Изучение химического состава энергетических напитков и их влияния на организм подростков

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение лицей

«Воронежский учебно-воспитательный комплекс имени А. П. Киселева»

Школьное научное общество учащихся

«Магический кристалл»

Экспериментально-реферативный проект

«Изучение химического состава энергетических напитков и их влияния на организм подростков»

Проект выполнила

 учащаяся 9 «Б» класса

МБОУЛ «ВУВК им. А. П. Киселева»

Парфёнова Юлия Сергеевна

Руководитель

учитель химии ВКК

 Почётный работник общего образования РФ

 Ерёменко Елена Борисовна

Воронеж 2012  год

Содержание

1. Введение _______________________________________________________ стр. 3
2. Цели и задачи исследования ___________________________________________ 4
3. Литературный обзор

1. История появления энергетических напитков __________________________ 5
2. Влияние энергетических напитков на организм человека ________________ 6
3. Основы действия энергетических напитков на организм человека ________ 10

1. Положительные стороны употребления энерготоников ____________ 11
2. Отрицательные стороны употребления энерготоников _____________ 11
3. Противопоказания к употреблению энерготоников ________________ 12

4. Методика проведения экспериментальной части исследования _______________ 13
5. Результаты исследования _______________________________________________ 20
6. Памятка для старшеклассников о влиянии энергетических напитков на организм подростков ___________________________________________________________ 23
7. Правила употребления энергетических напитков ___________________________ 24
8. Заключение ___________________________________________________________ 25
9. Библиографический список ______________________________________________ 25

Введение

Актуальность темы. В настоящее время на рассмотрение Государственной думы предложен проект Федерального закона «Об ограничениях розничной продажи и потребления (распития) тонизирующих безалкогольных и слабоалкогольных напитков». Это свидетельствует о зарегистрированном негативном влиянии энергетических напитков на здоровье человека, вследствие повышенного содержания в них кофеина. В тоже время именно этот компонент, приводящий к стимуляции нервной системы, привлекает большинство потребителей, значительный пласт которых составляет молодежь. Однако, кроме него рассматриваемые продукты могут быть обогащены витаминами, пищевыми кислотами и другими биологически активными веществами. Поэтому, влияние их на организм человека может быть весьма неоднозначным.

Постановка и формулировка проблемы: Частое употребление энергетических напитков дает нам энергию… и забирает наше здоровье.

Разработанность проблемы. Энергетические напитки  (энергетики, энерготоники) – безалкогольные или слабоалкогольные напитки, в рекламной компании которых делается акцент на их способность стимулировать центральную нервную систему человека и повышать работоспособность. В состав большинства подобных напитков входят: углеводы, аминокислоты, витамины и минералы, продукты растительного происхождения и кофеин. Энергетическими составляющими таких напитков, следовательно, являются углеводы и продукты растительного происхождения: гуарана, маточное молочко, пчелиная пыльца, гинкго-билоба, женьшень, кофеин – возбуждает нервную систему. Однако в ряде европейских стран (Дании, Норвегии, Франции) данные продукты официально запрещены к свободной продаже и реализуются через аптечную сеть.

Напитки целого ряда брендов отличаются друг от друга по вкусу и цвету, но содержат сходный набор компонентов, представленный в табл.1

Таблица 1. Компоненты, входящие в состав энергетических напитков и их влияние на организм человека

На сегодняшний день популярность энергетических напитков постоянно возрастает, однако вследствие их возможного негативного действия необходимо введение медицинского ограничения на использование энергетиков— не  более 1-2 банок в сутки, и то при сильной необходимости.

Цели и задачи исследования

Цель исследования: оценить востребованность энергетических напитков и их  качественный химический состав на примере содержания кофеина, таурина, танина, глюкозы, витамина С, значение рН среды.

Основные задачи:

1) методом социологического опроса выявить влияние энергетических напитков на организм подростка, определить частоту потребления и наиболее популярные торговые марки; осуществить анализ литературных данных по данной теме;

2) провести сравнительный анализ напитков на основе этикеток

3) определить физико-химические показатели: содержание кофеина, таурина, танина, глюкозы, витамина С, значения рН среды продукта.

Методы и методики решения основных задач. 

Социологический опрос подростков проводился путем анкетировании. Качественное определение содержания кофеина проводилось согласно методике, изложенной в лабораторном практикуме А. П. Нечаева «Пищевая химия» (Санкт-Петербург «Гиорд» 2006 год), качественное определение таурина осуществлялось по реакции Пиотровского, качественное определение витамина С, глюкозы, танина и определение рН среды осуществляли стандартными методами.    

Литературный обзор

 История появления энергетических напитков

Прогрессивные энергетические напитки часто называют напитками «третьего тысячелетия». На самом деле это далеко не так – мысль о напитке, способном стимулировать психоэмоциональную и физическую активность человеческого организма, давать силы и помогать сконцентрироваться в серьезные моменты, была воплощена в жизнь ещё некоторое количество тысячелетий назад.

Люди пользовались природными стимуляторами с древнейших времён. На Ближнем Восток это был кофе; в Юго-Восточной Азии и Китае – чай; в Индии пили и чай, и кофе; в Южной Америке – мате, в Африке – орехи кола. На Дальнем Востоке, в Сибири и Монголии и сегодня популярны такие стимулирующие растения, как лимонник китайский, элеутерококк, женьшень, аралия. Были и сильные стимуляторы – например, эфедра - в Азии, и кока – в странах Южной Америки.

Те природные ингредиенты, которые в древности применялись для  бодрящих настоев, применяются и в современном производстве. Возникновение энергетических напитков в различных государствах датируется разными периодами. Так, для Германии «веком первых энерготоников» стал двенадцатый век. 

Собственной «второй жизнью» энергетоник обязан англичанину Смит-Кляйну Бичамону, который в 1938 году приготовил свой первый энергетический напиток Lukozade для спортсменов Туманного Альбиона, что чуть не привело к их отравлению. Позднее Бичамон внёс изменения в рецептуру собственного напитка и повторно запустил его в теперь уже глобальную продажу. На изумление всем, скверная репутация не помешала напитку завоевать яростную известность у английского населения. Более того, в 1962 году в Японии по образцу именно этого напитка был создан новый, получивший название Lipovitan. На сегодняшний день Япония является одним из самых важных экспортеров на крупном рынке энергетических напитков, а их происхождение у основной массы ассоциируется непосредственно с данной страной.  

В Европу энергетические напитки пришли значительно позже, чем в Японию. Первооткрывателем здесь стал австрийский коммерсант Дитрих Матешец, который в 1982 году во время собственной командировки в Гонконг впервые попробовал один из уже широко применяемых там тонизирующих напитков. Именно тогда у него появилась мысль основания первого в Европе предприятия по промышленному производству энергетических напитков, и в 1984 году он претворил эту идею в жизнь. Напиток австрийца получил название Red Bull и завоевал огромную известность и это в скором времени вызвало выход в свет десятков напитков с аналогичными свойствами.

В настоящее время энергетические напитки всё стремительнее вливаются в жизнь передового человека, а самыми солидными рынками сбыта считаются Европа, Южная и Северная Америка. Производством энергетиков занимаются исключительно профильные фирмы, такие как Red Bull, но и лидеры безалкогольной индустрии – Pepsi и Coca-Cola.

На сегодняшний день высочайшие позиции в крупном рейтинге занимают такие энергетические напитки, как Red Bull, Jaguar, Oronamin C, Real Gold, SoBe и Pocari Sweat.

С напитками, которые на Западе называли «умными» - smart, украинцы и россияне познакомились в середине 90-х годов. Вначале привезенные из-за границы энерготоники воспринимались как нечто подобное легким наркотикам-стимуляторам. Неудивительно, что основные потребители энергетических напитков - молодые люди в возрасте от 20 до 30 лет с доходом выше среднего, люди, ведущие активный образ жизни, модные и стильные, любящие экспериментировать. Подобные напитки они употребляют для пополнения энергетического запаса как во время работы, так и на досуге.

В некоторых европейских странах, например, во Франции, Дании и Норвегии энергетические напитки могут продаваться только в аптеках. В России энергетические напитки могут содержать только один или два тонизирующих вещества, их запрещено продавать в школах, а на банке должны быть указаны рекомендуемые ограничения.

С употреблением энерготоников было связано несколько судебных разбирательств. Один из ирландских спортсменов умер прямо на баскетбольной площадке, после того, как выпил три банки энергетического напитка, а в Швеции трое скончались на дискотеке, смешав энергетический напиток с алкоголем.

Влияние энергетических напитков на организм человека

На российском рынке энерготоники появились сравнительно недавно, однако в короткие сроки они как «здоровая альтернатива алкогольным напиткам» завоевали популярность. Между тем медики сильно расходятся в своем отношении к ним. Одни считают, что энерготоники вообще не оказывают существенного влияния на организм человека, это лишь витаминизированный заменитель кофе. Другие — сравнивают с действием лёгких наркотиков и уверяют, что употребление энерготоников прокладывает дорожку от слабого психотропного вещества к более сильному, поскольку мозг привыкает к искусственно вызванному выбросу эндорфина и искусственному поддержанию уровня возбуждения. При этом и те, и другие сходятся в одном: действие напитка недостаточно изучено, и потребителям не стоит увлекаться энерготониками.
        Реклама популярного среди работников умственного труда напитка Red Bull обещает состояние окрыления, а ориентированные на молодежь ролики «Адреналин Раш» – развитие сверхспособностей и сверхскоростей.

