Chromatographische Untersuchung von Genussmitteln auf Lebensmittelfarbstoffe

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines zum Thema Farbstoffe

Geschichte der Farbstoffe

Warum werden Farbstoffe eingesetzt?

Wo werden Lebensmittelfarbstoffe eingesetzt?

Welche Lebensmittelfarbstoffe werden hauptsächlich eingesetzt (im Bezug auf die E- Nummern)?

Aufbau von Lebensmittelfarbstoffen Versuche:

Versuchsaufbau

Versuchsvorschriften

Versuchsabbildungen

Auswertung der Versuche

Vor- und Nachteile (Risiken) von Lebensmittelfarbstoffen

Alternativen zu Lebensmittelfarbstoffen

Abbildungsverzeichnis

Literaturverzeichnis

Erklärung

Allgemeines zum Thema Farbstoffe:

Hauptsächlich gibt es zwei verschiedene Arten von Farbstoffen. Einer davon ist der natürliche Farbstoff. Zu dieser Art von Farbstoff gehören die aus Pflanzen gewonnenen Stoffe wie Indigo, Reseda, Blauholz, Krappwurzel und Curcuma. Daneben gibt es auch noch einen Farbstoff namens Cochenille, welcher aus der Kermes Schildlaus (Kermes vermillio PLANCHON), der polnischen Cochenillelaus (Porphyrophor apolonica L.) und/oder der amerikanischen Schildlaus (Dactylopius coccus Costa) gewonnen wird. Diese natürlichen Farbstoffe können nun noch in zwei weitere Untergruppen unterteilt werden:

1. Beizenfarbstoffe:

Stoffe, welche sich auf der Faser fixieren lassen, werden als ,,Beize" bezeichnet. Wenn diese dann noch mit Metalloxiden unlösliche Komplexe ausbilden, werden sie als Beizenfarbstoffe bezeichnet (vgl.: ,,Abitur Training, Chemie 2", 1998, S.188).

Beizenfarbstoffe färben die Stofffaser erst, wenn die Faser mit ,,einem Beizmittel wie Alaun vorher behandelt wurde" (,,Lexikon der Farbstoffe und Pigmente", S. 42).

2. Küpenfarbstoffe:

Ein Vertreter dieser Farbstoffe ist das Indigo.

Allgemein lässt sich über diese Farbstoffe sagen, dass sie, wie Pigmente, wasserunlöslich sind. Aus diesem Grund werden sie in wasserlösliche Leukoverbindungen umgewandelt (,,verküpt"). Dies geschieht mit Hilfe irgendeines Reduktionsmittels. Daraufhin gibt man die zu färbenden Fasern in diese ,,Küpenlösung", und ,,oxidiert die Leukoverbindung wieder zum ursprünglichen Farbstoff" (ebd.).

Neben diesen natürlichen Farbstoffen gibt es auch noch die künstlichen Farbstoffe, aus welchen heutzutage die meisten Farbstoffe hergestellt werden. Diese Farbstoffe werden aus Erdölprodukten produziert. Bei deren Herstellung entstehen extrem viele giftige Nebenprodukte, deshalb will ich auf diesen Punkt erst beim Punkt Vor- und Nachteile von Farbstoffen (Risiken) näher eingehen.

Beim Färbevorgang an sich, entstehen Verbindungen zwischen den Atomen der Faser und dem Farbstoff. Bei diesem Vorgang wird kein Bindemittel benötigt.

Bei bestimmten Farbstoffen, den Reaktivfarbstoffen, bildet sich zwischen dem Farbstoff und der Faser eine Verbindung, die zwischen der Molekülgruppe (die als ,,Anker" funktionieren), und der OH-Gruppe der Cellulosefaser entsteht (beim färben von Baumwolle). ,,Dies erklärt die hohe Wasch-, Licht- und Säureechtheit der Cibacron-Farbsoffe" (,,Lexikon der Farbstoffe und Pigmente", S. 42). Abbildung 1 stellt genau diesen Vorgang graphisch dar, und zeigt die Anlagerung des Reaktivfarbstoffes an die Baumwollfaser. Bei Entwicklungsfarbstoffen (z.B.: Anilinschwarz) entsteht die eigentliche Farbe erst durch eine Reaktion zwischen Farbstoff und Faser (vgl.: ,,Lexikon der Farbstoffe und Pigmente", S. 42).

Farbstoffe kann man nicht einer einzigen (Abb. 1) Substanzklasse zuordnen, da die verwendeten Substanzen viel zu unterschiedlich in den einzelnen Farbstoffen sind, als das man sie so leicht einordnen könnte. Deshalb werden sie ihrer Herkunft nach geordnet.

