Исследовательская работа по химии

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Основная часть…………………………………………………………………….5

1. Теоретическая часть………………………………………………………..5

   1. История газированных напитков……………………………………….5

   2. Общие сведения о газированных напитках. Классификация…………6

   3. Состав газированных напитков…………………………………………9

   4. Влияние газированных напитков на организм человека…………….11

2. Исследовательская часть…………………………………………………13

   1. Социологическое исследование……………………………………….13

   2. Анализ некоторых свойств газированных напитков………………...13

   3. Экспериментальное доказательство агрессивного начала газированных напитков………………………………………………..16

Заключение………………………………………………………………………17

Библиография……………………………………………………………………19

Приложения

Введение

Человеку для поддержания жизнедеятельности необходима вода. Человечество научилось изготавливать различные напитки. Так появились и газированные напитки. В настоящее время наш рынок заполнен множеством прохладительных безалкогольных напитков, подобно Коле, Спрайт, фанта, лимонад, которые вредны для здоровья, и одной из причин ухудшения здоровья школьников является употребление этих напитков. Часто повторяющаяся реклама популярных газированных напитков, их сладкий вкус, приятный аромат, разнообразные яркие этикетки вызывают интерес у детей и подростков. Газированные напитки продают во всех магазинах, не один праздник не обходится без сладкой газировки. Врачи рекомендуют не пить ее маленьким детям, беременным и кормящим женщинам, а также людям, имеющим заболевания желудочно-кишечного тракта и страдающим ожирением и аллергией. Взрослому здоровому человеку небольшое количество газированной воды не повредит. Однако частое употребление сладкой газированной воды может неблагоприятно отразиться на здоровье человека. Поэтому актуальность темы нашей исследовательской работы очевидна: в настоящее время очень остро стоит проблема употребления газированной воды.

Цель: изучить состав газированных напитков и их влияние на здоровье человека.

Объект исследования: состав газированных напитков

Предмет исследования: газированные напитки - Кока-кола, Спрайт, Лимонад, Фанта

Гипотеза: если газированную воду продают в магазинах, то можно ли считать ее частью рациона питания человека.

Задачи:

1. Изучить литературу по теме исследования

2. Провести социологический опрос обучающихся школы.

3. Изучить состав газированных напитков

4. Изучить влияние газированных напитков на здоровье человека

Исследование:

1. Работа с научной литературой

2. Работа с материалом Интернет-ресурсов

3. Лабораторное исследование

4. Сравнительный анализ

5. Фотосъемка

6. Проведение анкетирования учащихся, анализ данных, выводы, рекомендации

Основная часть

1.Теоретическая часть

1.1 История газированных напитков

На свет появилась газированная вода благодаря британскому химику Джозефу Пристли. Наблюдая за работой местной пивоварни, Пристли заинтересовался, какого рода пузырьки выделяет пиво при брожении. Этим пузырьки оказались углекислым газом. Попробовав получившуюся жидкость, Джозеф был поражен ее неожиданно приятным резким вкусом, а в 1767 году он сам изготовил первую бутылку газированной воды. На коллегии физиков в Лондоне он представил первый в мире газировочный аппарат. В 1833 году газировка была запатентована в США. В 1833 году в Англии в продаже появились первые газированные лимонады. Тогда газировку продавали в аптеках. В 1886 году впервые были выпущены в продажу Coca-Cola и Dr. Pepper. Изначально Coca-Cola производилась из настойки листьев коки и орехов кола, аптекарь Джон Пембертон придумал рецепт сиропа для лечения головной боли и простуд и догадался разбавить его газированной водой. В 1898 году появилась Pepsi-Cola (по некоторым версиям, - лекарство от расстройств кишечника), которая была придумана аптекарем Калебом Брэдхемом, смешавшим экстракт из орехов кола, ванилин и ароматические масла. В 1929 году был изобретен лимонад Lithiated Lemon, который ныне известен под маркой 7Up. Его рекламировали , как средство для создания алкогольных коктейлей. 1950-е годы появились "здоровые" напитки. Сахар начали заменять искусственными подсластителями. В 1980-е годы производители начали массово использовать аспартам, а в конце 1990-х годов - сукралозу. В начале третьего тысячелетия компании Coca-Cola Co и PepsiCo, запустили низкокалорийные газировки.

