Исследовательская работа "Изучаем пищевые красители"

Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение Средняя Общеобразовательная Школа №2

 

 

 

 

 

 

Исследовательская работа на тему:

«Изучаем пищевые красители»

 

 

 

 

 

 

Работу выполнила:

Ученица 10Б класса

Подобаева Софья

Проверила:

учитель химии

Столярова И.В

Болотное , 2020 г.

 

Содержание

1.введение.....................................................................................3

2.Основная часть..........................................................................4-11

2.1История возникновения............................................................4

2.2Характеристика пищевых красителей.....................................4-5

2.3Натуральные пищевые красители.............................................5-6

2.4Применение натуральных пищевых красителей......................7

2.5Свойства натуральных пищевых красителей............................7-8

2.6Синтетические пищевые красители...........................................8-10

2.7Особенности синтетических пищевых красителей..................10

2.8Влияние пищевых красителей на здоровье человека..............11

2.9Сравнение натуральных и синтетических красителей……….11

3.эксперимент.....................................................................................12-13

4.заключение........................................................................................14

5.библиографический список..............................................................15

6.приложение.........................................................................................16-21

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

Цель:

§  узнать, можно ли изготовить пищевые красители в домашних условиях, заменяющие вредные синтетические

Задачи:

§  Изучить информацию о пищевых красителях.

§  Провести сравнительный анализ натуральных и синтетических пищевых красителей.

§  Рассмотреть способы получения натуральных красителей из домашних продуктов.

Гипотеза:

§  Я считаю, что в домашних условиях можно изготовить устойчивый пищевой краситель, безопасный для здоровья

Актуальность:

§  В наше время широко используются красители. Детей привлекают яркие упаковки. Мне стало интересно, что скрывается за красивой этикеткой, насколько вредны  красители

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Основная часть

2.1 История возникновения

Первые пищевые красители были известны ещё в античные времена. Их получали из жидкости каракатиц – чёрный краситель, куркума – оранжевый. Красный краситель (кармин) делали из измельчённых сухих насекомых – щитковых тлей. Для получения 100 г красителя нужно было около 20 тысяч насекомых. В средние века иногда красили даже хлеб, придавая ему белый цвет с помощью мела, известняка или даже молотых костей. 

Один из древнейших красителей - пурпур, который еще в X в. до н.э. получали из улиток-багрянок. Для получения 1 г пурпура нужно было обработать 10 тысяч улиток! Пурпур в течение нескольких веков был самым ценным из всех красителей.

С развитием химической промышленности (вторая половина ХIХ века), стали применять синтетические красители, при этом они практически полностью вытеснили натуральные.

С начала 20 в. большая часть химически изготовленных пищевых красителей имела анилиновое происхождение. Это вещество делают из каменного угля. Низкая стоимость химических красителей стала причиной постепенного вытеснения натуральных красителей.

 

2.2 Характеристика пищевых красителей

Красители - это химические соединения применяемые для придания своих способностей другим телам, в том числе и пище: здесь в полной мере раскрывается пищевой краситель. Следует различать понятия "краситель" и "пигмент". Краситель растворяется в красильной среде, пигмент не растворяется. Как правило, краситель - это органическое вещество, а пигмент - неорганическое (порошки оксидных соединений).

Пищевые красители – это вещества, которые используются для придания определенной окраски пищевым продуктам. Продукты изначально могут быть бесцветными, например, мороженое или газированные напитки или потерявшие свой цвет в процессе приготовления, однако благодаря этим веществам продукты снова могут приобрести красивый, привлекательный внешний вид. Также в процессе многих операций в пищевой промышленности естественная окраска продукта утрачивается, приобретает блеклые серые тона. Пищевые красители способны восстановить или повысить природную окраску продуктов. Применение данного рода веществ связано с требованиями покупателей, которые желают видеть яркое изделие. Яркий цвет ассоциируется с цветом натурального, свежего и аппетитного продукта.

В состав красителей входят компоненты животного и растительного происхождения, а также некоторые минералы и соли. Для придания различных оттенков продуктам производители используют красители натуральные и синтетические.

В соответствии с определением согласно Директиве Европейского Союза пищевой краситель (food colour) – это пищевая добавка, предназначенная для придания, усиления или восстановления окраски пищевых продуктов. К пищевым красителям не относятся красители, применяемые для окрашивания несъедобных наружных частей пищевых продуктов: оболочек для сыров и колбас, поверхностей для клеймения мяса и маркировки сыров и яиц.

Так как по определению пищевые красители – это пищевые добавки, то к ним не относятся пряности и пищевые продукты, способные окрашивать пищу – паприка, шафран, куркума (турмерик), красная свекла, гибискус, шпинат, соки, экстракт моркови, жженый сахар и др.