Исследования активных веществ, таких как кофеин, таурин, карнитин и другие, доказали, что они вызывают привыкание организма к повышенной дозе стимуляторов. Но при этом выработка собственного адреналина в надпочечниках замедляется, и у человека может развиться самая настоящая зависимость от энерготоников. Пока человек пьет их, он бодр и работоспособен, но стоит перестать употреблять энерготоники, как наваливается усталость и депрессивное состояние, и снова появляется желание «отрастить себе крылья». А передозировка или употребление энергетических напитков одновременно с алкоголем могут привести к серьезным нарушениям систем организма и даже к сердечному приступу.

Тревогу вызывает отрицательное влияния таких энерготоников на здоровье людей в целом и, в частности, на нервную систему.  В журнале «The Journal of American College Health»  (журнал Американского медицинского колледжа) был опубликован доклад о связи между энергетическими напитками, спортом и неадекватным поведением. Автор исследования Кэтлин Миллер (Kathleen Miller), занимающаяся в университете Буффало (University of Buffalo) исследованиями наркозависимости, считает, что употребление большого количества энерготоников очень сильно влияет на поведение, которое становится агрессивным, неуправляемым, что в свою очередь становится причиной беспорядочных половых связей, развития наркотической зависимости, жестокости, необдуманного риска. Исследования показывают, что употребление энерготоников не обязательно спровоцирует такое поведение. Но молодые люди, регулярно употребляющие такие напитки попадают в группу риска, так как у них с большей вероятностью возникнут проблемы со здоровьем и отклонения в поведении, чем у людей не употребляющих энерготоники.

Свои репрессии в адрес энерготоников врачи объясняют тем, что употребление газированного напитка с высоким содержанием кофеина и других стимуляторов унесло жизни многих людей. Так, несколько лет назад Росс Конней, 18-летний подросток из Ирландии, умер после употребления четырех банок энерготоника во время игры в баскетбол. Расследование показало, что смерть молодого человека произошла внезапно. В 2001 году в Швеции проводилось расследование 3-х смертей, вызванных потреблением энергетических напитков. Тогда в этой стране разразился скандал после того, как 30-летняя Тереза, танцуя на дискотеке, выпила две банки Red Bull с водкой и внезапно упала: ее сердце остановилось. По этой же причине умер еще один человек, а третья жертва выпила несколько банок после интенсивной тренировки.

Еще один нашумевший случай связан с 18-летним ирландским баскетболистом Россом Куни. Он умер прямо на площадке спустя несколько часов после того, как выпил сразу три банки Red Bull. Алкоголя при этом он не употреблял. Поэтому не стоит пить энерготоники до интенсивной тренировки или сразу после.

Свободную продажу энерготоников запретили во Франции, Норвегии и Дании, так как данные напитки перевели в категорию лекарств, продающихся не в супермаркетах, а в аптеках.

Смертельная доза для человека – около 10 г кофеина (150 баночек энерготоника).          Ученые предупреждают, что в результате употребления напитка сверх нормы возможно значительное повышение артериального давления или уровня сахара в крови (означающее, что организм человека подвергается риску).

Энергетические напитки - не более чем витаминизированные заменители кофе и сами по себе навредить не могут. Однако нежелательные последствия могут наступить при постоянном сочетании энергетического напитка с алкоголем. Кофеин повышает давление, а в сочетании с алкоголем его эффект многократно усиливается. В результате у человека, если у него имеются и проблемы с давлением, может наступить гипертонический криз.

При употреблении тонизирующих напитков могут быть спровоцированы обострения хронических заболеваний, таких как гипертоническая болезнь. Может ухудшиться состояние здоровья у лиц, страдающих повышенной нервной возбудимостью, бессонницей, нарушениями сердечной деятельности.

По данным американских ученых энергетические напитки разрушают зубную эмаль. Они доказали, что причина разрушающего действия  энерготоников не только в повышенной кислотности, но и в так называемой буферной емкости напитка, то есть его способности нейтрализовать кислоту. Сравнив все прохладительные напитки, ученые пришли к выводу, что наибольшей буферной емкостью обладают именно энергетические напитки, а значит, они больше других нарушают кислотно-щелочной баланс во рту. По мнению ученых, после употребления энергетического напитка на эмали возникают эрозии, которые могут привести к развитию кариеса. Пользу эмали не приносят также обычные и диетические газированные напитки, и даже холодный чай.  