В 1960 году появился новый класс напитков - "спортивные". Этот и подобные напитки не содержали газа, а были насыщенны витаминами и иными веществами, которые, как помогают спортсменам утолять жажду и улучшать результаты. В 1980-е годы появились напитки, содержащие кофеина. Их создатели рассчитывали привлечь студентов, бизнесменов и всех людей, кому срочно требовалось взбодриться. В 1990-е годы появились "энергетические напитки" (Red Bull), которые содержали лошадиные дозы кофеина и иных бодрящих веществ и были предназначены для посетителей дискотек и спортсменов. В 1990-е годы в США стали больше внимания уделять сокам и напиткам на их основе, а также более "натуральным" напиткам на основе чая, кофе, овощных соков и природных стимуляторов.

А в России первое производство искусственных минеральных вод открылось в начале XIX века в пригороде С.-Петербурга. Знаменитый кондитер Излер выпускал сельтерскую (от названия немецкого источника Selters) и содовую. Сельтерская содержала соли натрия, кальция и магния, содовая - только натриевые. На вкус и та, и другая были солоноваты, но в отличие от природных минералок ни тогда, ни сейчас не имели лечебных свойств. "Буратино", "Дюшес", "Лимонад", "Ситро" (а также "Крюшон", "Колокольчик" и пр.). созданы в СССР десятки лет назад путем подбора сочетаний сахара, лимонной кислоты и ароматизаторов. В "Саяны" добавляли лимонник, в "Ситро" - сиропы разных цитрусовых (от французского слова citron - "лимон").

1.2 Общие сведения о газированных напитках. Классификация.

Газированные безалкогольные напитки делятся на 5 групп: на натуральном сырье, на синтетических ароматизаторах, тонизирующие, витаминизированые и для диабетиков.

Напитки, приготовленные на натуральном сырье (соках, сиропах, экстрактах, настойках), отличаются значительным содержанием сахара. Производят: Вишневый, Грушевый, Клюквенный, Клубничный, Лимонад, Крем-сода и др. Напитки на пищевых добавках - напоминают соответствующее плодово-ягодное сырье. На этикетках напитков указывается вид пищевой добавки, введенной в бутылку. Производят: Вишневый, Малиновый, Клюквенный и др.

Тонизирующие (бодрящие) напитки содержат тонизирующие настои и экстракты, благодаря чему эти напитки способны снимать утомление и оказывают жаждоутоляющее действие. К ним относятся Спрайт, Лимонад, Фанта, Кока-кола и другие.

Лимонад - сладкий безалкогольный напиток, чаще газированный. Обладает прохладительным свойством. Приготавливается исключительно из плодов лимона, хотя многие заблуждаются, называя любой прохладительный напиток лимонадом.

Спрайт - газированный безалкогольный напиток. Идея названия напитка родилась в 40 годы XX столетия. В то время в рекламных кампаниях Coca-Cola был особо популярен Малыш Спрайт - эльф с серебряными волосами и широкой улыбкой, который носил вместо шляпы пробку от напитка. Этот персонаж настолько полюбился потребителям, что компания чуть позже использовала его имя для названия нового газированного напитка с лимонным вкусом и вкусом лайма - «Sprite». Появившись в октябре 1961 г., сегодня Sprite продается в 190 странах мира.

Фанта - марка газированных прохладительных напитков, принадлежащая компании Кока-Кола. Напиток появился на свет в 1940 году в нацистской Германии в годы Второй мировой войны. Основными компонентами нового напитка стал яблочный жмых (отходы производства сидра) и молочная сыворотка (побочный продукт сыроваренного производства). Получившийся напиток был желтого цвета и сильно отличался по вкусу от апельсиновой «Фанты», которая сейчас наиболее распространена.

Кока - кола- безалкогольный газированный напиток, самый дорогой бренд в мире в 2006-2010 годах. Напиток кола - изобретённый в США тип газированных сладких напитков, зачастую содержащих кофеин. Название происходит от орешков кола, изначально использовавшихся производителями напитков в качестве источника кофеина. Первоначально главными компонентами колы были богатый кофеином орех кола и содержащий кокаин куст кока. Последний в 1903 был убран из рецептуры, когда стала известна опасность кокаина, и к настоящему времени от растения коки в составе колы осталось лишь название. Напитки, имеющие в названии слово «кола» (Кока-Кола, Пепси-Кола, Кола и др.), вырабатываемые в России, практически не содержат экстракта колы и содержат только ароматизаторы, красители и жженые сахара. Поэтому происходит обман покупателя и, прежде всего, его организма.

Витаминизированные напитки отличаются повышенным содержанием витамина С, вносимого в виде аскорбиновой кислоты или в составе высоковитаминных экстрактов соков и настоев (лимонного, апельсинового, черносмородинового). Напитки для диабетиков вместо сахара содержат пищевой сорбит и другие сахарозаменители. Ассортимент: Пепси лайт, Апельсиновый, Вишневый, Лимонный, Цитрусовый.

