Краситель кармин: цвет, свойства, применение, польза и вред

Кармин – это натуральный краситель на основе карминовой кислоты, который получают из природного сырья. Вещество имеет статус пищевой добавки, ему присвоен индекс Е120. Краситель активно используют в пищевой промышленности, добавляя в рыбную, мясную и кондитерскую продукцию для усиления цвета и улучшения товарного вида. Окрашивание, как правило, даёт ярко-красный цвет, иногда оранжевый или пурпурный. В связи с безопасностью для организма краситель ценится очень высоко, может использоваться в лабораторных исследованиях, косметологии.

Что такое кармин, формула

Кармин – это органическое вещество, синтезируемое полужесткокрылым насекомым – кошенильным червецом. Карминовая кислота – это сложное соединение, имеющее в составе большое количество ароматических вставок (бензольные кольца), а также кислород и гидроксильные группы.

Химическая формула:

С₂₂H₂₀O₁₃

Пигмент в чистом виде представлен красными кристаллами, хорошо растворимыми в воде и органических растворителях (спирте, щелочах и кислотах). Не растворим в хлороформе и бензоле. Выпускается в виде жидкого экстракта, порошка с высокой насыпной плотностью, пластинок, мелкодисперсных кристаллов. Не имеет запаха и определенного вкуса. При различном значении водородного показателя даёт разные оттенки: в кислой среде (pH – 3) цвет оранжевый, при повышении pH до 5,5 раствор краснеет, при водородном показателе, равном 8,8, отмечается яркая пурпурная окраска.

В природе карминовая кислота производится мексиканской кошенилью. Это мелкие насекомые, относящиеся к семейству Коккоидея, паразитируют на различных Опунциях, питаются растительными соками и наносят значительный ущерб этим культурам. Размеры составляют не более 1 см, чаще всего 2-5 мм, распространены в Южной Америке.

Кошениль накапливает вещество перед откладыванием яиц, приобретая ярко-красную окраску, предупреждающую возможных хищников об опасности. Типичный враг этого полужесткокрылого – моли. Вероятно, для них кошенильный червец является ядовитым. Сами насекомые на вкус горькие, однако экстрагируемый краситель безвкусный, безвредный для позвоночных животных.

Химический состав, характеристики, пищевая ценность

Карминовая кислота не усваивается организмом, поэтому имеет нулевую калорийность. Попав в пищеварительный тракт, она не всасывается в кровь через слизистые оболочки, а выходит в неизменном виде. Кармин не обладает пищевой ценностью. В 100 граммах красителя содержится:

Ферментные системы организма человека не могут переварить данный пигмент из-за обилия сложных химических структур – бензольных колец. Благодаря этому полностью исключается какое-либо влияние вещества на здоровье. Поскольку кармин не участвует в метаболизме, он абсолютно безопасен для людей, не накапливается, не наносит никакого вреда.

Иногда в промышленности используют соли карминовой кислоты. Соединение легко реагирует с такими металлами, как алюминий и кальций. Полученные вещества устойчивы к изменению кислотности среды в широком диапазоне, поэтому окраска продукта не меняется. Соли, кроме того, обладают более насыщенным цветом.

Кармин устойчив к воздействию солнечного света, не распадается при нагревании, способен выдерживать воздействие щелочи и кислот. Не поддаётся сольволизу водой.

История использования

Кармин издревле используется для окраски сукна. Первое упоминание о данном красителе датируются по меньшей мере 1 веком нашей эры. Традиционно его добывали в странах, где широко распространена мексиканская кошениль, а также разные другие виды этого насекомого (польская, арабская, дубовая). Однако именно в мексиканской содержится наибольшая концентрация красящего компонента (около 95%), поэтому основные запасы сосредоточились на территории современной Испании.

Путешественников, странствующих по Центральной и Южной Америке, поражала насыщенность красного цвета, которым были выкрашены одеяла, подушки, предметы гардероба, ковры. Многие государства стремились получить такой же яркий оттенок, который был недостижим, т.к. искусственный синтез еще недостаточно развился. Вскоре пигмент очень возрос в цене, им стали торговать наряду с драгоценными металлами.

В 1502-1507 годах император ацтеков Монтесума в качестве дани брал с завоёванных земель кошениль, а также уже окрашенные тканями. Уже к 15 веку кармин был насколько ценен, что использовался в качестве обменной валюты. В 17 веке спрос на импортный товар в Европе возрос так, что Мексика экспортировала его наравне с серебром и золотом.

