Поскольку цвет представляет собой один из самых ярких и бросающихся в глаза признаков драгоценных камней, не было недостатка в попытках его искусственно изменить.

Чаще всего это делается с помощью простого нагревания, или обжига.

Вот как описывал изменение окраски топаза путем обжига лейб-медик герцога Орлеанского Геттар еще в 1751 г.: «Месье Дюмель, золотых дел мастер, сочетающий искусность в своем ремесле с похвальной философской любознательностью и стремлением к исследованию, в особенности всего того, с чей он сталкивается в работе, рассказывал мне, что бразильские топазы в огне теряют свой желтый цвет, приобретая взамен то более светлую, то более темную розовую окраску, делающую их похожими на бледные рубины. Об этом изменении, известном, как мы думали, нам одним, уже знали некоторые ювелиры, однако они усердно его замалчивали и все еще продолжают замалчивать, так как для них гораздо важнее та прибыль, которую они из этого могут извлечь и действительно уже нередко извлекали, чем какая-то мелкая философская диковинка.

Они пользовались своим открытием, чтобы иной раз продать рубин, изготовленный в огне, за природный, и торговцы, наверное, никогда не прибегали к более невинному обману. Ведь покупатель в самом деле получает за свои деньги рубин, и какая важность, что этот рубин обязан своим совершенством не природе, раз некоторое искусство придает ему столь же стойкий цвет, как у лучших рубинов, причем тем более красивый, чем невзрачнее и темнее был топаз»

В заключение Геттар сообщает, что это открытие случайно сделал один камнерез из Лиссабона, уронив камень в горячую золу.

В середине XVIII в. путем обжига умели обесцвечивать бурые, дымчатые, кварцы, а немного позже научились превращать их таким способом в лимонно-желтые цитрины. Обжиг карнеола также уже в XIX в. применялся в Индии, вблизи Бароды, шт. Гуджарат. Обжиг агатов до красного цвета был впервые открыт в Идаре (ФРГ) в 1813 г. Там заметили, что желтоватые и серые агаты из одной определенной каменоломни (Ильгесгейм, Глазерберг), долго пролежавшие на поверхности земли, приобретают красноватый отлив, который у агатов, поступивших непосредственно из карьера, не наблюдается. Это различие в окраске вначале приписывали влиянию солнечных лучей и стали выставлять агатовые изделия на солнце, однако безуспешно. Находки красных агатов на кострищах дали затем основание заподозрить, что причиной изменения цвета мог быть жар. Тем не менее, первые попытки обжига не дали успешных результатов. Хотя камни и становились красными, но они растрескивались в огне, распадаясь на части. Лишь после того как догадались предпослать обжигу агатов длительное (в течение нескольких недель) высушивание, удалось наконец добиться желаемого. Подобным образом было открыто изменение окраски аметиста в огне: бразильские гаучос (пастухи-скотоводы) в штате Риу-Гранди-ду-Сул как-то положили несколько крупных штуфов аметиста вблизи от огня, на котором жарили на вертеле мясо. Якобы на следующее утро, остыв, эти штуфы пожелтели. Из аметиста путем обжига могут быть получены также бесцветные и зеленые камни. Когда в 1911 г. в Идаре получили крупный аквамарин весом в 110 кг, была предпринята успешная попытка изменить цвет его внешней части с зеленого на голубой посредством нагревания. После этого стало обычным изменять окраску зеленоватых бериллов прокаливанием. В 20-е годы, когда на рынок поступили синеватые турмалины из Намибии, им удалось придать путем нагревания зеленые тона. Синие цоизиты также обязаны своим красивым цветом прокаливанию.

Все эти цветовые изменения необратимы, поэтому о них нет надобности официально сообщать при продаже камней. Лишь у некоторых цирконов изменение окраски носит обратимый характер: спустя некоторое время они вновь возвращают свой первоначальный цвет.

Второй способ изменения цвета драгоценных камней- облучение. Например, бесцветным алмазам придается таким путем зеленая окраска. Речь идет о радиоактивном облучении, при этом действие, а-, Р- и у-излучения неодинаково (особенно эффективны Р- и у-лучи). Выцветшим на свету аметистам радиоактивное облучение возвращает их прежний цвет, кунцит под его действием становится зеленым, как гидденит, и т. д. (хотя изменение окраски и является обратимым).

Изменение цвета происходит и под действием ультрафиолетового и рентгеновского облучений, но для изменения окраски драгоценных камней они почти не применяются. Иногда естественная окраска камней (например, некоторых цирконов) бывает обусловлена радиоактивным излучением. Космическому излучению обязан своим цветом дымчатый кварц, но можно и посредством радиоактивного облучения окрасить горный хрусталь в бурый цвет, то есть превратить его в дымчатый кварц.

В то время как при изменении цвета минералов нагреванием или облучением не вводится никаких посторонних веществ, при окрашивании драгоценных камней используется краситель. В этом случае, следовательно, происходит изменение состава минерала.

Уже римлянам было известно, как можно продать отдельным драгоценным камням другие цвета или улучшить их собственную окраску. Например, Плиний упоминает сочинения, в которых приводятся рецепты окрашивания горного хрусталя и других прозрачных драгоценных камней в цвета смарагда (изумруда) или же превращения сардера в сардоникс. Далее Плиний сообщает, что в Эфиопии более тусклые карбункулы в течение 14 дней травили уксусной кислотой, после чего они приобретали блеск и столько же месяцев его сохраняли. В 75-й главе 37-го тома своей «Естественной истории» римский писатель упоминает о том, что некоторые геммы из агата, вероятнее всего, являются «сделанными», а не природными (то есть что их цвет искусственно изменен). Вдобавок он рассказывает, как находимые в Аравии желваки агата, агатовые миндалины, в течение семи дней и семи ночей вываривались в меду и затем обрабатывались художниками таким образом, что в камне выявлялись жилки, полоски и пятнышки; это делало их особенно подходящими для изготовления украшений.

Уже Лессинг полагал, что Плиний не мог иметь в ввиду одну только очистку поверхности агатов. Decoctus melli Corsici (корсиканский медовый отвар), о котором он упоминает, должен был проникать в геммы глубже и воздействовать на всю массу камня.

В XVIII в. в Идаре тоже научились выявлять на поверхности агатов разноцветные рисунки; это делалось с помощью растворов солей металлов. Однако оставалось неизвестным, что некоторые воды агатов могут быть насквозь пропитаны красителями.

Шлифовщики драгоценных камней в античном Риме лучше всего умели окрашивать ониксоподобные агаты в черный цвет. Указание Плиния насчет варки агатов в медовом растворе составляло лишь часть секрета. Далее с помощью гигроскопической серной кислоты из углеводов меда удаляли воду, после чего использовали оставшийся черный углерод.

В 1819 г. в Идаре овладели искусством окраски агатов в черный цвет, что стало главной причиной расцвета там агатовой промышленности. Перемещение центра камнерезного искусства из Италии в Париж также, очевидно, было непосредственно связано с этим открытием.

В 1822 г. овладели методом окраски в светло-желтый цвет халцедона (с помощью азотной кислоты). К этому же времени, по-видимому, научились подкрашивать хризопраз, усиливая его зеленый цвет.

С 1845 г. известен способ окраски агатов в синий цвет путем травления их кровяной солью; в 1850 г. для придания агатам красного цвета были впервые применены соединения железа. С 1860 г. для сообщения агатам зеленой окраски разных оттенков используется хромовая кислота, а в 1822 г. был разработан способ окрашивания агатов в коричневый и бурый тона.

Уже в 1824 г. было опубликовано предостережение против окрашенных камней: «Шлифовальщики камней в Оберштейне и Идаре-на-Наэ уже давно упражнялись в искусстве так усиливать окраску отечественных карнеолов путем варки их в серной кислоте, что они становились неотличимыми от самых красивых арабских и суринамских. Теперь они умеют также искусственным путем превращать почти прозрачный агат (халцедон) в прекраснейший молочно-белый камень. Мы видели и другие халцедоны, таким же способом окрашенные в великолепный лимонно-жёлтый цвет, а первоначально светло-бурым полосам в так называемом ониксе они научились сообщать чистейший черный цвет. Тому, кто об этом не предупрежден заранее, не может и в голову прийти счесть такие тона искусственными. Хотя шлифовальщики камней не делают тайны из того, что они таким образом придают камням различные цвета, все же подобным образом окрашенные камни легко могут, пройдя через другие руки, ввести в заблуждение коллекционеров».

Дреер подробно описал самые различные методы окрашивания, которые хранились отдельными мастерами как их в высшей степени частные секреты.

Для аукционной продажи из каждого крупного штуфа агата делают 4 пробы, которым придают различные цвета, чтобы заинтересованные покупатели могли сориентироваться, какая окраска лучше всего подходит для данного штуфа. Основные краски - красная, черная, синяя и зеленая.

Окрашивание не ограничилось одними агатами, позже стали искусственно изменять цвета и других минералов. Для подкрашивания бирюзы использовались различные красители, однако ее собственный голубой цвет отчасти усиливался просто посредством одного только парафинирования. Иногда окрашивались низкосортные куски лазурита.

Одно время синий цвет придавали определенного типа яшме (из Нункирхена в Саарской области), выбрасывая ее на рынок как «немецкий ляпис», то есть имитируя лазурит.

Такие же изменения цветов как искусственные, могут происходить и в природе, однако в подобных случаях они, как правило, оказывают не облагораживающее действие, а, наоборот, довольно существенно снижают ценность камней. При этом чаще всего приходится сталкиваться с явлениями обесцвечивания, выцветания. В минералогических музеях штуфы минералов, склонных к выцветанию, закрывают темной тканью или ящиками. Явления выцветания наблюдались у аметистов из Швейцарии и. у кунцитов с Мадагаскара; русские топазы из Забайкалья теряли свою темную винно-желтую окраску и становились голубовато-белыми.

