Coloranti e conservanti in farmaceutica e cosmetica: appunti universitari di Chimica

Coloranti Antimicotici e Antibatterici

Quella che voi conoscete bene come la tintura rubra antimicotica del Castellani, l'eosina o anche il Mercurio Cromo che ora non si usa più, il Prontosil, il blu di metilene ce ne sono parecchi che vedremo mano mano. In particolare, per esempio, il prontosil ha segnato un pochettino la storia, anche dal punto di vista della attività antibatterica.

Blu di Metilene (Azzurro di Fenilene)

Cloruro di tetrametiltionina N CH3 .CH3 N S N I CH3 CH3 Si presenta sotto forma di cristalli di colore verde scuro bronzeo o di polvere verde scuro inodore; è solubile in acqua e poco in alcool. Si impiega in soluzione acquosa all'1-2% o anche come collutorio (0,5%). Svolge attività antibatterica e antimicotica ma è incompatibile con riducenti, ossidanti e ioduri.

Prontosil e Sulfamidici

Il prontosil se vi ricordate è un colorante rosso che fu sintetizzato da alcuni chimici che lavoravano in Bayern e veniva utilizzato prevalentemente nell'industria tessile in Germania dove fu scoperto. Un giorno accadde proprio che nell'industria tessile molte pezzature andarono a male per le avverse condizioni climatiche, per precisione si riempirono di muffe. E caso strano, resistettero, solo alcune stoffe che guarda caso erano colorate di rosso col prontosil, allora si pensò bene che il prontosil dovesse avere attività antimicrobiche e fu così che In seguito agli studi approfonditi di un ricercatore, tale Domag, nella prima metà degli anni 50 del secolo scorso si scoprì che tale attività antibatterica era dovuta al nucleo contenuto nel Prontosil, che è la para- ammino-benzene solfonammide e quindi nacquero i sulfamidici. Questa scoperta procuro allo scienziato Domag il Premio Nobel perché fu segnato l'inizio la nascita della chemioterapia moderna, con i sulfamidici che sono dei metaboliti, delbatteriostatici. Proprio per questo nucleo para-ammino-benzene solfonammide, antagonista dell'acido amino benzoico nella sintesi dell'acido folico.

Coloranti Naturali in Cosmesi e Dermofarmacia

Fra i coloranti naturali, invece, la cosmesi e la dermo farmacia si avvalgono di una serie di gruppi di coloranti molto interessanti, basti pensare alle clorofille. Del resto, se ci affacciamo alla finestra, tutti i verdi delle piante, delle loro foglie sono tali perché ricchi di questo pigmento: la clorofilla che si trova nei cloroplasti, che è presente in tutte le piante superiori nelle foglie e nelle alghe verdi, quelle azzurre. Sono di natura proteica, sono delle proteine il cui gruppo prostetico è dato da una metallo porfirina. Nella maggior parte dei casi, quando parliamo di clorofille, ci riferiamo a una miscela di clorofilla A e clorofilla B, la prima esprime colori che variano tra verde e il blu, la seconda tra il verde e il giallo, e dal punto di vista identificativo negli alimenti viene identificata come E140, mentre nei cosmetici .....

Tintura Rubra di Castellani

come dicevamo la tintura rubra di Castellani, si prepara con la Fucsina base che corrisponde al cloroidrato di rosa anilina. La si tritura il mortaio 1 gr e riducendola in polvere fine si aggiungono 100 ml di alcol a 96 °, 100 ml di soluzione fenica al 1% e poi dopo due ore si aggiunge un grammo di acido borico. Dopo altre due ore si aggiunge l'acetone 4 ml e dopo ancora due ore si aggiunge la resorcina, la si lascia riposare per 24 ore, poi si filtra e si ottiene questo liquido rossiccio molto attivo come antimicotico, che è la tintura rubra di Castellani.

Merbromina (Mercuriocromo) ed Eosina

Ancora, Conoscete sicuramente la merbromina, ovvero il mercuriocromo che ormai è in disuso per la tossicità del mercurio, oltre che locale anche ambientale, per cui è stato sostituito dalla Eosina. Sono coloranti della serie fluoresceinica. E l'eosina è solubile in acqua e meno in alcol e si impiega tra lo 0,5 e il 3%. Normalmente si adopera sempre al 2% come antisettico, antimicotico e antiessudante vivamente cheratolitica.

