Проектная работа " Энергетические напитки: спасение или…?
проект по химии (9 класс)

Энергетические напитки: спасение или…?

Семенова Эвелина

г. Нижнекамск

МБОУ «СОШ №29», 9 класс

Научный руководитель : Самигуллина Т.Л.

2024 год

Содержание:

1. Актуальность темы. Постановка проблемы_________________________________3
2. Цель, задачи, гипотеза, объект исследования_______________________________3
3. Теоретическая часть:

Из истории вопрос_______________________________________________4

Сравнительный химический состав исследуемых продуктов__________6-8

Положительные и отрицательные стороны энергетиков с точки зрения влияния на состояние здоровья__________________________________9-10

4. Практическая часть:

Социологический опрос учащихся школы___________________________11

Экспериментальная часть исследования _________________________12-13

Влияние употребления энергетических напитков на артериальное давление (АД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС)________________________13

5.Практическая значимость исследования_____________________________________14

6. Список используемых источников_________________________________________15

       7. Приложение________________________________________________________16-19

Энергетические напитки появились на рынке совсем недавно, но их популярность стремительно возрастает, особенно среди молодежи и школьников. Всего одна баночка «энергетика» снимает усталость во время напряженной подготовки к экзаменам, длительной тренировки на спортплощадке.  С экранов телевизора постоянно доносится: «. Ред булл окрыляяяяяяяяет», что позиционирует напитки, как средство борьбы с усталостью, помогающее активному образу жизни, умственной деятельности, занятиям спортом. Все ли так хорошо и безоблачно на самом деле? Откуда берется эта чудодейственная энергия?

Постановка проблемы:

Употребление энергетических напитков дает нам спасительную энергию… и забирает наше здоровье.

           Цель исследования: 

1. Изучить востребованность энергетических напитков среди подростков.

2. Изучить химический состав энергетиков.

3. Узнать о действии энергетиков на организм человека

        Задачи:

-Проведение социологического опроса среди учащихся 7-11 классов с целью определения частоты потребления и наиболее популярных торговых марок энергетических напитков; изучение отношения подростков к энергетическим напиткам.

-Изучение и анализ различных источников информации о происхождении и составе «энерготоников».

-Проведение сравнительного анализ напитков на основе состава, указанного на этикетках.

-Исследование влияния энергетических напитков на ткани растительного и животного происхождения.

-Проведение опыта, показывающего изменения артериального и венозного давления у участников эксперимента после употребления энергетических напитков.

         Гипотеза: употребление энергетических напитков опасно для здоровья человека. Если подростки будут знать о негативном влиянии энергетических напитков на организм человека, то возникнет осмысленное их отношение к употреблению «энергетиков».

       Объект исследования: Энергетические напитки.

Теоретическая часть:

Современные энергетические напитки зачастую называют напитками «третьего тысячелетия». Однако на самом деле это далеко не так – идея создания напитка, способного стимулировать психоэмоциональную и физическую активность человеческого организма, придавать силы и помогать сконцентрироваться в ответственные моменты была воплощена в жизнь ещё несколько тысячелетий назад. Природные психостимуляторы были известны людям всего мира с глубокой древности.

Самым распространенным из них был кофеин. Его источником в Индии и странах Ближнего Востока был кофе; в Китае, Индии и Юго–Восточной Азии – чай; в Америке – растение йерба мате и орехи кола и т. д. Кроме того, история знает примеры использования более сильных стимуляторов, таких, как куст кока в Южной Америке, эфедра и ката – в Азии. Жители Монголии и Сибири использовали женьшень, элеутерококк, аралию и другие стимулирующие растения.

Те природные ингредиенты, которые в древности использовались для создания бодрящих настоев, используются и в современном производстве. Однако возникновение энергетических напитков в разных странах датируется разными периодами. Так, для Германии «веком первых энергетиков» стало двенадцатое столетие, а первооткрывателем здесь считается аббатиса Хильдегарда фон Бинген. Конечно, по вкусу и своим бодрящим способностям напитки тех лет нельзя сравнивать с современными. Своей «второй жизнью» энергетик 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 некоторые изменения в рецептуру своего напитка и повторно запустил его в теперь уже массовую продажу. На удивление всем, плохая репутация не помешала напитку завоевать бешеную популярность у британского 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 значимых экспортеров на мировом рынке энергетических напитков, а возникновение этого «зелья» у большинства ассоциируется именно с этой страной.

