Naturliga färgämnen extraherade från svarta vinbärsavfall som skapats under Ribena frukt hjärtlig tillverkning har för första gången använts i en effektiv ny hårfärgningsteknik, utvecklad vid University of Leeds.

Den globala hårfärgningsindustrin är värd mer än 10 miljarder dollar per år, med antalet människor som färgar håret i professionella salonger och hemma ökar.

Men några av ingredienserna som finns i vanliga syntetiska hårfärger, som härrör från petrokemikalier, är kända irriterande och kan utlösa allvarliga allergiska reaktioner.

Det finns också mycket debatt om dessa ingredienser också orsakar cancer.

De som används i permanenta färgämnen och för att uppnå mörkare nyanser är särskilt oroande, även om många färgämnen som används i semipermanenta också medför risker.

Färgämnen som vissa kanske anser vara "naturliga" - som de inklusive henna - undviker vanligtvis granskning när det kommer till hälsoproblem, men det huvudsakliga naturliga färgämnet i henna är lawsone, som EU:s vetenskapliga kommitté för konsumentsäkerhet konstaterar är giftigt.

Vad är mer, man tror att upp till 95 % av alla färgämnen hamnar i avloppet; deras effekt på miljön är okänd.

Färgkemisten Dr Richard Blackburn och organisk kemist professor Chris Rayner, båda från University of Leeds, arbetat tillsammans för att identifiera och isolera naturligt förekommande alternativ – samt en hållbar process för att producera dem.

Dr Blackburn, som leder forskningsgruppen för hållbara material vid Designhögskolan, sa:"På grund av problem och oro kring konventionella färgämnen, vi ville utveckla biologiskt nedbrytbara alternativ som minimerar potentiella hälsorisker och erbjuder konsumenterna ett annat alternativ."

Professor Rayner, från Leeds' School of Chemistry, sa:"Vi har gjort det möjligt att få fantastisk hårfärg, och att få det från naturen på ett så hållbart sätt som möjligt."

Med Leeds kollegor, de publicerar idag en tidning i Journal of Agricultural and Food Chemistry beskriver hur de kombinerade expertis inom utvinningsteknik, hårvetenskap, färgsättning, och naturproduktkemi för att utveckla en ny teknik för att extrahera antocyaniner från svartvinbärsfruktavfall för användning i förnybara färgämnen.

"Antocyaniner är pigment som ger färg till de flesta bär, blommor, och många andra frukter och grönsaker, "Dr Blackburn förklarade." De är giftfria, vattenlöslig och ansvarig för rosa, röd, lila, violett, och blått och färger och används i stor utsträckning som naturliga livsmedelsfärgämnen över hela världen.

"Vi visste att de binder starkt till proteiner - hår är ett protein - så vi tänkte om vi kunde hitta en lämplig källa till dessa naturliga färger, vi kanske kan färga hår. "

Alla utom tio procent av brittiska svarta vinbär används i produktionen av Ribena; bären skördas på sensommaren och pressas för juice.

Professor Rayner sa:"Efter att ha blivit pressad, skinnen blir kvar som en avfallsprodukt. De har mycket höga koncentrationer av antocyaniner, och representerar en hållbar tillgång på råvara på grund av hur mycket svartvinbär hjärtligt vi dricker.

"Extraktionstekniken är baserad på hållbara koncept — färgen extraheras med en vattenbaserad process och speciella filter samlar upp de antocyaniner som vi vill ha. Vi tror att om vi utvinner naturliga och livsmedelsklassade produkter, vi bör inte använda några giftiga eller farliga kemikalier för att få dem."

Om en sekund, kommande papper, forskarna analyserar extraktet i detalj och identifierar alla dess naturliga föreningar. "Vi ville identifiera alla naturliga föreningar som finns för att förbättra vår teknik och för att säkerställa säkerhet, som inte kan sägas om de flesta 'naturliga' kosmetiska märkena, där det finns liten förståelse för vad som finns i "naturliga extrakt", "sade professor Rayner." "Naturligt" är inte nödvändigtvis lika säkert. "

Forskarna provade såväl druvor som svarta vinbär, men de mindre bären visade sig ge mycket mer av det vitala färgämnet.

De utvecklade en patenterad hårfärgningsteknologi som ger intensiva röda färger, lila och blått på hår som, i kombination med en naturlig gul, kan ge ett brett utbud av färger – inklusive bruna. De producerade färgerna var stabila i minst 12 tvättar - jämförbart med konventionella semipermanenta färgämnen.

Nu, forskarna kommersialiserar sin patenterade teknologi genom ett spinoutföretag från University of Leeds, Keracol Limited under varumärket Dr. Craft [webbadress live från 30/5]. De svartvinbärsbaserade färgämnena bör finnas till försäljning i sommar.

"Vi har också precis gjort det första naturliga lila schampot, " Dr. Blackburn tillade. "Svartvinbärsextraktet används i vårt Natural Purple Berry Brightening Serum för att motverka mässingstoner i blont och grått hår. Antocyaninerna fungerar lika bra som de syntetiska färgämnena de ersätter."

Keracol har tidigare utnyttjat naturens kemi med ett hållbart hudvårdssortiment tillverkat av avfallsskal från produktionen av Marks &Spencer-viner.