Et les colorants naturels ?

Et si l'on utilisait des colorants d'origine naturelle ?

De nos jours, les industriels utilisent essentiellement des colorants alimentaires artificiels ou synthétiques, afin de nous donner envie de consommer de jolis produits avec de belles couleurs. Mais ils sont en général plus dangereux pour notre santé. Ils utilisent ces types de colorants de part leur faible coût, ainsi que leur possibilité infinie de couleurs qui ne sont pas toutes présentes dans la nature.

Ne peut-on pas faire mieux et utiliser des colorants d’origine naturelle et donc moins dangereux pour la santé de la population ?

Nous allons alors comparer un colorant alimentaire d’origine naturelle, le jaune curcumine E100 avec notre colorant alimentaire synthétique, le jaune tartrazine E102. Nous allons tester la résistance de ces deux colorants à différentes propriétés physiques telles que leur résistance à la température, à la lumière et enfin a des pH de valeurs différentes.

Dans un premier temps, on teste les colorants à la température.

Expérience à influence de la température sur les colorants jaune curcumine (E100) et du jaune tartrazine (E100)

Introduction et objectifs :

On cherchera à savoir si la température (aussi bien négative que positive) a une incidence quelconque sur la couleur des colorants alimentaires étudiés, c'est à dire le jaune curcumine (E100) d'origine naturelle et le jaune tartrazine (E100), étant une synthèse.

Dans un deuxième temps, on déterminera alors, quel est le meilleur colorant jaune (entre la curcumine et la tartrazine) du point de vue de la résistance à la température, si les résultats de l'expérience sont concluants.

Matériel :

- Colorant pur jaune tartrazine (E102)

- Colorant pur jaune curcumine (E100)

- 6 tubes à essai

- Un bain-marie pour tubes à essai

- Une grande cuve

- 2 béchers de 25ml

- Glaçons

- Eau salée

- 2 thermomètres

Protocole expérimental :

1. Préparation des solutions de colorants :

- Dans un premier bêcher de 25ml, placer 3 gouttes de colorant jaune tartrazine.

- Diluer ensuite ces gouttes avec de l'eau distillée jusqu'au trait 25ml du bêcher.

- Marquer ce bêcher du signe "E102".

- Dans un second bêcher de 25ml, placer 3 gouttes de colorant jaune curcumine.

- Diluer ensuite ces gouttes avec de l'eau distillée jusqu'au trait 25ml du bêcher.

- Marquer ce bêcher du signe "E100"

2. Préparation des tubes à essai :

- Placer, dans trois tubes à essai, de la solution de jaune tartrazine.

- Marquer ces tubes du signe "E102".

- Placer, dans les trois autres tubes à essais, de la solution de jaune curcumine.

- Parquer ces tubes du signe "E100".

3. Tubes témoins :

- Placer un tube "E100" et un tube "E102" à température ambiante.

4. Tubes température positive :

- Allumer le bain-marie.

- Placer un tube "E100" et un tube "E102" dans le bain-marie jusqu'à ce que la température de ce dernier atteigne 100°C au thermomètre.

- Retirer les tubes.

- Comparer la couleur de ces tubes avec les tubes témoins.

5. Tubes température négative :

- Placer, dans une grande cuve, des glaçons et de l'eau salée.

- Placer ensuite le thermomètre dans la cuve.

- Placer enfin les tubes à essais dans la cuve pendant 30min, en vérifiant toujours bien que la température à l'intérieur de la cuve soit négative.

- Retirer les tubes.

- Comparer la couleur de ces tubes avec les tubes témoins.

Déroulement de l'expérience :

Photographie de la plante dont est issu le colorant E100 jaune Curcumine

Respectivement photographie d'une goutte de jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée et photographie d'une goutte de jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

Photographie des tubes à essais de départ contenant trois tubes de jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée et trois tubes de jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

Photographie de l'expérience à influence de la chaleur sur deux tubes : l'un contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée et l'autre contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

Photographie de l'expérience à influence du froid négatif sur teux tubes : l'un contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée et l'autre contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

Photographie des résultats :

1. Témoin contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

2. Tube contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé à la chaleur.

3. Tube contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé au froid négatif.

4. Témoin contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

5. Tube contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé à la chaleur.

6. Tube contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé au froid négatif.

Observations :

- Avant l'expérience, nous comparons les deux colorants sans aucun autre produit. Nous pouvons alors voir que la tartrazine liquide (E102) a un aspect fluide, homogène alors que la Curcumine (E100) a un aspect plutôt trouble, et ne semble pas très homogène.

- Au début de l'expérience, nous constatons déjà une première petite différence entre la solution de jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée qui apparaît très translucide et la solution de jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée qui apparaît un peu opaque. De plus, dans la première solution évoquée ci-dessus, nous constatons que le jaune est clair, alors que dans la deuxième solution le jaune est plus foncé.

- Durant l'expérience, nous ne constatons pas de changements brusques de la couleur initiale des deux solutions.

- Selon la photographie précédente qui nous présente les résultats de l'expérience à influence de la température sur les colorants jaune curcumine (E100) et du jaune tartrazine (E100), nous observons que toutes les solutions de jaune tatrazine E102 liquide diluées avec 25 mL d'eau distillée n'ont se sont pas écartés de la couleur originale (selon le témoin). Quant aux tubes contenant du jaune curcumine E100 liquide diluées avec 25 mL d'eau distillée, celui ayant été placé à la chaleur correspond parfaitement à la couleur originale présente dans le tube témoin mais celui ayant été placé au froid négatif à légèrement changé de couleur, il a foncé.

Analyse :

- Nous pouvons en déduire des deux premières observations que les industriels usent plus facilement du jaune tartrazine (E102) que du jaune curcumine (E100), de part l'aspect de départ et d'autre part celui après la dilution dans de l'eau distillée, moins trouble et plus homogène.

- Nous pouvons en déduire des observations suivantes que les industriels usent plus facilement du jaune tartrazine (E102) que du jaune curcumine (E100) car la résistance à la chaleur du premier colorant est plus grande que celui du second, notamment à la chaleur.

Conclusion générale de l'expérience :

Nous avons donc prouvé qu'il est difficile pour les industriels d'utiliser un colorant jaune d'origine naturelle jaune curcumine (E100) face à la tartrazine (E102) puisqu'il :

- Est très peu homogène au premier aspect, très huileux et peu homogène contrairement au colorant jaune jaune tartrazine (E102), qui lui semble être très homogène et fluide.

- Est trouble lors de la dilution avec de l'eau distillée, alors que la solution avec le second colorant est translucide.

- Est peu résistant à la température, notamment aux températures hautes, aux alentours de 100°C, puisqu'il change de couleur, contrairement au second colorant, qui lui reste parfaitement conforme à la couleur témoin.

Dans un deuxième temps, on teste les colorants à la lumière.

Expérience à influence de la lumière sur les colorants jaune curcumine (E100) et du jaune tartrazine (E100)

Introduction et objectifs :

On cherche à savoir si la lumière a une incidence quelconque sur la couleur des

colorants alimentaires étudiés, c'est à dire le jaune curcumine (E100) d'origine naturelle et le jaune tartrazine (E100), étant une synthèse.

Dans un deuxième temps, on déterminera alors, quel est le meilleur colorant jaune

(entre la curcumine et la tartrazine) du point de vue de la résistance à la lumière, si les

résultats de l'expérience sont concluants.

Matériel :

- Colorant pur jaune tartrazine (E102)

- Colorant pur jaune curcumine (E100)

- 4 tubes à essai

- Eau distillée

- Lampe

- 2 béchers de 25ml

Protocole expérimental :

1. Préparation des solutions de colorants :

- Dans un premier bêcher de 25ml, placer 3 gouttes de colorant jaune tartrazine.

- Diluer ensuite ces gouttes avec de l'eau distillée jusqu'au trait 25ml du bêcher.

- Marquer ce bêcher du signe "E102".

- Dans un second bêcher de 25ml, placer 3 gouttes de colorant jaune curcumine.

- Diluer ensuite ces gouttes avec de l'eau distillée jusqu'au trait 25ml du bêcher.

- Marquer ce bêcher du signe "E100".

2. Préparation des tubes à essai :

- Placer, dans deux tubes à essai, de la solution de jaune tartrazine.

- Marquer ces tubes du signe "E102".

- Placer, dans les deux autres tubes à essais, de la solution de jaune curcumine.

- Marquer ces tubes du signe "E100".

3. Tubes témoins :

- Placer deux tubes, un contenant de la solution de jaune tartrazine et un contenant de la solution de jaune curcumine dans un environnement sans lumière.

4. Tubes exposés à la lumière :

- Placer les deux autres tubes, l'un contenant de la solution de jaune tartrazine et l'autre

contenant de la solution de jaune curcumine sous une lampe pendant 48heures.

- Comparer ensuite les tubes placés sous la lumière aux tubes témoins, n'ayant été mis

sous aucune source de lumière.

Déroulement de l'expérience :

Photographie de mise en place des deux tubes contenant les solutions des deux colorants différents E100 et E102 à la lumière.

Photographie des résultats :

1. Tube contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été 48 heures à la lumière.

2. Tube contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé 48 heures dans l'obscurité.

3. Témoin contenant du jaune Curcumine E100 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

4. Tube contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé 48 heures à la lumière.

5. Tube contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée ayant été placé 48 heures dans l'obscurité.

6. Témoin contenant du jaune Tatrazine E102 liquide diluée avec 25 mL d'eau distillée.

Observations :

- Après 48h, nous n'observons pas de différence majeure entre les tubes placés à la lumière, les tubes placées dans l'obscurité et les tubes témoins. En effet, les tubes de E102 ont gardé le même aspect clair et homogène. Les tubes de curcumine ont également préservé leur apparence huileuse et trouble.

Analyse :

- Ces différents colorant ne semblent pas réagir à la lumière ou l'obscurité, ou changer de couleur lors de l'exposition à une forte ou faible intensité lumineuse.

Conclusion générale de l'expérience :

Nous pouvons alors en conclure que les deux colorants restent de même apparence quelque soit l'intensité de la lumière ou ils sont exposés. Donc, suite à cette expérience, il n’y en a pas un qui se démarque de l’autre.

Dans un troisième temps, on teste les colorants à différentes valeurs de pH. On réalise d'abord une gamme de pH.

Préparation d'une gamme de pH

Introduction et objectifs :

Cette expérience est préliminaire à d'autres (ici, comparaison de la tartrazine et de la curcumine suivant des variations de pH) et propose de réaliser une gamme de solution tamponnés de pH 0 à pH 14 à partir de solutions commerciales d'acide chlorhydrique et de soude.

Matériel :

- Une pipette jaugée de 10ml

- Un pipteur

- Une fiole de 100ml

- 15 bêchers d'au moins 100ml

- Acide chlorhydrique à environ 23%

- Soude (hydroxyde de sodium) en grains

- Eau distillée

- Balance

- Papier pH

Attention : Porter une blouse, des gants et des lunettes !

Protocole expérimental :

Partie 1 : réalisation des solutions de pH acides : 0 à 6

- L'acide chlorhydrique a 23% contient environ 7,5 mol.L-1 d'acide. On diluera donc 7,5 fois cet acide pour obtenir une solution à 1mol.L-1.

- Réalisation du pH 0 : prélever 2x10 ml d'acide chlorhydrique et les verser dans le premier bêcher sur lequel on étiquettera "pH 0". Prélevez 13 fois 10ml d'eau distillée et ajouter à l'acide. Homogénéiser. On a donc obtenu 150ml de notre solution pH 0.

- Pour les solutions de pH 1 à 6 : diluez dix fois la solution de pH 0 pour obtenir une solution de pH 1. Diluer ensuite dix fois la solution de pH 1 pour obtenir une solution de pH 2, et ainsi de suite jusqu'à obtenir un pH 6.

Partie 2 : réalisation des solutions de pH basiques : 14 à 8

- On commence par préparer une solution de soude a 1mol.L-1 à partir de soude en granulés.

Peser 20g de soude et dissolvez-les dans 500ml de soude (attention à la réaction très exothermique, allez-y petit à petit.). On constitue ainsi une solution de "pH 14" (NaOH 1mol.L-1). Verser dans un nouveau bêcher étiqueté "pH 14".

- De la même manière que pour l'acide, mais dans le sens inverse, procédez par dilutions en cascades à partir de la solution précédemment obtenue pour préparer les solutions de pH 13, 12...

Partie 3 : réalisation de la solution de pH neutre : 7

- Utilisez directement l'eau distillée.

Pensez à bien vérifier le pH de toutes les solutions grâce au papier pH.

Déroulement de l'expérience :

Photographies respectives d'acide chlorydrique à 23% et de pastilles de soude.

Photographie des différentes solutions de pH du plus acide au plus basique (1, 3, 7, 11, 13), et des dix tubes à essai, cinq contenant une goutte de colorant jaune tartrazine (E102) et cinq contenant une goutte de jaune curcumine (E100).

Réalisons ensuite la comparaison :

Expérience à influence du Ph sur les colorants jaune curcumine (E100) et du jaune tartrazine (E102)

Introduction et objectifs :

On cherche à savoir si le pH a une incidence quelconque sur la couleur des

colorants alimentaires étudiés, c'est à dire le jaune curcumine (E100) d'origine naturelle et le jaune tartrazine (E100), étant une synthèse.

Dans un deuxième temps, on déterminera alors, quel est le meilleur colorant jaune

(entre la curcumine et la tartrazine) du point de vue de la résistance au Ph, si les résultats de l'expérience sont concluants.

Matériel :

- 2 supports à tubes à essais.

- 10 tubes à essais

- 5 solutions de Ph différentes (du plus acide -> 1 et 3, en passant par le neutre -> 7 et le plus basique -> 11 et 13)

- Colorant pur jaune tartrazine (E102)

- Colorant pur jaune curcumine (E100)

- 2 pipettes

Protocole expérimental :

1. Sur chaque support, répartir dans cinq tubes à essai une goutte d'un des deux

colorants.

2. Ajouter ensuite dans les tubes à essai de chaque support une solution de pH différent

pour chaque tube (répartir équitablement).

3. Agiter chaque tube afin que les colorants et les différentes solutions de Ph forment des mélanges homogènes.

4. Observer.

Déroulement de l'expérience :

Photographie des résultats :

1. Tube contenant une goutte de jaune Tartrazine (E102) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 1.

2. Tube contenant une goutte de jaune Tartrazine (E102) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 3.

3. Tube contenant une goutte de jaune Tartrazine (E102) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 7.

4. Tube contenant une goutte de jaune Tartrazine (E102) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 11.

5. Tube contenant une goutte de jaune Tartrazine (E102) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 13.

6. Tube contenant une goutte de jaune Curcumine (E100) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 1.

7. Tube contenant une goutte de jaune Curcumine (E100) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 3.

8. Tube contenant une goutte de jaune Curcumine (E100) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 7.

9. Tube contenant une goutte de jaune Curcumine (E100) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 11.

10. Tube contenant une goutte de jaune Curcumine (E100) pure diluée avec quelques gouttes d'une solution au pH 13.

Observations :

- Selon la photographie précédente qui nous présente les résultats de l'expérience à influence du Ph sur les colorants jaune curcumine (E100) et du jaune tartrazine (E102), nous observons que, lors de l'ajout de différentes solutions de pH à une goutte de jaune tartrazine (E102), la couleur de la solution est uniformément jaune translucide comme le témoin (pH neutre), quelque soit la valeur du pH de la solution ajoutée sur la goutte de colorant.

- On observe de surcroit, que la couleur du colorant d'origine naturelle jaune curcumine (E100) est très variable selon la valeur du pH de la solution ajoutée sur la goutte de colorant. En effet, plus la valeur du pH est basique, plus la couleur jaune originelle du colorant vire au orange puis au rouge cuivré. Cependant, quand le pH est acide, la couleur jaune originelle du colorant reste la même, et ne vire pas dans le rouge.

Analyse :

- Nous pouvons en déduire des observations précédentes que les industriels usent plus facilement du jaune Tartrazine (E102) que du jaune Curcumine (E100) car la résistance aux différents pH du premier colorant est plus grande. En effet, quand le jaune curcumine (E100) est en contact avec une solution de pH basique, il vire au orange, puis même au rouge.

Conclusion de l'expérience :

Nous avons donc prouvé qu'il est difficile pour les industriels d'utiliser un colorant jaune d'origine naturelle jaune Curcumine (E100) face à la Tartrazine (E102) puisqu'il :

- Est peu résistant quand il est mélangé avec une solution de pH basique, puisqu'il change de couleur, en virant vers du rouge-orangé, contrairement au E102, qui résiste et ne change pas de couleur à proximité de n'importe quelle valeur de pH.

CONCLUSION GENERALE DE LA SOUS-PARTIE :

Nous avons donc prouvé qu'il est difficile pour les industriels d'utiliser un colorant jaune d'origine naturelle jaune Curcumine (E100) face à la Tartrazine (E102) puisqu'il :

- Est très peu homogène au premier aspect, très huileux et peu homogène contrairement au colorant jaune Tartrazine (E102), qui lui semble être très homogène et fluide.

- Est trouble lors de la dilution avec de l'eau distillée, alors que la solution avec le second colorant est translucide.

- Est peu résistant à la température, notamment aux températures hautes, aux alentours de 100° C, puisqu'il change de couleur, contrairement au second colorant, qui lui reste parfaitement conforme à la couleur témoin.

- Est peu résistant quand il est mélangé avec une solution de pH basique, puisqu'il change de couleur, en virant vers du rouge-orangé.

Cependant, il est tout à fait possible d'utiliser ce genre de colorant naturel à la maison, pour les patisseries par exemple !

Les colorants et leurs mystères