VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Не всё то золото, что блестит

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Саламатова К.И. 1

---

1Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение гимназия г.Вятские Поляны Кировской области (МКОУ гимназия города Вятские Поляны)

Иванова Н.В. 1Степанова А.И. 1

---

1Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение гимназия г.Вятские Поляны Кировской области

Работа в формате PDF

523.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность: Какие продукты полезны для детского организма, а от чего стоит воздержаться? Ответ на этот вопрос меня заинтересовал. Сегодня, детям, предлагают много разнообразных продуктов красивого яркого цвета. Но в погоне за яркостью цвета мы забываем о пользе продукта. Ведь еще Гиппократ говорил, что человек рождается здоровым, а все его болезни приходят к нему с его пищей. Как же выбрать из всего разнообразия тот продукт, который не нанесет вред организма, а будет только полезен?

Цель работы: исследовать популярные продукты для детей и выявить, какие из них являются наиболее безопасными для детского питания.

Противоречие вижу в том, что, несмотря на привлекательный вид, яркий, экзотический цвет, продукты питания могут навредить моему здоровью.

Объект исследования: продукты питания

Предмет исследования: пищевые красители, используемые в исследуемых объектах.

Гипотеза: в домашних условиях можно проверить продукты на присутствие в них красителей

Задачи:

узнать о красителях искусственного и натурального происхождения, используя различные источники информации;

исследовать содержание пищевых красителей в напитках, конфетах, в красителях для яиц;

посетить детского педиатра с целью уточнения знаний о красителях растительного и искусственного происхождения употребляемых детьми школьного возраста.

Методы исследования:

- изучение специальной литературы;

- проведение опытов, экспериментов;

- наблюдение, сравнение;

- фотографирование;

систематизация и обобщение;

Этапы исследования:

Сбор материала по теме: в литературных источниках, в Интернете.

Проведение опытов, экспериментов и наблюдений.

Систематизация и обобщение материала.

Выводы по теме.

Практическая значимость: в моей исследовательской работе собраны факты из литературных источников, результаты наблюдений, опытов и экспериментов, доказывающие наличие искусственных красителей в продуктах питания. Этот материал можно использовать на уроках окружающего мира, классных часах.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Путешествие в историю красок

Длительное хранение продуктов, термическая обработка приводят к утрате цвета. Все знают, как выглядит вареное мясо, но мало кто захочет покупать грязно-серую колбасу. Восстановить цвет, придать пище аппетитный вид призваны пищевые красители.

Подкрашивать продукты люди начали со времен «старины глубокой». Древние египтяне подмешивали в еду измельченные корни, цветы и листья растений. Античная цивилизация взвела кулинарию в ранг высоких искусств. Шафран добавляли, если хотели придать блюду желтый оттенок. Из Индии торговцы везли синий колер. Добывали его из растения рода индиго. Некоторые красители получали совсем экзотическим способом. Кармин (красный цвет) добывали из высушенных тел щитковых тлей. На 100 граммов красителя шло двадцать тысяч самок насекомого. Пурпур — из улиток семейства багрянок (10 000 моллюсков на один грамм!). Жидкость, выпускаемая каракатицей, давала черный цвет. Стоимость красителей была огромной. Позволить себе вкушать подкрашенную пищу могла только знать. Мода на «разноцветные» продукты сохранялась многие века. В суровом Средневековье для придания хлебу белого цвета в муку добавляли известь или перемолотые в порошок кости. Дороговизна натуральных красителей, низкая термоустойчивость послужило толчком к поиску замены их на более дешевые и стабильные вещества. Прорыв в области создания синтетических красителей приходится на XIX век. Наступает эпоха синтетических красителей [8].

Почему краситель используют в еде?

Цвет является одним из важнейших показателей, характеризующих пищевые продукты. Окраска продукта стимулирует наш аппетит, позволяет нам косвенно судить о качестве продукта и во многом определяет наш выбор.

В соответствии с определением согласно Директиве Европейского Союза пищевой краситель (food colour) – это пищевая добавка, предназначенная для придания, усиления или восстановления окраски пищевых продуктов.

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 [2].

По своему происхождению красители подразделяются на:

природные (натуральные)

синтетические

органические

неорганические (минеральные).