К  энергетическим напиткам в чистом виде медики относятся более или менее лояльно, считая их газированными заменителями кофе. Опасения у врачей вызывает употребление смеси энерготоников с алкоголем. Такую комбинацию они считают однозначно опасной, ведь кофеин и алкоголь вызывают противоположные эффекты - возбуждающий и тормозящий. Традиция использовать энерготоники как разбавитель крепких напитков на дискотеках и в клубах возникла тогда, когда завсегдатаи ночных заведений обнаружили, что если смешивать энергетический напиток и водку, то утром после бурной ночи чувствуешь себя не таким разбитым. Если человек в состоянии несильного опьянения выпивает чашку кофе или напиток с умеренным содержанием кофеина, внешняя выраженность опьянения снижается. Если же человек уже достаточно пьян, то в смеси алкоголя и напитка с кофеином действие оказывает алкоголь. Таким образом, сначала возникает отрезвляющий эффект, а затем опьянение возвращается в еще большей степени. Более того, по мнению профессора Владимира Нужного, специалиста Национального научного центра наркологии Минздрава, сочетание алкоголя и энерготоника стимулирует дальнейшее употребление алкоголя.

Производители энерготоников сегодня предлагают достаточно широкое их разнообразие, причем останавливаться на достигнутом никто не собирается. В то же время медики все громче и громче бьют тревогу тем, кто включает «энергетические бомбы» в свой каждодневный рацион. Сегодня Шведская национальная комиссия по контролю продуктов питания проводит расследование гибели трех человек, которые перед смертью в тех или иных количествах употребляли энерготоники.

Газета «Daily Mail» опубликовала сообщение о том, что употребление энерготоников может привести к инфаркту и инсульту. Употребление всего двух баночек в день уже оказывает воздействие. Значительно повышается кровяное давление, даже у здоровых людей. Большинство энергетических напитков содержат кофеин и аминокислоту таурин: оба эти вещества влияют на частоту сердечных сокращений и давление. Ученые обследовали пятнадцать здоровых добровольцев, мужчин и женщин, которые в течение одной недели каждый день выпивали по две баночки энерготоника, содержащего 80 мг кофеина. За два дня до эксперимента, а также во время него они не получали кофеин из других источников. В течение четырех часов после употребления напитков в первый день систолическое давление у испытуемых увеличилось на 9%, на седьмой день — на 10%. Диастолическое давление в оба дня увеличилось на 5%. Частота сердечных сокращений увеличилась на пять ударов в минуту в первый день, на семь — в седьмой день.
Джеймс Кейлес (James Kalus) из клиники Генри Форда (Henry Ford Hospital), где проводился эксперимент, объясняет: у здоровых добровольцев увеличение показателей не представляло опасности, однако тем, кто имеет сердечнососудистое заболевания или принимает препараты для нормализации давления, следует избегать употребления энергетоников. К тому же эти показатели были зафиксированы при норме — не более двух банок энерготоника в день. Однако многие злоупотребляют рекомендацией и превышают нормы в разы. Часто подростки комбинируют энергетические напитки с экстремальными видами спорта. Стремясь таким образом «взбодриться», они подвергают своё сердце значительным нагрузкам.
        Употребляя энергетические напитки, человек обманывает собственный организм. Они действительно бодрят, однако - это искусственная бодрость. Энергетоники не способны дать дополнительной энергии, они лишь мобилизуют ресурсы организма, выжимая из него остатки жизненных сил. Большое количество стимуляторов заставляет организм работать на грани возможностей. Поэтому очень часто, когда энерготоник перестаёт «работать», заряд бодрости сменяется чувством усталости, подавленности и разбитости. Взятую взаймы энергию приходится возвращать.

Основы действия энергетических напитков на организм человека

Приём энергетического напитка даёт заметную бодрость, увеличивает скорость реакции, выносливость, улучшает настроение, повышает работоспособность. Причём, в отличие от кофе действие после приёма длится дольше, а удобную баночку можно носить с собой практически везде. При приеме больших доз может дать эффект сравнимый с лёгким наркотическим опьянением за счёт перегрузки нервной системы. Но за счёт чего всё это даётся?

Положительные стороны употребления энерготоников

1. Энерготоники   помогают взбодриться или активизировать работу мозга.
2. Напиток можно найти соответственно своим потребностям. Энерготоники делятся на группы для людей с разными потребностями: в одних больше кофеина, в других — витаминов и углеводов. Напитки с повышенным содержанием кофеина подходят для трудоголиков и студентов, которые работают или занимаются по ночам, а  «витаминно-углеводные» — активным людям, предпочитающим проводить свободное время в спортзале.
3. В энергетических напитках содержится комплекс витаминов и глюкоза. Польза витаминов известна. Глюкоза быстро всасывается в кровь, включается в окислительные процессы и доставляет энергию к мышцам, мозгу и другим жизненно важным органам.
4. Эффект от принятия кофе действует 1-2 часа, от энергетических напитков – 3-4. Кроме того, почти все энерготоники газированные, что ускоряет их воздействие.
5. Упаковка позволяет употреблять энергетические напитки в любых ситуациях (танцпол, автомобиль), что не всегда возможно с тем же кофе или чаем.

