X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Газированные напитки: вред или польза?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Никуленкова А.С. 1

---

1МАОУШеманихинскаяСОШ

Калиничева Г.В. 1

---

1МАОУШеманихинскаяСОШ

Работа в формате PDF

2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

«Человек есть то, что он ест»

Г. Гейне

Более половины массы тела человека составляет вода. Вода входит практически в состав всех соединений, участвует в качестве растворителя и среды для осуществления любых реакций в организме человека.

Для поддержания водного равновесия мы должны выпивать в день определённое количество воды в составе различных жидкостей. Кто-то предпочитает кофе, чай, сок, морс, кто-то пьёт просто воду, а кто-то безалкогольные газированные напитки. Особенно популярны для нынешнего поколения стеклянные или пластиковые бутылочки с шипучими напитками разных вкусов, разных цветов, с яркими этикетками. Именно об этих напитках очень много говорят, пишут в средствах массовой информации, их рекламируют, к ним негативно относятся медики и диетологи.

Существует множество мнений, мифов, информации по поводу свойств сладких газированных напитков. В сети Интернет можно найти довольно обширные сведения о свойствах газированных напитков, причём некоторые пользователи предлагают использовать их не только в качестве источника воды и для утоления жажды. Торговые сети предлагают огромный ассортимент газированных напитков, они пользуются большим спросом, особенно у молодёжи. Я решила более подробно изучить состав газированных напитков, выяснить, какими свойствами обладают вещества, использующиеся для получения их, как они могут влиять на состояние здоровья человека, то есть посмотреть на эти напитки глазами химика.

Цель работы:

Исследовать химический состав и свойства некоторых газированных напитков и оценить их влияние на здоровье человека.

Задачи:

1) Собрать и изучить информацию о составе и свойствах газированных напитков в интернете и в научно-популярной литературе.

2)Провести социологический опрос среди учащихся школы, по результатам анкетирования выяснить отношение к проблеме употребления газированных напитков.

3)Изучить состав газированных напитков по этикеткам и опытным путем установить наличие в них указанных веществ.

4)Выяснить, какое влияние на здоровье человека могут оказать вещества, входящие в состав газировок.

5) Соотнести полезные и вредные свойства газированных напитков.

Методы исследования:

1.Поиск информации в Интернете и в специальной литературе,

2. Проведение соцопроса.

3. Практическая работа по изучению составных компонентов газированных напитков

Гипотеза: 

Вещества, входящие в состав газированных напитков, могут вызвать различные нарушения в работе организма человека и привести к серьёзным заболеваниям.

Тема моей работы затрагивает актуальные вопросы, которые касаются здоровья человека. Здоровье человека - это одна из самых важных ценностей. Только здоровый человек может быть по-настоящему счастливым. Эпиграфом к своей работе я взяла высказывание Г.Гейне "Человек есть то, что он ест". Здоровье человека напрямую зависит от качества пищи. Необходимо очень внимательно относиться к употреблению сладких, ароматных, вкусных продуктов, особенно газированных напитков. Они могут вызвать нарушение работы органов пищеварения. негативно отразиться общем состоянии здоровья.

Основная часть моей работы состоит из двух глав. В главе 1 кратко излагается информация об истории создания, составе и свойствах газированных напитков. В главе 2 я привожу результаты анкетирования и выполнения практических работ по исследованию газированных напитков.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. История создания газированных напитков.

Изучая литературу по данной теме, я нашла интересную информацию об истории создания газированных напитков. Оказывается, впервые о газированной воде серьезно заговорили примерно за 400 лет до нашей эры. В то время никто не пробовал производить ее специально, да и подобные технологии пока не были доступны человечеству. Однако природная «газировка» уже существовала. В своей книге «О воздухах, водах и местностях» великий врач Античности Гиппократ посвящает целую главу целебным свойствам газированной минеральной воды из натуральных источников. В то время ей лечили пациентов в купелях при некоторых греческих храмах. Гиппократ тоже советовал больным не только пить такую воду, но и по возможности купаться в ней.

