Проект "Шоколад"

План проекта:

1. Актуальность проекта, гипотеза и его цели

2. Теоретическая часть

   1. Что такое шоколад?

   2. История открытия шоколада

   3. Какао-дерево: среда обитания

   4. Производство шоколада

   5. Определение качества шоколада до его употребления

   6. Фальсифицирование шоколада

3. Практическая часть

Химические опыты:

1. Опыт 1. Обнаружение непредельных жиров.

2. Опыт 2. Обнаружение углеводов.

3. Опыт 3. Моделирование сахарного поседения

4. Опыт 4. Ксантопротеиновая реакция

5. Опыт 5. Обнаружение кофеина и выделение масла

IV. Результаты тестирования

1. Актуальность проекта, гипотеза и его цели

Актуальность проекта

Тема этого проекта очень актуальна в настоящее время, так как не всегда за красивой оберткой скрывается полученный продукт питания. Работа над данной темой поможет мне ответить на данный вопрос.

Данный проект позволил не только собрать огромную теоретическую информацию о данном продукте, но и провести химический эксперимент по определению качественного состава, что позволяет усилить мой интерес к изучению химии.

Можно сказать, что этот проект имеет большое значение в повседневной жизни и показывает необходимость заботиться о своем здоровье и внимательнее относиться к потребляемым продуктам питания.

Вредные вещества - это чужеродные для живых организмов химические соединения. Существует немало форм попадания данных веществ в продукты питания, а следовательно и в человеческий организм. Так, например, вредные продукты растениеводство, полученные при использовании избыточного количества удобрений и загрязненные пестицидами - веществами ,уничтожающими вредителей сельского хозяйства (ДЦТ - вызывал рак, в 70х годах был запрещен), а продукты животноводства и птицеводства, выращенные с использованием гормонов, антибиотиков либо неразрешенных пищевых добавок. Кроме того вредные вещества зачастую попадают в продукты питания из окружающей среды (например свинец, образующийся работы бензинового двигателя -нельзя собирать грибы, лекарственные растения, вдоль авто дороги),а также из тары и упаковки. Могут оказаться вредными продукты , полученные по непроверенным технологиям , или с нарушением норм приготовления .

Таким образом в рамках данного проекта ставится задача рассмотреть наиболее распространенные из указанных форм и на примере конкретных продуктов питания раскрыть нежелательное воздействие содержащихся в них вредных веществ на организм человека.

Нужно помнить афоризм «Человек ест для того, чтобы жить, а ни живет для того, чтобы есть».

Гипотеза:

Настоящий шоколад полезен для организма человека, а суррогатный - вреден.

Цель проекта: выявить несоответствие современного шоколада классическому натуральному продукту.

Образовательные задачи: провести качественный анализ шоколада. Показать наличие в шоколаде основных компонентов.

Познавательные задачи: приобщить учащихся к методологии научного познания, к самостоятельному поиску и работе с информацией. Развивать логическое и творческое мышление.

Воспитательные задачи: показать необходимость заботится о своём здоровье внимательно относиться к потребляемым продуктам питания

Методы: словесно-логические (объяснение, эвристическая беседа), исследовательские.

Формы организации деятельности учащихся: индивидуальная, коллективная.

Теоретическая часть

Что такое шоколад ?

Люди возраста «давно за 30» еще помнят богатый , полноценный вкус настоящего шоколада и шоколадных конфет . Многие представители молодого поколения этого вкуса просто не знают , прибывая в уверенности , что все то , что показывают в телерекламе и выставляют в торговых рядах , и есть настоящий шоколад .

Раньше слово «шоколад» обозначала один конкретный продукт . Сейчас толкований много. Деятели рекламы «шоколадам» могут именовать все внешние похожие на классический продукт 60 – 80х годов , путь даже на вкус изделия напоминает пластилин .У технологов предприятий выпускающих «новаторские» изделия по ТУ , толкование строже : в целом признавая значение какао - масла , они распространяют понятия «шоколад» и «шоколадная глазурь» на изделия из пальмовых и других эквивалентов . И только Госстандарт , никем , кстати , не отменный , до сих пор считает шоколадом продукты из плодов дерева какао , и никакой иной .Именно это, вошедшее во все словари, справочники и другие годы бывшие единственным значением мы и должны принять что бы разобраться в том, что творится на нашем рынке. Все другое согласно закону по стандарту, следует считать хоть и узаконенным, но суррогатом.

