Требования госТа, предъявляемые к губным помадам

Показатель	Характеристика и норма
Внешний вид	Поверхность гладкая и однородная, с добавлением красителя — равномерно окрашенная
Цвет	Свойственный тону данного наименования изделия
Запах	Приятный, свойственный данному изделию
Мазок	Ровный, однородный
Температура каплепадения, °С	55-80
Кислотное число, мг КОН/г	Не более 15
Карбонильное число, мг КОН/г	Не более 8

Примечания: для изделий декоративной косметики на жировой основе допускаются незначитель­ные поры, не портящие внешний вид изделия и не влияющие на его качество; для изделий декоративной косметики на жировой основе с перламутровым бле­ском допускается наличие разводов, не пор­тящих внешний вид изделия и не влияющих на качество.

Изделия декоративной косметики на жи­ровой основе фасуют в металлические, пласт­массовые или комбинированные баночки или пеналы.

Формы, размеры и внешняя отделка пена­лов и баночек должна соответствовать об­разцам и чертежам, утверждённым в установ­ленном порядке. Пеналы должны быть плотно закрыты крышками. Карандаш не должен выпадать из пенала. Движок пенала должен свободно передвигаться, при обратном его движении карандаш не должен срезаться краями кор­пуса пенала. Баночки должны быть заполнены без пу­стот, до краёв и закрываться крышками. По­верхность содержимого в баночке допуска­ется закрывать прокладкой из пергамента, подпергамента или фольгой. Указанные ма­териалы не должны химически взаимодей­ствовать с продукцией.

Изделия декоративной косметики на жи­ровой основе хранят в сухих помещениях при температуре не ниже 0 °С и не выше 25 °С. Не допускается хранение продукции вблизи ото­пительных приборов. Гарантийный срок хранения жирных ру­мян, блеска и бальзама для губ, теней для век — 12 месяцев со дня изготовления, других изделий — 18 месяцев со дня изготовления.

Кроме технологических к помадам предъ­являют требования, связанные с их исполь­зованием и воздействием на кожу.

Помада не должна: стягивать губы и вызывать чувство тя­жести; оставлять следы и отпечатки; под воздействием солнца таять, как мо­роженое.

При этом помада должна: мягко и легко наноситься на губы и ров­но ложиться; вызывать приятное мягкое ощущение на губах; защищать губы от ультрафиолетового излучения.

Цель работы. Ознакомиться с простыми и доступными методами анализа губных помад.

Оборудование и материалы.

1. Губные помады.

2. Вода дистиллированная.

3. 0.2 М раствор серной кислоты.

4. 0.2 М спиртовой раствор гидрокси­да калия.

5. Этиловый спирт.

6. Толуол.

7. Рас­твор гидрохлорида гидроксиламина.

8. Ледяная уксусная кислота.

9. Серная кислота концентрированная.

10. Азотная кислота концентрированная.

11. Жидкость термостатирующая.

12. Масло вазелиновое или гли­церин.

14. Прибор для определения температуры каплепадения.

15. Весы лабораторные.

16. рН-метр с набором электродов.

17. Секундомер, электроплитка, баня во­дяная, бюретка, мешал­ка магнитная.

18. Стакан химиче­ский, чашка фарфоровая, цилиндр, колба, холодильник воз­душный на шлифе.

Методика выполнения работы. Внешний вид и цвет определяют органолептически — осмотром поверхности каран­даша или содержимого баночки. Запах определяют органолептически. Качество мазка определяют, нанося его на кожу руки трижды на одно место.

Качественное определение витамина А. К 0.3-0.5 г косметического изделия до­бавляют 5-10 капель ледяной уксусной кис­лоты, насыщенной сульфатом железа(II) и 1-2 капли концентрированной серной кис­лоты. Появляется голубое окрашивание, по­степенно переходящее в розово-красное. Ка­ротины дают при этой реакции зеленоватое окрашивание.

Качественное определение витамина Е. В сухую пробирку помещают 0.3-0.5 г кос­метического изделия, прибавляют 10 капель концентрированной азотной кислоты и со­держимое пробирки встряхивают.

Пробирку помещают на водяную баню, нагревают до 70 °С. Образуется эмульсия, ко­торая постепенно расслаивается: верхний маслянистый слой приобретает красную окра­ску. Окрашивание обусловлено окислением токоферола до токоферихинона, окрашенно­го в красный или желтовато-красный цвет.

Определение температуры каплепадения. Данная методика включает метод опреде­ления температуры каплепадения, основан­ный на измерении температуры, при которой происходит падение первой капли расплав­ленного продукта, помещённого в чашечку прибора и нагреваемого в определённых условиях.

Во внутрен­нюю часть термостата наливают термостатирующую жидкость, уровень которой должен быть на расстоянии 10-15 см от дна внешне­го кожуха термостата. Термостат устанавливают в вертикальном положении над электроплиткой.

С поверхности образца снимают верхний слой толщиной 2-5 мм. Затем в нескольких местах (не менее трёх) берут примерно рав­ные пробы от 0.5 до 1 г. Пробы помещают в фарфоровую чашку или стеклянный стакан, расплавляют, нагре­вая до температуры, превышающей темпера­туру каплепадения продукта на 10-15 ˚С, осто­рожно перемешивают, не допуская образова­ния воздушных пузырьков.

Чашечку прибора устанавливают узким отверстием на гладкую стеклянную поверх­ность и заполняют расплавленным продук­том, избегая по возможности попадания пу­зырьков воздуха. Чашечку выдерживают 20 мин при температуре 18-22 °С до застыва­ния продукта.

Затем чашечку с продуктом вставляют в гильзу термометра, ртутный шарик термо­метра при этом погружается в продукт, из­лишек которого выдавливается через нижнее отверстие. Выдавленный продукт срезают и чашечку вытирают.

Термометр с чашечкой, заполненной про­дуктом, устанавливают при помощи пробки во внутренней пробирке термостата в верти­кальном положении так, чтобы нижний край чашечки находился на расстоянии 2.5 см от дна пробирки.

