Farvestoffer | Proces, levnedsmiddel og sundhed

Side 1

Indholdsfortegnelse

Indhold

Indholdsfortegnelse ................................................................................................................................ 1 Projektoplæg ........................................................................................................................................ 3 Indledning ..................................................................................................................................... 3 Problemformulering.................................................................................................................... 3 Krav .................................................................................................................................................. 4 Teori ........................................................................................................................................................ 5 Generelt om farvestoffer .................................................................................................................... 5 Hvordan farver ses .............................................................................................................................. 5 Naturlige og syntetiske farvestoffer ................................................................................................ 7 Farvestoffer og sundhed ................................................................................................................... 10 Lovgivning om brug af farvestoffer ................................................................................................... 13 Enhedsoperationer ............................................................................................................................ 15 Omrøring ....................................................................................................................................... 15 Filtrering ........................................................................................................................................ 15 Omkrystallisation ........................................................................................................................... 15 Tørring ........................................................................................................................................... 16 Spektrofotometer .......................................................................................................................... 16 Praktisk arbejde ..................................................................................................................................... 18 Ekstraktion af β-caroten fra gulerødder ............................................................................................ 18 Fremgangsmåde ............................................................................................................................ 18 Resultatbehandling ........................................................................................................................... 20 Syntese af anilingult .......................................................................................................................... 24 Farvestoffer

Proces, levnedsmiddel & sundhed

Side 2

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 2 af 43

Fremgangsmåde ............................................................................................................................ 24 Resultatbehandling........................................................................................................................ 25 Fremstilling af bolsjer ........................................................................................................................ 27 Fremgangsmåde: ........................................................................................................................... 27 Smagstest resultat ......................................................................................................................... 28 Diskussion .............................................................................................................................................. 30 Konklusion ............................................................................................................................................. 32 Kildeliste: ............................................................................................................................................... 33 Bøger: ............................................................................................................................................ 33 Links: .............................................................................................................................................. 33 Bilag ....................................................................................................................................................... 34 Tidsplan ............................................................................................................................................. 34 Flowdiagram for fremstilling af anilingult ......................................................................................... 35 Flowdiagram for fremstilling af bolsjer ............................................................................................. 36 Billeder af bolsjerne .......................................................................................................................... 37 Arbejdspladsbrugsanvisninger .......................................................................................................... 38

Side 3

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 3 af 43

Projektoplæg

Indledning

Vi har valgt at beskæftige mig med oplæg nummer 4: Tilsætningsstoffer. Igennem forløbet vil vi fremstille farvestoffer på forskellige måder, og undersøge forskellen på forskellige fremstillingsmetoder.

Problemformulering

Man er de seneste år blevet meget opmærksom på brugen af tilsætningsstoffer i en lang række medvarer. Vi har alle sammen hørt om de famøse E-numre, og deres potentielt skadende virkning.

Nogle af de tilsætningsstoffer der tiltrækker meget opmærksom er farvestoffer, men brugen af farvestoffer er slet ikke noget nyt fænomen. Lige siden oldtiden har mennesker formået at udvinde farve fra planter og dyr, og derefter anvende dem til f.eks. at farve deres tøj. På grund af besværet og det relativt lille udbytte af de teknikker man anvendte, var farvestoffer utroligt kostbare og et statussymbol. Med den kraftige fremgang i kemien under den industrielle revolution, blev man i midten af det 19. århundrede i stand til at fremstille farvestoffer syntetisk. Derefter blev farvestoffer langt billigere og langt mere udbredte.

I dag indgår farvestoffer af forskellige arter i en lang række produkter – alt fra tekstiler til mad. Men er det overhovedet sundt at indtage alle disse kemisk fremstillede stoffer? Ville det ikke være meget sundere at holde sig til de naturlige farvestoffer, som vi kan udvinde fra planter? Naturlige farvestoffer med E-numre kan faktisk også være skadelige – dette vil vi kigge nærmere på. Kan man overhovedet se forskel på de syntetiske stoffer og de naturlige farvestoffer? En type af syntetiske farvestoffer er azo-farverne. Det er denne type syntetiske farvestoffer vi vil undersøge – hvordan de fremstilles og hvad der er specielt ved dem. Vi vil undersøge hvordan azo-farver bliver fremstillet, og hvordan de er opbygget. Det er disse problemstillinger vi vil beskæftige mig med i dette projekt.

Dette vil vi gøre ved at udvinde et naturligt farvestof, og sammenligne det med at farvestof som vi har fremstillet i laboratoriet. Disse farvestoffer vil vi så anvende i et produkt, og undersøge om der er forskel på det endelige resultat. Derudover vil vi undersøge, hvilken metode der er nemmest at avende, og hvilke der giver størst udbytte.

Side 4

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 4 af 43

Krav

Først og fremmest er målet at vores bolsjer skal have en gul farve. Farve skal holde mindst en uge, og farven skal være klar og ensfarvet. Det vil være en fordel, hvis farven er let at fordele i vores bolsjemasse. Vores fremstillede produkter skal ligne de indkøbte produkter mest muligt.

Udbytteprocenten skal svare til arbejdet. Indholdet af farvestof i vores bolsjer skal overholde gældende dansk lovgivning.

Side 5

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 5 af 43

Teori

Generelt om farvestoffer

Mennesker har siden oldtiden forsøgt at anvende farve til at udsmykke sig selv og sit tøj med. Indtil

1800 tallet var det en noget bekostelig affære at udvinde farvestoffer. Eks. Skulle der anvendes

10.000 purpursnegle til at få 1 g. farvestof, derfor var purpur så kostbar at man anvendte denne farve til kongelige udsmykninger. Kemikeren William Henry Perkin () fremstillede til første syntetiske farvestof, først herefter blev farvestoffer en del af dagligdagen. I dag finder vi farvestoffer

i næsten alt, dette gælder madvare, tekstiler og meget mere.^{1}

Brugen af farvestoffer i madvare har forskellige formål der for det meste gavner producenten. Som vi vil se senere i nogen af vores forsøg forbinder folk visse farve med forskellige smage. I sær i forhold til eksempelvis søde sager forventer man at farven passer til smagen, her kan vi se på alt rødt slik forventes at have en smag af et rødt bær, det kan være røde hindbærbrus, røde jordbærbolsjer, eller ribsgele. i 90’erne forsøgte både Coca Cola og Pepsi sig med en farveløs variant at deres kendte produkter. Begge varianter blev dog trukket af markedet godt et år senere, da dette ikke var en

succes. Folk vil have cola der er cola farvet på trods af, at smagen er nøjagtig den samme.^{2}

Farvestoffer anvendes ikke kun til at give farveløse produkter farve, men anvendes også til at forstærke farven i produkter der under produktionen falmer. I forskellige marmelader anvendes farve, da flere bær mister deres klare farve under opvarmning. Der er derfor forskellige årsager til at man anvender farvestoffer i vores madvarer. Nu vil vi se nærmere på hvordan farvestoffer virker.

Hvordan farver ses

Det er lysets bølgelængde, der afgøre hvilken farve, vi som mennesker ser. Menneskers øjne er indrettet, så vi kan registrer stråling inden for bølgelængderne 400-700 nm. Det kaldes det synlige spektrum (Figur 1). Det betyder at lys med en bølgelængde på 450 vil opfattes som blå, hvor lys ved en bølgelængde på 700 vil opfattes som rød.

1

Kend kemien 2

2

http://avisen.dk/hvid-cola-er-her-stadig_91019.aspx

Figur 1- Det synlige spektrum med angivelse af lysets tre grundfarver, blå, grøn og rød, der tilsammen giver hvidt lys.

Side 6

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 6 af 43

Når vi oplever hvidt lys som f.eks. fra solen, er det fordi, solen udsender lys ved forskellige bølgelænder, der tilsammen danner hvidt lys. Hvordan et stof absorbere eller lader lys passerer, afgør hvilken farve stoffet har. Ufarvet glas lader lys ved alle bølgelængder passere og derfor har det inden farve, hvor i mod et hvids stykke papir reflektere alle bølgelængderne - altså reflekteres lyset tilbage mod iagttageren (Figur 2).

Citat fra kend kemien 2 ” Alle farvestoffer absorberer synligt lys.

Herved for de yderste elektroner i farvestoffets molekyler eller ioner tilført energi. Når et molekyle befinder sig i en tilstand med større energi end den lavest mulig, grundtilstand, er det blevet exciteret. Den energi, der kræves for at excitere et molekyle eller en ion, kaldes excitationsenergien. Når excitationsenergien er lige så stor som energien af det farvede lys, optages lysets energi af stoffet, dvs. lyset absorberes.”

