQ) da USP — entre eles, o Grupo de Pesquisa Bastos. “A gente pega compostos que você encontra na natureza, seja em plantas, seja em fungos, e modifica esses compostos quimicamente, para eles terem uma aplicação que melhore a qualidade de vida das pessoas”, diz Erick Bastos, doutor em química orgânica, docente do Departamento de Química Fundamental do IQ e coordenador do laboratório.
Um dos pigmentos naturais estudados pelo grupo é a betalaína, encontrada na beterraba roxa e amarela, no cogumelo Amanita muscaria, na pitaya rosa e em flores como onze-horas e amarantus. Além da coloração intensa, uma das características da betalaína é a sua capacidade de capturar radicais livres, o que faz com ela tenha uma atuação antioxidante. Existe também outra propriedade que pode ser altamente explorada pelo setor tecnológico: a fluorescência. “A natureza não escolheu a betalaína como o seu pigmento principal de planta, escolheu a antocianina — que dá cor à uva, por exemplo. A parte interessante é que não existe nenhum ser vivo sobre a face da Terra que produz as duas classes de pigmentos; eles são – o que a gente tecnicamente diz – mutuamente exclusivos. E algumas flores pigmentadas por betalaínas amarelas fazem uma coisa sensacional: elas brilham no escuro, são fluorescentes”, explica Bastos. Ele conta que a fluorescência das flores é baixa, se comparada com a luz refletida. Então, quando olhamos para uma flor na luz do dia, vemos apenas um pouquinho do brilho dessa fluorescência. O desafio é explicar por quais motivos algumas flores têm essa característica. “Por conta dessas peculiaridades biológicas das betalaínas, elas se tornaram pigmentos de grande interesse, porque qualquer coisa que você descobrir a respeito delas é absolutamente [novo]. É pouco explorada a química desses compostos”.
Pigmentos naturais e suas aplicações
O ponto de partida são moléculas coloridas, fluorescentes e antioxidantes. Mas o que faz essas características se tornarem fontes para um possível uso tecnológico? O docente explica que, no caso da cor e do brilho, eles podem ser utilizados para indicar algo, como sensores: uma molécula que muda de cor na presença de oxigênio é um exemplo. “Isso é muito importante, porque se você tem uma célula que se torna tumoral, muitas vezes a permeação de oxigênio diminui; então, a quantidade de oxigênio fica muito baixa. Se a gente tiver as moléculas [fluorescentes] dentro das células que estão nessas condições de baixo oxigênio — que a gente chama hipóxia — o microscópio vai mostrar uma cor diferente das células que têm mais oxigênio. Um outro ponto é que a [intensidade da] cor é proporcional ao quanto de oxigênio tem, então a gente consegue quantificar”, exemplifica Bastos.
Bougainvillea sp. – Foto: Catherine Munro/Wikipedia/CC BY-SA 3.0
No caso de sensores ópticos, a betalaína pode ser utilizada em materiais chamados de “inteligentes’” ou foto-exclusivos, para indicar alterações e diferenças no meio. “A essência de um sensor óptico é que ele cause uma perturbação no meio em que ele está e a gente consiga identificar essa perturbação. Digamos que a molécula tem cor e, na presença de um analito qualquer, ela perde a cor, ou intensifica a cor, ou muda de cor. Vai depender de qual tipo de analito a gente vai trabalhar para ver a influência que ele vai ter dentro da estrutura da betalaína, que a gente chama de estrutura cromofórica da betalaína. Então, aquela estrutura que traz a cor para o composto vai ser afetada de alguma forma e nós vamos acompanhar geralmente essas três possíveis variações que acontecem de interação com o ambiente”, explica Fabiano Severo Rodembusch, doutor em síntese orgânica e docente do Instituto de Química Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
