Целью данной работы является установить, действительно ли глутамат натрия – причина пищевой наркомании. Для этого в работе рассматривается история появления глутамата натрия как пищевой добавки, польза и вред данной добавки, проводится лабораторный синтез глутаминовой кислоты из мелассы и социологический опрос по теме «Употребление глутамата натрия». Материалы данной работы могут быть использованы для проведения классных часов в 8-11 классах по теме: «Глутамат натрия как причина усиления тяги к пище».
Вложение | Размер |
---|---|
glutamat_natriya._vorobyova_e.doc | 307 КБ |
Нижегородский научный центр наук (ННЦ РАН)
Институт прикладной физики (ИПФ РАН)
Конференция исследовательских работ школьников «Школа юного исследователя»
Секция: Химия
Тема работы:
«Глутамат натрия как причина усиления тяги к пище»
Организация, представляющая работу: 606033, МБОУ «Средняя общеобразовательная школа
№ 27», Нижегородская область, г. Дзержинск, проспект Свердлова 88а, 8(831)321723
Научный руководитель: Дранишникова Любовь Ивановна, Нижегородская область, г. Дзержинск, проспект Свердлова 88а, МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 27»,
учитель химии высшей категории, кандидат педагогических наук.
Работу выполнила: ученица МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 27»,
г. Дзержинска, Нижегородской области
Воробьёва Елизавета Алексеевна.
Нижний Новгород
2015 год
Введение
В России 40 % населения имеют лишний вес, 20% - ожирение. Растёт количество тучных детей, многие из них страдают заболеваниями желудочно-кишечного тракта, неправильным обменом веществ. Медики всего мира обеспокоены этим фактом, т.к. из-за лишнего веса появляются проблемы со здоровьем. Одной из причин избыточного веса современных людей являются пищевые добавки, которые усиливают вкус и вызывают привыкание к потреблению определённых продуктов.
По определению Всемирной организации здравоохранения пищевые добавки — это природные соединения и химические вещества, которые сами по себе обычно не употребляются в пищу, но в ограниченных количествах вводятся в продукты. В разных странах, в производстве продуктов питания используют около 500 пищевых добавок. Добавки регулируют влажность продуктов, размельчают и разрыхляют, эмульгируют и уплотняют, отбеливают и глазируют, окисляют, охлаждают и консервируют и так далее. Они даже могут превратить продукты в пену.
Учёные утверждают, что эти добавки не оказывают на организм человека вредного влияния лишь тогда, когда их берут строго по отдельности — но вместе с другими организмами и веществами в нашем пищеводе эти добавки могут вступить в реакцию и оказать совершенно неожиданное воздействие.
Нет смысла подробно описывать все существующие добавки. Так как их много. В своей работе я остановлюсь лишь на глутаматах, в частности на глутамате натрия. Многие отказываются от его использования, мотивируя это тем, что он вреден для здоровья. Хорошо бы разобраться, чем же так опасен глутамат натрия, он же натриевая соль глутаминовой кислоты, он же Аджиномото. Есть версия, что он является причиной так называемой «пищевой наркомании» - усиления тяги к пище
Цель работы – установить, является ли глутамат натрия причиной пищевой наркомании.
Достижение поставленной цели определило постановку следующих задач:
Практическое значение результатов:
Материалы данной работы могут быть использованы для проведения классных часов в 8-11 классах по теме «Глутамат натрия как причина усиления тяги к пище»
История появления глутамата натрия в качестве пищевой добавки
Откуда берёт начало использование глутамата натрия в пищу?
Оказывается, в азиатской кухне раньше использовались вытяжки из водорослей, богатые глутаминовой кислотой. Все началось с того, что японский ученый Кикунае Икеда попытался разобраться, что же такое хорошее и нужное содержится в любимом всеми японцами соевом соусе. Особый интерес у него вызвал тот известный любому японцу факт, что с водорослями конбу соевый соус особенно вкусен. Любопытство ученого было вознаграждено: в 1908 году он выделил из водорослей химическое соединение, ответственное за все эти вкусовые эффекты – натриевую соль глутаминовой кислоты, вещество, которое у нас чаще называют глутамат натрия.