Согласно торговым номенклатурным предписаниям, должны указываться следующие искусственно окрашенные камни, то есть камни, цвет которых искусственно изменен с помощью физического, химического или физико-химического воздействия:

камни, испытавшие изменение цвета путем бомбардировки элементарными частицами или облучения (например, желтый сапфир, кунцит или алмаз); камни, испытавшие изменение цвета путем воздействия химикалиями (опал, окрашенный в черный цвет, искусственно окрашенный жад); их надлежит называть так, чтобы искусственное изменение их окраски недвусмысленно явствовало из названия, например следует писать: искусственно окрашен, покрыт налетом, облагорожен, подвергнут бомбардировке; окрашенная в синий цвет лазуритоподобная яшма, окрашенный жад, обожженные синие цирконы.

Из предписаний исключаются драгоценные и поделочные камни, приобретшие путем обжига или травления необратимую и постоянную окраску, например, берилл, кварц, сподумен, топаз, турмалин, цоизит, агат.

Вы проходите мимо цветка?
Наклонитесь,
Поглядите на чудо,
Которое видеть вы раньше нигде не могли.
Он умеет такое, что никто на земле не умеет.
Например...
Он берет крупинку мягкой черной земли.
Затем он берет дождя дождинку,
И воздуха голубой лоскуток,
И лучик, солнышком пролитой.
Все смешает потом (но где?!)
(Где пробирок, и колб, и спиртовок ряды?),
И вот из одной и той же черного цвета земли
Он то красный, то синий,
то сиреневый, то золотой!

В. Солоухин

Публикация статьи произведена при поддержке бюро переводов «Дружба Народов». В широкий спектр предложений бюро переводов «Дружба Народов» входят услуги технического, юридического, медицинского и устного перевода на 240 языков и диалектов. Профессионализм и высокая квалификация специалистов бюро переводов «Дружба Народов», обеспечивают выполнение услуг, способных удовлетворить требованиям самого взыскательного клиента. Узнать больше о предложении бюро переводов «Дружба Народов» и получить бесплатную онлайн консультацию по интересующим Вас вопросам можно на сайте http://www.druzhbanarodov.com.ua

Пигменты. Какие они бывают

Природа наградила нас необычайным даром – цветовым зрением, а вместе с ним дала возможность восхищаться красотой окружающего растительного мира. Мы с надеждой смотрим на нежную зелень весенней листвы и с грустью любуемся желто-оранжевой гаммой осеннего леса. Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и поля? Цвет волос мы сравниваем с золотистыми колосьями хлеба, а цвет глаз – с синими васильками. Даже сами названия цветов – оранжевый, лиловый, индиго – тоже происходят от названий растений.

Но часто ли вы задавали себе вопросы: отчего зеленые листья осенью желтеют или краснеют? Почему лепестки ромашки белые, а первые весенние листочки тополя красноватые? Почему окружающие растения окрашены именно так, а не иначе, как возникает огромное богатство цветов и оттенков? Почему цветок утром розовый, а к вечеру уже синий? Почему в одном соцветии встречаются венчики цветков с различной окраской – от белой до розовой? Можно ли приготовить краску из цветков розы, василька, ноготков, чтобы холодной зимой радоваться ярким краскам лета? Как человек может применить знания о цвете растений в повседневной жизни? Можно ли цветом лечиться?

Конечно же, если растения окрашены, значит, в них есть красители – пигменты. Растительные пигменты являются предметом исследования многих научных дисциплин. Предмет физической химии – выделение пигментов из растений и определение их химического строения, биохимия исследует процессы, приводящие к образованию окрашенных веществ, физиология изучает их локализацию и миграцию в органах растений, хемотаксономия использует наличие разных пигментов для классификации растений.

Цвет определяется способностью пигмента к поглощению света. Электромагнитные волны с длиной волны 400–700 нм составляют видимую часть солнечного излучения. Волны длиной 400–424 нм – это фиолетовый цвет, 424–491 – синий, 491–550 – зеленый, 550–585 – желтый, 585–647 – оранжевый, 647–740 нм – красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм – ультрафиолетовая, а с длиной волны более 740 нм – инфракрасная область спектра. Максимальное цветоразложение солнечного света приходится на 13–15 часов. Именно в это время луг, поле кажутся нам наиболее ярко и пестро расцвеченными.

Если свет, падающий на какую-нибудь поверхность, полностью от нее отражается, эта поверхность выглядит белой. Если все лучи поглощаются, поверхность воспринимается как черная. Если же поглощаются только лучи определенной длины, то отражение остальных создает ощущение цвета. Например, кожура апельсина поглощает лучи синей части спектра. И мы видим апельсин оранжевым.

Окраска не всегда обусловлена избирательным поглощением света. Так металлический цвет листьев некоторых растений объясняется преломлением света и рассеянием его с поверхности особых «оптических» чешуек или клеток. Но в большинстве случаев ответственными за окраску являются пигменты.

Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. В большинстве случаев «ответственными» за появление окраски являются определенные участки этих молекул, называемые хромофорами . Обычно хромофорный фрагмент состоит из группы атомов, объединенных в цепи или кольца с чередующимися одинарными и двойными связями (–С=С–С=С–). Чем больше таких чередующихся связей, тем глубже окраска. Кроме того, поглощение света усиливается при наличии в молекуле кольцевых структур.

В растительных клетках чаще всего встречаются зеленые пигменты хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины. Каждая из этих групп представлена несколькими отличающимися по химическому строению, а следовательно, по поглощению света и окраске пигментами.

А еще цвет пигмента может меняться при изменении кислотности среды, температуры, при взаимодействии с различными веществами. Поэтому важное значение имеет химический состав клеток, особенно вакуолярного сока. Наконец, окраска растения зависит и от строения ткани, в которой содержатся пигменты: ее толщины, количества межклетников, плотности находящегося на поверхности клеток воскового налета…

В растительном мире широко распространен белый цвет: белые цветки, белые стебли, белые пятна на листьях. Белый красящий пигмент называется бетулин. Накапливаясь в клетках коры молодых деревьев, бетулин окрашивает ствол березы в тот прекрасный белый цвет, которым мы все восхищаемся. Но у других растений причиной белой окраски, например венчиков, являются обширные межклетники в сочетании с клетками, лишенными пигментов. Белый цвет им придает... воздух. В этом можно убедиться несколькими способами (Опыт 1).

А что определяет окраску розовых, сиреневых, синих и фиолетовых цветков? Как это ни удивительно, но эти цвета определяет одна группа пигментов – антоцианы, впервые выделенные из цветков василька синего.

Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат растворенные в клеточном соке антоцианы. Яблоки, вишни, виноград, черника, голубика, сок листьев и стеблей гречихи, краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, молодая красная кора эвкалипта, красные осенние листья своим цветом тоже обязаны антоцианам. Если орган растения имеет голубой, синий, фиолетовый цвет, то нет никакого сомнения в том, что его окраска обусловлена антоцианами.

Антоцианы – это гликозиды, возникающие при соединении различных сахаров с циклическими соединениями, называемыми антоцианидинами. Содержатся антоцианы в клеточном соке (вакуолях), значительно реже – в клеточных оболочках.

В присутствии щелочи в молекулах антоцианов происходит перегруппировка двойных и ординарных связей между атомами углерода, что приводит к образованию нового хромофора – в щелочной среде антоцианы приобретают синий или сине-зеленый цвет. Поэтому их можно использовать в качестве кислотно-щелочных индикаторов (Опыт 2). При действии минеральных и органических кислот антоцианы образуют соли красного, при действии щелочей – синего цвета. На цвет антоцианов влияет также способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами.

Рассмотрим теперь желтые пигменты, которые широко распространены в мире растений, но в некоторых случаях маскируются антоцианами, хлорофиллом и поэтому менее заметны.

Группа пигментов, способных придать клетке желтый или желто-оранжевый цвет, наиболее многочисленна – это каротиноиды, флавоны, флавонолы и некоторые другие. Флавоны и флавонолы – довольно устойчивые соединения, причем некоторые из них хорошо растворимы в горячей воде. Именно поэтому флавоновые пигменты были первыми красителями, которые наши предки использовали для окраски тканей. Близки к флавонам по строению другие красители желтого цвета – халконы и ауроны. В растениях они содержатся в цветках (лепестки, рыльца пестиков), листьях, плодах. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветках кислицы, кореопсиса, львиного зева. Сосредоточены они в вакуолях эпидермальных клеток. Названия этих пигментов обычно происходят от названий растений, из которых они были впервые выделены. Например, кверцетин – пигмент коры и плодов дуба.

У некоторых, немногочисленных по сравнению с «антоциановой» группой, видов растений оранжевая и красно-коричневая окраска цветков (тагетес прямостоячий, настурция большая) или плодов (томаты, шиповник, ландыш майский) обусловлена не растворенными в клеточном соке антоцианами, а находящимися преимущественно в желтых и оранжевых пластидах (хромопластах) пигментами группы каротиноидов. Название этой группе, в честь одного из пигментов, содержащихся в оранжевых корнях моркови, дал биохимик растений М.С. Цвет. Каротиноиды содержатся практически во всех органах растений: в цветках, листьях, плодах и семенах. В листьях и зеленых плодах каротиноиды находятся в хлоропластах, где маскируются хлорофиллом, и в хромопластах.

Каротиноиды нерастворимы в воде, но хорошо извлекаются из пластид органическими растворителями (бензин, спирт). Их цвет, в отличие от антоцианов, не зависит от кислотности среды. У каротиноидов невозможно выделить какой-нибудь один характерный хромофорный фрагмент, потому что их молекулы включают цепочки атомов с чередующимися ординарными и двойными связями разной длины, – цепочке каждого типа соответствует свой индивидуальный хромофор. По мере удлинения цепи окраска пигментов изменяется от желтой к красной и даже красно-фиолетовой. В молекулах оранжевых и оранжево-красных пигментов β-каротина (пигмент моркови и сладкого перца), рубиксантина (пигмент шиповника) и ликопина (пигмент помидоров) имеется 11 двойных связей, чередующихся с ординарными, а в молекулах красного виолоксантина (пигмент некоторых красных фруктов) – 13.

