НОУ по теме "Тёмный шоколад и его воздействие на организм человека"

    XXXXII региональная научно-практическая конференция школьников и учащейся молодежи Омской области

Комитет по образованию администрации Калачинского муниципального района Омской области

Муниципальное образовательное учреждение «Воскресенская средняя общеобразовательная школа»

ТЁМНЫЙ ШОКОЛАД И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

(секция медицина)

                                                                       Работа Сафоновой

                                                                        Надежды  Николаевны

 ученицы ___9___ класса

                                                           МОУ «Воскресенская СОШ»

                                    Омской области

                                              Калачинского района

                                   с. Воскресенка

                                Руководитель

                                                                 Франковская Евгения Николаевна,

                                  учитель химии

Калачинск – 2010

Введение

Шоколад – продукт во всех отношениях уникальный, удивительно вкусный, необыкновенно питательный и, безусловно, полезный. Эфирные масла фенолы, создающие нежный аромат лакомства, защищают наши сосуды от холестерина. Благодаря активным веществам-алкалоидам – теобромину и кофеину – шоколад прекрасно снимает усталость; даёт бодрость, возвращает силы, поднимает настроение благодаря магнию – настоящему источнику радости. Содержатся в шоколаде и другие важные и нужные микроэлементы: кальций, фосфор, железо, натрий. Есть в нём и витамины В1, В2 и РР. Доказано, что шоколад улучшает работу мозга. Поэтому не забудьте взять с собой на контрольную любимую шоколадку. Что же касается питательной ценности продукта, то здесь цифры говорят сами за себя: в обычной 100-граммовой плитке содержится около 600 килокалорий. Становится понятным, почему шоколад – обязательная часть сухого пайка путешественников, подводников, солдат.

          В настоящее время шоколад является одним из самых распространенных продуктов питания среди людей. Практически в каждом магазине любой желающий может его приобрести. Но к шоколаду можно подходить не только с потребительской, но и с исследовательской точки зрения, выбрав в качестве объекта химического анализа.

Целью моей работы: исследование состава тёмного шоколада и его влияние на организм человека

Задачи:

1. На основании литературных данных изучить информацию о истории создания, рецептуре приготовления шоколада
2. Провести анализ состава  тёмного шоколада
3. Дать рекомендации о пользе и вреде тёмного шоколада ( изготовление буклета)

Объект нашего исследования: шоколад

Предмет исследования: анализ состава тёмного шоколада

Методы:  1.Теоретический (изучение литературы по теме)

             2. Эмпирический (сравнение, обобщение, систематизация, выводы)

Глава 1. Немного о шоколаде

1.1.  История шоколада

Напиток из плодов дерева какао появился около 3000 лет назад. Предполагается, что первыми придумали его индейцы-альмеки, цивилизация которых существовала во II веке до н. э. на территории юго-восточной Мексики, Гондураса и Гватемалы. В I веке н. э. на смену цивилизации альмеков пришла цивилизация майя. Заселив полуостров Юкатан Центральной Америки, индейцы-майя обнаружили здесь деревья какао и, как и альмеки, разбив плантации этого растения, стали готовить напиток из его семян. Считая какао божественным даром, майя молились и приносили жертвы богу какао Эк Чуахе. Какао-бобы использовались также в качестве особой валюты.

В Европе первые какао-бобы появились благодаря Христофору Колумбу, который представил их к  столу испанского короля,  вернувшись из экспедиции к берегам  Нового Света. Через некоторое время какао-бобы появились при дворе короля Франции, а потом распространились по всей Европе. Новое лакомство быстро стало  популярным среди знати. Европейцы готовили  шоколадный напиток, добавляя в него молоко, сахар и ваниль. Непривычный и необычайно вкусный напиток был исключительно дорогим, и его могли позволить себе лишь представители знати.

В 17 веке ученые впервые обнаружили лечебные свойства шоколада, что еще больше увеличило его популярность. Шоколад был рекомендован как лекарство от множества болезней, его считали средством,  способствующим долголетию.

Со временем шоколад из лакомства для избранных превращался во всё более массовый продукт. В 18 веке во Франции открылись первые кондитерские, где посетителей угощали шоколадным напитком. А в Англии подобные заведения были настолько популярны, что затмили чайные и кофейные дома.

Все это время шоколад употреблялся только в виде напитка. Только в 19 веке швейцарцы научились получать из какао-бобов какао-масло и какао-порошок. В 1819 году была создана первая в мире шоколадная плитка, что стало началом новой эпохи в истории шоколада. Фабриканты по всему миру начали эксперименты с новым  продуктом,  добавляя в него орехи, мед, цукаты, алкоголь, а главное -  молоко, что привело к появлению столь любимого  во всем мире молочного шоколада.

 В начале 20 века основные ингредиенты шоколада – какао и сахар – стремительно дешевеют. Шоколад становится широко доступным. Во время войны  американское и европейское правительства включают шоколад в рацион солдат. Именно благодаря солдатам, угощавшим местное население пайковым шоколадом, в послевоенное время он становится популярным в странах Африки и Азии. Сегодня  для людей во всем мире шоколад остается одним из любимых лакомств. Демократичный или элитный, с орехами или с фруктами, горький или молочный, в плитках или в батончиках – современный шоколад может удовлетворить вкусы самых взыскательных гурманов

1.2. Состав и классификация шоколада

Шоколад- это продукт переработки какао-бобов с сахаром.

В состав шоколада входят:

1. углеводы –  5-5 5%;

2.  жир - 30-38%;

3.  белок- 5-8%;

4. алкалоиды (теобромин и кофеин) - приблизительно 0,5%;

    5.  дубильные и минеральные вещества - приблизительно 1%.

Шоколад содержит фенилэтиламин, триптофан и анандамид (вещества, влияющие на эмоциональные центры мозга и создающие в организме человека ощущение влюбленности), магний и железо.
В состав современных сортов шоколада  входят обезжиренный молочный порошок, сироп глюкозы, ваниль или ванилин, сироп этилового спирта, инвертный сахар, растительные (ореховые) масла, орехи (лещина, фундук, миндаль), лецитин, пектин, натуральные или искусственные ароматические вещества, консервирующие средства (бензоат натрия), лимонная кислота, апельсиновое и мятное масла.

Какао-бобы на 50% состоят из какао-масла, которое при температуре 22-27 °С твердое и хрупкое, а при температуре 32-36 °С начинает плавиться, т. е. температура его плавления ниже температуры человеческого тела. Поэтому настоящий шоколад быстро тает во рту и не оставляет ощущения вязкости. В шоколаде не должно быть других жиров, кроме какао-масла. Такие добавки, как молочный жир, пальмовое, кокосовое или арахисовое масла, существенно ухудшают качество этого лакомства.

По содержанию какао - порошка шоколад делится на:

1.  горький - более 60%;

2.  полугорький (десертный) - около 50%;

3.  молочный - около 30%.

Плитка молочного шоколада содержит 15% какао-масла, 35% сахара и 20% молочного порошка, полугорького - 45% сахара и до 5% какао-масла, а горького 40% сахара. Для разных категорий потребителей изготавливают различные сорта шоколада. Например, для детей выпускается шоколад со значительным введением молока и других молочных продуктов и с уменьшенной долей какао тертого. Для людей, больных диабетом вырабатывают шоколад без сахара. Также выпускают специальные сорта с добавкой витаминов, ореха кола, который обладает тонизирующим эффектом.

Горький шоколад относится к диетическим сортам шоколада. Из-за низкого содержания сахара, он обладает горьким вкусом с едва ощутимым солоноватым привкусом. В состав такого шоколада входят максимально обезжиренные молочные продукты. В качестве начинки в него могут быть добавлены орехи. Сладкие же добавки в такой шоколад не вводят.

В зависимости от рецептуры и способа обработки шоколад подразделяется на:

1. обыкновенный;

2.  десертный;

3.  пористый;

4.  шоколад с начинкой.

Основное отличие десертного шоколада от обыкновенного состоит в более тонком измельчении массы и обязательной продолжительной обработке в специальных машинах, называемых коншмашинами.

Обыкновенный, десертный и пористый шоколад вырабатывают без добавок и с добавками. В качестве добавок в шоколад вводят сухое молоко, сухие сливки, обжаренные ореховые ядра, кофе, вафли, цукаты и т. п.

Начинки представляют собой различные конфетные массы - ореховую, фруктовую, помадную, их комбинацию и др.

Шоколад без добавок представляет собой продукт, приготовленный из какао тертого, какао-масла и сахара. Такой шоколад иногда называют натуральным. Шоколад с добавками - это продукт, который, помимо какао тертого, какао-масла и сахара, включает в себя различные вкусовые и ароматизированные компоненты.

По форме шоколад делится на:

1. плиточный монолитный;

2. плиточный пористый (имеет в изломе мелкоячеистую структуру, придающую ему нежный вкус, отличающийся от вкуса обычного шоколада);

3.  батончики (монолитные или пористые) с начинкой или без нее;

4. шоколадные медали и шоколадные фигуры (которые обычно делают пустотелыми);

5. узорчатый шоколад (его используют для украшения других кондитерских изделий, например тортов).

Кроме шоколада, вырабатываемого для непосредственного использования, его выпускают в виде полуфабриката для производства конфет - шоколадной глазури. Ее изготавливают как без добавок, так и с добавками молока (молочная глазурь) или тертых обжаренных ореховых ядер (ореховая глазурь). Выпускают шоколадную глазурь в виде мелкой стружки или в виде блоков от 3 до 20 килограммов.

1.3. Шоколад: польза или вред

 Факты в пользу шоколада:
1. Улучшает настроение, вызывает прилив сил, заряжает бодростью. Жиры и сахар, содержащиеся в шоколаде, поставляют энергию в организм в течение продолжительного времени.
2. Калий и магний, содержащиеся в шоколаде способствуют нормальной работе нервной системы. Кроме того, шоколад противодействует депрессии, стимулирует память и мозговую деятельность человека, повышает внимание, устойчивость к стрессам и укрепляет иммунитет. Таким образом, шоколад может быть средством профилактики простуды, а теобромин, содержащийся в какао, достаточно эффективен при лечении кашля.
3. Шоколад благотворно воздействует на сердечно-сосудистую систему. Несколько граммов темного шоколада, употребляемых ежедневно, способны укрепить сердце, улучшить кровообращение и предотвратить образование кровяных тромбов, приводящих к инфарктам и инсультам.
4. Шоколад нормализует кровяное давление, укрепляет сосуды и повышает чувствительность к инсулину..
5. Шоколад менее опасен для зубов, чем другие сладости, так как какао препятствует разрушению зубной эмали.
6. Горький шоколад сжигает жир. Углеводы шоколада быстро расщепляются и столь же быстро расходуются. Употребление шоколада в разумных количествах может быть даже частью диеты.

Факты против шоколада:
1. Шоколад способствует появлению прыщей. Достаточных доказательств этого нет, но, тем не менее, из-за высокого содержания сахара, жиров и разного рода добавок в шоколаде, людям, страдающим от прыщей, обычно рекомендуется сократить его потребление.
2. Шоколад содержит много кофеина. Но на самом деле, в одной плитке шоколада содержится кофеина намного меньше, чем в чашке кофе. Тем не менее, шоколад, съеденный на ночь, может не лучшим образом повлиять на Ваш организм.
3. Употребление шоколада может привести к избыточному весу. При избыточном поступлении в организм углеводы могут откладываться в виде жира, поэтому следует учитывать высокую калорийность шоколада - 500 калорий в 100 граммах. Но избежать набора лишнего веса можно, уменьшив на эту величину прием остальной пищи.
4. Шоколад вызывает зависимость. В реальности, зависимость может возникнуть лишь у людей, употребляющих ежедневно достаточно долгое время в день не менее 400-500 граммов шоколада. Однако в шоколаде содержатся каннабиноиды - вещества, которые напоминают по действию марихуану. Исследование же показало, что, чтобы достичь хоть сколько-нибудь заметного эффекта, необходимо съесть, по крайней мере, не меньше 55 плиток шоколада. Поэтому какой-либо зависимости от шоколада достичь очень сложно.

Глава 2. Анализ химического состава шоколада

         Перед  тем как проводить химический анализ шоколада, мы провели социологический опрос учащихся 9-11 классов МОУ «Воскресенская СОШ».

В результате были получены следующие ответы:

Таблица №1

Результаты социологического опроса

Были проведены опыты по определению в шоколаде жиров, углеводов, фосфорсодержащих компонентов, кристаллов кофеина и ксантопротеиновая реакция. Были сравнены 4 образца шоколада. Для упрощения записи были приняты следующие сокращения:

№1- шоколад фирмы «Путешествие»

№2 - шоколад  фирмы «Alpen Gold»

№3- шоколад «Золотая печать»

№4- шоколад фирмы «Сладко»

Пищевая ценность на 100г

Опыт 1. Обнаружение в шоколаде непредельных жиров.

Кусочек шоколада оборачивают фильтровальной бумагой и надавливают на него, чтобы на бумаге появились жировые пятна. Помещают на пятно каплю 0,5 н. раствора перманганата калия  КМnО4. образуется бурый оксид марганца(II) МnО2

Вывод: В результате опыта определили присутствие непредельных жиров в каждом из исследуемых образцов. Наибольшее количество непредельных жиров содержится в шоколаде №1(Путешествие).

На втором месте шоколад под № 2 (Alpen Gold) и самое наименьшее содержание непредельных жиров под №3,4 (Золотая печать, Сладко)

Опыт 2. Обнаружение в шоколаде углеводов.

