проект. Пищевые красители+. Искусственные и натуральные пищевые красители в газированных напитках
 Скачать 2.89 Mb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Общеобразовательная школа №6 г. Сальска. ММРЦ и МБУ ИМЦ Сальского района Сальский филиал Донской академии юных исследователей им. Ю. А. Жданова Секция «» Тема: «Искусственные и натуральные пищевые красители в газированных напитках» Автор работы: Гунько Мария, 11 класс, МБОУ СОШ № 6, г. Сальска Руководитель: Рыбакова Ольга Александровна, учитель химии, МБОУ СОШ № 6 г. Сальска г. Сальск 2022г ОГЛАВЛЕНИЕ Введение………………………………………………………………………… Глава 1.Информация о пищевых красителях………………... 1.1 Первые пищевые красители, история появления…………………….…… 1.2 Роль пищевых красителей в продуктах питания……….. 1.3 Классификация и способы получения пищевых красителей…………… 1.4 Влияние пищевых красителей на организм человека……… Глава 2. Лабораторное исследование…..………………………………… 2.1 Выявление красителей в напитках…………………………………….. 2.2 Эксперимент с добычей натурального красителя………………….. 2.3 Сравнительный анализ натуральных и искусственных красителей……… Выводы……………………………………………………………………………. Заключение……………………………………………………………………….. Литература………………………………………………………………………... Приложение………………………………………………………………………. ВВЕДЕНИЕ Без красителей сложно представить себе современные продукты, продаваемые в магазинах, в том числе и газированные напитки. Цвет вместе с вкусовыми свойствами является одним из показателей качества пищевых изделий для покупателя. Внешний вид и цвет газированных напитков определяют их потребительские свойства и ассортимент, поэтому особенно важно знать, какого рода красители находятся в том или ином напитке. Для восстановления утраченной в процессе переработки естественной окраски или для окрашивания бесцветных продуктов применяют пищевые красители. Пищевые красители – это особые вещества, применяемые для окрашивания любых продуктов питания – напитков, готовых блюд, кремов, теста, декора для кондитерских изделий, конфет и так далее. Несмотря на то, что окрашивание не относится к основным требованиям в пище, люди всё же предпочитают продукты, имеющие насыщенный цвет, который придаёт им более привлекательный вид. И на домашних кухнях мы добавляем пищевые красители в свои кондитерские эксперименты. В настоящее время пищевые красители широко используют в промышленном производстве продуктов питания, а также в газированных напитках. С момента изобретения газированных напитков, в них стали добавлять различные добавки, в том числе и красители. В современных напитках используются те же самые пищевые красители, что и в других продуктах питания. В настоящее время на прилавках продуктовых магазинов очень сложно найти продукты, которые имеют в своём составе натуральные пищевые красители, без добавления синтетических пищевых красителей из искусственных материалов. Исключение составляют лишь натуральные продукты питания, такие как фрукты и овощи, различные крупы, зелень, но даже в этом случае нельзя быть уверенными, что в них нет химических добавок. Искусственные красители содержатся, как правило, уже в готовых продуктах питания, которые могут долго храниться, не утрачивая при этом своего запаха и цвета. С течением времени окрашивание стали часто использовать для кондитерских продуктов, напитков, колбасного фарша, растительных и животных масел, жиров. Традиционно для этого применялись естественные красящие вещества, многие из которых по-прежнему остались в употреблении в роли пищевых красителей. К таким веществам относятся, например; куркумин, шафран, кармин, хлорофилл и другие. С развитием химии синтетических красителей, многие из синтезированных соединений стали также употребляться для пищевых целей, так как они обладали широким спектром оттенков, простотой использования и относительной дешевизной. Тем не менее токсичность и побочные эффекты искусственных красителей сильно ограничили их распространение и потребовали введения регулирования их употребления. С 2020 года регулирование пищевой промышленности – общемировая деятельность. Наиболее известный орган – американское FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов). Это подразделение Минздрава США постоянно оценивает старые и новые красители, выпускает отчеты, выносит рекомендации и меняет список разрешенных к применению продуктов. В Российской Федерации подобные функции выполняет Минздрав и профильные НИИ. Списки красителей попадают в СанПиНы. Цель работы: изучение натуральных и искусственных пищевых красителей. Задачи: 1. На основе анализа литературы изучить виды пищевых красителей. 2. Исследовать содержание пищевых красителей в газированных напитках, продаваемых в розничной сети. 3. Добыть натуральный краситель методом эксперимента в домашних условиях. 