Каротиноиды вместе с флавоновыми пигментами придают желтый цвет листьям и венчикам цветков огурца, тыквы, одуванчика, лютиков, купальницы, калужницы, чистотела, подсолнечника, плодам кукурузы, тыквы, кабачков, баклажанов, паслена, помидора, дыни, а также многих цитрусовых. Рекордсменом по числу каротиноидных пигментов является стручковый красный перец. А вот по концентрации каротиноидов чемпионами являются плоды абрикоса, корнеплоды моркови и листья петрушки.

Обычно в венчиках растений содержатся и антоцианы, и флавоны, и флавонолы. Например, в цветках львиного зева обнаружено два вида антоцианов (пеларгонидин и цианидин), два флавонола, в том числе кверцетин и несколько флавонов, например лютеолин – пигмент анютиных глазок.

А как обстоит дело с черными пигментами? Абсолютно черного пигмента у растений нет. В кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков, черном чае, чаге (березовый гриб) содержатся черно-коричневые пигменты группы меланинов. Но в большинстве случаев, когда речь идет о черных цветках или плодах, мы имеем дело с накоплением темно-синих антоцианов.

Плоды черники, бузины черной, крушины выглядят черными, поскольку толстый слой окрашенных клеток мякоти полностью поглощает солнечный свет.

Коричневый цвет обусловлен накоплением в клетках больших количеств желтых пигментов, часто в сочетании с окрашенными в красно-коричневые тона дубильными веществами. Например, в плодах конского каштана обыкновенного, дуба черешчатого содержится очень много желтого пигмента кверцетина.

Причиной появления коричневой и черной окраски, кроме того, могут быть бесцветные вещества из группы катехинов. При окислении особыми ферментами они полимеризуются и дают «пищевые» дубильные вещества, окрашенные в красный и коричневый цвета. Катехины хорошо растворимы в горячей воде, накапливаются в вакуолях и в большом количестве содержатся в листьях многих растений, древесине, плодах, листьях (чай).

Самым главным пигментом растений, который обусловливает их принадлежность к отдельному зеленому царству, является, конечно же, хлорофилл. Он содержится в зеленых частях растений (от 0,6 до 1,2% от массы сухого листа).

В состав молекулы хлорофилла входит ион магния. В отличие от обширных групп антоцианов, каротиноидов, флавонов и флавонолов, в клетках всех высших растений имеется только две формы хлорофилла – зеленый с синеватым оттенком, хлорофилл а и зеленый с желтоватым оттенком, хлорофилл b . Хлорофилл a характерен для всех видов фотосинтезирующих растений. Хлорофилл b присутствует в листь-ях высших растений и в большинстве водорослей. Бурые водоросли, кроме того, содержат хлорофилл с , а красные – хлорофилл d .

Значительно реже встречаются в природе протохлорофиллы и хлорофиллиды. Зеленый цвет всех перечисленных пигментов обусловлен наличием в их молекулах ажурного порфиринового цикла, связанного с ионом магния, в чем можно убедиться, проведя простой опыт (Опыт 3).

Цвет хлорофилла, как и любого окрашенного вещества, обусловлен сочетанием тех лучей, которые пигмент не поглощает. Для растворов хлорофилла максимумы поглощения расположены в сине-фиолетовой (430 нм у хлорофилла а и 450 нм у хлорофилла b ) и красной (660 нм у хлорофилла а и 650 нм у хлорофилла b ) областях спектра. Эти лучи поглощаются хлорофиллом полностью. Голубые, желтые, оранжевые лучи поглощаются в гораздо меньшей степени, и их суммарное поглощение определяется общим количеством хлорофилла. Минимум поглощения лежит в зоне зеленых лучей. Совершенно не поглощается хлорофиллом только небольшая часть красных лучей, которые в спектре расположены на границе с инфракрасной областью. Это так называемые дальние красные лучи.

Избирательное поглощение хлорофиллом лучей разной части спектра можно пронаблюдать на опыте (Опыт 4) – по мере увеличения высоты столба жидкости в пробирке наблюдается изменение окраски раствора от ярко-зеленой до вишнево-красной. Значит, правы те, кто видел в густом лесу красное свечение, исходящее из-под полога леса.

Для листьев различного возраста, различных видов растений характерно многообразие оттенков зеленого цвета. Объясняется это тем, что в формировании окраски листа принимает участие не только хлорофилл, но и другие содержащиеся в листе пигменты: желтые каротиноиды, красные антоцианы. Убедиться в разнообразии окрашивающих лист пигментов можно на опыте (Опыт 5).

Таблица. Красители из растительного материала

Цвет окрашивания	Растение	Используемая часть
		Ягоды и корни
Kоричневый		Листья, кора
	Лук репчатый
	Ива белая
Фиолетовый	Черника и ежевика
	Боярышник	Kора, побеги, листья
	Зверобой
		Свежая кора
	Подмаренник
	Бузина черная
	Щавель конский
	Ольха серая
Оранжевый	Чистотел	Листья и стебли
	Щавель конский	Листья и стебли
	Подмаренник
	Kартофель	Листья и стебли
Лимонный	Барбарис
		Листья и цветы
	Манжетка	Стебли и листья
	Трилистник
	Иван-да-Марья

Зачем пигменты нужны растениям

Самая главная функция пигментов – фотосинтез. Ее осуществляет в первую очередь хлорофилл. Однако важную роль в фотосинтезе играют и некоторые каротиноиды. Они помогают молекулам хлорофилла вернуться в исходное состояние после передачи энергии и предохраняют их от фотоокисления. Используя разнообразные пигменты, растения «умудряются» использовать для фотосинтеза почти весь спектр видимого света, а также часть ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов.

С пигментами связана светочувствительность растений, сезонная регуляция метаболизма, роста и цветения, подготовка и переход к фазе покоя, регуляция процессов прорастания семян.

Поглощая ультрафиолетовые лучи, флавоны и флавонолы предохраняют хлорофилл и цитоплазму клеток от разрушения. Очень важная функция, выполняемая каротиноидами, флавонами и антоцианами, состоит в нейтрализации свободных радикалов, нарушающих протекание биохимических процессов в растениях, т.е. эти пигменты обладают антиоксидантными свойствами.

Флавоновые пигменты иногда «применяются» растениями для самозащиты – в качестве противогрибковых или противомикробных агентов, выполняют функции резерва питательных веществ.

Пигменты, содержащиеся в лепестках, чашелистиках или листьях, окружающих соцветие, придают цветку окраску, привлекающую насекомых-опылителей. Яркая окраска – это «опознавательный знак», показывающий, где насекомые могут найти нектар и пыльцу. Бывает, что у одного и того же растения окраска цветков с возрастом изменяется. Это хорошо заметно у ранневесеннего растения медуницы: розовый цвет ее молодых цветков сменяется по мере старения синим. В этом случае смена окраски служит сигналом для насекомых – не теряйте времени даром!

Как использует растительные пигменты человек

Яркие краски растительного мира радуют наш глаз и доставляют эстетическое наслаждение. Но люди находят растительным краскам и утилитарное применение. Индиго, хна, басма, ализари (ализарин, мареновый корень) – названия этих натуральных красителей известны всем. Да и другие краски издревле получали из растительного сырья. Какого – зависело от географии. В средней полосе России, например, для окрашивания волокон и тканей в желтый цвет использовались цмин песчаный, череда трехраздельная, пупавка красильная, василек луговой, ястребинка зонтичная. В зеленые, коричневые, болотные тона окрашивает шерсть экстракт из наземной части зверобоя продырявленного; в желтые, зеленые, коричневые – вытяжка из корней укропа огородного, желтый краситель получается из молодых листьев березы.

Можно и самим получить растительную краску или чернила (Опыт 6).

Растения, богатые пигментами, находили и находят применение в медицине. Пигмент ликопин (изомер бета-каротина, придающий окраску плодам томата, арбуза и др.) обладает выраженной антиоксидантной активностью, понижает уровень холестерина в крови, повышает физическую и умственную работоспособность. Лютеин (им богаты, например, ягоды черники) вместе с образующимся из него зеаксантином - главные пигменты желтого пятна сетчатки глаза; они обладают высокой антиоксидантной и фотосенсибилизирующей активностью – защищают сетчатку глаза от разрушительного действия ультрафиолетовых лучей и преждевременного старения. Хлорофилл обладает стимулирующим и тонизирующим действием, повышает основной обмен, тонус кишечника, сердечно-сосудистой системы, дыхательного центра, стимулирует грануляцию и эпителизацию тканей, влияет на формулу крови, увеличивая количество лейкоцитов и гемоглобина, оказывает бактериостатическое действие. А еще хлорофилл усиливает иммунную функцию организма, ускоряя фагоцитоз, является предшественником витамина К, что обусловливает его использование для профилактики мочекаменной болезни, так как он сдерживает образование кристаллов оксалата кальция в моче, активизирует действие ферментов, участвующих в синтезе витаминов Е, А и К. Выводит из организма токсины, поддерживает здоровую кишечную флору, улучшает функции щитовидной и поджелудочной желез, а также действует как слабое мочегонное средство, способствует повышению лактации у кормящих матерей.

Меланиновые пигменты являются сильными антиоксидантами. Синтетический меланин в водных растворах ускоряет рост и созревание плодов, редуцирует деятельность камбия, ускоряет прорастание семян. В организме животных и человека меланины поглощают ультрафиолетовые лучи, защищая ткани глубоких слоев кожи от лучевого повреждения. Длительное введение водорастворимого меланина предотвращает язвообразование, снижает число кровоизлияний в слизистую желудка и препятствует снижению общей массы тела в условиях стресса. В процессе пищеварения меланин частично усваивается при участии микрофлоры кишечника, частично исполняет роль энтеросорбента, регулятора перистальтики, нормализует состав кишечной микрофлоры. Является активным антидотом при острых отравлениях, эффективно выводит из пищеварительного тракта токсины на ранней стадии отравления до их всасывания в кровь. Возможно применение меланина при лечении и профилактике онкологических заболеваний.

