Доклад "Изучение химического состава газированных напитков"

МБОУ Чурапчинская средняя общеобразовательная школа

имени С.А.Новгородова

Доклад

«Изучение химического состава газированных напитков»

Выполнила: Кузьмина Уля,

ученица 7 «б» класса

Руководитель:Спиридонова Александра Александровна, учитель биологии.

Чурапча

Оглавление

Введение 3

Социологический опрос 4

Основная часть 5

1.1. История возникновения газированных напитков 5

1.2. Состав газированных напитков 5

1.3. Газировка и здоровье 8

1.4. Экспериментальная часть 9

Итоги эксперимента 10

Заключение 11

Список литературы 12

Введение

Согласно данным Ассоциации безалкогольных напитков, в последние годы резко возросло потребление газированных напитков. Это связано с ускорением ритма жизни людей и с естественным желанием - утолить жажду. В состав любых газированных напитков входят углекислый газ, лимонная кислота, заменитель сахара, консерванты и красители. Исследователи утверждают, что потребление напитков в несколько раз превышает потребление воды. Так, 24% подростков выпивают как минимум 0,7 литра газированных напитков в день вредных веществ[1]

Наиболее потребляемыми подростками, газированными напитками являются:

1. Классическая Кока-Кола – 86,8 миллиона литров,

2. Пепси – 61,6 миллиона литров,

3. Диетическая Кола – 36,4 миллиона литров,

5. Спрайт – 2,7 миллиона литров.

Употребление такого количества напитков в качестве заменителя воды не безопасно для здоровья человека. Ученые установили, что газированные напитки совершенно не способны наполнять организм водой на клеточном уровне. Кроме того, они содержат вредные для организма человека вещества.

Цель работы – определить качество наиболее известных марок газированных напитков на основе выбранных показателей и донести до подростков возраста 14-15 лет, что не безопасно пить газировку для взрослеющего организма.

Задачи:

1. проведение анализа изучаемой проблемы;

2. выбор показателей оценки качества газированных вод, доступных непосредственному изучению;

3. экспертиза качества газированных вод по выбранным показателям:

- качественный анализ содержания оксида углерода (IV)

- определение красителей

- определение формалина

4. формулировка выводов по итогам эксперимента.

Прежде чем выполнять работу мы провели социологический опрос в седьмых классах. (4 параллели)

Социологический опрос 1.Пьете ли вы газированную воду?

2. Какую газированную воду из перечисленных вы предпочитаете:

Coca Cola, Sprite, Fanta, Pepsi.

3. Считаете ли вы газированную воду полезной?

85% опрошенных считают, что газированная вода не является полезной, но объяснить свой ответ не смогли.

Мы решили провести исследование качества газированной воды наиболее популярных торговых марок.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1.1. История возникновения газированных напитков

Много веков человечество утоляло жажду водой, смешанной с сиропом. Также довольно давно люди открыли лечебные свойства минеральной воды (естественно газированной). И вот в один прекрасный момент эти два напитка решили смешать...

Сама по себе идея производства безалкогольных газированных напитков возникла давно. Своим происхождением она обязана обычной минеральной воде. Естественно, газированная вода из источников всегда вызывала восторг: ее было интересно пить - она приятно щекотала нос, а купание в ней было верхом блаженства. Кроме того, минералка была полезной для здоровья.

Когда ученые XVIII века обнаружили, что причина этих забавных пузырьков - углекислый газ, то стали предпринимать попытки искусственно газировать воду, и - главное! - сохранять в ней пузырьки.

Способ получения искусственной газированной воды был открыт английским химиком Йозефом Пристли. После экспериментов с газом, выделяющимся при брожении в чанах пивоваренного завода, он сконструировал аппарат, позволяющий с помощью насоса насыщать воду "углекислыми" пузырьками. В 1772 году Пристли продемонстрировал свое изобретение Коллегии физиков в Лондоне.

В 1810 году в Америке был зарегистрирован патент "на средства массового изготовления имитированных минеральных вод". А в 1832 году был изобретен первый автомат для продажи газировки. Кстати, агрегат, торгующий водой, появился еще двадцать один век тому назад в Египте. Его изобрел Герон Александрийский. В том устройстве тяжелая бронзовая монетка падала на рычаг. Рычаг под давлением открывал пробку-клапан, и в подставленную посуду выливалась порция воды. Внутри современного автомата есть баллон с углекислым газом (для пузырьков) и бак со сладким сиропом, а вода поступает в агрегат из водопровода. Все это смешивается в специальном устройстве - сатураторе - и подается нам в готовом виде. Почти как в Древнем Египте.

1.2. Состав газированных напитков

Газированная вода (газировка) представляет собой прохладительный напиток из минеральной или ароматизированной сладкой воды, насыщенной углекислым газом. Газированная вода может быть слабо, среднe и сильно газированной.

Двуокись углерода Е-290 (углекислый газ, угольная кислота) – это то самое, что создает пузырьки. Вода и углекислый газ совместно образуют газированную воду. Газированная вода лучше утоляет жажду и вызывает приятные ощущения во рту за счет механического воздействия пузырьков. Углекислый газ используется в качестве консерванта. На упаковке продукта он обозначается под кодом Е290.

Регулятор кислотности Е-330 – это обычная лимонная кислота, используется для придания приятного кислого вкуса. Лимонная кислота не раздражает слизистые пищеварительного тракта и разрешена к применению без ограничений. Другой регулятор кислотности - цитрат калия Е-332, также разрешен к применению и отвечает всем гигиеническим нормам. К сожалению, в качестве подкислителей могут использоваться и другие вещества, например ортофосфорная кислота E-338. Несмотря на то, что она не является запрещенной, ортофосфорная кислота может вызывать раздражение глаз и кожных покровов.

Подсластитель Е-951 – аспартам (Nutrasweet, Equal, Spoonful) Аспартам - генетически модифицированный нейротоксин, применяется как искусственный заменитель сахара. Аспартам примерно в 200 раз слаще сахара, но по сравнению с ним не содержит углеводов и калорий. Споры о вреде аспартама напоминают споры о вреде сотовых телефонов, аргументы есть и у защитников и у противников. Некоторые исследователи отмечают химическую нестабильность аспартама. По их словам, после нескольких недель в жарком климате или при нагреве до 30 градусов по Цельсию основное количество аспартама в газированной воде распадается на формальдегид, метанол, фенилаланин и другие малополезные вещества. Ученые независимого института рака European Ramazzini Foundation в Болонье заявили, что аспартам может вызывать рак почек и периферических нервов. При беременности аспартам может воздействовать непосредственно на плод даже при употреблении в очень малых дозах.

Цикламовая кислота E-952 и её натриевые, калиевые и кальциевые соли (цикламаты). До 1979 года цикламаты считались канцерогенными веществами, позже всемирная организация здравоохранения признала их безвредными. В безалкогольных напитках широко применяется смесь аспартама с ацесульфамом калия E-950. Ацесульфам калия может ухудшать работу сердечно-сосудистой системы оказывать возбуждающее действие на нервную систему, кроме того, возможно привыкание.

Консервант Е-211 - бензоат натрия. Бензоат натрия, бензойную кислоту Е-210 и бензоат калия Е-212 вводят в напитки в качестве бактерицидного и противогрибкового средств, что позволяет увеличить срок хранения пищевых продуктов в несколько раз. В природе бензойная кислота содержится в клюкве и бруснике. Как кислота, так и ее соли оказывают менее вредное действие на организм по сравнению с другими консервирующими средствами. Продукты, содержащие бензоаты натрия и кальция, не рекомендуется употреблять астматикам и людям, чувствительным к аспирину.

Красители в напитках используют исключительно в психологических целях. Например, удовлетворяется желание покупателя приобрести напиток со вкусом апельсина не прозрачного, а оранжевого цвета. Красители, используемые в напитках, бывают натуральными и искусственными. Наиболее распространенным из натуральных красителей является сахарный колер E-150, то есть жженый сахар. Номенклатура искусственных красителей гораздо шире, а их себестоимость гораздо ниже себестоимости натуральных. С другой стороны, искусственные красители – это химические вещества с определенными, далеко не полезными свойствами. С особой осторожностью нужно относиться к тем красителям, которые содержат азот (Е-102, Е-110, Е-123, Е-124, Е-133, Е-151). Желтый краситель Е-102 запрещен лишь в Австрии, хотя известно, что это – сильнейший аллерген. Он противопоказан тем, кто не переносит аспирин и другие производные салициловой кислоты.

И, наконец, ароматизатор. Это то самое, что заставляет нас поверить в то, что мы пьем что-то апельсиновое, яблочное, вишневое, грушевое.… В большинстве своем ароматизаторы являются искусственными химическими веществами, хотя выпускаются напитки и на растительном сырье.