Прибор нагревают на электроплитке. Когда температура будет на 15-20 ˚С ниже ожидаемой, нагревание регу­лируют так, чтобы температура повышалась не более чем на 1 °С в минуту. Отмечают тем­пературу, при которой падает первая капля продукта.

За температуру каплепадения продукта принимают темпера­туру, при которой из отверстия чашечки упадёт первая капля расплавленного вещества. Проводят не менее двух определений.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое резуль­татов двух параллельных определений, до­пускаемое расхождение между которыми не должно превышать 2 °С.

Упрощённая методика. В фарфоровую чашку помещают 0.5-1 г (мл) косметического изделия. Чашку держат на плитке до начи­нающегося плавления. Измеряют температу­ру каплепадения с помощью термометра.

Определение кислотного числа. Кислотным числом называют число мг гидроксида калия, который необходим для нейтрализации свободных кислот, содержа­щихся в 1 г жира. Оно характеризует содержа­ние свободных (жирных) кислот и тем самым качество жира. В жирах всегда имеется не­которое количество свободных жирных кис­лот. Содержание их увеличивается при хра­нении жира.

Кислотное число изделий декоративной косметики на жировой основе зависит не только от хранения, но и от качества сырья, из которого получены и переработаны воски и жиры.

Взвешивают 0.8-1.0 г анализируемого изделия в стакане для титрования. Результат взвешивания записывают до четвёртого де­сятичного знака. Затем приливают 40 мл смеси толуол — спирт (1 : 1) и для полного растворения нагревают на водяной бане 5 мин. После охлаждения реакционной сме­си в стакан опускают электроды и титруют при постоянном перемешивании 0.2 моль/л спиртовым раствором гидроксида калия до рН 10.2-10.5.

Кислотное число (Х, мг КОН), вычисляют по формуле 17.1:

(17.1)

где: V— объём 0.2 М раствора КОН, израсходо­ванный на титрование кислоты, мл; m — мас­са навески, г; 11.2 — массовая концентрация гидроксида калия в 0.2 М растворе, мг/мл.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое резуль­татов двух параллельных определений.

Определение карбонильного числа. Взвешивают 0.5-0.6 г анализируемого изделия в колбе. Результат взвешивания записывают с точностью до чет­вёртого десятичного знака. К содержимому колбы прибавляют 15 мл смеси толуол — спирт (1 : 1), 15 мл раствора гидроксиламина гидрохлорида и из бюретки 10 мл раствора гидроскида калия для выде­ления основания гидроксиламина.

Колбу соединяют с воздушным холодиль­ником и нагревают на кипящей водяной бане в течение первого часа. После охлаж­дения колбы реакционную смесь количе­ственно переносят в стакан для титрования, колбу промывают 20 мл этилового спирта в 2-3 приёма.

В стакан опускают электроды и титруют избыток основания гидроксиламина 0,2 М раствором серной кислоты.

Карбонильное число (Y, мг КОН), вычис­ляют по формуле 17.2:

(17.2)

где: V — объём 0.2 М раствора серной кисло­ты, израсходованного на титрование осно­вания гидроксиламина в контрольном опыте, мл; V₁ — объём 0.2 М раствора серной кисло­ты, израсходованного на титрование осно­вания гидроксиламина в рабочем опыте, мл; m — масса навески, г; 11.2 — массовая кон­центрация гидроксида калия в 0.2 М рас­творе, мг/мл.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое значе­ние результатов двух параллельных опреде­лений.

Оформление результатов работы. Записать методики определения качества губных помад, произвести соответствующие расчеты и заполнить табл. 17.2.

Таблица 17.2

Марка помады	Показатель
	Внешний вид	Цвет	Запах	Мазок	Температура каплепадения, °С	Кислотное число, мг КОН/г	Карбонильное число, мг КОН/г

Контрольные вопросы и задачи.

1.Прочитайте текст и ответьте на вопрос: в чем состоит задача обычной и декоративной косметики? Поразмышляйте, что объединяет два слова «косметика» и «космос»?

Косметика – это наука о способах изменения или поддержания внешнего вида в хорошей форме. Слово «косметика» произошло от древнегреческого «искусство украшения» внешности людей, а декоративная косметика — это искусство украшать женскую красоту в квадрате, так как слово «декор» тоже переводится как «украшение».

Если задача обычной косметики сохранить женскую или мужскую красоту и здоровье (к ней относится мыло, кремы для кожи лица и тела, зубная паста, лосьоны), то главная цель декоративной (маскировочной) косметики заключается в том, чтобы сделать из просто красивой женщины очень красивую.

К косметическим средствам относят: крем для лица, лосьон, пудра, духи, помада, лак для ногтей, краска для волос, муссы, гели и лаки для волос, дезодорант, средства гигиены, соли, масло и пена для ванн, румяна, тональный крем, тушь для ресниц.

Под словом «макияж» подразумевают те средства, которые используются для корректировки природных данных на недолгий срок — тушь для ресниц, помаду, тональный крем, румяна, пудру, блеск для губ и так далее.

История косметики началась в незапамятные времена. Первые археологические находки предметов, связанных с косметикой, относятся к эпохе палеолита. Древние люди употребляли не менее семнадцати различных красок для тела, причем наиболее распространенными были белила (мел, известь), черная краска (древесный уголь, марганцевая руда) и целая гамма оттенков охры — от светло-желтого до красного.

Раскраска тела, и особенно — лица, была не просто украшением, она была призвана защитить его от недоброго влияния и принести ему удачу. Поэтому такая раскраска часто была признаком мужчины-воина, кроме того, своеобразной самопрезентацией, узоры заключали в себе всю информацию, которую нужно было окружающим знать о ее обладателе — о его родовой и племенной принадлежности, общественном положении и личных заслугах.

2. Рассмотрите набор косметических средств: зубная паста, мыло, шампунь, лак для ногтей, гель для бритья, лак для волос, помада, духи. Ответьте на вопросы: по какому принципу они объединены? Какой из представленных предметов наиболее древнего происхождения?