Вкус у самого глутамата никакой – не особенно сладкий, практически не соленый. Но вместе с глутаматом мясо кажется вкуснее, свежее и насыщеннее, рыба – тоже. Секрет такого чуда прост: глутамат натрия просто увеличивает чувствительность вкусовых рецепторов. Вкус тот же, но ощущается гораздо сильнее.
Сегодня Е 621 получают путем ферментации различного сырья, богатого глутаминовой кислотой. Пищевая добавка Е-621, т.е. глутамат натрия – представляет собой кристаллический порошок белого цвета, который хорошо растворим в воде. Теперь глутамат натрия используется в пищевой промышленности во всем мире. Именно Кикунае Икеда доказал, что этот белый кристаллический порошок, усиливает вкус мясных продуктов. А еще через сорок лет выяснилось, что Е-621 способен усиливать вкус и запах не только мясных продуктов, но и вообще всех продуктов и блюд.
Но вообще, глутамат натрия - это природное вещество (структурная формула:
НаООССН2—СН2—СН—СОСN) - это натриевая соль глутаминовой кислоты, одна из аминокислот, образующих белок. Такая аминокислота необходима нашему организму для поддержания жизнедеятельности. Это одна из 20 аминокислот, входящих в белки любого живого организма. Эта кислота естественным образом синтезируется организмом человека. Более того, она — одна из наиболее распространенных в природе. Именно глутаминовая кислота, воздействуя на рецепторы языка, дает ощущение "мясного вкуса" продукта. Таким образом, глутамат натрия, добавляемый в пищу в небольших количествах, усиливает ее вкус.
То есть, независимо от того, добавляем мы глутамат натрия в пищу или нет, мы потребляем глутаминовую кислоту ежедневно. И содержится она в таких продуктах как рыба, мясо, молоко, грибы, сыр и овощи. Кроме того, глутамат натрия вырабатывается в нашем организме, а также участвует в метаболизме, работе нервной системы и головного мозга.
Тем не менее, вопрос о безопасности этого вещества неоднократно поднимался и продолжает тревожить многих и на сегодняшний день. Все дело в том, что Е-621 относится к веществам, отвечающим за передачу импульса между нервными клетками. Как недостаток, так и переизбыток глутамата натрия может вызвать серьезные нарушения в функционировании нервной системы.
Исследование, проведенное в 1954 году в Японии, показало, что глутамат натрия, введенный напрямую в центральную нервную систему, вызывает судороги. Следующее исследование, проведенное на новорожденных мышах, показало, что избыток глутамата натрия в нервной системе может вызывать отмирание нейронов вследствие перевозбуждения. Так, Е-621 был обвинен в эксайтотоксичности (негативном воздействии на нервную систему). Кроме того, вскоре Глутамат обвинили в способности провоцировать развитие гипертонии и инсультов, эпилептических припадков, судорог, болезни Альцгеймера, и так далее. К 2000 году ему приписали мигрени, аномалии развития нервной системы, слабоумие, болезнь Паркинсона...
Стоит заметить, что в результатах всех проведенных исследований было доказано, что в вышеназванных бедах виновата не пищевая добавка глутамат натрия, а нарушение концентрации глутамата в мозгу. Оно же, в свою очередь, может быть вызвано множеством причин — например, черепно-мозговой травмой или хроническими заболеваниями.
Таким образом, ученые добились запрета введения пищевых добавок в еду для новорожденных— и это правильно, ведь еда для детей должна быть как можно более натуральной. В остальном же, вред глутамата был сильно преувеличен. На сегодняшний день нет никаких достоверных данных, показывающих, в каких дозах и при каких условиях глутамат натрия, употребляемый в пищу — опасен.