   Насыпают в пробирку тертый шоколад (примерно 1см по высоте) и приливают 2мл дистиллированной воды. Встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. Добавляют к фильтрату 1мл 2М раствора едкого натра NаОН и 2-3 капли 10%-ного сульфата меди (II) CuSO4. встряхивают пробирку. Появляется ярко- синее окрашивание. Такую реакцию дает сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.

Вывод: Во всех сортах реакция прошла одинаково, везде присутствуют углеводы

Опыт 3. Фосфорсодержащие компоненты шоколада.

   Измельчают 1 кубик шоколада и помещают в небольшую колбу, затем приливают 15мл 96%-ного раствора этилового спирта. Взбалтывают смесь и нагревают ее в течение 15- 20мин., не доводя до кипения. Охлаждают смесь и фильтруют. Переносят полученный фильтрат в другую колбу, добавляют 5мл 1М раствора серной кислоты H2SO4 и кипятят в течение 15мин. Охлаждают смесь и затем фильтруют. Получают розово- коричневый раствор. После охлаждения наливают 1мл полученного раствора в пробирку и приливают 1мл молибденового реактива (7,5г молибдата аммония (NH4 )6Мо7О24 растворяют в 100мл 32%-ного раствора азотной кислоты). Нагревают смесь на водяной бане. Образуется желтый мелкокристаллический осадок.

Вывод:  Во всех сортах реакция прошла одинаково. Везде присутствуют фосфорсодержащие компоненты

Опыт 4. Ксантопротеиновая реакция.

  Насыпают в пробирку тертый шоколад (примерно 1см по высоте) и приливают 2- 3мл дистиллированной воды. Встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. Приливают к 1мл фильтрата, соблюдая осторожность, 0,5мл концентрированной азотной кислоты HNO3. нагревают полученную смесь. Наблюдают желтое окрашивание, переходящее в оранжево- желтое при добавлении 25%-ного раствора аммиака. Такую реакцию дают остатки ароматических аминокислот, входящие в состав белков шоколада

Вывод:  Наибольшее содержание белков в шоколаде №2,1 ( Сладко, Alpen Gold) ,  наименьшее содержание белков  в шоколаде под №3(Золотая печать).

Опыт 5. Обнаружение кофеина.

  Помещают на часовое стекло (или в фарфоровую чашку) смесь черного шоколада и оксида магния в соотношении 2,5 : 1 (по массе). Накрывают его стеклянной пластиной и ставят на электроплитку (используют огнезащитную прокладку). Нагревают содержимое, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина (tвозг < tпл; tпл = 235-237оС). Он кристаллизуется по краям стеклянной пластинки, а в центре ее конденсируется желто- коричневое масло. Кристаллы кофеина наблюдают под микроскопом.

Вывод: Кофеин присутствует во всех сортах шоколада.

Заключение

    Шоколад – кондитерское изделие, вырабатываемое из бобов какао с сахаром и других пищевых компонентов. Натуральный шоколад – это шоколад,  содержащий только какао-продукты (какао-бобы,  какао-масло) и сахар.

В результате  проведенных исследований установлено, что:  

1. Исследуемый нами шоколад содержит непредельные жиры, углеводы, кофеин и масло какао.
2. Основа шоколада - растертые какао-бобы, содержащие большинство необходимых нам питательных веществ: углеводы, белки, витамины (в основном группы В) .
3. Шоколад принято делить на виды по содержанию в нем какао-порошка, он определяет цвет плитки шоколада.

На основании проведенных мною опытов однозначного вывода о пользе и влиянии шоколада на организм сделать нельзя, так как я проводила только качественный анализ химического состава шоколада.

После знакомства с литературными источниками и Интернет–сайтами мы узнали, что шоколад - очень полезный продукт. Он помогает сохранить здоровье сердца и сосудов, улучшает работу мозга, настроение человека после употребления шоколада улучшается, а также он может продлить жизнь человека на целый год. Но следует не забывать старое изречение – «всё хорошо в меру». Поэтому не забываем о мере и едим шоколад! Ведь если что-то вкусное доставляет удовольствие, значит оно необходимо организму.

Библиография

1. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. – М.:  

      Высшая школа, 1991.

2.   Яковшин Л. А. Химические опыты с шоколадом // Научно-  

       методический журнал «Химия в школе». – 2006. - № 8

     3.    http://chocolate.tj/stat/

     4.    http://www.vshokolade.com/all_chocolate.php

     5     http://www.shokoladki.ru/chocolate/

     6.    http://www.fashion-lady.ru/

      7.   http://travel.mail.ru/article/45677/