poniedziałek, 20 stycznia 2020

farowanie. Barwniki naturalne.

hibiskus kolor fiolet.
wrotycz https://dzikiebarwy.com/kilka-twarzy-wrotyczu/
Glistnik - mleczne żółcienie.

blog o farbowaniu.

http://przypiecek.blogspot.com/2015/11/farbowanie-weny-podstawowe-informacje.html




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


Rośliny barwierskie w grupie roślin leczniczych i kosmetycznych

- część druga

Grupę barwników roślinnych wyróżnia bogactwo odcieni. Surowiec stanowią świeże lub wysuszone rośliny, zawierające pigment. Najlepsze efekty barwienia można uzyskać przy wełnie i jedwabiu, mniej skuteczne przy bawełnie i lnie. Syntetyczne materiały, oprócz jedwabiu, nie dają zadowalającego efektu. Biała owcza wełna i przędza, a także jedwabne nici i materiały, dobrze przyjmują subtelne barwniki roślinne, każde z nich w odmienny sposób. Te ich specyficzne właściwości należy wziąć pod uwagę przed przystąpieniem do farbowania. Bardzo ważne są proporcje wagowe surowca w stosunku do barwionego materiału. W przypadku wełny stosunek ten wynosi 1:1, przy jedwabiu musi być dwukrotnie większy od wagi materiału. Dla sprawnego przebiegu farbowania oraz odpowiedniego efektu końcowego istotne jest odpowiednie

Wyposażenie domowej farbiarni
Potrzebny jest ocynkowany lub emaliowany duży garnek, wykonany ze stali nierdzewnej. Żeliwne, miedziane czy aluminiowe garnki mogą powodować zmiany barwy w czasie farbowania. Te metale tworzą niekiedy barwne związki kompleksowe z barwnikami roślinnymi. Niezbędne są również: kubeł do płukania, duże sitko, batystowa poszewka, waga, termometr kąpielowy, ostry nóż do krojenia części roślin, tłuczek i moździerz do rozkruszania ziela. Woda przeznaczona do farbowania powinna być miękka. Zaleca się deszczówkę, można ją zastąpić wodą pozostawioną przez noc w naczyniu („odstałą”) lub wodą zmiękczoną octem. Farbowanie tkanin, ubrań lub włóczki muszą poprzedzać takie czynności, jak pranie, moczenie oraz podbarwianie środkami chemicznymi. Pranie. Na kilka godzin moczy się wełnę w 15-20 l wody o temperaturze pokojowej, dodając łyżkę stołową płynu do prania. Następnie wełnę wygniata się i odsącza. Do płukania dodajemy trochę octu do wody. Wełnę należy suszyć rozłożoną z dala od źródła ciepła. Moczenie. Wypraną i wysuszoną wełnę na godzinę przed zaprawianiem trzeba zwilżyć letnią wodą z dodatkiem płynu do mycia naczyń. Można ją również zamoczyć w wodzie o temperaturze 49°C z dodatkiem 0,9 g sody oczyszczonej na każde 450 g wełny. Moczenie jest procesem, po którym środki chemiczne i barwniki roślinne są lepiej wchłaniane. Podbarwianie. Wykonuje się je za pomocą środków chemicznych. Każdy z tych środków specyficznie działa na barwnik roślinny, co powoduje, że otrzymana barwa jest czysta i intensywna.