В XVIII веке люди научились получать газированную воду искусственным путем. Пальма первенства в этом вопросе принадлежит английскому химику Джозефу Пристли. Он доказал, что любопытство – не только не порок, но и прямой путь к славе. Все началось с того, что ученый поселился неподалеку от пивоварни. Заинтересовавшись природой и свойствами пузырьков, которые пиво выделяло при брожении, он попробовал насытить ими обычную воду. Получившаяся вода оказалась весьма приятной на вкус, и в 1767 г. Пристли изготовил первую бутылку газированной воды химическим путем. Вообще-то, он совершил немало других открытий в области химии, но во французскую Академию наук его приняли и медаль Королевского Общества дали именно за это.

Через три года шведский химик Торберн Улаф Бергман придумал любопытный прибор, сатуратор (от латинского слова «saturo» – насыщать), с помощью которого газированную воду можно было получать в гораздо больших количествах.

Однако понадобилось целых 13 лет, чтобы кто-то не только заинтересовался идеей, но и смог наладить промышленное производство газировки. Возможно, вам не доводилось слышать раньше имя Якоба Швеппа, но вы точно видели на полках магазинов напиток «Schweppes». Так вот, эта газировка куда древнее известной всем «Кока-колы»! Именно Якоб Швепп смог усовершенствовать сатуратор и в 1783 году выпустить первую партию своего нового напитка. Сперва он собирался продавать его в родной Женеве, но быстро понял, что в Англии дела пойдут лучше. Там как раз были востребованы напитки, которыми можно было разбавлять крепкий алкоголь. Кстати, именно с именем Швеппа связано появление слова «содовая»: для удешевления производства своей фирменной газировки он придумал использовать обычную пищевую соду.

В 1833 году в газированную воду впервые попробовали добавить лимонную кислоту, которую научились производить незадолго до этого. Полученный напиток, который назвали лимонадом, быстро завоевал популярность во многих странах мира, включая и Россию. А в 1871 году в США безалкогольный напиток впервые был зарегистрирован в качестве торговой марки. Назвали его претенциозно – «Высококачественный лимонный газированный имбирный эль».

Самый известный в мире газированный напиток, «Coca-cola», был впервые выпущен в 1886 году. Джон Пембертон, аптекарь и бывший военный, придумал разбавлять один из своих фирменных сиропов (из настойки листьев коки и орехов кола) газированной водой. Логотип придумал его бухгалтер, написавший название напитка красивым шрифтом. За первый год продаж Пембертон потратил на рекламу в три раза больше, чем получил прибыли, и в итоге продал права на свое изобретение. Но всего через полвека «Coca-cola» стала национальным напитком США, а затем начала победное шествие по всему миру…

В том же 1886 году появился и другой известный газированный напиток – «Dr. Pepper», который готовили на основе вишневого сиропа. В 1898 году стартовали продажи их конкурента – напитка «Pepsi-cola». В его состав, кроме экстракта орехов кола, также входили ванилин и ароматические масла.

Оказывается, все три напитка были придуманы фармацевтами и изначально продавались в аптеках. Причем «Coca-cola» считалась лекарством от простуды и головной боли (по другой версии – от любых нервных расстройств), а «Pepsi-cola» – от кишечных расстройств! И только «Dr. Pepper» «скромно» именовался всего лишь «королем напитков без кофеина».

Газированную воду знали и любили еще в царской России, но доступна она была только обеспеченным слоям населения. Зато в СССР она наконец стала достоянием всего народа. В 1920 году был налажен выпуск первой бутилированной газировки под названиями «Ситро», «Крем-сода» и «Дюшес».

Первый автомат для продажи газировки изобрел простой работник ленинградского завода «Вена» в 1932 году. С 1950-х такие автоматы появились повсеместно. Работали они с мая по сентябрь и благодаря дешевизне напитков пользовались огромной популярностью среди населения.

1.2. Химический состав газированных напитков.

Следующим этапом моей работы было изучение состава сладких газированных напитков, а также влияния веществ на организм человека. Я выяснила, что в состав сладких газировок входят следующие вещества. Привожу описание их свойств и сведения о том, как они влияют на организм человека.

Углекислый газ. Хорошо растворим в воде. Используется в качестве консерванта. На упаковке продукта он обозначается Е 290. Сам по себе он безвреден. Но его присутствие в воде возбуждает желудочную секрецию, повышает кислотность желудочного сока и провоцирует метеоризм – обильное выделение газов.