Altså for at forklarer det mere simpelt. Når et farvestof absorbere lys, sker det ved, at lysets energi overføres til det yderste elektron i molekylet. Når denne energi (excitationsenergien) for molekylet er det samme som lysets bølgelængde, absorberes lyset og stoffet har en farve. Dog skal det siges, at det er komplimenter farven(Figur 3) til den bølgelængde excitationsenergien svare til, der ses.

Det betyder, at hvis excitationsenergien svarer til bølgelængden gul, vil den farve der ses være lilla.

Hvis vi ser på formlen for fotonenergi, kan vi se sammenhængen mellem excitationsenergi og den

                      3
farve molekylet absorbere.

Eh_{foton} =⋅ h=planckskonstant c=lysetshastighed

c λ

3

Kend kemien 2

Figur 3

Figur 2 - Alle lysets farver passerer et farveløst og gennemsigtigt objekt, mens farverne reflekteres fra et hvidt og uigennemsigtigt objekt

Figur 4 - Energiniveaudiagram. A. I farvede forbindelser svarer excitationsenergien til energien af synligt lys

B. Farveløse forbindelsers excitationsenergi svarer til energien af ultraviolet lys.

Side 7

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 7 af 43

Vi har nu fundet ud af, at farven på et stof afhænger af, hvordan det absorbere lyset. Og at farvestoffets evne til at absorbere lyset er afhængig af, hvor let den optager lysets energi, altså excitationsenergien.

Nu vil vi gå videre med farvestoffer. Vi vil komme ind på naturlige og syntetiske farvestoffer samt deres molekylestruktur, og hvordan denne gør, at de er farvede.

Naturlige og syntetiske farvestoffer

Fra forrige afsnit har vi nu lært at farver afhænger af stoffets excitationsenergi. Et stof excitationsenergi afhænger af stoffets molekyle struktur. Vi vil starte med at kigge på penten, som er et farveløst stof.

CH CH_{2} CH_{3}

3

CH_{2} CH_{2}

molekylestruktur 1

I molekyler som penten (molekylestruktur 1) der kun indeholder C-C-enkeltbindinger, er der ingen fri elektroner. Det betyder at excitationsenergien er for høj i forhold til fotonenergien for synligt lys, altså absorbere penten lys i det ultraviolette område, og derfor har det ingen synlig farve. For at et stof skal have en synlig farve skal det have frie elektroner, da dette vil kræve en meget lille

                                         4
excitationsenergi og farven vil dermed blive synlig.

Når vi taler om farvestoffer opdeler vi dem ofte i to kategorier: Syntetiske og naturlige farvestoffer.

Derfor vil vi i det følgende se nærmere på de to grupper og komme nærmere ind på de to farvestoffer β-caroten og anilingult.

Naturlige farvestoffer

Som vi så tidligere har farver altid fascineret mennesker, og der har altid været et ønske om at benytte naturens farver til at udsmykke sig med.

Et af de mest udbredte og vigtigste farvestoffer i naturen er chlorophyl, uden dette stof ville planter ikke kunne omdanne solenergi til kemisk energi. Chlorophyl er et pigment, som findes i forskellige typer med forskellige farver. Vi vil nu se nærmere på chlorophyl a, som har en blågrøn farve, og dets struktur.

4

Kend kemien 2

Side 8

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 8 af 43

Hvis vi ser på opbygningen af chlorophyl (Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.) kan vi se, at der er bygget op om porphyrinring. En porphyrinring er karakteristisk ved at fire femleddede ringe, der hver indeholder et N-atom. De fire ringe er bundet på en sådan måde ved hjælp af enkelte og dobbeltbindinger at der dannes et delokaliseret elektronsystem hen over hele porphyrinringe. Disse delokaliseret elektroner er ikke bundet lige så stærkt af carbonatomer, som elektronerne i f.eks.

penten. Hvilket betyder at der ikke skal anvendes lige så meget energi for at exciterer molekylet. Den lave excitationsenergi gør at molekylet kan absorbere lys med en større bølgelængde. Altså med en

bølgelængde der er inden for det synlige spektrum^{5}. De samme egenskaber som Chlorophyl har, ser

vi også hos en anden gruppe farvestoffer. Denne gruppe kaldes carotener.

Carotener er en molekyle gruppe med formlen CH_{40 x}

, denne gruppe indgår også i planters

          6
fotosyntese. β-caroten finder man i mange røde/orange grønsager og frugter, som f.eks.

sweetpotatos, græskar og i gulerødder, det er β-carotenen der giver den flotte farve. Farvestoffet β-caroten indeholder 11 konjugerede dobbeltbindinger().

molekylestruktur 2 molekylestruktur 2

Som vi ved, har hvert C-atom 4 elektroner i yderste skal, de tre elektroner indgår i enkeltbindinger til C og H-atomer. Den 4. elektron fra hvert C atom indgår i det delokaliseret elektronsystem hen over molekylet. Jo længere længere kæden af delokaliseret elektroner er, jo laver bliver

                7
exitationsenergien.

Selvom det er en umiddelbar fordel af farvestofferne kommer fra naturen, er der andre ulemper, der gør produktionen vanskelig og som derfor gør at man anvender syntetiske farvestoffer. Nogen af de problemer vi stødte på var at der skal bruges enorme mængder råmateriale til at fremstille brugbare mængder farvestof. Farvestoffer kan også være meget følsomme overfor lys og kan derfor falme på relativ kort tid. Andre problemstilliner kan være at de er følsomme for pH- og temperaturændringer.

5

Kend kemien 2

6

http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma-carotene

7

Kend kemien 2

Side 9

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 9 af 43

Alligevel vinder anvendelsen af naturlige farvestoffer frem, da mange forbrugere er skeptiske overfor den store brug at syntetiske farvestoffer, flere farvestoffer er også mistænkt for at give bivirkninger, som allergi og hyperaktivitet. Oftest opstår disse i forhold til børn. I modsætning til de syntetiske farvestoffer har nogen naturlige farvestoffer positiv indvirkning på helbredet, her kan nævnes eks. β-

                         8
caroten, som er en antioxidant.

Vi vil nu kigge på den anden gruppe af farvestoffer. Syntetiske farvestoffer. Vi vil især fokusere på den gruppe der hedder azo-farver.

Syntetiske farvestoffer

Som vi så på i starten, blev de første syntetiske farvestoffer fremstillet i 1800-tallet. Man opdagede hurtigt dengang at de havde mange fordele i forhold til de naturlige farvestoffer. De havde en kraftigere farve der holdt bedre, de var nemmere at anvende og frem for alt meget lettere at producere i store mængder. Man har dog fundet ud af senere, at disse syntetiske farvestoffer kan være sundhedsskadelige, dette skal vi se på senere.

En af de mest anvendte typer farvestoffer, kaldes azo-farver, det er denne gruppe, der anvendes mest, ca. 60-70 % procent af alle farvestoffer der anvendes er azo-farver. Den første azo-farve, anilingult, blev opdaget af Peter Griess i 1858(molekylestruktur 3).

molekylestruktur 3 - anilingult

Det der kendetegner alle azo-farver er, at de indeholder gruppen -N=N- koblet mellem forskellige

aromatiske ringsystemer. Det er de aromatiske ringes delokaliseret elektroner, der som forklaret tidligere, giver den lave excitationsenergi og dermed farve.

Selvom azo-farver kan have næsten alle farver, er fremstillingen stort set ens. Den grundlæggende reaktion ved fremstilling af azo-farver er først at indføre azogruppen ved en diazotering af en primær aromatisk amin eller phenol. Diazoteringsprocessen sker ved at opløse den aromatiske amin i en mineralsyre. I tilfældet med anilingult anvendes anilin, som er den aromatiske amin og HCl som mineralsyre. Herefter afkøles opløsningen til 5˚C, og herefter tildryppes natriumnitrit. Dette skal ske stille og roligt da der sker en eksoterm reaktion og temperaturen må ikke overstiver 10˚C. En del af

8

http://www.bio.dtu.dk/Forskning/historier/10_svampepigment.aspx

Side 10

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 10 af 43 mineralsyren anvendes til at uddrive salpetersyrlingen af natriumnitriten ved nedenstående reaktion.

Figur 5 - reaktionskema for uddrivelse af salpetersyrling

Den dannede salpetersyrlig reagere så med aminen, som i tilfældet med anilingult er anilinen og der dannes en diazoniumforbindelse

Figur 6 - reaktionsskema for dannelse af diazoniumforbindelse

Diazonium forbindelser (𝑅 − 𝑁 ≡ 𝑁) er ustabile, og skal derfor holdes ved lave temperaturer. For at

stabiliserer, kan der nu kobles enten en aromatisk amin eller en phenol til forbindelsen. Hvis man vil koble aminer på kræver det et neutralt eller svagt surt miljø, hvor man vil anvende phenoler kræver

                                                  9
det et svagt basisk miljø. Nedenfor ses koblingen af anilingult:

N^{+} N

+

NH_{2}

NH

N N

N N

NH_{2}

Figur 7 - koblingen til anilingult

Vi har nu set på hvordan farvestoffer virker. Både de naturlige og de syntetiske. Nu vil vi gå videre med de sundhedsmæssige aspekter ved brugen af farvestoffer i vores fødevare.