Blu di Metilene in Farmacia

Altro colorante molto noto in farmacia è il blu di metilene, ovvero il cloruro di tetra metiltreonina. il blu di metilene un tempo veniva incluso direttamente in alcune specialità medicinali. Proprio a base di blu di metilene: C'erano le compresse e si usavano come Antisettici Urinari.Bisognava dire al paziente del fatto che urinava blu per alcuni giorni, però era un potente antisettico delle vie urinarie. Oggi si adopera sotto forma galenica in tal senso si adopera molto nell'industria cosmetica, come antisettico e antifungino nei Collutori. Si adopera allo 0,5% e da una bellissima colorazione blu e contemporaneamente svolge la sua azione antisettica.

Antociani e Naftochinoni

Ancora Un altro gruppo esteso di coloranti e quello raffigurato dagli antociani che derivano da alcuni antocianosidi che sono degli enterosidi che hanno un aglicone e

• ANTOCIANI. Sono rappresentati da pigmenti idrosolubili cui si attribuisce una selezione di colori vivi dal blu al rosso, che contraddistinguono i fiori e alcuni frutti. Dal punto di vista chimico sono eterosidi i cui agliconi, noti come antocianidine sono i veri responsabili del colore e hanno come struttura un catione che deriva dal 2-fenilbenzopirossonio.
• NAFTOCHINONI. Tra questi lo juglone (5-idrossinaftochinone) si estrae dal mallo e dalle foglie di noce (Juglans regia); il lawsone (2-idrossinaftochinone) si estrae da foglie e steli di Lawsonia alba, arbusto spontaneo delle zone tropicali.
• Acido carminico (E 120, C.I. 75470, natural red 4) - Coccus cacti.
• Matricaria camomilla + azuleni.
• Curcuma tinctoria ( E 100, C.I. 75300, natural yellow 3) Curcumina.
• Barbabietola rossa betanina (E162).

Limitazioni d'Uso dei Coloranti Naturali

• sensibiltà ai raggi UV; - sensibilità al calore;
• influenze dei fattori climatico-ambientali.

quindi la parte non zuccherina o gemina, rappresentata da antocianidine, che sono caratterizzate da un nucleo a 15 atomi di carbonio, ovvero i due fenili benzofinossolici. queste antocianidine hanno delle proprietà terapeutiche Interessanti ed anche cosmetico funzionali. Ma sono anche responsabili della colorazione dei frutti e dimolti fiori. I colori delle antocianidine spaziano dal blu al rosso scarlatto con delle sfumature intermedie molto belle da vedere.

Naftochinoni: Juglone e Lawsone

Ancora vi ho selezionato i naftochinoni che si adoperano molto nell'industria cosmetica e mi soffermo su due in particolare, uno lo Juglone e il 5 idrossi naftochinone che si estrae dal mallo e dalle foglie di noce e lo lawslne che non è nient'altro che il cosiddetto mallo di noce che trovate negli oli solari e si lega alle cheratine della cute e conferisce quella caratteristica colorazione ramata della cute, scura, sculastra. Ancora un'altro naftochinone, il 2- idrossinaftochinone che si estrae dalle foglie di Lassonia Alba che è un arbusto spontaneo dei tropici. Questo lo conoscete benissimo è l'hennè ed ha una colorazione rosso fulvo, quindi l'henne non di altri colori e l'henne e solo rosso fulvo.

Acido Carminico (Rosso Cocciniglia)

Altro colorante interessante, l'acido carminico E120; anche questo lo trovate nelle bibite o In cosmesi come color Index 75470 Natural Red 4. Questo è conosciuto anche come rosso cocciniglia. Allora questo qui si chiama così perché si estrae anche dalla coccinella. In Messico La coccinella va a deporre le uova su alcune specie di ficus, l'opunzia cocinillifera, allora pensate bene che i messicani prima che la coccinella carica di uova, le va a deporre sulle foglie di questo ficus. Per alcuni interventi traumatici vengono rimosse e fatte cadere a terra, cadono perché sono pieni di uva, con la pancia all'aria e non ce la fanno a rivoltarsi per il peso aumentato e quindi le lasciano morire col sole e quando assumono una colorazione argentea, vanno ad estrarre il colorante. Vedete che cosa macabra, quindi? Ancora una volta la chimica viene incontro alla natura, meglio farlo di sintesi l'acido carminico e lasciare in pace le coccinelle che oltretutto portano anche fortuna.

