ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА по теме «Исследование физико-химических свойств хлеба»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 5

ГОРОДА КАЛИНИНГРАДА

Всероссийская олимпиада школьников

Региональный этап

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

по теме  «Исследование физико-химических свойств хлеба»

Работу выполнила:

учащаяся 9 «Б» класса МАОУ СОШ №5

Асланова Милана Рамин кызы

Руководители:

Учитель химии: Мальцева Елена Викторовна

Учитель биологии: Куликова Наталья Петровна

2018 год

Содержание

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

Глава 1. Анализ литературных источников…………………………………….6

1.1 Значение хлеба в нашей жизни.………………………….………….....6

1.2.История хлеба……………………………………………………………7

1.3. Польза хлеба…………………………………………………………….8

Глава 2. Практическая часть. …………………………………………………..11

2.1.Анкетирование…………………………………………………….…...11

2.2. Исследование качества хлеба ……………………………….……….12

2.3. Результаты исследования………………………….……………..…...17

Заключение………..………………………………………….………………….17

Использованные источники………………..…………....………………….…..19

Введение

         Издавна считается, что хлеб и хлебобулочные изделия – неотъемлемая часть рациона питания любого человека, именно поэтому тема моей работы «Исследование физико-химических свойств  хлеба».

В силу определенных традиций России хлеб играет еще большую роль, чем в других странах. Издавна он представляет собой очень ценный продукт для жизнедеятельности и требуется человеку в любом возрасте. Кроме того, хлеб занимает важное место в духовной жизни человека: древние греки считали хлеб даром богов, в Индии считалось, что жизнь человека, который не употребляет хлеб, будет несчастной, а на Руси хлеб являлся символом достатка. Сейчас для многих религий хлеб - благословенная пища, а в Христианстве хлеб – это воплощение тела Христа.

Для русского человека хлеб всегда был значительнее любого другого продукта, так как это символ культуры и самой жизни. «Это сама жизнь, святыня, самое дорогое, что есть у нашего народа» - самый распространенный ответ многих россиян на вопрос социологов о том, что первым приходит в голову при упоминании слова "хлеб". Кстати, о нем есть немало пословиц и поговорок.

Человек определил роль хлеба в своей жизни такими пословицами, как: «Хлеб – дар божий», «Худ обед,  коли  хлеба  нет», «Хлеба ни куска, так и в тереме тоска - а хлеба каравай - так и под елью рай», выражая своё почтительное отношение к этому дару природы, спасающему от голода. Хлеб – это теплота жизни, необходимая как энергия Солнца, как Свет и Воздух.

Данная тема актуальна, потому что, исходя из расчетов ученых, за свою жизнь человек съедает около 15 тонн хлеба, и в связи с этим является одним из основных продуктов питания. Эксперты выяснили: за год россиянин съедает около 126,5 кг хлеба, что на 40 кг больше, чем едят немцы, и на 60 кг больше, чем итальянцы. По статистике, взрослый россиянин получает из хлеба и хлебобулочных изделий от 1/4 до 1/2 всех потребляемых им калорий. Хлеб содержит белки, углеводы, немного жиров, витамины и минеральные вещества, необходимые для жизни. Несмотря на это, проведение анализа качества хлеба является одной из важнейших задач для сохранения благополучия и здоровья общества.

Немаловажно разобраться, что такое хлеб, и какие сорта хлеба имеют более полезные свойства для организма человека.

Необходимо учитывать такие качества хлеба как влажность, пористость и кислотность. В своей работе я решила определить  эти основные физико-химические свойства хлеба, который можно приобрести в магазинах г. Калининграда и определить его соответствие предписаниям ГОСТам. Например, при определении кислотности хлеба и хлебобулочных изделий выполняются предписания ГОСТа 5670-51. При приёмке, отборе образцов, определении массы изделий поможет ГОСТ 5667-65. Из него я  узнала о  методах отбора образцов для контроля — показатели в данном случае бывают органолептические и физико-химические.

Цель работы: изучить физико-химические свойства хлеба, а также выяснить ценность хлеба  в нашей жизни.

Гипотеза: соответствует ли качество хлеба по таким показателям  как  влажность, пористость и кислотность предписаниям ГОСТам 5670-51 и 5667-65.

Цель работы обозначила ряд конкретных задач.

Задачи:

1.Изучить литературный обзор о хлебе, как составляющей части основы рационального питания человека;

2.Определить физико-химические показатели качества хлеба, реализуемого в магазинах  г. Калининграда.

3.Сделать сравнительный анализ результатов исследования качества хлеба и их соответствие ГОСТам.

4.С помощью анкетирования изучить потребительский спрос и предпочтения хлебу различных производителей;

5.Сделать выводы и рекомендации.

Объект исследования: виды хлеба, продаваемого в магазинах г. Калининграда

Предмет исследования: Хлеб от разных калининградских  производителей и его соответствие физико-химическим показателям,  таким как  - влажность, пористость и кислотность

Практическая значимость данной исследовательской работы состоит в её использовании  при изучении курса биологии в 8 классе по теме «Пищеварение», «Витамины», «Обмен веществ».  На уроках химии в 9 классе при изучении темы «Органическая химия», при проведении практических и проектных работ, на внеклассных мероприятиях по здоровому питанию, а также для информирования городских жителей.

Методы:

1. Изучение литературных и энциклопедических данных;

2. Выполнение практической работы.

Оборудование и реактивы:

• электронные весы
• бюретка
• коническая колба на 250 мл
• мерный цилиндр на 250 мл
• нож
• химический стакан на 400 мл
• дистиллированная вода
• раствор фенолфталеина
• 0,1 М раствор щелочи
• сушильный шкаф
• фарфоровые чашки
• растительное масло

Глава 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Значение хлеба в нашей жизни.

Хлеб является привычным продуктом питания. В нём содержится от 40% до 45% углеводов, поступающих в организм в виде 1000-1100 кал в день. Достаточно потреблять 300-400 г хлеба в день при разнообразном и полноценном питании.

Люди предпочитают есть хлеб из пшеницы, ведь она содержит клейковину, которая лучше задерживает пузырьки газа. В результате этого хлеб становится более пышным. Из данного продукта можно приготовить разнообразные блюда. Хлеб есть наша жизнь, он определяет социальное положение индивида. Существует мнение, что человек обязан хлебу рождением цивилизации.

Каждому известен удивительный запах свежеиспечённого хлеба. Как оказалось, запах хлеба – один из самых богатых и сложных по составу. Хлеб получил во многих странах широкое распространение благодаря своей высокой питательности, отличным вкусовым свойствам, хорошей усвояемости и насыщаемости, лёгкости приготовления.

К слову о пользе хлеба: его потребление количеством 500 г в сутки покрывает потребность организма в белках примерно на 1/3 за счет синтеза белка, происходящего при сочетании белков хлеба с белками животных продуктов. В хлебе мало кальция и натрия, однако он богат фосфором, калием, магнием, серой. Белок в хлебе из пшеничной муки 1–го сорта усваивается на 85%, углеводы на 96%, что говорит о его высокой усвояемости. Из-за большего содержания удаляемых при сортовом помоле белков, витаминов и минеральных веществ, по химическому составу хлеб из муки грубого помола наиболее биологически полноценен. В таком хлебе больше отрубей, богатых клетчаткой, улучшающей пищеварение. Хотя биологическая полноценность ржаного хлеба выше, чем пшеничного, однако он хуже усваивается. Введение в хлеб белков с незаменимыми аминокислотами, внесением добавок, содержащих витамины и соли кальция повышает его пищевую ценность.

Хлеб – это главный пищевой продукт, дающий значительное количество энергии и необходимые организму питательные вещества.

1.2.История хлеба.

 «Хлеб» - слово греческого происхождения: для производства этого продукта древнегреческие пекари использовали специальные горшки – клибанос. Русское происхождение слова «хлеб» было связано с заимствованным именем Глеб, или глаголом «хлебать». Но в настоящее время эти предположения могут быть опровергнуты.

По мнению археологов, первый хлеб был приготовлен из желудей. Около 15000 лет до нашей эры в Средней Азии злаки впервые были использованы в пищу. Люди начинали строить свои жилища около пшеничных полей, научились смешивать протертые семена с водой, а затем запекать получившуюся смесь на плоских горячих камнях. Около 1000 лет до нашей эры для изготовления первого хлеба люди стали использовать углекислый калий и прокисшее молоко.

Египтяне для приготовления хлеба научились использовать дрожжи примерно около 2600-3000 лет до нашей эры. Они же и изобрели первые печки для производства хлеба, а римляне усовершенствовали процесс хлебопроизводства, процесс перемалывания зерен, создали новые печи. В средние века почти во всех городах Европы были булочные благодаря тому, что римляне распространили свои навыки по выпечке хлеба.

Хлеб всегда был, есть и будет одним из самых незаменимых продуктов в мире. Из истории Австралии известно, что многие из первых поселенцев за кражу хлеба были сосланы на этот материк. Мука была важнейшим продуктовым сырьем на государственных рынках. Джоном Палмером, жителем Сиднея, попавшим в Австралию на военном корабле, была открыта первая булочная.

Кисловатый черный хлеб был на Руси основным видом хлеба, но помимо него также выпекали ситный (муку просеивали через сито) и белый из крупчатки. Простой же народ не мог позволить себе отведать «Боярского» хлеба даже на праздник. К пекарям относились с большим уважением и в некоторых странах их даже освобождали от налогов по причине того, что хлеб очень ценился, особенно в неурожайные годы. Согласно переписи 1638 года в Москве было 2367 ремесленников, из них: 52 хлебные пекари, 43 – пекли пряники, 7 – блины, 12 – пекли ситный хлеб. В то время было много пекарен, или так называемых «хлебных изб». На рубеже ХIX – XX веков крендели, бублики, баранки, калачи пользовались огромной популярностью в России:  единственный  Государственный музей Хлеба, в котором представлено около 19000 экспонатов, посвященных хлебу, был открыт в Санкт-Петербурге в 1988 году.

1.3. Польза хлеба

Всемирная Организация Здравоохранения разработала схему «пирамида  питания», помогающая каждому из нас составить правильный рацион.

В основании пирамиды находятся злаковые продукты: хлеб, макаронные изделия, зерновые продукты, рис или картофель, которые необходимо употреблять несколько раз в день.

За счет этих продуктов, согласно рекомендациям ВОЗ, должна покрываться свыше половины суточной калорийности. Именно в них содержится минимум жиров, много белков и пищевых волокон, а также микроэлементы (калий, кальций, магний), витамины С, В6, фолиевая кислота.

Распространено мнение, что от картофеля и хлеба полнеют. На самом деле, крахмал является наименее калорийным продуктом, нежели жир и спирт: калорийность одного грамма жира – 9,0 ккал, спирта – 6,9 ккал, а калорийность одного грамма крахмала всего 3,8 ккал. Неправильный рацион питания, содержащий в большом количестве жиры, алкоголь и рафинированный сахар приводит к ожирению. Роль волокон, содержащихся во всех овощах, фруктах, зерновых культурах, картофеле, во всех видах хлеба, фасоли и бобовых, неоценима в профилактике и лечении кишечных заболеваний.

Поэтому в основе здорового питания в первую очередь необходимо рекомендовать употребление в пищу именно этих продуктов.

 Следующую ступень в представленной пирамиде питания занимают фрукты и овощи. Ежедневная норма их потребления – пять порций. Желательно, чтобы овощи и фрукты были разнообразны; употреблять их в пищу необходимо равномерно на протяжении дня. Такая схема определяется свойствами самих витаминов. Для наглядности рассмотрим витамин С, который отличается особой нестабильностью. В случае употребления его в большом количестве с утра, организм может ощутить нехватку этого витамина уже к полудню. Поэтому фрукты и овощи необходимо есть равномерно в течение дня.

На третьем месте пирамиды - продукты, богатые белком, которые следует потреблять в размере трех порций в день. В составе одной порции должны присутствовать: порция йогурта или кефир, куриные домашние яйца, мясной продукт, рыба или другие морские продукты. Блюда из морских продуктов требуется принимать в пищу около трёх раз в неделю. Вследствие определенных научных исследований была выявлена необходимость рыбьего жира, содержащего кислоту Омега-3, для нормального функционирования человеческого организма.

Продукты, которые нужно исключить из рациона питания или свести их употребление к минимуму, находятся на последнем этаже пирамиды. К этой «опасной» категории относятся такие продукты, как сахар, разнообразные прохладительные напитки с красителями, алкоголь и кофе.

С давних времен русские люди считали хлеб предметом благосостояния, национальной гордости. Наиболее актуальным вопросом современности является проблема полезности хлеба, которую я бы хотела обсудить.

Хлеб, изготовленный из грубых сортов муки и включающий отруби или цельное зерно, в особенности полезен для здоровья человека, так как в нем содержатся пищевые волокна, которые способствуют правильной работе кишечника, удалению из организма вредных веществ, а соответственно, снижению калорийности. 

Глава 2. Практическая часть.

2.1. Анкетирование

Качество хлеба – одна из самых актуальных проблем в настоящее время. Среди учащихся, их родителей и учителей школы № 5 я провела опрос с целью: выяснить количество потребляемого хлеба, а также название самого популярного вида хлеба. Всего было опрошено 120 человек. Ниже представлены вопросы моей анкеты:

1 вопрос: «Хлеб каких производителей вы покупаете?»

1) ЗАО «Русский хлеб»;

2) ООО «Первый хлебозавод»;

3)  ООО "Балтийский хлеб».

В результате оказалось, что лидирующее положение среди трех производителей хлебов занимают хлеба от производителя ЗАО «Русский хлеб"; (65 % от общего количества потребленного хлеба). Таблица 1.

2 вопрос: «Какой сорт хлеба Вы предпочитаете?»

1) Хлеб из пшеничной муки первого сорта (хлеб «Тостовый»);

2) Хлеб из ржаной обдирной муки (хлеб «Бородинский»);

3) Хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки (хлеб «Дарницкий»)

Таблица 2 « Сорт хлеба»

Мы выяснили, что хлеб «Бородинский» - самый популярный хлеб среди продукции ЗОО «Русский хлеб». Поэтому этот вид хлеба мы выбрали в качестве объекта исследования на предмет соответствия их ГОСТам.

2.2. Исследование качества хлеба

Определение физико-химических свойств.

Каждый из пищевых продуктов, производимый в больших количествах на производстве, должен удовлетворять определенным требованиям ГОСТа. И  хлеб, в первую очередь, так как является  продуктом массового потребления.

Очень важные физико-химические показатели качества хлеба, которые можно определить в условиях школьной лаборатории: пористость, влажность, кислотность.

Определение кислотности.

Безопасность продуктов питания для каждого человека имеет большое значение, так как хлеб и хлебобулочные изделия являются пищевыми продуктами, употребление которых  влияет на функционирование организма. Показатели кислотности хлеба  определяют качество изделий с  точки зрения вкусовой стороны. По этому  показателю можно выяснить, насколько  качествен продукт, в связи с тем, что кислотность связана с наличием молочной и уксусной кислот, образуемые в результате спиртового и молочного брожения в тесте. Норма кислотности  для каждого хлебобулочного изделия индивидуальна.

Используемый мною в данном исследовании метод, основан на определении содержания кислот в водной вытяжке анализируемого образца с помощью щелочного титрования.

Кислотность – это число мл 0,1 М раствора NaOH, который необходим для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 г хлебного мякиша. Этот показатель выражается в градусах.

Определяем кислотность по формуле:

К=(mcV504):250, где

К – кислотность в градусах;

с – концентрация раствора NaOH (0,1 моль/л);

V – объем раствора NaOH;

4- коэффициент пересчета на 100 г хлеба, если навеска мякиша (m) равна 25 г;

250 – объем дистиллированной воды для извлечения кислот, мл;

50 – объем испытуемого раствора для титрования, мл.

Химизм процесса

При взаимодействии взаимодействия гидроксида натрия с кислотами сокращенное ионное  уравнение выглядит так: H+ + OH  - H2O.

Подготовка пробы к анализу: Я использовала различные разновидности хлеба и отрезала куски, массой 75 г, срезала корки со всех сторон и затем быстро измельчила в крошку.

Ход работы: На электронные  весы  поместили навеску хлеба 75 г и взвесили. Затем перенесла навеску в сухую колбу и добавила 50 мл дистиллированной воды. Измельчила  образец  хлеба с помощью стеклянной палочки. Добавила к смеси  200 мл дистиллированной воды, встряхнула несколько раз и далa отстояться. Через 10 мин перемешала и дала отстояться еще 10 мин. Через марлю слила водный раствор в  чистую сухую колбу.

Для анализа подготовила бюретку, промыла ее водой, а затем сполоснула раствором NaOH. Проследила,  чтобы в носике бюретки не оставалось пузырьков воздуха. Потом я заполнила бюретку раствором щелочи, доводя нижний мениск жидкости в ней до нулевой отметки. Отлила  50 мл экстракта из колбы с исследуемым хлебом при помощи мензурки. Отобранную пробу разместила  в чистую колбу для титрования, добавив 3 капли фенолфталеина. Далее производила титрование. Нужно  следить за тем, чтобы капли щелочи попадали в центр колбы, иначе могло бы произойти искажение результатов. Как только появится малиновое окрашивание, нужно замедлить скорость титрования до 1-2 капель в секунду, чтобы точно определить наступление точки эквивалентности. При появлении малинового окрашивания раствора, устойчивого в течение 10с, титрование прекратила, отметила объем израсходованного титранта. Довела объем щелочи в бюретке до нулевой отметки и провела еще несколько титрований с целью добиться сходности результатов.

В завершении работы я вычислилa средний объем растворa щелочи, необходимый для достижения точки эквивалентности и определила кислотность хлеба.

Хлеб «Тостовый» - кислотность хлеба из пшеничной муки первого сорта.

К= 250,11,56504:250=3, 13 град

Хлеб «Бородинский» - кислотность хлебa из ржаной обдирной муки.

К=250,14,43504:250=8,86 град.

Хлеб «Дарницкий» - кислотность хлеба из ржано-пшеничной муки.

К=250,13,83504:250=7,66 град.

Определение влажности хлеба:

Я использовалa ускоренный стандартный метод, по которому высушивали до постоянной массы навеску мякиша хлеба для определения его влажности.

  Влажность хлеба определяют с целью расчета энергетической ценности, выхода продуктa и проверки правильности дозировки основного сырья — муки и воды: чем выше влажность хлеба, тем ниже его энергетическая ценность. При увеличении влажности хлеба на 1% его выход повышается на 2-3%.

Влажность хлеба вычисляется по формуле:

W(H2O) =(m-m1) / m100%, где

m – масса сырого мякиша;

m1 – масса сухого вещества хлеба.

Конечный результат выразила как среднее арифметическое двух определений.

Ход определения: Я вырезала кусочек из центральной части, массой около 70 г из каждого хлебобулочного изделия. Затем быстро измельчила мякиш ножом и перемешала. Необходимо предварительно взвесить фарфоровые чашки на электронных весах, чтобы поместить на них две навески по 5 г, потом  перенести их в сушильный шкаф (использовали электропечь кабинета технологии), нагретый до температуры 140-145°С, где сушить в течение 50 мин при температуре 130±2°С. Через некоторое время чашки вынуть и  охладить на воздухе в течение 15 мин. После чего чашки взвесить и вычислить влажность хлеба в процентах по формуле, приведенной выше.

Влажность хлеба из пшеничной муки.

W(H2O)=(5-2,7):5=46%

Влажность хлеба из ржаной муки.

W(H2O)=(5-2,6):5=48%

Влажность хлеба из ржано-пшеничной муки.

W(H2O)=(5-2,4):5=52%

Определение пористости хлеба

Пористость хлеба определяет его большую или меньшую усвояемость. Для хлеба из плохо выброженного теста характерна низкая пористость. Пористость ржаного хлеба из обойной муки должна быть не менее 42%, пшеничного —55-70%, что зависит от сорта хлеба и его выпечки.

 Пористость хлеба - объем пор, находящихся в данном объеме мякиша, выраженный в процентах. Пористость (П) рассчитывается по формуле:

П=(V-V1): V100%, где

V – объем вырезанного мякиша;

V1 – объем беспористой массы мякиша, спрессованной до отказа.

Ход определения: Вырезала кусочек мякиша длиной 3 см, что соответствует объему выемки 27 см3 (V), из середины хлебобулочного изделия. Кубик разделила на несколько частей, сжала их пальцами до полного удаления пор и сделала из них плотные шарики диаметром не более 1 см. Шарики опустила в мерный цилиндр с делениями по 0,5 или 1 мл, наполненный до определенного уровня маслом. Определила объем хлеба без пор (V1) по разности уровня жидкости в цилиндре и вычислила пористость.

Пористость хлеба из пшеничной муки первого сорта.

П=(27-9,43):27100%=65%

Пористость хлеба из ржаной муки.

П=(27-15,1):27100%=44%

Пористость хлеба из ржано-пшеничной муки.

П=(27-14,07):27100%=46

2.3 Результаты исследования

Результаты исследования были занесены в таблицы и размещены в приложениях.

Заключение

В результате проведенных мной исследований, я получила  физико-химические показатели качества хлеба, такие  как кислотность, пористость и влажность  и сравнила их предписания ГОСТа 5670-51 по кислотности и ГОСТ 5667-65 по другим физическим показателям.

Кислотность

Вывод: Соответствие ГОСТа 5670-51

Пористость

Вывод: пористость хлеба «Дарницкий» ниже на 2 % от нормы ГОСТ 5667-65

Влажность

Вывод: Соответствие ГОСТ 5667-65

Сравнительный анализ результатов исследования хлеба на кислотность, пористость и влажность показал, что качество продукции ЗАО «Русский хлеб» соответствует требованиям ГОСТ 5667-65 и ГОСТа 5670-51.

Выполняя данную исследовательскую работу, я узнала много новой информации о важнейшем продукте питания – хлебе, значительно расширила свои знания о физико-химических свойствах хлеба, его значении в жизни человека,  его питательной ценности, его  составе. Кроме того,  окончательно убедилась в том, что хлеб является незаменимым компонентом для нормальной жизнедеятельности человеческого организма и что хлеб - наше богатство, как продукт и как культурная ценность.

Использованные источники

1. Абрамов Ф.А. «О хлебе насущном и хлебе духовном» Москва 2014 г.

2. Алмазов Б. Наш хлеб.- Л.; 2009

3. Афанасьев М.А. Количественные опыты по химии.- М.; 2015

4. Ашихмина Т.Я. Экология родного края.- Киров.;2016

5. Багрова Л.А. Я познаю мир. Серия «Химия»,- М.; 2014

6. Барыкин К. Хлеб, который мы едим.- М.; 1982

7. Губарева Л.И. Экология человека.- М.; Владос, 2015

8. Кочетков. А.А., Нечаев А.П., Траунберг С.Е. «Пищевая химия» 2015 г.

9. Смирнитская И.М. Большая советская энциклопедия.- М., 1984

10. Н. Рыленков «Песня о Земле и Хлебе» Москва 1986 г.

11. Ханга З.И. Здоровье человека в современной экологической обстановке - М.; Гранд, 2016

Интернет источники:
1.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%BB%D0%B5%D0%B1
2.http://moikompas.ru/compas/hleb/compas_page/1
3.http://borodinsky.com/
4.http://hlebosol.info/