Geschichte der Farbstoffe:

Farbstoffe spielten schon immer eine große Rolle, sei es in der Natur oder bei den Menschen. Zum Beispiel könnten Pflanzen ohne den grünen Blattfarbstoff ,,Chlorophyll" nicht überleben, da sie ihn zum Überleben (Photosynthese) brauchen. Auch Tiere brauchen Farben, damit sie sich an ihren verschieden Mustern erkennen können, um sich tarnen oder um bei der Werbung auf sich aufmerksam zu machen. Auch Menschen haben einen Farbstoff in sich, den roten Blutfarbstoff ,,Hämoglobin". Er besitzt die Fähigkeit, Sauerstoff an sich zu binden, und ihn im Bedarfsfall auch wieder abzugeben, wodurch er für den Menschen lebensnotwendig wird. Verschiedenste Farbstoffe haben für den Menschen auch schon in frühesten Zeiten bei Ritualen, oder auch ganz einfach als Schmuck, eine große Rolle gespielt, und ihn auch beeinflusst. Der älteste Fund von Farbstoffen, den man an gefärbten Textilien bis jetzt gefunden hat ist auf 3000 vor Christi Geburt datiert worden, woraus man auf eine extrem lange Haltbarkeit mancher Farbstoffe schließen kann. Auch hat man bei Ausgrabungen Pflanzen und Samen gefunden, die in der Steinzeit zum Färben benutzt wurden. Auch ,,aktuelle" d.h. heute noch benutzte Farbstoffe wie Indigo, Safflorgelb oder Krapp wurden schon auf Mumienbändern in ägyptischen Grabkammern entdeckt.

Aus diesem Grund lässt sich wohl auch mit Fug und Recht behaupten, dass das Handwerk eines Färbers eines der Ältesten Handwerke der Menschheit ist. Führend in dieser Kunst waren früher die Phönizier welche unzählige Anlagen für das Färben von Stoffen und Ähnlichem hatten.

Schon unter Karl dem Großen (747- 814 n. Chr.) blühte der Handel und der Anbau von Farbstoffen wie Reseda und Krapp.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 2)

Langsam kam damals dann auch das Eingangs beschriebene Cochenille auf welches langsam aber sicher das teure Purpur, welches sich kaum jemand leisten konnte, vom Markt verdrängte. Zur Zeit der Kreuzzüge verbreiteten sich dann auch die im Orient gepflegten Künste des Färbens, und kamen so nach Europa, wo sie schnell die heimischen Methoden verbesserten bzw. ablösten.

Durch die Kreuzzüge kamen auch neue Farbstoffe zu uns die auch heute noch zum Teil benutzt werden (z.B.: Safran, Indigo oder Sandelholz).

Durch die Entdeckung Amerikas durch Kolumbus 1492 und eines Seewegs nach Indien 1498 kamen nun noch mehr Farbstoffe zu uns. Der Handel mit Farbstoffe und färbenden Produkten blühte (z.B.: Blauholz, Indigo) trotz anfänglicher Proteste gegen die neuen Farbstoffe. Mit der Eroberung Mexikos 1532 kam das Cochenillerot (Produkt aus der amerikanischen Cochenillelaus) nach Europa. Diese neue billige und gut färbende Substanz warf die bis dahin üblicherweise benutzten Farben Kermesrot und Purpurrot vom Markt. Durch die Einführung von Zünften, der Erweiterung der Seewege, Einführung des Industriezeitalters und der ,,Entdeckung des Phenols und des Anilins im Steinkohleteer durch den deutschen Chemiker Friedlieb Ferdinand Runge" (ebd., S.46), war der Grundstein zur modernen Farbstoffchemie gelegt.

Durch einen Zufall entdeckte William Perkin, ein Student aus London, bei der Oxidation von Anilin Chinin einen violetten Farbstoff, dem er den Namen ,,Mauvein" gab. Dies sollte ,,der erste künstlich hergestellte Anilinfarbstoff" (ebd.) sein, und man war dank diesem Farbstoff sogar in der Lage Seide zu färben. In der nächsten Zeit kamen immer mehr künstlich hergestellte Farbstoffe auf den Markt, welche die natürlichen Farbstoffe beinahe vollständig vom Markt verdrängten (vgl.: ,,Lexikon der Farbstoffe und Pigmente", S.44ff). Die Abbildungen 3- 5 zeigen die Entwicklung der modernen Farbstoffchemie anhand einer Zeittafel, und zweier Diagramme.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.3-5)

Warum werden Farbstoffe eingesetzt?:

Eine Frage die sich dem Verbraucher stellt ist, warum werden Farbstoffe überhaupt eingesetzt, wenn doch bekannt ist, dass manche (künstliche) Farbstoffe für den Menschen nicht gut verträglich sind, und sogar Krankheiten schwerster Art (Krebs, Tumore,...) auslösen können, und dies zum Teil auch tun. Andererseits helfen manche Farbstoffe dem Menschen aber auch. So wird zum Beispiel gerne mit Carotinoiden gefärbt. Diese Farbstoffe kommen in der Natur in großen Mengen vor (z.B. in: Tomaten, Zitrusfrüchten, Hummer, Mais,...), und haben deshalb den großen Vorteil sehr billig zu sein. Carotinoide haben aber auch noch durchaus nützliche Vorteile die dem Menschen helfen können. So hat zum Beispiel eine Untersuchung mit Flamingos am Basler Zoo ergeben, das sich die Federn der Flamingos durch Carotinzufuhr wieder röter färbt, und sich auch die Paarungsbereitschaft erhöhte, die ohne Carotine gar nicht vorhanden war. Auch Rinder konnten durch Carotinzufuhr nur profitieren, und wurden nach dieser Behandlung fruchtbarer. Dieselbe Beobachtung lässt sich auch bei Fischeiern machen. Forelleneier die wenig mit Carotin gefärbt sind, bringen weniger Fische hervor als Forelleneier die gut mit Carotin gefärbt sind.

Aber Carotinoide helfen auch dem Menschen. So ist bewiesen, das Carotin für den Sehvorgang genutzt, und sogar notwendig ist. Dieser Stoff wird nämlich, oder besser das Retinal, was ein Folgeprodukt des Carotins ist, chemisch gebunden, umgewandelt, und ermöglicht so das sehen.

Hieraus lässt sich also leicht schließen, das manche Farbstoffe durchaus wichtig, und nützlich für den Menschen sind, da sie lebensnotwendige Stoffe beinhalten, die der Körper nicht selber herstellen kann (= essentiell) (vgl.: ,,Bunt und verführerisch", 1991, Dokument Nr.8). Aber leider werden diese Stoffe kaum benützt, sondern es werden in der heutigen Zeit eher künstliche Farbstoffe eingesetzt und kaum ebengenannte Carotinoide. Aber Farbstoffe werden nicht nur eingesetzt, um dem Menschen Gutes zu tun. Sie werden auch gerne dazu benutzt, um ,,Unschönheiten" zu kaschieren, und dem Verbraucher ein gutes, und vor allem frisches Produkt vorzugaukeln, was vielleicht gar nicht stimmen mag. So kann man, und so werden, Farbstoffe gerne missbraucht, was sie vielleicht etwas in Verruf gebracht hat (und zum Teil auch zu Recht). Aber Farbstoffe werden auch benutzt um ein frisches und gesundes Produkt schmackhafter erscheinen zu lassen, denn wer hat schon Lust ein Getränk mit vollkommen widerlicher Farbe zu trinken. Manchmal werden sie aber auch benutzt, um Esswaren zu verschönern (gefärbter Zuckerguss, etc.), oder eine farbliche Einheit zu erlangen, die natürlicherweise nicht gegebnen ist, nur damit das Essen einfach schöner aussieht. Denn wie heißt es doch im Volksmund: ,,Das Auge isst mit!"

Wo werden Farbstoffe eingesetzt?:

Sogar noch heute werden Farbstoffe nicht nur dazu benutzt, um Lebensmittel zu färben. Hierzu könnte man als Beispiel das Kaschmirtal im Himalaja anführen. Die dortigen Mönche sammeln noch heute die Blüten einer bestimmten Krokusart, die getrocknet werden. So erhalten die Mönche aus 80000 Blüten ein Kilo Safran (dies erklärt auch den hohen Preis von Safran). Diesen Safran benutzen sie dann wiederum zum Färben ihrer gelben Bekleidung, und zum Färben und Würzen ihres Essens. Farbstoffe werden heutzutage vorwiegend zum Färben von Textilien benutzt, weshalb die Farbstoffindustrie einen der wichtigsten Wirtschaftszweige darstellt. Dies gilt vor allem in Europa, wo ca. 40% des weltweiten Bedarfs hergestellt werden (vgl.: ,,Chemie heute - Sekundarbereich II", 1998, S.342). Aber auch in Lebensmitteln kommen Farbstoffe vor, doch gibt es da genaue Richtlinien. So gibt es im Brot zwar Farbstoffe, aber dort darf nur brauner Zuckerkulör verwendet werden. Butter und Margarine werden auch mit Farbstoffen angereichert, aber hier darf nur Beta- Carotin E160a und bei Margarine noch E160b verwendet werden. E160b ist auch der einzige Farbstoff der bei Käse und Käsezubereitungen (z.B.: Schmelzkäse) verwendet werden darf. Auch Eier und Eierkonserven dürfen mit Carotinoiden gefärbt werden, aber nur wenn es sich um Futterzusätze handelt. Fleisch und Fleischwaren dürfen zwar nicht gefärbt werden, aber ein gut ausgebildeter Metzger weiß, dass Pökelsalz auch eine färbende Wirkung besitzt, mit der sich so manches überdecken läßt. Suppen und Soßen dürfen nur gefärbt werden, wenn es sich bei ihnen um süße Suppen und Soßen handelt. Dafür darf aber in