Противники Глутамата натрия аргументируют свою позицию тем, что, хотя употребляемый с обычной пищей Е-621 безопасен (поскольку выделяется в кровь постепенно), глутамат, употребляемый в виде приправы, попадает в кровь быстрее и вызывает негативные явления. Но если все обстоит так, то, получается, любой бульон — вредный, поскольку после приготовления он содержит уже не белки, а пептиды, многие из которых — практически чистый глутамат натрия.
Исследования показали, что у мышей, в рационе которых в течение года было 4% глутамата, не появилось никаких аномалий, в том числе и в репродуктивной сфере. У собак, в рационе которых в течение 2-х лет было 10% Глутамата, также не было выявлено никаких изменений в основных физиологических параметрах.
Тем не менее, у некоторых ученых возникает другое мнение, они напротив, считают глутамат натрия веществом вредным.
Но содержится эта добавка во все больших и больших продуктах. Несомненно, вред глутамата натрия, словно мина замедленного действия, рано или поздно, сказывается на физическом, а, иногда, и умственном состоянии человеческого организма, целенаправленно поражая центральную нервную систему.
Итак, давайте разбираться…
На самом деле, полезен глутамат только натуральный, тот, который находится в натуральных продуктах. Во всех других продуктах, предназначенных для долгого хранения, добавляется искусственный глутамат натрия (синтезированный).
Продукты, содержащие глутамат натрия – это супы быстрого приготовления, лапша быстрого приготовления, картофель быстрого приготовления, консервы, гамбургеры, колбасы, сухарики, чипсы, кириешки, майонезы, соусы, полуфабрикаты. Современная пищевая промышленность с трудом может обойтись без глутамата натрия, активно маскируя неприятный вкус и запах подпорченных продуктов питания, в целях удержания высокого уровня продаж. Представьте себе, глутамат может скрыть затхлость и неприятный вкус разлагающегося мяса. Как вы думаете, зачем глутамат кладут в колбасу?
Для того чтобы он усиливал вкус мясного продукта. И его использование позволяет класть в колбасу жилы, кости и прочее некачественное мясо.
И снова встаёт вопрос: так чем же вреден глутамат натрия, ведь он относится к разрешенным пищевым добавкам? Давайте, систематизируем полученную информацию.
Вред глутамата натрия
Непосредственный вред от глутамата натрия при одноразовом употреблении не обнаружен, чтобы получить отравление, его нужно (как и обыкновенную поваренную соль) кушать ложками. Однако при постоянном систематическом злоупотреблении выявляется к нему привыкание, сродни наркотическому. Так, к примеру, человек, постоянно питающийся фастфудом, привыкает к усилению вкуса продуктов и перестает различать натуральный вкус пищи, теряет аппетит. Поэтому лучше не злоупотреблять ни пищей быстрого приготовления, ни магазинными приправами (в которые эту добавку кладут постоянно), ни полуфабрикатами, ни фастфудом, т. к.
Теперь поговорим, о пользе глутамата натрия.
Польза глутамата натрия
Бесчисленные исследования доказывают не только вред, но и пользу данной пищевой добавки.
На сегодняшний день учёными проведено множество исследований и выяснено, что глутамат натрия, который действительно нам полезен, мы всегда можем получить из натуральных продуктов, например морских водорослей, помидоров или свеклы.
Последствия использования в пищу глутамата натрия
Итак, многие утверждают, что глутамат натрия всё-таки вреден. Какие же последствия возникают после приёма в пищу глутамата? Если в организме он присутствует не выше определённой дозировки, то последствий не будет никаких. Если же произошла, так называемая «передозировка», об этом нетрудно узнать.
Симптомы излишнего поступления в организм усилителя вкуса следующие:
- головная боль;
- повышенная раздражительность;
- сонливое состояние и утренние сложности с пробуждением;
- снижение работоспособности, вялость мышления;
- утренние головокружения;
- слабость в мышцах;
- учащенное сердцебиение даже после непродолжительной физической нагрузки.
Объясняются эти симптомы тем, что глутамат натрия воздействует на организм человека через центральную нервную систему.