 

2.3 Натуральные пищевые красители

Натуральные пищевые красители получают из веществ природного происхождения: растений, животных и даже микроорганизмов. Сырьем для получения натуральных пищевых красителей являются различные части дикорастущих и культурных растений, отходы их переработки на винодельческих, сокодобывающих и консервных заводах. В качестве источника для получения натуральных пищевых красителей используют ягоды, листья, плоды, кожура, косточки, пленки. Например, синий природный краситель можно получить из ежевики, черники, а желтый из цветков календулы и шелухи лука. Концентрация красящего вещества зависит от местонахождения и климата, способа выращивания и сбора сырья.

Натуральные пищевые красители получают с помощью дополнительных физических или химических воздействий. Изготовление красителей может включать в себя даже ультразвуковое облучение, помещение сырья в вакуум. Производители выбирают такой метод, чтобы получить максимальное количество стойкого красящего пигмента. Природные красители очень чувствительны к действию воздуха и температуры, поэтому могут подвергаться порче. От температурных перепадов и световых излучений, продукты с содержанием натуральных красителей рискуют изменить цвет или приобрести неожиданный оттенок.  Из-за их восприимчивости к воздействиям окружающей среды и нестойкости натуральные красители не применяются для продуктов со сроком годности и хранения более одного года.

Натуральные красители делятся на каротиноиды, антоцианы, флавоноиды, хлорофиллы.

Флавоноиды содержатся в ягодах смородины, вишни, плодах винограда, в цветках и клубнях картофеля.

Антоцианы придают оттенки красного, розового, фиолетового и синего и используются для подкрашивания варенья или джема, напитков и сыров.

Каротиноиды получают из моркови и пальмового масла, они передают продуктам яркость оранжевых цветов и всех оттенков желтого. Они в основном они используются для подкрашивания растительных жиров, сливочного масла, напитков, сладостей, мороженого и прочих кондитерских творений, сыров.

Помимо цвета натуральные красители сохраняют полезные вещества и приносят в продукт естественный аромат и вкус. Но именно из-за своего естественного природного происхождения они обладают менее яркими цветами и менее устойчивы к внешним воздействиям, чем их синтетические «братья».

Натуральные красители ограниченно используют в производстве продуктов питания. Причина в их чувствительности к свету и изменению уровня pH, способности утрачивать цвет при термической обработке. Некоторые натуральные красители имеют синтетические аналоги:

этиловый эфир каротиновой кислоты (Е 160f), аналог каротина. С 2008 года не имеет разрешения для применения в пищевой отрасли;

кантаксантин (Е 161g), искусственно синтезированный каротиноид;

каротиновый альдегид (Е 160e) и ликопин (Е 160d) могут быть как натуральными, так и искусственными.

 

2.4 Применение натуральных пищевых красителей

Флавоноиды — растительные пигменты с самой широкой палитрой — встречаются в природе наиболее часто.

Среди них есть, например, широко используемые для промышленных нужд антоцианы, обозначаемые на упаковке как Е163. Они содержатся в ягодах смородины, вишни, плодах винограда, в цветках и клубнях картофеля. Антоцианы придают оттенки красного, розового, фиолетового и синего, и используются для подкрашивания варенья или джема, напитков и сыров.

Каротиноиды, и среди них широко известный бета-каротин (Е160а) из традиционной моркови и пальмового масла красного цвета, или лютеин (Е161b) из растений и фруктов, передают продуктам всю яркость палитры оранжевых цветов и всех оттенков желтого. В основном они используются для подкрашивания растительных жиров, сливочного масла и спредов, напитков, сладостей, мороженого и прочих кондитерских творений, сыров.

Известный с детства «жженый сахар» считается натуральным красителем золотисто-коричневого цвета. Интересно, что карамельный (или, как его еще называют, сахарный) колер (Е150) в промышленных масштабах получают путем очень сложных химических процессов с добавлением щелочей, кислот и пищевых солей для ускорения реакции. Его активно добавляют в газированную воду, пиво и крепкие алкогольные напитки (коньяк, ром, виски), сладости, соусные приправы.

 

2.5 Свойства натуральных пищевых красителей

Помимо цветовых оттенков натуральные пигменты сохраняют полезные вещества и привносят в продукт естественный аромат и вкус, свойственные растительным первоисточникам.

Но именно из-за своего естественного природного происхождения они обладают менее яркими цветами и менее устойчивы к внешним воздействиям, чем синтетически-синтезированные аналоги. От температурных перепадов и световых излучений, контактируя с другими веществами, особенно с фруктовыми кислотами, продукты с содержанием натуральных ингредиентов рискуют обесцветиться, изменить цвет или приобрести неожиданный оттенок.

