Studiekompasset.dkKlasse: HTX 3. år · Fag: Teknikfag - Proces, levnedsmiddel og sundhed A
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
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
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.
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.
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.
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
farve molekylet absorbere.
3
h=planckskonstant c=lysetshastighed
foton
c
Eh

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.
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.
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
excitationsenergi og farven vil dermed blive synlig.
4
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
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
40 x
CH
, denne gruppe indgår også i planters
fotosyntese.
6
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
exitationsenergien.
7
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
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-
caroten, som er en antioxidant.
8
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
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
det et svagt basisk miljø. Nedenfor ses koblingen af anilingult:
9
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
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
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
undersøgelser.
11
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
fremstille.
12
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
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
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.
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
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
sig. Det vil ofte være nødvendigt at omkrystallisere flere gange for at få et rent stof.
20
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
sammenholdes med
0
I
.
0
I
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
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:
0
log
I
A
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 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
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
8 x 100ml bægerglas
Morter
Omrører med varme
8 x 150ml målekolber
Foodprocessor / rivejern
Spektrofotometer + kuvetter
Sugekolbe, büchnertragt, filtre og pumpe
Kemikalier/andet
1200ml 96 % ethanol
400g gulerødder
Gulerodsfarve
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
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
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.
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).
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.
wavescan 1
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
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
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
4 x bægerglas
Isbad
Termometer
Sugekolbe, büchnertragt, pumpe og filtre
Omrører med varme
Ekssikator
Kemikalier
4,6g anilin (0,05M)
1,9g NaNO
2
(0,028M)
21g NaCH
3
COO
110ml HCl (2M)
Ethanol
Aktivt kul
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
3
COONa, indtil
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
2
i vakuum.
Det er vigtigt an forsøget bliver lavet i en arbejdsgang uden pauser.
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
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
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
Gryde med låg
Vægt
Decilitermål
Bageplade
Teflonvæv
Plastskrabere
Teske
Saks
Ingredienser
1dl vand
450g sukker
125g druesukker
2 tsk. citronsyre
Smagsstof
Farvestoffer:
Blå farvestof
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
opløsning (??? g i ???
ml vand) (Vi afmålte
ikke . vi ved dog at vi
brugte mere end til
orange 2)
2ml Sunset Yellow
opløsning (0,5g i 10ml
vand)
1ml hindbæraroma
1ml hindbæraroma
1,5ml citronsmag
2ml ferskensmag
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
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.
Eftersmag
Orange 1
Sødme
Eftersmag
Klistrethed
Orange 2
Sødme
Syrlighed
Eftersmag
Klistrethed
Syrlighed
Sødme
Syrlighed
Eftersmag
Klistrethed
Grøn
Sødme
Syrlighed
Klistrethed
Gul
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
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?
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.
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
Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed
Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer
HTX Hillerød
Side 34 af 43
Bilag
Tidsplan
Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed
Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer
HTX Hillerød
Side 35 af 43
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
HCl i 250 ml bægerglas
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
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
Ronja Birch Proces, levnedsmiddel og sundhed
Erhvervsskolen Nordsjælland Farvestoffer
HTX Hillerød
Side 37 af 43
Billeder af bolsjerne
Grøn
Gul
Orange 1
Orange 2
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
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
Husk altid briller
Handsker: Ja
Briller: Ja
Andet:
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
Husk altid briller
Handsker: Ja
Briller: Ja
Andet:
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
Husk altid briller
Handsker: Ja
Briller: Ja
Andet:
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.
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