Отрицательные стороны употребления энерготоников

1. Напитки можно употреблять строго дозировано. Максимум – 2 банки в день. В результате употребления напитка сверх нормы возможно значительное повышение артериального давления или уровня сахара в крови.
2. Витамины, содержащиеся в энерготониках, не могут заменить мультивитаминный комплекс.
3. Люди, имеющие проблемы с давлением или сердцем, должны избегать этих напитков.
4. Энерготоник не дает энергии, а высасывает ее из организма человека. Человек использует свои собственные ресурсы и у него возникает  бессонница, раздражительность и депрессия.
5.  Кофеин, содержащийся в энерготониках, как и всякий стимулирующий препарат, истощает нервную систему. Эффект от него длится в среднем от трех до пяти часов – после чего организму требуется передышка. Кроме того, кофеин вызывает привыкание.
6. Энерготоник, как напиток, содержащий сахар и кофеин, небезопасен для молодого организма.
7. Многие энергетические напитки содержат в большом количестве витамин В, который способен вызывать учащенное сердцебиение и дрожь в руках и ногах.
8.  Любителям фитнеса стоит запомнить, что кофеин - хорошее мочегонное средство. А значит, употреблять напиток после тренировки, во время которой теряется вода, нельзя.
9. В случае передозировки возможны побочные эффекты: тахикардия, психомоторное возбуждение, нервозность, депрессивное состояние.
10. Тоники содержат таурин и глюкуронолактон. Содержание таурина в несколько раз выше, чем во всех остальных продуктах, количество глюкуронолактона, содержащееся в двух банках, может почти в 500 раз превышать дневную дозу этого вещества. До сих пор не выяснено как эти компоненты работают в таких дозах в организме человека и  неизвестно как они взаимодействуют и с кофеином. Именно поэтому эксперты Научного комитета по пище Европейского союза официально заявляют, что безопасность использования в таких дозах таурина и глюкуронолактона не установлена и для этого необходимы дальнейшие изучения.
11. Энергетические напитки иногда смешивают с алкоголем. Энерготоники выполняют стимулирующую функцию, в то время как алкоголь – угнетающую. Вред такого сочетания заключается в способности энерготоника  замаскировать влияние алкоголя. Алкоголь в больших дозах вызывает естественную усталость, но стимулирующий эффект энергетических напитков способен перебить его. Распространённое смешивание энергетиков с водкой и другим алкоголем привело к возникновению заранее приготовленных коктейлей, известных под названием «alcopops», нередко включающих в свой состав таурин; или же экстракт гуараны для придания напитку специфического аромата.

Таким образом, отрицательных сторон употребления энергетических напитков  больше, чем положительных. Если у человека появляется необходимость выпить энергетоник  – употреблять его можно только в исключительных случаях и обязательно после ознакомления с правилами употребления энерготоников, помогающими не нанести  вред организму.

Противопоказания к употреблению энергетических напитков.

В настоящее время в магазинах страны в продаже появилось большое количество энергетических напитков, основными тонизирующими компонентами которых являются кофеин синтетического происхождения, природные биологически активные вещества из лекарственных растений или их экстрактов, витамины С, РР, В2, В5, В6, В12. Все эти вещества сами по себе разрешены к применению, но в ряде случаев при соединении они могут оказать негативное влияние на здоровье отдельных категорий населения – детей, подростков, беременных женщин, пожилых людей.

Энергетические напитки противопоказаны беременным женщинам, детям, подросткам, пожилым людям, лицам, страдающим от гипертонии, сердечнососудистых заболеваний, глаукомы, расстройств сна, повышенной возбудимости и чувствительности к кофеину.

Нельзя употреблять энергетические напитки после спортивной тренировки - как спорт, так и напитки повышают кровяное давление и обезвоживают организм. Кофеин выводится из крови через 3-5 часов, да и то лишь половина. Поэтому на протяжении этого времени нельзя употреблять другие напитки, содержащие кофеин (чай, кофе), иначе вы можете превысить допустимую дозу.  

Энергетические напитки ни в коем случае нельзя смешивать с алкоголем (что часто делают завсегдатаи клубов). Кофеин повышает давление, а алкоголь еще более усиливает его действие.