Zaprawy chemiczne
Do najczęściej stosowanych należą ałun i kwas winowy. Całość rozpuszcza się w niewielkiej ilości wrzątku. Ałun nadaje barwom czystość i jasność.
Chrom. Stosuje się dwuchromian potasu. Nadaje wełnie elastyczność i puszystość, podkreśla głębię barw i zwiększa ich trwałość. Ponieważ chrom wykazuje reakcję na światło, zmieniając przy tym swe cechy i właściwości fizykochemiczne, w czasie gotowania należy przykryć garnek, a podbarwianą wełnę, do momentu farbowania, położyć w ciemnym miejscu. Nadmiar chromu powoduje przyciemnienie koloru.
Cyna. Stosuje się chlorek cynowy, dodając go do kąpieli ciepłej (nie gorącej!). Cyna rozjaśnia odcienie, lecz jej nadmiar może spowodować kruchość wełny.
Siarczan żelaza. Najpierw do farbowania dodaje się ałunu i ogrzewa przez 45 minut. Następnie wyjmuje się wełnę, do farby dodaje się siarczanu żelaza i ponownie ogrzewa przez 30 minut. Związek ten sprawia, że kolory są matowe i mają głęboki odcień. Nadmiar żelaza powoduje sztywnienie włóczki.
Siarczan miedzi. 12-15 g tego związku, z jedną filiżanką octu, utrwala i wzmacnia kolor niebieskozielony.

Metody farbowania
Znane są dwie metody farbowania włókien wełnianych lub bawełnianych za pomocą naturalnych barwników roślinnych:

gotowanie roślin do momentu, aż barwnik w całości wniknie do wody, a następnie użycie otrzymanego wyciągu do farbowania - metoda ta jest stosowana, gdy barwnik występuje w twardych częściach rośliny, np. w korzeniu lub w korze;
gotowanie odpowiednio dobranych pod względem barwy, zawartych w surowcu pigmentów – które występują w „miękkich” częściach rośliny, np. liściach, kwiatach, owocach lub zielu – wraz z materiałami barwionymi.


Barwienie żywności
także ma długą historię. Wynikało z chęci nadania środkom spożywczym zalet wizualnych, czasem w celu ukrycia ich wad… Duża dowolność w doborze barwników oraz związane z tym zagrożenia stały się przyczyną wydania w większości krajów odpowiednich aktów prawnych, które określają rodzaje środków dopuszczonych do barwienia żywności. Zarządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej (1971) dopuszcza w Polsce pięć barwników syntetycznych: tetraezynę, żółcień pomarańczową S, czerwień koszenilową, czerń brylantową BN i indygotynę, a z naturalnych barwniki należące do grup: karotenowej, flawonowej i antocyjanowej.

Karotenoidy. Karoten w marchwi Daucus carota, likopen w owocu pomidora Lycopersicon esculentum, ksantofil (żółty barwnik liści), kapsaicyna w owocu papryki rocznej (pieprznik jadalny) Capsicum annuum.

Szafran. Suszone znamiona kwiatów szafranu siewnego Crocus sativus. Zawierają żółty barwnik z grupy karotenoidów, krocetynę. Służy do barwienia ciasta.

Orlean (annato). Wytwarzany jest w miąższu krzewu Bixa orellana. Zawiera pomarańczowy barwnik z grupy karotenoidów, biksynę. Karoten i orlean stosowane są do barwienia masła, margaryny i serów.

Chlorofil. Zielony barwnik roślinny występujący w chloroplastach obok dwóch substancji żółtych, karotenu i ksantofilu. Wykorzystywany jest też miedziowy kompleks chlorofilu.

Indygo naturalne. Barwnik niebieski. Występuje w postaci indykanu, tj. glikozydu indoksylu, w podzwrotnikowym indygowcu barwierskim (syn. Indygo) Indigofera tinctoria.

Kurkuma. Kłącze ostryżu długiego Curcuma longa. Zawiera żółty barwnik kurkuminę. Stosowana do barwienia koncentratów zup (buliony, rosoły), przypraw i koncentratów obiadowych.

Betamina. Czerwień burakowa z buraka ćwikłowego Beta vulgaris L. convar. crassa Alef. var. conditiva Alef. Do barwienia środków spożywczych i używek dopuszczone są również zawierające pigment części tych roślin, które są jadalne.

Wszystkie rośliny
zawierają barwniki, jednak wiele z nich jest bardzo słabych i nietrwałych, dlatego nie nadają się do barwienia tkanin.

Do najczęściej spotykanych barw pigmentów roślinnych należą jasnozielony, żółtozielony, żółtobrązowy, brązowoszary, brązowy, pomarańczowy i złocisty. Rzadki jest kolor niebieski.