3. Рассмотрите набор разных предметов: восковая свеча, парафин, вазелин, оливковое масло, касторовое масло, упаковка витамина А и Е, розовое масло. Как связаны между собой эти предметы? В состав какого косметического средства могут входить эти компоненты?

4. Представьте, что вы решили заняться производством губной помады. Основу губных помад составляют природные воски или их синтетические аналоги. Воски относятся к классу липидов и являются сложными эфирами высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов. Имеющееся у вас сырье позволяет изготовить помаду одного из двух составов. В основе первого – пчелиный воск –природная смесь, основной компонент которой –эфир пальмитиновой кислоты С₁₅Н₃₁СООН,и миристинового спирта СН₃(СН₂)₁₂СН₂ОН,второго – синтетические эфиры пальмитиновой кислоты и цетилового С₁₆Н₃₃ОН и стеарилового С₁₇Н₃₅ОН спиртов.Себестоимость производства помады по каждой из рецептур примерно одинакова. Какой рецепт вы выберете, если предполагается основной объем продукции реализовывать в южных районах?

5. В старинных рецептах для очистки кожи лица рекомендуют применять отруби, так как в настоящее время установлено, что в них содержатся кератолитические ферменты. Как по вашему мнению, эффективнее пользоваться этим старинным средство: размешать в теплой воде и нанести на лицо или сначала заварить кипятком и только после этого наносить на кожу?

6. В одном из учебников химии, приводится информация о составе косметических средств, применяемых женщинами в древности: белила для лица – свинцовые белила 2PbCO₃∙Pb(OH)₂, румяна – красный фосфор Р; губная помада – киноварь HgS; тени для век – аурипигмент A₂S₃; тушь для ресниц – стибнит Sb₂S₃. Что вы можете сказать об этих рецептах с точки зрения современных знаний о свойствах перечисленных в списке соединений.

7. Выражение «сурьмить брови», «насурьмленные брови» наверняка встречались вам в книгах, описывающих жизнь русских дворян и аристократии прошлых веков. Как вы думаете, каково происхождение этих выражений?

8. Напишите графические формулы следующих триглицеридов: а) триолеина (триолеоилглицерина); б) 1-олеоил-2,3-дипальмитоилглицерина; в) трипальмитина (трипальмитоилглицерина).

9. Назовите триглицериды, формулы которых изображены ниже.

10. Напишите графическую формулу главного компонента спермацета – цетилового эфира пальмитиновой кислоты. К какой группе омыляемых липидов он относится? Приведите уравнения реакций его гидролиза в щелочной и кислой средах.

Лабораторная работа № 18. Ознакомление со свойствами компонентов жевательной резинки

В последнее время все чаще классические материалы заменяют полимерами, поскольку они обладают рядом преимуществ по сравнению, например, с металлами и их сплавами, древесиной и прочими материалами. Используют полимеры и в пищевой промышленности. Такой ее продукт, как жевательная резинка, знаком всем. Ее основа – полимерные вещества – каучуки.

Современные жевательные резинки представляют собой совокупность многих веществ. Главной составляющей жевательной резинки является так называемая резиновая основа. В идеале резиновую основу должен составлять сок деревьев каучуконосов, который под действием кислоты или вываривания превращается в мягкую, но довольно упругую массу. Однако еще не выросло столько деревьев, чтобы стало возможным использовать их в массовом производстве. Поэтому сегодня применяются синтетические резиновые основы. Резиновая основа обладает полезной особенностью – под воздействием температуры она размягчается. Именно поэтому приклеившуюся жевательную резинку легче отодрать, намочив одежду горячей водой или хорошо ее отпарив.

Что касается детских жевательных резинок, то по данным Испытательного центра полимерной обуви, медицинских и латексных изделий России считается, что именно детские сорта, как ни странно, опасны для здоровья. И эту опасность можно почувствовать на вкус – вредная жевательная резинка более жесткая и быстро теряет вкус, начиная горчить. Такому вкусу она обязана бутадиен-стирольному каучуку, используемому в качестве резиновой основы. Обычно его используют в развивающихся странах, но иногда им не брезгуют и производители в цивилизованных государствах.

В России наличие бутадиен-стирольного каучука в пищевых продуктах не разрешено. Из-за того, что выделяющийся стирол раздражает любые слизистые оболочки и вызывает головную боль, кроме того, он может негативно влиять на нервную систему. Для того, чтобы сделать выводы о том, насколько вреден бутадиен-стирольный каучук, можно сказать о том, что в выдаче гигиенического сертификата было отказано подавляющему большинству жевательных резинок для детей. Несмотря на отказ в сертификации, ее можно встретить в продаже. Это жевательные резинки разных производителей. Испанская жевательная резинка: “Dinosaurs”, “Lis Pierrfen” (фирма “Jake”), “Pagemaster”, “Terminator 2”, “Street”, “Fighter 2”, “Turbo”, “Schneewittchen” (фирма “Vidal”), “Boomer” (все виды), “Helena”, «Колесо чудес», «Данкин» (фирма «Дженерал конфетерия»), “Bikini baby”, “Terminator”, “Jungle Kingdom”, “Jurassic park”, “Movie Gum” (фирма «Чупа-Чупс»), Special Forces”, “USA basket stars”, “Airplanes”, “Military planes”, “Space rase”, “Terror”, “Mislin”.

Жевательная резинка из Турции: “Crimmy” (фирма “Baykanb ciclet vegida Sanayi S.A.), «Джаз» (фирма “APS”), “Rembo”, “Final” (фирма “Viker”), “Sindi” (две партии).

Итальянская жевательная резинка: “Center fresh”, “Yogi bear”, “Final-95”, “Asteriks”, “Motor show”, “Dinosaurix” (фирма “Perfetti”). Прочие: жевательная резинка “Good bol” (бразильская фирма “Fabrika De Balas SAO JOAO”), «Капитан Маджид» (фирма “National Buiskit and confectionary CO”, Саудовская Аравия), «Хоккейная клюшка», «Прялка», «Ассорти гигантское», «Супер», «Лимонное» (канадская фирма «Конкорд»), пять видов “Dallas” (фирма “Snar Sari”, Алжир), “Fruit Bubblegum”, “Grape bubblegum” (фирма “Pepe Confektioneris C.C.”, ЮАР), “Canels” (Мексика), “Ragogumi” (Венгрия), три вида “Donald” (Зимбабве).

Для улучшения жевательно-механических свойств нужны особые добавки. Смягчающие вещества позволяют резинке долго сохранять эластичность. Это глицерин, а также эмульгаторы природного происхождения: лецитин, камеди (например, гуммиарабик-смола некоторых видов акаций). Кроме того, в резинку добавляют антиоксиданты.

Резиновая основа составляет более 20 % от общей массы жевательной резинки, а вот сахар до 60 %. С микробиологической точки зрения такое большое количество сахара делает жевательную резинку безопасной – бактерии не живут при таких концентрациях. Но остаются избыточные калории, нарушение обмена веществ и заболевания зубов,- чему способствует жевательная резинка, как, впрочем, и любая конфета. Достижениями отличился финский концерн «Хухтамяки», выпускающий фармацевтические препараты – ему принадлежит честь изобретения жевательной резинки без сахара. Далее появились «Дирол» от датской фирмы «Данди» и «Орбит» от «Ригли». Другими компонентами жевательной резинки являются вкусовые добавки, красители, ароматические вещества - все вместе они составляют около 5 %. Значительное количество этих веществ содержится в тайне, равно как и компонентный состав каждого вкуса и аромата. И, как правило, более дорогие жевательный резинки имеют насыщенный вкус, аромат и содержат более сложные композиции добавок. Для потребителя, конечно, важно, чтобы резинка долго сохраняла свои вкусовые качества. Фиксаторы вкуса жвачки – одна из страшных коммерческих тайн, однако есть наблюдения, что вкус жевательной резинки с заменителем сахара держится дольше, чем у резинки с сахаром. Самое известное из вкусовых и ароматических составляющих жевательной резинки – это, разумеется, ментол. У ментола четыре стереоизомера, которые отличаются друг от друга запахом и вкусом; например, один из них обладает чистым мятным запахом и холодящим вкусом в наибольшей степени. Он и составляет 80 % эфирного масла перечной мяты. Разработаны методы синтетического получения ментола, и некоторые из них применяются в промышленности. Но большую часть ментола получают, по-видимому, все-таки из эфирного масла перечной мяты.

Из эфирных масел тмина и укропа получают карвон – вещество с тминным запахом, используемое в некоторых сортах жевательной резинки. В состав обычно входят фруктовые ароматизаторы: яблоко, апельсин, вишня, клубника, дыня, ананас, лимон, лайм, виноград.

Для того, чтобы сделать вкус и аромат жевательной резинки наверняка достоверным, ее приходится подкрашивать. Ведь не может серо-белая резинка пахнуть клубникой! Красители для жевательной резинки тоже обязательно должны входить в международный список разрешенных и безвредных веществ. Этот список постоянно пополняется и перепроверяется. Так, моноазонафтален – нафталеновый красный краситель, известный под фирменным названием амарант Е123, должен быть выведен из употребления: у него обнаружилась мутагенная активность. Другие красители, употребляемые в жевательной резинке: сансет желтый (моноазофенилнафталеновый), понсо красный (та же группа, что и амарант), тартразин, медная соль хлорофилла. Снежно-белый цвет резиновой массе придает диоксид титана.

Цель работы. Ознакомиться с простыми и доступными методами анализа жевательной резинки (Orbit, Bubble gum, Hubba Bubba, Big Babol).

Оборудование и материалы.

1. Жевательные резинки.

2. Вода дистиллированная.

3. 10 %-ный раствор сульфата меди(II).

4. 2 М раствор гидрокси­да калия.

5. 1 М раствор гидроксида натрия.

6. 96 %-ный этиловый спирт.

7. Растворители (хлороформ, бензол, гексан, ацетон).

8. Соляная кислота концентрированная.

9. Серная кислота концентрированная.

10. Азотная кислота концентрированная.

11.Раствор бензальдегида (или параоксибензальдегида).

12. Раствор ацетата свинца(II).

13. Стакан химиче­ский, чашка фарфоровая, цилиндр, колбы, пробирки.

Методика выполнения работы.

Перед проведением опытов аккуратно снимают оболочку с жевательной резинки и мелко нарезают ее ножом.

Определение многоатомных спиртов (ксилит, манит). Помещают в пробирку измельченную оболочку одной подушечки жвачки и приливают 2-3 мл дистиллированной воды. Закрывают пробирку пробкой и встряхивают в течение 1 мин. Получают мутный раствор, в который добавляют 1 мл 2М раствора гидроксида натрия и 2-3 капли 10 %-ного раствора сульфата меди(II). Встряхивают содержимое пробирки и наблюдает появление сине-фиолетового окрашивания. Изменение цвета объясняется образованием комплексных соединений катионов меди(II) с многоатомными спиртами, входящими в состав оболочки жевательной резинки:

Помещают в пробирку нарезанную жевательную резинку (1 подушечку или пластинку) и приливают 5 мл 96 %-ного этилового спирта. Закрывают пробирку пробкой и встряхивают в течение 1 мин. Фильтруют смесь и определяют в фильтрате присутствие многоатомных спиртов, как описано выше.

Свойства резиновой основы жвачки. Разделяют жевательную резинку, оставшуюся после жевания, на восемь частей и помещают каждую часть в отдельную пробирку. Приливают в пробирки соответственно 96 %-ный этиловый спирт, хлороформ, бензол, гексан, ацетон, концентрированные серную азотную и соляную кислоты так, чтобы кусочек жвачки был полностью покрыт. Оставляют пробирки на 30-60 мин. Делают вывод о сравнительной устойчивости полимера в различных средах, учитывая, что бутадиеновый и изопреновый каучуки отличаются плохой устойчивостью к маслам, растворителям алифатической и ароматической природы. Они также нестойки к действию концентрированных кислот.

Обнаружение остатка фенилаланина в аспартаме. Содержащийся в некоторых жвачках подсластитель аспартам (Е 951) реагирует с концентрированной азотной кислотой с появлением характерного желтого окрашивания. Поскольку эта реакция высокочувствительна, для ее проведения берут 2 мл спиртового экстракта из жвачки (см. опыт 1) и приливают к нему, соблюдая осторожность, 0.5 мл концентрированной азотной кислоты. Осторожно нагревают смесь на водяной бане, для чего на электроплитку с огнезащитой прокладкой помещают стакан с водой, в который опускают пробирку с исследуемой смесью.

Свойства ментола. Для опыта берут подушечку жевательной резинки с ментолом (если она с оболочкой, то ее удаляют), мелко нарезают и помещают в пробирку. Добавляют 5 мл 96 %-ного раствора этилового спирта. Взбалтывают смесь в течение 1 мин. и фильтруют.

Добавляют к спиртовому экстракту жвачки воду. Сразу происходит помутнение, так как растворимость ментола в воде низкая (0.05 %). Добавляют к мутному раствору 96 %-ный раствор спирта. Осадок исчезает, так как ментол хорошо растворяется в спиртах.

Приливают к 2 мл спиртового экстракта жвачки 5-10 капель концентрированной серной кислоты с добавкой ароматического альдегида (к 2-3 мл кислоты добавляют 1-2 капли бензальдегида или 10 мг параоксибензальдегида) так, чтобы жидкости не перемешались. Более тяжелая серная кислота опустится вниз, и на границе жидкостей появится фиолетовое окрашивание. Это качественная реакция на ментол, проходящая с образованием окрашенных продуктов конденсации ментола с альдегидами.

Помещают измельченную жвачку в фарфоровую чашку и заливают концентрированной серной кислоты с добавкой ароматического альдегида. Также наблюдают появление фиолетового окрашивания.

Свойства красителей, входящих в состав жвачки. Помещают в пробирку окрашенную жевательную резинку, нарезанную на небольшие кусочки и приливают 2-3 мл дистиллированной воды. Нагревают пробирку в пламени спиртовки или на водяной бане до получения окрашенного раствора. Разливают раствор в две пробирки, в одну из них добавляют 1 мл 1 М раствора гидроксида натрия. Наблюдают, происходит ли изменение окраски красителя в зависимости от среды. Затем нагревают пробирку, в которую добавили раствор щелочи. С некоторыми красителями в этом случае наблюдают образование желто-коричневого раствора. Например, краситель синего цвета Е 133 – бриллиантовый синий FCF (жевательная резинка Hubba Bubba – Фантастические фрукты) в кислой среде становится красным, а при нагревании с раствором щелочи приобретает желтый оттенок.

Изучение обёрток жевательных резинок. Соберите фантики известных вам жевательных резинок и внимательно прочитайте, что написано об их составе. Найдите на этикетках известные вам группы пищевых добавок: подсластители, красители, стабилизаторы, органические кислоты. Посмотрите индексы этих добавок и обратите внимание, какова основа жевательных резинок. Запишите полученные данные в таблицу 18.1.

Таблица 18.1

Название жевательной резинки	Подсластители	Индекс	Красители	Индекс	Органические кислоты
Орбит (манго, мята, апельсин)
Eclipse Fusion
Dirol
Детский орбит

Определение содержания серы. Основа жевательной резинки – резинообразное вещество, поэтому в состав жевательной резинки должна входить сера. Для обнаружения серы взять пластинку жевательной резинки массой 1,4 г, добавить 5 мл воды. Настаивать минут 10-15, затем профильтровать, а остаток вынуть, высушить на воздухе и поместить в пробирку. Пробирку закрыть газоотводной трубкой и нагревать на пламени спиртовки. Пары пропускать через раствор ацетата свинца(II). Обнаруживается образование чёрного осадка сульфида свинца PbS, что подтверждает наличие резины в жвачке.

Оформление результатов работы. Записать методики определения качества жевательных резинок, записать полученные результаты, заполнить таблицу 18.1.

Контрольные вопросы и задачи.

1. Какова история возникновения жевательной резинки?

2. Перечислите полезные и негативные свойства жевательной резинки.

3. Почему вкус жевательной резинки со временем пропадает? Какая жвачка имеет самый долгий вкус?

4. Полимером какого непредельного углеводорода является натуральный каучук? Напишите структурную формулу этого углевода. Как называется процесс превращения каучука в резину? Чем по строению и свойствам различаются каучук и резина?

5. Расшифруйте вещества в предложенной ниже схеме. Напишите уравнения реакций.

6. Напишите уравнения реакций взаимодействия дисахарида мальтозы со следующими веществами: а) бромной водой; б) избытком бромметана. Составьте уравнение гидролиза мальтозы. Дает ли мальтоза положительную пробу Троммера? Свой ответ обоснуйте.

7. Напишите схему цикло-оксо-таутомерии для D-галактозы.

8. Расшифруйте вещества А–D, назовите их и напишите уравнения соответствующих реакций:

9. Напишите уравнения реакций взаимодействия дисахарида лактозы со следующими веществами: а) бромной водой; б) избытком йодметана; в) избытком уксусного ангидрида. Реагирует ли лактоза с реактивом Толленса? Свой ответ обоснуйте.

10. С целью обнаружения фенола в промышленных сточных водах используют его способность образовывать окрашенные комплексные соединения с некоторыми неорганическими веществами. Назовите эти вещества. Приведите примеры производств, сбрасывающих в воду отходы, содержащие фенол. Как его можно обезвредить?

Лабораторная работа № 19. Исследование качества чая.

В наше время на рынке предлагается много разного по качеству и цене товара. Важно уметь разбираться в нем и соотносить качество с ценой.

Легендами и мифами окутано появление чая. По одному из преданий, открытие этого напитка принадлежит прославленному императору Шэнь Нуну — Божественному Земледельцу (ок. 2737-2697 гг. до н. э.), который в китайской традиции также считается богом-покровителем медицины. Однажды, прогуливаясь по своим бескрайним владениям, Шэнь Нун долго плутал среди неприступных горных вершин. Истомившись от жажды, он присел отдохнуть возле небольшого деревца, листья которого источали чудесный аромат. Внезапно подул сильный ветер, и с молодого листочка сорвалась нагретая солнцем росинка и попала ему в рот. Он проглотил ее и почувствовал прилив сил и бодрости. Шень-Нун был восхищен этим удивительным вкусом. С тех пор он постоянно пил этот нежно- зеленый настой чая с необыкновенно приятным ароматом.

Жители Китая не только употребляли чай с незапамятных времен, но и культивировали его. Согласно историческим источникам, уже более 3 тысяч лет назад жители княжеств Ба и Шу (современная провинция Сычуань) выращивали чай и подносили его в дань верховным правителям.

Именно в Китае были найдены первые достоверные письменные свидетельства о чае. Упоминания о чайном дереве как об особом виде растений встречаются в древнейшем словаре китайских иероглифов «Эръя», основная часть которого была составлена в III веке до н. э. И именно от китайского иероглифа «ча» произошло слово «чай» в большинстве языков мира.

Химический состав чая. Следует обратить внимание на шесть са­мых важных групп или составных частей чая: дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и ви­тамины.

Дубильные вещества - один из существен­ных компонентов чая и чайного настоя. Они составляют 15-30% чая и представляют собой сложную смесь более трёх десятков полифе­нольных соединений, состоящую из танина и различных (по крайней мере семи) катехи­нов, поли фенолов и их производных.

Ферменты, или энзимы, содержатся в чае в основном в нерастворимом, связанном со­стоянии. Это биологические катализаторы. С их помощью происходят все химические превращения как в живом чайном растении при его росте, так и в процессе фабричного приготовления чая. Основных ферментов чая три, а всего больше десяти. Главные из них ­полифенолоксидаза, пероксидаза и каталаза.

Эфирные масла имеются как в зелёном листе, так и в готовом чае. Несмотря на их крайне незначительное содержание, они бо­лее других веществ привлекали внимание человека: именно им справедливо приписывали неповторимый чайный аромат. От них, следовательно, зависит и качество чаёв. Те­перь установлено, что эфирных масел в зе­лёном листе чая содержится всего лишь 0,02%. Это значит, что для получения 100 г этих масел в чистом виде надо переработать больше полутонны чайного листа. Хотя при переработке чайного листа потеря эфирных масел достигает 70-80%, при этом происхо­дит и другой процесс - появление новых эфирных масел.

Белковые вещества вместе со свободными аминокислотами составляют от 16 до 25% чая. Белки - важнейшая составная часть чайного листа. Белками являются все ферменты. Кро­ме того, белки служат источником тех аминокислот, которые появляются в процессе пере­работки чайного листа в готовый чай. По содержанию белков и их качеству, а следова­тельно, по питательности чайный лист не уступает бобовым культурам. Особенно богаты белками зелёные чаи (среди них более всего японские).

Органические кислоты (около 1%) обра­зуют другую группу растворимых органиче­ских соединений в чае. В их состав входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная, фумаровая и ещё две-три кислоты. В составе чая они ещё слабо иссле­дованы, но ясно, что в целом они повышают пищевую и диетическую ценность чая.

Углеводы в чае содержатся разнообраз­ные - от простых сахаров до сложных по­лисахаридов. Чем выше в чае процент содер­жания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому они являются своего рода балластом. К счастью, большинство из них нерастворимо. Причём нерастворимы как раз ненужные че­ловеку полисахариды - крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, составляющие от 1 О до 12% чая. Зато полезные углеводы - сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза (их в чае от 1 до 4%) - растворимы.

Пигменты, входящие в состав чая, играют также немаловажную роль. Способность чай­ного настоя принимать разную окраску, давая всевозможные оттенки от светло-зелёного до тёмно-оливкового и от желтоватого и розова­того до красно-коричневого и тёмно-бурого, давно была замечена людьми и связывалась с наличием в чае различных красителей.

Тщательные исследования последних лет показали, что цветность настоя связана глав­ным образом с двумя группами красящих веществ - теарубигинами и теафлавинами. Первые, дающие красновато-коричневые то­на, составляют 10% сухого чая, вторые, даю­щие золотисто-желтую гамму, - лишь 2%.

Пектиновые вещества - это коллоидные вещества со сложным составом. Содержание их в чае колеблется от 2 до 3%. В присутствии сахаров и кислот они могут образовывать студенистые массы - желе. Пектины имеют немаловажное значение для сохранения ка­чества чая: с ними связано такое физическое свойство чая, как его гигроскопичность. При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность резко повышается, а следовательно, чай портится быстрее. Дело в том, что пектиновая кислота покрывает каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги желатиновой плёнкой и таким образом игра­ет для чая роль своеобразного плаща.

В чае присутствуют почти все витамины. В нём имеется провитамин витамина А - ка­ротин, важный для зрения, а также обширная группа витамина В. Имеется в нём и витамин С. В свежесорванном чайном листе его в 4 раза больше, чем в соке лимона и апельсина. Но основной витамин чая - это витамин Р. Ви­тамин Р (или С₂) в комплексе с витамином С резко усиливает эффективность аскорбино­вой кислоты, способствует её накоплению и задержанию в организме.

Чай и здоровье.

С давних времён чай славился своими це­лебными свойствами. Недаром изначально его использовали исключительно в качестве лекарственного средства, позже - как риту­альный напиток, и лишь потом он вошёл в повседневное употребление. В древности лю­ди называли чай снадобьем, избавляющим от десяти тысяч болезней. Лечебное действие чая подробно описывается во многих класси­ческих медицинских трактатах. Древние ки­тайские мудрецы писали о том, что чай от­гоняет сон, умиротворяет дух, проясняет зре­ние, снимает жар, очищает от яда и дарит долголетие. Поэтому не случайно первыми сторонниками употребления чая в Европе были именно врачи. Чай полезен для здоро­вья. Чудодейственный эликсир под названием «чай» восхваляли многие народы на протяже­нии веков.

Древние представления о пользе чая до сих пор не только не были опровергнуты, но и, наоборот, постоянно подтверждались и продолжают подтверждаться новыми научны­ми открытиями. В наше время камелия китайская официально включена в реестр лекар­ственного растительного сырья. С каждым днём учёные узнают всё больше о лечебных и профилактических свойствах этого уникального растения, что открывает новые воз­можности для восстановления и поддержания здоровья человека.

Фармакологические свойства чая обуслов­лены его химическим составом. Чай - это богатейший природный комплекс, в котором содержится целый спектр витаминов, микро­элементов и нескольких сотен других био­логически активных веществ. Например, несколько наиболее важных лечебно - профилактических свойств чая.

1. Чай препятствует развитию сердечно­сосудистых заболеваний. Результаты научных исследований позволяют предположить, что потребление чая снижает риск развития сердечно - сосудистых заболеваний. В чём же причины такого воздействия? Во-первых, чай способствует нормализации кровяного дав­ления. Слабоферментированные сорта, бога­тые полифенолами (природными соедине­ниями, обладающими высокой биологиче­ской активностью), помогают снизить давле­ние. Употребление же чёрного чая, особенно крепкого, повышает давление и приводит к расширению сосудов, облегчая процесс кро­вообращения. Во-вторых, чай обогащает кровь витаминами, делает стенки сосудов более упругими и эластичными и, кроме того, эффективно снижает уровень сахара и холестерина в крови. Регулируя углеводный и хо­лестериновый обмен, этот напиток уменьша­ет риск развития атеросклероза - одного из наиболее распространённых заболеваний сердечно - сосудистой системы.

2. Чай снижает вероятность развития он­кологических заболеваний. С 70-х гг. ХХ в. учёные исследовали антираковое действие чая. Результаты исследований показали, что любители чая гораздо реже страдают рако­выми заболеваниями, чем люди, практиче­ски не употребляющие этот напиток. Это уникальное свойство чая напрямую связано с высоким содержанием в нём полифеноль­ных веществ. Чайные полифенолы подавля­ют процесс перерождения здоровых клеток и превращения их в злокачественные. В зелёном чае содержание чайных полифенолов значительно выше, чем в более ферменти­рованных сортах. Так, японцы, для которых зелёный чай уже давно стал национальным напитком, болеют раком гораздо реже, чем жители других стран.

3. Чай стимулирует процессы пищеварения и способствует похудению. Чайный напиток можно назвать превосходным дижестивом, поскольку он облегчает пищеварение и спо­собствует лучшему усвоению пищи. Не случайно у многих народов обильные трапезы традиционно завершаются чаепитием. Напри­мер, жители Тибета всегда употребляли много тяжёлой мясной и жирной пищи, поэтому чай стал неотъемлемой частью их рациона.

Чай усиливает активность пищеваритель­ного тракта и нормализует микрофлору ки­шечника. Крепкий чайный настой очищает органы пищеварения - желудок, почки и печень - от различных вредных веществ. Многие сорта чая благотворно влияют на слизистые оболочки пищевода и желудка, обволакивая их и создавая своеобразный за­щитный слой. Например, чай пуэр значитель­но снижает риск развития гастритов, язв и других заболеваний желудка. Многие сорта чая активизируют обменные процессы, спо­собствуют расщеплению жиров и выведению их из организма. Особенно эффективны в этом отношении зелёный чай, улуны и пуэр. Кроме того, чайный напиток, практически не содержащий калорий, достаточно питате­лен - в его состав входят белки и необходи­мые человеку витамины. Вот почему чай ­неотъемлемая часть большинства диет: он помогает организму поддерживать работо­способность даже при скудном питании.

4. Чай замедляет старение организма. С давних времён люди считали чай омолажи­вающим средством. Современной науке из­вестно, что старение связано с влиянием осо­бых «молекул-разрушителей», которые по­вреждают клетки организма и угнетают их жизнедеятельность. Чай (в частности, зелёный), богатый витаминами С, Е и полифено­лами, позволяет нейтрализовать вредоносное воздействие этих молекул и тем самым замедляет старение организма. Болезни нередко наносят организму непоправимый вред и как следствие способствуют преждевременному старению. В состав многих сортов чая (как чёрного, так и зелёного) входит особый вид веществ, которые повышают иммунитет - за­щитные функции организма и его сопротивляемость различным инфекциям. Полифено­лы зелёного чая активно воздействуют даже на вирусы гриппа. Усилить целебный эффект чая могут травы, бальзамы и мёд.

5. Чай оказывает на организм тонизи­рующее воздействие. Его по праву называют эликсиром бодрости. Благодаря содержанию кофеина и некоторых других полезных ве­ществ чай активизирует деятельность цен­тральной нервной системы, в частности го­ловного мозга. Чайный напиток бодрит, поднимает настроение, повышает работо­способность и снимает усталость. Научные исследования показали, что чай способствует улучшению умственных способностей, вни­мания и памяти. Многие ароматизированные цветочные чаи, например с жасмином или с лепестками розы, обладают антистрессовым и расслабляющим действием. Благодаря со­держанию целого ряда витаминов и микро­элементов чай оказывает на организм ком­плексное оздоравливающее действие, укре­пляет зубы и улучшает зрение. Безусловно, чай не стоит считать панацеей от всех болез­ней, однако многовековой опыт и современ­ные исследования доказывают его эффектив­ность как натурального оздоровительного средства.