Хну (краску, получаемую из листьев кустарника лавсония) используют не только для окраски волос, которые становятся более жесткими, густыми и пышными, но и как бактерицидное средство. Препараты хны (мази и растворы красящих веществ) применяются при потении ног, при экземе, для лечения гнойных ран.

Растительные биофлавоноиды, представляющие собой группу биологически активных веществ (рутин, катехины, кверцетин, цитрин, гесперидин, эриодиктиол, цианидин) называют витамином Р . Всего известно около 150 биофлавоноидов. Особенно много их в цитрусовых, черной смородине, плодах шиповника, щавеле, зеленом чае, салате. Выделенный, например, из кожуры лимона этот витамин уменьшал ломкость и проницаемость капилляров. Этот витамин не вырабатывается нашим организмом и поэтому должен быть включен в ежедневный рацион питания.

Желтый флавиновый пигмент рибофлавин известен как витамин В2, а каротиноид ретинол – как витамин А.

Таблица 1. Растительные красители для пищевых продуктов

№ кода	Названия пищевых добавок
	Curcumins (куркумины)
	Riboflavins (рибофлавины)
	Tartazine (тартразин)
	Sunset Yellow FCF (желтый «солнечный закат»)
	Azorubine (азорубин)
	Ponceau (понсо 4R, пунцовый 4R)
	Patent Blue V (синий патентованный)
	Caramel (сахарный колер)
	Carotines (каротины)
	Beet red (красный свекольный)
	Anthoceanins (антоцианы)

Не все пигменты обладают фармакологическим действием. Но все они нетоксичны и отлично подходят для окрашивания продуктов питания. В таком произведении кулинарного искусства, как торт, белковый нежирный крем окрашен в желтый цвет флавоновыми пигментами, вся гамма цветов от красного до синего обеспечивается антоцианами, красивый фиолетовый цвет – это бетацианин из свеклы, а зеленый, конечно же, появляется благодаря хлорофиллам. Жирный крем окрашен в желтый, оранжевый и красный цвета каротиноидами. А вот синих жирорастворимых пигментов у растений нет, поэтому если масляный крем имеет ярко-синий цвет, значит, использовался синтетический краситель.

Говорить о пользе растительных пигментов и о значении их для нас можно бесконечно. Вот еще интересный пример – на способности растений менять окраску в зависимости от химического состава почвы основан биогеохимический метод поиска месторождений полезных ископаемых… «Ну и что?» – спросит кто-то. Да ничего… Просто, глядя на сочную зелень растений, пестрый ковер цветов, самодовольную красноту помидоров на дачном участке, подумайте о том, что все вокруг нас не случайно, все взаимосвязано, подумайте о том, как прекрасен, гармоничен и изумителен мир, в котором мы все живем.

Практикум

Опыт 1. Почему лепестки цветков белые?

Цель: убедиться в том, что белый цвет лепестков фиалки, ромашки, белой лилии и других цветов обусловлен не наличием красящего вещества, а развитой системой межклетников.

1. Рассмотрите под микроскопом лепесток белого цветка фиалки.

2. Удалите воздух из межклетников. Это можно сделать несколькими способами.

А. Осторожно сожмите лепесток пальцами. Воздух из межклетников выходит, и лепесток становится бесцветным и прозрачным, как лед.

Б. Погрузите лепестки в воду. Через несколько часов, когда вода через устьица проникнет в межклетники, лепестки станут бесцветными.

В. Лепестки поместите в шприц (без иглы) и заполните его водой. Установив шприц наконечником вверх, задвиньте поршень, чтобы вытеснить воздух. После этого закройте пальцем отверстие наконечника и отведите поршень вниз. В результате создавшегося разрежения из лепестков в воду начнут выделяться пузырьки воздуха. Через 1–2 мин воздух из межклетников выйдет. Вновь вдвиньте поршень в шприц – вода поступит в межклетники, и лепесток станет прозрачным.

3. Рассмотрите под микроскопом лепесток цветка фиалки, ставший прозрачным после опыта. Воздушные межклетники исчезли.

Вывод: белый цвет лепестков цветов обусловлен развитой системой межклетников.

Опыт 2. Изучение индикаторных свойств антоцианов

Антоцианы – водорастворимые пигменты. Их водную вытяжку можно получить из свеклы, из листьев краснокочанной капусты или из лепестков цветков с цветовой гаммой от розовой до фиолетовой. Для этого 0,5–1 г растительного вещества надо поместить в ступку и измельчить с небольшим количеством хорошо промытого песка, добавить около 5 мл воды и отфильтровать получившийся раствор. В зависимости от вида растения такая вытяжка может быть голубого, синего, фиолетового, розового, малинового цвета.

Антоцианы также содержатся в свекольном соке и соке плодов многих растений: смородины, черноплодной рябины, вишни, малины.

В чистую пробирку налейте 2–3 мл вытяжки пигментов, добавьте 1–2 капли разбавленной кислоты. Если полученная вытяжка антоцианов имела первоначально буроватую окраску, то после добавления капель кислоты она примет красивый розово-красный цвет. Изменения окраски связаны с перестройками в молекуле антоциана.

Определите рН раствора с помощью индикаторной бумаги и добавляйте по каплям разбавленную щелочь или немного, на самом кончике ножа, порошка питьевой соды. Пронаблюдайте за изменением окраски раствора по мере изменения рН. Цикл изменения окраски антоциановых растворов под действием кислот и щелочей можно повторить несколько раз.

Испытайте индикаторные свойства растворов антоцианов, выделенных из разных растений. (Растворы пигментов быстро портятся, поэтому их лучше хранить в холодильнике и готовить непосредственно перед опытом.) Вывод: антоцианы изменяют окраску в зависимости от рН среды, их водные растворы можно использовать в качестве кислотно-щелочных индикаторов.

Таблица 2. Изменения окраски водной вытяжки антоцианов различных растений в кислой и щелочной среде

Растение	Цвет раствора исходный	Цвет раствора в кислой среде	Цвет раствора в щелочной среде
Фиалка узамбарская	светло-синий	бледно-розовый	ярко-желтый
Земляника садовая (плоды)	ярко-розовый с красным	оранжевый
Львиный зев (красный)	красно-коричневый	бледно-розовый
Львиный зев (желтый)		бледно-розовый
Базилик (фиолетовый)	темно-желтый	бледно-зеленый	желто-коричневый
	светло-голубой	бледно-розовый	бледно-желтый
Смородина черная (сок плодов)	фиолетово-синий	темно-красный	темно-желтый
Смородина красная (сок плодов)		ярко-красный	ярко-желтый
Малина (сок плодов)	ярко-розовый с малиновым	ярко-розовый	ярко-зеленый, затем желтый
Свекла (сок корнеплодов)	свекольный	ярко-красный	ярко-сине-зеленый, затем темно-желтый
Вишня обыкновенная (сок плодов)	вишневый		ярко-зеленый, затем ярко-желтый
Черноплодная рябина (сок плодов)	коричнево-красный	грязно-красный	грязно-желтый
Зигокактус (декабрист)	светло-малиновый	бледно-розовый
Краснокочанная капуста	малиновый с сиреневым	ярко-розовый	синий, затем зеленый, затем желтый

Опыт 3. Доказательство влияния магния на цвет хлорофилла

Характерное для хлорофилла поглощение света определяется химической структурой его молекулы. Система сопряженных двойных связей играет большую роль в поглощении сине-фиолетовых лучей. Присутствие магния в ядре молекулы обусловливает поглощение в красной области. Нарушение структуры, например удаление из молекулы магния, приводит к изменению цвета хлорофилла. Удалить из хлорофилла магний можно, проделав реакцию взаимодействия хлорофилла с кислотой.

Для работы понадобятся свежие листья злаков или комнатных растений, 95% этиловый спирт, фарфоровая ступка с пестиком, воронка и фильтровальная бумага, 10% раствор соляной кислоты, уксуснокислый цинк, спиртовка, пипетка, 4 пробирки.

Осторожно! Не забывайте о правилах работы с концентрированными кислотами!

Сначала надо получить спиртовую вытяжку пигментов листа. Для этого к измельченным листьям (для опыта достаточно 1–2 листьев пеларгонии) добавьте 5–10 мл этилового спирта, на кончике ножа порошок СаСО3 (мел) для нейтрализации кислот клеточного сока и разотрите в фарфоровой ступке до однородной зеленой массы. Прилейте еще этилового спирта и осторожно продолжайте растирание, пока спирт не окрасится в интенсивно зеленый цвет. Полученную спиртовую вытяжку отфильтруйте в чистую сухую пробирку или колбу.

Рассмотрите полученный раствор хлорофилла в проходящем свете (он имеет зеленый цвет) и в отраженном свете (вишнево-красный – явление флуоресценции). Если добавить к вытяжке (в отдельной пробирке) несколько капель воды и встряхнуть, то прозрачный раствор хлорофилла мутнеет (явление флуоресценции исчезает).

Перенесите по 2–3 мл спиртовой вытяжки пигментов в три чистые пробирки. Одна из пробирок контрольная, в две другие добавьте по 2–3 капли раствора соляной кислоты. Цвет раствора меняется на бурый: в результате взаимодействия с кислотой магний в молекуле хлорофилла замещается двумя атомами водорода и образуется вещество бурого цвета – феофитин. Одну из пробирок с феофитином оставьте для контроля, а в другую внесите на кончике ножа уксуснокислый цинк и нагрейте на водяной бане до кипения. Атом цинка замещает атомы водорода (заместившие ранее магний) в молекуле хлорофилла и бурый цвет раствора вновь меняется на зеленый.

Вывод: цвет хлорофилла зависит от наличия металлоорганической связи в его молекуле.

Опыт 4. Изучение зависимости цвета вытяжки пигментов листа от количества хлорофилла

В этом опыте свет должен проходить через раствор хлорофилла снизу вверх – нам понадобится источник света, который можно разместить под пробиркой. Это может быть положенная горизонтально настольная лампа без абажура, осветитель для аквариума, мощный фонарь и т.п. Кроме того, нужно приготовить темно-зеленую спиртовую вытяжку пигментов листа, как указано в опыте 3.