Farvestoffer og sundhed

Farvestoffer er igennem tiden blevet brugt til mange fødevarer og især til slik. De syntetiske farvestoffer har længe været udskældt for at være allergifremkaldende, kræftfremkaldende og

9

Organiske farvestoffer – side 26-36

Side 11

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 11 af 43 fremkalde hyperaktivitet hos især børn. Men er der noget om snakken, er det syntetiske farvestoffer så farlige? Og er det naturlige farvestoffer helt fri for bivirkninger? Det er det vi vil kigge på i dette afsnit.

Azo-farver er - som sådan - ikke giftige i sig selv, eller der skal indtages så store mængder af farven i koncentreret form, før den bliver direkte sundhedsskadelig. For de fleste azo-farver gælde, at der

skal indtages en mængde på 250-2000 mg/ kg kropsvægt for at få en dødelig dosis. Umiddelbart

lyder det ikke af specielt meget, men da azo-farver er utroligt effektive, bliver der sjældent anvendt mere end et par milligram farve pr. kg fødevare. Altså kan vi sige, at hvis en person vejer 60 kg og man tilsætter 2 milligram azo-farve til 1 kg bolsjer, skal man spise 7500 kg bolsjer før, det er farligt.

Der er dog andre årsager til, at man ikke må bruge azo-farver i madvarer end den dødelige dosis.

F.eks. er anilingult forbudt at anvende i fødevarer, da anilingult nedbrydes til farlige biprodukter. Når dobbeltbindingen nedbrydes mellem de to nitrogenatomer, kan det blive nedbrudt til enzymet azo-reduktase. Altså er molekylet nu delt i to, og man har ikke længere azo-farven i kroppen, men nu er det delt til aromatiske aminer. Nogen af disse aromatiske aminer er mistænk for at kunne ændre stofskiftet, og er derfor forbudte i fødevarer, og det er derfor, at nogle azo-farver også er forbudte. [10]

Azo-farvestoffer blev første gang forbundet med hyperaktivitet i midten af 1970’erne. Siden da har disse farvestoffers indflydelse på vores adfærd været diskuteret mange gange. Men det er først nu, at en britisk undersøgelse viser, og bekræfter mistanken om, at azo-farverne kan gøre alm. børn hyperaktive.

Citat fra www.taenk.dk ”Frem til den nyeste undersøgelse har flere stillet sig tvivlende over for koblingen mellem hyperaktivitet og azofarvestoffer. Men nu er der tillid til, at det er rigtigt. Vi kan ikke udelukke, at azofarvestofferne har andre skadevirkninger end hyperaktivitet. Det er sjældent, man slipper med bare en enkelt bivirkning, når sådanne stoffer regulerer hjernens aktivitet. Derfor udløser det også stor bekymring hos mig,” siger Arne Astrup, der er professor i human ernæring ved Københavns Universitet. Han forsætter:

”Jeg kunne sagtens forestille mig, at farvestofferne også påvirker appetitreguleringen. Det kender vi eksempelvis fra antidepressive lægemidler, som medfører overvægt.”

10

http://www2.mst.dk/common/Udgivramme/Frame.asp?http://www2.mst.dk/udgiv/publications/1999/8-
8/html/kap05_eng.htm

Side 12

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 12 af 43

Vi kan altså ud fra ovenstående citat se, at der er andre ting der bekymrer de danske forskere. Om dette har noget på sig, kan vi ikke vide noget om endnu, men der kommer forhåbentlig fremtidige

            11
undersøgelser.

I dag anvendes der 11 forskellige azo-farvestoffer i levnedsmiddelproduktionen og samtlige af dem er mistænkt for at kunne fremkalde allergi, hyperaktivitet og kræft. Årsagen til at disse stoffer stadig er lovlige at anvende, kan skyldes, at de tilsvarende naturlige produkter er op i mod 10 gange dyre at

         12
fremstille.

Nu skal vi til at kigge lidt på de naturlige farvestoffer. Som det ses er de fleste syntetiske farvestoffer skadelige, men de naturlige farvestoffer er ikke uden bivirkninger. De Naturlige farvestoffer er blevet mere populære, efter opmærksomheden er blevet rettet imod de skadelige virkninger ved de syntetiske farvestoffer.

Det røde pigment karmin, der udvindes fra billen Dactylopius coccus(Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.), er et farvestof der bliver anvendt i bl.a. kosmetik og madvarer. Det bliver i sær anvendt i fødevarer som juice, is, yoghurt, slik og røde pølser. Karmin er et yderst stabilt farvestof som ikke falmer. I sig selv er karmin ikke giftig men urenheder som proteiner fra billen, kan give allergiske reaktioner som nældefeber, diarre og anafylaktisk chok [13]

Også det gule farvestof safran, som vi kender fra paella, og lusiabrød kan give anafylaktisk chok.

Et andet naturligt farvestof som også har en del bivirkninger er annatto. Det gule farvestof annatto udvindes fra annattotreæets frugter. Annatto bivirkningsliste er lang: reaktioner fra huden, maven, luftvejene, nervesystemet, hovedpine, irritation, rastløshed, koncentrationsbesvær og søvnbesvær. [14] Et alternativ til annatto kan være β-caroten, som kan udvindes fra gulerødder, men også β-caroten kan man udvikle allergi overfor. Og selvom det har en forebyggende virkning overfor lungekræft hos ikke rygere kan det være kræftfremkaldende hos rygere. [15] Vi vil nu gå videre med at se lidt på lovgivningen for brug at farvestoffer.

11

http://www.taenk.dk/?cid=7448

12

http://www.taenk.dk/?cid=7448

13

http://www.inchem.org/documents/jecfa/jecmono/v46je03.htm
14

14

http://www.fedupwithfoodadditives.info/factsheets/Factannatto.htm

15

E-nummerbogen - s. 44-45

100-109 | Gule
110-119 | Orange
120-129 | Røde
130-139 | Blå og violette
140-149 | Grønne
150-159 | Brune og sorte
160-199 | Andre

Side 13

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 13 af 43

Kan man udvikle allergi overfor. Og selvom det har en forebyggende virkning overfor lungekræft hos ikke rygere kan det være kræftfremkaldende hos rygere. [16]

Vi vil nu gå videre med at se lidt på lovgivningen for brug at farvestoffer.

Lovgivning om brug af farvestoffer

Vi starter med en introduktion til E-numre. E-numre er en nummerering af alle tilsætningsstoffer, både naturlige og syntetiske. Også de før omtalte naturlige farvestoffer har e-numre. Igennem EU har ca. 1000 tilsætningsstoffer fået et e-nummer. Udover EU’s vedtagne e-numre har Danmark også det der hedder positivlisten. Positivlisten indeholder en række tilsætningsstoffer, som er godkendt til at blive anvendt i Danmark.

Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) skal godkende alle tilsætningsstoffer. Som regel får tilsætningsstoffet også tildelt et "acceptabelt dagligt indtag"(ADI) som er knyttet til hvert e-nummer. De skal sikre, at tilsætningsstoffet ikke udgør en sundhedsfare for forbrugeren. Dog tages der ikke højde for, om tilsætningsstoffet kan fremkalde allergi hos enkelte individer.

"Ved godkendelse og fastsættelse af regler [om tilsætningsstoffer] skal der især tages hensyn til, at forbrugerne beskyttes mod sundhedsrisici, at rimelige teknologiske behov imødekommes og at forbrugeren ikke vildledes om fødevarernes indhold, kvalitet, m.m." [17]

Loven er til for at beskytte forbrugeren. Der må ikke anvendes stoffer der kan virke sundhedsskadelige, og alle produkter skal have en varedeklaration, der viser hvilke råvarer, der er i produkter. Her skal e-numre også være oplyst. Det er tre levnedsmiddelkontrolenheder under fødevarerstyrelsen, der kontrollere at lovgivningen bliver overholdt: Fødevareregion Nord, Syd og Øst.

Farvestoffer har e-numrene 100-199. Som vi kan se i Fejl! Henvisningskilde ikke fundet., er de delt ind underfarver. En del krydderier og grønsager farver meget kraftigt. De regnes ikke som farvestoffer. Det er kun, hvis et farvestof tilsættes med den eneste begrundelse, at det skal farve maden at det skal opgives som et farvestof.

Vi vil nu se lidt på den specifikke lovgivning om de produkter, som vi anvender i vores produkter.

Sunset-yellow: E-nummer E110, ADI: 2,5mg/kg kropsvægt

16

E-nummerbogen - s. 44-45

17

Lov om fødevarer m.m. § 17

Tabel 1

Side 14

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 14 af 43

β-caroten: E-nummer E160a, β-caroten har tidlige haft ADI 5 mg/kg kropsvægt, i dag er det dog

tilladt at anvende uden mængde grænse.

Vi har nu set på en masse om bivirkninger, lovgivning, fysikken bag farvestoffer m.m. Nu vil vi gå videre til hvordan vi anvender vores viden til at fremstille farvestoffer, samt hvilke enhedsoperationer vi vil anvende.

Side 15

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 15 af 43

Enhedsoperationer

Omrøring

Omrøring i væsker er en af de mest enkle og mest anvendte enhedsoperationer. Ved anvendelse af omrøring er formålet at sammenblande to eller flere reaktanter før eller under en kemiskproces, dette kan være homogenisering, emulgering, forøgelse af afkølingshastighed, forhindring af fastbrænding under opvarmning eller fremskyndelse af opløsning et fast stof i en væske. Hvis vi f. eks skal opnå en bestemt pH ved tildrypning af enten en basisk-, eller sur opløsning, kan denne pH opnås på få sekunder ved sammenblanding under omrøring. Hvor i mod hvis man hælder det direkte i uden omrøring vil man have en lille kontakt flade og det vil kunne tage dage før den bestemte pH er opnået, og det vil være svært at styre hvor meget der skal tilsættes. Oftest anvendes en magnetomrører (Figur 9). En magnetomrøre

er som regel forbundet til en varmeplade der gør det muligt at omvarme væsken under omrøring.^{18}

Filtrering

Filtrering anvendes til at adskille faste partikler fra en væskefase. Her anvendes oftest et filterpapir, til at adskille det fastestof. Den simpleste måde dette kan foregå er ved at lade blandingen løve igennem et filterpapir ved hjælp af tyngdekraften. Dette kaldes gravitationsfiltrering, denne fremgangsmåde går dog langsomt, derfor kan man anvende sugefiltrering. Til sugefiltrering sættes der sug på for at øge hastigheden. Der anvendes oftest en büchnertragt med et filterpapir i bunden. Tragten anbringes i en gummikonus i halsen på en sugekolbe. Man forbinder en vakuumpumpe til

sugekolben ved hjælp af en vakuumslange.^{19}

Omkrystallisation

Efter en krystallisation eller en udfældning kan der være urenheder i stoffet, for at fjerne disse urenheder kan man foretage en omkrystallisation. Dette foregår ved at man opløser det faste stof i et opløsningsmiddel, dette kan være: vand, eddikesyre, ethanol eller andet. For at få en vellykket

18

Kemiske Enhedsoperationer s. 19-20

19

Kemiske Enhedsoperationer s. 12-14

Figur 8 - magnetomrøre

Figur 9 - opstilling til sugefiltrering

Side 16

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 16 af 43 omkrystallisation er det vigtigt at man finder det rigtige opløsningsmiddel, altså skal stoffet være tungtopløseligt i opløsningsmidlet ved stuetemperatur, men helt opløseligt ved højere temperaturer.

Når man varmer stoffet op til det er fuldkommen opløst i opløsningsmidlet og herefter lader det køle af vil stoffet udfælde og eventuelle urenheder vil blive tilbage i opløsningsmidlet. For at få et endnu renere stof kan man anvende aktivt kun, der har et stort overfladeareal, hvor urenhederne vil sætte

                                                                    20
sig. Det vil ofte være nødvendigt at omkrystallisere flere gange for at få et rent stof.

Tørring

Ved tørring er formålet at fjerne alt fugt fra et stof eller produkt. Dette kan gøres på flere måder: lufttørring, vakuumtørring, frysetørring eller tørring under anvendelse af vandsugende stoffer. Vi vil fokusere på tørring ved hjælp af en ekssikator, her anvendes både vakuumtørring samt tørring med vandsugende stoffer. I bunden af en ekssikator anbringes et vandsugende stof, dette kan være calciumklorid eller kieselgel. Det stof man ønsker tørret placeres over det vandsugende stof, og efter at sikre sig at ekssikatoren lukker tæt ved hjælp af vaseline sættes der vakuum på. Denne form for tørring virker som regel hurtigere end andre metoder, da vanddampende har let ved at udbrede sig i

det lave tryk.^{21}

Spektrofotometer

Man anvender et spektrofotometer til at måle hvordan et stof absorbere lys. Det fungerer ved at en lampe udsender hvidt lys, som bliver omdannet til monokromatisk lys, som er lys med en bestemt bølgelængde. Lyset sendes igennem en kuvette, der indeholder en opløsning af det stof man vil

undersøde. På den anden side af kuvetten måles lysets intensitet I I I_{0} I_{0}

. sammenholdes med

. er lysintensiteten for referencen, referencen er opløsningsmidlet uden tilsat farve.

Figur 10 - skitse af hvordan et spektrofotometer virker

20

Kemiske Enhedsoperationer s. 25

21

Kemiske Enhedsoperationer s. 23

Side 17

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 17 af 43

Spektrofotometeret beregner herefter en absorbans, dette sker ud fra formlen:

I_{0}

A = log

⎛⎞ I

⎜⎟

⎝⎠

Jo større absorbansen er, jo mindre lys er sluppet igennem opløsningen og altså har prøven absorberet en stor del lys ved en bestem bølgelængde. Dette kan anvendes til at finde stoffets koncentration. For stoffets absorbans er proportional med prøvens koncentration og lysvejens længde. Denne sammenhæng kaldes Lambert-Beers lov:

= ⋅ ⋅ []A l stof

ε ε er den molare absorptionskoefficient, denne er forskellig for hvert enkelt stof, og da lysvejen i spektrofotometeret er konstant, kan vi sige noget om koncentrationen ved at sammenholde absorbanserne fra forskellige prøver af samme stof.

Et spektrofotometer hat to funktioner. Det kan både måle absorbansen ved en bestem bølgelængde og det kan lave et wavescan, hvor det måler absorbansen ved flere bølgelængder. Som vi så tidligere, ville et orange stof som β-caroten absorbere lys i det blå område.

Figur 11 - absorbansspektret for beta-caroten

Side 18

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 18 af 43

Praktisk arbejde

Vi har nu gennemgået en masse teori. Nu vil vi kigge på det praktiske arbejde, hvor vi har anvendt teorien. Vi har lavet flere forsøg, som vi nu skal se nærmere på: Ekstraktion af β-caroten. Her vil vi sammenligne vores produkt via et spektrofotometer med et købeprodukt. Så har vi fremstillet anilingult ved syntese. Også her vil vi sammenligne ved hjælp af spektrofotometri. Til sidst har vi lavet bolsjer med forskellig farve og smag. Dem sammenligner vi ved en smagstest.

Ekstraktion af β-caroten fra gulerødder

Formålet med dette forsøg er at udvinde β-caroten fra gulerødder. Det vil vi forsøge at gøre med forskellige ekstraktionsmidler. Til sidst vil vi sammenligne vores produkt med et købeprodukt.

Udstyr Kemikalier/andet

8 x 100ml bægerglas | 1200ml 96 % ethanol
Morter | 400g gulerødder
Omrører med varme | Gulerodsfarve

8 x 150ml målekolber

Foodprocessor / rivejern
Spektrofotometer + kuvetter

Sugekolbe, büchnertragt, filtre og pumpe

Fremgangsmåde

Gulerødderne skrælles og findeles. Det kan gøres ved hjælp af en foodprocessor eller anden måde.

Der afvejes 50g findelt gulerod i 6 bægerglas, der gives bogstaver fra A-F, herefter opmåles ethanol, som tilsættes de forskellige bagerglas som er vist i skemaet (Fejl! Et bogmærke kan ikke henvise til sig selv.) nedenfor. Det resterende gule tildækkes, så der ikke kommer lys ind, for at undgå at de misfarves.

Tabel 2

A: 50g gulerod, 25 ml ethanol

D: 50g gulerod, 25 ml ethanol

B: 50g gulerod, 50 ml ethanol

E: 50g gulerod, 50 ml ethanol

C: 50 g gulerod, 100 ml ethanol

F: 50 g gulerod, 100 ml ethanol

Side 19

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 19 af 43

Indholdet i glas A-C mortes jævn I et par minutter. Her efter henstilles de i 30 min med let omrøring hver 5-10 min. Indholdet i glas D-F opvarmes til 65-70 ˚C, de holdes ved denne temperatur i 30 min.