Najprzydatniejsze do jego otrzymania są urzet (urzeł, unet) barwierski Isatis tinctoria L. i indygowiec Indigofera tinctoria L.
Czyste kolory dają świeżo zebrane rośliny. Z surowców wysuszonych uzyskuje się gorsze barwy. Owoce mogą być użyte zarówno świeże, jak i nieco przejrzałe, zmrożone bądź wysuszone. Korzenie i łuski cebuli powinny być wysuszone. Rośliny zawierające substancje barwnikowe do tkanin rosną wokół nas – w lasach, na łąkach, torfowiskach, skałach, na brzegach rzek, jezior i stawów, w wodach oraz w innych naturalnych ekosystemach. Spotykane są często także na miejscach antropogenicznie odkształconych – rumowiskowych (ruderalnych) w miastach, na przydrożach i w bliskim otoczeniu zagród i domów mieszkalnych na wsiach. Nierzadkie są w pielęgnowanych przy siedzibach ludzkich ogrodach kwiatowych oraz jako rośliny towarzyszące wielu uprawom, czyli chwasty polne (segetalne). Reprezentują znaczne zróżnicowanie pod względem przynależności do określonych form życiowych, do grupy drzew, krzewów, krzewinek, półkrzewów (podkrzewów), bylin, gatunków dwuletnich i jednorocznych terofitów, do pnączy, półpasożytów i pasożytów. Liczba roślin barwierskich we florze Polski obejmuje łącznie około 110 gatunków Wśród docierających do naszego kraju leczniczych surowców roślinnych obcego pochodzenia oraz w grupie roślin introdukowanych w celach użytkowych (jadalne, paszowe) i ozdobnych (w tym dekoracyjnych) występuje około 70 dalszych gatunków. W porównaniu do ogółu taksonów flory naczyniowej z obszaru Polski – rośliny określone jako barwierskie mają niewielki udział liczbowy i procentowy (3,6%). Są one jednak równocześnie cenne leczniczo, dość liczna grupa objęta jest na obszarze Polski ochrona prawną. Zastosowanie w barwierstwie roślin niższych ma znikome znaczenie, ze względu na niewielką zawartość barwników w ich plechach. Wykorzystuje się w niewielkim zakresie niektóre gatunki porostów Lichenomycota. Z plech orselek Racella tinctoria i R. fuciformis oraz ochrostu spękanego Ochrolechia tartarea otrzymuje się barwniki: orceinę, persio i czerwone indygo, które stosowane było od wieków w naturalnym farbiarstwie. Słynne szkockie kraty barwione były niegdyś wyłącznie wyciągami z porostów. Obecnie wykorzystanie porostów w takich celach ma jedynie znaczenie historyczne lub jest stosowane lokalnie. Lakmus uzyskuje się z ochrostów Ochrolechia parella i O. tartarea. Powszechne występowanie barwników w roślinach można stwierdzić już u przedstawicieli paprotników. Jednak paprotniki i rośliny nagonasienne są w znikomym stopniu wykorzystywane do celów barwierskich. Bogactwo barw i ich odcieni występuje w roślinach okrytonasiennych. Do egzotycznych roślin barwierskich, nie występujących w Polsce, których barwniki często spotykamy, należą m.in. lawsonia bezbronna (nabarwia) Lawsonia inermis, indygowiec barwierski Indigofera tinctoria oraz modrzejec kompechański (kampeszyn, drzewo kampeszowe) Hemataxylum campechianum. Przegląd gatunków roślin barwierskich i zawartych w nich barwników pozwala stwierdzić, że najobficiej i najczęściej występuje w roślinach barwnik żółty, który można pozyskać z 60 gatunków. Drugim jest barwnik czerwony - 23 gatunki, następnie zielony - 17, czarny - 16, siny - 14, brunatny - 13, żółtozielony i niebieski - po 10, pomarańczowy - 8, fioletowy - 6, szary – 5, oliwkowozielony - 3. Wśród licznych gatunków roślin barwierskich, znaczną liczbę stanowią gatunki zaliczane do cennych roślin leczniczych.

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

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz