Исследовательская работа "Определение качества фруктовых соков разной видовой и ценовой категории"

IX межрегиональной научно-исследовательской конференции ''НЬЮТОНиЯ'',
регионального отделения «МАЛАЯ АКАДЕМИЯ НАУК»
Общероссийской детской общественной организации МАН «Интеллект будущего»

Секция: Химия

Исследовательская работа:

Определение качества фруктовых соков разной видовой и ценовой категории

Выполнил: Рахмонова Мунира,

9 «А» класс

МБОУ «СОШ № 22»,

т/о «Экологические исследования», МБУ ДО СЮН

Руководитель:

Гундарева Анна Викторовна,

учитель химии

МБОУ «СОШ№22»,

педагог д/о МБУ ДО СЮН

Новокузнецкий городской округ, 2025

Содержание

Введение

Сок — это жидкий пищевой продукт, который популярен во всех странах мира. Мне стало интересно, какой из соков, продающихся в магазинах наиболее качественный и связаны ли качество и цена сока – правда ли, что дорогие соки будут качественней. Также мне хотелось выяснить, достоверную ли информацию предоставляют производители о составе продаваемых соков. На многих соках написано, что в них нет сахара, и я хотела бы узнать, правда ли это. Я считаю, что эта тема является очень актуальной, так как каждый потребитель пищи должен знать её качество. Некачественные продукты питания могут вызвать аллергические реакции, расстройство пищеварения и оказать другие нежелательные воздействия на организм. Новизна состоит в том, чтобы сопоставить соответствие цены и качества фруктовых соков, предлагаемых в наших магазинах.

Цель моей работы: выявление наиболее качественного сока из исследуемых.

Для достижения цели мною были поставлены следующие задачи;

1. Изучить литературу о составе сока и провести обзор химических реакций, которые можно провести для исследования его качества.

2. Проверить соки на наличие глюкозы и сахарозы.

3. Провести качественную реакцию на витамин С.

4. Исследовать кислотность соков.

5. Сравнить качество исследованных соков, проанализировать результаты и сделать выводы.

Материалы исследования: соки, яблоко красное, карбамид, гидросульфат натрия,

Теоретическая часть.

Натуральность соков — ключевой параметр, определяющий их качество и соответствие ожиданиям потребителей. Натуральным считается сок, полученный непосредственно из фруктов или овощей без добавления искусственных компонентов (воды, сахара, красителей, консервантов). Однако рынок насыщен продуктами, которые могут быть фальсифицированы. К ним относятся:

• Восстановленные соки (из концентрата с добавлением воды).

• Нектары (содержат 25–50% сока, остальное — вода, сахар, кислоты).

• Сокосодержащие напитки (менее 25% сока).

Производство и маркировка соков регулируются национальными и международными стандартами. Согласно нормам, натуральный сок:

• Не содержит добавленного сахара, красителей, ароматизаторов.

• Допускает восстановление из концентрата, но с обязательным указанием на упаковке.

В рамках данной работы мы исследуем соки на наличие природного сахара (глюкозы) и искусственного сахара (сахарозы). Натуральный сок должен содержать глюкозу, полученную из фруктов и не содержать сахарозу, добавляемую искусственно при производстве. Для сравнения мы будем использовать контрольный образец – яблочный свежевыжатый сок, который получим сами из красного яблока. Также мы проверим исследуемые соки на наличие витамина С. В ходе работы нами были использованы следующие методики:

1. Определение восстанавливающих сахаров по реакции Троммера.

Механизм реакции Троммера основан на окислительно-восстановительном процессе с участием ионов d-элемента меди. Восстановителем выступает альдегидная группа восстанавливающих сахаров, окислителем - гидроксид меди (II). Реакция протекает в щелочной среде:

• При добавлении гидроксида натрия образуется голубой гель гидроксида меди (II) Cu(OH)₂.

• Альдегидная группа сахара окисляется до карбоксильной, восстанавливая при этом гидроксид меди (II) до закиси меди(I) Cu₂O красного цвета.

Таким образом, при наличии восстанавливающих сахаров наблюдается характерная последовательность цветовых изменений раствора от голубого к красному.

1. Определение кислотности

Кислотность проверяется с помощью универсальной индикаторной бумаги.

1. Проверка сока на содержание сахарозы.