- Dessert- und Cremespeisen
- Erfrischungsgetränken (Coca-Cola, etc.)
- Fischerzeugnisse
- Kaugummi
- Marmelade, Gelee
- Milcherzeugnissen
- Obst- und Gemüsezubereitungen
- Speiseeis
- Spirituosen
- Zuckerwaren und Konditoreiwaren

jeder Farbstoff beigemischt werden, ohne irgendwelche Einschränkungen. Dahingegen, kann man sich dafür bei

- Bier
- Fruchtsäften
- Gewürzzubereitungen
- Kartoffelerzeugnissen
- Milch
- Pilzkonserven
- Schokolade und Kakaoerzeugnissen
- Speisefetten und Speiseölen
- Trockenfrüchten und
- Wein

sicher sein, dass keine Farbstoffe darin enthalten sind, da sie in diesen speziellen Erzeugnissen verboten worden sind (vgl.: ,,Was wir alles schlucken", 1985, S.15ff).

Welche Lebensmittelfarbstoffe werden hauptsächlich eingesetzt (im Bezug auf die E- Nummern)?:

,,Farbstoffe sind Substanzen, die Lebensmitteln zugegeben werden, um die Farbe der Masse oder Oberfläche, die durch den Verarbeitungsprozess verloren gegangen ist, wiederherzustellen oder zu betonen" (Lebensmittelverordnung Artikel 442 oder ,,Bunt und verführerisch", 1991, Dokument 5).

Folgende Farbstoffe werden hauptsächlich verwendet, und müssen auch als Farbstoffe mit ihrem Namen oder ihrer E-Nummer deklariert werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es gibt aber auch noch weitere Farbstoffe, sogenannte Azofarbstoffe. Zu dieser Gruppe gehören 15 Farbstoffe, die alle künstlich hergestellt werden, und zum grossteil verboten werden sollten, da sie nicht vollständig unbedenklich sind, und Allergien o.ä. hervorrufen können. Sie müssen als Farbstoff und mit ihrer Nummer oder ihrem Namen deklariert werden (z.B.: Farbstoff E131):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

* bedeutet, dass diese Farbstoffe verboten werden sollten!

Als letztes gibt es noch Farbstoffe die nur für ,,besondere" Zwecke benutzt werden. Ihre E- Nummern gehen von E170 bis E189. Diese Farbstoffe werden nur dazu benutzt, um die Oberfläche eines Produktes zu färben ( z.B.: färben von Eierschalen oder Käserinde oder um Produkte zu kennzeichnen, oder zu stempeln). Deshalb brauchen sie auch ,,ausser in Zucker-, Konditorei- und Backwaren nicht deklariert werden" (,,Bunt und verführerisch", 1991, Dokument 5).

Als letztes lässt sich zu diesem Thema nur noch sagen, dass ,,natürliche färbende Frucht- und Gemüsesäfte, deren Konzentrate und Pulver, färbende Gewürze sowie andere färbende Zutaten gelten im Sinne der Lebensmittelverordnung nicht als Farbstoffe. Säuglings- und Kindernährmittel dürfen nur mit Frucht- und Gemüsesäften oder deren Konzentraten gefärbt werden" (ebd.).

Aufbau von Lebensmittelfarbstoffen:

Farbstoffe bestehen immer aus ,,konjugierten _-Elektronensystemen (Chromophoren), die im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Wellenspektrums Strahlung absorbieren" (,,Chemie für Gymnasien Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel", 1985, S.49). Deshalb müssen Farbstoffe sehr langkettig sein, da nur in längerkettigen Verbindungen die Anregungsenergie so weit gesenkt wird, dass die Strahlung im längerwelligen Bereich (d.h.: im Bereich des sichtbaren Lichts) absorbiert wird. ,,Dadurch ergeben sich oft charakteristische Absorptionsspektren" (,,Chemie für Gymnasien Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel", 1985, S.49). Wird die absorbierte Strahlung abgegeben, entsteht ein Lichtstrahl der dann die einzelnen Farbstoffe kenntlich macht, und für jeden Farbstoff charakteristisch ist, und so dessen Farbe ausmacht. Selbiges gilt natürlich auch für aromatische Verbindungen, die mit zunehmender Ringzahl immer größer werden, und so deren Farbigkeit im sichtbaren Licht zunimmt.

Diese Absorption von Licht, kann aber nicht nur an _-Elektronensystemen geschehen, sie kann auch bei anderen Verbindungen vorkommen, die alle unter dem Begriff Chromophoren zusammengefasst sind, und alle zusammen die Farbstoffe ausmachen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wenn nun an so einen Chromophor auch noch andere Gruppen mit ungebundenen Elektronenpaaren gebunden werden, wirkt der Stoff farbvertiefend, da die Abgabe der angelagerten Energie noch weiter in den Bereich des sichtbaren Lichts verschoben wird. Diese Stoffe werden dann als auxochrome- bzw. als bathochrome- (was dasselbe bedeutet) Gruppen bezeichnet (Vertreter dieser Gruppen sind -OH, -NH2 und -NO2-Gruppen). Abbildung 6 zeigt einige typische Farbstoffe. Der erste ist der Blattfarbstoff Chlorophyll, der mittlere ist ein Carotinoid und der letzte rechts unten ist Luteolin, ein Vertreter der Anthocyane. Dies sind alles Farbstoffe, und man kann an ihnen sehr gut sehen, dass sie alle sehr langkettig sind. Gründe dafür sind ja schon oben angeführt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 6)

Neben diesen Farbstoffen gibt es dann auch die Indikator-Farbstoffe. Diese Farbstoffe färben nicht so wie die normalen Farbstoffe, sondern sie färben aufgrund von Änderungen des sie umgebenden pH-Werts. Dies geschieht durch Anlagerung eines H+-Atoms an den Indikator (Wie z.B.: Lackmus oder Methylorange) wodurch dieser seine Farbe ändert. Je nachdem wie alkalisch oder sauer das umgebende Gemisch ist, desto mehr oder weniger H+-Atome sind vorhanden, und desto mehr oder weniger ändert sich auch die Farbe (vgl. ,,Chemie für Gymnasien Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel", 1985, S.37ff).

Versuche:

1. Versuchsaufbau:

Um die Stoffe schneller eindampfen zu können, ohne ihnen zu schaden, musste eine praktische Lösung gefunden werden. Dieses Problem war schnell durch eine simple Versuchsanordnung gelöst. Diese Versuchsanordnung ist in Abbildung 7 dargestellt. Wie ja allgemein bekannt ist verdampfen Stoffe schneller unter Unterdruck beziehungsweise im Vakuum. Diese Eigenschaft machte ich mir zunutze, in welchem ich an einen Glasrundkolben, indem sich der einzudampfende Stoff und ein Rührfisch befanden, ein Vakuum anlegte, welches mit Hilfe der Wasserstrahlpumpe erzeugt wird. Um zu verhindern, das mir Wasser in den Glaskolben zurückschlägt -da es an einem funktionierenden Rückschlagventil zwischen Wasserstrahlpumpe und Schlauch mangelte- baute ich zwischen Glaskolben und Wasserstrahlpumpe noch eine Waschflasche ein, die ein Rückschlagen des Wassers verhinderte (siehe Abbildung 7).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 7)

Versuchsvorschriften:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Versuchsdurchführung 1 (für feste Genussmittel):

- Zuerst wird das Lebensmittel in ein 250 ml Becherglas gegeben
- 50 ml Wasser und eine Spatelspitze Weinsäure dazugeben
- Gemisch auf der Heizplatte erhitzen, und mit dem Rührfisch umrühren, bis sich das Lebensmittel aufgelöst hat
- Die Wollfäden entfetten (damit sich der Farbstoff besser anlagert), indem man sie mit Cyclohexan schüttelt, und sie dann trocknet
- Entfetteten Wollfaden in das aufgelöste Gemisch geben, und solange umrühren, bis der Wollfaden von dem Farbstoff durchdrungen worden ist und damit gesättigt ist
- Wollfaden herausnehmen und mit fließendem Wasser ausspülen, zwischendurch immer wieder auspressen
- Wollfaden auskochen, und nochmals ausspülen um ihn von allen Unreinheiten zu säubern
- Wollfaden in ein sauberes (250 ml) Becherglas geben, und mit 30 ml der 5%igen NH3- Lösung bis zum Sieden erhitzen (Uhrglas auflegen)
- Nun solange umrühren, bis sich der Farbstoff vom Wollfaden gelöst hat, und in den Ammoniak übergeht
- Wollfaden entnehmen
- Gemisch in die schon beschriebene Versuchsanordnung geben, und bis auf ca. 1 ml eindampfen
- Den soweit eingedampften Farbstoff mit den Glaskappilaren auf die Dünnschicht Chromatographiefolie auftragen, und daneben den Testfarbstoff auftragen
- 10 ml Laufmittel in den Chromatographiebehälter geben, verschließen und die Dämpfe in dem Behälter sammeln
- Vorbereitete DC- Folie in das Becherglas geben, und wieder verschließen
- Nach 20 Minuten das Chromatogramm entnehmen und mit dem Föhn trocknen

(vgl. ,,Begleittext zum Experimentierset: Farbstoffe in Lebensmitteln und Pflanzen", o.J., Nr. 4, V3)

Versuchsdurchführung 2 (für flüssige Genussmittel):

- Das flüssige Genussmittel einfach bis auf ca. 1 ml eindampfen und dann wie oben chromatographieren

Versuchsabbildungen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 8)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.9)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.10)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.11)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 12)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 13)

Auswertung der Versuche:

Bei Abbildung 8 wurde der Alkohol Curacao Blue und der Vergleichsfarbstoff Patentblau V (E131) chromatographiert. Der linke Fleck ist der Alkohol, der rechte Fleck ist der Vergleichsfarbstoff. Dieses Chromatogramm hatte eine Entwicklungsdauer von 20 Minuten, und man kann aus ihm schließen, das in dem Alkohol der Farbstoff E131 enthalten ist, da beide Punkte dieselbe Fließhöhe haben.

Der Rf-Wert (Rf= retention factor) bei diesem Versuch ergibt sich aus der Gleichung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Aus diesem Grund ergibt sich hier ein Rf-Wert von ≈0,8 (genauer Wert: 5,8/7,3), der für diesen Farbstoff, bei gleicher Konzentration des Fließmittels, immer gleich ist.

Abbildung 9 zeigt das Chromatogramm aller mir zur Verfügung stehenden Testfarbstoffe. Sie sind in der Reihenfolge E102, E104, E110, E122, E123, E124, E127, E131 angeordnet. Deshalb ergeben sich so auch bestimmte Rf-Werte, die ich auch nicht verschweigen will:

Rf (E102= Tartrazin) ≈ 0,65 (genauer Wert: 5,5/8,4)

Rf (E104= Chinolingelb) ≈ 0,54 (genauer Wert: 4,6/8,4)

Rf (E110= Gelborange S) ≈ 0,62 (genauer Wert: 5,2/8,4)

Rf (E122= Azorubin) ≈ 0,27 (genauer Wert: 2,3/8,4)

Rf (E123= Amaranth) ≈ 0,55 (genauer Wert: 4,6/8,4)

Rf (E124= Ponceau 4R) ≈ 0,71 (genauer Wert: 6/8,4)

Rf (E127= Erythrosin) ≈ 0,06 (genauer Wert: 0,5/8,4)

Rf (E131= Patentblau V) ≈ 0,89 (genauer Wert: 7,5/8,4)

Diese Rf-Werte sind Werte die als Vergleichswerte benutzt werden können, um in anderen Stoffen diese Farbstoffe festzustellen.

Abbildung 10 zeigt das Chromatogramm von Götterspeise (Waldmeister). Hier kann man sehr gut sehen, dass ein grüner Farbstoff gerne durch mischen von gelbem und blauem Farbstoff entsteht, da sich der Farbstoff aufgespaltet hat, und zwar in drei Farbstoffe (zwei gelbe für Farbänderung und einen blauen zur Grünfärbung).

Rf (Blaue Farbe) ≈ 0.88 (genauer Wert: 6,6/7,5)

Rf (Gelb) ≈ 0.6 (genauer Wert: 4.5/7.5)

Daraus läßt sich ersehen, das in dieser Götterspeise der Farbstoff E131 ( Patentblau V = Blauer Farbstoff) vorhanden ist. Gelb müsste der Farbstoff E110 ( Gelborange S) sein, da er beinahe denselben Rf-Wert wie dieser Farbstoff besitzt, und dieser kleine Rundungsfehler wohl nur auf nicht perfekte (und gleiche) Laborbedingungen wie bei der Chromatographie der Testfarbstoffe hinweist. Der einzelne Punkt neben dem Farbstoffgemisch ist nicht weiter von Bedeutung da er ein Vergleichsfarbstoff ist, aber in dem Gemisch leider nicht vorhanden war. Abbildung 11 zeigt das Chromatogramm einiger Lebensmittelfarbstoffe, die vom Ottonormalverbraucher benutzt werden, um Lebensmittel eine schönere Farbe zu geben. Es zeigt die Farbstoffe in der Reihenfolge:

Grüner Lebensmittelfarbstoff, E104, E131, Gelber Lebensmittelfarbstoff, Roter Lebensmittelfarbstoff, E124, Blauer Lebensmittelfarbstoff. Daraus ergeben sich die Rf-Werte: Rf (Grün): Blau ≈ 0.88 (genauer Wert: 7,5/8,5)

Gelb ≈ 0.56 (genauer Wert: 4,8/8,5)

Rf (Gelb) ≈ 0.56 (genauer Wert: 4,8/8,5) Rf (Rot) ≈ 0.71 (genauer Wert: 6/8,5) Rf (Blau) ≈ 0.88 (genauer Wert: 7,5/8,5)

Jetzt läßt sich leicht folgern, das sich der grüne Lebensmittelfarbstoff aus den Farbstoffen E131 und E104 zusammensetzt, da er genau diese Rf-Werte besitzt. Der gelbe Lebensmittelfarbstoff besteht mit hoher Wahrscheinlichkeit aus dem Farbstoff E104, da auch er genau diesen Rf-Wert besitzt.