Красители

природные (натуральные) синтетические

органические неорганические (минеральные)

В сфере применения красители подразделяются на 3 типа:

Водорастворимые

Жирорастворимые

Пигментами (не растворимые ни в воде, ни в жире) [6]

Красители, созданные человеком

Синтетические красители практически полностью вытеснили натуральные. Число их растет очень быстро и сейчас значительно превышает 10 тысяч. По своим свойствам они превосходят природные, стоят значительно дешевле, да и получать их гораздо проще.

Основным сырьем для производства красителей служат продукты переработки нефти и коксования каменного угля. Исторически первые синтетические красители были получены из анилина, и со временем за ними так и осталось название анилиновых, а отрасль химической промышленности, выпускающая красители, называется анилинокрасочной. Все, что на человеке и вокруг человека — начиная от пуговиц и шнурков ботинок и кончая мебелью, шторами, пластиковой посудой, игрушками журналами и фломастерами, — окрашено синтетическими красителями.

Изобилие всегда ставит нас перед выбо­ром. А выбор продуктов питания и одежды — дело непростое и очень ответ­ственное. Ведь от того, что мы едим и носим, зависит, то, как мы себя чувствуем и, в итоге, как мы живем [2]. 

Красители, созданные природой

К натуральным пищевым красителям относят красители, полученные из сырья растительного или животного происхождения.

Растительным сырьем являются лепестки цветов, ягоды, плоды, овощи, кор-

ни и корнеплоды, листья растений (используются и отходы перерабатываемого сырья).

Животным сырьем могут быть молоко, яичный желток, мясо и печень животных, тельца насекомых.

Основными природными пищевыми красителями являются:

Желтые – флавоны, флавонолы, халконы, полиены (в том числе и каротиноиды) - содержатся в ягодах смородины, вишни, плодах винограда, в цветках и клубнях картофеля; каротиноиды содержаться в моркови и пальмовом масле, используются для подкрашивания растительных жиров, сливочного масла, напитков, сладостей, мороженого и прочих кондитерских творений, сыров;

Красные– антоцианы (могут иметь и синий и фиолетовый цвет в зависимости от условий среды), антрахиноны, бетацианы - используются для подкрашивания варенья или джема, напитков и сыров;

Зеленые – хлорофилла и другие.

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 ограниченно применяются в производстве продуктов питания и не применяются для продуктов со сроком годности и хранения более одного года (см. Приложение №1) [2] .

Красители хамелеоны

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 [2].

Красители, не встречающиеся в природе

Синтетическими (искусственными) - называются пищевые красители, полученные методами синтеза и не встречающиеся в природе. Синтетические красители обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с большинством натуральных красителей:

они высокоустойчивы к изменениям рН среды, действию кис­лот, окислителей, тепла, света и другим видам воздействия, которым подвергается материал в ходе технологического процесса;

обладают более сильной окрашивающей способностью, что позволяет регулировать оттенки цвета;

в большинстве случаев они значительно дешевле натуральных.

Однако синтетические красители зачастую обладают токсическими и канцерогенными свойствами. Так, например, в течение длительного времени в пищевой промышленности применяли такие красители, как судан III и нафтол желтый S, которые впоследствии были отнесены к потенциально опасным в канцерогенном отношении и исключены из списка разрешенных.

Синтетические пищевые красители представлены несколькими классами органических соединений: азокрасители (тартразин) - Е102, желтый «солнечный закат» - Е110, кармуазин - Е122, пунцовый 4R - Е124, черный блестящий РN - Е151), триарилметановые красители (синий патентованный V - Е131, синий блестящий FCF - Е133, зеленый S - Е142), хинолиновые (желтый хинолиновый - Е104), индигоидные (индигокармин - Е132). Все эти соединения хорошо растворимы в воде, некоторые образуют нерастворимые комплексы с ионами металлов и применяются в этой форме для окрашивания порошкообразных продуктов.

В нашей стране установлены гигиенические нормативы безопасности для человека, которые распространяются на пищевые продукты. Они регламентируются санитарными правилами СанПиН 2.3.2.1293-03 "Гигиенические требования по применению пищевых добавок" [1]. Согласно данным правилам в России разрешены некоторые органические минеральные красители, представленные в Приложении №2 [2].

Съедобные металлы

Неорганические минеральные красители нашли применение для поверхностной окраски драже и других кондитерских изделий. В качестве красителей применяют минеральные пигменты и металлы. В Российской Федерации разрешено применение 7 минеральных красителей и пигментов (Приложение № 3) включая уголь древесный [1].

Пользы от химических красителей нет абсолютно никакой. Постоянное употребление пищевых красителей может вызвать ряд серьезных нарушений в организме человека (Приложение №4).

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. 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. [9].

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». Главный вред таких добавок заключается в том, что на данный момент многие из них не до конца изучены, поэтому производители могут нарушать нормы их содержания в продуктах. Невооруженным глазом это не определить, в этом случае потребуется лабораторная экспертиза. Однако вряд ли кто станет носить на проверку каждую шоколадку или колбасу, этим-то и пользуются производители.

II ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Беседа с детским педиатром

Я побывала в детской поликлинике у участкового педиатра. Информация о вредном воздействии пищевых красителей подтвердилась.

Со слов моего участкового педиатра Камалиевой Натальи Викторовны все добавки оказывают действие на человека.  Собственно, сложно найти такое вещество, которое не оказывало бы на человека никакого действия. Например, вещество может не выводиться, а накапливаться в тканях и вызывать раковые опухоли или аллергии, или вещество губительно действует на сердечно - сосудистую систему. Наша жизнь зависит от того, что мы едим, поэтому нужно исключить из употребления продукты, содержащие вредные пищевые добавки Е. Их влияние на организм не протестировано со всех сторон. Многие врачи считают, что пища, продающаяся сегодня в магазинах, пагубно отразится на будущих поколениях. Синтетические вещества чужды нашим клеткам и неизвестно, какие мутагенные реакции могут ожидать наших детей и внуков. Будьте внимательнее к своему здоровью – кроме вас самих, о нём не позаботится никто!

По взмаху волшебной палочки

( или история о том, как я научилась определять искусственные и натуральные красители)

Технология производства пищевых продуктов растет, определить наличие натуральных или искусственных красителей на глаз очень сложно, не все производители добросовестно относятся к указанию состава продуктов, в связи с этим я решила определить в домашних условиях наличие искусственных и натуральных красителей. В качестве исследуемых продуктов я взяла краски гуашь (Образец 1) и акварель (Образец 2), хочу выяснить их состав, так как в детстве очень любила полакомиться ими. Мы с мамой купили натуральный осветленный сок (Образец 3) , лимонад коричневого цвета (Образец 4), лимонад оранжевого цвета (Образец 5), и мои любимые конфеты: цветные драже (Образец 6), цветные жевательные конфеты (Образец 7), решили проверить наличие искусственных или натуральных красителей в краске для окрашивания пасхальных яиц (Образец 8).

Цель: определить, содержатся ли в исследуемых продуктах красители.

Оборудование и реактивы

Для проведения опытов мне понадобились:

-стаканы для размещения в них исследуемых продуктов;

-столовая ложка для нагрева исследуемого образца;

-фарфоровая ложка для размешивания растворов;

-газовая плита для нагрева столовой ложки с образцом;

-вода, раствор аммиака (нашатырный спирт), пищевая сода, активированный уголь, фильтровальная бумага.

2.2.2. Ход исследования

Были сравнены Образец 3, газированные воды Образец 4, Образец 5; оранжевый Образец 8, Образец 1 голубого цвета, фиолетовый Образец 2 (медовый), конфеты Образец 7 синего, желтого и оранжевого цветов, растворенные в воде; конфеты Образец 6 зеленого, желтого и оранжевого цветов, растворенные в воде.

2. Для эксперимента растворим в воде краску для яиц, акварель, гуашь; у конфет растворим в воде только цветную оболочку.

2.2.3. Методика определения красителей

Добавляем раствор аммиака (нашатырный спирт) в объеме 1:2. Ожидаемый результат: натуральные красители изменят цвет, искусственные цвет не поменяют [5,7].

Добавляем раствор пищевой соды в объеме больше в 2 раза, чем исследуемый продукт, и кипятим 2-3 минуты. Ожидаемый результат: натуральные красители изменят цвет или обесцветятся, искусственные цвет не поменяют [5].

Измельчаем активированный уголь и понемногу добавляем в исследуемый продукт, полученную смесь нагреваем и после охлаждения полученный раствор фильтруем. Ожидаемый результат: если есть красители, то растворы обесцветятся [3].

Ход работы

Опыт №1. (все опыты были проведены под присмотром мамы)

Перед началом исследования мною выбранных продуктов я решила провести опыт с цветами, в которых, как мне уже известно, содержаться только натуральные красители и самой наглядно увидеть, как они меняют цвет в растворе нашатырного спирта. В дальнейшем смогу правильно определить, какой краситель перед нами: искусственный или натуральный.