В химическую пробирку помещают карбамид. Затем добавляют эквивалентную массу гидросульфата натрия. Пробирку фиксируют в деревянном держателе и подвергают нагреванию. При достижении температуры плавления карбамида (135°C) в образовавшуюся расплавленную массу вводят 1–2 капли анализируемого напитка. Нагревание продолжают в течение заданного времени, после чего визуально регистрируют изменение окраски раствора. Появление серовато-зеленого оттенка свидетельствует о присутствии сахарозы в исследуемом образце. Отсутствие указанного окрашивания позволяет сделать вывод о том, что сахароза в составе напитка не обнаружена.

1. Качественная реакция на витамин C.

Витамин С, благодаря своим антиоксидантным свойствам, способен нейтрализовать йод. Это значит, что если сок действительно содержит витамин С, то её воздействие на йод будет видимым: раствор обесцветится.

Практическая часть

Для проведения исследования в магазинах г. Новокузнецка нами были куплены несколько упаковок яблочных и фруктовых соков.

1. «Мой», сок яблочный, цена 45 руб. — сок №1.

2. «Дивный сад», сок яблочный, цена 85 руб. — сок №2.

3. «Мой», сок фруктовый, цена 45 руб. — сок №3.

4. «Дивный сад», сок фруктовый, цена 85 руб. — сок №4.

5. «Дары кубани», сок детский фруктовый, цена 59 руб. — сок №5.

В ходе исследования магазинных соков на натуральность, мы использовали в качестве образца натуральный свежевыжатый сок. Мы решили использовать яблочный сок. Его мы получили, измельчив красное яблоко, придавив полученную массу чайной ложечкой стакане и процедив ее через марлю.

Для проведения реакции Троммера мы использовали водяную баню, потому что для протекания реакции необходимо поддерживать достаточно высокую температуру. В пластиковый мерный стакан мы налили тёплой воды. Его мы использовали в качестве водяной бани для пробирок с реагентами.

В первую пробирку мы добавили при помощи пипетки свежевыжатый яблочный сок. Уровень сока в пробирке составил около 3 см. Добавили в пробирку карбонат натрия. Поместили пробирку в стакан с горячей водой, а после того, как она нагрелась, начали помешивать содержимое. Затем, в эту же пробирку добавили 0.2 мл медного купороса. Со временем раствор приобрел рыжеватую окраску. Аналогичный эксперимент мы провели со всеми исследуемыми соками.

Для проверки кислотности мы опустили универсальную индикаторную бумагу во все исследуемые нами образцы, подождали, пока проявится цвет и сравнили его с нормой для определения уровня pH.

Для качественной реакции на сахарозу в пробирку мы насыпали карбамид, затем добавили столько же гидросульфата натрия. Закрепили пробирку в деревянном держателе и нагрели содержимое над пламенем сухого горючего, помещенного в фарфоровую выпарительную чашечку. В образовавшуюся кипящую жидкость (карбамид плавится при температуре 135°C) добавили пару капель свежевыжатого яблочного сока. Продолжили нагревать пробирку над пламенем, но реакция не произошла – жидкость не окрасилась в серо-зеленый оттенок. Это означает, что натуральный яблочный сок не содержит сахар. Также среагировали соки 1, 2, 4. Соки под номером 3, 5 проверку не прошли. При аналогичном эксперименте жидкость окрасилась в серо-зеленый цвет. Это значит, что они содержат сахарозу.

Для качественной реакции на витамин C к раствору 1 мл йода по каплям мы добавляли исследуемые соки. При проведении этого эксперимента с соками 3 и 4 раствор йода обесцветился. Это значит, что они содержат витамин С. Выявить его наличие в других образцах не удалось.

Результаты исследования и их обсуждение.

Для определения степени реакции нами была разработана шкала оценки интенсивности окрашивания раствора, где наименьшее изменение цвета оценивалось в 1, а наибольшее – 5.

В соответствии со шкалой мы присвоили сокам оценку интенсивности окрашивания.

Как видно, контрольные образцы в которых использовался свежевыжатый сок показали интенсивность окрашивания выше средней. В идеале все остальные образцы должны показать максимально приближенные результаты, если количество сахаров приближенно к натуральному.

