При проведении исследования и разработке проекта для последующего его применения в образовательных учреждениях ставились следующие задачи:

— опробовать существующие возможные палитру и техники рисования раствором краснокочанной капусты на основе варьирования кислоты и щелочи, также создать новые оттенки и техники.

— подтвердить практическую применимость антоцианов краснокочанной капусты в художественном ремесле.

— подтвердить ресурсосберегаемость в технологиях приготовления и отработки раствора из краснокочанной капусты.

— подтвердить экологичность в использовании данного вида окрашивания и мотивировать к сохранению древних традиций натурального окрашивания.

История использования натуральных красителей

Исторически люди использовали природу для создания оттенков и красок. На протяжении веков растительные и минеральные красители играли важную роль в разнообразии текстиля, искусства и даже в косметике. Это отражает глубокую связь человека с окружающей средой и его желание выразить себя через цвет.

Многие растения используются для получения ярких и насыщенных цветов. Основные источники красительных пигментов приходят из растительного мира. Например, куркума даёт жёлтый цвет, бразильское дерево — красный, а индиго — синий. Эти красители применяются в текстильной промышленности и искусстве с древних времён [1].

Минералы также играют важную роль в создании красителей. Например, уголь используется для чёрного цвета, охра предоставляет оттенки жёлтого и красного, а малахит даёт зелёный цвет. Эти минералы используются в различных отраслях, включая живопись и косметику [1].

Стало известно:

— использование природных красителей началось в древности;

— растения и минералы были основными источниками для создания цветов;

— красители использовались в текстиле, живописи и косметике [1, 2].

Определение антоцианов и их свойства

Антоцианы — это водорастворимые растительные пигменты, находящиеся в вакуолях клеток и отвечающие за красные, фиолетовые и синие оттенки лепестков, плодов и листьев. Их окраска зависит от кислотности среды: в кислой среде преобладают красные тона, при нейтральной — фиолетовые, в щелочной — синие и синевато-зелёные [3,4]. Эта обратимая смена цвета делает антоцианы естественными индикаторами и удобным инструментом для творческих задач.

pH (водородный показатель) — это мера кислотности , значение pH может изменяться от 0 до 14 . Нейтральный уровень , соответствующий чистой воде, равен 7. Параметры pH ниже 7 указывают на кислую среду, а величина выше 7 — на щелочную среду.

Интересно, что, сравнив стандартную шкалу pH с нейтральным уровнем 6–7, шкала оттенков антоцианов краснокочанной капусты отличается. В этой шкале больше розоватых, синеватых и фиолетовых оттенков, а жёлтые оттенки появляются лишь при сильнощелочной среде (рис. 1) [3, 4].

Рис. 1. Сравнение стандартной шкалы pH с нейтральным уровнем 6–7 с шкалой оттенков антоцианов краснокочанной капусты

Преимущества использования краснокочанной капусты для получения палитры цветов

Краснокочанная капуста богата антоцианами, что позволяет получать насыщенные растворы простыми и безопасными способами — на воде, уксусе или соде. Такие красители биодеградируемы и нетоксичны, что важно для экологичных технологий [4, 5]. Таким образом, антоцианы объединяют выразительную цветовую палитру и экологичность, что делает их перспективными для проекта.

Кроме того, натуральные красители представляют важный аспект в области устойчивого развития, экологичности и сохранения культурных традиций. Их популярность растёт, так как всё больше людей осознаёт ценность использования природных ресурсов [1, 5].

Ключевое преимущество — выраженная pH-чувствительность антоцианов: один и тот же экстракт даёт палитру от розово-красных до сине-фиолетовых и зеленоватых тонов. Это упрощает варьирование оттенков при создании рисунков, позволяя работать безопасными кислотно-щелочными модификаторами (уксус, лимонный сок, сода). Процесс легко воспроизводим в лаборатории и мастерской, не требует сложного оборудования. В совокупности это делает капустные антоцианы рациональным выбором для экологичного окрашивания и творческих задач.