Сахар. Содержится почти во всех газированных водах, в очень больших количествах. От 3,5 до 6 кусочков сахара на стакан. Утоляя жажду на несколько минут, такая очень сладкая вода заставляет человека пить гораздо больше, чем нужно. Поэтому такой водой напиться невозможно. Сахар, содержащийся в воде может разрушать зубы, вызывать нарушения работы печени, поджелудочной железы, создавая условия для развития сахарного диабета, ожирения.

Аспартам. Подсластитель Е-951 – 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. Некоторые исследователи отмечают химическую нестабильность аспартама. По их словам, после нескольких недель в жарком климате или при нагреве до 300С основное количество аспартама в газированной воде распадается на формальдегид, метанол, фенилаланин и другие вещества. Ученые заявили, что аспартам может вызывать рак почек и периферических нервов. Безусловным признаком наличия аспартама является предупреждение: «Содержит фенилаланин».

Бензоат натрия. Консервант Е-211 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. Продукты, содержащие бензоаты натрия и кальция, не рекомендуется употреблять астматикам и людям, чувствительным к аспирину. В сочетании с витамином С, он выделяет бензол, который является канцерогеном.

Лимонная кислота Е-330 – добавляется чаще всего в газированные напитки, приводит к раздражению слизистой оболочки желудка, это может привести к развитию гастрита.

Ортофосфорная кислота Е-338 способствует вымыванию кальция из костей, недостаток кальция может стать причиной развития остеопороза. .Если напиток прошел все уровни сертификации, то, скорее всего уровень содержания кислоты не превышает допустимого и не представляет опасности.

Кофеин. Он относиться к мягким стимуляторам нервной системы. Дети, потребляющие много кофеина, более беспокойны, плохо засыпают, часто страдают от головных болей. У них может нарушаться способность концентрировать внимание. Кофеин вызывает зависимость.

Красители используют с тем, чтобы вид напитка был более красив и вызывал желание его купить и выпить. Красители, используемые в напитках, бывают натуральными и искусственными. Наиболее распространенным из натуральных красителей является сахарный колер E-150, то есть жженый сахар. 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).

Ароматизаторы. 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. Становится понятно, что это химические вещества, которые могут оказывать вредное воздействие на организм человека.

Выводы по главе 1:

1)История газированных напитков берет свое начало из Европы и постепенно распространяется по миру. Газированные напитки пользовались популярностью среди населения большинства стран мира.

2) Вещества, входящие в состав современных газировок, могут вызывать нарушения работы систем органов человека, отрицательно влияют на обмен веществ.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Социологический опрос

В рамках своего исследования, я провела социологический опрос среди учащихся нашей школы и жителей поселка Шеманиха. Всего опрошенных: 70 человек. Им задавались следующие вопросы:

1.Как часто вы употребляете газированные напитки?

А. Не употребляю совсем

Б. Очень часто (каждый день)

В. Часто (2-3 раза в неделю)

Г. Редко (1-2 раза в месяц)

2.В каком количестве за 1 раз?

А. 1 стакан

Б. 0,5 л

В. 1 л

Г. 1,5 л и более

3.Как вы думаете: газированные напитки вредны для здоровья или нет?

Ответ: ____________________

Все результаты опроса представлены в диаграммах 1, 2, 3(см. Приложение 1)

Выводы:

33% опрошенных употребляют газировки очень часто, 23% часто и только 8% не употребляют их совсем.

34% употребляют за 1 раз 1 литр газировки, 13% 1,5 литра и более, 37% -0,5 л и только 16% - 1 стакан.

56% опрошенных считают газированные напитки вредными для здоровья и соответственно 44% так не думает.

Дальнейший опрос среди употребляющих газировки выявил 10 самых популярных напитков (далее именуемых образцами!).

2.2. Исследование свойств газированных напитков.

В ходе исследования я познакомилась с составом газированных напитков. Для этого внимательно изучила этикетки. Все данные занесла в сводную таблицу 1. Вещества перечислила в соответствии с их количеством в 100 мл воды по порядку.