Высокую пробирку оберните черной бумагой, чтобы свет не попадал на раствор сбоку, и поместите ее над источником света. Смотрите в пробирку сверху и добавляйте в нее небольшими порциями раствор хлорофилла.

Пока вытяжки в пробирке немного, ее цвет изумрудно-зеленый – за счет поглощения в первую очередь лучей сине-фиолетовой и красной областей спектра. Голубые, желтые и оранжевые лучи поглощаются в очень небольшой степени. Однако по мере увеличения количества вытяжки в пробирке суммарное количество поглощенного света в этих областях (сначала в голубой и желтой областях спектра, а затем и зеленых лучей) возрастает. На определенном этапе остаются непоглощенными только дальние красные лучи, и раствор в пробирке приобретает вишнево-красный цвет.

Вывод: хлорофилл поглощает лучи большей части видимого спектра, но интенсивность поглощения разных лучей неодинакова. Суммарное поглощение зависит от общего количества хлорофилла.

Опыт 5. Разделение смеси спирторастворимых пигментов

Приготовим спиртовую вытяжку пигментов листа (Опыт 3). Вытяжка имеет зеленый цвет, но на самом деле в ней, помимо хлорофиллов, содержатся и желтые пигменты группы каротиноидов – каротин и ксантофилл. Убедиться в этом можно несколькими способами.

На фильтровальную бумагу нанесите стеклянной палочкой каплю полученной спиртовой вытяжки пигментов листа. Через 3–5 мин на бумаге образуются цветные концентрические круги: в центре зеленый (хлорофилл), снаружи – желтый (каротиноиды).

Полоску фильтровальной бумаги шириной примерно в 1 см и длиной 20 см погрузите одним концом в пробирку с вытяжкой. Через несколько минут на бумаге появится зеленая полоса хлорофилла, а выше нее – желтые полосы каротиноидов (каротина и ксантофилла). В зеленой зоне можно различить две полосы: зеленую (хлорофилл а) и зелено-желтую (хлорофилл b).

Разделение пигментов обусловлено их различной адсорбцией (поглощением в поверхностном слое) на фильтровальной бумаге и неодинаковой растворимостью в растворителе, в данном случае – этиловом спирте. Каротиноиды хуже, по сравнению с хлорофиллом, адсорбируются на фильтровальной бумаге, передвигаются по ней дальше хлорофилла.

На различной растворимости пигментов в разных растворителях основан еще один способ их разделения. Для этой работы нам понадобится чистый (для заправки зажигалок) бензин.

Осторожно! Не забывайте о правилах работы с огнеопасными жидкостями!

В пробирку налейте 2–3 мл спиртовой вытяжки пигментов листа, добавьте столько же бензина и 1–2 капли воды. Закройте пробирку пробкой (можно и большим пальцем), энергично взболтайте в течение 2–3 мин и дайте отстояться.

Жидкость в пробирке разделится на два слоя: более легкий бензин наверху, спирт – внизу. Спирт будет окрашен в желтый цвет пигментом ксантофиллом, который в бензине не растворяется. Бензиновый слой будет зеленым за счет растворенного в нем хлорофилла. На самом деле там же, в бензиновом слое, содержится и каротин, но его цвет маскируется интенсивно зеленым цветом хлорофилла.

Чтобы убедиться в том, что в бензиновом слое действительно присутствует пигмент каротин, нам понадобится 20% раствор гидроксида натрия или гидроксида калия.

Осторожно! Не забывайте о правилах работы с концентрированной щелочью!

По химическому строению хлорофилл представляет собой сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофиллина и двух спиртов: метилового и фитола. При взаимодействии сложных эфиров со щелочами происходит реакция омыления – разрыв сложноэфирных связей с образованием соли данной кислоты и спиртов. В результате реакции омыления хлорофилла образуется натриевая или калиевая соль хлорофиллина, метиловый спирт и фитол.

Налейте в пробирку 2–3 мл спиртовой вытяжки пигментов, добавьте 4–5 капель 20% раствора щелочи, закройте пробирку пробкой (в данном случае именно пробкой, не пальцем!), взболтайте. Происходит реакция взаимодействия хлорофилла со щелочью. Цвет раствора не меняется, так как хлорофиллины натрия и калия имеют зеленую окраску.

Добавьте в пробирку бензин в таком количестве, чтобы общий объем жидкости в пробирке увеличился в два раза, взболтайте и дайте отстояться. Жидкость в пробирке разделится на два слоя – внизу спирт, наверху – более легкий бензин.

Нижний спиртовой слой окрасится в зеленый цвет благодаря присутствию в нем соли – хлорофиллина натрия, которая, в отличие от хлорофилла, в бензине нерастворима. Здесь же, в спиртовом слое, находится пигмент ксантофилл, но его окраска маскируется интенсивно зеленым цветом натриевой соли хлорофиллина. Верхний слой бензина будет окрашен в желтый цвет пигментом каротином.

Вывод: спиртовая вытяжка листа содержит хлорофилл и два желтых пигмента – каротин и ксантофилл. Цвет листа растения в первую очередь зависит от количественного соотношения этих пигментов, а также от возможного присутствия пигментов группы антоцианов.

В продолжение работы интересно взять для анализа экстракты листьев разного цвета – разных видов растений и разного возраста. Взрослые сформировавшиеся листья содержат больше хлорофилла, чем молодые. Старые листья содержат больше желтых пигментов. Поэтому окраска листа изменяется с возрастом: от желто-зеленой у молодых до интенсивно зеленой у взрослых и желтой у опадающих осенних листьев.

Опыт 6. Получение растительных красителей

I. Получение красителя из луковой шелухи

Экстракт шелухи лука широко применяется для окрашивания пищевых продуктов и тканей в желто-коричневый цвет.

Для работы понадобятся железо-аммонийные квасцы [(NH 4)2SO 4 × Fe 2 (SO 4) 3 × 24 H 2 O] и сульфат железа (II).

1. 100 г луковой шелухи залейте на 30–35 мин 1 л теплой воды, добавьте 1 чайную ложку питьевой соды и прокипятите 1,5 ч на слабом огне, слегка помешивая.

2. Экстракт слейте, а шелуху лука еще раз залейте небольшим количеством воды и прокипятите в течение часа. Снова слейте экстракт, смешайте с полученной ранее порцией и дайте отстояться. Для увеличения концентрации красителя полученный экстракт можно упарить.

Для получения стойкого окрашивания нужно использовать протравитель (4 г квасцов или 1 г сульфата железа на 2 л воды). Окраску можно проводить тремя способами:

а) с предварительным протравливанием: окрашиваемый материал прокипятите 15–20 мин в растворе протравителя, затем переложите в холодный раствор красителя и прокипятите 45–60 мин;

б) с одновременным протравливанием: раствор протравителя добавьте к раствору красителя, опустите туда окрашиваемый материал и, все время его переворачивая, доведите до кипения;

в) с последующим протравливанием: материал прокипятите около 1 ч в отваре красителя, затем добавьте в раствор протравитель и кипятите еще 40 мин.

3. Окрашенную ткань или пряжу прополощите в теплой воде, в которую добавлено немного столового уксуса.

При кипячении в экстракте из луковой шелухи материал постепенно окрасится в темно-коричневый цвет. При одновременном использовании квасцов или сульфата железа (II) материал окрасится в черный цвет.

Другие варианты окрашивания с помощью растительных материалов приведены в таблице 3.

Таблица 3. Окраска растительными красителями с протравой

II. Получение чернил из растительного материала

Некоторые виды растительного сырья, богатого дубильными веществами, могут быть использованы в качестве чернил. Для работы понадобится сульфат железа (II).

1. Приготовьте 20% водный раствор сульфата железа (II).

2. Залейте 2 г сухого чайного листа 50 мл горячей воды и нагревайте 30–40 мин на кипящей водяной бане.

3. Раствор отфильтруйте, к осадку добавьте еще 20–25 мл воды, прокипятите и снова отфильтруйте. Фильтраты объедините и упарьте до объема 8–10 мл.

4. К 2 мл теплого фильтрата добавьте 0,5–1 мл 20% раствора сульфата железа (II) до появления черного цвета. Чтобы загустить чернила, добавьте 1–2 г сахарного песка.

Вместо чая можно использовать другое сырье, богатое дубильными веществами: дубовую кору, корни лапчатки прямостоячей или щавеля курчавого, плоды конского каштана обыкновенного или бузины черной. Такого материала для работы понадобится 50–100 г.

Опыт 7. Изготовление самодельной индикаторной бумаги

Лучшими индикаторными свойствами обладает вытяжка из листьев краснокочанной капусты. Исходно она имеет малиново-сиреневый цвет. В сильнокислой среде (рН 2–3) приобретает красный, а при рН 4–5 – розовый цвет. Далее по мере нейтрализации розово-красный цвет изменяется сначала на сиреневый, затем на светло-синий (рН 6–7). При переходе значений рН в щелочную область цвет раствора становится зеленым (рН 8), желто-зеленым (рН 9–10) и в сильно щелочной среде (рН выше 10) – желтым.

Пропитав этой вытяжкой полоски фильтровальной бумаги и высушив их, можно получить хорошую индикаторную бумагу для достаточно точного определения рН растворов в кислой области. Чтобы приготовить индикатор на щелочь (красную индикаторную бумагу) вытяжку краснокочанной капусты перед пропитыванием фильтровальной бумаги нужно предварительно подкислить 1–2 каплями уксуса до появления розовой окраски.

Индикаторные свойства красителя из краснокачанной капусты сходны с лакмусом: область перехода окраски лежит в интервале рН 3–12. Для более точного определения рН раствора нужно составить цветную шкалу изменений окраски этого индикатора.

Полученную индикаторную бумагу можно использовать для определения рН различных веществ и кислотности почвы (табл. 4).

