V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Создание натуральных пищевых красителей для кондитерских изделий
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Пищевые красители известны человечеству с древнейших времен. Красители придают продуктам необходимый цвет. Ярко окрашенные продукты привлекают внимание покупателей, особенно детей.
До развития химической промышленности они все без исключения были натуральными. В настоящее время большинство используемых красителей – синтетические, то есть не встречающиеся в природе, искусственные. Красители добавляют в продукты питания, окрашивают ткани, добавляют в косметические средства, средства бытовой химии. Поэтому все чаще у людей проявляется аллергическая реакция.
Я задалась вопросом: можно ли создать натуральные пищевые красители в домашних условиях и использовать их для приготовления кондитерских изделий.
Объектом нашего исследования стали пищевые красители
Предмет исследования: процесс получения натуральных пищевых красителей из растительного сырья.
Цель исследования: создание натуральных пищевых красителей в домашних условиях и их апробация.
Гипотеза: возможно создать натуральные пищевые красители в домашних условиях и применять их для окрашивания кондитерских изделий.
Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи.
1. Изучить теоретический материал, используя различные источники информации
2. Выбрать и заготовить природное сырье для создания красителей
3. Создать пищевые красители
4. Провести апробацию красителей.
Методы исследования: теоретический анализ литературы, эксперимент, обобщение и анализ результатов.
В современном мире люди все чаще начинают понимать опасность использования химических веществ и больше обращаются к природе. Возвращение к природным истокам – в этом заключается актуальность моей работы.
Глава 1. Пищевые красители
Пищевые красители известны человечеству с древнейших времен. До развития химической промышленности они все без исключения были натуральными.
Красители придают продуктам необходимый цвет, повышают их привлекательность для покупателя.
Сейчас натуральные красители применяются наряду с синтетическими.
Пищевые добавки с индексом от Е100 до Е199 являются пищевыми красителями.
Натуральные (природные) пищевые красители – это красящие вещества, выделенные физическими способами из растительных и животных источников. Иногда их подвергают химической модификации для улучшения технологических и потребительских свойств. Ряд красителей получают не только их выделением из природного сырья, но и синтетически. Содержание красящих веществ в растительном сырье зависит от климатических условий произрастания и времени сбора, но, в любом случае, оно относительно невелико (обычно, несколько процентов или доли процента). Количество других химических соединений – сахаристых, пектиновых, белковых веществ, органических кислот, минеральных солей и т д. – может превышать содержание красящих в несколько раз. Эти вещества не представляют опасности для здоровья, а часто даже полезны для человека, но своим присутствием они снижают интенсивность окрашивания готового продукта [2].
Синтетические пищевые красители – это органические соединения, не встречающиеся в природе, то есть, искусственные. Почти все они используются в мировой пищевой промышленности уже десятки лет.
Синтетические пищевые красители, в отличие от натуральных, не обладают биологической активностью и не содержат ни вкусовых веществ, ни витаминов. При этом они обладают значительными технологическими преимуществами, по сравнению с натуральными, поскольку менее чувствительны к условиям технологической переработки и хранения, а также, дают яркие, легко воспроизводимые цвета.
Некоторые из синтетических красителей могут приносить вред организму, есть и особо опасные, которые были запрещены в некоторых странах, в том числе России и Украины [3].
Мы изучили все известные пищевые красители [3] и составили сводную таблицу. Лишь 14 пищевых красителей из 58 являются абсолютно безопасными (Приложение 1).
Глава 2. Практическая часть
Экспериментальная часть нашей работы состояла из 3 этапов.
1 этап. Подготовка растительного сырья
Для создания натуральных пищевых красителей были отобран растительный материал. Ягоды малины, облепихи, вишни, черной смородины, клубники, мята, листья черной смородины, шпинат, красный, зеленый и желтый сладкий перец, тыква, морковь, томат, свекла были собраны в сезон в саду.