Der rote Lebensmittelfarbstoff besteht aus dem Farbstoff E124, und der Blaue Farbstoff besteht aus dem Farbstoff E131, da sie die Rf-Werte dieser Farbstoffe besitzen. Abbildung 12 zeigt das Chromatogramm von Puschkin Red, mit allen möglichen Vergleichsfarbstoffen, die in der Reihenfolge:

Puschkin, E110, E122, E123, E124, E127 angeordnet sind. Der Rf-Wert von diesem Puschkin ist:

Rf (Puschkin) ≈ 0.27 (genau: 2/7,3). Daraus lässt sich leicht ersehen, das es sich hierbei um den Farbstoff E122 handelt, welcher den Alkohol so rot färbt, da er exakt denselben Rf-Wert hat.

Bei Abbildung 13 habe ich Gummibären der Marke ,,Haribo Weinland" chromatographiert. Wie man beim vergleichen mit den beiden verschieden Farbstoffen, die ich als Vergleichsfarbstoffe dazugetan habe, sehen kann handelt es sich um exakt dieselben Farbstoffe. Daraus folgt also, dass in den Gummibären der Marke ,,Weinland" folgende Farbstoffe enthalten sind:

Cochenillerot A, mit einem Rf-Wert von ≈ 0,59 Cochenillegelb, mit einem Rf-Wert von ≈ 0,41 Selbige Werte ergeben sich aus der Errechnung der Rf-Werte des gelben und des roten Farbtones der Gummibären, die auch auf diesem Chromatogramm ganz links zu sehen sind.

Also folgt daraus, dass in den Gummibären die Farbstoffe Cochenillerot A und Cochenillegelb vorhanden sind.

Vor- und Nachteile (Risiken) von Lebensmittelfarbstoffen:

Der große Vorteil, den Farbstoffe haben ist, dass sie es möglich machen, unappetitlich aussehende Lebensmittel in einen Zustand zu bringen, in welchem diese Lebensmittel schön und appetitanregend aussehen. Denn wer will schon etwas essen, was farblich so aussieht, wie schon einmal gegessen. Auch helfen Farbstoffe, Lebensmittel die sehr gesund sind, aber widerlich aussehen, so herzurichten, dass sie lecker und appetitanregend aussehen. Besonders für Kinder ist dies ein gutes Anwendungsgebiet. Denn Kinder sind ja allgemein sehr heikel bei der Wahl der Lebensmittel die sie essen, und sie probieren deshalb erst gar nicht von Lebensmitteln, die zwar ganz gut schmecken, aber nicht sehr appetitlich aussehen. Durch färben kann man ihnen solche Lebensmittel nahe bringen, und ihnen so zeigen das auch solche Lebensmittel appetitlich sind.

Der Nachteil von Farbstoffen ist aber auch, dass sie sehr leicht missbraucht werden können, und zum Beispiel verwendet werden um Lebensmittel, die schon nicht mehr genießbar sind, wieder frischer aussehen zu lassen, um sie dem Verbraucher als frisch zu präsentieren, um sie länger verkaufen zu können. Farbstoffe überdecken auch von der Natur geschaffene Signalfarben, mit denen sie den Menschen vor Gefahr (Gift, etc.) zu warnen versucht, und ihm zeigen will, das er so etwas lieber nicht essen sollte. Aber genau dieser Effekt wird durch Farbstoffe ausgeschaltet, und der Mensch isst das Produkt wovon er vielleicht krank wird oder noch schlimmeres.

Ein weiterer Nachteil ist, dass viele Farbstoffe (besonders künstliche Farbstoffe, d.h. Farbstoffe die künstlich hergestellt werden) krank machen. Sie können Allergien auslösen, oder der Auslöser von Hyperaktivität sein. Auch ist bei vielen Farbstoffen noch gar nicht festgestellt worden, was für Langzeitschäden sie hervorrufen können. Unter Umständen können sie einen Menschen sogar töten, wenn man ihm eine Dosis verabreicht, die groß genug dazu ist.

Ein anderer Nachteil ist, das bei der Herstellung vieler Kunstfarbstoffe extrem viele umweltgefährdende Stoffe entstehen, die einfach vermieden werden könnten, wenn man auf Farbstoffe verzichten würde. So entstehen zum Beispiel bei der Herstellung von 100 kg Benzopurpurin 700 kg umweltschädliche Chemikalien (H2SO4, HCl,...), 168 kg organische Vorprodukte (Toluol, Naphthalin, Anilin), 82 kg Nebenprodukte (Nitrotoluol, Anilin,...) und 686 kg Abfall (HNO3, NaCl, NaSO4, Na-Acetat,...). Diese Umweltschädigungen könnte man einsparen, wenn man keine künstlichen Farbstoffe mehr benutzen würde (vgl. ,,Lexikon der Farbstoffe und Pigmente", S.49).

