Исследовательская работа на тему: 'Натуральные пигменты'

Министерство образования Республики Башкортостан

МОУ лицей №123

Демского района го г.Уфы

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА

НАТУРАЛЬНОГО ПИГМЕНТА АНТОЦИАНИНА

В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ рН-ФАКТОРА СРЕДЫ

Исполнитель: ученик 3 «В» класса

Князев Максим

Руководитель: Кондрашова Э.О.

УФА 2011

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА I.Обзор литературы 7

ГЛАВА II. 9

ГЛАВА III. 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13

БИБЛИОГРАФИЯ 14

ВВЕДЕНИЕ

Для придания продуктам питания цвета и улучшения их вида в пищевой промышленности используются натуральные и синтетические красители. Главная цель в данном случае заключается в стремлении повысить эстетический вид продукта и увеличить продажи. Красители совершенно не влияют на вкусовые качества пищи и процесс ее усвоения организмом человека. Красители добавляют в лимонад, кока-колу и ей подобные напитки, сладости, пудинги, мороженое, алкоголь, маргарин и сыры.

К натуральным красителям в ходе эволюции организм человека вполне адаптировался. Их добывали из фруктов, овощей, ягод, корней растений. В своем составе натуральные красители содержат красящие пигменты, органические кислоты, ароматические вещества, витамины. И, хотя для многих из них установлена предельно допустимая концентрация, натуральные красители считаются безопасными для здоровья человека.

С развитием химической промышленности большое распространение получили искусственные пищевые красители, представляющие собой водорастворимые органические соединения, не существующие в природе. Пищевой ценности они не имеют, а вот вред красителей для организма человека весьма возможен. В настоящее время используемые в пищевой промышленности красители имеют маркировку Е100 - Е199.

В пищевой промышленности России не разрешено применение следующих красителей:

Е102, E103, E107, Е110, Е120, Е121, Е123, Е124, Е125, E153, E154, E155, Е160a, E160d, E160f , E166, E173, E174, E175, E180, E182 . Запрещается применение в России красителей: E121, E123. Особо опасными являются красители: Е 102, Е 110, Е 122, Е 123, Е 124, Е127, Е 151.

3

Проведенные исследования показали негативное воздействие на здоровье детей следующих пищевых красителей: Е102, E104, E110, E122, E124, E129. Они могут вызвать у детей и взрослых:

• Небольшую возбудимость,

• Нарушение концентрации внимания,

• Резкие перепады настроения,

• Дисбактериоз,

• Аллергию,

• Гиперактивное поведение,

• У детей- нарушение процесса обучения.

Технология производства пищевых продуктов постоянно развивается. Сырье, а значит и красители (натуральные или искусственные), проходят много ступеней технологической обработки, результат которой бывает весьма далек от «натуральности».

В последнее время, в связи с выявлением негативного воздействия на человека искусственных пищевых красителей, во многих странах мира стремятся уменьшить вред красителей путем ограничения или полного запрета их использования в пищевой промышленности.

Очевидно, что сокращение числа синтетических красителей может быть достигнуто в результате замещения их натуральными - безвредными во всех отношениях. К тому же, естественные пищевые красители содержат в своем составе, кроме красящих пигментов, другие биологически активные компоненты: витамины, органические кислоты, ароматические вещества. Направление расширения ассортимента пищевых красителей, имеющих

4

естественное происхождение, не включающих в себя канцерогенов и

токсичных веществ, особенно актуально в настоящее время.Поэтому я заинтересовался данной темой и решил изучить, какие растительные пигменты содержатся в овощах и фруктах, более подробно рассмотреть пигмент антоцианин, содержащийся в краснокачанной капусте.

Гипотеза. Мы сделали предположение, что при изменении pH-фактора среды возможно изменение окраски вещества.

Поэтому мы решили определить характер изменения цвета окрашиваемого вещества данным пигментом в зависимости от ph среды и сделать выводы.

Цель работы : исследовать PH- чувствительный растительный пигмент антоцианин, содержащийся в краснокочанной капусте. Определить характер цветообразования в зависимости от ph-фактора среды.

Задачи:

1.Сделать обзор имеющейся информации по натуральным красителям.

2.Изучить свойства PH- чувствительного растительного пигмента антоцианина, содержащегося в краснокочанной капусте. Дать описание изменение его цвета в зависимости от рн-среды

3.Изготовить рн-индикатор на основе сока краснокочанной капусты

4.Сделать выводы.

Предметом исследования данной темы является PH- чувствительный растительный пигмент антоцианин, содержащийся в краснокочанной капусте.