Краснокочанная капуста, черника, хурма, апельсин и лимон были куплены в магазине. Дополнительно в магазине приобретены натуральные специи – куркума, паприка и корица.
Весь растительный материал был промыт и высушен в электрической сушилке для фруктов и овощей. Ягоды и листья растений сушили целиком, сладкий перец, тыкву, морковь, свеклу, капусту и хурму порезали сначала на тонкие слайсы. А с лимона и апельсина сняли цедру. Высушенный растительный материал поместили в герметично закрытые стеклянные банки.
2 этап. Создание красителя
Мы решили создать красители в виде порошка. Для этого отобранное нами растительное сырье, высушенное до ломкости, измельчили в электрической кофемолке. Полученное сырье просеяли через мелкое сито и упаковали в герметичные контейнеры. Из вишни получить порошок не удалось, так как данная ягода не сохла до ломкости и оставалась пластичной. Поэтому мы взяли вишневый сок и нагревали его на плите до максимального испарения воды. Получился очень густой сироп, который мы и использовали в дальнейшем в качестве красителя.
3 этап. Апробация натуральных красителей, созданных в домашних условиях
Для проверки эффективности наших красителей мы провели 4 эксперимента.
Эксперимент 1. Окрашивание белого шоколада
Шоколад – это сложный для окрашивания продукт. Даже не все магазинные красители подходят для этого, необходимы специальные жирорастворимые. Этим экспериментом мы покажем, подходят ли наши красители для изготовления кондитерских изделий, в состав которых не входит вода – масляных кремов, украшений из шоколада.
Чтобы шоколад сохранял форму при комнатной температуре, долго не таял от тепла рук и ломался с приятным шоколадным хрустом его необходимо было темперировать. Для этого, используя водяную баню растапливали 50 грамм шоколада, нагревали его до 45 градусов, охлаждали при комнатной температуре до 33 градусов, затем добавляли 1 г кристаллизованного какао-масла в виде порошка и хорошо перемешивали [4]. Только после этого шоколад можно разливать по формам. Наш краситель мы вводили в момент охлаждения шоколада с 45 до 33 градусов.
После окрашивания оценивали цвет и вкус получившегося шоколада. Результаты мы занесли в таблицу (Приложение 2).
Нам удалось окрасить шоколад созданными нами красителями. Результат окрашивания в некоторых случаях был непредсказуемым. Например, красная паприка давала оранжевое окрашивание, а сиреневый порошок из краснокочанной капусты окрасил шоколад в серый цвет.
Эксперимент 2. Создание цветных украшений для кондитерских изделий
С помощью наших красителей мы попробовали изготовить красивый декор для десертов. Мы сделали цветной ажурный тюиль, его можно встретить ещё под названием – кружевной чипс [1]. Для тюиля мы взяли 5г. муки, 45 мл воды и 20 г. растительного масла, приготовили тесто и разделили на несколько частей и добавили наши красители. Затем испекли на сковороде с антипригарным покрытием. Тесто окрашивалось хорошо. Мы получили яркий, жизнерадостный декор, который порадует детей и удивит взрослых (Приложение 3).
Эксперимент 3. Окрашивание кексов
С помощью наших красителей мы попробовали изготовить цветные кексы. Тесто окрашивалось хорошо. Получились цветные кексы. После термической обработки интенсивность окраски немного снизилась. При добавлении разрыхлителя цвет теста, окрашенного черной смородиной изменился с розового на синий. Поэтому мы решили провести еще один эксперимент и узнать, как поведут себя в этом случае другие красители.
Эксперимент 4. Влияние уксусной кислоты и разрыхлителя на натуральные пищевые красители
Мы изготовили водный раствор каждого красителя, разделили на 3 части. В одну часть добавили каплю уксуса, во вторую – немного разрыхлителя.