Техника выполнения опыта. Я взяла банку с крышкой, на дно налила раствор нашатырного спирта, укрепила цветок на крышке и наблюдала за изменением окраски [4].

Удивительно как на глазах, будто по взмаху волшебной палочки, цветы изменяют свой цвет:

Алая роза сначала окрасила кончики лепестков в синий цвет, затем сама вся посинела, а кончики лепестков стали коричневыми, а через 10 минут почти вся роза окрасилась в темно-оранжевый (коричневый) цвет

Желтый вербейник через 10 минут стал темно-желтым, а зеленые листья приобрели коричневый оттенок. Голубой колокольчик посветлел, причем ему понадобилось всего несколько секунд, чтобы поменять цвет

Вывод: методика определения натуральных красителей мною выбрана правильно.

Для проведения опытов из конфет, красок и красителя для яиц я приготовила водные растворы .

Опыт № 2

Во все опытные образцы в столовой ложке добавила раствор нашатырного спирта. Полученные результаты занесла в таблицу (Приложение 5).

Опыт № 3

Во все опытные образцы в столовой ложке добавила водный раствор пищевой соды и подогрела раствор на газу. Полученные результаты занесла в таблицу (Приложение 5).

Опыт№4

Во все опытные образцы в столовой ложке добавила активированный уголь, растворы подогрела на газу, после остывания процедила. Полученные результаты занесла в таблицу (Приложение 5).

Проведенные мной опыты показали, что в напитках Образец 4 и Образец 5, краске для яиц Образец 8 оказались искусственные красители; в конфетах Образец 6 и Образец 7 натуральные красители желтые и зеленые, остальные цвета - искусственные красители; в соке, гуаши и акварели – натуральные.

Изучив состав напитков Образец 4, Образец 5, сок яблочный Образец 3, краски для яиц Образец 8, и конфет Образец 6 и Образец 7 выяснила название красителей.

Образец 5 содержит: экстракты натуральных каротинов Е160а, Е160е.

Образец 4: сахарный колер Е 150d.

Сок яблочный Образец 3 – без красителей.

Краска для яиц Образец 8: тартразин Е102, Азорубин, кармуазин Е122.

Конфеты Образец 7: свекольный красный Е162, экстракты натуральных каротинов Е160а, Е160е, синий блестящий FCF бриллиантовый голубой FCF Е133, оксиды железа Е172.

Конфеты Образец 6 : диоксид титана Е171,кармины 120, индигокармин, индиготин Е132, синий блестящий FCF, бриллиантовый голубой FCF Е133, куркумины Е100, экстракты натуральных каротинов Е160а, Е160е.

Гуашь Образец 1 и акварель Образец 2не содержат красители, в их составе имеются органические и неорганические тонкодисперсные пигменты – это вещества пылеобразной формы, которые окрашивают в более интенсивный цвет и не растворяются в воде.

По таблицам Приложение № 1 «Натуральные пищевые красители», Приложение №2 «Органические минеральные красители» и Приложение № 3 «Минеральные красители и пигменты» распределила пищевые красители по видам.

Натуральные: куркумины Е100, кармины 120, экстракты натуральных каротинов Е160а, Е160е, свекольный красный Е162, сахарные колеры E150a, Е 150b, Е 150c, Е 150d.

Искусственные: тартразин Е102, азорубин, кармуазин Е122, индигокармин, индиготин Е132, синий блестящий FCF, бриллиантовый голубой FCF Е133, диоксид титана Е171, оксиды железа Е172

Интересен тот факт, что в напитках Образец 4 и Образец 5, судя по этикеткам, содержатся натуральные красители, а в ходе эксперимента я выявила, что они искусственные. Оказывается, карамельный (или, как его еще называют, сахарный) колер (Е150d) в промышленных масштабах получают путем очень сложных химических процессов с добавлением различных компонентов. Результат такой технологической обработки бывает весьма далек от «натуральности», что подтверждается моим исследованием.

По таблицам«Натуральные пищевые красители», «Органические ми-

неральные красители» и «Минеральные красители и пигменты» определила

влияние красителей в исследуемых продуктах на организм (Приложение № 6).

