Исследовательская работа по химии, шоколад.

Шоколад

Руководитель: учитель химии-Щербакова Г.А.

Выполнил: ученик 11 класса Артемов Валентин.

Цель исследования : изучение природы появления, и свойств различных сортов шоколада, влияния шоколада на здоровье человека.

Задачи :

1.Осуществление информационного поиска по проблеме исследования.

2. Изучение влияния шоколада на здоровье человека.

3. Сравнение состава различных сортов шоколада.

5.Выработка рекомендаций потребителям по покупке и употреблению шоколада.

История происхождения шоколада насчитывает уже 3500 лет. Первые упоминания о шоколаде появились в эпоху индейцев племени ольмеков (Америка) – 1500 лет до н.э. Сначала у них, а затем у племён майя и ацтеков укоренилась традиция пить чоколатль – «горькую воду». Причем этой привилегии удостаивались исключительно жрецы, главы племени, их семьи и самые лучшие воины. Напиток был признан священным

Жрец майя запрещает простолюдину дотрагиваться до напитка из какао

Когда Америку населили европейцы, они узнали о шоколаде. Эрнандо Кортес, испанский завоеватель, наладил поставку продукта в Испанию. Долгое время именно Испания продавала шоколад другим странам, являясь монополистом. Чтобы не появилось соперников на рынке, они хранили тайну создания лакомства под строжайшим запретом. Около 80 человек было казнено за то, что пытались раскрыть этот секрет.

Памятник фермерам, выращивающим какао в Кумаси, Гана.

Однако позднее производителями шоколада стали итальянцы и голландцы. Их примеру последовали бельгийцы и немцы. С помощью дочери испанского короля Анны Австрийской, шоколад стал излюбленным напитком французов. Анна вышла замуж за французского короля Людовика VIII и внедрила сладость в страну. Затем шоколад стали изготавливать швейцарцы, а потом и весь мир.

Картина «Утренний шоколад» венецианца Пьетро Лонги

Дореволюционный шоколад фабрики Эйнема

Ж. Э. Лиотар.

«Шоколадница» (1745)

• На смену обожествлению шоколада в культурах Южной Америки пришло более рациональное, но не менее позитивное отношение европейцев. Уже в XVII веке люди знали о его пользе для здоровья: в 1640 году какао продавалось в Германии в качестве средства, укрепляющего организм. Шоколадом и его целебными свойствами интересовались во всей Европе — как образованные медики, так и простые обыватели.

• Итальянский город Турин в XVII веке стал столицей шоколада, и этот титул ему удалось сохранить и в наши дни. Здесь в разные эпохи постоянно изобретали что-то удивительное: шоколадный напиток «баварейза», теперь известный как «бичерин», шоколад со сливками, треугольные конфеты с орешками, которые собирают в лесах к югу от Турина.
• В начале XVIII века англичане стали добавлять в шоколад молоко, а приблизительно тридцатью годами позже построили первую механизированную фабрику шоколада. С этого момента берет свое начало эпоха массового производства этого продукта.

Шоколадный напиток был впервые приготовлен на берегу Мексиканского залива, где жили ольмеки. 3000 лет назад шоколад существовал лишь как напиток, а слово «чокоатль» может быть переведено как «вода и пена» или «горькая вода».

Именно ольмеки первыми стали выращивать зерна какао и возделывали шоколадное дерево как сельскохозяйственную культуру.

Каждый плод шоколадного дерева разрубали мачете и извлекали из  него какао-бобы.

В наши дни шоколад по велению фантазии шоколадных дел мастера принимает любую форму - жидкую, твердую, мягкую, порошкообразную. Он применяется не только в кондитерской, но в других отраслях, даже в медицине и дизайне интерьера .

Влияние компонентов шоколада на человека

Как и другие сладкие продукты, шоколад стимулирует выделение эндорфинов, натуральных гормонов, которые дают нам ощущение счастья и благополучия. Если не рассматривать сладость шоколада, существуют еще несколько химических элементов, присущих шоколаду, которые стимулируют зависимость. Вообще-то, в шоколаде содержится более 300 элементов, и до сих пор не известно как все они влияют на человека.

В шоколаде в маленьких количествах присутствуют стимуляторы центральной нервной системы, например, кофеин. Он оказывает влияние на настороженность, как мы знаем от кофе. Другой мягкий стимулятор присутствующий в шоколаде - теобромин, который помогает расслабить мускулы и в легких. Также шоколад заставляет нас хорошо себя чувствовать, оказывая влияние на мозг.

Ученые японского университета Осака уверяют, что шоколад предотвращает разрушение зубов. Оболочка какао бобов, из которых делают шоколад, содержит антибактериальное вещество, которое борется с зубным налетом. Эти оболочки обычно выбрасываются при производстве шоколада, но в будущем их можно добавлять в шоколад, чтобы сделать его более полезным для зубов. Однако, ученые заключили, что анти-кариесовых способностей оболочек какао бобов не достаточно, чтобы нейтрализовать вред, нанесенный высоким содержанием сахара в шоколаде, так что шоколад не заменит зубную пасту в скором будущем

Калифорнийский ученый профессор Карл Кин и его команда предложили, что шоколад может помогать против болезней сердца. Они сказали, что в нем содержатся вещества, называемые флавонойдами, которые разжизжают кровь и предотвращают тромбы. Ученые уже давно сообщили, что красное вино  работает таким же образом. Однако, скептики обратили внимание на то, что исследования Кина были спонсированы производителем шоколада компанией Марс.

Для исследования были выбраны виды шоколада: «Мишка на севере»; Dove; Нестле.; «Россия»-щедрая душа!; «Аленка».

Сравнение состава шоколада проводилось с помощью изучения их состава , обозначенного на этикетках

Анализ позволяет сделать выводы:

• в состав всех исследуемых видов шоколада входит сахар, какао-масло, молоко, какао тертое, лецитин
• однако существуют различия в составе
• все представленные виды шоколада соответствуют ГОСТу Р 52821-2007.

выпадающего в осадок.

• Измельчают 1 кубик шоколада и помещают в небольшую колбу, затем приливают 15мл 96%-ного раствора этилового спирта. Взбалтывают смесь и нагревают ее в течение 15-20мин, не доводя до кипения. Охлаждают смесь и фильтруют. Переносят полученный фильтрат в другую колбу, добавляют 5мл 1М раствора серной кислоты H 2 SO 4 и кипятят в течение 15мин. Охлаждают смесь и затем фильтруют. Получают розово-коричневый раствор. После охлаждения наливают 1 мл полученного раствора в пробирку и приливают 1мл молибденового реактива (7,5г молибдата аммония ( NH 4)6 Mo 7 O 24 растворяют в 100 мл 32%-ного раствора азотной кислоты). Нагревают смесь на водяной бане. Образуется желтый мелкокристаллический осадок.
•   При кислотном гидролизе фосфопротеидов молока (если шоколад молочный) и фосфатида лецитина (эмульгатора шоколада) образуются фосфат-ионы, которые реагируют с молибдатом аммония:

ОБНАРУЖЕНИЕ КОФЕИНА И ВЫДЕЛЕНИЕ МАСЛА КАКАО  

Помещают на часовое стекло (или в фарфоровую чашку) смесь черного шоколада и оксида магния в соотношении 2,5 : 1 (по массе). Накрывают его стеклянной пластиной и ставят на электроплитку (используют огнезащитную прокладку). Нагревают содержимое, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина( t возг

• Согласно государственному отраслевому стандарту № 6534-69, шоколад представляет собой:
• вкус и аромат ясно выраженные, свойственные для данного вида
• цвет от светло-коричневого до тёмно-коричневого, для белого шоколада – кремовый
• форма правильная, без деформации, в виде плиток, батонов, различных фигур, как с рисунком, так и без него
• лицевая поверхность шоколада должна быть блестящей, без сахарного и жирового поседения, в шоколаде с молоком – слегка тусклой, в шоколаде с неизмельчёнными добавлениями нижняя сторона плитки с неровной поверхностью
• консистенция должна быть твёрдой, структура – однородной, излом должен быть матовым, для пористого шоколада – ячеистым
• добавления, вводимые не в тонкоизмельчённом виде, равномерно распределены в шоколадной массе.