Методика проведения экспериментального исследования

Объекты исследования:

1. «Flash» изготовитель ОАО «Пивоваренная компания «Балтика» (Россия) Санкт-Петербург – напиток безалкогольный тонизирующий газированный
2. «Red Bull» изготовитель Швейцария по заказу ООО «Ред Булл» (Россия) – напиток безалкогольный тонизирующий
3. «Burn» изготовитель «Кока-Кола ЭйчБиСи Евразия» (Россия) с разрешения «The Coca-Cola Cоmpany» - напиток безалкогольный энергетический сильногазированный

Опыт № 1. Определение витамина С в напитках иодометрическим методом

Наливают в колбу 2 мл энергетического напитка, затем немного раствора крахмала. Далее по каплям добавляют раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания не исчезающего в течение 10-15 секунд. Техника окисления основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля окислит раствор в синий цвет.

Опыт №2. Определение глюкозы

Помещают в пробирку 1 мл энергетического напитка, добавляют 1 мл раствора гидроксида натрия и 1 мл раствора сульфата меди (II). Полученную смесь нагревают в пламени спиртовки. На наличие глюкозы указывает появление красно-бурого осадка оксида меди (I).

Опыт №3. Определение таурина (биуретовая реакция – реакция Пиотровского)

В пробирку наливают 1 мл энергетического напитка, добавляют 1 мл раствора гидроксида натрия и несколько капель раствора медного купороса. При наличие таурина появляется устойчивое сине-фиолетовое окрашивание. При малом содержании таурина реакцию проводят следующим образом. Помещают в пробирку 20 капель раствора гидроксида натрия, добавляют 1-2 капли раствора сульфата меди (II) и перемешивают. Затем осторожно по стенке пробирки спускают разбавленный раствор энергетического напитка так, чтобы он наслаивался сверху и не смешивался со щелочным раствором сульфата меди (II). При наличии в энергетическом напитке таурина на границе двух слоёв жидкости образуется фиолетовое кольцо.

Опыт №4. Ксантопротеиновая реакция на циклические аминокислоты

При нагревании растворов большинства белков с концентрированной азотной кислотой жидкость окрашивается в лимонно-жёлтый цвет, при подщелачивании переходящий в оранжевый. Наливаем в пробирку 1 мл энергетического напитка, добавляем 2-3 капли концентрированной азотной кислоты и нагреваем. При наличие таурина жидкость окрасится в лимонно-жёлтый цвет. После охлаждения добавляют 10 капель раствора гидроксида натрия – окраска переходит в оранжевую.

Опыт №5. Определение кофеина

Помещают в фарфоровую чашку 5 мл энергетического напитка, добавляют 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь осторожно выпаривают досуха. В результате окисления кофеина образуется амалиновая кислота оранжевого цвета. При реакции с концентрированным раствором аммиака это вещество превращается в пурпурат аммония.

Опыт №6. Определение танина

Наливают в пробирку 2 мл энергетического напитка и добавляют 5 мл раствора хлорида железа (III). При наличии в энергетическом напитке танина содержимое пробирки окрашивается в зелёно-чёрный цвет. В другую пробирку наливают 2 мл энергетического напитка и 5 мл свежеприготовленного сульфата железа (II). Появляется фиолетовое окрашивание.

Опыт №7. Определение кислотно-щелочного баланса

В пробирки с энергетическими напитками опускают универсальные бумажки (синюю лакмусовую, универсальную) для определения рН. Кислотный характер энергетических напитков подтверждается также и реакцией с магнием, которая в каждом случае протекает с бурным выделением газа. (Желудок и пищевод в детском, подростковом возрасте выстилается тонким эпителием. Напитки, содержащие большое количество кислоты как бы обжигают его, попадая в пищевод и желудок: происходит слущивание клеток, образование маленьких язвочек, а это способствует развитию гастрита или обострению язвенной болезни желудка. Нарушается секреция и состав желудочного сока, с помощью которого переваривается пища, что обязательно сказывается на росте и развитии детей и подростков).

Опыт №8. Определение красителей

Для эксперимента необходимо измельчить 5 таблеток активированного угля. В пробирку наливаем 20 мл энергетического напитка, добавляем к энергетическому напитку активированный уголь, полученную смесь нагреваем и после охлаждения раствор фильтруем. Активированный уголь поглощает красители, входящие в состав энергетических напитков и раствор становится прозрачным.

Опыт №9. Определение углекислого газа

10 мл энергетического напитка наливаем в пробирку и нагреваем в пламени спиртовки, выделившийся газообразный продукт по газоотводной трубке пропускаем через известковую воду – она мутнеет, что является свидетельством наличия угольной кислоты в исследуемых напитках.