  В Европу энергетический напиток пришел значительно позднее, чем в Японию. И первооткрывателем здесь стал австрийский предприниматель Дитрих Матешец, который в 1982 году во время своей командировки в Гонконг впервые испробовал один из уже широко производимых там тонизирующих напитков. Уже тогда у него возникла идея основания первого в Европе предприятия по промышленному производству энергетических напитков, и в 1984 году он воплотил эту идею в жизнь. Напиток австрийца получил название «Red Bull» и завоевал огромную популярность среди европейцев, что вскоре вызвало появление десятков напитков с аналогичными свойствами.

Сегодня энергетические напитки всё стремительнее «вливаются» в жизнь современного человека, а самыми крупными рынками их сбыта являются Европа, Южная и Северная Америка.

В последнее время шум вокруг "энергетиков" усилился в связи с судебными разбирательствами по поводу нескольких смертей, предположительно связанных с их употреблением. В Швеции три человека умерли на дискотеке после выпитой смеси энергетического напитка с крепким алкоголем, а 18–летний ирландский баскетболист Росс Куни после трех банок напитка умер прямо на спортплощадке.

Сравнительный химический состав

Проведен сравнительный анализ напитков на основе представленной на этикетке информации. (Приложение 1) Приведенные в таблице данные указаны в пересчете на 100 г напитка.

Сравнительный анализ напитков на основе информации, данной на этикетке, позволяет сделать следующие выводы: напитки содержат сходный набор компонентов, наибольшей калорийностью обладает напиток «Strike». Энергетик «Adrenalin Rush» 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 состава энергетиков, был определен ряд веществ, составляющих так называемые "энергетики", влияние которых было изучено подробно на примере анализа литературных источников.  

         Энергетические напитки (энергетики, энерготоники) — безалкогольные или слабоалкогольные напитки, в рекламной кампании которых делается акцент на их способность стимулировать центральную нервную систему человека и/или повышать работоспособность, а также на то, что они не дают человеку уснуть. Данные приведены в таблице 1.

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

Условно энергетические напитки можно разделить на группы: в одних больше кофеина: «Кофейные» напитки, в других — витаминов и углеводов: «витаминно–углеводные». Первые подходят заядлым трудоголикам и студентам, которые работают или занимаются по ночам, а вторые — к активным людям, предпочитающим проводить свободное время в спортзале.

           Регулярно употребляя кофеиносодержащие напитки, будь то кофе, чай, газированная вода, или «энергетический напиток», человек может начать испытывать симптомы абстиненции, которые характеризуются головной болью, снимаемой только кофеином; мышечным напряжением, раздражительностью, тревогой, ощущением сильной усталости, также отмечается стойкая бессонница. На фоне сниженного настроения нередко возникают суицидальные мысли и намерения.

         Хроническая многолетняя интоксикация кофеином приводит к стойким нарушениям сна, отсутствию аппетита, значительному снижению массы тела, артериальной гипертензии, сердечной аритмии, тахикардии. Часто наблюдается суетливость, повышенное стремление к деятельности перестает быть продуктивным, нарастает конфликтность. Часто хроническая интоксикация сопровождается судорожными подергиваниями икроножных мышц, дрожанием языка, губ, пальцев. Мышление становится торпидным. У мужчин наблюдается снижение потенции. У больных повышается риск развития инфаркта миокарда.

Положительные и отрицательные стороны энергетиков с точки зрения их влияния на здоровье.

Что может объединять такие, казалось бы, разноплановые и далекие по интересам группы людей, как студенты, водители, спортсмены, клубные завсегдатаи и т. п.? Все эти люди периодически испытывают колоссальные физические, морально–волевые и умственные нагрузки. Эти люди, скорее всего, даже не догадываются о том, что составляют так называемую целевую аудиторию потенциальных покупателей энергетических напитков, или, проще говоря, энергетиков».

        Основная идея позиционирования такой продукции – это "допинг" для изнурительного труда, как физического, так и умственного, и восстановлении после него.

Энергетические напитки отлично поднимают настроение и стимулируют умственную деятельность.

          Энергетические напитки содержат комплекс витаминов и глюкозы. О пользе витаминов знают все. Глюкоза же быстро проникает в кровь, участвует в окислительных процессах и обеспечивает энергией мышцы, мозг и другие жизненно важные органы.

Действие чашки кофе сохраняется 1 – 2 часа, действие энергетического напитка – часа 3 – 4. Кроме того, почти все энергетические напитки газированы, что ускоряет их действие – это их третье отличие от кофе.

           Благодаря удобной упаковке энергетические напитки можно носить с собой и употреблять в любой ситуации (на танцполе, в машине), чего нельзя сказать о кофе или чае.

          Неспроста компании – производители энергетических напитков вкладывают миллионы в спортивные мероприятия, соревнования; заключают обоюдовыгодные контракты с крупнейшими спортивными клубами на производство именных клубных напитков; покупают "конюшни" самого престижного класса автогонок "Формулы 1" (команда Red Bull F1 Team). Даже сами спортсмены, которые смогли добиться больших успехов в спорте, выпускают энергетики под собственным именем – яркий пример: боксер Костя Дзю, выпустивший в недавнем прошлом клюквенный напиток–энергетик «Tszyu» по собственному рецепту. Не обходятся без спонсорской поддержки производителей энергетических напитков и разнообразные музыкальные фестивали.

             Энергетические напитки иногда смешивают с алкоголем. Энергетики выполняют стимулирующую функцию, в то время как алкоголь – угнетающую. Вред такого сочетания заключается в способности энергетиков замаскировать влияние алкоголя, в случае чего человек не сможет принять его влияние в расчёт. Алкоголь в больших дозах вызывает естественную усталость, но стимулирующий эффект энергетиков способен перебить его.

Более того, сочетание алкоголя и энерготоника стимулирует дальнейшее употребление алкоголя. Имеются несколько случаев летальных исходов вследствие злоупотребления энергетиками.

            Энергетические напитки можно потреблять в строгом соответствии с дозировкой. Максимальная доза – 1 банка напитка в сутки. Превышение дозы может привести к повышению артериального давления или уровня содержания сахара в крови.

Витамины, которые содержатся в энергетических напитках, не могут заменить мультивитаминный комплекс.

              Людям, страдающим от сердечных заболеваний, гипо – или гипертонии, не следует употреблять энергетические напитки.

              Заявление, что энергетический напиток обеспечивает организм энергией, является голословным. Содержимое заветной банки только открывает путь к внутренним резервам организма, т. е. выполняет функцию ключа, вернее, отмычки. Другими словами, сам напиток никакой энергии не содержит, а только использует нашу собственную. Таким образом, мы используем собственные энергетические ресурсы, проще говоря, берем у себя энергию в долг. Однако рано или поздно этот долг придется вернуть с процентами в виде усталости, бессонницы, раздражительности и депрессии.

         Как любой другой стимулятор, кофеин, который содержится в энергетических напитках, приводит к истощению нервной системы. Его действие сохраняется в среднем 3 – 5 часов, после чего организму нужен отдых. Кроме того, кофеин вызывает привыкание.

            Энергетический напиток, содержащий сочетание глюкозы и кофеина, очень вреден для молодого организма.

            Многие энергетические напитки содержат большое количество витамина В, вызывающего учащенное сердцебиение и дрожь в конечностях.

           Фанаты фитнеса должны помнить о выдающихся мочегонных свойствах кофеина. Это значит, что после тренировки энергетический напиток пить нельзя, ведь в процессе тренировки мы и так теряем много жидкости.

               В случае превышения допустимой дозы не исключены побочные эффекты: тахикардия, психомоторное возбуждение, повышенная нервозность, депрессия.

               Энергетические напитки содержат таурин и глюкуронолактон. Содержание таурина в несколько раз превышает допустимый уровень, а количество глюкуронолактона, содержащееся в 2 банках напитка, превышает суточную норму почти в 500 раз (!). Даже ученым неизвестно, как эти ингредиенты действуют на организм, и как они взаимодействуют с кофеином. Поэтому эксперты заявляют, что безопасность использования таких высоких доз таурина и глюкуронолактона еще не определена, что требует проведения дальнейших исследований.

Побочное действие  

          Если напитки действительно содержат высокие дозы биологически-активных веществ, то они могут вызывать определённые неблагоприятные эффекты: нарушение сна, возбуждение, беспокойство, тахикардию, повышение АД, аритмию, тошноту и рвоту, непродолжительную депрессию и др.

Противопоказания

          Указывают, что "Энергетики" противопоказаны при гипертонии, заболеваниях сердечно-сосудистой системы, глаукоме, нарушении сна, повышенной возбудимости и чувствительности к кофеину. «Артериальная гипертензия, органические заболевания сердечно-сосудистой системы глаукома, повышенная возбудимость, нарушения сна,» -  сообщается в Википедии.

Практическая часть:

Социологический опрос исследования.

Исследование по теме проводилось в период с ноября 2023 по январь 2024 года.

Основным направлением исследования является анкетирование обучающихся 9-11 классов школы.

Цель: выявить степень употребления энергетических напитков, отношение учащихся к ним и уровень информированности о вреде «энергетиков» для человеческого организма посредством анкетирования (вопросы анкеты представлены в Приложении 1).

В анкетировании приняли участие 49 учащихся из 9-11 классах. Такого числа респондентов оказалось достаточно для того, чтобы получить объективную информацию о степени употребления энергетических напитков. В анкете были представлены вопросы, ответы на которые позволили проанализировать отношение учащихся к употреблению энергетических напитков.

Результаты анкетирования в приложение 2.

Экспериментальная часть исследования:

1. Исследование качественного состава энергетических напитков

Цель: Исследовать состав энергетических напитков.

Состав энергетических напитков был изучен на основе информации, представленной на этикетках «Red Bull», «Flash», «Adrenaline Rush», «Monster». Эти напитки были указаны в анкетах учащихся.

Данные сравнительного анализа показаны в приложении 2

 Изученные напитки содержат кофеин, таурин в различных концентрациях, витамины группы В и С, углеводы. Прочие ингредиенты варьируют: экстракты гуараны, женьшеня, глюкуронолактон, инозит. Все напитки содержат углекислый газ и лимонную кислоту или её соли, как регулятор кислотности. Также в состав напитков входят красители, консерванты и ароматизаторы.

Опыт 1. Определение кислотности энергетиков

Цель: Определить кислотность энергетиков.

Определение кислотности энергетиков проводили, используя универсальный индикатор. Полученные данные представлены в таблице 3.

Таблица 2. Кислотность энергетических напитков.

     Вывод: «энергетики» содержат достаточно высокую кислотность. Возможно, это связано с содержанием аминокислот, аскорбиновой кислоты, угольной кислоты.

Опыт 2. Определение углекислого газа

Цель: определить наличие углекислого газа в исследуемых напитках.

Для определения углекислого газа нагревал пробирки с исследуемыми напитками. Выделяющийся газ пропустил через известковую воду. Во всех случаях наблюдалось помутнение известковой воды.

 Вывод: исследуемые напитки содержат углекислый газ.

Опыт 3. Определение красителей

Цель: определить наличие красителей в исследуемых напитках.

Наличие красителей в напитках определил методом адсорбции. В качестве адсорбента использовал активированный уголь. После кипячения исследуемых напитков с адсорбентом, произошло их обесцвечивание.

Вывод: энергетические напитки содержат красители.

Опыт 4. Определение кофеина

Цель: определить наличие кофеина в исследуемых напитках.

Для обнаружения кофеина к энергетическому напитку добавил концентрированную азотную кислоту. Смесь выпарил. Образуется продукт окисления кофеина – амалиновая кислота (1). При действии на неё концентрированного раствора аммиака образуется пурпурат аммония (2).

Вывод: в исследуемых напитках содержится кофеин.

Опыт 5. Определение глюкозы

Цель: определить наличие глюкозы в исследуемых напитках.  

Для обнаружения глюкозы к исследуемым напиткам добавил свежеприготовленный гидроксид меди (II) и нагрел.  Раствор окрашивается в оранжево-жёлтый цвет, а затем становится кирпично-красным.

Вывод: в исследуемых напитках содержится глюкоза.

Опыт 6. Определение таурина

Цель: определить наличие таурина в исследуемых напитках

Таурин – производное аминокислоты цистеин. Обнаружить его можно при добавлении к напитку свежеприготовленного гидроксида меди (II).  На границе слоёв появляется фиолетовое окрашивание.

Вывод: в исследуемых напитках содержится таурин.

Устойчивое фиолетовое окрашивание сохраняется в пробирке с напитком «Burn». Именно в нём содержится большее количество таурина, как и указано на этикетке.

Опыт 7. Определение витамина С

Цель: определить наличие витамина С в исследуемых напитках.

Витамин С определил, прилив к напиткам растворы красной кровяной соли и хлорида железа (III). Растворы окрасились в синий цвет, затем выпали тёмно-синие осадки берлинской лазури.

Вывод: исследуемые напитки содержат витамин С.

Действие энергетических напитков на организм.

В подтверждение вышесказанных слов, мною была проведена функциональная проба «Действие энергетических напитков на организм».

Для этого были привлечены несколько педагогов школы. В ходе эксперимента была изучена реакция сердечно-сосудистой системы на употребление энергетических напитков.

Для этого участники измерили пульс и АД перед употреблением напитков, а затем через 15, 60 и 90 минут после употребления энергетических напитков.

Через 15 минут после употребления напитков у испытуемых увеличилась частота пульса, и повысилось артериальное давление. Также наблюдалось лёгкое головокружение, ощущение тепла в теле,

Через час значения пульса и артериального давления без изменения.

Через полтора часа пульс и артериальное давление начало приходить в норму.

Через два часа участники эксперимента отметили появление усталости, сонливости.

Результаты функциональной пробы показаны в приложении 2.

Вывод: бодрое состояние, появляющееся после принятия энергетических напитков, сменяется усталостью.

    Заключение

              Подростки являются активными потребителями «энергетиков», не задумываясь над последствиями для своего здоровья.

             Употребляя энергетический напиток, человек, помимо гарантированной стимуляции кофеином (той же, что при употреблении, например, кофе), проглатывает большой «знак вопроса», поскольку об эффектах сочетаний таких веществ в таких дозах просто нет данных. Кроме того, не стоит забывать о том, что сами напитки никакой "энергии" в себе не содержат. Они лишь мобилизуют внутренние резервы организма, буквально выжимая из них заряд бодрости. Такое воздействие требует достаточного последующего отдыха с целью восстановления.

         Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты были доведены до сведения подростков. Планируется разместить материалы на школьном сайте. Это позволит каждому ученику сформировать индивидуальную, осознанную точку зрения на представленное в исследовании модное молодежное явление – употребление энергетических напитков.

Я считаю, что задачи моего исследования решены в значительной степени. Я постарался выявить ситуацию, касающуюся употребления энергетических напитков в школе, вследствие чего гипотеза, поставленная в начале исследования, была полностью доказана и подтверждена.

        Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что цель моего исследования достигнута, и я планирую продолжать его дальше.

Литература

1. www.wikipedia.org
2. www.jagaman.ru
3.  www.gezelst.ru
4.  www.ladytoday.ru
5.  www.ladyshine.ru
6.  www.moikompas.ru
7. www.sunhome.ru 
8. http://www.bloomberg.com/
9. www.nutrition.ru
10. "Энергия взаймы"; автор Вероника Барабаш; Газета "ТЕЛЕСЕМЬ" 25–31 января 2010г
11. Т. С. Крупина. Пищевые добавки М "Сиринъ према" 2006.
12. Пищевая химия. Лабораторный практикум: пособие для вузов / А.П. Нечаев и др.; под ред. А.П. Нечаева.- СПб: ГИОРД, 2006.
13. Ижогина Е.Ю. Энергетики: все «за» и «против»/ Е.Ю. Ижогина// Спутник классного руководителя. -2009. -№5

Приложение 1. Сравнительный анализ качественного и количественного состава энергетических напитков (в 100 мл)

        Приложение 2. Результаты анкетирования.

Опрос позволил определить примерный возрастной период, когда подростки впервые употребили энергетический напиток. Для получения достоверных данных анкетирование проводилось анонимно. Анкета включает в себя 8 вопросов.

В анкетировании приняли участие ученики в возрасте 12-14 лет – 11 человек (22% от общего числа опрошенных), 14-16 лет – 23 человека (47%), в возрасте 16 до 18 лет – 15 человек (31%).

Анализируя ответы на второй вопрос, можно сделать вывод о том, что большая часть опрошенных -  29 человек (60%) хотя бы один раз употребили энергетический напиток, а 20 человек (40 %) обучающихся - ни разу его не употребляли.

В третьем вопросе анкеты респондентам было предложено указать, наиболее предпочитаемые ими энергетические напитки. Результаты полученных данных отображены в диаграмме 1.

Диаграмма 1. Какие энергетические напитки, наиболее выбираемые среди учащихся (%).

Особое внимание в данной диаграмме следует обратить на употребление энергетического напитка «Jaguar» (38%), так как данный энергетик в своем составе содержит алкоголь, действие которого было рассмотрено выше.

Диаграмма 2. Частота употребления энергетиков (%).

Этот вопрос позволил определить, что учащиеся не превышают допустимой нормы употребления энергетиков. И чтобы не произошло увеличения частоты приема, следует вести разъяснительную работу.

Диаграмма 3. Ощущения, после употребления энергетиков (%).

Производя анализ данной диаграммы, можно сделать вывод о том, что эффект от употребления энергетических напитков не всегда положителен. Употребление энергетиков может вызывать головокружение, повышается утомляемость.

Диаграмма 4. Знают о вреде, энергетиков (%).

Большая часть респондентов (73%) знают о том, что употребление энергетических напитков вредно для здоровья человека, а у 27% опрошенных такие сведения отсутствуют.

Диаграмма 5. Хотели бы узнать больше о б энергетических напитках (%).

Практически все учащиеся (91%), хотят больше узнать о влиянии энергетиков на организм, что еще раз доказывает актуальность выбранной темы. И, следовательно, по завершению исследования будет проведено общешкольное мероприятие, на котором состоится защита данного проекта.