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Markers for Identification of Faded Safflower ( Carthamus tinctorius L.) Colorants by HPLC-PDA-MS - Ancient Fibres, Pigments, Paints and Cosmetics Derived from Antique Recipes

2010; Taylor & Francis; Volume: 55; Issue: 3 Linguagem: Francês

10.1179/sic.2010.55.3.186

2047-0584

Jan Wouters, Cecily M. Grzywacz, Ana Claro,

Sunflower and Safflower Cultivation

AbstractSafflower red was prepared by extracting safflower petals (carthamus tinctorius L.) at alkaline pH, after the preliminary removal of water-soluble safflower yellow. Alkaline extracts were used to prepare dyed silk, wool, cotton and paper, to precipitate the pigment, to prepare paint and to produce the antique Chinese cosmetic rouge. All reference samples were analyzed with high-performance liquid chromatography–photodiode array–mass spectrometric detection (HPLC-PDA-MS) after colorant was removed from its substrate by both a harsh and mild acid hydrolysis method. In addition to the red colorant carthamin, four colorless components are markers for safflower. These components were characterized by their retention times, ultraviolet–visible (UV-Vis) spectra and mass spectra and were given the codes Ct1, Ct2, Ct3 and Ct4. Experiments on references clearly indicated that these Ct components, unlike carthamin, withstood harsh acid hydrolysis as well as light-induced accelerated ageing, and that they could be found even in a completely faded wool sample. This made them excellent markers to identify safflower red, even in discolored historical samples or in samples that must be treated in a way that destroys carthamin. These findings may contribute to a better understanding of the manufacturing technology and to better conservation of objects that have already undergone considerable light-induced ageing.Safflower red was prepared by extracting safflower petals (carthamus tinctorius L.) at alkaline pH, after the preliminary removal of water-soluble safflower yellow. Alkaline extracts were used to prepare dyed silk, wool, cotton and paper, to precipitate the pigment, to prepare paint and to produce the antique Chinese cosmetic rouge. All reference samples were analyzed with high-performance liquid chromatography–photodiode array–mass spectrometric detection (HPLC-PDA-MS) after colorant was removed from its substrate by both a harsh and mild acid hydrolysis method. In addition to the red colorant carthamin, four colorless components are markers for safflower. These components were characterized by their retention times, ultraviolet–visible (UV-Vis) spectra and mass spectra and were given the codes Ct1, Ct2, Ct3 and Ct4. Experiments on references clearly indicated that these Ct components, unlike carthamin, withstood harsh acid hydrolysis as well as light-induced accelerated ageing, and that they could be found even in a completely faded wool sample. This made them excellent markers to identify safflower red, even in discolored historical samples or in samples that must be treated in a way that destroys carthamin. These findings may contribute to a better understanding of the manufacturing technology and to better conservation of objects that have already undergone considerable light-induced ageing.La carthamine rouge était préparée par extraction des pétales de la carthame (carthamus tinctorius L.) en pH alcalin, après enlèvement préliminaire du jaune de carthamine soluble dans l'eau. Les extraits alcalins étaient utilisés pour la teinture de la soie, de la laine, du coton et du papier, pour fabriquer le pigment à l'état de précipité, et pour fabriquer la peinture et produire le rouge cosmétique chinois ancien. Tous les échantillons référencés ont été analysés par chromatographie liquide à haute performance (HPLC-PDA-MS) après que le colorant ait été séparé de son substrat par hydrolyse aussi bien forte que douce. En plus du colorant carthamine rouge, quatre composants incolores servent de marqueurs pour la carthame. Ces composants ont été caractérisés par leurs temps de rétention, la spectrométrie UV-visible et de masse, et ont reçu les noms de code Ct1, Ct2, Ct3 et Ct4. Des expériences sur des références montrent clairement que ces composants Ct, à la différence de la carthamine, sont insensibles à l'hydrolyse acide forte ainsi qu'au vieillissement accéléré à la lumière, et qu'on peut les trouver même dans des échantillons de laine complètement décolorés. Ceci en fait d'excellents marqueurs pour l'identification de la fleur de carthame rouge, même dans des échantillons historiques décolorés ou qui doivent subir un traitement pouvant détruire la carthamine. Ces découvertes peuvent contribuer à une meilleure compréhension de la technologie de fabrication pour une meilleure conservation des objets ayant déjà subi un important vieillissement à la lumière.Saflorrot wurde aus der Saflordistel (carthamus tinctorius L.) durch alkalische Extraktion der Blütenblätter nach vorheriger Entfernung des wasserlöslichen Saflorgelbs gewonnen. Die alkalischen Extrakte wurden zur Färbung von Seide, Wolle, Baumwolle und Papier, zum Ausfällen des Pigments, zur Herstellung von Farben und für Chinesisches Rouge in der Kosmetik verwendet. Alle Proben wurden mit Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC), kombiniert mit einem Diodenarrydetektor (PDA) und Massenspektrometrie (MS) analysiert, nachdem der Farbstoff mit einer zugleich scharfen wie milden Säurehydolyse von Substrat entfernt worden war. Neben Carthamin sind vier farblose Komponenten Marker für Saflor. Diesen anhand der Retentionszeit der UV-Vis-Spektren und den Massenspektren identifizierten Komponenten wurden die Codes Ct1, Ct2, Ct3 und Ct4 gegeben. Im Gegensatz zu Carthamin widerstanden diese Ct-Komponenten sowohl der scharfen Säurehydrolyse als auch lichtinduzierter beschleunigter Alterung und konnten auch auf komplett entfärbten Wollproben gefunden werden. Dies macht sie zu excellenten Markern zur Identifiziereung von Saflorrot sogar in entfärbten historischen Proben, oder in Proben, die auf eine Weise behandelt werden muß, die das Carthamin zerstört. Diese Ergebnissen können dazu beitragen, die Herstellungstechnologie besser zu verstehen und die Konservierung von Objekten, die schon durch Licht verändert sind, zu verbessern.El rojo cártamo se preparaba por medio de la extracción de los pétalos del cártamo (carthamus tinctorius L.) en pH alcalino, después de la eliminación del amarillo cártamo, soluble en agua. Los productos de extracción alcalina se usaban para preparar seda teñida, lana, algodón y papel, así como para precipitar el pigmento, preparar la pintura y producir el rouge para maquillaje chino. Todas las muestras de referencia se analizaron con cromatografía de líquidos de alta resolución-detección por espectrometría de masas y fotodiodo (HPLC-PDA-MS); esto se realizó tras la extracción del colorante de su substrato por hidrólisis ácida tanto suave como fuerte. Además del colorante rojo cartamina, existen cuatro marcadores incoloros para el cártamo. Estos componentes se caracterizaron por sus tiempos de retención, espectros ultravioleta y visible (UV-Vis) y espectros de masas, y se les asignaron los códigos Ct1, Ct2, Ct3 y Ct4. Los experimentos con las muestras de referencia indican que estos componentes Ct, excepto la cartamina, soportan la hidrólisis ácida agresiva y el envejecimiento artificial acelerado, y, por tanto, pueden ser detectados en muestras de lana totalmente decoloradas. Esto los hace excelentes marcadores para identificar el rojo cártamo, incluso en muestras históricas decoloradas, o en muestras que deben ser tratadas y quedando destruida la cartamina. Estos hallazgos pueden contribuir a un mejor conocimiento de tecnología de manufactura y a una mejor conservación de los objetos que ya presenten un considerable deterioro inducido por el envejecimiento.