Опыт № 10.  Воздействие энергетических напитков на растительные организмы

Для опыта берём семена фасоли. В чашки Петри кладём влажную салфетку или марлю, на неё укладываем семена. В первом случае пропитываем семена водой, во втором – Red Bull, в третьем – Burn, в четвёртом – Flash. Сверху чашки накрываем стеклянным колпачком для поддержания постоянной температуры и дожидаемся прорастания семян, наблюдаем за их состоянием в ходе эксперимента. (Кислотность среды энергетических напитков большая, а для прорастания семян необходима близкая к нейтральной (рН = 7) среда, следовательно, семена фасоли не развиваются в среде сильно кислотной (рН=2-3))

Результаты исследований

В качестве респондентов были опрошены учащиеся 8-10 классов нашей школы. Результаты анкетирования  показали, что 67% учащихся 8-10 классов употребляют энергетические напитки.  Как видно на рис.1 больше половины учащихся употребляют напитки 1-2 раза в неделю.

Рис.1. Частота употребление энергетических напитков учащимися

Наиболее популярными энергетиками являются: Flash - 50,3%, Burn - 21,9%, Red Bull - 9,5% (рис.2).

Рис.2. Популярность энергетических напитков

          Интересным оказались результаты опроса о субъективном восприятии энергетических напитков. Несмотря на то, что зарегистрирована достаточно высокой степени их потребления значительная часть учащихся (около 45%) отмечает неприятные вкусовые ощущения при их употреблении. При этом планируемая цель – возбуждение нервной системы достигается далеко не всегда, что было отмечено в анкетах трети опрошенных. В данном случае, по-видимому, реализуется индивидуальная реакция организма на данный продукт, который не оказывает планируемого действия (рис.3).

Рис. 3. Ощущения после употребления  энергетических напитков

Более 82% отметили положительное отношение друзей к энергетикам и лишь 6,7%  признались, что их родители употребляют энергетические напитки.

Проведен сравнительный анализ напитков на основе, представленной на этикетке информации. Приведенные в табл.2 данные указаны в пересчете на 100 грамм напитка.

Таблица 2.  Сравнительный анализ энергетических напитков на основе этикеток

Сравнительный анализ напитков на основе этикетов позволяет сделать следующие выводы: напитки содержат сходный набор компонентов, наибольшей калорийностью обладает напиток Burn, он же содержит наибольшее количество углеводов и, единственный из всех напитков белки. Все напитки содержат консерванты, способствующие сохранности продукта, красители и ароматизаторы, которые придают напиткам нужную окраску и аромат, но могут оказывать отрицательное влияние на организм человека.

При изучении химического состава энергетических напитков было подтверждено наличие в них кофеина, причем наибольшее количество зарегистрировано в напитке Burn (табл.3).

Таблица 3.  Результаты анализа энергетических напитков на содержание кофеина.

По содержанию кофеина напитки можно расположить в ряд Red Bull < Burn< Flash, соответствующий сведениям, указанным на этикетке.

Определение кислотности энергетиков проводили, используя универсальную индикаторную бумагу, индикатор метиловый оранжевый, синий лакмус. Полученные данные представлены в таблице 4.

Таблица 4.  Кислотность энергетических напитков

Полученные данные позволяют сделать вывод о достаточно высокой кислотности данных продуктов. Возможно, это связано с содержанием аминокислот, аскорбиновой кислоты, угольной кислоты. Энергетики — сильно-газированные напитки (содержат большое количество гидрокарбонат- и карбонат-ионов), возможно это способствует более быстрому усвоению компонентов напитков и быстрому наступлению рекламируемого эффекта. Однако, это также свидетельствует и о необходимости осторожного употребления данных продуктов людьми, имеющими заболевания желудочно-кишечного тракта.

Результаты проведенных опытов по определению содержанию витамина С представлены в таблице 5. Как видно из приведенных в таблице данных, все исследуемые образцы содержат витамин С, несмотря на то, что производители  напитка Red Bull не указывают его наличие.

Таблица 5. Результаты экспериментального определения содержания витамина С в энергетических напитках

Таким образом, на основании выполненного анализа можно указать, что наиболее предпочтительным для потребления является энергетический напиток Flash, поскольку содержит меньшее количество кофеина при повышенном содержании витамина С. Однако, нельзя забывать о необходимости ограничения потребления данного напитка  и учета особенности индивидуальной реакции организма на его потребление.

Памятка  для старшеклассников о влиянии энерготоников на организм подростков.

Специалисты в области здоровья и медицины утверждают, что энерготоники – не больше, чем витаминизированные заменители кофе, только более опасные для здоровья. Если вы, тем не менее, в поистине жизненно важном вопросе «пить или не пить» выбираете первое, то хотя бы соблюдайте некоторые предосторожности, чтобы уменьшить риск для вашего здоровья, и, в общем-то – жизни.