Антоцианы нельзя использовать для получения красных оттенков в молочных продуктах. В среде с повышенной кислотностью (рН превышает 4) антоцианы придают синеватый или голубоватый оттенок. Для молочных и кисломолочных продуктов применяют красный свекольный краситель — бетанин (Е162),  который сохраняет свои свойства при уровне кислотности до 7.

Из-за их восприимчивости к воздействиям окружающей среды и нестойкости натуральные красители не применяются для продуктов со сроком годности и хранения более одного года.

2.6 Синтетические пищевые красители

Синтетические пищевые красители не встречаются в природе. Их получают искусственным способом. Они востребованы в пищевой промышленности уже несколько десятков лет и имеют некоторые преимущества перед натуральными. Они лучше хранятся, имеют яркие цвета. Синтетические пищевые красители почти все вредны и обладают разной степенью токсичности. Они хорошо могут растворяться в воде, менее чувствительны к технологическим процессам, дают более насыщенные и узнаваемые цвета. Они иногда теряют свои свойства под воздействием света, воздуха и влаги, следовательно, и продукты, в которых они содержатся – тоже. По сравнению с натуральными красителями, синтетические красители не обладают никакой энергетической ценностью.

Это растворимые в воде, этиле или масляных жидкостях химические органические соединения. Выпускают их чаще в виде натриевой или кальциевой солей. Широко применяют в пищевой промышленности благодаря ряду свойств:

длительный срок хранения;

устойчивость к термической обработке;

низкая светочувствительность;

устойчивость к изменениям кислотного баланса;

хорошая растворимость в воде;

относительно низкая цена.

Классифицируют синтетические красители по химическим методам производства: азокрасители, триарилметановые, ксантовый краситель, хинолиновый, индигоидный.(приложение 1)

Азокрасители

Большую группу составляют азокрасители. Синтетические неорганические вещества получают методом соединения в водной, слабокислой или слабощелочной среде фенолов и диазотированных ароматических производных аммиака (амины). Сырьем чаще всего выступают производные каменноугольной смолы и продукты переработки нефти. Кроме пищевой отрасли, красители группы применяют для изготовления декоративной косметики, моющих средств. Многие добавки разрешены для окрашивания лекарственных средств.

Триарилметановые

Красители триарилметановые получают из каменноугольных смол методом органического синтеза кислот с ароматическими аминами и фенолами. Имеют яркие насыщенные цвета, которые теряют при взаимодействии с этиловым спиртом. По этой причине триарилметаны редко используют для окрашивания алкогольных напитков.

Триарилметановые красители нашли применение в медицине в качестве индикаторов для диагностики различных заболеваний. Используют для производства косметики, моющих средств.

Ксантовый

Ксантовый краситель эритрозин (Е 127) представляет собой натриевую соль. Получают его путем иодирования в водном или спиртовом растворе органического вещества флуоресцина.

Краситель не имеет разрешения к применению в пищевой промышленности. Считается канцерогеном.

Может спровоцировать развитие астмы, заболеваний сердца, щитовидной железы. Негативно влияет на репродуктивную функцию.

Желтый хинолиновый

Желтый хинолиновый краситель (E 104) относится к одноименной группе. Получают путем многоступенчатой химической реакции сульфонирования 2–метилхинолина с фталевым агидридом. Относится к категории разрешенных для применения в пищевой отрасли России. Допустимая суточная норма 10 мг на 1 кг массы тела. Чаще всего можно встретить в жевательных резинках, леденцах и копченой рыбе.

Краситель негативно влияет на состояние кожи. Запрещен в США, Японии, Норвегии, Австралии.

Индигоидный

Индигоидный пищевой краситель индиготин (E 132) получают из угольного дегтя путем сплавления фенил–глицина с амидом натрия. Дальнейшее сульфанирование дает синий красящий порошок.

Разрешен в пищевой промышленности (мороженое, йогурты, кондитерские изделия), фармацевтике для изготовления лекарств, медицине для тестовой диагностики.

Может вызвать аллергическую реакцию, удушье.

Неорганические

Особо стоит группа красящих веществ, полученных из минерального сырья натурального или химического происхождения.

2.7 Особенности синтетических пищевых красителей

Невозможность универсального и повсеместного использования природных пигментов вынудила производителей активно прибегать к синтетическим пищевым красителям.

Эти соединения органического происхождения, синтезируемые химическим путем, гарантируют яркость цвета, и самое главное - большую устойчивость к влияниям окружающей среды.