Таблица 4. Изменение окраски индикатора из краснокочанной капусты в растворах бытовых веществ

Вещество	Цвет индикатора	рН среды
Зубная паста «Colgate»	Светло-синий
Зубная паста «Aquarelle»	Светло-голубой
Чистящий порошок «Дени», «Миф»	Тёмно-синий
Чистящий порошок «Dosia»
Чистящий порошок «Тайд»	Светло-синий
Чистящее средство «Lock»	Не изменился
Чистящее средство «Oven cleaner», фирма «Amwei»	Насыщенно тёмно-синий цвет, практически чёрный
Мыло «Детское», «Тик-так»	Светло-синий
Мыло «Dove»	Не изменился
Яблочный сок (самодельный)	Ярко-розовый
Альбуцид (глазные капли)	Ярко-синий
Почва для фиалок	Слабый светло-голубой, более тёмный по краям
Почва универсальная овощная	Слабый светло-голубой
Почва универсальная для цветов	Не изменился
Снег около лесных посадок	Не изменился
Снег вблизи проезжей части	Светло-розовый

Литература

Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. – М.: Агропромиздат, 1991.
Бердоносов С.С., Бердоносов П.С. Справочник по общей химии. – М.: АСТ Астрель, 2002.
Головко Т.К. Дыхание растений (физиологические аспекты). – СПб: Наука, 1999.
Детская энциклопедия. – М.: Академия педагогических наук РСФСР, 1959.
Заленский О.В. Эколого-физиологические аспекты изучения фотосинтеза / Тимирязевские чтения. – Л.: Наука, 1977. Вып. 37. 57 с.
Лебедева Т.С., Сытник К.М. Пигменты растительного мира. – Киев: Наукова думка, 1986.
Ольгин О. Опыты без взрыва. – М.: Химия, 1986.
Пчелов А.М. Природа и ее жизнь. – Л.: Жизнь, 1990.
Эткинс П. Молекулы. – М.: Мир, 1991.

Фото М. и О.Бариновых

Браян Томас, магистр*

Ученые из калифорнийского Университета Санта Барбары исследовали генетику, лежащую в основе изменения окраски в видах цветов, на примере аквилегии, полевого цветка, произрастающего в Северной Америке. Способность аквилегии менять цвет от поколения к поколению называют примером «адаптивной радиации», подразумевая под этим быстрые изменения какого-либо признака вида растения или животного.

Адаптивная радиация – это быстрое явление, так как изменение можно полностью наблюдать во многих популяциях диких видов. Поскольку макроэволюционная гипотеза эволюционного развития от простого к сложному предполагает огромные периоды времени, изменения, являющиеся результатом адаптивной радиации, происходят сравнительно быстро.

В случае с цветками аквилегии, изменение цвета приводит к смене опылителей (определенные мотыльки и колибри), которые отдают предпочтение определенным цветам. В сообщении для печати калифорнийского университета Санта Барбары этот процесс называется «эволюция в действии». Но это изменение цвета совершенно не имеет никакого отношения к представляемому механизму, который управляет крупномасштабной эволюцией от амебы к человеку. Неужели эти тесно связанные скрещивающиеся организмы превращаются во что-то, совершенно другое? Разве полезные изменения в ДНК создают совершенно новые признаки? Во всяком случае, не с аквилегиями.

Окраска цветка аквилегии изменяется от синего к красному, а затем от белого к желтому, и авторы исследования «считают, что изменение цвета от красного к желтому или красному происходило в Северной Америке пять раз ». Данные исследования указывают на то, что в основе изменения цвета лежат разрушения ключевых генов через мутации в ДНК. Потеря ключевого гена в процессе образования пигмента приводит к «отклонению» в нормальной системе. В случаях, когда множественные гены повреждаются мутацией, цветки имеют белую окраску, так как в них полностью отсутствует пигмент.

Исследователи калифорнийского университета Санта Барбары составили список специализированных протеинов в биохимическом пути, в результате которого образуются пигменты цветов. Многие из них, а также другие дополнительные протеины, должны присутствовать и быть полностью функциональными для того, чтобы происходил процесс образования пигмента. Этот сложный механизм производит высокоспециализированную фотореактивную макромолекулу. Ни это исследование адаптивной радиации, ни какое другое исследование еще не показало, каким образом эти виды линий для сборки молекул могут образовываться природным путем.

Исследователи обнаружили 34 различных гена, которые задействованы в процессе образования пигментов, отвечающих за различные оттенки цветов. Таким образом, в этой системе существует целый ряд мест, где может происходить изменение окраски цветков через мутацию - и это происходит не путем создания новых генов, а изменения уже существующих. Поскольку это разрушение генетического кода привело к образованию интересного генетического изменения оттенка цветков, для того, чтобы происходила крупномасштабная эволюция, должны были образоваться новые функциональные гены и новая генетическая информация. То, что мы на самом деле наблюдаем в аквилегиях, совершенно противоположное . Могут происходить изменения некоторых признаков, но цветки, которые несут эти признаки, были и все равно остаются аквилегиями.

Многие ученые, как например те, которые занимались этим исследованием, не придают никакого значения разрушительным генетическим изменениям, которые лежат в основе изменения окраски цветков. Вместо этого они фокусируют свое внимание на том, как измененные оттенки цвета влияют на различные типы опылителей, предполагая, что цветки каким-то образом изменяются для того, чтобы соответствовать имеющимся птицам и насекомым. Но, несмотря на то, что различные опылители могут передавать информацию о различных цветах определенных оттенков, они не образуют никаких новых структур. Фактически они указывают на жизнеспособность, вложенную в творение Творцом, который сотворил летающие организмы со специальными частями ротового аппарата, благодаря которым они опыляют эти растения, а также наделил их зрительные системы достаточной пластичностью для того, чтобы они могли узнавать мутированные и перерожденные оттенки цветков.

Ссылки и примечания

Определение времени нанесения травмы по изменению окраски кровоподтеков / О.И. Бойко // Труды судебномедицинских экспертов Украины; ред. проф. Ю.С. Сапожникова и проф. А.М. Гамбург. - Киев: государственное медицинское издательство УССР, 1958. - С.196-201.

Ассистент О.И. БОЙКО

(Кафедра судебной медицины Киевского медицинского института)

Определение времени нанесения травмы по изменению окраски кровоподтеков / Бойко О.И. — 1958.

библиографическое описание:
Определение времени нанесения травмы по изменению окраски кровоподтеков / Бойко О.И. — 1958.

html код:
/ Бойко О.И. — 1958.

код для вставки на форум:
Определение времени нанесения травмы по изменению окраски кровоподтеков / Бойко О.И. — 1958.

wiki:
/ Бойко О.И. — 1958.

Травматический кровоподтек, т. е. «излияние крови при разрыве сосудов в месте повреждения в подлежащие ткани» (М.И. Райский), является одним из самых частых видов несмертельных повреждений.

По нашим данным, кровоподтеки встречаются у 68-70% всех пострадавших, обращающихся в судебномедицинскую амбулаторию.

Кровоподтеки могут быть округло-овальными, удлиненными в виде полос, прямоугольными прерывистыми, в виде сетки, неправильной или неопределенной формы. Чаще всего встречаются кровоподтеки округло-овальной формы, которые, по нашим данным, наблюдались в 375 случаях из 722; в 46 случаях кровоподтеки четко передавали форму предмета. Локализация кровоподтеков позволяет судить о месте удара, а в некоторых случаях, совместно с их размерами и формой, и о виде насилия. Наличие весьма характерных небольших кругловатых кровоподтеков - как бы отпечатков от пальцев рук, например, на внутренней поверхности бедер, вокруг рта и носа (при попытке заглушить крик), говорит о возможности покушения или факте изнасилования (при нахождении во влагалищной слизи на одежде следов спермы).

Кровоподтеки, располагающиеся на передней и боковых поверхностях шеи, могут свидетельствовать о том, что предпринималась попытка удавления руками.

По нашим данным, кровоподтеки с указанной локализацией имели место в семи случаях, из них в двух случаях имела место попытка к изнасилованию, в трех - изнасилование и в двух - попытка к удавлению руками.

По размерам кровоподтеки весьма различны. В наблюдаемых нами случаях они колебались в пределах от 0,2×0,5 см до 15×22 см. Размеры кровоподтеков обычно зависят от локализации и от калибра разорвавшегося сосуда.

В местах с более развитой, рыхлой клетчаткой кровоподтеки имеют свойство распространяться по периферии и вглубь.

Среди ряда вопросов, возникающих при освидетельствовании, основным и не всегда легко разрешимым является определение времени нанесения кровоподтека.

Известно, что излившаяся кровь пропитывает ткани и свертывается, поэтому на месте кровоподтека всегда имеется кровяной сверток. Он обычно просвечивает через кожу и имеет различный цвет в зависимости от времени.

Изменением цвета кровоподтеков издавна пользуются для определения времени нанесения травмы, но достаточной ясности в этом вопросе еще нет.

По Девержи, например, синий цвет появляется на третий день, зеленый на пятый-шестой, желтый на седьмой-восьмой, исчезает кровоподтек на 10-11-й день.

По Дитриху, большие кровоподтеки становятся синими на третий день, зелеными - на седьмой, желтыми - на восьмой, исчезают на 14-й день.

Гофман говорит об изменениях в цвете кровоподтеков, но календарных дат не дает.

По Н.А. Оболонскому, в продолжение 30-40 часов интенсивность кровоподтека увеличивается, на третий день появляется зеленоватая кайма, которая становится все шире. Наконец, зеленоватое окрашивание переходит на все пятно, а кайма получает желтоватый оттенок, со временем переходящий на всю поверхность кровоподтека. На шестой-восьмой день кровоподтек исчезает.

По Н.В. Попову, синий цвет появляется через один-три дня, признаки зеленого цвета появляются на третий-шестой день, на 8-15-й день кровоподтек приобретает желтый цвет и исчезает. А. И. Осипова-Райская отмечает, что «расписать по дням смену цветов при цветении кровоподтеков нельзя. Можно только утверждать, что: 1) в первые два дня кровоподтеки бывают красноватые, багрово-синие и фиолетовые; 2) с третьего дня изредка может появиться желтоватый или зеленоватый оттенок. К пятому дню такая окраска еще чаще встречается. Дальнейшее дифференцирование цвета во времени, если и возможно, то лишь при учете ряда дополнительных факторов» (влияние которых пока мало известно, по мнению автора).