4. Провести сравнительный анализ натуральных и искусственных красителей. Объект исследования: газированные напитки, продаваемые в магазинах. Предмет исследования: пищевые красители. Для решения поставленных задач использовались следующие методы: Теоретический: изучение литературы по данной теме; Эмпирические: наблюдение, сравнение, эксперимент. Гипотеза: некоторые напитки имеют в своём составе искусственные красители вместо натуральных, заявленных производителем. Глава 1. Информация о пищевых красителях. Первые пищевые красители, история появления. История пищевых красителей. Люди меняют цвет пищи с древних времен. Первые упоминания об окрашенных продуктах относятся к 300 году до н.э. и уходят корнями в Египет. Ученые умы использовали цветные добавки из растительных и минеральных источников для окрашивания лекарств, косметики, вина. Среди первых красителей – паприка, куркума, оксиды железа и свинца, сульфат меди. В поэме Гомера «Илиада» упоминается шафран. А так же пищевые красители были известны еще в Древней Греции. Греки брали куркуму для создания оранжевого цвета и чернила каракатиц – для получения черного. А в средние века было принято подкрашивать хлеб, чтобы он выглядел более белым. Для этого в тесто добавляли мел и известняк. Сейчас пищевые красители широко используют в промышленном производстве продуктов питания, также многие красители можно применять и в домашних условиях на своей кухне. Со временем люди научились «извлекать» цветные пигменты из других источников – травяных экстрактов, фруктов, овощей, ягод, корня огуречника и даже сандалового дерева. Развитие науки стало предвестником изменений. В более поздних источниках хранятся сведения о карбонате меди, золоте и серебре. В 1390 году Элиз Флеминг провела исследование кулинарных книг и составила полный список пищевых добавок (красителей), которые когда-либо использовались. Многие древние красители были очень опасными для здоровья. В 1396 году во Франции был издан запрет на окрашивание сливочного масла, а в 1574 году – на изменение цвета выпечки. Власти Германии в 1531 году постановили сжигать на костре любого, кто использует шафран как краситель. В индустриальном веке бешеную популярность приобрела окраска сладостей химикатами. Вредные, но красивые детские товары лучше продавались. В 1820 году Фридрих Аккум задокументировал такие пищевые красители: сульфид ртути, красный и белый свинец, синий купорос, вердигрис. Цвета пищевых красителей были натуральны, пока сэр Уильям Генри Перкин не обнаружил первый синтетический цвет – мовеин – в процессе разработки лекарства от малярии. Быстро созданная компания «Perkins» поставила на рынок пурпурные, фиолетовые, зеленые, синие цвета, оттенки фуксии. Прорыв в области создания синтетических красителей приходится на XIX век. В 1842 году президент Русского химического общества Николай Зинин синтезировал анилин. Сам Николай Зинин нашел дешевый способ получения красителя путем реакции окисления анилина. Открытие позволило поставить производство синтетических красителей на промышленные рельсы. Фуксин покупали французские виноделы для окрашивания своей продукции. Многие красящие вещества были выделены случайно, в ходе других химических опытов. В 1856 году молодой ученый из Англии Уильям Перкин задумал из анилина получить противомалярийный хинин. Результатом опытов стала некая черная субстанция, из которой было выделено вещество фиолетового цвета с розоватым оттенком. Из любопытства им покрасили шелк, и имя восемнадцатилетнего химика навсегда вошло в историю. Предприимчивый юноша организовал заводское производство красителя, который получил название мовеин. Десятилетие спустя немецкие химики Карл Гребе и Карл Теодор Либерман синтезировали ализарин. В конце века их коллеги Генрих Каро и Адольф Байер разработали методы синтеза индиго, индулина, эозина и других веществ. [1]. К середине ХХ века для пищевых красителей во многих странах предъявлялись требования к максимальному содержанию мышьяка и свинца в тысячные доли процента, допускались лишь незначительные следы других тяжёлых металлов, а также было ограничено количество красителя на количество окрашиваемой пищи до 125 мг на фунт. Пищевые красители являются подмножеством класса красителей, известных как кислотные красители. Они наименее токсичные из кислотных красителей и также наименее токсичные из всех красителей. Их можно использовать только для окрашивания белковых волокон: шерсти, шелка, а иногда и нейлона [6].Современные пищевые красители в основном синтетические, имеющие в составе разные добавки. Все вещества в Европе классифицируются с индексом «E»: от E100 до E199. В США красители обозначаются по номерам и цвету («Красный № 1» и т. д.). Наступила эпоха синтетических красителей. 