Цвет продуктов, полученный с их помощью, абсолютный стойкий к перепадам температур. Но и они не совсем неуязвимы для внешних воздействий. Например, индигокармин (Е132), придающий синий пигмент, может обесцвечиваться или изменять окраску под воздействием света. Триарилметановая группа веществ — голубые (Е131 и Е133), зеленый пигмент (Е142) — теряет цвет в случае добавления в алкогольные напитки, реагируя с этиловым спиртом. Пигмент кармуазин (Е122), может приобретать оттенки от прозрачно-желтого до красного с голубым, реагируя на жесткость воды и ее качество. Синтетические красители теряют цвет в живых заквасках и кисломолочных продуктах.

2.8 Влияние пищевых красителей на здоровье человека

Пищевые красители считаются безопасными, если их концентрация в продукте не превышает допустимую концентрацию.

Некоторые питательные вещества и витамины, содержащиеся в натуральных красителях, могут быть даже полезны. Однако мы никогда не знаем, каким химическим процессом и веществами воспользовался производитель для их получения. Также известен факт, что для большей яркости и лучшего сохранения природных веществ производители могут смешивать естественные и искусственные красители. Поэтому даже натуральные красители рискуют стать опасными для здоровья.

Синтетические красители способствуют развитию аллергии, нарушению восприятия, могут быть причиной пищевых расстройств и дисбактериоза, а также спровоцировать онкологические заболевания.

2.9 Сравнение натуральных и синтетических красителей

Натуральные пищевые красители  обладают биологической ценностью. Благодаря входящим в их состав микроэлементам и витаминам, они полезны для здоровья.

На первый взгляд натуральные красители кажутся идеальными, но в разрезе массового производства продуктов у них могут быть некоторые недостатки: чувствительность к свету, способность утрачивать цвет при термической обработке, чувствительность к изменению уровня pH.

У синтетических красителей нет биологической ценности, они не обладают вкусом или запахом. Эти вещества хорошо растворяются в воде, масляных жидкостях или спирте, открывая большие возможности для использования в пищевой индустрии. Синтетические пищевые красители обладают такими достоинствами, как:

·         стойкость к термической обработке;

·         долгий срок хранения;

·         стойкость к изменениям уровня pH;

·         низкая чувствительность к свету;

·         хорошая водорастворимость;

·         относительно низкая цена.

 

 

3.Эксперимент

1.красный цвет

Нам понадобится:

·        Свекла 2 штуки (приложение 6)

Как делать:

1.моем свеклу и нарезаем на части

2. отжимаем сок

3.переливаем сок в кастрюлю и ставим на огонь кипеть

4.после кипения переливаем в удобную емкость.

5.наш красный краситель готов(приложение 2)

2.оранжевый цвет

Нам понадобится :

·        Морковь 2 штуки (приложение 6)

Как делать:

1.моем морковь и нарезаем на части

2.отжимаем сок

3.переливаем сок в кастрюлю и ставим на огонь кипеть

4.после кипения переливаем в удобную емкость

5.наш оранжевый краситель готов(приложение 3)

3.зеленый цвет

Нам понадобится :

·        Шпинат свежий или замороженный (приложение 6)

·        Вода 100мл

Как делать:

1.измельчаем в блендере шпинат

2. измельченный шпинат перекладываем в кастрюлю ,добавляем немного воды и ставим кипеть на огонь

3. после кипения переливаем в удобную емкость(можно процедить,но не обязательно)

4.наш зеленый краситель готов.(приложение 4)

4.окрашиваем тесто для пельменей

1.     В емкости с красителями добавляем яйцо и перемешиваем

2.     Туда же добавляем муку, соль, растительное масло.

3.     Вымешиваем тесто (приложение 7)

4.     Лепим пельмени(приложение 5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Заключение

В ходе выполнения исследовательской работы все поставленные задачи были выполнены, я самостоятельно изготовила пищевые красители в домашних условиях, заменяющие вредные синтетические, тем самым достигла своей цели .

 Мое предположение о том, что в домашних условиях можно изготовить устойчивый пищевой краситель, безопасный для здоровья, подтвердилось.

Для себя я выделила то, что в кулинарии лучше и полезнее использовать натуральный  пищевой краситель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Библиографический список

1.https://chocodel.com/news/krasiteli_pishchevye_/

2.Пищевые красители (school-science.ru)

3.Пищевые красители: натуральные и синтетические (chocodel.com)

4.Классификация натуральных и синтетических пищевых красителей (vkusologia.ru)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Приложение

 

 (приложение 1)

                                             Приложение к красному красителю

 (Приложение 2)

                                      Приложение к оранжевому красителю

 (приложение 3)

                                Приложение к зеленому красителю

(Приложение 4)

             Приложение к результату окрашивания красителями

(приложение 5)

(приложение 6)

 

                  Приложение к результату окрашивания красителем

(приложение 7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru