XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Свекольный сок как краситель

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Ковалёв Е.Б. 1

---

1МБОУ СОШ с. Афанасьево Измалковского округа Липецкой области

Подколзина О.Н. 1

---

1МБОУ СОШ с. Афанасьево Измалковского округа Липецкой области

Работа в формате PDF

643.1 KB

Введение

Актуальность:

Свой проект мне хочется начать с загадки:

Этот овощ на грядке хорош,
Без него будет щи, а не борщ.
Цвет насыщенный, яркий, не блёклый.
Корнеплод называется...
(Свёкла)

В условиях растущего спроса к натуральным и безвредным материалам. Синтетические красители и индикаторы часто бывают, сложны в утилизации, а также могут вызывать аллергические реакции. Альтернативой могут стать натуральные вещества содержащейся в свекольном соке.

Гипотеза:

Свекольный сок сорта «Бордо» благодаря содержанию пигментов может выступать в качестве натурального красителя, а также использоваться как индикатор ph.

Цель работы:

Изучить свойства свекольного сока сорта «Бордо» в качестве натурального красителя и индикатора.

Задачи:

1. Выяснить, какой пигмент придаёт цвет свекольному соку.

2. Смоделировать молекулу пигмента свекольного сока.

3. Выделить свекольный сок из корнеплода сорта «Бордо»

4. Изучить красящие свойства свекольного сока.

5. Изучить индикаторные свойства свекольного сока.

6. Выяснить сферы применения свекольного сока.

Объект исследования: свекольный сок.

Предмет исследования: красящие и индикаторные свойства свекольного сока.

Методы исследования: анализ теоретической части и экспериментальные методы исследования, моделирование.

1.Теоретическая часть

1.1 Историческая справка:

Свёкла издревле использовали человечеством в различных сферах как красящее вещества. Археологические находки свидетельствуют о том, что в Древнем Риме и Греции пигменты свёклы использовали для придания цвета тканям и в качестве косметологического средства.

В средние века с помощью свекольного сока подкрашивали ткани и предавали оттенок косметологическим средствам. С XlX века свекольный сок стали использовать более широко, так во Франции пигменты свёклы использовали в качестве пищевого красителя, например, ими подкрашивали вина и в кондитерском деле для окрашивания кремов и глазурей.

В наше время научились выделять из свёклы основные пигментные вещества - беталаины, в частности бетанин (Рис.1). Экстракт свёклы получил обозначение как пищевая добавка E162. Сейчас эта добавка используется в промышленности для окрашивания кондитерских изделий, соусов, косметики и некоторых зубных паст.

Рис.1 Молекула бетанина

При помощи шаростержневого конструктора я смоделировал молекулу бетанина

1.2 Химический состав свёклы:

Изучая химический состав свёклы, я узнал, что содержание основного пигмента бетанина не более чем 85-120 мг на 100 г свёклы. Ниже я составил таблицу, которая показывает содержание

Пищевую ценность свёклы и содержание пигментов на 100 г корнеплода.

Пищевая ценность	Количество на 100г продукта
Энергетическая ценность	40-48 ккал
Белки	1,5 г
Жиры	0,2 г
Углеводы	10,5 г
Вода	85 г
Беталаины	100-150 мг
Бетанин	72-125 мг

1. Практическая часть

   1. Получение красителя с помощью свекольного сока

1. Первым шагом для получения свекольного сока я использовал тёрку и марлевую ткань. Сначала я очистил корнеплод от кожуры, так как в ней наименьшее содержание пигмента.

2. Для второго шага нам понадобится тёрка. Я начал осторожно натирать очищенную свёклу над заранее подготовленной миской.

3. Третьим шагом будет подготовка марлевой ткани для отжима сока. Я взял отрез марли и сложил его в 3 слоя, затем я положил свекольную стружку в центр марли.

4. Четвёртым шагом уже является процесс отжима свекольного сока.

Я собрал края марли и скрутил их, затем я начал сдавливать этот мешочек над стаканом, чтоб собрать сок.

1. 2. Проверка стабильности свекольного сока

1. Проверка pH

Для наблюдения стабильности при изменение уровня pH я подготовил три пробирки с свекольным соком. В одну пробирку я подлил гидроксид натрия, а в другую соляную кислоту. 1.1 Я заметил, что в пробирке с основанием свекольный сок начал выцветать и приобретать коричневатый оттенок.

В пробирке с кислотой сок начал насыщаться и получать более яркий малиновый оттенок.

На Рис.2 можно заметить разницу в оттенках между нормальной, кислотной и щелочной средой.

Рис.2 Влияние pH на окраску сока

2. Стабильность при солнечном свете

Для наблюдения изменения окраски свекольного сока при солнечном свете и темноте я подготовил две пробирки, одну из которых оставил на окно на неделю, а другую в тёмный шкаф.

1. По истечению недели я достал пробирку находившийся на свету и заметил, что цвет свекольного сока не изменился. Я делаю вывод, что для изменения цвета на свету нужно влияние ультрафиолета.

2. Достав вторую пробирку которая находилась в темноте, и так же как и та что находилась на свету вещество не изменило своего пигмента. Я делаю вывод, что свекольный сок не меняет цвет в тёмных помещениях.