Der bør nu være ekstraheret β-caroten over i ethanolen. Alle 6 ekstraktioner sugefiltreres, det vil være nødvendigt at sugefiltrere flere gange og med mere end 1 filterpapir, for at fjerne alle urenheder. Ethanolen med β-caroten hældes nu i 6 stk. 150 ml. målekolber og der fyldes op med ethanol.

on on

Sammenligning med spektrofotometer

Der laves nu en fortyndingsrække af den købte gulerodsfarve. I reagensglas nr. 1 kommes 1 ml.

gulerodsfarve og 9 ml demineraliseret vand. I reagensglas nr.2 kommes 1 ml fortynding fra reagensglas 1 og 9 ml demineraliseret Vand.

Der laves nu et wavescan på den købte fortyndede farve med ethanol som reference. Scannet skal foretages inden for det synlige spektrum (380 nm – 700 nm). På wavescannet aflæses ved hvilken bølgelængde, absorbansen er størst. Dette vil være målepunktet til de øvrige prøver. Det vil være en god ide at tage billeder af kurven. Scanningen gentages nu med de 3 prøver og absorbansen og kurven noteres.

Vi valgte herefter at gentage ekstraktionen med vand som ekstraktionsmiddel på de to bedste prøver

(mortet og opvarmet).

Figur 12 - forsøgsopstilling

Side 20

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 20 af 43

Resultatbehandling

Til at starte med lavede vi et forforsøg, der skulle give os en idé om hvilken metode og hvilket ekstrationsmiddel, der var bedst. Vi forsøgte os med ethanol og vand, med og uden morter, med og uden opvarmningen, og med forskellige mængder ethanol og vand. Det gjorde vi, for at se om vi kunne måle en forskel i mængden af ekstraheret β-caroten. Det kunne vi.

Under forforsøget kom vi frem til, at det var vigtigt, at få filtreret rigtig grundigt, da mange urenheder slap igennem den første filtrering. Den bedste metode vi fandt frem til, var sugefiltrering med to filterpapirer efter kort tids henstand, for at gulerodsrester og andre urenheder kunne bundfælde.

Det var også vigtigt, at vi lavede forforsøget for at forstå resultaterne af den spektrofotometriske undersøgelse. Under forforsøget fandt vi blandt andet ud af, at β-carotenen ikke egnede sig til opvarmning. Da vi efter opvarmning med gulerod i fik en lavere mængde ekstraheret β-caroten.

Under forforsøget ville vi også finde ud af, hvor lysfølsom β-carotenen var. Vi hældte opløsningerne i

2 x 5 reagensglas og lod 5 af dem stå i lys og 5 af dem stå i mørke(Figur 13). Det var tydeligt at se af opløsningerne der stod i lys falmede i forhold til dem, der stod i mørke. Dog falmede købeproduktet fuldkommen både i lys og mørke.

Figur 13 - til venstre ses de opløsninger der har stået i lys, hvor til højre ses dem der har stået i mørke. De to klare væsker er købeproduktet, der trods ved forsøgets start havde en klar gul farve, nu er fuldkommen klare.

Side 21

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 21 af 43

Efter forforsøgene, opstillede vi 6 forsøg som beskrevet ovenfor. I tabellen (Tabel 3) ses forsøg A-F.

Tabel 3

Glas Gulerod [g] Ethanol [ml] Metode Absorbans

488nm 575nm

A | 50 | 25 | Morter | 0,840 | 0,452
B | 50 | 50 | Morter | 1,021 | 0,558
C | 50 | 100 | Morter | 0,990 | 0,308
D | 50 | 25 | Kogt | 0,110 | 0,140
E | 50 | 50 | Kogt | 0,672 | 0,412
F | 50 | 100 | Kogt | 0,530 | 0,250
G (Vand) | 50 | 50 | Morter | 1,534 | 1,025
H (Vand) | 50 | 50 | Kogt | 0,274 | 0,184

Købe (fortyndet) 0,629 0,357

For at finde målepunktet 488 nm lavet vi et wavescan af købeproduktet, da det er det produkt vi gerne vil sammenligne det produkt vi selv fremstiller med.

Som man kan se på wavescan 1 er det ved 488 nm, at kurven ”knækker”. Som vi ved fra teorien (Figur 1), er dette

det blå område og altså ser vi en gul/orange farve (Figur 3)._{wavescan 1}
Jo højere absorbansen er, jo mere gul/orange,vil farven

blive. Det andet målepunkt er 575 nm., som er midt i det gule område (Figur 1). Jo lavere absormansen er her jo bedre, da vores produkt så ikke absorberer lys i det gule område. På denne måde kan vi nu se hvilken ekstraktionsmetoder, der er bedst. Her kan vi altså klart se, at de prøver vi ikke har kogt men mortet, har en højere absorbans i det blå område ved 488 nm. Vi kan også se, at når vi anvender 50 ml ethanol til 50 g gulerod, får vi den højeste absorbans ved begge ekstraktionsmetoder (Tabel 3).

Vi vil nu se lidt på wavwscannet fra de to prøver.

Side 22

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 22 af 43

Som det kan ses, ligner den første del af prøverne (wavescan 2, wavescan 3) meget købeproduktet

(wavescan 1), hvor den sidste del ikke flader ud på samme måde, dette skyldes en anden farvesammensætning.

wavescan 2 wavescan 3

Side 23

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 23 af 43

Vi kan dog ikke se på wavescannet, hvordan farverne så ud i virkeligheden. Nedenfor ses de færdige opløsninger (Figur 15).

Efter vores spektrofotometrianalyse gentog vi forsøget for de to prøver, der gav det bedste resultat

(B og E), dog denne gang med vand som ektraktionsmiddel. Det var ikke et særlig vellykket forsøg, som det kan ses i Tabel 3. Absorbansen for prøve G er rimelig høj, og dette kan skyldes, at prøven skulle have været filtreret bedre og derfor var uklar.

Figur 14- opløsningerne i rækkefølgen A, B, C, D, E, F

Side 24

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 24 af 43

Syntese af anilingult

Formålet med denne øvelse er at fremstille azo-farvestoffer anilingult

OBS! Forsøget foregår i stinkskab

Udstyr | Kemikalier
4 x bægerglas | 4,6g anilin (0,05M)

Isbad 1,9g NaNO (0,028M)

Termometer 21g NaCH COO

Sugekolbe, büchnertragt, pumpe og filtre 110ml HCl (2M)

Omrører med varme | Ethanol
Ekssikator | Aktivt kul

2

3

CaCl

2

Fremgangsmåde

Først fremstilles følgende tre opløsninger:

a) 1,9 g NaNO_{2} i 25 ml demi. Vand

b) 4,6 g anilin i 100 ml HCl (2M)

c) 21g CH_{3} COONa, H_{2} O I 50 ml demi. Vand

A og B stilles i isbad til temperaturen er < 7˚C. Herefter overføres A langsomt til B, temperaturen må ikke overstige 10˚C. Herefter tilsættes C, blandingen forbliver i isbad. Når pH er 9,3 begynder

udfældningen af anilingult. ( sker dette ikke, kontrolleres pH og der tilsættes evt. CH COONa, indtil
                                                                    3

udfældningen begynder). Efter kort tids henstand filtreres ved vandluftpumpe og farvestoffet skylles med en smule koldt demi. Vand. Der foretages nu omkrystalisering med en halv spatel aktivt kul, i det farvestoffet opløses i mindst muligt ethanol (ca. 20 ml), ethanolen tilsættes på en gang. Der filtreres varmt og opløsningen henstår til udfældning. Til sidst filtreres atter ved pumpen og

produktet tørres i exikkator over vandfrit CaCl i vakuum.
                                     2

Det er vigtigt an forsøget bliver lavet i en arbejdsgang uden pauser.

Side 25

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 25 af 43

Resultatbehandling

Først gennemførte vi et forforsøg, dette gjorde vi mest for at lærer forsøgsgangen at kende, og finde ud af hvor vi kunne gøre fejl. Efter den første udfældning fik vi et meget gult fast stof. Selvom vi forsøgte at gentage filtreringen mange gange, var filtratet stadig meget gult (Figur 16).

På billederne neden for ses remenansen efter filtrering (Figur 17). På det andet billet ses de krystaller vi fik efter omkrystallisationen (Figur 18). Disse billeder er fra forforsøget.

På trods af at den klare gule farve ikke var synlig på sammen efter omkrystallieringen som før, farvede de stadig den samme klare gule farve(Figur 19).