При добавлении уксуса растворы всех красителей незначительно светлели. А при добавлении разрыхлителя цвет раствора посинел у вишни, черной смородины, черники. Наиболее интенсивное изменение цвета раствора наблюдалось у краснокочанной капусты. Цвет водного раствора был красивого сиреневого цвета. При добавлении уксусной кислоты цвет стал малиновым, а при добавлении разрыхлителя стал темным фиолетово-синим.
На это стоит обратить внимание при окрашивании кондитерских изделий, изготовленных с использованием разрыхлителя.
Заключение
Выполняя данную работу, мы пришли к следующим выводам:
1. Возможно создание в домашних условиях натуральных пищевых красителей из растительного сырья.
2. Природные красители можно использовать для окрашивания кондитерских изделий. Они не содержат вредных веществ и, значит, безопасны для человека. Пищевой краситель, полученный из натуральных продуктов, будет обладать полезными свойствами этих самых продуктов.
3. Хорошо подходят натуральные красители для окрашивания шоколада, крема, украшений для кондитерских изделий. При окрашивании кондитерских изделий, изготовленных с использованием разрыхлителя, стоит обратить внимание на то, что при этом изменяется цвет некоторых природных красителей.
5. Создание натуральных красителей требует временных затрат на сбор сырья, высушивание и измельчение.
6. Стоимость красителей на основе природного сырья значительно дороже, если сырьё приобретено в магазине, а не заготовлено самостоятельно.
Нами была достигнута цель нашей работы, поставленные нами задачи выполнены, гипотеза о возможности создания натуральных пищевых красителей в домашних условиях и применении их для окрашивания кондитерских изделий подтверждена.
Список литературы
1. Ажурный тюиль для декора. [Электронный ресурс] / - URL: https://sladkoe.menu/recept-azhurnyj-tyuil-dlya-dekora/
2. Красители (Е-100 – Е-199). [Электронный ресурс] / - URL: http://www.eda-eda.info/konservanti_02.html
3. Пищевые красители, индексы Е100 - Е199. [Электронный ресурс] / - URL: http://am-am.su/5-pischevye-krasiteli-indeksy-e100-e199.html
4. Темперирование: темперирование шоколада с какао-маслом. [Электронный ресурс] / - URL: https://www.callebaut.com/ru-RU/видео-о-шоколаде/методы/темперирование/какао-масло
Приложение 1
Пищевые красители
|
№ п/п |
Индекс |
Название |
Степень опасности |
Влияние на организм человека |
|
1 |
Е100 |
Куркумин |
Безопасен |
Имеет противоопухолевые, противовоспалительные свойства |
|
2 |
Е101 |
Рибофлавин |
Безопасен |
Рибофлавин участвует в процессах образования антител, эритроцитов, он является необходимым элементом регуляции роста и репродуктивных функций. |
|
3 |
Е102 |
Тартразин |
Опасен |
Провоцирует деструкцию цистеина и цистина. Может вызвать крапивницу. При употреблении тартразина Е-102 детьми, у них повышается гипперактивность, снижается концентрация внимания. |
|
4 |
Е103 |
Алканет |
Опасен, запрещен |
Если попадает в организм регулярно, то высока вероятность развития злокачественных раковых опухолей. При кратковременном контакте с кожей, слизистыми оболочками, глазами, становится причиной серьезных раздражений и высыпаний. |
|
5 |
Е104 |
Желтый хинолиновый |
Опасен |
Вызывает воспаления кожных покровов разной степени, крапивницу, анафилаксию. У людей, страдающих астмой, вызывает острые приступы удушья, которые сложно купируются даже в медицинских учреждениях. Может способствовать появлению ринита и хронического отека слизистых оболочек носоглотки. |
|
6 |
Е107 |
Жёлтый 2G |