1.2. Роль пищевых красителей в продуктах питания. Пищевые красители – предназначены для восстановления цвета продуктов, который утрачивается в процессе обработки, для увеличения его интенсивности, для придания определенного цвета пище. Технологии производства меняются, цель остается прежней. Потребитель давно привык к определенному цвету тех или иных продуктов питания, связывая с ним их вкус, степень готовности к употреблению, качество. Цвет пищевых продуктов, их внешняя привлекательность играют большую роль в торговле продуктами питания, оценке их стоимости, в конкуренции на рынке [5.14]. Никому не интересны прозрачные вишневые конфеты, одноцветные торты и всегда белая мастика. Кондитерское дело превратилось в творчество, где нужен не просто повар (кондитер, кулинар), а художник. Шире палитра – больше идей, вариантов. Одна фотография красивого торта в Инстаграме завлечет больше клиентов, чем живая дегустация. Кондитеры высокой квалификации, которые работают на элитных потребителей, сталкиваются с причудливыми запросами. Реализовать их без красок невозможно. Кроме вкуса и текстуры, цвет тоже играет важную роль при выборе продуктов в магазине. Люди ожидают, что некоторые продукты будут иметь определённый цвет, и если цвет другой, это сразу же вызывает подозрение. Продукты изначально могут быть бесцветными, например, мороженное 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. 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. Оттенки у природных красителей получаются не настолько яркие, а цвет зачастую теряется при термической обработке [7]. 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. 1.3. Классификация и способы получения пищевых красителей. По происхождению выделяют пищевые красители природные и синтетические. Натуральные красители обычно выделяют из природных источников в виде смеси соединений, различных по своей химической природе, состав которой зависит от источника и технологии получения, в связи с чем обеспечить его постоянство обычно бывает трудно. Способы выделения натуральных пищевых красителей различны и зависят от вида использованного сырья, свойств основного извлекаемого пигмента, характера сопутствующих веществ. Чаще всего их получают из веществ природного происхождения: создают из листьев и семян растений, овощных и ягодных соков, сублимированных ягод и фруктов, ферментированных растительных продуктов, специй, животных и даже микроорганизмов, извлекая пигменты соответствующим растворителем. Также источником красителей становятся растительный уголь и различные геологические материалы. Некоторые пищевые красители можно получать химическим путем, они будут идентичны по химическому строению веществам, полученным естественным путем. Среди натуральных пищевых красителей выделяют каротиноиды, флавоноиды, антоцианы и хлорофиллы [5.16]. Каротиноиды (углеводороды из апренового ряда и их кислородсодержащие производные) обеспечивают в природе окраску различного животного, плодово-ягодного и овощного сырья (яичный желток, морковь и т. д.), из которого их выделяют экстракцией. Полученные таким образом препараты каротиноидов могут придавать пищевому продукту красную, оранжевую или желтую окраску. Наиболее часто используют каротиноиды Е160 и Е161. Антоцианы (природные фенольные соединения). Антоциановые красители (Е163). Характерной особенностью природных антоцианов является изменение их окраски в зависимости от рН среды, температуры, воздействия света, собственного строения, реакционной способности и других факторов. Так, например, при рН 1,5-2,0 (кислая среда) они обеспечивают типичную для них красную окраску продукта, которая меняется в красно-пурпурную при рН 3,4-5,0. В щелочной среде (рН 8,0) окраска становится синей или сине-зеленой, при рН 9,0 - зеленой, повышение рН до 10 приводит к желтой окраске. Антоциановые красители способны образовывать комплексы с различными металлами. При наличии солей магния и кальция возникает синяя окраска, калия - красно-пурпурная. Желтые и розово-красные пигменты (красители) антоциановой природы выделяются в настоящее время из широкого спектра растительного сырья: черной смородины (Е163iii), черной бузины, кизила, красной смородины, клюквы, брусники и др. Флавоноиды, хлорофиллы - пигменты, содержащиеся в растениях, плодах и овощах и придающие им зеленую окраску (зеленый лук, перец, салат, укроп, капуста, ботва моркови, крапива и др.). В состав хлорофилла входят сине-зеленый хлорофилл а и желто-зеленый хлорофилл b, находящиеся в соотношении 3:1. Природный хлорофилл, выделяемый из вышеназванных растительных объектов и используемый в качестве зеленого красителя (Е140), характеризуется нестойкостью, особенно при повышенной температуре в кислой среде (зеленый