Шоколад - одно из самых распространённых кондитерских изделий. Он содержит жиры, белки, углеводы, дубильные вещества, алкалоиды кофеин и теобромин.

Плоды какао содержат в среднем 35-50 % масла, называемого маслом какао или теоброминовым маслом, 1-4% теобромины, 0,2- 0,5 % кофеина, танины и прочие вещества. Масло какао состоит из глицеридов олеиновой (примерно 35%), стеариновой (35%), пальмитиновой (26%), линолевой (3%) кислот. Содержание в шоколаде алкалоидов кофеина и теобромина может достигать 1-1,5% (теобромина –до 0,4%).

Они представляют собой природные стимуляторы, и ими объясняется тонизирующее действие шоколада на организм человека.

Шоколад чувствителен к колебаниям температуры, поэтому рекомендуется хранить его при температуре около 18 градусов. При нагревание происходит жировое поседение шоколада: он покрывается серым налетом. Это содержащиеся в шоколаде жиры проступают на его поверхности. При температуре ниже 18 градусов происходит сахарное поседение шоколада, вызванное конденсацией паров воды и частичным растворение сахарозы, содержащейся в шоколаде. После испарения влаги кристаллики сахарозы образуют белый налет на поверхности шоколада

Готовят его на основе какао-продуктов.

История открытия шоколада

Родиной шоколада, как и дерева какао, является Центральная и Южная Америка. На протяжении многих столетий шоколад употреблялся в виде напитка — индейцы смешивали молотые и обжаренные какао-бобы с водой, а затем в эту смесь добавлялся красный перец (чили). В середине XVI века ученый-монах Бенцони представил королю Испании доклад о полезных свойствах жидкого шоколада. Доклад тут же засекретили, а шоколад объявили государственной тайной. За ее нарушение были казнены десятки человек. Долго шоколад был доступен только очень богатым: производство было сложным, а ингредиенты - очень дорогими. И лишь в конце XIX века кондитеры смогли добиться изготовления практически современного шоколада. А случившееся в самом начале XX века резкое удешевление какао и сахара, сделало шоколад доступным всем. Рекламировавшийся как «кушанье королей», он начал свое триумфальное шествие.

Какао-дерево: среда обитания.

Какао-дерево принадлежит к семейству Sterculiaceae и произрастает в тропической зоне, известной под названием “пояс какао”. Деревья какао не выносят прямых солнечных лучей, поэтому их защищают специальным тентом. Плантации должны быть расположены на высоте 400-600метров над уровнем моря. Большую роль играет и качество почвы. Она должны быть богатой азотом и калием, хорошо дренажированной на участках с обильными дождями и, наоборот, оснащенной запасами воды в засушливых районах. Для роста дерева так же необходим влажный климат (60-90%) и температура в среднем от 25 до 28 С.

Плоды дерева какао называют какао-стручками. Молодые деревья обычно начинают плодоносить через 3-5 лет. Стручок какао весит примерно от 200 до 800г и лопается с сухим треском при созревании через 5-6месяцев. За это время он изменяется в цвете от зеленого до желтого и от красного до оранжевого.

Высота какао-дерева колеблется от 5 до 7 метров, а срок жизни от 25 до 30 лет. Какао-деревья можно встретить на всем протяжении экваториального пояса, где средняя температура 25С и высокая влажность. Их также можно найти и в дикой местности: животные, поедая их плоды, разбрасывают какао-бобы по земле, в результате чего они прорастают.

Листья какао-дерева большие ( в длину 20-40 см и 7-12 см в ширину.) Когда дереву 3- 4года, оно цветет белыми цветами ( 1см в диаметре). В среднем дерево дает 30 стручков, каждый содержит от 30 до 40 бобов врезанных в белую мякоть плода.

По происхождению какао-бобы подразделяют на три группы:

• американские;

• африканские;

• азиатские.

Наименования товарных сортов соответствуют названию района их производства, страны или порта их вывоза (Гана, Байя, Камерун, Тринидад и др.).

По качеству какао-бобы подразделяют на две группы:

• благородные (сортовые), обладающие нежным вкусом и приятным тонким ароматом со множеством оттенков (Ява, Тринидад и др.);

• потребительские (ординарные), имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат (Байя, Пара и др.).

Производство шоколада.