Efter vi havde tørret produktet i ekssikator, kunne stoffet smuldres til et fint gulligt pulver. Vi vejede vores produkt før omkrystallisering og efter tørring:

Anilingult før omkrystallisering: 8,5g

Anilingult efter tørring 1,96 g

Figur 15 - filtrat efter filtrering

Figur 17 - produktet efter omkrystallisering

Figur 16 - remenansen efter filtrering

Figur 18 - anilingult på filterpapir, efter omkrystallisering

Side 26

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 26 af 43

Altså blev en masse fugt og urenheder fjernet under omkrystallisering og tørring. Vi er meget tilfredse med vores resultat, da vi ifølge øvelsesvejledningen skulle ende med 2 g anilingult, altså 0,04 g mere eng vi havde.

Vi opløste til sidt en del af vores produkt i en smule ethanol for at analysere det ved spektrofotometeret. som man kan se på wavescan

4, ligner kurven, kurven fra β-caroten, men toppen ligger længere inde i det violette felt, hvilket betyder at vi har en klarere gul farve end ved β-caroten.

wavescan 4

Side 27

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 27 af 43

Fremstilling af bolsjer

I denne øvelse vil vi fremstille 4 slags bolsjer med forskellig smag og farve for at undersøge om farven har en indvirkning på folks opfattelse af smag.

Udstyr | Ingredienser
Gryde med låg | 1dl vand
Vægt | 450g sukker
Decilitermål | 125g druesukker
Bageplade | 2 tsk. citronsyre
Teflonvæv | Smagsstof
Plastskrabere | Farvestoffer:
Teske | Blå farvestof
Saks | Gulerodsfarve

Sunset Yellow

Fremgangsmåde:

Smør teflonvævet med lidt olie, smør ligeledes saks og plastskraber. Kom vand, sukker og druesukker i gryden, varm op under låg til sukkeret er smeltet. Tag låget af og varm op til 162 ˚C. Hæld massen ud på teflonvævet, vent 30 sek. Drys citronsyre over massen og tilsæt farve. Ælt ved hjælp at plastskraber. Tilsæt smagsstof. Ælt til massen er kold nok til at den kan æltes i hånden. Form bolsjer.

Vi brugte følgende mængder farve- og smagsstof

Grøn | Gul | Orange 1 | Orange 2
1,5ml blå farve | 4ml gulerodsfarve | ??? ml Sunset Yellow | 2ml Sunset Yellow

opløsning (??? g i ??? opløsning (0,5g i 10ml ml vand) (Vi afmålte vand) ikke . vi ved dog at vi brugte mere end til orange 2)

1ml hindbæraroma | 1ml hindbæraroma | 1,5ml citronsmag | 2ml ferskensmag

Side 28

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 28 af 43

Smagstest resultat

Smagstest vedlagt som bilag.

Efter fremstillingen af vores bolsjer, udførte vi en smagstest.

Følgende spørgsmål stillede vi en række test personer:

1) Hvilken smag forventer du bolsjet har?

2) Hvilket af de gule og orange bolsjer er mest indbydende?

3) Hvilket bolsje ser mindst syntetisk ud?

4) Er der forskel i smagen på det gule og det grønne bolsje?

Derudover bad vi test personerne om give bolsjerne en karakter på 1-5 (lidt – meget) på fire parametre: sødme, syrlighed, eftersmag og klistrethed.

Spørgsmål Svar Antal

1 (grøn) | Lakrids | 6

Mentol | 4
Æble | 3
Andet | 3

1 (gul) | Citrus | 5

Appelsin | 2
Andet | 6

1 (Orange 1) | Appelsin | 5

Fersken | 2
Andet | 7

1 (Orange 2) | Appelsin | 8

Abrikos | 2
Andet | 4

2 | Gul | 2

Orange 1 | 8
Orange 2 | 4

3 | Grøn | 3

Gul | 9
Orange 1 | 1
Orange 2 | 1

4 Ja 13

Nej | 1

Tabel 4

Side 29

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 29 af 43

Resultaterne for vores smagstest kan ses i Tabel 4. I spørgsmål 1 indikere svaret andet de svar som kun har fået 1 stemme. Som man kan se i Tabel 4havde folk nogen forventninger til hvordan bolsjet smagte. Vi spurgte som sagt testpersonerne om hvilket bolsje de synes så mindst syntetisk ud, og til det svarede de det gule, som også er fremstillet af naturligt farvestof. Til gengæld svarer de fleste også at det var det gule bolsje der var mindst indbydende. Ud fra denne test må vi kunne få lille ide om hvorfor fødevare industrien bruger så meget ”madsminke”.

Vi kan også se at langt de fleste mener at der er en smagsforskel på de gule og de grønne bolsjer, selvom de burde smage fuldkommen ens. På smags stjerne for grøn og gul kan vi til gengæld se at selvom mange mener at det ene bolsje var mere syrligt eller sødere end det andet har de fået gennemsnitlig de samme karakterer, på eftersmagen. Dette kan skyldes at citronsyren i det ene eller det andet bolsje ikke har været helt jævnt fordelt og der derfor har givet en anden eftersmag.

Vi har nu gennemgået der praktiske arbejde. Derfor vil vi nu sammenfatte vores resultater i en diskussion.

Klistrethed Eftersmag Klistrethed Eftersmag

Orange 1

Sødme

Klistrethed Eftersmag

Orange 2

Sødme

Syrlighed

Klistrethed Eftersmag

Syrlighed

Sødme Sødme

Syrlighed Syrlighed

Grøn Gul

Side 30

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 30 af 43

Diskussion

Et af formålene i vores forsøg, var at finde ud af hvilke forskelle der er på naturlige og syntetiske farvestoffer. I vores forsøg med at ekstrahere β-caroten, fandt vi ud af at vi fik den største mængde β-caroten ved at morte vores gulerødder sammen med ethanolen, uden at varme det op. Vi fandt også ud af at vi vil det største udbytte ved at bruge forholde 1-1 mellem antal gram gulerod og ml ethanol. Når vi ser på absorbansen af vores produkt kan vi se at udbyttet er temmelig lille i forhold til det kraftigt fortyndet købeprodukt. Vi fandt også ud af at der er meget arbejde for at ekstrahere β-caroten i forhold til hvor lille et udbytte man får.

Fremstillingen af anilingult var i modsætning til femstillingen af β-caroten, meget let og lige til. Vi fandt også ud af at udbytte procenten var meget stor. For at sammenligne så godt som muligt anvendte vi 0,1 g farve (sunset yellow) til at farve en hel portion bolsjer. Hvor vi ved syntesen af anilingult fik 1,96 g farve. I dette forhold kan man udlede at udbytteprocenten må være høj, især når vi tager med at der i et kilo af vores bolsjer er 174 milligram sunset yellow hvor ADI’en er 150 milligram for en person på 60 kg. Altså kunne vi nok sagtens havde anvendt den halve mængde farve,

og stadig få en flot farve bolsjer, nok knap så skarp, men gul/orange. Altså må vi sige at den

syntetiske farve er nemmere at fremstille, der skal anvendes mindre mængder, og udbytteprocenten er større. Vi skal dog huske at man ikke skal indtage for mange farvestoffer, da vi så i teoriafsnittet at både syntetiske og naturlige farvestoffer kan have bivirkninger.

Vores smagstest gav os et interessant resultat. Vi så, hvordan mange foretrækker, bolsjerne med det syntetiske udseende. Vi så også hvor meget farven kan have indflydelse på hvilken smag man forventer produktet har. Vi så også at farven har indflydelse på hvordan vores testpersoner oplevede smagen forskelligt på to bolsjer der eller burde smage ens. Dette kan have skyldes at farvestoffet gav en smag til bolsjet. Men ifølge smagsstjerne var den eneste forskel folk faktisk smagte var eftersmagen, og dette kan som tidligere nævnt skyldes citronsyren.

Ud fra disse observationer kan man umiddelbart ikke se nogen fordele ved at anvende de naturlige farvestoffer da: udbyttet er mindre, farverne er af en dårligere kvalitet, folk foretrækker den syntetiske farve og de er ikke nødvendigvis sundere. Dog ved at vælge de ”sundeste” naturlige farvestoffer kan antallet af bivirkninger sænkes. Derudover må man sige, at de naturlige farver og de syntetiske farver vi anvendte ikke umiddelbart kan sammenlignes, da farverne var meget forskellige.

Dette ville nok være løst ved at bruge mindre af den syntetiske farve. Til sidst vil jeg dog lade spørgsmålet stå åbent er det overhovedet nødvendigt at bruge disse skadelige farvestoffer, skal vi

Side 31

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 31 af 43 ikke bare som mennesker vende os til at mad, slik og sodavand, har den farve det har, uden tilsætning af farvestoffer?