Л.С. Свердлов указывает, что в большинстве случаев кровоподтеков (в 86%) начальная багрово-красная окраска переходит в зеленую с четвертого по седьмой день, в желтую - с третьего по восьмой и с шестого по десятый день или в трехцветную.

При изучении литературных данных о кровоподтеках, нам удалось установить, что некоторые авторы дают довольно определенные сроки изменения окраски кровоподтеков во времени, что, с нашей точки зрения, не совсем верно.

Нельзя рассматривать кровоподтеки как что-то изолированное от всего организма, необходимо учитывать общее состояние его, реакцию на процесс рассасывания, которая не одинакова у различных лиц.

Исходя из потребностей судебномедицинской практики, мы решили уделить внимание этому вопросу, стараясь найти закономерность в изменении цвета кровоподтеков во времени или исключить ее.

Мы производили исследование кровоподтеков не только в судебномедицинской амбулатории, но также и в стационаре у лиц, которые наряду с кровоподтеками имели более серьезную травму: переломы костей нижних и верхних конечностей, ребер, тазовых костей и др.

Всего было освидетельствовано 89 человек. Пострадавшими являлись лица в возрасте от шести до 76 лет, причем женщин при освидетельствовании, в судебномедицинской амбулатории было в два с лишним раза больше, чем мужчин, в стационаре - наоборот.

Количество кровоподтеков у одного пострадавшего колебалось от одного до 14; чаще всего их насчитывалось от пяти до 10.

89 человек имели 722 кровоподтека.

Освидетельствование в большинстве случаев производилось через день, до полного исчезновения кровоподтеков.

Основная масса кровоподтеков приходилась на верхнюю и среднюю часть тела:

Исследованные нами кровоподтеки были следующей окраски: багрово-синей, темно-красной, темно-синей, зеленой, желтой и изредка буровато-коричневой. Но чаще всего встречалась смешанная окраска кровоподтека, в различных вариантах перечисленных цветов, кроме темно-красного.

Кровоподтеки с темно-красной окраской встречались в конъюнктиве, радужной оболочке, в слизистой век и губ.

Ограниченные мелкие кровоизлияния темно-красного цвета в конъюнктиве и радужной оболочке наблюдались в 19 случаях, из них в 16 случаях кровоизлияния исчезали на девятый день, в трех остальных - на 12-14-й день (возраст пострадавших был 55-57 лет), не меняя своего первоначального цвета до полного исчезновения.

Более разлитые кровоизлияния, наблюдаемые в 12 случаях (пострадавшие были в возрасте от 12 до 63 лет), исчезали на 15-18-й день, уменьшаясь в размерах от периферии к центру, не меняя своего цвета до полного исчезновения, только лишь изредка наблюдался желтоватый оттенок на месте бывшего кровоизлияния.

Кровоподтеки в области век наблюдались у 69 пострадавших различного возраста. Кровоподтеки, возникшие при непосредственном ударе в область век, распространялись в слизистую век, а в некоторых случаях и в конъюнктиву глаз. Последние на коже век с течением времени меняли свою окраску; первоначальная окраска чаще всего была сине-багровая, реже - темно-синяя, на третий-четвертый день по периферии появлялась полоска зеленого цвета, которая постепенно увеличивалась в размерах, и к концу четвертых-пятых суток обозначалась по краям желтая полоска, за исключением слизистой век и конъюнктивы, где кровоизлияния не меняли своей первоначальной, темно-красной окраски до полного исчезновения. Исчезали указанные кровоподтеки чаще всего на 12-14-й день.

В четырех случаях, где наряду с кровоподтеками век имели место переломы костей носа с кровоизлиянием в слизистую век и конъюнктиву, смена проходила в таком же порядке, как и в вышеуказанных случаях; рассасывание же наступало значительно позже (на 20 - 22-й день). В случаях же опускания кровоподтеков в рыхлую клетчатку век с другой части лица кровоизлияний в слизистую век и конъюнктиву не наблюдалось, первоначальная окраска на коже век была чаще всего синебагровая, на третий-четвертый день она переходила по периферии в желтую, минуя стадию зеленого цветения, исчезали такие кровоподтеки немного быстрее - на восьмой-десятый день (в 37 случаях).

Кровоподтеки мягких тканей головы, располагающиеся в волосистой части ее, встретились в 28 случаях; проследить за изменением их окраски было довольно трудно, так как они в большинстве случаев скрыты волосяным покровом. Из 28 кровоподтеков 12 были выражены довольно хорошо (пострадавшие детского возраста и взрослые, с редкими светло-русыми волосами) - в виде шишек без изменения цвета кожных покровов головы, окрашивания кожных покровов не появлялось до полного исчезновения кровоподтеков; исчезали же они на 10-12-й день.

В пяти случаях кровоподтеки приобретали сине-багровый или темно-синий цвет, на четвертые-пятые сутки появлялось грязно-зеленое окрашивание по периферии, которое распространялось на весь кровоподтек на седьмые-восьмые сутки, окраска становилась все менее интенсивно выраженной, исчезали кровоподтеки на 12-16-й день, без явно выраженного желтого цвета. В остальных 11 случаях кожа на месте припухлости изменялась в окраске, хотя последнюю трудно было выявить из-за густых длинных темных волос.

В местах, лишенных волос (облысение), нами было исследовано семь кровоподтеков, все они были небольших размеров (от 0,3×0,5 до 2×2,5 см). Их первоначальная багрово-синяя окраска на третий-четвертый день переходила в желтую и на седьмой-восьмой - в буро-коричневатую. Исчезали кровоподтеки на восьмой-десятый день.

Нами исследовано 29 кровоподтеков слизистой губ, размерами от 1×1,5 см до 5×6 см, большинство из них имели темно-красную окраску, у незначительной части окраска была сине-багровой с фиолетовым оттенком. Исчезали кровоподтеки на восьмой - десятый день, а в некоторых случаях на 15-й день, не меняя своего цвета до полного исчезновения.

Мелкие поверхностные кровоподтеки, размером от 0,5×1 до 1,5×2,5 см, наблюдались у 43 пострадавших различного возраста, они располагались в области щек, груди, шеи, верхних и нижних конечностей. Как правило, первоначальное окрашивание кровоподтеков в этих случаях темно-синее, на третий-четвертый день они принимали желтый цвет, минуя стадию зеленого цветения, и исчезали на шестой-седьмой день, оставляя буро-коричневатую окраску на один - два дня, особенно хорошо выраженную на частях тела, не покрытых одеждой.

Кровоподтеки размерами от 2,5×3 до 4×5 см в наблюдаемых нами случаях чаще всего на третий-четвертый день меняли цвет с сине-багрового или темно-синего на зеленый с примесью темно-синего, а на пятый-шестой день на желтый. Исчезали кровоподтеки на 9-10-й день.

Кровоподтеки, размерами превышающие 4×5 см и доходящие до 15×22 см, имели смешанную окраску. Чем больше был кровоподтек по своим размерам, тем более была выражена смешанность всех цветов, за исключением темно-красной и буро-коричневатой.

Необходимо отметить особенность кровоподтеков, размеры которых колебались в пределах 10×14 см и 15×22 см, темно-синяя или сине-багровая окраска держится почти до полного исчезновения кровоподтека, уменьшаясь в размерах от периферии к центру, желтый и зеленый цвет, окружающий сине-багровый, также уменьшается от периферии к центру, следуя за первоначальным.

У двух последних групп первоначальная окраска была чаще всего сине-багровая, на третий-четвертый день переходила по периферии в зеленую, на пятый-шестой - в желтую, но в центре наблюдалась темно-синяя окраска.

Кровоподтеки указанных размеров держатся примерно от 15 до 22 дней, а в некоторых случаях и больше.

Множественные кровоподтеки у одного и того же лица, причиненные одновременно, меняют свою окраску по-разному, в зависимости, главным образом, от величины.

При исследовании кровоподтеков у лиц, имевших тяжелую травму, мы отмечали следующее: изменение окраски кровоподтеков происходило в такой же последовательности, как и у практически здорового человека, но в большинстве случаев каждая стадия цветения задерживалась на два-три дня, особенно это было заметно у лиц с травмой, нанесенной непосредственно в область головы. Процесс рассасывания кровоподтеков и исчезновение их задерживались на пять-шесть дней и больше, а иногда даже больше 20 дней.

Кровоподтеки в области закрытых переломов верхних и нижних конечностей мы наблюдали в девяти случаях; из них в шести случаях кровоподтеки оставались и после снятия гипсовой повязки (было два кровоподтека с темно-синей окраской у пострадавших в возрасте 53 и 62 лет и четыре - со смешанной окраской с преобладанием темно-синей), у остальных трех пострадавших детского возраста кровоподтеков после снятия гипса не наблюдалось.

Приведенные выше данные исследования касаются кровоподтеков у двух групп лиц: у практически здоровых и у тех, у которых наряду с кровоподтеками имела место и более серьезная травма.

Сравнивая эти две группы, можно сказать, что в основном кровоподтеки, наблюдавшиеся у практически здоровых лиц, рассасываются быстрее, чем у лиц с тяжелой травмой.

Замедление в рассасывании кровоподтеков у лиц с тяжелой травмой можно объяснить, согласно с учением И.П. Павлова о высшей нервной деятельности, угнетением центральной нервной системы, которое наступает вскоре после травмы, что снижает реактивность всего организма. Это лишний раз доказывает правильность выводов о том, что чисто местных повреждений нет.

При определении времени причинения повреждения по окраске кровоподтека необходимо исходить из факта единства и целостности живого организма.