Опасен, запрещен |
Сильный аллерген. Особо опасен он для тех, кто страдает бронхиальной астмой и не может переносить аспирин и прочие жаропонижающие. Может спровоцировать спазм бронхов, отек дыхательных путей. |
|
7 |
Е110 |
Желтый "солнечный закат" |
Опасен |
Может возникнуть рвота, тошнота, обильное кожное высыпание, отечность носоглотки, насморк, отек почек. Является частым провокатором желудочных спазмов, несварения желудка, отторжения пищи. |
|
8 |
Е120 |
Кармины |
Опасен |
Может спровоцировать аллергическую реакцию |
|
9 |
Е121 |
Цитрусовый красный 2 |
Опасен, запрещен |
Провоцирует образование злокачественных раковых опухолей. |
|
10 |
Е122 |
Азорубин, Кармуазин |
Опасен |
Может спровоцировать аллергическую реакцию |
|
11 |
Е123 |
Амарант |
Опасен, запрещен |
марант способствует возникновению насморка, вызывает аллергические реакции (крапивницу, зуд), оказывает неблаготворное влияние на работоспособность печени и почек. Канцерогенное влияние. |
|
12 |
Е124 |
Понсо 4R |
Опасен |
Относят к канцерогенным веществам, которые вызывают онкологические новообразования в живых организмах. |
|
13 |
Е125 |
Понсо, пунцовый SX |
Опасен, запрещен |
Относят к канцерогенным веществам, которые способны вызывать раковые опухоли в организме человека. Большую степень риска имеет желудочно-кишечный тракт. |
|
14 |
Е127 |
Эритрозин |
Опасен, запрещен в РФ |
Вызывает повышенную возбудимость и гиперактивное поведение у детей. Вызывает астму. Оказывает негативное воздействие на многие внутренние органы, такие как, печень, щитовидную железу, сердце, желудок, тем самым вызывая различные заболевания, связанные с этими органами и их дисфункции. |
|
15 |
Е128 |
Красный 2G |
Не безопасен, запрещен |
Неблагоприятно воздействует на нервную систему (нарушение памяти), а также может вызывать кислородное голодание, относится к канцерогенам |
|
16 |
Е129 |
Красный очаровательный АС |
Опасен |
Нельзя употреблять краситель в пищу людям, которые чувствительны к аспирину. Вызывает аллергические реакции, а также повышенную чувствительность и активность у детей. |
|
17 |
Е131 |
Синий патентованный V |
Опасен |
Может привести к нарушениям работы органов желудочно-кишечного тракта, вызывает аллергию (крапивницу, экземы), приступы удушья. Ракообразующий. |
|
18 |
Е132 |
Индиготин, индигокармин |
Не считается опасным |
Вызывает аллергические реакции, провоцирует приступы удушья. |
|
19 |
Е133 |
Синий блестящий FCF |
Не безопасен |
Негативно воздействует на организм человека, вызывая аллергические реакции, провоцирует приступы астмы. Категорически запрещено употреблять данную добавку людям, у которых аллергия на аспирин. |
|
20 |
Е140 |
Хлорофилл |
Безопасен |
Оказывает только полезное влияние на здоровье человека. |
|
21 |
Е141 |
Хлорофилла медные комплексы |
Безопасен |
Краситель не имеет побочных эффектов для здоровья. |
|
22 |
Е142 |
Зелёный S |
Не безопасен |
В организме могут возникнуть аллергические реакции, а также появиться риск заболевания раком. |
|
23 |
Е143 |
Зелёный стойкий FCF |
Не безопасен |
Плохо всасывается в стенки кишечника, может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта. |
|
24 |
Е150а |
Сахарный колер I (простой) |
Безопасен |
Безопасен для здоровья |
|
25 |
Е150b |
Сахарный колер II |
Безопасен |
Пищевая добавка безвредна для организма. |
|
26 |
Е150c |
Сахарный колер III |
Безопасен |
Если возникает переизбыток добавки в организме, появляется угроза развития заболеваний желудочно-кишечного тракта. |
|
27 |
Е150d |
Сахарный колер IV |