В Российской империи предпринимались попытки разведения кошенили для добычи красителя. Екатерина Великая в 1768 году пыталась стимулировать поиск кошенильного червеца на территории страны. Похожий вид семейства был найден в 1804 году. Его биологию и географию описал князь Куракин, собрав подробные сведения у различных ученых. Польская кошениль обитает на корнях земляники и распространена на Украине и в Европейской части России. Этот кармин хорошо окрашивал шерсть и пряжу. Однако добыча красителя из данного вида была затруднительна, выход продукта получался очень маленьким, усилия по экстрагированию пигмента не окупались, поэтому вскоре производство сошло на нет.

В конце 19 века быстрыми темпами развивалась химия. Синтетические красящие соединения завоёвывали рынок, поскольку их получение было менее трудоёмким, а цена – ниже. Постепенно спрос на натуральный кармин стал падать.

Многочисленные исследования безопасности искусственных добавок обнаруживали негативное влияние синтетических красителей. Многие из них накапливались в организме, некоторые снижали когнитивные способности (внимание, память). В 1970-1990 годах началось массовое возвращение к натуральным пигментам. Поэтому на рубеже 20-21 веков снова повысился спрос на карминовую кислоту, началось массовое производство и применение в пищевой промышленности, косметологии.

На сегодняшний день Е120 разрешена во всех странах мира, в том числе в России, США, Японии. Основной поставщик кармина – Перу (более 95%), перепродажей занимается Китай.

Получение и производство

Изначально кармин получали из диких популяций кошенили, заселяющих опунцию. Затем люди перешли к целенаправленному культивированию насекомого: яйца засаживаются на растения на специальных плантациях. Для экстрагирования пигмента подходят только бескрылые самки, которые ведут прикрепленный образ жизни, крепко присасываясь к мякоти опунции. Самцы имеют крылья и не задерживаются на кактусах, активно летают и оплодотворяют самок.

Кошенили

Процесс производства идет в несколько этапов:

1. Поля засеиваются опунциями, которые отличаются очень интенсивным ростом. В популяцию растений вносят яйца насекомых.
2. Спустя непродолжительное время из яиц выходят уже имаго – взрослые, готовые к питанию и размножению особи кошенили.
3. Как только жучки прикрепились к мякоти растения, «листья» опунции, наиболее густо усаженные кошенилью, собирают и переносят в теплицу.
4. В теплице куски кактуса подвешивают под потолком и продолжают культивировать насекомое при определенной температуре до тех пор, пока они не начнут формировать яйца. Здесь происходит размножение. В этот период концентрация карминовой кислоты в их тельцах в несколько раз возрастает.
5. С помощью жёстких щёток рабочие стряхивают с опунции «созревшую» кошениль в специальные ёмкости 2-3 раза за полгода.
6. Отобранный материал тщательно высушивается, затем давится под прессами и растирается в порошок.
7. Порошкообразная смесь обрабатывается аммиаком или кальцинированной содой.
8. Раствор фильтруется.
9. Для получения жидкого красителя его растворяют в воде (пищевой) либо в органических растворителях (для тканей). Порошок кармина получают выпариванием профильтрованного раствора.

В год Перу отправляет на продажу около 75 тонн Е120. Для получения 1 тонны кармина необходимо более 155 тонн особей кошенили. Процесс сбора и культивирования очень трудоёмкий и требует много времени, поэтому краситель стоит дорого и его применение несколько ограничено.

Воздействие на организм

Кармин не оказывает негативного влияния на организм. Приём пищи, содержащей данный пигмент, иногда приводит к аллергическим реакциям, что, возможно, связано с долей примеси воска, покрывающего тельце насекомого. В остальных случаях пищевая добавка абсолютно безвредна, не оказывает никакого негативного эффекта на здоровье.

Вред для организма, противопоказания, побочные эффекты

При употреблении продуктов, в составе которых имеется карминовая кислота, возможно проявление тяжёлых аллергических реакций: приступы кашля, анафилактический шок, крапивница. Однако это случается крайне редко, такое состояние может возникать у гиперчувствительных людей. Человеку, склонному к аллергиям, следует изучать состав продукции на предмет наличия добавки Е120.

Другие возможные негативные последствия после употребления кармина связаны с индивидуальной непереносимостью. Она никогда не исключена и обнаружить её можно, попробовав вещество. Если наблюдается расстройство желудочно-кишечного тракта, тошнота, рвота, боли, это может быть связано с воздействием карминовой кислоты.

С осторожностью нужно употреблять Е120 беременным женщинам, пожилым людям и детям, что связано с нестабильностью и ослабленностью их иммунной системы, которая может отреагировать на чужеродное соединение аллергией или нарушением работы ЖКТ.