цвет переходит в оливковый, а затем желто-бурый). Более стабильным цветом обладают химически модифицированные формы хлорофилла: медные комплексы хлорофилла (Е140), натриевые и калиевые соли медного комплекса хлорофилла (Е140). Первые способны растворяться в воде, вторые, как и сам хлорофилл, - в масле. Они, как правило, не обладают токсичностью, но для некоторых из них установлены допустимые суточные дозы. Некоторые натуральные пищевые красители или их смеси и композиции обладают биологической активностью, повышают пищевую ценность окрашиваемого продукта. Природные красители, в том числе и модифицированные, чувствительны к действию кислорода воздуха (например, каротиноиды), кислот и щелочей (например, антоцианы), температуры, могут подвергаться микробиологической порче.  Синтетические пищевые красители не встречаются в природе, они были получены искусственным способом. Это растворимые в воде, этиле или масляных жидкостях химические органические соединения. Выпускают их чаще в виде натриевой или кальциевой солей. Классифицируют синтетические красители по химическим методам производства: азокрасители (тартразин) - Е102, желтый «солнечный закат» - Е110, кармуазин - Е122, пунцовый 4R - Е124, черный блестящий РN - Е151), триарилметановые (синий патентованный V - Е131, синий блестящий FCF - Е133, зеленый S - Е142), ксантовый краситель, хинолиновый (желтый хинолиновый - Е104), индигоидный (индигокармин - Е132).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. 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. 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. 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. 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). Синтетические красители в пищевой технологии применяются как в виде индивидуальных продуктов и соединений с содержанием основного продукта не ниже 70—85 %, так и в смеси друг с другом, и разбавленные наполнителями (поваренная соль, сульфат натрия, глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, пищевые жиры и т. д.), что упрощает их использование. Для окрашивания пищевых продуктов используют главным образом водные растворы пищевых красителей. Порошкообразные красители применяют обычно лишь в сухих полуфабрикатах (концентратах напитков, сухих смесей для кексов, желе и т.д.) [5.24].Они востребованы в пищевой индустрии уже несколько десятков лет и имеют некоторые преимущества перед натуральными. Они лучше хранятся, имеют яркие цвета, некоторые из которых очень сложно получить из природных источников. Поскольку такие красители используются в пищу, то они обязаны быть безопасным для употребления внутрь, за чем следят производители. По своей химической основе пищевые красители делятся на две группы; водорастворимые и жирорастворимые. А так же пищевые красители делятся по консистенции и форме выпуска; сухие, жидкие, гелевые, пищевые блески, спреи, пищевые фломастеры. 1.4. Влияние пищевых красителей на организм человека. Пищевые красители считаются безопасными, если их концентрация в продукте не превышает допустимую норму. Красители натурального происхождения производят из корнеплодов, ягод, фруктов, листьев растений. В небольших количествах они полезны, так как содержат различные витамины и органические кислоты. Натуральные пищевые красители обладают биологической ценностью, чего нельзя сказать об искусственных. Е162 – пигмент бетаин, который содержится в свекле. Если пигмент растворить водой, раствор приобретает красный цвет и все полезные свойства. Е160а – бета-каротин, содержащийся в моркови и других корнеплодах. Е160с – экстракт красной паприки содержится в одноименной овоще. При растворении этого пигмента можно получить широкую гамму оттенков в красно-оранжевой гамме. Это вещество содержит каротиноиды и жирные ненасыщенные кислоты, которые требуются организму человека. 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. В настоящее время 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. Проведенные в Великобритании 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), проходит много ступеней технологической обработки, результат которой бывает весьма далек от «натуральности»[3]. Выводы: Пищевые красители используют для восстановления природной окраски, утраченной в процессе обработки и хранения, повышения интенсивности природной окраски, окрашивания бесцветных продуктов, таким образом, делая продукт более привлекательным для потребителя; Пищевые красители существуют натуральные и синтетические. Натуральные пищевые красители получают из веществ природного происхождения. Синтетические пищевые красители не встречаются в природе, они были получены искусственным способом. Пищевые красители могут быть как полезными, так и опасными для организма человека. |