1. Обжиг

Процесс производства шоколада начинается с обжига бобов. Их очищают и жарят, чтобы устранить оставшуюся влагу и достичь свойственного для какао вкуса и запаха. Изысканные сорта какао поджариваются при более низкой температур, что придает им очень нежный аромат. Поджаривание, выполненное не правильно, приведет к неприятному горелому вкусу.

2. Крекинг и веяние

После обжига какао-бобы охлаждают, а затем направляют в веечную машину, которая их рафинирует, отделяет от оболочки и дробит на частицы толщенной несколько миллиметров. Шелуха удаляется через сито потоком горячего воздуха. Очищенные и дробленные бобы называется дробленными бобами какао.

3. Смешивание

Превращение дробленных бобов какао в шоколад путем смешивания различных компонентов – это искусная и секретная область изготовления шоколада. Бобы сортируются по их происхождению, поджаренные и отвеянные, они подбираются по точным рецептам, смешиваются и помещаются в машины для перемола какао.

4. Перемол

Жареные, молотые бобы, так называемые «перья», нагревают и тщательно мелят до образования какао-пасты, также называемой какао-масса или ликер. Она является главным ингредиентом для приготовления различной шоколадной продукции и состоит из какао-масла (натуральный жир какао) и сухой составляющей бобов.

Затем какао-массу выкладывают под гидравлический пресс для выжимки жира (какао-масла). Остаток (жмых), содержащий еще 20% масла, перемалывают в порошок, который затем тщательно просеивают, получившийся порошок - это чистый не подслащенный какао-порошок. Какао-масло фильтруют, смягчают, формуют и убирают на хранение. А какао-ликер смешивается с сахаром (и сухим молоком в случае изготовления молочного шоколада), и паста интенсивно растирается и рафинируется от размера крупицы 50 микрон до 17.

Для приготовления шоколада в какао-массу необходимо добавить какао-масло, сахар, ваниль. Эти ингредиенты смешивают и месят до получения гладкой, однородной массы.

5. Конширование

Это один из важнейших этапов в изготовлении шоколада высокого качества. Его целью является удаление всей остаточной влаги, устранение несовместимых вкусов и ароматов, комочков, которые еще присутствуют, а также вытеснение летучих кислот и чрезмерной горечи. Шоколад выкладывают в баки для конширования, где его раскатывают и месят в течение 2-3 дней. Во время этого процесса она нагревается до разных температур. Для получения шоколада высокого качества добавляется какао-масло вместе с лецитином (извлеченным из соевых бобов), что способствует снижению вязкости. Процесс конширования устраняет влагу и способствует образованию гладкого, однородного шоколада с улучшенным вкусом и ароматом. В то время как обычный шоколад коншируется только несколько часов, шоколад высочайшего качества может коншироваться до пяти дней. Недостаточное конширование шоколада может привести к посредственному вкусу и повышенной кислотности.

6. Темперирование шоколада

В предшествующих процессах температура шоколада постоянно поддерживалась на уровне температуры плавления какао-масла. Теперь необходимо охладить массу таким образом, чтобы обеспечить надлежащую кристаллизацию какао-масла и однородное распределение смеси. Темперированный шоколад застывает быстро, имеет хорошую текстуру и блеск, с ним легко работать.

Ковертюр, который имеет высокое содержание какао-масла, является темперированным, так как соединения жировых молекул стабильны в различных точках плавления. На самом деле, растворение происходит как при низких температурах, так и при высоких. Но первое, что необходимо, это довести ковертюр до высокой температуры, достаточной для полного растворения всего жира (если шоколад слишком горячий, то произойдет уничтожение его тонкого вкуса). Второе: охлаждение или кристаллизация расплавленного шоколада происходит, когда шоколад по внешним признакам густой и вязкий. В этот момент чистые жировые молекулы формируются (остаются нестабильными кристаллами, которые неподвижны). На этом этапе шоколад слишком густой для широкого использования. Его необходимо немного нагреть, не отклоняясь от рекомендованных температур.

