天然色素中以植物色素色系最为丰富，但是植物色素作为染料普遍存在一些问题，影响了其广泛使用，包括：
1、天然染料多来源于动植物，这使得它难以进行标准化生产。以植物色素为例，即使是同一种植物，由于产地不同、气候条件不同及采集时间不同都会影响色素的组成及色泽。而这必然会导致染料的染色重复性差。
2、植物色素普遍存在染色牢度差的问题，即使配合媒染剂也达不到要求，体现在日晒牢度和皂洗牢度不够。很多呈色较好的植物色素，其染色牢度则存在很大的问题，染后很快脱色，或者容易在日光下褪色，以至不能在实际中应用。
3、另外，大部分植物色素在染色时都要使用媒染剂，传统的媒染剂基本都是化合物，最常见的是重金属离子化合物，而其中有许多被列入化妆品禁用清单，导致许多实验效果好的配方无法投入实用。
4、植物色素制备工艺复杂，涉及品种、栽培、收集、提取等流程，费时费力。此外，植物色素染色流程也繁杂，操作条件需要严格控制。如果想得到间色，有的需要分次套染，而且分次套染的结果往往和预测效果有一定出入。
植物染发由于存在以上四种原因，要产业化成为世界难题，目前全世界还在普遍使用苯胺苯酚类染料制造染发剂。研发不含苯类染料的产品很难。
2011年6月6日，这是一个值得纪念的日子，这是一个顶着困难前行的日子，这天北京立仁堂医药科技开发有限公司与中科院生物物理所签订了技术开发委托合同。约定研究一项不含苯胺苯酚类染料而且着色快速、牢固的植物染发技术，从此研发课题组踏上了长达7年之久的研发历程。专家攻坚克难，攻克了世界性难题：
第一、找到原料。植物染发首先要找到提取原料，原料筛选是个重要而复杂的工程，科学家们筛迭了很多植物种类，如黑米、紫米、黒芝麻、葡萄、桑籽、紫暑等，非专业人员认为黒米、黒芝麻提取的色素是黑色的，提純就可用。实际不是的，它们提取的颜色是紫色的，紫色变成天然黑色谈何容易。即便解决了物理转色还远远不够，还要解决植物色素在发丝上附着问題，要找到附着力強的值物色素才可以。科研人员通过筛选上百种植物反复测试，最终选择蓝莓花色素苷。
第二、解决附着力。解决附着力首先要解决原料提纯问题。目前行业蓝莓色素提纯度一般是30％左右，这个提纯度附在发丝上不掉是不可能的。大大提高纯度是附着力的关键，头发主要成份是角蛋白，花色素苷与角蛋白侵和力如何解决，这是个大的未知数，专家通过大量实验，花费了两年时间，终于让花色素苷牢牢地吸附在头发丝表层，使附着力问题解决。
第三、解决色素保质问题。色素提纯度越高，就越容易氧化，染发剂必须具备一定的保质期，不然无法销售，开始专家想用装青霉素的真空小瓶装花色素苷保质；可国家药监局不允许，怕非医人员使用不当，有安全风险，后来经反复研讨实验，用物理隔氧、避光加泠藏等方法解决这个难题。
第四、解决色素优先吸附头发，不沾头皮问题。头发头皮主要成份都是角蛋白，科学家抓住头发与头皮组织微弱区别，精心设计，创造性配伍，解决了这个难题。
染黑头发的越桔色素及其组合物发明专利任务原计划两年完成，结果研发了7年，实属不易。用这项发明专利打造的自然村染发液，配方中一点都不含苯胺苯酤类染料，染色速度与牢固度可与苯类染剂媲美，牢固度还优于苯类染剂，而且染剂没有任何刺鼻味道，只有淡淡的蓝莓果香，染后呈色自然、柔顺、亮丽。该产品上市两年多来，深受消费者喜欢，未发生过致敏现象与不良反映。