Alternativen zu Lebensmittelfarbstoffen:

Jeden Tag wird überall in der Welt bewiesen, dass es auch ohne Farbstoffe geht. So wird sich wohl kein privater Haushalt finden, der seine Salate einfärbt, dem Fleisch eine andere Farbe verleiht oder etwas ähnliches vornimmt. Falls einmal etwas gefärbt werden muss, geschieht dies durch Safran, Gemüsesäfte oder einem etwas anderen natürlichen Produkt. Es ist auch schon bewiesen worden, dass es ohne Farbstoffe geht. So wurde zum Beispiel in der Schweiz verboten, Erbsen vor dem Verpacken (oder irgendwann sonst) mit Kupferverbindungen zu behandeln, nur um das natürliche Grün der Erbsen, welches beim Verarbeitungsprozess zum Teil verloren geht, wieder herzustellen. Der Verbraucher hat sich dann im Laufe der Zeit an diese Farbe gewöhnt, und empfindet nun die gefärbten Erbsen als unnatürlich. Aus solchen Beispielen hat man gelernt, und heute sind in vielen Ländern schon sehr viele Farbstoffe verboten worden (Schweden, Norwegen, Griechenland,...) (vgl. ,,Bunt und verführerisch", 1991, Dokument Nr.6)

Literaturverzeichnis

1. Prof. Dr. Hütter, R., Bunt und verführerisch, Zürich, Verlag Orelli Füssli, 1991

2. StR Haas, P., Begleittext zum Experimentierset: Farbstoffe in Lebensmitteln und Pflanzen, Stuttgart, o.J.

3. Katalyse Umweltgruppe, Was wir alles schlucken, Reinbek, Rowohlt Verlag GmbH, 1985, S. 14 - 17, S. 28 - 33

1. OstD Asselborn, W., Akademischer Oberrat Jäckel, M., OstD Dr. Risch, K. T., Chemie heute - Sekundarbereich II, Hannover, Schroedel Verlag GmbH, 1998, S. 342 - 344, S. 407

2. Seilnacht, T., Lexikon der Farbstoffe und Pigmente, Word - Version 2.0, http://www.seilnacht.tuttlingen.com, o.O., o.J.

6. Glöckner, W., Chemie für Gymnasien Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel, C.C. Buchners Verlag, Bamberg, 1985

7. Becker, H., Abitur Training, Chemie 2, Grundlagen und Aufgaben mit Lösungen, Leistungskurs, Stark Verlagsgesellschaft mbH, Freising, 1998

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: ,,Funktionsweise der Reaktivfarbstoffe" Seilnacht, T., Lexikon der Farbstoffe und Pigmente, Word - Version 2.0, http://www.seilnacht.tuttlingen.com, S. 42

Abbildung 2: ,,Mittelalterliche Darstellung eines Färbermeisters" Seilnacht, T., Lexikon der Farbstoffe und Pigmente, Word - Version 2.0, http://www.seilnacht.tuttlingen.com, S.45

Abbildung 3: ,,Die Entwicklung der Farbstoffchemie im 19. Jahrhundert" Seilnacht, T., Lexikon der Farbstoffe und Pigmente, Word - Version 2.0, http://www.seilnacht.tuttlingen.com, S.47

Abbildung 4: ,,Entwicklung der Alizarinproduktion" Seilnacht, T., Lexikon der Farbstoffe und Pigmente, Word - Version 2.0, http://www.seilnacht.tuttlingen.com, S.47

Abbildung 5: ,,Weltverbrauch von Textilfarbstoffen für Baumwolle 1990" Seilnacht, T., Lexikon der Farbstoffe und Pigmente, Word - Version 2.0, http://www.seilnacht.tuttlingen.com, S.47

Abbildung 6: ,,Grenzformeln einiger farbiger Naturstoffe", Ostdr. Asselborn, W., Akademischer Oberrat Jäckel, M., Ostdr. Dr. Risch, K. T., Chemie heute - Sekundarbereich II, Hannover, Schroedel Verlag GmbH, 1998, S.343

Abbildung 7: ,,Versuchsanordnung zur schnelleren Verdampfung der Lebensmittelfarbstoffe", fotografiert von Kumpf, S.

Abbildung 8: ,,Chromatogramm von Curacao Blue", von Kumpf, S.

Abbildung 9: ,,Chromatogramm aller Testfarbstoffe", von Kumpf, S.

Abbildung 10: ,,Chromatogramm von Götterspeise der Marke Waldmeister", von Kumpf, S.

Abbildung 11: ,,Chromatogramm von Lebensmittelfarbstoffen", von Kumpf, S.

Abbildung 12: ,,Chromatogramm von Alkohol der Marke Puschkin Red", von Kumpf, S.

Abbildung 13: ,,Chromatogramm von Haribo Weingummi", von Kumpf, S.