Side 32

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 32 af 43

Konklusion

Vi har igennem rapporten set på begrebet farvestoffer. Vi har undersøgt hvordan farvestoffer absorbere lys, hvordan deres kemiske struktur er og hvordan denne har indvirkning på deres farve. Vi har kigget på både naturlige og de syntetiske farvers kemiske struktur. Vi har undersøgt hvilke fordele og ulemper der er ved brugen af naturlige og syntetiske farvestoffer. Vi har kigget på hvordan farvestoffer kan på virker vores krop og hjerne, og vi kan se at både naturlige og syntetiske farvestoffer har bivirkninger. Vi har undersøgt hvordan azo-farver fremstilles og hvad der kende tegner denne gruppe farvestoffer, her har vi brugt anilingult som eksempel. I forbindelse med at farvestoffer anvendes i Danmark har vi beskrevet den danske lovgivning på området.

I den praktiske den af projektet har vi fremstillet to slags farvestof, det naturlige β-caroten og det syntetiske anilingult. Vi udvandt β-caroten fra gulerødder og fandt frem til den mest effektive ekstraherings metode. Og vi sammenlignede vores farve med et købeprodukt.

Vi fremstillede også Anilingult ved en syntese og fandt ud af at udbytte procenten var langt større her, end ved fremstillingen af det naturlige farvestof. Til slut fremstillede vi bolsjer med både naturlige of syntetiske farvestoffer. Ved hjælp af en smagstest fandt vi ud af at farven på bolsjet har en indvirkning på hvilken smag folk forventer bolsjet har, men også at selvom smagen er ens og farven forskellig oplevede vores testpersoner smagen forskelligt.

Tidsplanen har vi vedlagt som bilag, som man kan se har vi overholdt den temmelig godt, det eneste der faldt uden for tidsplanen var at vi blev hurtigere færdige i værkstedsugen og derfor kunne kommer hurtigere i gang med det næste vi havde planlagt. Vi valgte også at vi ikke ville bruge vores egen azo-farve, da denne ikke er lovlig og at vi derfor ikke ville kunne lave en smagssammenligning.

Så længe man ikke spiser mere end ca. 900 g af vores bolsjer omdagen, vil man ikke overskride det anbefalede daglige indtag af farvestof.

Side 33

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 33 af 43

Kildeliste:

Bøger:

Kend Kemien 2 af Henrik Haumann Parbo, Kim Kusk Mortensen og Anette Nyvad

Gyldendal, 2007

Organiske farvestoffer af Jørgen Anthonsen

F&K Forlaget, 1. udgave 1987

E-nummerbogen af Orla Zinck & Torben Hallas-Møller

Forlaget Libris, 7. reviderede udgave

Kemiske Enhedsoprationer af Preben Hartmann-Petersen

Gads Forlag, 3. udgave

Links:

http://www.cfsan.fda.gov/~lrd/colorfac.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma-carotene
http://en.wikipedia.org/wiki/Food_coloring
http://www.bio.dtu.dk/Forskning/historier/10_svampepigment.aspx
http://www.food-info.net/uk/colour/azo.htm
http://www2.mst.dk/common/Udgivramme/Frame.asp?http://www2.mst.dk/udgiv/publications/19
99/8-8/html/kap05_eng.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Sunset_yellow
http://www.guardian.co.uk/lifeandstyle/2008/aug/11/foodanddrink.foodsafety
http://www.inchem.org/documents/jecfa/jecmono/v46je03.htm
http://allergies.about.com/od/fa1/f/natfoodcolorall.htm
http://www.fedupwithfoodadditives.info/factsheets/Factannatto.htm
http://www.allergiskhverdag.dk/phpBB3/viewtopic.php?f=9&t=400
http://avisen.dk/hvid-cola-er-her-stadig_91019.aspx
http://www.taenk.dk/?cid=7448

Side 34

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 34 af 43

Bilag

Tidsplan

Side 35

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 35 af 43

HCl i 250 ml bægerglas 1,9 g NaNO_{2} opl. i 25 ml

vand i 250 ml bægerglas

nedkøling til 5^{o} C

Flowdiagram for fremstilling af anilingult

4,6g anilin i 110 ml 2M

nedkøling til 5^{o} C

sammenblanding

langsomt temp. max 10^{o} C

Udfældning i isbad filtrering ved sugefiltrering skyldning med lidt vand omkrystalisering i ca. < 20 ml ethanol filtrering henstilles så ethanol fordamper

21 g natriumethanoat

vand (1/3) opløses i 50

ml

½ spatel aktivt kul

Side 36

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 36 af 43

Flowdiagram for fremstilling af bolsjer

Vand, sukker og druesukker kommes i en gryde

opvarmning til 162^{o} C

udstøbning på teflonvæv tilsætning af farve og syre sammenblanding tilsætning af smagsstoffer afkøling under æltning til hånd temp.

udformning til bolsjer

Citronsyre og farvestof

Hindbær aroma

Side 37

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 37 af 43

Billeder af bolsjerne

Grøn Gul

Orange 1 Orange 2

Side 38

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 38 af 43

Arbejdspladsbrugsanvisninger

Stofnavn | HCl
Opgave/øvelse | Syntese af anilingult
Koncentration | 2 M
Anvendt mængde | 110ml

Faresymboler

R-sætning | R34 Ætsningsfare

R37 Irriterer åndedrætsorganerne

S-sætninger S(1/2) Opbevares under lås og utilgængeligt for børn (kan udelades, hvis

stoffet kun sælges til industrielle formål)

S26 Kommer stoffet i øjnene, skylles straks grundigt med vand og læge kontaktes

S45 Ved ulykkestilfælde eller ved ildebefindende er omgående lægebehandling nødvendig; vis etiketten, hvis det er muligt

Førstehjælp Hudkontakt: Skyl straks grundigt med vand, og aftag forurenet beklædning, smykker og ure. Ætsninger kræver lægebehandling. Medbring dette dokument eller relevant brugsanvisning.

Øjenkontakt: Skyl straks med vand. Fjern kontaktlinser og fortsæt skylningen, indtil en læge har overtaget behandlingen. Spil øjet godt op og bevæg det i alle retninger under skylningen, mens øvre og nedre øjenlåg løftes skiftevis. Tilskadekomne bringes straks til skadestue. Medbring dette dokument eller relevant brugsanvisning.

Indånding: Tilskadekomne bringes omgående ud i frisk luft, lejres bekvemt halvsiddende og holdes varme. Skyl næse og mund grundigt med vand.

Hvis tilskadekomne ikke trækker vejret, gives kunstigt åndedræt eller oxygen (ilt). Bevidstløse lejres i aflåst sideleje. Bevidsthedssvækkede må ikke indgives vand eller anden væske. Tilskadekomne bringes hurtigst muligt til skadestue, hvor der informeres om uheldet. Medbring dette dokument eller relevant brugsanvisning.

Tilskadekomne skal holdes under observation i 48 timer på grund af risiko for udvikling af lungeødem.

Indtagelse: Skyl munden med vand og giv 1-2 glas vand at drikke.

Bevidsthedssvækkede må ikke indgives vand eller andre drikke. Fremkald ikke opkastning, da dette kan medføre øget risiko for ætsning af spiserøret og munden. Tilskadekomne bør lejres på siden med hovedet lavt for at holde luft vejene frie under eventuel opkastning. I tilfælde af opkastning skylles munden og der gives vand at drikke. Hvis tilskadekomne ikke trækker vejret gives kunstigt åndedræt eller oxygen (ilt). Bevidstløse lejres i aflåst sideleje. Tilskadekomne bringes hurtigst muligt til skadestue, hvor der informeres om uheldet. Medbring dette dokument eller relevant brugsanvisning.

Brandfare Afkøl beholdere med vand. Risiko for sprængning af beholdere ved opvarmning. Fjern om muligt beholdere fra brandstedet.

Brug slukningsmidler egnede til omgivende brand. Bruges

Side 39

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 39 af 43 pulverslukningsmiddel, kan der ske udvikling af carbondioxid.

Ved risiko for kontakt under brandslukning anvendes fuldt åndedrætsværn og kemikalieindsatsdragt, som ifølge leverandøren er egnet over for stoffet.

Slukningsvand kan være miljøfarligt affald, der ikke må komme i offentlig kloak, vandløb, søer eller hav. Tildæk afløb. Ved reaktion mellem slukningsvand indeholdende saltsyre og metaller på stedet kan dannes områder med eksplosionsrisiko, (2), (3), (4), (5) og (8).

Uheld/spild Ved opsamling af spild af saltsyre skal der bruges personlige værnemidler.

Tildæk afløb, inddæm med sand eller jord og stands udstrømningen.