Приготовление и работа с экстрактом

Для приготовления экстракта необходимо нашинковать капусту, залить мягкой водой в соотношении сырьё: вода 1:4–1:6. Нагревать под крышкой 10–40 мин при 80–90 °C без бурного кипения, затем охладить и профильтровать [4, 6]. Для более холодной гаммы часть экстракта можно настоять 8–12 ч при комнатной температуре.

В индикатор (экстракт) по 10 мл в колбе будем добавлять кислые и щелочные компоненты. Фиксируем уровень pH при помощи лакмусовой бумаги и записываем цвет. Добиваемся нужного цвета путём варьирования количества добавляемого компонента в индикатор — от 4 капель до 10 мл. Добиваемся нужного цвета. При смешивании кислотной и щелочной среды происходит химический процесс нейтрализации, который сопровождается шипением полученной жидкости.

В эксперименте были использованы следующие компоненты для смешивания с экстрактом (индикатором): уксус, сок лимона, сок апельсина, яблочный сок, сок красной смородины, сок черники, свежее молоко, сода.

Результат эксперимента зафиксирован и указан в таблице 1. Для наглядности на рис. 2 представлена полученная палитра в колбах соответственно нумерации компонентов в таблице 1.

Практически полезно вести карту выкрасок (рис. 3.): фиксировать pH и добавки. Это в будущем ускоряет подбор оттенков и повторяемость декора, а также помогает оценить стабильность выбранной техники в реальных условиях эксплуатации [4, 7].

Кислая среда подчеркивает красный цвет, давая возможность получить разные оттенки в зависимости от концентрации уксуса.

Щелочности создают зеленые оттенки, показывая уникальные комбинации цветов при смешивании с капустным соком [3, 4].

Таблица 1

Цвет и уровень pH, полученные в результате смешивании компонентов с индикатором (соком краснокочанной капусты)

Рис. 2. Палитра цветов, полученная в результате эксперимента (цвета пронумерованы соответственно нумерации компонентов в Таблице 1)

Рис. 3 Карта выкрасок из оттенков, полученных в ходе эксперимента

Для получения желтого оттенка был использован природный компонент — куркума, разведенная в воде. Идея получить желтый оттенок путем добавления сильнощелочного компонента (стиральные порошки и другие химикаты) была отвергнута, поскольку в эксперименте продвигается идея экологичного применения красок [1, 5].

Рекомендуется стандартизовать экстракцию: соотношение сырьё/вода 1:4–1:10, подкисление до pH 3–4, нагрев не выше 60 °C, тщательная фильтрация. Для хранения — темнота, 4–8 °C, герметичная тара [2, 6, 5].

Использование антоцианов для рисования и декоративных элементов

Антоцианы краснокочанной капусты ведут себя как водорастворимая акварель: оттенок зависит от pH, а текучесть и урывистость — от загустителей и связующих [2, 5]. Для декоративных работ это преимущество: один и тот же экстракт дает розово-фиолетовые, фиолетовые и синеватые тона, позволяет создавать мягкие размывы, градиенты и графичные линии. Перед началом желательно подобрать pH под желаемую гамму, отфильтровать раствор и сделать пробную выкраску на том же материале, что и основа.

Для линий и росписи удобно слегка загущать краситель (клейстер, гуммиарабик), для плавных заливок — использовать более жидкий раствор. Добавка глицерина улучшает растекаемость и смягчает переходы. На впитывающих основаниях (бумага, бисквит, хлопок) тонкие слои с промежуточной сушкой дают более чистые и предсказуемые результаты [2, 5].

— Кистевая роспись. Нанесение полупрозрачных слоев с послойной сушкой формирует глубину цвета и мягкие переходы. Разбавление водой и изменение pH позволяют в одном мотиве сочетать теплые и холодные оттенки.

— Каллиграфия пером и лайнером. Слегка загущенный экстракт с 0,5–1 % гуммиарабика дает четкий контур, уменьшает расплывание. Удобен для подписи, тонких орнаментов, линейных рисунков.

— Трафареты и маски. Тампонирование губкой через трафарет обеспечивает повторяемый орнамент. Для четких краев полезно повышать вязкость раствора и работать на полусухой поверхности.