3. Термостабильность

Для этого опыта я подготовил пробирку с соком и спиртовку. При нагревании пигмент бетанин должен разлагаться. Я поджёг спиртовку и закрепил пробирку на держателе. Сначала я равномерно разогрел пробирку над огнём, а затем начал под углом прогревать нижнюю часть пробирки, и заметил, что сок начал обесцвечиваться - это значит, что пигмент начал разлагаться. Разницу в оттенке можно заметить на Рис.3.

Рис.3 Разрушение пигмента при нагревании

1. 3. Использования свекольного сока в качестве индикатора

Исходя из предыдущего опыта, я понял, что с помощью

свекольного сока можно определять уровень pH. Для следующего опыта я подготовил фильтрованную бумагу, три лакмусовые бумажки и три пробирки с кислотой, с основанием и с водой.

1. 1. 1. 1. Я пропитал фильтровальную бумагу в свекольном соке. Это можно посмотреть на Рис.4.

Рис.4 Окраска фильтровальной бумаги

2. Затем разрезал фильтрованную бумагу , промоченную в свекольном соке на три части, и взял подготовленные заранее лакмусовые бумажки. Я окунул по одной лакмусовой бумажки в каждую из пробирок и оставил возле пробирок соответствующей показаниям. Это можно посмотреть на Рис.5.

Рис.5 Изменение цвета индикатора в разных средах

1. Я взял подготовленные заранее полоски фильтровальной бумаги, пропитанные свёкольным соком , и окунул в каждую из пробирок, можно заметить что в пробирке с водой бумажка начала обесцвечиваться, в пробирке с основанием отрезок начал приобретать более фиолетовый цвет, а в пробирке с кислотой цвет начал приобретать более малиновый оттенок. Это можно заметить на Рис.6.

Рис.6 Свёкольный сок как индикатор

2.4 Использование свекольного сока в качестве натурального красителя.

1. Окрашивание бумаги с помощью свекольного сока.

1.1 Для проверки окрашивающих свойств свёклы для начала я решил использовать две салфетки. Я обмочил две салфетки свекольном соке. Они окрасились и обрели насыщенный бордовый цвет.

1.2 Я подумал, если с помощью свекольного сока можно окрасить бумагу то его можно использовать в качестве красок. Смешивая свекольный сок с содой или лимонной кислотой можно получить разные оттенки. Результат можно посмотреть на Рис.7.

Рис.7. Использование сока в качестве красок

2. Окрашивание продуктов питания с помощью свекольного сока.

1.1 Для начала я решил окрасить с помощью свекольного сока очищенное вареное яйцо. Для этого я использовал уже подготовленный свекольный сок, который я выжимал в опыте 2.1.

Сначала я подготовил яйцо, сварив его в течение 10 минут, затем очистив его от скорлупы. Затем я погрузил очищенное вареное яйцо в ёмкость со свекольным соком. Рис.8

Рис.8 Окрашивание яичного белка

Подождав около получаса, я его достал и заметил, что оно обрело насыщенный бардовый оттенок. Рис.9

Рис.9 Окрашенное куриное яйцо без скорлупы

Разрезав яйцо можно заметить, что сок окрасил ещё внутреннею часть. Рис.10

Рис.10 Разрез окрашенного куриного яйца

1.2 Далее я решил окрасить сметану. Для этого я использовал оставшийся свекольную стружку. Я переложил часть сметаны на остаток свёклы, и, подождав определённое количество времени я пронаблюдал, что сметана окрасилась в розовый цвет. Это можно пронаблюдать на Рис.11.

Рис.11 Окрашивание сметаны

Вывод: Моя гипотеза подтвердилась, свекольный сок можно использовать как натуральный краситель, и также можно использовать в качестве индикатора pH. Важно отметить, что нельзя использовать сок как точный измеритель уровня pH, но его можно использовать для простого отличия кислоты от основания.

Заключение

Во время исследовательского проекта я сделал следующие выводы

1. Свекольный сок является легкодоступным и безвредным натуральным пищевым красителем, но для его стабильности нужно добавлять дополнительные ингредиенты как лимонная кислота или пищевая сода.

2. Свекольный сок по-разному реагирует на щелочную и кислотную среду, что делает его домашним средством определения кислотности среды.

Проект доказал что свекольный сок имеет разные сферы применения как и в пищевой промышленности так и в химических работах.

3. Свёкольный сок, в основном применяют в пищевой промышленности, в качестве пищевой добавки Е 162

Литература (интернет-ресурсы)

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Свёкла?ysclid=mn55dvfnh7232262081

2. https://en.wikipedia.org/wiki/Betanin

Приложение 1

Рецепт оладий со свёклой

В приложение я хочу представить рецепт оладий с использованием свёклы:

1. Обработка свёклы:

Вымойте и почистите сырую свёклу, затем натрите корнеплод на мелкой тёрке, чтобы проучилась пюреобразная масса с большим количеством сока.

2. Смешивания основных ингредиентов:

В миску нужно аккуратно разбить яйцо, чтобы в нее не попала скорлупа, затем в миску нужно вылить кефир и сахар, размешивайте ингредиенты венчиком, пока не получится однородная масса. После этого нужно добавить свекольный сок, муку и разрыхлитель и также размешать все венчиком. Если тесто получилось жидким, то добавьте муки.

3. Жарка

Нужно разогреть сковороду с растительным маслом. Затем выкладывайте столовыми ложками тесто на сковородку, так чтоб они получились ровной круглой формы. Жарьте на одной стороне до появления пузырьков, затем переверните оладьи и жарьте до появления золотисто-розового цвета.