В даний час на прилавках магазинів можна зустріти величезну кількість синтетичних барвників, що застосовуються для різних цілей. І ми знаємо що синтетичне - не означає краще. Тому я задалася питанням, а чи можна синтетичні барвники замінити натуральними і як їх отримати.
З давніх часів люди використовували рослини в побуті для багатьох цілей, від вживання в їжу, до захисту від шкідників свого житла. Так само вони застосовували рослини в якості барвників, так як це був єдиний можливий джерело барвника.
У XXI столітті ж широко представлені різні штучні барвники. Їх кольору бувають різні: від натуральних, до самих незвичайних, від тьмяних до дуже яскравих. Але інгредієнти, що використовуються для виготовлення таких фарб, бувають не тільки шкідливі, але часом і токсичні, що неприпустимо в виготовленні предметів використовуваних дітьми. Куди більш корисні барвники, виготовлені на основі природних інгредієнтів. Ми вирішили з'ясувати, де можна вдало використовувати природні барвники, і вибрали для цього три напрямки: забарвлення бавовняної тканини, виготовлення художніх фарб і застосування в кулінарії - забарвлення крему для торта.
Мета роботи: виділити природні барвники з рослин і показати їх використання в побуті.
- досліджувати рослини на предмет виявлення фарбувальних властивостей.
- використовувати природні барвники для фарбування бавовняної тканини і продуктів харчування.
- виготовити художні фарби на основі природних барвників.
Гіпотеза: якщо рослини містять фарбувальні речовини, то їх можна використовувати в якості фарби, а значить, застосовувати в побутових і художніх цілях.
Об'єкт дослідження: буряк, ягоди чорниці, журавлини, листя петрушки, чорний і зелений чай, кава.
- вивчення наукової літератури.
- спостереження і власні висновки.
Глава 2. Основна частина.
2.1. Фарбувальні рослини і природні барвники.
Природні барвники - барвники, отримані з відварів різних частин рослин. До 2-ї половини XIX ст. природні барвники - єдині речовини для фарбування текстильних і парфумерних виробів, шкіри, паперу, харчових продуктів і ін. З розвитком промисловості органічного синтезу, особливо анілокрасочной промисловості, природні барвники не витримали конкуренції з барвниками синтетичними і в основному втратили колишнє практичне значення.
Багатством відтінків природні барвники не мають собі рівних, т. К. Вони дають глибокі і м'які тони.
Отримати фарбувальний розчин можна, випарівая в воді коріння, листя і квіти рослин. Свіжі, що не висушені, дають колір найбільш яскравий, хоча і менш стійкий. Відтінки залежать від віку рослини, складу грунту, а також часу збору. Листя і квіти краще збирати тільки що розпустилися, кору - навесні, а коріння і кореневища - восени.
2.2 Класифікація природних барвників
Згідно літературного джерела 5 природні барвники - це забарвлені сполуки, які можуть бути зроблені або за допомогою переробки природної сировини (рослин або тварин), або за допомогою мікробіологічних процесів з використанням бактеріальних клітинних культур або грибів.
Згідно літературного джерела природні барвники - органічні сполуки, які виробляються живими організмами і забарвлюють тваринні і рослинні клітини і тканини. Вони широко поширені і вкрай різноманітні.
Існує безліч класифікацій природних барвників.
I. За типом хромофорних систем фарбувальні речовини можуть бути розділені на такі групи як поліени (каротиноїди); діарілметани (куркумінбензохіноіди); нафтохіноіди; антрахіноід; флаваноіди; похідні дігідропірана; антоцианідіни; індігоіди.
Найбільш важливою групою природних барвників є похідні антрахінону, що містяться в коренях деяких рослин, в тканинах і секретах комах і ссавців.
II. Природні барвники по природі походження ділять на
- Мінеральні - одержують з мінеральної сировини: кольорові «землі» (охри, Сієни, умбри)., Залізні руди (гематит), кольорові камені.