1

Устойчивость окраски материалов для одежды является важным показателем сохранности эстетических свойств одежды. Существующие методы оценки устойчивости окраски материалов для одежды к различным воздействиям не позволяют дать количественную оценку и степень значимости изменения цвета материалов с точки зрения восприятия человека. В работе предложен метод оценки изменения цвета материалов для одежды, основанный на обработке сканированных фотоизображенийобразцов до и после воздействий. На основе полученных характеристик Lab цветового пространства CIE Lab рассчитывается показатель цветового различия ΔE. Проведенная оценка изменения цвета кожевой ткани овчинного полуфабриката показала, что предлагаемый метод позволяет количественно оценить изменения цветовых характеристик, является чувствительной и более точной оценкой, дает возможность оценить значимые для восприятия человеком изменения цвета. Выявлено, что различные воздействия (химчистка, светопогода, сухое и мокрое трение) приводят к различным изменениям цветовых характеристик (светлоты, насыщенности, тона), что оценивается величиной и знаком данных характеристик.

воздействия

овчинный полуфабрикат

светлота

насыщенность

цветовое различие

устойчивость

1. Барашкова Н.Н., Шаломин О.А., Гусев Б.Н., Матрохин А.Ю. Способ компьютерного определения изменения окраски текстильных полотен при оценке ее устойчивости к физико-химическим воздействиям:Патент России №2439560.2012.

2. Борисова Е.Н., Койтова Ж.Ю., Шапочка Н.Н. Оценка устойчивости окраски овчин при различных видах воздействия//Вестник Костромского государственного технологического университета. - 2012. - № 1. - С. 43-45.

3. Борисова Е.Н., Койтова Ж.Ю., Шапочка Н.Н. Влияние химчистки на потребительские свойства изделий из овчины//Вестник Костромского государственного технологического университета. - 2011. - № 2. - С. 37-38.

4. ГОСТ 9733.0-83. Материалы текстильные. Общие требования к методам испытаний устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям. - Введ. 01.01.1986//Изд-во стандартов. - М., 1992. - С. 10.

5. ГОСТ Р 53015-2008. Шкурки меховые и овчины выделанные крашеные. Метод определения устойчивости окраски к трению. – Введ. 27.11.2008//Изд-во стандартов. – М., 2009. – С. 7.

6. ГОСТ Р ИСО 105-J03-99. Материалы текстильные. Определение устойчивости окраски. Часть J03. Метод расчета цветовых различий. – Введ. 29.12.1999// Изд-во стандартов. – М., 2000. – С. 11.

7. Долгова Е.Ю., Койтова Ж.Ю., Борисова Е.Н. Разработка инструментального метода оценки устойчивости окраски одежных материалов//Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 2008. - № 6С. - С. 15-17.

8. Домасев М.В. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения /М.В. Домасев, С.П. Гнатюк. - СПб.: Питер,2009. - С.224.

Устойчивость окраски материалов для одежды в процессе эксплуатации во многом определяет их качество, так как неизменность первоначальных цветовых характеристик обеспечивает сохранность эстетических показателей одежды, что входит в ряд основных потребительских предпочтений.

Устойчивость окраски материалов для одежды к различным видам воздействия определяется в соответствии со стандартами .Также разработаны новые способы и предложены новые показатели для оценки цветовых характеристик . Однако данные методы не позволяют оценить, насколько значимы изменения цвета при эксплуатационных воздействиях с точки зрения восприятия человека, т.к. отсутствует количественная оценка цветовых изменений, соответствующая особенностям восприятия цвета глазом человека.

Для количественной оценки изменения цвета предложено использовать метод расчета цветовых различий . Для получения цветовых характеристик испытуемых образцов используется их сканированное фотоизображение с последующей обработкой в графическом редакторе AdobePhotoshop (рис.1), в котором возможно получить цветовые характеристики Lab.

Рисунок 1 - Окно программыAdobePhotoshop с фотоизображением образцов до и после воздействия

Для оценки изменения окраски используется характеристика ΔE - цветовое различие -которая определяется как разница между двумя цветами в одном из равноконтрастных цветовых пространствах. Данная характеристика учитывает разницу цветовых координат L, a и b цветового пространства CIE Lab и разницу между координатами цветности H° и насыщенности C цветового пространства CIE LCH. Характеристика Lab является аппаратнонезависимой и соответствует особенностям восприятия цвета глазом человека, давая более точную оценку изменения цвета материала.

Расчет цветового различия ΔE выполняется по формуле (1):

∆Е = [()2 + ()2 + ()2]1/2 , (1)

где ∆L, ∆C, ∆Н - различие между образцом до и после воздействия по светлоте, насыщенности и цветовому тону соответственно, вычисленные по формулам (2), (4,5) и (6,7);

KL, KC, KH - взвешивающие коэффициенты, которые по умолчанию приравниваются к единице;

SL, SC, SH - длины полуосей эллипсоида, именуемые весовыми функциями, позволяющими регулировать их соответствующие составляющие, следуя местоположению образца цвета в цветовом пространстве Lab, определяемые по формулам (7,8), (9,10) и (11-13) соответственно.

Определение изменений светлоты (2)

∆L = L1 - L2, (2)

где L1 - светлота цвета образца до испытания;

L2 - светлота цвета образца после испытания.

Определение насыщенности цвета образца (3):

С = 1/2, (3)

где а - соотношение красного и зеленого цветов в данном цвете;

b - соотношение синего и желтого.

Определение изменений насыщенности (4)

∆C = C1 - C2, (4)

где C1 - насыщенность цвета образца до испытания;

C2 - насыщенность цвета образца после испытания.

Определение цветового тона (5):

H = arctg,(5)

Определение изменения цветового тона (6)

∆Н = 2sin , (6)

где H1 - цветовой тон образца до испытания;

H2 - цветовой тон образца после испытания (5).

Определение среднего значения светлоты образцов до и после испытания (7,8):

= (L1+ L2)/2 (7)

где К2 = 0,014 - весовой коэффициент.

Определение среднего значения насыщенности образцов до и после испытания (9,10):

С12 = (C1 + C2)/2 (9)

SC= 1 +K1C12, (10)

где К1 = 0,048 - весовой коэффициент.

Определение среднего значения цветового тона образцов до и после испытания (11-13):

Т= 1-0,17cos(Н12 - 30°)+0,24cos(2H12)+0,32cos(2H12 + 6°)-0,2cos(4H12 - 64°)(12)

SH= 1 + К2C12Т(13)

При расчете H12 следует принять во внимание, что если цветности образцов попадают в разные квадранты, то из значения цветности, которое является наибольшим, необходимо вычесть 360° и затем определить среднее.

По величине цветового различия можно судить о степени изменения окраски материалов после различных воздействий. Величина ΔE < 2 соответствует минимально различимому на глаз порогу цветоразличия, величина в пределах ΔE = 2—6 приемлемо различимая разница в цвете. Величина ΔE > 6 будет соответствовать заметной разнице между двумя цветами. По знаку изменения светлоты, насыщенности и цветового тона можно судить о степени изменения данных характеристик материала.

Выпускаемые в настоящее время изделия из овчинного полуфабриката отличаются большим цветовым разнообразием, видами отделки кожевой ткани и волосяного покрова. В процессе носки и ухода изделия испытывают сложный комплекс различных воздействий, которые приводят к ухудшению внешнего вида изделия. Поэтому для апробации предложенного метода выполнена оценка изменения цвета овчинного полуфабриката с различными цветовыми характеристиками кожевой ткани и при различных видах воздействия (химчистка, светопогода, сухое и мокрое трение) (табл.1).

Таблица 1 - Оценка устойчивости окраски кожевой ткани овчинного полуфабриката при различных видах воздействий

Вид воздействия

Образец полуфабриката

До воздействия

После воздействия

Химчистка

Меховая овчина, черная кожевая ткань

Светопогода

Шубная овчина, черная кожевая ткань

Меховая овчина с полимерным пленочным покрытием, светло-коричневая кожевая ткань

Меховой велюр, темно-зеленая кожевая ткань

Сухое трение

Шубная овчина, коричневая кожевая ткань

Меховой велюр, коричневаякожевая ткань

Меховая овчина, темно-серая кожевая ткань

Мокрое трение

Меховой велюр, коричневая кожевая ткань

Меховой велюр, коричневая кожевая ткань

Меховой велюр, светло-серая кожевая ткань

Анализ полученных данных показывает, что наибольшие цветовые изменения происходят при действии химчистки. Значения цветового различия достигают 12,7, что является значимым показателем цветового изменения. При этом цвет материала становится менее насыщенным и более светлым. При мокром трении происходит потемнение материала, о чем свидетельствуют положительные значения показателя ∆L - светлоты, тогда как при других видах воздействия данный показатель имеет отрицательные значения, что говорит о том, что материал при данном виде воздействия становится светлее.Внешние воздействия приводят к изменениям показателя ∆H - светового тона. При превышении данного показателя значения на 4 единицы тон материала изменяется значимо.

Таким образом, предлагаемая методика оценки изменения цветовых характеристик позволяет получить количественные показатели изменения цвета, является чувствительной и дает возможность оценить значимые для восприятия человеком изменения цвета, причем изучить кинетику изменений при действии определенного фактора эксплуатации.Она может быть использована для оценки устойчивости окраски на стадии окрашивания овчинного полуфабриката, на подготовительной стадии при подборе шкур на изделие с целью исключения разнооттеночности, при проведении химчистки для оценки ее степени влияния на изменения цвета.

Рецензенты:

Сокова Г.Г., д.т.н., профессор, и.о. заведующего кафедрой технологии и проектирования тканей и трикотажа ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет», г. Кострома.

Галанин С.И., д.т.н., профессор, заведующий кафедройтехнологии, художественной обработки материалов, художественного проектирования, искусств и технического сервиса ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет», г.Кострома.

Библиографическая ссылка

Борисова Е.Н., Койтова Ж.Ю. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ЦВЕТОВЫХ РАЗЛИЧИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИЗМЕНЕНИЯ ОКРАСКИ ОВЧИННОГО ПОЛУФАБРИКАТА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=10468 (дата обращения: 15.06.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»