XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Подкрашивать продукты люди начали со времен «старины глубокой». Древние египтяне подмешивали в еду измельченные корни, цветы и листья растений. Шафран добавляли, если хотели придать блюду желтый оттенок. Из Индии торговцы везли синий колер, который добывали из растения рода индиго. Стоимость натуральных красителей в то время была баснословной. Позволить себе вкушать подкрашенную пищу могла только знать. Мода на «разноцветные» продукты сохранялась многие века. Дороговизна натуральных красителей, низкая термоустойчивость послужили толчком к поиску замены их на более дешевые и стабильные вещества. Во второй половине XIX века началось бурное развитие химии. Наступила эпоха синтетических красителей - растворимых в воде, этиле или масляных жидкостях химических органических соединений.

Выпускают синтетические красители чаще в виде натриевой или кальциевой солей. Химическая промышленность придумала больше чем 10 тыс. пищевых добавок, консервантов, красителей, эмульгаторов, стабилизаторов. Производители получают огромные прибыли, ведь такой продукт долго хранится и сырье стоит очень дешево. А то, что наносится при этом непоправимый вред здоровью всей нации, никого не волнует, только врачи сильно обеспокоены, они утверждают, эти все вещества просто медленно нас убивают. Как на самом деле влияют на нас продукты с синтетическим красителями, знают медицинские работники. Аллергии, заболевания желудочно-кишечного тракта, рак, количество больных этим заболеваниями выросло почти в три раза. Наш организм столкнулся с такими химическим ингредиентами, что он просто не знает, как их переварить, усвоить и вывести из организма. Это и провоцирует заболевания желудочно-кишечного тракта, страдает поджелудочная железа, печень. Чем больше мы употребляем химии, тем больше возникает риск болезней.

В природе, конечно же, существуют безвредные, натуральные красители. Их производят исключительно из природных материалов – из семян и плодов растений, из листьев и коры в виде вытяжки, сока, отвара или настойки.

Пищевые красители - это химические синтетические вещества или природные соединения, которые придают или усиливают цвет пищевого продукта или биологического объекта и не потребляются как пищевой продукт или составная часть пищи. Но красители могут использоваться не только для окрашивания продуктов.

Дело в том, что существует такое понятие, как кислотность среды, и у всех продуктов она разная. А еще цвет пигмента может меняться при изменении кислотности среды, температуры, при взаимодействии с различными веществами.  

В растительных клетках чаще всего встречаются зеленые пигменты хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины.

Цель работы – получение простых, дешевых, доступных пищевых красителей и исследование возможности их применения в качестве индикаторов.

В качестве объектов исследования использовали растения, содержащие антоцианы (базилик, свекла, ежевика), флавоны (календула, морковь) и темные меланины (баклажан, краснокачанная капуста).

Исследуемые пигменты получали в виде водной вытяжки из плодов или листьев растений. Для этого 2 г растительного вещества помещали в ступку и измельчали, добавляли около 15 мл воды, настаивали 15 минут и отфильтровывали получившийся раствор. Фильтрат сливали в три пробирки по 3-4 мл. первая пробирка – контрольная, во вторую пробирку добавляли 1 каплю 5% соляной кислоты HCl, в третью – 1 каплю 5% раствора щелочи NaOH . Пробирки взбалтывали, ставили в штатив и через 1-2 минуты оценивали результат.

Изменения окраски водной вытяжки пигментов различных растений

в кислой и щелочной среде

Таким образом, растительные пигменты как кислотно-щелочные индикаторы доступны и могут быть легко получены и применяться.

Характер и интенсивность окраски антоциановых пигментов изменяется в зависимости от реакций среды. В кислых растворах антоцианьг образуют истинные соли, в которых носителем красной окраски является катион флавилия. При уменьшении концентрации водородных ионов снижается и интенсивность окраски, которая при рН>8 переходит в фиолетовую, и при дальнейшем подщелачивании до рН 11 раствор окрашивается в синий цвет. Эти изменения цвета раствора обусловлены происходящими в молекуле структурными изменениями под влиянием реакции среды. Возникновение фиолетовой окраски по мере смещения рН среды в щелочную сторону связано с образованием основания красящего пигмента. Для получения интенсивных красных тонов окрашиваемые антоциановьгми красителями пищевые изделия должны иметь кислую реакцию или в процессе окрашивания их следует подкислять. Цвет каратиноидов, в отличие от антоцианов, практически не зависит от кислотности среды, поэтому использовать их в качестве индикаторов малоперспективно.

Результаты исследований показали, что лучшими индикаторными свойствами обладает вытяжка из листьев краснокочанной капусты. Исходно она имеет малиново-сиреневый цвет. В сильнокислой среде (рН 2–3) приобретает красный, а при рН 4–5 – розовый цвет. Далее по мере нейтрализации розово-красный цвет изменяется сначала на сиреневый, затем на светло-синий (рН 6–7). При переходе значений рН в щелочную область цвет раствора становится зеленым (рН 8), желто-зеленым (рН 9–10) и в сильно щелочной среде (рН выше 10) – желтым.

Список литературы

Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. – М.: Агропромиздат, 1991.

Веретенников А.В. Физиология растений; Учебник.-/А.В.Веретенников. -М.: Академический Проект. 2006. - 480 с.

Полевой В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. - М.: Высшая школа, 2006. - 464 с.