Azulene dalla Camomilla

Ancora dalla camomilla matricaria, dalla camomilla volgare, dai capocchini si estrae l'azulene. l'azulene è un derivato perbenico che infonde una caratteristica colorazione azzurro intensa, molto bella. Che però esplica anche azione antinfiammatoria e persino antistaminica. L'azulene oltretutto è contenuto anche in alcuni dentifrici, indetergenti per l'igiene intima che perché è compatibile con le mucose. Sono instabili ai raggi ultravioletti perché vira dall'azzurro intenso, troverete dopo qualche giorno se esposto al sole, unacolore totalmente diverso, che vira verso il verdino e il marroncino. Quindi bisognerebbe stabilizzarlo con un pizzico di blu 4251 color index.

Curcumina e Betanina

Ancora, la curcuma tintoria (E100): questo è un giallo intenso color Index 75300 Natural yellow 3. La curcumina è ancora un'altra colorante rosso dalla barbabietola rossa, la detanina (E162). Anche questo presente in alcune bibite colorate.

Limiti dei Coloranti Naturali

Come vi dicevo ci sono alcuni limiti dell'uso dei coloranti naturali, a sensibilità ai raggi ultravioletti, la sensibilità colore e subiscono fenomeni di destabilizzazione proprio alla variazione del clima e dell'ambiente.

Struttura della Betanina

BETANINA > Rosso di Barbabietola Gruppo delle BETALANINE COOH R 1 NH R R = glucosio HO +2= C00- R= H > Betonidina (E162) BETANINA COOH Hope H Ecco qua questa è la betanidina, rosso di barbabietola, dal gruppo del ß- Alanine, dove R è il glucosio. Ancora la betanidina E162.

Struttura delle Clorofille

Questo diciamo, è un aspetto importante della struttura delle clorofille. Questo è un anello pirrolico per condensazione di quattro anelli pirrolici e Viene fuori la porfirina. CLOROFILLE 2 H Pirrolo PorfirinaLe formule di struttura delle 2 clorofille sono: CHECH2 CH3 H3C -CH2CH3 N Ma HJC- CHI CH2 DOCH3 CH3 CH3 CON CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH CH3 CH3 CH3 Clorofilla a CH=CH2 CHO H3C -CH2CH3 H3C CH3 CH2 1 COOCH3 COOR Clorofilla b (R radicale fitile come nella clorofilla a) Le Clorofille si formano nei cloroplasti presenti nelle alghe verdi e nelle pian- te superiori. Il loro rapporto varia da 2,5 (a) : 1 (b) a 5 (a) : 1 (b). La Clorofilla si estrae da foglie o da piante erbacee, (soprattutto broccoli, or- tica e spinaci) a mezzo di solventi (etanolo, acetone). L'ortica ne contiene ca 6-7 g/kg, i broccoli sino a 10-12 grammi. La legislazione europea sui coloranti alimentari riporta col n. E 141 i com-

Antociani e Antocianidine

ANTOCIANI Sono 0- Eterosidi che per idrolisi liberono uno o fini monosaccaridi (glucosio, ramnozio, galarTazio) e mn glicone a 15 aTemi di carbonio derivaTo dal 2 - feritbenzo. pinossonio StruTura base delle ouTacionidine HO OH Pelargonidolo ANTOCIANIDINE IDROSSILATE - Cianidolo otelfinidolo ANTOCIANOSIDI Pernidolo ANTOCIANIDINE METILATE Petunidolo malvidolo Questa è la struttura completa di una metalloporfirina fa vedere le due clorofille: La clorofilla A e la clorofilla B e sono presenti nelle foglie di piante erbacee, soprattutto nelle crocifere, come vi dicevo io nei broccoli, nell"ortica e negli spinaci. Usare un solvente per estrarre in pochi minuti una quantità considerevole di questi pigmenti. L'ortica ne contiene 6, 7 grammi per chilo, i broccoli fino a 12. Gli Antociani, vedete, hanno questo aglicone caratterizzato dal 2- fili benzopirossonico, è la struttura delle antocianidine che compongono gli antocianosidi, questi enterosidi, molto complessi a seconda se sono idrossilalati o metilati viene fuori il pergaridolo, il cianidrolo, etc ... I colori sono molto intensi, come vi dicevo vanno dal blu al rosso scarlatto. CH2 a