Таблица 1. Состав газированных напитков

Анализируя химический состав газированных напитков, указанных на этикетках, можно сделать вывод, что основу большинства газированных напитков составляет вода с добавлением кислых и сладких компонентов (кислоты и сахара). В каждом напитке на 2 месте указан сахар, а это значит, что содержание его больше, чем остальных компонентов кроме воды и углекислого газа. Остальные компоненты существенно различаются, поэтому необходимо всегда внимательно изучать этикетки.

Следующим этапом моего исследования было изучение органолептических свойств газированных безалкогольных напитков. Для этого я провела эксперимент № 1 «Анализ качества газированных напитков». Он проводится органолептическим методом, который основан на определении качества товаров с помощью органов чувств - зрения, обоняния, вкуса. Результаты эксперимента представлены в таблице 2:

Эксперимент №1.

Анализ качества газированных напитков.

Таблица 2. Органолептические свойства.

Выводы:

В целом почти все исследуемые по органолептическим показателям образцы отличного и хорошего качества.

Исключение составляет Образец №8, обладающий химическим привкусом и химическим запахом.

Поскольку в составе газированных напитков были указаны углекислый газ, сахар, кислоты, мне необходимо было проверить опытным путём наличие этих веществ. Для этого я провела следующие эксперименты.

Эксперимент №2.

Определение кислотности газированных напитков

В пронумерованные стаканчики налила по 5-6 мл экспериментальных образцов. Исследовала с помощью универсальной индикаторной бумаги и сравниваем со шкалой.

Вывод: Все образцы (кроме №10) имеют кислую среду, наибольшей кислотностью обладают газированные напитки №3, №6, №7, №8, №9.

Эксперимент №3.

Тест на наличие ортофосфорной кислоты.

В пробирку налила образец №4. Добавила в пробирку несколько капель раствора нитрата серебра AgNO3. Аналогично провела эксперимент с другими газированными напитками. При добавлении нитрата серебра AgNO3 в пробирки с напитками, некоторые растворы изменили свою окраску и выпадал жёлтый осадок ортофосфата серебра:

H3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓ + 3HNO3

Вывод: Газированные напитки №3, №7 содержат ортофосфорную кислоту.

Эксперимент №4

Определение углекислого газа.

В пробирку с газоотводной трубкой наливаем 6-7 мл газированного напитка, закрепляем в лапке штатива и нагреваем. Выделившийся газ пропускаем через известковую воду.

Выделяющийся газ вызывает помутнение известковой вод, делаем вывод, что это углекислый газ.

CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO3 + H₂O

Вывод: все газированные напитки содержат углекислый газ

Эксперимент 5.

Подтверждение наличия углеводов в исследуемых напитках

Путём смешивания растворов медного купороса CuSO4*5H2O и гидроксида натрия NaOH получила гидроксид меди (II) Cu(OH)2, который добавила в пробирку с образцом №1. Нагрела полученный раствор над пламенем спиртовки. Аналогично провела эксперимент с другими газированными напитками. Каждый раз раствор менял свой цвет и образовывался кирпично-красный осадок.

Вывод: все исследуемые напитки содержат углеводы.

Результаты исследований занесла в сводную таблицу 3

Таблица 3

Результаты экспериментов №2-5

Фото эксперимента см. Приложение 2

Изучая информацию о свойствах газированных напитков, нашла сведения о том, что некоторые из них можно с успехом использовать для очистки потемневших серебряных изделий и для выведения жирных пятен. Решила проверить так ли это на самом деле.

Эксперимент 6.

Цель: Выяснить, могут ли газировки очистить потемневшие серебряные изделия?

Серебряные изделия, изрядно потемневшие, поместила в газированные напитки на сутки. Через 24 часа образцы рассмотрела, сделала вывод о способности газированных напитков удалять химическое загрязнение (налёт) с серебряных поверхностей. Данные занесла в Таблицу 4 (см. Приложение № 3)

Вывод: В образце № 7серебряная монета значительно посветлела, вероятно, этот напиток наиболее агрессивный.

Эксперимент 7.

Цель: Выяснить, могут ли газировки растворить жирные пятна.