Сравнивая данные приведенные в таблице, отметим, что количество сахаров в большинстве образцов сока соответствуют контрольному. Первый, второй и четвертый показали меньшее содержание сахаров, а третий и пятый – больше, возможно, это связано с тем, что в процессе изготовления сока, производители не следуют технологиям производства.

Результаты проведенного исследования позволяют нам сказать, что не стоит ориентироваться на цену сока/нектара, надеясь, что это гарантирует содержание в нем нормального количества натуральных сахаров.

В ходе работы мы определили кислотность соков:

• Кислотность сока №1 составила 2.0 рН.

• Кислотность сока №2 составила 3.0 рН.

• Кислотность сока №3 составила 3.0 рН.

• Кислотность сока №4 составила 2.0 рН.

• Кислотность сока №5 составила 5.0 рН.

Самыми кислыми оказались соки 1 и 5.

Проверяя соки на наличие сахарозы, мы выяснили, что в соках под номерами 3, 5 содержится сахароза, хотя на упаковках этих соков написано, что они были изготовлены без добавления сахара.

Мы выяснили, что соки Соки № 3, 4 и красное яблоко содержат витамин С. В остальных же соках его не обнаружилось.

Выводы.

В ходе проведенного практического эксперимента нами было:

• изучена методика Троммера, сущность которой заключается в восстанавливающей способности глюкозы к меди, из-за чего раствор приобретает красное окрашивание;

• проведен эксперимент по выявлению натуральных сахаров в фруктовых соках, и установлено что большинство образцов соответствуют или максимально приближенны к контрольным пробам;

• проанализированы данные, полученные в ходе эксперимента, которые показывают, что яблочные соки средней ценовой категории в большинстве своем, максимально приближенны к норме содержания в них восстанавливающих сахаров.

Яблочные соки, 1 и 2, хоть и были из разных ценовых категорий, показали схожие результаты. В них достаточно высокий уровень глюкозы – значит, в них много натурального сока, и нет сахарозы – значит, в них нет искусственных подсластителей. В обоих соках нет витамина С.

Цена продукта не всегда зависит от качества, так как дорогой и дешевый образцы показали максимально схожие результаты с контрольной реакцией.

Отдельно сравнивались фруктовые соки, 3, 4 и 5. Из них самый дорогой – сок №4, а самый дешевый - сок №3. Соки 3, 4 не прошли проверку на наличие сахара. В соках 3, 4 присутствует витамин С. Однако, сок №4 показал самую слабую реакцию на глюкозу, значит, естественных сахаров в нем содержится меньше, чем в остальных соках.

В этой группе также не наблюдается явной корреляции между качеством и ценой.

Заключение.

Подводя итог проведенной работы, мы можем говорить о том, что стоит ориентироваться только на свои вкусовые предпочтения, и не обращать внимание на ценовую политику продукта.

Список литературы

1. Исследовательская работа: Натуральны ли натуральные соки? Режим доступа: https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-naturalni-li-naturalnie-soki-276937.html

2. Исследовательская работа: Изучение состава фруктовых соков. Режим доступа: https://videouroki.net/razrabotki/issliedovatiel-skaia-rabota-izuchieniie-sostava-fruktovykh-sokov.html

3. Проектная работа: Натуральный ли натуральный сок? Режим доступа: https://multiurok.ru/index.php/files/proektnaia-rabota-naturalnyi-li-naturalnyi-sok.html

4. Все ли соки полезны? Научно-исследовательская работа. Режим доступа: https://урок.рф/library/vse_li_soki_polezni_nauchno_issledovatelska_105529.html

5. Реакция Троммера: описание, особенности и формула. Режим доступа: https://fb.ru/article/544671/2023-reaktsiya-trommera-opisanie-osobennosti-i-formula

6. Натуральность сахаров в соках различной ценовой категории. Режим доступа: https://multiurok.ru/files/naturalnost-sakharov-v-sokakh-raznoi-tsenovoi-kate.html

Приложение 1

Таблица 1

Шкала оценки интенсивности окрашивания раствора

Таблица 2

Сравнение всех исследуемых качеств соков

Приложение 1Фото 1. Исследуемые соки.Фото 2 – 4. Проведение реакции Троммера и результаты реакции Троммера

Фото 5, 6. Проведение качественной реакции на сахарозу и ее результат

Фото 7. Определение кислотности