Einteilung von Farbstoffe
Aufgrund der großen Anzahl an verschiedenen Farbstoffen ist eine umfängliche und vollständige Einteilung von Farbstoffen schwierig bis unmöglich. So kann man “Farbstoffe” in Anorganische Farbmittel (= Pigmente) und Organische Farbmittel unterscheiden. Für Organische Farbmittel gibt es mehrere Einteilungsmöglichkeiten. Eine dieser Möglichkeiten ist, Farbstoffe in natürliche und künstliche Farbstoffe einzuteilen.
- Natürliche Farbstoffe sind alle Farbstoffe, die entweder aus Pflanzen oder tierischen Organismen gewonnen. Die wichtigsten Farbstoffe dieser Kategorie sind Indigo, Alizarin und Purpur
- Künstliche Farbstoffe sind alle Farbstoffe, die synthetisch hergestellt werden.
Natürliche Farbstoffe
Wie in der historischen Entwicklung von Farbstoffen erwähnt, lässt sich die Anwendung von Farbstoffen bis in die Antike zurückverfolgen. Die zu dieser Zeit vorhandenen Farbstoffe stellen alle natürlich Farbstoffe dar. Bekannte natürliche Farbstoffe sind das Chlorophyll, Carotin, Flavon … Einige der natürlichen Farbstoffe werden nachfolgend dargestellt:
- Flavon bzw. Flavonfarbstoffe: Diese Farbstoffe sind weitgehend Pflanzenfarbstoffe, die “Farbpalette” der Farbstoffe reicht von Hellgelb bis Gelbgrün. Strukturelles Grundgerüst der Flavonfarbstoffe ist das Flavon, wobei mehrere Hydroxylgruppen an das Flavon-Grundgerüst angebunden werden. Der bekannteste Flavonfarbstoff ist das Chrysin. Bei den Flavonfarbstoffen zeigt sich die Farbvertiefung (=> Bathochromie) durch eine Auxochrome Gruppe (die Hydrxylgruppe) besonders, die Farbvertiefung erfolgt von Gelb bis Gelbgrün, je nach Anzahl der Auxochromen Gruppe.
- Carotin bzw. Carotinoide: Diesen Farbstoff kennen wir vor allem aus Karotten. Die Farbstoffe der Gruppe “Carotinoide” sind strukturell einfach aufgebaut. Es handelt sich bei diesen Farbstoffen um sogenannte Polyene, d.h. langkettige organische Kohlenwasserstoffe mit konjugierten Doppelbindungen. Aufgrund ihrer Struktur sind Carotinodie lipophil und daher kaum wasserlöslich. Neben dem Carotin gehören über 200 Farbstoffe zu dieser Farbstoffklasse. Auch die Xanthophylle, die sogenannten Blattfarbstoffe, gehören (aufgrund ihres strukturellen Aufbaus) zur Gruppe der Carotiniode
- Porhyrinfarbstoffe: Zu dieser Farbstoffklasse gehören die Farbstoffe Chlorophyll und Hämoglobin. Die Bedeutung dieser Farbstoffe liegt aber nicht an deren Farbigkeit, sondern deren biochemischer Funktion. Chlorophyll “liefert” (Sonnen)energie für die Photosynthese, indem es Energie in Form von Licht absorbiert und der Photosynthese-Reaktion zur Verfügung stellt. Das Hämoglobin wiederum dient zur Aufnahme, Transport und Abgabe von Sauerstoff. Die Farbigkeit hat auf diesen Prozess keinen Einfluss.
Natürliche Farbstoffe – Beispiele – Testfragen/-aufgaben
1. Was sind natürliche Farbstoffe?
Als natürliche Farbstoffe bezeichnet man Substanzen, die aus Tieren, Pflanzen oder Mineralen gewonnen werden und in der Lage sind, anderen Materialien Farbe zu verleihen.
2. Nenne drei Beispiele für natürliche Farbstoffe.
Zu den Beispielen für natürliche Farbstoffe gehören Beta-Carotin (Orange), Chlorophyll (Grün) und Anthocyane (Rot/Blau).
3. Woraus wird der Farbstoff Annatto gewonnen?
Der Farbstoff Annatto wird aus den Samenschalen des Orellana-Baums gewonnen.
4. Welcher natürliche Farbstoff gibt Karotten ihre orangene Farbe?
Die orangene Farbe von Karotten wird durch das natürliche Pigment Beta-Carotin verliehen.
5. Welche Rolle spielen natürliche Farbstoffe in der Lebensmittelindustrie?
In der Lebensmittelindustrie dienen natürliche Farbstoffe dazu, Produkten eine ansprechende optische Erscheinung zu verleihen oder ihre natürliche Farbe zu intensivieren.
6. Was ist Indigo und wofür wird es verwendet?
Indigo ist ein natürlicher Farbstoff, der historisch aus verschiedenen Pflanzen gewonnen wurde und traditionell zum Färben von Textilien, vor allem für Jeansstoffe, verwendet wird.
7. Woher stammt der natürliche Farbstoff Safran?
Safran ist ein natürlicher Farbstoff, der aus den getrockneten Stempeln der Krokusblüte gewonnen wird.
8. Welcher natürliche Farbstoff wird oft in Energy-Drinks verwendet?
Beta-Carotin ist ein natürlicher Farbstoff, der oft in Energy-Drinks verwendet wird, um ihnen eine gelb-orange Farbe zu verleihen.
9. Welche natürliche Quelle wird für den Farbstoff E120 (Cochenille) genutzt?
Der Farbstoff E120, auch bekannt als Cochenille, wird aus einer speziellen Art von Schildläusen gewonnen.
10. Sind alle natürlichen Farbstoffe sicher für den menschlichen Verzehr?
Nicht alle natürlichen Farbstoffe sind sicher für den menschlichen Verzehr, einige können Allergien auslösen oder andere negative Effekte haben. Deshalb werden Farbstoffe, die in Lebensmitteln verwendet werden, strengen Kontrollen unterzogen.