- Органічні рослинні - Отримують з частин деяких рослин: плодів, листя, квітів, деревини, кори, коренів, і коренеплодів.
- Органічні тварини - виділяють з органічної клітковини або її спалюють (кармін з висушених комах. Пурпур - з морської раковини пурпурніци, індійську жовту - з виділень корів).
III. Застосовувані для фарбування тканин, пряжі і інших матеріалів барвники поділяються за походженням на дві групи:
- барвники природного походження;
Природні барвники в свою чергу діляться на барвники рослинного і тваринного походження.
Барвники рослинного походження - речовини, одержувані з рослин. Наприклад, з синього сандалового дерева отримують чорний барвник (кампеш), з плодів крушини - жовтий барвник (грушка) і ін.
Барвники тваринного походження - барвники, одержувані з висушених комах. Наприклад, відомий червоний барвник - кармін отримують з висушеного комахи з групи трав'яних попелицею - під назвою кашеніль.
- барвники штучні, одержувані хімічним шляхом.
IV. Природні барвники широко поширені в природі і вкрай різноманітні. Часто в різних природних джерелах зустрічаються одні і ті ж або близькі за будовою природні барвники, тому найбільш доцільно класифікувати їх за типами хімічних сполук.
- Аліфатичні та алициклические барвники.
Включають каротиноїди, що зумовлюють жовту, помаранчеву і червону забарвлення квітів і плодів. Зустрічаються каротиноїди в рослинному і тваринному світі. Багато з них, наприклад, каротин, мають високу фізіологічну активність, ретиналь (альдегід, що утворюється з вітаміну А) входить до складу зорового білка родопсину.
В основному ці речовини зустрічаються у вигляді органічних сполук наприклад в коренях куркуми, листках хни і шкірки незрілих волоських горіхів, квітках звіробою звичайного. Багато природні барвники цієї групи мають фізіологічної активністю, вітаміни групи К -протівовоспалітельним дією.
Найбільш широко представлені жовті природні барвники. До них відносяться флавоноїди, а також антоцианідіни, що забарвлюють квіти, ягоди, плоди і овочі в червоний, фіолетовий, синій і чорний кольори.
Найбільш древні природні барвники - індиго і пурпур античний.
2.3. Використання рослин барвників.
Досвідчені господині завжди хочуть використовувати в побуті речі, які будуть натуральними і не приносити шкоди здоров'ю оточуючих. У будь-якому виробництві використовуються барвники.
Основною вимогою, що пред'являються до барвників, є нетоксичність і нешкідливість їх для організму людини. На жаль, в використовуваних для фарбування, наприклад, продуктів харчування, тканинах синтетичних барвниках виявляються шкідливі для здоров'я людини властивості. Тому їх застосування в останні роки обмежується. Навіть ті з них, які самі по собі фізіологічно інертні, можуть містити шкідливі побічні продукти синтезу, тим більше що основне барвник з'єднання становить найчастіше тільки 80%.
З цього випливає, що найбезпечнішим засобом є натуральні барвники отримані в домашніх умовах, наприклад соки рослин, які також використовують в кулінарії. У різній літературі наведено приклади безлічі рослин, які використовуються для фарбування (Додаток 1, таблиця 1).
Природні барвники застосовуються:
1. У харчовій промисловості. Природні харчові барвники містять в своєму складі не тільки фарбувальні речовини, а й вітаміни, мікроелементи корисні для здоров'я людини. А також мають різні аромати. Тому їх використання в харчовій промисловості не тільки насичує кольором готові продукти, а й підвищує їх харчову цінність. Кармін, що виділяється з кошенілі (самок комах кактусова ложнощитовка) застосовується в харчовій і парфумерній промисловостях.