Anvend opsugningsmateriale eller pump/øs spildet op. Opsaml i egnede beholdere, der er forsynede med sikkerhedsspuns eller sikkerhedslåg. Rens afløb med store mængder vand. Ved større spild i afløb underrettes kloakvæsenet, og miljømyndigheden tilkaldes. Ved større spild på jord tilkaldes miljømyndigheden, (4).

Affald og opsamlet spild indeholdende saltsyre betragtes som farligt affald og er anmeldelsespligtigt til kommunalbestyrelsen, jf. [MB-100]. Affald og opsamlet spild indeholdende saltsyre afleveres til kommunal indsamlingsordning for farligt affald sammen med en deklaration vedrørende farligt affald. Blanket til deklaration kan rekvireres fra det kommunale miljøkontor, teknisk forvaltning eller modtagestation. Affald skal være forsvarligt emballeret, jf. [MB-100 og MSV-20].

Bortskaffelse af affald Beholder: X

Andre oplysninger

Egne forholdsregler Handsker: Ja

Husk altid briller

Briller: Ja

Andet:

Side 40

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 40 af 43

Stofnavn | Aktivt kul
Opgave/øvelse | Syntese af anilingult

Koncentration

Anvendt mængde | Halv spatel

Faresymboler

R-sætning | R10 Brandfarlig

R36 Irriterer øjnene

R37 Irriterer åndedrætsorganerne

S-sætninger S9 Emballagen skal opbevares på et godt ventileret sted

S16 Holdes væk fra antændelseskilder - Rygning forbudt

S22 Undgå indånding af støv

Førstehjælp Hudkontakt: Skyl straks huden med meget vand. Ved vedvarende irritation, kontakt læge.

Øjenkontakt: Skyl straks med vand. Ved vedvarende irritation, kontakt læge.

Indånding: Flyt straks tilskadekomne til frisk luft.

Indtagelse: Skyl munden grundigt med vand. Ikke-bevidstløse bør drikke

rigelige mængder mælk/vand og selv fremkalde opkastning (evt. finger i

halsen). Kontakt læger.

Brandfare Kan danne støvsky som kan eksplodere ved kontakt med antændelseskilder

(åben ild, hede overflader m.v.) eller oxiderende materialer. Ved høje

temperaturer dannes meget giftige luftarter/dampe/røg carbonmonoxid,

carbondioxid. Selvantændelsestemperatur 450 °C.

Brandslukningsmidler: vand, carbondioxid, pulver.

Brug vand for at køle varmeudsatte beholdere og for at sprede dampe. Flyt beholderen fra brandstedet, hvis det er muligt uden risiko. Undgå indånding af røggasser.

Uheld/spild Undgå hudkontakt og indånding af støv eller dampe fra spild. Udeluk alle

antændelseskilder (gnistdannelse, åben ild, tobaksrygning og varm falder).

Sørg for god udluftning. Opsamles i tørre beholdere, som lukkes og fjernes.

Skyl det forurenede område med vand. Undgå støvdannelse. Afleveres til destruktion via kommunal modtagestation.

Bortskaffelse af affald | Beholder: Z

Andre oplysninger

Egne forholdsregler | Handsker: Ja

Husk altid briller

Briller: Ja

Andet:

Side 41

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 41 af 43

Stofnavn NaNO_{2} (Natriumnitrit)

Opgave/øvelse | Syntese af anilingult

Koncentration

Anvendt mængde | 1,9 g

Faresymboler

R-sætning S45 Ved ulykkestilfælde eller ved ildebefindende er omgående lægebehandling nødvendig; vis etiketten, hvis det er muligt

S-sætninger R8 Brandfarlig ved kontakt med brandbare stoffer

R25 Giftig ved indtagelse

Førstehjælp Hudkontakt: Skyl straks huden med meget vand. Søg lægehjælp, hvis hudirritationen varer ved efter vask.

Øjenkontakt: Skyl STRAKS med meget vand med udspilet øjenlåg. Fortsæt skylning i mindst 15 minutter. Ved vedvarende irritation, kontakt læge.

Indånding: Flyt straks tilskadekomne til frisk luft. Sørg for ro, varme og frisk luft.

Indtagelse: Skyl munden grundigt med vand. Ikke-bevidstløse bør drikke

rigeligt, mængder mælk/vand og selv fremkalde opkastning (evt. finger i

halse). Søg straks lægehjælp! GIV INTET AT DRIKKE OG SORSØG IKKE

FREMKALDE OPKASTNING HVIS TILSKADEKOMNE ER BEVIDSTLØS.

BEMÆRK: Hold tilskadekomne bort fra hede, gnister og flammer.

Brandfare Ikke brændbart i sig selv, men vedligeholder en brand på samme måde som oxygen. Kan antænde andre brændbare materialer. Brug vand for at køle varmeudsatte beholdere og for at sprede dampe. Flyt beholderen fra brandstedet, hvis det er muligt uden risiko. Undgå indånding af røggasser.

Dekomponerer ved opvarmning og afgiver giftige og/eller irritere de

dampe. Reagerer farligt med en række stoffer.

Uheld/spild Udeluk alle antændelseskilder (gnistdannelse, åben ild, tobaksrygning og

varme flader). Sørg for god udluftning. Hold brandfarligt materiale borte fra spildt kemikalie. Undgå hudkontakt og indånding af støv eller dampe fra spild. Benyt nødvendigt værneudstyr. Undgå støvdannelse. Små mængder tørres op med en fugtig engangsklud. Brug ikke savflis, bark eller lignende:

Far for brand og udvikling af nitrøse gasser. Opsamles i tørre beholdere, som lukkes og fjernes. Skyl det forurenede område med vand.

Bortskaffelse af affald | Beholder: X

Andre oplysninger

Egne forholdsregler | Handsker: Ja

Husk altid briller

Briller: Ja

Andet:

Side 42

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 42 af 43

Liste over figurer, tabeller, molekylestruktu og wavescans

Figur 1- Det synlige spektrum med angivelse af lysets tre grundfarver, blå, grøn og rød, der tilsammen giver hvidt lys........................................................................................................................................... 5 Figur 2 - Alle lysets farver passerer et farveløst og gennemsigtigt objekt, mens farverne reflekteres fra et hvidt og uigennemsigtigt objekt ......................................................................................................... 6 Figur 3 ...................................................................................................................................................... 6 Figur 4 - Energiniveaudiagram. A. I farvede forbindelser svarer excitationsenergien til energien af synligt lys B. Farveløse forbindelsers excitationsenergi svarer til energien af ultraviolet lys. ................ 6 Figur 5 - reaktionskema for uddrivelse af salpetersyrling ..................................................................... 10 Figur 6 - reaktionsskema for dannelse af diazoniumforbindelse .......................................................... 10 Figur 7 - koblingen til anilingult ............................................................................................................. 10 Figur 8 - billen Dactylopius coccus ..................................................... Fejl! Bogmærke er ikke defineret.

Figur 9 - magnetomrøre ........................................................................................................................ 15 Figur 10 - opstilling til sugefiltrering...................................................................................................... 15 Figur 11 - skitse af hvordan et spektrofotometer virker ....................................................................... 16 Figur 12 - absorbansspektret for beta-caroten ..................................................................................... 17 Figur 13 - forsøgsopstilling .................................................................................................................... 19 Figur 14 - til venstre ses de opløsninger der har stået i lys, hvor til højre ses dem der har stået i mørke. De to klare væsker er købeproduktet, der trods ved forsøgets start havde en klar gul farve, nu er fuldkommen klare. ............................................................................................................................ 20 Figur 15- opløsningerne i rækkefølgen A, B, C, D, E, F .......................................................................... 23 Figur 16 - filtrat efter filtrering .............................................................................................................. 25 Figur 17 - remenansen efter filtrering ................................................................................................... 25 Figur 18 - produktet efter omkrystallisering ......................................................................................... 25 Figur 19 - anilingult på filterpapir, efter omkrystallisering ................................................................... 25 Tabel 1 ................................................................................................................................................... 13 Tabel 2 ................................................................................................................................................... 18 Tabel 3 ................................................................................................................................................... 21 Tabel 4 ................................................................................................................................................... 28 molekylestruktur 1 .................................................................................................................................. 7 molekylestruktur 2 - Chlorophyl......................................................... Fejl! Bogmærke er ikke defineret.

Side 43

Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed

Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer

HTX Hillerød

Side 43 af 43 molekylestruktur 3 .................................................................................................................................. 8 molekylestruktur 4 - anilingult ................................................................................................................ 9 wavescan 1 ............................................................................................................................................ 21 wavescan 2 ............................................................................................................................................ 22 wavescan 3 ............................................................................................................................................ 22 wavescan 4 ............................................................................................................................................ 26