— Штампы. Рельефные штампы (линогравюра, фактура листьев) равномерно прокрашиваются загущенным составом; отпечаток переводится на бумагу.

— Распыление. Для фонов и мягких градиентов используют распылитель или аэрограф; раствор тщательно фильтруют, добавляют 5–10 % спирта для ускорения сушки. Эффектно сочетается с масками и резистами.

— Реактивная графика pH. По высохшему слою наносят слабокислый или слабощелочной раствор кистью/перами, меняя местный оттенок без утолщения пленки. Так можно «проявлять» скрытые эскизы и добавлять холодные или теплые акценты.

— Текстурные приемы. Посыпка соли по мокрому слою образует кристаллические разводы; капли спирта дают светлые «звезды».

— Марморирование. На загущенной воде (гуар, клейстер) капают экстракты разного pH, формируют рисунок палочкой и переводят отпечатком на бумагу или тонкую ткань.

— Работа с лийнерами по кистевой росписи.

Ниже перечислены примеры декоративных элементов, которые демонстрируют выразительные возможности антоцианов краснокочанной капусты на разных основаниях и с различными техниками. Они ориентированы на учебно-проектную практику и могут быть воспроизведены в условиях аудитории или домашней мастерской.

— Цветовая карта-градиент на акварельной бумаге: широкие заливки от насыщенно-розового (слабокислая зона) к синевато-фиолетовому (нейтральная) и голубовато-зеленому (слабощелочная). Границы формируют малярной лентой; локальные капли лимонного сока и содового раствора дают эффект «пятен-индикаторов» [3, 4].

— Ботаническая миниатюра «лепесток-гортензия»: фон — тонкая влажная заливка, прожилки — загущенный краситель с гуммиарабиком, блики получают вымыванием чистой водой. Для мягких переходов добавляют немного глицерина, чтобы продлить «открытое» время [2, 5].

— Каллиграфический постер : буквы пером на загущенном экстракте, затем точечные касания кистью с растворами разной кислотности для двухцветных переходов внутри штрихов. Контраст усиливают тонкими тенями полупрозрачной заливки [2, 5].

— Серия открыток и закладок: трафареты геометрии, распыление через сетку, штампы из листьев. Соль, посыпанная на влажный слой, создает кристаллические текстуры; после высыхания элементы обводят тонкой линейной графикой [2, 4].

— «Индикаторная» открытка-сюрприз: невидимый рисунок наносится содовым раствором, после высыхания поверхность покрывают антоцианом — проявляются голубые узоры. Аналогично лимонный сок дает розовые линии, позволяя делать скрытые сообщения [3, 4].

В совокупности эти примеры показывают, как антоцианы позволяют работать с градиентами, графикой и фактурой, а также использовать их индикаторные свойства как художественный приём [4, 5]. Для устойчивости цвета целесообразно наносить тонкие слои, тщательно сушить, хранить работы вдали от прямого солнца и при необходимости применять защитные покрытия. Ведение карты выкрасок и фиксация условий (pH, концентрация, тип основы) помогает воспроизводить удачные решения и расширять палитру проекта [2, 4].

Пишем картину с использованием антоцианов

В ходе работы над созданием картины использовались практически все полученные оттенки (рис. 4). Краски наносились кистью аккуратно по контуру карандаша, формируя цветовые пятна. Для облаков и листвы деревьев была применена техника нанесения небрежно пятнами. Важно давать краскам высохнуть перед нанесением следующего слоя. Примерно было нанесено 5–6 слоев. Яркими желтыми разводами и пятнами были добавлены оттенки желтого, за счет этого появились цветовые акценты.

В конце работы была применена техника скетчинга — лийнерами был обозначен контур предметов и дополнительные элементы.