Перед покупкой энергетических напитков надо всегда внимательно изучить размещенную на их этикетках информацию о содержании тонизирующих веществ и противопоказаниях для употребления. Открывая очередную банку энергетического напитка, помните: сам по себе напиток не содержит ни капли какой-либо суперэнергии, а всего лишь использует резервную энергию вашего организма. По сути энерготоник пробуждает организм к запуску собственных энергетических ресурсов, но все, что будет выпито сверх меры (более двух банок за сутки), может навредить здоровью. По окончании действия энерготоника организму необходим отдых для восстановления ресурсов.

Правила употребления энергетических напитков

1. Воздержитесь от чрезмерного употребления напитков. Суточная доза стимуляторов содержится в двух банках напитка.
2. После окончания действия напитков организму необходим отдых для восстановления ресурсов.
3. После занятий спортом воздержитесь от энерготоников – есть риск повышения артериального давления.
4. К абсолютным противопоказаниям к употреблению энерготоников является пожилой и детский возраст (до 12 лет), беременность и кормление ребенка грудью, заболевания сердечнососудистой системы,  повышенное артериальное давление, расстройства сна, повышенная чувствительность к кофеину.
5. Период полувыведения кофеина составляет 3 – 5 часов. Поэтому остерегайтесь на протяжении этого промежутка времени употреблять продукты, содержащие кофеин (чай, кофе) из-за риска передозировки кофеина.
6. Многие напитки очень калорийны. Если вы употребляете энерготоники в спортзале, пейте их только до тренировки.
7. Здоровый образ жизни и частое употребление энерготоников несовместимы.
8. Энерготоники нельзя смешивать с алкоголем, что популярно в клубной среде. Стимуляторы, входящие в состав напитков, способствуют повышению артериального давления, а алкоголь приумножает это действие.
9. При употреблении тонизирующих напитков могут быть спровоцированы обострения хронических заболеваний, таких как гипертоническая болезнь. Может ухудшиться состояние здоровья у лиц, страдающих повышенной нервной возбудимостью, бессонницей, нарушениями сердечной деятельности.

Заключение

1. Результаты анкетирования показали, что 67,5% опрошенных подростков регулярно употребляют энергетические напитки, среди которых наиболее популярными энергетическими напитками являются: Flash, Burn, Red Bull. У трети опрошенных не зарегистрировано планируемого воздействия напитка на организм.

2. Сравнительный анализ напитков на основе этикетов показал, что напитки содержат сходный набор компонентов. Все напитки содержат консерванты, красители и ароматизаторы, которые придают напиткам нужную окраску и аромат, но могут оказывать отрицательное влияние на организм человека.

3. Показано, что наиболее предпочтительным для потребления является энергетический напиток Flash, поскольку содержит меньшее количество кофеина при повышенном содержании витамина С и среднем среди анализируемых напитков значении рН среды.

Библиографический список

1. Рынок энергетических напитков в России – Электронный ресурс:

http://www.foodsmarket.info/news/content.php?id_news=384&id_groups=3

2. Энерготоник – Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki
3. Здоровье! Энергетические напитки  – Электронный ресурс: http://www.sunhome.ru/journal/17433
4. Воронов А., Мустафина Н. Рынок энергетических напитков в России – Электронный ресурс: http://www.foodsmarket.info
5.  В России могут запретить энергетические напитки– Электронный ресурс: http://medkarta.com/?cat=new&id=296&s=120
6. Ижогина Е.Ю. Энергетики: все «за» и «против»/ Е.Ю. Ижогина// Спутник классного руководителя.-2009.-№5.-С.64-67
7. Колесецкая Г.И. Экология нашего дома: Учебно-методическое пособие по курсу прикладной химии / Г.И.Колесецкая, М.И.Лесовская - Красноярск: ИО КГПУ, 2003.-84 с.
8. Морозова Л. Заводной джин из бутылки/ Л.Морозова// Российская Бизнес – газета.-2004.-16 марта.-№451
9. Попова М. Энергетические напитки: энергия выходит боком/ М.Попова // ИА Интерфакс – Запад.-2008.-18 сентября
10. Юдина А. Жидкая бодрость: энергетические напитки/ А.Юдина// Популярная механика.-2008.
11. Пищевая химия. Лабораторный практикум: пособие для вузов / А.П. Нечаев и др.; под ред. А.П. Нечаева.- СПб: ГИОРД, 2006.- 304 с.
12. Гамаюрова В.С. Пищевая химия: лабораторный практикум / В.С. Гамаюрова, Л.Э. Ржечицкая.- СПб: ГИОРД, 2006.- 136 с.
13. Игошева Е. В. Как распознать состав энергетических напитков / Е. В. Игошева, Н. Н. Трапезникова – журнал «Химия в школе», №8 2011, 50-52 с.