Практическая значимость заключается в возможности использования материалов и результатов исследования в учебном процессе в школах на

5

уроках химии, биологии, технологии, при подготовке студентов-технологов пищевой промышленности .

6

ГЛАВА I.

Обзор литературы.

Натуральные красители - это природные пигменты, получаемые из растительного и животного сырья.

Природные красящие вещества плодов, ягод, овощей обладают широким спектром окраски - от оранжевой до синей. Поэтому сырьём для натуральных пищевых красителей могут быть ягоды, цветы, листья, корнеплоды и т д. Кроме того, натуральные пищевые красители содержат в своем составе целый ряд биологически активных компонентов: витамины, органические кислоты, ароматические вещества, антиоксиданты, микроэлементы. Введение таких компонентов в продукты питания обеспечивает не только необходимую окраску, но и способствует обогащению продуктов важными элементами и сохранению их качества. Содержание красящих веществ в растительном сырье зависит от климатических условий произрастания и времени сбора.

Натуральные (естественные) красители начали использоваться очень давно. В большинстве своем они имеют растительное происхождение и представляют собой смесь каротиноидов, антоцианов, флавоноидов и других натуральных компонентов. Все они могут применяться для окрашивания пищевых продуктов.

Натуральные пищевые красители, выделяемые из растительных источников, могут быть классифицированы по основным классам молекул-пигментов. В цветообразовании пищевых продуктов наибольшее распространение получили вещества, относящиеся к беталаинам, каротиноидам и антоцианам.

Каротиноидные- желтые и оранжевые пигменты широко распространены в природе. Они присутствуют во фруктах, овощах. Наиболее важный из них -

7

бета-каротин. Он содержится в моркови, сладком перце. В зависимости от содержания пигмента, данный вид красителя дает оттенки от красного до оранжевого.

Беталаины- красные пигменты, накапливаются в различных органах растений - цветках, корнях, стеблях, листьях. Они содержатся в корнеплодах столовой свеклы,а также ими окрашены красные цветки Бугенвиллеи . При окрашивании дают цвет натурального сока свеклы .

Антоциан- это пигмент растительных вакуолей, имеющих фиолетовый, красный, синий цвета. Слово "антоциан" имеет греческое происхождение и в буквальном переводе означает "синий цветок". Антоцианы входят в состав множества ягод: черники, малины, смородины, винограда, краснокачанной капусты и так далее . Природное назначение антоциана -придание различным растениям ярких, заметных для глаз насекомых цветов -это необходимо для эффективного опыления. Помимо этого, антоциан выполняет еще одну важную для растения функцию - он защищает растение от губительного влияния ультрафиолетовых лучей.

8

ГЛАВА II.

Характеристика пищевого красителя антоцианина.

Антоцианин- совершенно безопасный пищевой краситель, получаемый из природного сырья. Антоцианы (антоцианины) имеют индекс Е-163 и относятся к безопасным пищевым добавкам. Основное назначения антоцианина- это изменение цвета продуктов в сторону оранжевых, красных, коричневых, синих и фиолетовых тонов. Точный цвет продукта определяется как составом и дозировкой красителя, так и кислотностью среды продукта и его температуры. Соответственно, при изменении pH-фактора среды возможно изменение окраски.
Красители, которые принадлежат к группе антоцианов, устойчивы к воздействию температуры, света, хорошо растворяются в воде, что позволяет их использовать достаточно широко в пищевой промышленности.
Антоцианин не имеет запаха и вкуса.
Обычно пищевые красители считают если не вредными то, по крайней мере, нейтральными веществами. Тем не менее, антоцианин относится к группе веществ, которые приносят пользу. В частности, антоцианы укрепляют капилляры и соединительные ткани, их употребление является хорошей профилактикой катаракты. Кроме того, антоцианины способны оказывать общеукрепляющее воздействие. Некоторые исследования доказывают, что продукты, богатые антоцианом, способны защитить организм даже от рака!
Университет по изучению раковых заболеваний (находится в Огайо, США) провел исследования, которые доказывают: ежедневное употребление в пищу черники или черной малины способно значительно снизить риск возникновения рака толстой кишки и пищевода.

Применение антоцианина в пищевой промышленности разнообразно. В частности, антоцианин применяется при производстве кондитерских изделий, йогуртов, разнообразных напитков.

ГЛАВА III.

Результаты исследований PH- чувствительного растительного пигмента антоцианина.

Краснокочанная капуста имеет синевато-фиолетовые листья, так как содержит красящее вещество антоцианин.