Особняком стоят так называемые "энергетические» напитки". Хотя правильнее их называть «тонизирующими», «стимулирующими» или «возбуждающими». Основой таких напитков является кофеин или таурин. К таким напиткам следует подходить c еще большей осторожностью. На упаковке должна быть указана максимальная суточная норма употребления, превышать ее категорически не рекомендуется. Бесконтрольное потребление подобных тонизирующих напитков может оказать негативное воздействие на здоровье человека, и в первую очередь здоровье детей.

1.3. Газировка и здоровье

Доказано, что газировка может причинять вред здоровью. Врачи рекомендуют не пить ее маленьким детям, беременным и кормящим женщинам, а также людям, имеющим заболевания желудочно-кишечного тракта и страдающим ожирением и аллергией.

Углекислый газ в газировке

Существует мнение, что именно за счет пузырьков газировка хорошо утоляет жажду. Другие наоборот считают, что механическое воздействие пузырьков вызывает неприятные ощущения во рту.

Сам по себе углекислый газ не вреден, но он вызывает отрыжку, вздутие живота и газы. Особенно это касается людей, имеющих заболевания желудочно-кишечного тракта.

Сахар в газировке

В газировке содержится очень большое количество сахара, иногда оно доходит до пяти ложек на стакан. Это негативно влияет на функционирование поджелудочной железы и эндокринной системы человека. Кроме того, такое количество сахара приводит к избытку сахара в организме. Это может вызвать такие серьезные проблемы со здоровьем, как: ожирение у детей и взрослых, сахарный диабет и атеросклероз.

Красители и ароматизаторы для газировок

Все красители и ароматизаторы, содержащиеся в газировке, расщепляются в печени. Они могут быть безвредными, но все равно дают нагрузку на печень. Кроме того, печень при этом еще и занимается разложением сахарозы до глюкозы и синтезом из глюкозы гликогена. По этой причине, газировку нельзя пить людям, страдающим различными гепатитами.

Из красителей самым распространенным является «желтый-5». Он может приводить к различным аллергическим реакциям – от насморка и сыпи до бронхиальной астмы. Натуральный красный краситель и кармин также могут стать причиной опасных для жизни аллергических реакций.

Газировка и зубы

Стоматологи также призывают пить меньше газировки. Это связано с тем, что она может приводить к возникновению кариеса.

Газированные напитки содержат различные кислоты, которые оказывают негативное воздействие на эмаль зубов. Нельзя забывать и об огромном количестве сахара в газировке. Особенно это опасно для детских зубов, эмаль которых еще не достаточно устойчива и легко может подвергнуться разрушению.

Кофеин в газировке

В качестве тонизирующего средства в некоторые газированные напитки добавляется кофеин. Это вызывает дополнительное возбуждение нервной системы, что противопоказано детям.

Кроме того, кофеин вызывает зависимость. Хотя, в газировке его концентрация не слишком велика, но углекислый газ в несколько раз усиливает его действие.

Консерванты в газировке и их воздействие

Основными консервантами являются лимонная или ортофосфорная кислота. Они приводят к раздражению слизистой оболочки желудка, что может вызвать развитие гастрита и даже появление язвы.

Ортофосфорная кислота способствует вымыванию кальция из костей. Недостаток кальция становится причиной такого серьезного заболевания как остеопороз. Практически во всех газированных напитках содержится бензоат натрия (Е 211). В сочетании с витамином С он выделяет бензол, который является канцерогеном. Кроме того, бензоат натрия также может повреждать ДНК человека.

1.4. Экспериментальная часть

Точный состав напитков фирмы-изготовители держат в секрете. На этикетках же обычно указываются типичные составные части: диоксид углерода, сахар, краситель, ароматические вещества.

В качестве образцов экспертизы качества газированных напитков были выбраны наиболее популярные – «Pepsi», «Sprite», «Cola-Cola», «Fanta».

1. Качественный анализ на содержание оксида углерода (IV).

Цель: Обнаружение углекислого газа.

Реакция газированных напитков с содой протекает бурно, с выделением углекислого газа, что доказывает наличие кислот в исследуемых объектах. Схема реакции взаимодействия ортофосфорной кислоты (содержащейся в Coco Cola) с гидрокарбонатом натрия:

Вывод: Во всех образцах газированных напитков качественно определено содержание диоксида углерода.

2. Определение красителей.

Цель: Обнаружение красителей.

Ход опыта: Для того чтобы определить находятся ли в газировке красители, я профильтровала через бумажный фильтр все образцы газировки.

Вывод: В напитках Pepsi, Cola-Cola получили раствор светло-коричневого и светло-зелёного цвета, следовательно, в них присутствуют красители, в напитках Sprite и Fanta изменений не наблюдалось.

3. Определение формалина.

Цель: Обнаружение формалина

Ход опыта:

1) В пробирку отмерили 2 мл серной кислоты.

2) Осторожно, не допуская смешивания, по стенке добавили 2 мл газированной воды

Вывод: В напитках Coca-Cola и Pepsi на границе соприкасающихся жидкостей образуется фиолетовое кольцо, доказывающее наличие формалина, а в остальных напитках формалина нет, так как кольцо желтое.

Итоги эксперимента

Исследования Напитки	Наличие оксида углерода (IV)	Наличие красителей	Наличие формалина
Coca-Cola	+	+	+
Sprite	+	-	-
Pepsi	+	+	+
Fanta	+	-	-

Вывод: таким образом, в ходе эксперимента было установлено, что качество напитков Coca-Cola Pepsi не соответствуют заявленным требованиям, так как содержат кофеин, красители и формалин. А самыми безвредными, по нашему мнению, является Fanta.

Заключение

Наш организм на 80% состоит из воды. Для поддержания водного равновесия мы пьем каждый день. Кто-то предпочитает кофе, кто-то чай, пиво, соки, газировку. Основу любого напитка составляет вода. Помимо воды в напитках содержатся другие вещества, оказывающие воздействие на наш организм. Это воздействие может быть положительным или отрицательным, в зависимости от регулярности и объемов употребления того или иного напитка.

Проведенная нами экспертиза показала, что газированная вода, в основном соответствует необходимым требованиям, что по-сути, является показателем её экологической безопасности для здоровья людей.

Однако, частое употребление большого количества сладкой газированной воды, может привести к коммулятивному эффекту и неблагоприятно отразиться на состоянии здоровья. Наибольшую опасность для здоровья представляет:

• Сахароза, чрезмерное употребление которой связывают с возможным ожирением, диабетом и заболеванием полости рта.

• Кофеин, который возбуждает нервную систему и снижает усвоение кальция.

• Красители, ароматизаторы, консерванты, которые оказывают неблагоприятное воздействие на слизистую оболочку всего пищеварительного тракта, что может привести к возникновению воспалительных заболеваний, вплоть до эрозий, вызывают аллергические реакции, вызывают синдром гиперактивности.

Подытоживая наше исследование, можно сказать, что газировка в разумных дозах, конечно, не опасна, но, в то же время,  и не полезна. 

Список литературы

1. Базеко Н. П., Пиманов С. И. Все секреты здорового питания. М. Медицинская литература, 2005 г.

2. Рольф Унзорг. Энциклопедия здоровья. Здоровое питание. М.: «Кристина и Ко», 1994.

3. Энциклопедия «Экология». М.: Аванта плюс, 2002, 436 с.

4. http://www.inmoment.ru/beauty/health-body/gas-cut-water.html

5. Качественный анализ газированных напитков на основе показателей экологической безопасности http://www.profistart.ru/ps/blog/6499.html

6. Определение содержания кофеина http://nau-ra.ru/dosug/s/124/519/?lang=ru&clear_cache=Y

Социологический опрос:

1. Пьете ли вы газированную воду?

2. Какую газированную воду из перечисленных вы предпочитаете:

Coca Cola, Sprite, Fanta, Pepsi.

1. Считаете ли вы газированную воду полезной?

Экспериментальная работа: 1. Качественный анализ на содержание оксида углерода (IV).

Цель: Обнаружение углекислого газа.

Вывод: Во всех образцах газированных напитков качественно определено содержание диоксида углерода.

2. Определение красителей.

Цель: Обнаружение красителей.

Ход опыта: в пробирки поместили по 1 мл газированной воды, в одну из них прибавили 2 мл раствора NaOH, а в другую – столько же раствора H₂SO₄

3. Определение формалина.

Цель: Обнаружение формалина

Ход опыта:

1) В пробирку отмерили 2 мл серной кислоты.

2) Осторожно, не допуская смешивания, по стенке добавили 2 мл газированной воды

4. Определение содержания кофеина

Цель: Обнаружение кофеина.

Ход опыта:

1)В фарфоровую чашку поместили смесь оксида магния и газ воды в соотношении 2,5:1.

2) Накрыли стеклянной пластинкой и нагрели на электроплитке, не допуская обугливания.

14