Условно безопасен |
при избыточном количестве добавки в организме появляется риск развития заболеваний желудочно-кишечного тракта. |
|
28 |
Е151 |
Бриллиантовый чёрный BN |
Не безопасен |
Способен вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции, саркому |
|
29 |
Е152 |
Уголь, Чёрный 7984 |
Опасен, запрещен |
Является аллергеном, и может спровоцировать различные реакции гиперчувствительности как у людей с повышенным аллергическим фоном, так и у здоровых людей (отек Квинке, крапивница, анафилактический шок) |
|
30 |
Е153 |
Древесный уголь |
Умеренно безопасен, Запрещен в РФ |
Является канцерогеном и провоцирует возникновение и рост злокачественных опухолей. При контакте с кожей и при вдыхании оказывает раздражающее токсическое действие. |
|
31 |
Е154 |
Коричневый FK |
Опасен, запрещен в РФ |
Является токсичным для печени и щитовидной железы. Вызывает аллергические реакции. |
|
32 |
Е155 |
Шоколадный коричневый HT |
Опасен, запрещен в РФ |
Добавка вредна и даже опасна для людей, чувствительных к простагландинам (в частности, аспирину) и пациентам с бронхиальной астмой. Токсичен для почек. |
|
33 |
Е160a |
Альфа-, бета-, гамма-каротины |
Безопасен |
Препятствуют накоплению в организме продуктов перекисного окисления липидов, тем самым избавляя его от лишних токсинов. |
|
34 |
Е160b |
Экстракт аннато, биксин, норбиксин |
Условно безопасен |
Детям лучше избегать ее употребление для предупреждения аллергических реакций |
|
35 |
Е160c |
Маслосмолы паприки (экстракт паприки), капсантин, капсорубин |
Безопасен |
Относится к безопасной категории. |
|
36 |
Е160d |
Ликопин |
Безопасен |
Не оказывает отрицательного воздействия на организм. |
|
37 |
Е160e |
Каротиновый альдегид |
Условно безопасен |
А ряде случаев возможны аллергические реакции на нее у людей с повышенным аллергенным фоном. |
|
38 |
Е160f |
Этиловый эфир каротиновой кислоты |
Не определен, запрещен |
До конца не изучен. Предполагается, что токсично действует на некоторые органы и системы. Возможны аллергические реакции на краситель. |
|
39 |
E161a |
Флавоксантин |
Не безопасен, запрещен |
Является провоцирующим агентом для расстройств желудка и раздражения органов желудочно-кишечного тракта. Может вызывать различные заболевания этой системы организма. |
|
40 |
E161b |
Лютеин |
Безопасен |
Имеет большое значение для поддержания зрения в норме, а так же может увеличивать его остроту. |
|
41 |
Е161c |
Криптоксантин |
Условно безопасен |
Не влияет на появление и развитие аллергических реакций. |
|
42 |
Е161d |
Рубиксантин |
Условно безопасен, запрещен |
Исследования свидетельствуют о высоком риске развития болезней желудочно-кишечного тракта в случае употребления в пищу этой пищевой добавки. Помимо этого может вызывать разной степени тяжести аллергические реакции. В |
|
43 |
Е161e |
Виолоксантин |
Не безопасен, запрещен |
Может вызывать различные болезни органов желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции, воспалительные процессы слизистых оболочек. |
|
44 |
Е161f |
Родоксантин |
Условно безопасен, запрещен |
Расстройство желудка, заболевания органов желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции. |
|
45 |
Е161g |
Кантаксантин |
Условно безопасен |
У пищевой добавки выявлены возможные побочные эффекты. Это может выражаться потерей ночного зрения человеком, изменением цвета кожных покровов, повышенной чувствительностью к ярким лучам света. |
|
46 |
Е162 |
Свекольный красный, бетанин |
Безопасен |