• Оболочку какао-бобов при изготовлении шоколада не используют, хотя иногда это имеет место. Какаовелла в больших количествах содержит: минеральные соединения, аромамасла, золу 10%, клетчатку до 15%, жир 3-5%, пентозаны около 6%, пектиновые вещества 4,8% в обезжиренном веществе.
• Масло-какао содержит: триглицериды насыщенных жирных кислот – пальмитиновой, олеиновой, стеариновой, алкалоиды теобромин и кофеин, антиоксиданты (не позволяют прогорать и осаливаться), ароматические и дубильные вещества, что собственно придаёт вкус и аромат шоколаду. Ароматический букет шоколада формируется ещё и благодаря градации какао-бобов на благородные и потребительские. Первые придают шоколаду яркий вкус и аромат, вторые – горькость, терпкость, кислотность. Масло-какао имеет семь полиморфных форм, одна из которых очень стабильна и позволяет долго хранить шоколад. Секрет состоит в том, что при комнатной температуре масло-какао застывает само, но тает во рту. Потому настоящий шоколад не должен содержать никаких затвердителей.
• Средний состав какао-бобов приведён в таблице №1.

вещества

состав в %

Жир

45-50 %

Азотистые вещества

13-16 %

Клетчатка

3-9 %

Крахмал

5-10 %

Дубильные вещества (танин) и красящие вещества

5-7 %

Теобромин

1-2,4 %

Пентозаны

1-2 %

Эфирное масло

0,001 %

Кислоты органические (яблочная, лимонная, щавелевая)

до 2 %

Вода

6-9 %

Зола

2,5-5 %

Кофеин

40 %

Сахариды

1 %

Белки

11,5 %

Другие минеральные вещества и соли

2,6 %

.

• Объекты исследования:
• Шоколад темный «Российский»
• Производитель : ОАО «Кондитерское объединение России»
• Состав : Сахар, какао тертое, миндаль дробленый, какао масло, стабилизатор (молочный жир), спирт, эмульгатор, соевый лецитин Е476, соль, ароматизатор идентичный натуральному (ром).
• Молочный шоколад «Аленка»
• Производитель : ОАО «Красный октябрь»
• Состав : Сахар, сухое цельное молоко, масло какао, какао тертое, эмульгаторы: лецитин Е476, ароматизатор идентичный натуральному «Ваниль».
• Шоколад белый «Пористый»
• Производитель : ЗАО «Фабрика Русский шоколад»
• Состав : Сахар, масло какао, сухое цельное молоко, лактоза, сухая молочная сыворотка, эмульгаторы: Е322, Е476, ароматизатор «Ваниль»

содержание в 100 г продукта

название шоколада

белки

Темный

«Российский»

жиры

6,6 г

Молочный

«Аленка»

8,2 г

углеводы

32,6 г

Белый

«Пористый»

6,5 г

52,1 г

33,3 г

пищевая ценность

53,5 г

529 ккал

33,4 г

538 ккал

56,5 г

547 ккал

• Определение качества «шоколадной плитки».
• (В состав «шоколадной плитки» по ГОСТУ должны входить только какао-бобы измельчённые, масло какао-бобов. При добавлении к этим продуктам растительных жиров, сои конечный продукт должен называться «сладкая плитка». «Белый шоколад» в своём составе содержит незначительное количество масла какао-бобов, основа этого шоколада – сгущенное молоко.
• Для проведения эксперимента берут образцы шоколадных плиток разных марок массой 5 г, помещают их в разные пробирки и нагревают на водяной бане до окончания плавления. Термометром определяют температуру плавления образца. Результаты измерений заносят в таблицу (табл. №2). С увеличением в составе шоколада доли жиров растительного происхождения, следовательно, и химического состава шоколада, уменьшается температура плавления шоколада

Название шоколада

Температура плавления, 0 С

Шоколад темный «Российский»

41 0 С

Молочный шоколад «Аленка»

59 0 С

Шоколад белый «Пористый»

46 0 С

Вывод: Чем меньше температура плавления, тем больше растительный жиров и меньше масла какао бобов. Лучший состав у шоколада «Аленка».

• В плоскодонную колбу наливаем небольшое количество горячей воды и опускаем кусочек образца шоколада весом 5 г, ставим колбу на водяную баню. Дождавшись полного растворения шоколада, и остудив содержимое колбы, прибавим к содержимому колбы несколько капель спиртового раствора йода. Если шоколад размешан мучнистыми или крахмальными веществами, то отвар окрасится в синеватый цвет; отвар чистого нефальсифицированного шоколада под влиянием того же реактива окрашивается слегка зеленоватым цветом. Данные по всем образцам шоколадной продукции заносим в таблицу

Таблица №3

Название шоколада

Шоколад темный «Российский»