Еще один неприятный момент в чрезмерном употреблении глутамата натрия это привыкание. Без него обычная еда уже не такая вкусная. Редко, но все же, еще встречаются продукты без содержания глутамата натрия. Их вкус значительно отличается от продуктов, содержащих глутамат натрия. Один известный американский химик даже рассказывал, что зайдя в недавно открывшееся кафе и попробовав пирожные, он спросил поваров: «Какой усилитель вкуса вы туда кладёте?» И получил ответ: «Пирожные вкусные, потому что усилитель вкуса мы туда не кладём!»
Ряд клинических исследований доказал и негативное влияние глутамата натрия на организм человека. Так, к примеру, при чрезмерном употреблении глутамата натрия наблюдается резкое снижение витамина В6 в организме человека. По цепной реакции идут различные нарушения в процессах, где участвует этот витамин.
Поскольку витамин В6 играет огромную роль в процессах работы нервной системы, избыток глутамата натрия и вызывает различные симптомы нарушения работы нервной системы.
Есть два выхода из ситуации чрезмерного употребления глутамата натрия. По желанию каждый может или ограничить в своем рационе продукты с содержанием глутамата натрия, и включить в свой рацион питания дополнительные витаминно-минеральные добавки, которые будут восполнять дефицит витамина В6 и восстанавливать состояние здоровья.
Общественное мнение, подогреваемое телевидением и прессой, давно записало Е621 в аллергены. Однако, чтобы вещество было аллергеном, оно как минимум должно быть чужеродным организму. Это теоретически возможно, если речь идет о белках арахиса, рыбе или лекарствах. Но у нас никогда не бывает аллергии на воду, поваренную соль или глюкозу. Не может быть и аллергии на глутамат. Как может стать чужеродной аминокислота, составляющая большую часть наших собственных белков? Как может быть чужеродным нейротрансмиттер, который обусловливает прохождение сигнала по нервной системе? Если людям, которые считали себя чувствительными к глутамату, давали под видом этой добавки плацебо, развивалась картина аллергической реакции. Если же им давали настоящую добавку, но не говорили об этом, реакции не наблюдалось. Ничем, кроме самовнушения, чувствительность к глутамату объяснить не удается, но, тем не менее у многих людей наблюдается сильная аллергическая реакция на это вещество.
Неопасная для организма доза глутамата натрия
На первый взгляд парадоксально, но и защитники и противники применения глутаматов в качестве пищевой добавки-усилителя вкуса Е-620-625 в основном говорят правду.
Позиция защитников глутаматов основывается на том, что глутаминовая кислота (Е-620) – очень нужный естественный продукт, самая распространенная аминокислота в составе живых организмов и это никем не оспариваемый научный факт.
Позиция противников глутаматов выглядит не столь однозначной, поскольку в мотивах неприятия этих пищевых добавок наблюдается разнобой.
Одни выступают против фальсификации продуктов, в которых снижение количества и качества мяса, например компенсируется повышенным количеством глутаматов.
Другие заявляют о появлении глутаматной зависимости, появлении предпочтений химической пище в ущерб натуральной.
Третьи считают глутаматы ядами, нейротоксинами, причиняющими непоправимый вред здоровью.
Как же получается, что они все одновременно правы?
Ответ: доза.
Древние учёные говорили «всё есть яд и всё есть лекарство – разница только в дозе». То же самое вам скажет любой медик: «нет вредных веществ, есть вредные дозы». То же самое вы можете прочитать в любой аннотации к любому лекарству, где указаны предельно допустимые дозы, разовые дозы, суточные дозы и всё это применительно к возрасту, весу, состоянию организма и т.п.
Для лучшего понимания проблемы приведем пример с очень естественным веществом, содержащемся в любом живом организме – поваренной соли (хлориды натрия и калия). Соль, безусловно, необходима для нормальной работы человеческого организма, но при этом должен точно соблюдаться водно-солевой баланс. Соль, как и глутамат может выступать в роли усилителя вкуса, на вкус соли настроены рецепторы целой области языка.
Но. В отличие от глутаматов сильно пересоленная еда не просто распознается однозначно, её, как правило, невозможно съесть. В отличие от поваренной соли, соблюсти безвредную дозу совершенно естественного, натурального и нужного глутамата на настоящий момент для обывателя представляется невозможным.
Использование глутамата в терапии и его безопасность
Несмотря на все вышеперечисленные минусы употребления в пищу глутамата натрия он используется в медицине и фармакологии.
На основе многочисленных экспериментов с животными и ограниченного числа клинических данных человека, стало ясно, что глутаматэргические синапсы являются потенциальной целью для лекарственного вмешательства в широком ряду неврологических и психиатрических заболеваний. Этот список включает в себя эпилепсию, амнезию, болезнь двигательного нейрона, депрессия, интоксикационные и инволюционные психозы, нейротоксические состояния, церебральные параличи, мышечная дистрофия, диабет, гипогликемические состояния и др.
Глутаминовая кислота используется в ортомолекулярной терапии. Биологическое действие глутамата: детоксицирующее, антигипоксантное, улучшающее метаболизм мозга, регулирующее уровень глюкозы в крови, улучшающее метаболизм мышечной ткани и др.
Непереносимость глутамата натрия
Оказывается, глутамат натрия, по мнению большинства, вреден, на него может возникнуть непереносимость. Не стоит путать понятия «непереносимость» и «аллергия». В данном случае мы говорим именно о непереносимости, т. к. случаев аллергии на глутамат натрия не зафиксировано. Поговорим об этом подробнее. Доказано, что эта добавка вредна астматикам, поскольку она ухудшает течение болезни.
Присутствие глутамата натрия в питании человека в большом количестве приводит к различным биохимическим нарушениям. Ещё это называют «синдром китайского ресторана». Зафиксированы различные реакции организма на переизбыток глютаминовой кислоты. Это головные боли, расстройство желудка, тошнота и рвота, понос, синдром раздраженной толстой кишки, астма, проблемы с дыханием, тревожные расстройства и панические атаки, учащенное сердцебиение, частичный паралич, проблемы координации, спутанность сознания, перепады настроения, поведенческие проблемы (особенно у детей и подростков), симптомы аллергического типа, высыпания на коже, депрессия.
Есть мнение, что глутамат на азиатов действует не так, как на европеоидов, но это опровергается те6м, что первооткрыватель синдрома китайского ресторана был китаец Г. Квок. Именно он и обнаружил у себя некоторые из вышеперечисленных симптомов. По этому поводу Квок написал статью.
На сегодняшний день уже известно, что побочные действия глутамата натрия можно уменьшить при одновременном приеме витаминов C, B6, E или кверцетина.
3. Практическая часть
Социологический опрос
Мы видим, что непереносимость глутамата натрия может возникнуть и при малых дозах, но всё же это частный случай и подобные синдромы, как правило, возникают при превышении допустимой дозировки. А сколько среднестатистический житель России употребляет за месяц глутамата натрия? Давайте выясним.
Проведя социологический опрос среди различных возрастных групп (подростки, взрослые, люди пожилого возраста) мы получили следующие данные.
Возрастная группа | Количество опрошенных | Не употребляет продукты с глутаматом натрия | Употребляет продукты с глутаматом натрия |
Подростки | 100 | 26 | 74 |
Взрослые | 100 | 38 | 62 |
Люди пожилого возраста | 100 | 63 | 37 |
Из данной таблицы следует, что люди не прекращают употреблять в пищу продукты, содержащие глутамат натрия, но люди пожилого возраста стараются употреблять ее в малых количествах, т.к. им известно о вреде глутамата натрия на организм, но всё-таки не могут от неё полностью отказаться, из чего можно сделать вывод о том, что глутамат натрия вызывает привыкание, т. е. является причиной пищевой наркомании.
Синтез глутаминовой кислоты
Японской фирмой Kyowa Hatsuko разработан и осуществлен в промышленных условиях синтез глутамата натрия биохимическим методом на крахмалистых и глюкозных средах. Технологическая схема производства глутамата натрия из мелассы биосинтезом, разработанная японской фирмой Nichon Tensaito, приведена на рисунке.