Определение качества шоколада до его употребления

Определение качества шоколада начнем с изучения упаковки. Она должна быть целой, неповрежденной, но главное внимание нужно направить на изучение состава. К примеру, читаем состав шоколада «Бабаевский» - элитный, 75% какао: какао тертое, сахар, какао-порошок, масло какао, эмульгаторы: лецитин, Е476, ароматизатор идентичный натуральному «Ваниль». Процент содержания какао продуктов соответствует ГОСТу, однако, элитным этот шоколад вряд ли можно назвать. Использование какао-порошка, который готовится из жмыха, продукта переработки какао, явно снижает качество шоколада. То же самое можно сказать про эмульгатор Е476 (полиглицерин). Он позволяет увеличить пластичность шоколада при уменьшении доли какао-масла без потери свойств шоколада, но не элитного качества.

Откройте упаковку, поверхность плитки должна быть блестящей, без вмятин и трещин. Отломите кусочек. Отламываясь, шоколад должен издать звонкий треск, а на изломе иметь матовую поверхность. Молочный шоколад отламывается не так звонко. Если шоколад при отламывании напоминает пластилин, тянется, ни о каком качестве говорить не приходится, вместо какао-масла использованы дешевые заменители.

Качественный шоколад не должен оставлять следов на руках, а таять – только во рту, оставляя истинный шоколадный вкус. Температура плавления правильной какао-массы меньше температуры тела. Если шоколад липнет к зубам и оставляет салистое ощущение, он не может называться шоколадом, скорее всего, это просто сладкая плитка.

Фальсифицирование шоколада

Качественная фальсификация шоколада включает нарушение рецептуры, введение антиокислителей, консервантов, красителей и ароматизаторов, повышенное содержание воды, повышенную долю начинки

Нарушение рецептурного соотношения основных компонентов связано с введением в больших количествах менее ценных компонентов и снижением содержания более дорогих компонентов В шоколадной массе снижают ч долю какао-масла и какао тертого за счет введения повышенного количества сухого и сгущенного молока, сливок, изюма, растертых орехов, цукатов, измельченных вафель и ин.

Для увеличения массы шоколада могут вносить повышенное количество сахара, воды Поскольку вода в жировом среде шоколадной массы нерастворимая, поэтому предварительно вводят различные поверхностно-активные вещества (л лецитин, фосфатидными и другие концентраты), что позволяет увеличить содержание воды с 1 до 6-9%.

К шоколада и шоколадных изделий могут вводить вместо какао-масла гидрогенизированный жир или растительный жир, заменители какао-масла При такой фальсификации шоколад будет иметь параметры, характерные для кон ндитерських плиток, т.е. матовую поверхность, менее твердую консистенцию, разламывания без характерного хруста Кроме того, в ротовой полости натуральный шоколад тает быстро, не создавая ощущение сальности и Натуральный шоколад, в отличие от фальсифицированного какао-порошком, содержит меньше белков (5-7%) по сравнению с фальсификатом (20-25% %).

В отдельных случаях вместо десертного по более высокой цене могут продавать обычный шоколад, имеет более низкую цену

С целью продления сроков хранения шоколада иногда добавляют антиокислители без указания этой информации на маркировке

Повышенную долю начинки определяют путем ее отделения от шоколада взвешивания

Количественная фальсификация связана со значительными отклонениями параметров массы выше предельно допустимых норм

Информационная фальсификация шоколада и шоколадных изделий осуществляется путем искажения информации, рекламы частности, конфеты искусственные Марс, Сникерс, Баунти называют шоколадными батончиками, однако к этой группе не относятся Фальсификации могут подвергаться данные о фирме-производителе, наименование товара, страну происхождения товара, количество товара.

К информационной фальсификации относят также подделку сертификата качества, таможенных документов, штрихового кода и др. Оказывается такая фальсификация проведением специальной экспертизы

Во время контроля технологических процессов производства их нарушение можно обнаружить в виде тех или иных дефектов

1. Практическая часть

Химические опыты с шоколадом:

Опыт 1. Обнаружение непредельных жиров.

Кусочек шоколада оборачивают фильтровальной бумагой и надавливают на него. На бумаге должны появиться жировые пятна. На пятно помещают каплю 0,5 н. раствора KMnO₄. Образуется бурый MnO₂  из-за протекания окислительно-восстановительной реакции:

Опыт 2. Обнаружение углеводов.

В пробирку насыпают шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливают 2 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирки несколько раз встряхивают и фильтруют. К фильтрату добавляют 1 мл раствора NaOH и 2–3 капли 10 %-ного раствора CuSO₄. Пробирку встряхивают. Происходит ярко-синее окрашивание. Реакцию дает сахароза, являющаяся многоатомным спиртом.