Присутствие посторонних примесей в шоколаде

Молочный шоколад «Аленка»

нет

нет

Шоколад белый «Пористый»

нет

• Насыпают в пробирку тёртый шоколад и приливают 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. К фильтрату добавляют 1 мл 2М раствора гидроксида натрия NaOH и 2-3 капли 10% раствора сульфата меди ( II ) CuSO 4 , пробирку интенсивно встряхивают. Появляется ярко-синее окрашивание. Такую реакцию даёт сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.
• Вывод: Больше всего сахарозы в белом «Пористом», а меньше всего в темном «Российском»
• Опыт №5
• Обнаружение в шоколаде углеводов
• (цветная реакция Молиша).
• Насыпают в пробирку тёртый шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливают 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. К фильтрату добавляют 1-3 капли спиртового раствора резорцина или тимола. Наклоняем пробирку и осторожно наливаем по стенке 1-2 мл концентрированной серной кислоты H 2 SO 4 . Закрепляем пробирку в вертикальном положении. Тяжёлая кислота опустится на дно, а на границе её с водой появится яркое красивое кольцо – красное, розовое или фиолетовое.
•   Вывод: Три ярких цветных кольца выражены в белом шоколаде. Углеводы присутствуют везде.
•  

• Покупая шоколад, следует обратить внимание на этикетку, содержащую информацию о товаре (состав, масса, адрес производителя и т.п.)
• В составе обязательно должно быть какао-масло и не должно быть ни заменителя масла какао, ни кондитерского жира.
• Упаковка хорошо и плотно закрыта.
• Шрифт легко читаем, с отсутствием грамматических ошибок.
• Так же следует проверить срок годности.
• Особое внимание стоит обратить на пищевые добавки, красители и консерванты.

Пищевые добавки, консерванты и красители, которых следует избегать. • Е121, Е123, Е125, Е213, Е214, Е215, Е217, Е240 -эти добавки способны оказывать онкологическое воздействие; • Е171, Е173, Е226, Е463, Е464, Е465 - такие добавки влекут за собой вероятность заболеваний почек и печени; • Е171, Е173, Е320-могут вызывать аллергию.

•   Самый полезный шоколад- черный (горький), самый калорийный - молочный. 

Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы:

1.Шоколад это кондитерское изделие, получаемое на основе какао продуктов и сахара, в составе которого не менее 35% общего сухого остатка какао-продуктов, в том числе не менее 18% масла какао и не менее 14% сухого обезжиренного остатка какао-продуктов.

2. В состав шоколада, как правило, входят: масло какао,какао тертое, сахарная пудра, лецитин.

3. Шоколад богат витаминами групп А, В1,В2, РР, а так же микроэлементами такими как железо, кальций, натрий, калий, которые необходимы для нормального протекания различных химических реакций в организме. Содержащийся в шоколаде кофеин повышает умственную работоспособность, улучшает настроение, обдает бодрящим действием, обеспечивает нормальный отток лимфы и крови, предупреждает появлению отеков. Шоколад полезен для зубов и полости рта. Масло какао содержит стеариновую, пальмитиновую, лауриновую, арахидоновую и олеиновую жирные кислоты. Благодаря этому шоколад обладает высокой энергетической ценностью.

4.Шоколад можно получить как в заводских условиях, так и в домашних.

5.Предложены рекомендации для покупателей шоколада.

• Результаты  проведенного исследования различного вида показали качественное наличие в образцах жиров, углеводов, белка, фосфорсодержащих компонентов, кофеина и масла какао. Большее содержание жиров в горьком и белом шоколаде. Шоколад белый и темный имеют повышенное содержание углеводов  по сравнению с горьким. Пищевой ценностью  по содержанию  белка обладает молочный и белый  шоколад.
•  
• Максимально возможное  кол-во фосфорсодержащих компонентов   в темном шоколаде.  Быстро подвергается поседению горький и темный шоколад, более устойчив к хранению и выделению на поверхности сахарозы белый и молочный. 
• Шоколад содержит до 0,6% теобромина – алкалоида, возбуждающего нервную систему, и до 4% щавелевой кислоты, которые  противопоказаны при болезнях связанных с нарушением обмена веществ.

1 июля 2009 года в Покрове был торжественно открыт  памятник шоколаду - единственный в мире памятник шоколаду.

Музеи шоколада.

Барселона, Кельн, Москва, Санкт Питербург, Покров