Меласса поступает в аппарат для разбавления и охлаждения; разбавленная примерно в 7 раз и охлажденная меласса направляется на катионообменник 2 для отделения солей калия и натрия, а также бетаина, после чего меласса поступает на анионообменник 3, на которого задерживаются глютаминовая и пиролидонкарбоновая кислоты. Деминерализованная меласса в виде сахарного раствора с доброкачественностью 92% и выше направляется на сахарный завод для выделения сахара.
После насыщения смол солями катионообменники и анионообменникн переключают на процесс регенерации. Регенерация смол в катионообменнике проводится разбавленной серной кислотой с последующей промывкой умягченной водой. Элюат от регенерации катионообменных смол может поступать на выделение бетаина.
Регенерация смол в анионообменнике проводится раствором соды с последующей промывкой смол до нейтральной реакции умягченной водой. Элюат от регенерации смол из анионообменника направляется в сборник 4, а затем на сгущение в трехкорпусный выпарной аппарат 5. Сгущенный элюат обрабатывается раствором каустической соды в реакторе 6,фильтруется 7 и направляется в реактор 8 для обработки соляной кислотой. Образовавшиеся кристаллы отделяют на фильтре и затем растворяют в реакторе 9. Полученный раствор фильтруется через нутч-фильтр 10, куда для осветления вводится активированный уголь, и поступает в кристаллизаторы 11. Выкристаллизовавшаяся глютаминовая кислота отделяется на фильтре 12, сушится в этажерочной электрической сушилке 13 и упаковывается (14). Особенность описанной схемы — комплексная переработка мелассы на сахар, глютаминовую кислоту, бетаин и другие продукты при незначительном расходе химикатов и других вспомогательных средств. Производство полностью автоматизировано.
В ходе исследовательской работы был осуществлён синтез глутаминовой кислоты из мелассы. Синтез проведён на базе ДФ НГТУ в лаборатории кафедры «Технологии пищевых добавок» под руководством Сажиной Елены Николаевны. Синтез был осуществлен на основе схемы, приведённой выше.
Построение виртуальной модели молекулы глутамата натрия
С помощью приложения «виртулаб.нет» была построена виртуальная модель глутамата натрия
.
Заключение
На данное время проведено большое количество исследований, посвященных изучению механизмов воздействия глутамата натрия на показатели жизнедеятельности. Значительная их часть показывает, что инъекции исследуемого вещества в больших дозах обладают нейротоксичными свойствами и могут приводить к нарушениям нейрогуморальной регуляции и работы систем органов.
Исследование психомоторных свойств глутамата является актуальным как в сфере терапии психических заболеваний, так и в пищевой промышленности. Однако изучение влияния хронических малых доз глутамата могут быть сопряжены с определенными трудностями в регистрации и интерпретации полученных результатов. Исследователи не выявили эффектов влияния глутамата на поведение людей, и в данное время потребление его с пищей в качестве усилителя вкуса в умеренных количествах считается безопасным.
Проведя собственное исследование, мы выяснили, что в малых дозах глутамат натрия не приводит к серьёзным проблемам со здоровьем, но, тем не менее, вызывает привыкание. Итак, все поставленные цели и задачи решены в полном объёме: Проведено теоретическое исследование по вопросу «Глутамат натрия как причина усиления тяги к пище», осуществлена практическую часть (проведен социологический опрос респондентов по теме «глутамат натрия как причина пищевой наркомании» с анализом и обобщением, осуществлен синтез глутаминовой кислоты из мелассы, построена виртуальная модель молекулы глутамата натрия. Проведя собственное исследование, мы выяснили, что в малых дозах глутамат натрия не приводит к серьёзным проблемам со здоровьем, но, тем не менее, вызывает привыкание.
Используемая литература
Зимний дуб
Интересные факты о мультфильме "Холодное сердце"
На берегу Байкала
Самарские ученые разработали наноспутник, который поможет в освоении Арктики
Знакомимся с плотностью жидкостей