Опыт 3. Моделирование сахарного поседения.

Несколько кубиков шоколада опрыскивают водой, заворачивают в фольгу и помещают на 1–2 недели в холодильник (не в морозильное отделение). На поверхности шоколада появится налет. Это выступили кристаллики сахарозы. Смывают налет 3–5 мл дистиллированной воды, добавляют к смыву 1 мл раствора щелочи и 1–2 капли раствора CuSO₄. Появляется характерное ярко-синее окрашивание.

Опыт 4. Ксантопротеиновая реакция.

В пробирку насыпают шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливают 2–3 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирки несколько раз встряхивают и фильтруют. К 1 мл фильтрата приливают, соблюдая осторожность, 0,5 мл концентрированной HNO₃. Полученную смесь нагревают. Наблюдают желтое окрашивание, переходящее в оранжево-желтое при добавлении 25 %-ного раствора аммиака. Реакцию дают остатки ароматических аминокислот, входящие в состав белков шоколада.

Опыт 5. Обнаружение кофеина и выделение масла.

Берут часовое стекло (или фарфоровую чашку) и помещают на него смесь черного шоколада и оксида магния в соотношении 2,5:1 (по массе). Накрывают его стеклянной пластинкой и ставят на электроплитку (используют асбестовую сетку). Нагревают, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина (t_{возг пл}; t_пл = 235–237°С). Он кристаллизуется по краям стеклянной пластинки, а в центре ее конденсируется желто-коричневое масло. Кристаллы кофеина наблюдают под микроскопом (см. фото). Масло снимают ватой со стекла и вату переносят в новую пробирку, куда приливают 2 мл хлороформа. Получается желтый раствор. Его аккуратно, чтобы не попала вата, переливают в новую пробирку и добавляют 2–3 капли 0,5 н. раствора KMnO₄. Происходит восстановление KMnO₄ содержащимися в масле непредельными жирами до бурого MnO₂  , выпадающего в осадок (см. опыт IV).

Результаты тестирования

Вопросы анкетирования:

1. Какой шоколад вы предпочитаете:

А) «Альпен гольд»

Б) «Марс»

В) «Сникерс»

Г) «Натс»

Д) «Аленка»

Е) другой шоколад

2. Шоколад какого цвета вам приятнее есть?

А) белый

Б) черный

В) двухцветный

Г) с начинкой

3. Как часто вы употребляете шоколад?

А) каждый день

Б) несколько раз в день

В) один раз в неделю

Г) очень редко

Д) совсем не употребляю

4. Как вы считаете, вредны ли компоненты шоколада для организма?

А) да

Б) нет

В) не знаю

5. Какой шоколад производится в России?

А) «Марс»

Б) «Виспа»

В) «Вдохновение»

Г) «Сникерс»

6. Обращаете ли вы внимание на состав шоколада указанный на этикетке?

А) да

Б) нет

В) иногда

7. Интересует ли вас технология производства употребляемых продуктов?

А) да

Б) нет

В) иногда

Опрошено было 16 учащихся 9А классов Беловской средней общеобразовательной школы ( 14-16 лет).

Результаты анкетирования:

1.Какой шоколад вы предпочитаете:

А) «Альпен гольд» - 75%

Б) «Марс»- 0%

В) «Сникерс»- 19%

Г) «Натс» - 0%

Д) «Аленка»- 0%

Е) другой шоколад- 6%

2. Шоколад какого цвета вам приятнее есть?

А) белый- 6%

Б) черный- 13%

В) двухцветный- 6%

Г) с начинкой- 75%

3. Как часто вы употребляете шоколад?

А) каждый день- 6%

Б) несколько раз в день- 0%

В) один раз в неделю- 81%

Г) очень редко- 13%

Д) совсем не употребляю- 0%

4. Как вы считаете, вредны ли компоненты шоколада для организма?

А) да- 6%

Б) нет- 44%

В) не знаю- 50%

5. Какой шоколад производится в России?

А) «Марс»- 0%

Б) «Виспа»- 0%

В) «Вдохновение»- 87%

Г) «Сникерс»- 13%

6. Обращаете ли вы внимание на состав шоколада указанный на этикетке?

А) да- 0%

Б) нет- 75%

В) иногда- 25%

7. Интересует ли вас технология производства употребляемых продуктов?

А) да- 19%

Б) нет- 56%

В) иногда- 25%