Все природные красители, даже химически модифицированные, чувствительны к воздействию кислот, щелочей, кислорода воздуха, температур. Точный цвет продукта определяется кислотностью среды продукта .Мы сделали предположение, что при изменении pH-фактора среды возможно изменение окраски.

Поэтому наша задача определить, как будет изменяться цвет пигмента антоцианина, содержащегося в соке краснокачанной капусты, в зависимости от PH-фактора среды.

При показателе рН равном 7,0 говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень рН - тем среда более кислая (от 6,9 до О).
Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1 до 14,0).

Ниже приводятся значения PH для некоторых жидкостей:

1. Желудочный сок - 1.0-2.0 ph
2. Лимонный сок - 2.0 ph
3. Пищевой уксус - 2.4 ph
4. Кока-кола - 3.0 ph
5. Яблочный сок - 3.0 ph
6. Пиво - 4.5 ph
7. Кофе - 5.0 ph

8. Шампунь - 5.5 ph
9. Чай - 5.5 ph
10. Слюна - 6.35-6.85 ph
11. Молоко - 6.6-6.9 ph
12. Чистая вода - 7.0 ph
13. Кровь - 7.36-7.44 ph
14. Морская вода - 8.0 ph
15. Раствор пищевой соды - 8.5 ph
16. Мыло (жировое) для рук - 9.0-10.00 ph
17. Нашатырнай спирт - 11.5 ph
18. Отбеливатель (хлорная известь) - 12.5 ph
19. Каустическая сода или натриевая щелочь > 13 ph

Для проведения опыта нам потребовалась краснокочанная капуста.Путем переработки мы получили сок краснокачанной капусты. Он имеет фиолетовый цвет. Далее мы приготовили в пробирках различные вещества:

-лимонный сок;

-яблочный сок;

-молоко;

-морская вода(аквамарис);

-нашатырный спирт;

-стиральный порошок.

В ходе проведения опыта, все полученные результаты мы заносили в таблицу.(См.ниже)

Сок краснокочанной капусты при смешивании с различными веществами изменяет свой цвет от красного (в сильной кислоте) к розовому,

11

фиолетовому (это его естественный цвет в нейтральной среде), синему, и, наконец, зеленому (в сильной щелочи). На картинке слева направо результаты смешения сока краснокочанной капусты с:

1. лимонным соком (красная жидкость);

2. во второй пробирке чистый сок краснокочанной капусты, он имеет фиолетовый цвет;

3. в третьей пробирке сок капусты смешан с аммиаком (нашатырным спиртом) - получилась жидкость синего цвета;

4. в четвертой пробирке результат смешения сока со стиральным порошком - жидкость зеленого цвета.

pH

2

4

6

8

10

12

Цвет

красный

пурпурный

фиолетовый

синий

сине-зеленый

зелено-желтый Из сока краснокочанной капусты можно сделать лакмусовые бумажки. Для этого нам понадобится фильтровальная бумага. Ее надо пропитать капустным соком и дать ей высохнуть. После этого разрезать на тонкие полоски. РН-индикаторы готовы. Данный материал можно использовать на уроках химии для определения кислотности среды.

12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цвет пищевого продукта имеет для потребителя огромное значение: это не только показатель свежести и качества продукта, но и необходимая характеристика его узнаваемости. За цвет продукта ответственны присутствующие в нём красители. Растительный пигмент антоциан,содержащийся в соке краснокачанной капусты,будет изменять свой цвет в зависимости от рН-фактора среды,в частности, при pH 1,5-2 цвет красителя отличается ярко выраженным красным оттенком, при повышении pH уровня до5 единиц цвет переходит через красно-пурпурные тона к пурпурным, а в щелочной среде с pH от 6,7 до 8 оттенок синий, далее с повышением pH-фактора до 9 - зелёной и до 10 - желтой .

13

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Аникина Е. Съедобный цвет: польза или вред? // Продуктовый рынок. - 2009. - №26.

2. Кто и как придумал синтетические красители [Электронный ресурс]: http://www.senav.net/2008/07/05/kto_i_kak_pridumal_sinteticheskie_krasiteli.html

3. Пища, идентичная натуральной // Эковестник [Электронный ресурс]: http://ecolog.ucoz.ru/publ/4-1-0-133

4. Пищевые добавки, красители и консерванты [Электронный ресурс]: http://www.fictionbook.ru/author/bez_avtora/pisheviye_dobavki_krasiteli_i_konservantiy/

5. Пищевые красители [Электронный ресурс]: http://www.giord.ru/0705210501588.php#2

14