Полезные свойства

Кармин ценится за то, что он способен давать широкий спектр различных окрасок от оранжевой до интенсивно-пурпурной, при этом никак не влияя на организм. Проходя с непереваренными остатками пищи через кишечник, вещество выделяется в неизменном виде, поэтому не наносит вреда здоровью. В отличие от других красителей, карминовая кислота не проявляет канцерогенные свойства, не влияет на плодовитость и нервную систему. Важно, что при окраске тканей Е120 впоследствии не провоцирует аллергических высыпаний на коже.

Применение кармина

Карминовая кислота используется во многих сферах в качестве натурального красителя, окрашивающего сырьё в яркие цвета без влияния на качество продукции. Особенное распространение Е120 получила в пищевой промышленности из-за безвредности.

Применение кармина в пищевой промышленности

Кармин добавляют в различные продукты питания для придания им окраски красных оттенков. В этом отношении добавка очень удобна, поскольку в чистом виде при различной кислотности способна изменять цвета в диапазоне от оранжевого до лилового, фиолетового. При этом добавление определённых металлов быстро стабилизирует окрашивание, увеличивает насыщенность цвета и продлевает длительность действие окраски.

Карминовой кислотой подкрашивают множество продукции, которая должна иметь розоватый или красный оттенок. Код Е120 можно встретить на упаковке следующих товаров:

• колбасные изделия (в том числе сосиски);
• мясные деликатесы;
• красная рыба;
• красная икра (имитация);
• крабовые палочки;
• фруктовые джемы;
• мармелад и другая цветная желейная продукция;
• конфеты (в составе помадки);
• хлебобулочные изделия;
• глазури;
• молочные десерты;
• кисломолочные продукты (йогурты);
• мороженое;
• соусы (кетчуп);
• сухие завтраки;
• алкогольные напитки, газированные неалкогольные напитки;
• соки.

Нередко кармин входит в состав пищевых красителей для пасхальных яиц. В домашней кулинарии иногда может применяться для придания нужного цвета кремам и бисквитам, однако для повседневного обихода она обходится неоправданно дорого.

Допустимая суточная доза употребления кармина составляет 5 мг на 1 кг веса человека. Для окрашивания необходимо очень малое количество красителя, но нормативно-правовые акты устанавливают нормы внесения пигмента в продукцию:

Использование добавки Е120 в продуктах питания ограничивается в связи с происхождением. Для веганов и вегетарианцев добавка не подходит, поскольку добывается из животных. Представители некоторых религий также порицают получение кармина из насекомых и не употребляют в пищу товары, в состав которых входит данный краситель.

Применение кармина в косметологии

Кармин входит в состав дорогой и натуральной косметики. Она создаёт приятный и ровный оттенок различных косметических средств:

• помада;
• тушь;
• румяна;
• блески для губ;
• подводки;
• тени.

Этот краситель абсолютно безопасен для применения, не вызывает аллергии, долговечен. Минус вещества только в высокой цене. Нередко Е120 добавляют в зубную пасту, т.к. кармин можно проглатывать.

Применение кармина в других сферах

До сих пор карминовую кислоту используют в текстильной промышленности. С помощью данного пигмента, как в древние времена, окрашивают хлопковые и иногда синтетические ткани, более активно – шерсть, полушерсть, нитки. Кармин также встречается в художественных красках: акварели «Ленинград» и «Белые ночи».

В лабораториях вещество выполняет функцию индикатора в процессе определения талия, циркония, а также в фотохимическом и люминесцентном определении наличия бария. Нередко кармином окрашивают постоянные гистологические препараты для дальнейшего микрокопирования.

Где купить и сколько стоит кармин

Пищевой краситель в виде порошка или жидкости можно в розницу приобрести в различных кондитерских магазинах, в интернет-магазинах. Упаковка, содержащая 10 грамм красителя, стоит порядка 170 рублей. Оптовые закупки кармина начинаются с веса 500 грамм. Такая пачка стоит около 3500 рублей, продают заводы-производители или отечественные или китайские перекупщики.

Заключение

Кармин – это натуральный краситель, получаемый из полужесткокрылых мелких насекомых вида мексиканская кошениль. Соединение применяется в пищевой промышленности, имеет код пищевой добавки Е120. Пигмент безопасен для человека, добавляется в продукты в очень малом количестве, никак не влияя на их вкус и качество. Карминовая кислота используется для подкрашивания косметических средств, а также для придания тканям яркого красного цвета.