2. Змінити колір волосся або їх відтінок в даний час не складає ніяких труднощів. Вибір фарби для волосся в магазинах дуже великий. До того ж, у сучасних жінок немає потреби просиджувати годинами на даху і вибілювати волосся на сонці, як це робили жінки в Стародавньому Єгипті або в Європі. Купив потрібний тобі відтінок фарби і пофарбував волосся. Але в даний час все більша кількість жінок вважає за краще фарбувати волосся барвниками, приготованими на основі натуральних рослинних компонентів. Вони не роблять шкідливого впливу на волосся і шкіру голови.
3. У невеликих кількостях природні барвники використовують у реставраційних роботах. Алізарин - основне барвник краппа, або марени фарбувальної
4. Багато природні барвники володіють значною фізіологічної та антибіотичну активність, внаслідок чого їх часто використовують як лікарські засоби. Фармакологічна дія деяких рослинних пігментів приведена в таблиці (додаток 2).
5. Деякі природні барвники - регулятори росту рослин, а також сигнальні речовини, які приваблюють комах-запилювачів і відлякують шкідників.
6. Деякі з ароматичних природних барвників застосовують для фарбування
Чинне початок карміну - кармінова кислота; її застосовують у цитології.
Глава 3: Експериментальна частина.
Як досліджуваних матеріалів були обрані: буряк, ягоди чорниці та журавлини, чорний і зелений чай, листя петрушки, кава.
3.1. Отримання фарбувального екстракту з рослинної сировини.
Для отримання барвника брали по 10 грам сухого матеріалу і по 200 грам свіжого. Попередньо подрібнену рослинну сировину виварювалося протягом 30 хвилин в емальованому посуді: вода повинна повністю покривати рослинний матеріал. Википає воду можна періодично доливати. Виробляти виварювання потрібно в провітрюваному приміщенні, тому що фарбувальний розчин має різкий запах.
Далі фарбувальний екстракт проціджують.
3.2. Забарвлення бавовняної тканини.
Забарвлюваний матеріал - біла бавовняна тканина попередньо була випраний в теплій воді з пральним порошком для видалення можливих забруднень слідами жиру.
Забарвлення проводилася в емальованому посуді (в якій раніше здійснювалося виварювання). Фарбувальний екстракт доводили до кипіння і в нього опускали забарвлюваний матеріал. Далі його кип'ятили на повільному вогні протягом 15- 20 хвилин. Фарбується тканина періодично перевертали для досягнення рівномірного забарвлення. Вийнявши забарвлену тканину з розчину рослинного барвника, її сушили природним способом, не допускаючи проникнення світла: викладали зразки на рушник і зверху накривали іншим рушником. Потім матеріал полоскали в чистій теплій воді.
В результаті були отримані зразки пофарбованої тканини. (Додаток 3). Отримані зразки тканини були яскравого кольору, але стійкий
3.3 Виготовлення кондитерського крему
Для виготовлення крему ми брали вершкове масло і згущене молоко в пропорції приблизно 2: 1 і збивали за допомогою міксера. Потім додавали фарбувальний екстракт і знову збивали міксером. Отримані результати представлені на фотографії. (Додаток 4)
Крем, в який був доданий фарбувальний екстракт журавлини мав трохи кислуватий присмак, а крем, виготовлений на основі фарбувального екстракту петрушки мав не яскраво виражений запах.
3.4. Виготовлення художніх фарб.
Ми вирішили виготовити темперні фарби (на основі яєчного жовтка), так як такі фарби найпростіше виготовити.
Для кожного із зразків взяли по яєчного жовтка, і стали додавати до них отриманий фарбувальний екстракт до отримання потрібної консистенції. Отриманими фарбами був виконаний малюнок. (Додаток 5)
Слід зазначити, що колір фарб досить тьмяний, так як будь-які фарби на основі природних інгредієнтів неможливо довести до насиченого кольору. Інший їх недолік: такі фарби неможливо зберегти без застосування консервантів. Але темперні фарби надавали малюнку особливого блиску, легко наносилися.