Изучив состав исследуемых пищевых продуктов, я пришла к выводу, что сок яблочный Образец 3 не содержит вредных красителей, полностью на натуральной основе, поэтому я рекомендую его пить детям. Однако в остальных исследуемых продуктах почти все красители оказались вредными для здоровья, они не имеют полезных свойств, а только разрушает наш организм. Поэтому я не советую употреблять в пищу конфеты Образец 6 и Образец 7, пить газированные воды Образец 4 и Образец 5 , и не употреблять в пищу гуашь Образец 1, акварельные краски (медовые) Образец 2, как это делала я в детстве, а так же не использовать пищевой краситель Образец 8 для покраски пасхальных яиц.

Заключение

В ходе своей работы, изучив теоретический материал по данной теме, я узнала, о происхождении пищевых красителей, об их разновидностях и влиянии на здоровье человека.

Создав определенные условия, исследовала популярные продукты для детей и выявила, какие из них являются наиболее безопасными для детского питания.

Зафиксировала результаты в таблице «Определение красителей». Сделала обобщение и выводы по изученной теме.

Моя гипотеза подтвердилась, в домашних условиях можно проверить продукты на присутствие в них красителей.

По окончании исследования я провела классный час по теме «Не все то золото, что блестит» с использованием данного материала.

Подводя итог работы, пришла к выводу - данная тема актуальна. Очень важно следить за здоровьем детей с раннего детства, подкреплять организм только полезными продуктами. Яркий цвет продукта может не только привлечь наше внимание, но подсказать нам о наличии в его составе опасных красителей.

Уважаемые дети и взрослые, покупая продукты в магазине, читайте их состав, помните: “Не все то золото, что блестит”.

Библиографический список

Санитарные правила и нормы: гигиенические требования по применению пищевых добавок: [нормативное изд.] – Москва: Омега – Л. 2007 -362с : [Электронный ресурс]. - URL: http://docs.cntd.ru/document/901862338

Болотов В.М. Пищевые красители: классификация, свойства, анализ, применение/ Болотов В.М., Нечаев А.П., Сарафанова Л.А.// - Санкт-Петербург, ГИОРД – 2008 – 280с.

Габриелян О.С. Химия.9 класс: Учебник для общеобразовательных учебных учреждений.- М.: Дрофа- 2008-320с.

Г.Н.Фадеев «Химия и цвет» книга для внеклассного чтения IX-X классы. - Москва «Просвещение»- 1983-160с.

Зерщикова Т.А. Статья: «Эколого-гигиеническая оценка синтетических и натуральных красителей в разнообразных напитках», /Зерщикова Т.А., Флоринская Л.П., //Научный журнал «Успехи современного естествознания»- 2010 -№3 – с.124-126. [Электронный ресурс]. – URL: https://natural-sciences.ru/ru/issue/view?id=142 сайт «Российская Академия Естествознания» .

Смирнов Е.В. Пищевые красители. Справочник – Спб :Издательство «Профессия», 2009г-352с [Электронный ресурс].- URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01004239607 сайт Российская Государственная Библиотека

Хальзова С.А.Определение синтетических красителей методом ТСХ / Сорбционные и хроматографические процессы/ Хальзова С.А., Зяблов А.Н., Селеменев В.Ф //- 2014г-Т.14.Вып.3-стр.544-547. [Электронный ресурс]. - URL: https://sibac.info/studconf/science/xi/65825 сайт СибАК

[Интернет ресурс]. - http://ru.echo.az/?p=63626

[Интернет ресурс]. - https://zdravnica.net/health/healthy-eating/health-nutrition/705-harm-dyes.html.

Приложение № 1

Натуральные пищевые красители

Приложение №2

Органические минеральные красители

Приложение № 3

Минеральные красители и пигменты

Приложение №4

Вредные красители

Приложение №5

Таблица «Определение красителей»

Приложение № 6

Влияние красителей в исследуемых продуктах на организм

Словарик

Натуральные пищевые красители – это красители, полученные из сырья растительного или животного происхождения.

Неорганические минеральные красители - применяются для поверхностной окраски драже и других кондитерских изделий. В качестве красителей применяют минеральные пигменты и металлы.

Пищевой краситель (food colour) – это пищевая добавка, предназначенная для придания, усиления или восстановления окраски пищевых продуктов.

Синтетическими (искусственными) - называются пищевые красители, полученные методами синтеза и не встречающиеся в природе.