Сухие газированные напитки бывают двух видов - не шипучие и шипучие. Сухие не шипучие напитки представляют собой высушенную и размолотую смесь сахара-песка, экстрактов, ароматизаторов, пищевых кислот и пищевых красителей. Выпускают их в виде таблеток по 20 г или порошка. Производят: Черносмородиновый, Клюквенный, Яблочный, Вишневый. Сухие шипучие напитки представляют собой смесь сахарозы, винной пищевой кислоты, ароматизара, двууглекислого натрия, колера. Вместо сахара могут вводиться сахарозаменители, фруктоза. Поступают они в продажу в виде порошков или таблеток. Вырабатывают Инвайт, Инвайт плюс, Зуко, и др.

1.3 Состав газированных напитков

Газированная вода - напиток насыщенный газом. Стремясь предложить покупателям как можно больше напитков на любой вкус, в газированную воду добавляют фруктовые, травяные экстракты. Искусственные вкусовые добавки могут придавать напиткам различные вкусы. Но настоящих фруктов в этой воде нет. А значит, нет и полезных нашему организму витаминов. Для того чтобы газированные напитки были ароматными, в них добавляют специальные ароматизаторы.

Стандартные компоненты, входящие в состав сладкой газированной воды: сахар - в газировке он содержится в очень больших количествах, иногда его содержание доходит до пяти ложек на стакан;

Аспартам (Е 951) - в 160-200 раз слаще сахара, не имеет запаха, хорошо растворим в воде. При температуре выше 30°С превращается в малоконцетрированный яд;

Красители и ароматизаторы, содержащиеся в газировке, расщепляются в печени. Они могут быть безвредными, но все равно дают нагрузку на печень. Кроме того, печень при этом еще и занимается разложением сахарозы до глюкозы и синтезом из глюкозы гликогена. По этой причине, газировку нельзя пить людям, страдающим различными гепатитами.

Кофеин - добавляется в качестве тонизирующего средства в некоторые газированные напитки. Это вызывает дополнительное возбуждение нервной системы, что противопоказано детям. Кроме того, кофеин вызывает зависимость. Хотя, в газировке его концентрация не слишком велика, но углекислый газ в несколько раз усиливает его действие;

Консерванты - лимонная (Е 330) или ортофосфорная кислота(Е 338). Они приводят к раздражению слизистой оболочки желудка, что может вызвать развитие гастрита и даже появление язвы. Ортофосфорная кислота способствует вымыванию кальция из костей. Недостаток кальция становится причиной такого серьезного заболевания как остеопороз.

Бензоат натрия (Е 211). В сочетании с витамином С он выделяет бензол, который является канцерогеном. Кроме того, бензоат натрия также может повреждать ДНК человека.

Ацесульфам калия обладает свойствами аспартама. Некоторые критики обвиняют производителей в недостаточном изучении побочных явлений, связанным с его употреблением, и утверждают, что ацесульфам калия может быть канцерогеном.

Углекислый газ (Е 290) вступает в химическое взаимодействие с водой и достаточно хорошо растворяется в ней. В этом он похож на другие газы - сероводород, аммиак, диоксид серы и др., но они хуже растворяются в воде. Углекислый газ используется в качестве консерванта. На упаковке продукта он обозначается под кодом Е290. Существует мнение, что именно за счет пузырьков газировка хорошо утоляет жажду. Другие наоборот считают, что механическое воздействие пузырьков вызывает неприятные ощущения во рту. Сам по себе углекислый газ не вреден, но он вызывает отрыжку, вздутие живота и газы. Особенно это касается людей, имеющих заболевания желудочно-кишечного тракта. Компонентами напитка Кока-колы являются:сахар, краситель: сахарный колер (Е150), кармазин (азорубин) (E122), ортофосфорная кислота (E338), кофеин, натуральные ароматизаторы.

1.4 Влияние газированных напитков на организм человека

Газировка очень плохо действует на работу желудочно-кишечного тракта. Для детей она вдвойне вредна, так как у них еще не сформирован взрослый тип секреции желудка - она у них более низкая, а лимонады еще более снижают кислотообразование. Красители могут вызвать аллергические реакции, а один из ингредиентов газировки - углекислый газ (диоксид углерода) - вызывает отрыжку, вздутие кишечника и другие нежелательные явления в организме. Сахар, в большом количестве присутствующий в газированной воде, провоцирует другую неприятность - кариес.

Газировка добавляет в наш рацион ненужные, «непищевые» калории. К тому же, как было выявлено в одном из исследований, полные подростки получают более 10 процентов своих калорий от газировок, тогда как у их сверстников с нормальным весом напитки обеспечивают только 7,6% калорий.

В настоящее время подростки пьют газированную воду в два раза чаще, чем молоко. Научные исследования показывают, что подросткам требуется около 1300 мг кальция день, а получают они только 800 мг. Недостаток кальция приводит к повышенной хрупкости костей и остеопорозу. Кальций крайне важен для развития человека вплоть до 18 лет.

Доказано, что подростки, которые слишком много пьют газированную воду, чаще ломают кости и страдают от остеопороза. Три банки газировки в день могут представлять серьезную опасность для здоровья подростка.

Вызывают беспокойство и некоторые пищевые добавки, используемые в газированных напитках. Кофеин, который содержится в большинстве напитков, производимых «Кока-Колой» и «Пепси-Колой», является мягким психоактивным стимулятором, способным вызывать зависимость. Одна из проблем, связанных с кофеином, имеет отношение к остеопорозу. Дело в том, что кофеин увеличивает выделение кальция с мочой. Не говоря уже о том, что кофеин может вызывать раздражительность, бессонницу, нервозность, головные боли. У детей может нарушаться способность концентрировать внимание.

2. Исследовательская часть

2.1 Социологическое исследование

В нашей школе был проведен социологической опрос обучающихся. Школьниками были заданы следующие вопросы:

1. Какие газированные напитки вы предпочитаете?

2. Как часто вы употребляете данный напиток?

3. Почему вы употребляете данный напиток?

4. Знаете ли вы из чего состоят данные напитки, и какой вред приносят вашему организму?

Опрошено 113 обучающихся с 6-11 класс. Результаты опроса представлены в виде диаграмм ( приложение № 1)

Вывод: социологический опрос показал, что наиболее популярным газированным напитком является Coca-cola (38% школьников употребляют данный напиток). Большей части обучающихся(44%) нравятся вкусовые качества напитков. Радует тот факт, что 51% обучающихся редко употребляют газированные напитки и 72 % учащихся знают какой вред приносят эти напитки, но все равно употребляют их.

2.2 Анализ некоторых свойств газированных напитков

Для исследования были выбраны образцы газированных напитков: Кола, Фанта, Лимонад, Спрайт.

Анализ проводился по следующим показателям:

1. Качественный состав

2. Органолептические свойства

3. Определение рН газированной воды

4. Взаимодействие напитка и мятных конфет

1.Качественный состав газированных напитков

Качественный состав анализируемых образцов проводился по товарным этикеткам. Результаты представлены в виде таблицы (приложение №2)

Вывод: После обработки результатов исследования мы пришли к выводу, что самые распространённые напитки, не так уж безопасны для здоровья человека. В них содержатся пищевые добавки, такие как Е-330, Е-211, вызывающие раковые опухоли; Е-150, Е-122 - подозрительные, Е-102, Е-110- опасные. А пить или не пить такие напитки, решать каждому самостоятельно.

2.Определение органолептических свойств напитков

При определении органолептических свойств газированных напитков определяли по пятибалльной шкале вкус, запах, цвет и прозрачность напитка (напитки, изготовленные из натурального сырья, никогда не быват прозрачными; прозрачность им придают искусственные вкусовые и ароматические компоненты.) В эксперименте участвовала группа из 5 учащихся. Результаты представлены в таблице (приложение №3)

Вывод: лучшими органолептическими показателями обладают Кола и Фанта.

3.Определение рН газированной воды.

Для определения рН газировки использовали универсальную индикаторную бумагу. Результаты приведены в таблице (приложение№4)

Вывод: рН газированной воды приблизительно равен 4 (слабокислотная среда). Сладкие газировки содержат лимонную, яблочную или ортофосфорную кислоту, которая повреждает слизистую оболочку желудочно - кишечного тракта, а также постепенно растворяет эмаль зубов, вымывая из них кальций.

4.Изучение совместимости газированных напитков и мятных конфет

Некоторые подростки совместно употребляют газированные напитки и мятые конфеты. Мною была найдена информация в интернете, что ущерб здоровью наносят не только различные химические добавки, но и углекислый газ, который обильно выделяется при взаимодействии указанных веществ. Для проведения данной части работы к четырем образцам газированной воды добавляли по одной конфете. Результаты представлены в таблице (приложение №5)

Вывод: газированный напиток Кола активнее других газировок вступают во взаимодействие с мятными конфетами, что может пагубно отразиться на здоровье подростков.

2.3 Экспериментальное доказательство агрессивного начала газированных напитков.

Определение натуральности анализируемых напитков.