Выводы по исследованию

В ходе проекта подтверждена практическая применимость антоцианов краснокочанной капусты как экологичного красителя рисования и графики. Управление pH позволило получать вариативную палитру от розово-фиолетовых до синеватых оттенков. Полученные результаты позволяют использовать антоцианы краснокочанной капусты как доступный и экологичный краситель в реальных проектах декоративно-прикладного искусства. Управление pH дает вариативную палитру от розово-фиолетовых до синих оттенков, а техника нанесения (жидкая заливка, загущенная линия, распыление) расширяет выразительные возможности. С помощью данной палитры был успешно создан новый творческий продукт — картина на осеннюю тематику с применением различных техник и оттенков.

В графических работах антоцианы выступают как «живая» акварель. Технология рисования проста, безопасна и ресурсосберегающая.

Рис. 4. Картина, написанная с использованием всех полученных оттенков

Технологически процесс прост и подходит для студий и дома: экстракт готовят из внешних листьев капусты, остатки ванн многократно используют, а жмых компостируют. Низкая себестоимость. Важное преимущество — цветовая вариативность за счёт изменения pH, что позволяет получать палитру без закупки множества синтетических пигментов.

Метод особенно перспективен для обучения и ремесленных коллекций с низким экологическим следом. Пищевые отходы и компост жмыха капусты после использования легко биоразлагаются. Отсутствие стойких токсикантов и тяжёлых металлов снижает нагрузку на сточные воды и риски для здоровья при работе.

Рекомендации по дальнейшему использованию антоцианов

Использование продукта исследования в области образования и ремесла:

— проведение мастер-класса;

— создание наборов для творчества «сделай сам» с концентратом, гуммиарабиком и инструкциями;

— создание эко-выставок картин.

Экстракт возможно использовать для бизнеса — брендированного декора — бирки, упаковочные вкладыши, плакаты, где уместны природные тона и полностью перерабатываемые носители.

Будущее красителей связано с продолжающимися исследованиями новых растительных источников и инновационными методами их экстракции. Важно отметить, что новые технологии могут улучшить производственный процесс и сделать его более эффективным.

Литература:

1. Кузнецова, Р. В. Получение и свойства растительных индикаторов / Р. В. Кузнецова, В. Н. Лисицин. — Текст: непосредственный // Наука и образование. — 2022. — № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/poluchenie-i-svoystva-rastitelnyh-indikatorov (дата обращения: 25.03.2026).
2. Капитова, И. А. Методы извлечения антоцианов из растительного сырья и способы очистки (обзор) / И. А. Капитова, К. В. Павлов. — Текст: непосредственный // АВУ. — 2025. — № 2. — С. 245–253. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-izvlecheniya-antotsianov-iz-rastitelnogo-syrya-i-sposoby-ochistki-obzor (дата обращения: 25.03.2026).
3. Горелов, И. И. Использование антоцианов в качестве кислотно-основного индикатора / И. И. Горелов, Н. Е. Молдагулова. — Текст: непосредственный // Материалы XI Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум». —, 2019. URL: https://scienceforum.ru/2019/article/2018014804 (дата обращения: 25.03.2026).
4. Саласина, Я. Ю. Некоторые закономерности экстракции антоцианов из растительных источников / Я. Ю. Саласина, Д. А. Калиникин, В. И. Дейнека, Л. А. Дейнека // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. — 2020. — № 4 (35). — С. 691–699. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-zakonomernosti-ekstraktsii-antotsianov-iz-rastitelnyh-istochnikov (дата обращения: 25.03.2026).
5. Панасюк, А. Л. Производство и применение натуральных антоциановых пищевых красителей (обзор) / А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина, О. С. Егорова. — Текст: непосредственный // Пищевая промышленность. — 2021. — № 10. — С. 13–19. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/proizvodstvo-i-primenenie-naturalnyh-antotsianovyh-pischevyh-krasiteley-obzor (дата обращения: 25.03.2026).
6. Переверткина, И. В. Оптимизация условий экстрагирования антоциановых красителей из растительного сырья / И. В. Переверткина, А. Д. Волков, Н. Н. Титова, В. М. Болотов // Химия растительного сырья. — 2014. — № 2. — С. 137–141. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-usloviy-ekstragirovaniya-antotsianovyh-krasiteley-iz-rastitelnogo-syrya (дата обращения: 24.03.2026).