В качестве образцов берутся одинаковые лоскуты х/б ткани (размер 5 х 5 см). На каждый лоскут наносится п округлому жировому пятну (растительное масло) так, чтобы максимально четко была видна граница между испачкан­ной и чистой тканью. Загрязнённые образцы погружаем в газированные напитки, а контрольный (с максимально идентичным жировым пятном) остается в обычной сре­де. Через 24 часа образцы сравниваем визуально, и дела­ем вывод о способности газированных напитков удалять жирные пятна с поверхности одежды. Данные занесли в Таблицу 5 (см. Приложение № 3)

Вывод: образцы № 3 и № 6 почти полностью растворили жирные пятна на ткани

Выводы по главе 2.

1. Газированные напитки пользуются большой популярностью среди молодёжи.

2.Большинство употребляет их в большом количестве, половина опрошенных понимает, что употребление может навредить здоровью.

3. Проведённые эксперименты доказывают наличие в газированных напитках веществ, которые могут отрицательно влиять на состояние здоровья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сладкие газированные напитки привлекают своей доступностью, приятным вкусом, в жаркий летний день так приятно утолить жажду шипучим напитком. но не всегда вкусное бывает полезным. Прилавки магазинов ломятся от обилия газировок, рекламные ролики призывают их покупать. Но так ли полезны они как привлекательны? Целью моей работы было исследование состава газировок, а также изучение влияния веществ, входящих в их состав на организм человека.

В данной работе проводился анализ качества безалкогольных напитков по органолептическим показателям. При таком анализе качества напитков установлено, что анализируемая продукция отличного и хорошего качества.

Если рассуждать о пользе газированных напитков, то можно отметить, что в состав их входит вода, это вещество, безусловно, положительно влияет на организм. Кроме этого, я выяснила, что в составе газировок есть натуральные красители, это тоже не вредно. Углекислый газ тоже не токсичен. Но, в тоже время, количество сахара в газировке заставляет задуматься, так как известно, что чрезмерное употребление сахара вызывает нарушение работы поджелудочной железы, разрушать зубы, вызывать заболевания печени, сердца. Учитывая количество выпиваемых напитков, можно понять, как это отразится на состоянии здоровья. А это несомненно вредно для здоровья.

Много в газировках и консервантов. Особенно настораживает присутствие кислот: лимонной, фосфорной. Исследование показало, что некоторые напитки имеют рH=2 или 3, и даже настолько агрессивны, что могут применяться для очистки потемневших серебряных изделий и загрязнённых тканей. Это наводит на размышления об опасных вредных свойствах газировок. в исследуемых образцах указано на наличие кофеина, это вещество может привести к перевозбуждению нервной системы.

Углекислый газ тоже несёт отрицательную составляющую, так как вызывает излишнюю перистальтику кишечника, может вызвать раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, вздутие, боль в животе.

Основные выводы:

1)Сладкие газированные напитки приносят больше вреда, чем пользы;

2)Чрезмерное употребление может привести к формированию заболеваний желудочно-кишечного тракта, почек, вызывает аллергию, увеличивает вероятность ожирения и сахарного диабета.

3)Приводят к зависимости, а при длительном употреблении могут вызывать развитие онкологических заболеваний.

4) Необходимо ограничить потребление газировок особенно в детском, подростковом возрасте.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ

1)Интернет-журнал «Школа жизни», статья О. Антонова «Что содержат газированные напитки», 2006 г.

2)https://mppnik.ru/publ/1034-proizvodstvo-gazirovannyh-bezalkogolnyh-napitkov.html

3)https://provitaminki.com/eda/napitki/gazirovannye-napitk.html

4)https://www.ladyandcity.ru/articles/o_napitkakh/istoriya_gazirovannykh_napitkov/

5)Скурихин И.М., Нечаев А.Н. Всё о пище с точки зрения химика. Москва. Высшая школа,1991.

6)Пищевые красители: классификация, свойства, анализ, применение / Болотов В.М., Нечаев А.П., Софронова Л.А., изд. Гнорд. 2008 – 240 с.

7)http://www.napitki.com/ - Журнал «НАПИТКИ»

8)http://www.cocacola.ru/ - Интернет сайт «The Coca-Cola Company»

9)http://www.pepsi.ru - Интернет сайт «The Pepsi Cola Company»

10)http://ru.wikipedia.org/ - Википедия (универсальная энциклопедия)