Натуральность исследуемых напитков определяли по изменению окраски газировки после их кипячения с содой в течении 10 минут: если окрашенный напиток не изменял свой первоначальный цвет - значит, напиток полностью химический. Изменение цвета газировки можно считать показателем натуральности напитка. В таблице с результатами указан срок годности анализируемых напитков (натуральные напитки должны храниться не больше трех месяцев).(приложение №6)

Вывод: Наиболее «натуральным» напитком из анализируемых, можно считать фанту.

Изучение чистящих свойств газированных напитков.

Пепси-колой можно очищать ржавчину с металлических предметов и известковый налет в электрических чайниках. В электрочайник, алюминиевую кружку с ржавчиной налили Колу и вскипятили - накипи (карбонаты кальция и магния) и ржавчины как не бывало.

2Н3РО4 + 3СаСО3 = Са3(РО4)2 + 3Н2О +3СО2

2Н3РО4 + 3МgСО3 = Мg3(РО4)2 + 3Н2О + 3СО2

Вывод: Результаты эксперимента показали, что газированные напитки - синтетический продукт и имеют агрессивную среду, Кола содержит ортофосфорную кислоту.

Заключение

Для исследований нами были взяты газированные напитки «Кока-кола», «Спрайт», Лимонад и Фанта. На основании результатов исследований сделаны следующие выводы:

1. Изучив состав газированных напитков, описанный производителями на этикетке, мы пришли к выводу, что газированные напитки не так уж и безобидны. Например, содержат усилители вкуса - аспартам, который в результате распада образует формальдегид - сильнейший яд, консерванты - бензоат натрия, ортофосфорную кислоту- канцероген.

2. Убедившись экспериментально, что некоторые газированные напитки обладают чистящими свойствами, мы сделали вывод, что это негативно может отразиться на здоровье человека. Хуже других проявила себя газированная вода «Кола»

3. Проведен социологический опрос среди 6-11 классов нашей школы. Установлено, что наиболее популярными газированными напитками являются Кола и Фанта. При выборе газировки учащиеся ориентируются на его органолептические свойства, стоимость, «полезные» свойства данного продукта и упаковку.

Таким образом, все компоненты, содержащиеся в газированной воде, влияют на организм человека. Влияние на здоровье у таких веществ различно - от безвредного до опасного, особенно для людей с аллергией.

Все химические добавки, внесенные в напиток для улучшения вкуса, запаха, цвета, а также консерванты, внесенные для увеличения срока годности продуктов, потенциально очень сильно влияют на здоровье человека.

Также чрезмерное употребление безалкогольных напитков с большим содержанием сахара негативно сказывается на психическом состоянии подростков. Ученые установили, что молодые люди, употребляющие чаще других газировку, больше склонны к гиперактивности, а также чаще подвергаются стрессу, а молодежь, не пьющая газировку, психически более устойчива, чем те, кто регулярно ее употребляют.

Конечно, газировка - штука вкусная, но она не вкуснее простой прохладной и чистой воды! А если хочется, чтобы вода обязательно была с пузырьками, почему бы не налить себе стаканчик минералки? Там тоже есть пузырьки, просто они не искусственного происхождения, а натуральные. Да и сама минеральная вода намного полезней газировки!

Я не призываю совсем отказаться от газировки, но научитесь выполнять несложные действия, которые помогут вам защититься от ее вредного влияния. А именно:

- подбирая напиток, не поленитесь изучить этикетку;

- отдайте предпочтение напиткам, изготовленным на натуральной основе;
- полощите зубы после употребления газировки чистой водой;

- соблюдайте общую гигиену полости рта;

- не употребляйте сладкие газированные напитки часто и в больших количествах.

Понятно, что газированные напитки не смертельно опасны,- иначе их просто бы не продавали. Однако небольшие меры предосторожности не помешают.

Библиография

1. Андреева Е. Химия жизни. Л.: Дет. Лит., 1967

2. Сборник статей «Искусственная пища»

3. Скурихин И. М., Шатерников В.А. Как правильно питаться.- М.:Агропромиздат, 1986

4. Холмогорова Г. Таблица Менделеева в вашем организме. АиФ. 2006

5. softmixer.com/2011/05/blog-post_433.html

6. klbviktoria.com/news/18-02-2011-15.html

7. znaytovar.ru/new56.html

8. formatzdorovia.com/sladkie-gazirovannye-napitki-vred-ili-polza

9. zdorovoedim.ru/vred-gazirovannyx-napitkov/

10. besage.ru/fizicheskoe-razvitie/stati/gazirovannye-napitki-vred-ili-polza.html

20