Способствует усвоению и расщеплению растительных и животных белков. Принимает участие в образовании в организме человека холина, что в свою очередь способствует улучшению работы клеток печени. |
|
47 |
Е163 |
Антоцианы |
Безопасен |
Является безвредными и не опасными для потребителей |
|
48 |
Е164 |
Шафран |
Условно безопасен |
Употреблять его можно только совсем маленькими порциями. Нельзя употреблять беременным женщинам, поскольку он обладает сильно тонизирующими свойствами. |
|
49 |
Е166 |
Сандаловое дерево |
Опасен, запрещен |
Обладает токсичностью, может вызвать опасные отравления в организме человека. |
|
50 |
Е170 |
Карбонаты кальция |
Условно безвреден |
Боли в животе, изменение психики, раздражение, нарушает координацию движений. В нормальных дозировках не вызывает ни каких побочных действий. |
|
51 |
Е171 |
Диоксид титана |
Условно безопасен |
Может вызывать болезни печени и почек. |
|
52 |
Е172 |
Оксиды железа |
Безопасен |
Полезен в малых дозах, но его переизбыток может принести вред |
|
53 |
Е173 |
Алюминий |
Не безопасен |
Перенасыщение организма может вызывать нарушения работы нервной системы, высыпания на коже, различные желудочные расстройства. |
|
54 |
Е174 |
Серебро |
Условно безопасен |
Частое использование серебра в пищевых продуктах могут вызывать к серьезным нарушениям в организме человека. Запрещено использование серебра для изготовления детского питания. |
|
55 |
Е175 |
Золото |
Условно безопасен |
Переизбыток вызывает различные отклонения в организме. |
|
56 |
Е180 |
Рубиновый литол BK |
Опасен |
Вызывает сильные аллергические реакции. |
|
57 |
Е181 |
Танин |
Умеренно безопасен |
Может вызывать сильно ощутимые раздражения почек и кишечника. |
|
58 |
Е182 |
Орсель, орсеин |
Не безопасен |
Имеет сильно выраженные токсические воздействия. |
Приложение 2
Результаты окрашивания шоколада
|
№ п/п |
Растительный материал |
Цвет |
Вкус |
|
1 |
Вишневый сок |
Чувствуется небольшая кислинка |
|
|
2 |
Ягоды малины |
Чувствуется небольшая кислинка |
|
|
3 |
Ягоды клубники |
Незначительно чувствуется вкус клубники |
|
|
4 |
Красный сладкий перец |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
5 |
Паприка |
Четко чувствуется вкус паприки |
|
|
6 |
Томат |
Небольшая кислинка и вкус томата в послевкусии |
|
|
7 |
Желтый сладкий перец |
Чувствуется незначительный вкус болгарского перца |
|
|
8 |
Цедра апельсина |
Чувствуется вкус апельсина .есть небольшая горчинка |
|
|
9 |
Морковь |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
10 |
Хурма |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
11 |
Ягоды облепихи |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
12 |
Тыква |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
13 |
Цедра лимона |
Чувствуется вкус лимона |
|
|
14 |
Куркума |
Имеется небольшое послевкусие |
|
|
15 |
Корица |
Чувствуется характерный вкус корицы, положительно влияет на вкусовые качества шоколада |
|
|
16 |
Листья черной смородины |
Чувствуется пряный специфичный вкус листьев черной смородины |
|
|
17 |
Мята |
Ощущается вкус мяты, чувствуется аромат мяты |
|
|
18 |
Шпинат |
Имеется небольшое послевкусие |
|
|
19 |
Зеленый сладкий перец |
Чувствуется вкус болгарского перца |
|
|
20 |
Свекла |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
21 |
Краснокочанная капуста |
Чувствуется вкус шоколада, других привкусов нет |
|
|
22 |
Ягоды черной смородины |
Чувствуется небольшая кислинка |
|
|
23 |
Ягоды черники |
Чувствуется небольшая кислинка |
Приложение 3
Результат окрашивания тюиля