Все перечисленные свойства относятся только к качественному и правильно зава­ренному чаю, который употреблён в нужное время и в должной мере. Не следует пить не­доброкачественный чай, полученный в результате неправильной обработки или под­вергавшийся неправильному хранению. Кро­ме того, не рекомендуется пить слишком крепкий и обжигающе горячий чай, а также злоупотреблять чайным напитком (4-5 ча­шек не очень крепкого свежезаваренного чая в день вполне достаточно для здорового взрослого человека).

Содержание в чае важнейших биологиче­ски активных веществ, а следовательно, и по­лезные свойства напитка зависят от многих факторов. Только качественный чай, собран­ный и обработанный по всем правилам чайного искусства, а затем хранившийся при оптимальных условиях, поможет укрепить здо­ровье и подарит заряд жизненной энергии.

Цель работы. Ознакомиться с простыми и доступными методами анализа качества чая.

Оборудование и материалы.

1. Чай различных сортов.

2. Концентрированная азотная кислота.

3. Концентрированный раствор аммиака.

4. Таблетки цитрамона.

5. Раствор крахмала.

6. Раствор йода.

7. Реактив Фелинга (щелочной раствор медно­го алкоголята сегнетовой соли).

8. Хлорид железа(III).

9. Фарфоровая пластина, пробирки, бюксы с крышками, сито № 4, колбы.

Методика выполнения работы.

Определение органолептических показателей. Из средней пробы чая отбирают навеску массой 10 г и высыпают тонким слоем на лист белой бумаги. Внешний вид сухого чая определяют путем осмотра при дневном рассеянном свете или ярком искусственном освещении. Из взятой навески берут 3 г чая, помещают в фарфоровый чайник, заливают крутым кипятком, и закрывают крышкой. Через 7 мин (для зеленого чая) или через 5 мин (для остальных видов чаев) настой из чайника сливают в фарфоровую чашку, встряхивая несколько раз чайник, чтобы полностью стекли последние наиболее густые капли настоя. Анализ чая проводят через 1-1,5 мин после слива настоя в чашку. Интенсивность цвета, оттенок и прозрачность (чистоту) настоя определяют визуально. Аромат определяют в парах разварки чая. При установлении аромата выявляют посторонние, не свойственные чаю запахи и дефекты. Затем определяют вкус чая, отмечая полноту, степень выраженности и его терпкость, а также посторонние привкусы, не свойственные чаю. Цвет разваренного листа определяют после выкладывания его на крышку чайника.

Определение массовой доли влаги. Метод заключается в высушивании навески чая при определенной температуре и вычислении потери массы по отношению к массе его навески до высушивания. Две навески чая массой 3 г каждая взвешивают в предварительно подготовленных бюксах. Открытые бюксы и крышки помещают в сушильный шкаф, нагретый до 1202С. Высушивают пробы в течение 1 ч, затем бюксы закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. После взвешивания пробы высушивают еще раз при такой же температуре в течение 30мин до постоянной массы.

Массовую долю влаги (Х, %) находят по формуле 19.1:

Х = , (19.1)

где: m – масса навески до высушивания, г; m₁ – масса бюксы с навеской до высушивания, г; m₂ – масса бюксы с навеской после высушивания, г.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает 0,2 %. Результат вычисляют до первого десятичного знака.

Определение массовой доли мелочи. Навеску чая массой около 10 г, взятую из объединенной пробы, помещают на сито диаметром 180-200 мм с сеткой № 4 по ГОСТ 6613, просеивают в течение 3 мин путем равномерного встряхивания.

Массовую долю мелочи (Х_1, % ), прошедшей через сито, устанавливают по формуле 19.2:

Х₁ = , (19.2)

где: m₃ – масса мелочи с погрешностью взвешивания не более 0,01 г; m₄ – масса навески чая, г.

Результаты вычисляют до второго десятичного знака и округляют до первого десятичного знака.

Определение прочих посторонних примесей в байховом и плиточном чае. Из объединенной пробы чая выделяют методом квартования навеску массой около 5 г, рассыпают тонким слоем на листе белой бумаги и просматривают его по частям при помощи лупы, выбирая пинцетом органические и минеральные примеси. Закончив просмотр, обнаруженные в пробе посторонние примеси помещают на заранее взвешенное часовое стекло и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.

Массовую долю посторонних примесей чая (Х₃, %) находят по формуле 19.3:

Х₃ = , (19.3)

где: m₇ – масса посторонних примесей, г; m₈ – масса пробы чая, взятая для анализа г.

Результаты вычисляют до второго десятичного знака.

Качественная реакция на кофеин. На фарфоровую пластину по­местить 0,1 г чая, добавить 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь осторожно выпарить досуха. В результате окисления кофеина образуется тетраметилал­локсантин оранжевого цвета. При реакции с концентрированным раствором аммиака это вещество превращается в пурпурат аммония.

Данные анализа сравнить с эталоном, полученным из таблетки цитрамона, содер­жащего 43% кофеина.

Определение витамина С в чае. Поместить в колбу 2 мл чая и добав­лять воду до объёма 10 мл, а затем немного раствора крахмала. Далее по каплям добавлять раствор йода до появления устой­чивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 с.

Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окис­ляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с йодом, окрасит его в синий цвет.

Определение кислотно-щелочного баланса. В пробирку с чаем опустить ин­дикаторную бумажку для определения рН, а затем сравнить её с эталоном.

Определение глюкозы. В пробирку помещают 1 мл чая и каплю реактива Фелинга. Держа про­бирку наклонно, осторожно нагревают верхнюю часть раствора. При этом нагретая часть раствора окрашивается в оранжево-жёлтый цвет вследствие образования гидроксида меди(I), который в дальнейшем пере­ходит в красный осадок оксида меди(I).

Определение танина в чае. К 1 мл раствора чая добавляют 1- 2 капли хлорида железа(III). При наличии танина в чае наблюдали появление тёмно-фиолетового окрашивания.

Оформление результатов работы. Записать методики определения качества чая, полученные результаты, заполнить таблицу 19.1.

Таблица 19.1