Шоколад и его свойства

X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка-2020

Шоколад и его свойства

Глушакова П.А. 1
1МБОУ СОШ №9 г.Брянска
Орлова Е.Ю. 1
1МБОУ СОШ №9 г. Брянска

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

«Cила это возможность разломить

плитку шоколада голыми руками

и потом съесть только один ее кусочек»

Джудит Виорст

Введение

Шоколад. Эта сладость завоевала сердца всех людей независимо от возраста. Трудно найти человека, который не любит шоколад. Со времен употребления шоколада в виде напитка с добавлением жгучего перца и сахарной кукурузы человечество сделало огромный шаг вперёд. С детства мы угощаем друзей конфетами, дарим шоколадные подарки родным и близким, в минуты уныния и грусти кусочек шоколадной плитки немножко помогает нам справиться с плохим настроением. Одиннадцатиклассники берут на ЕГЭ с собой шоколад, надеясь, что он поможет сосредоточиться на работе. Да и какой день рождения без торта с шоколадной начинкой? Сложно представить нашу жизнь без этой известной сладости.

Согласно статистике, в среднем каждый россиянин съедает в год 4,8 кг шоколада, в Швейцарии – 8,6 кг, а в Германии – 7,7 кг. Регулярное употребление шоколада снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, шоколад – лучшее лекарство от депрессии и плохого настроения. При употреблении шоколада у человека вырабатывается гормоны бодрости и счастья – серотонин и эндорфины. Поэтому исследования шоколада необходимы для максимального использования его положительных качеств.

Целью исследовательской работы является изучение качественного состава и свойств шоколада.

Достижение поставленной цели предполагает решение в процессе исследования следующих задач:

1. Познакомиться с историей возникновения, процессом производства шоколада и его классификацией.

2. Изучить состав шоколада.

3. Изучить влияние шоколада на организм человека.

4. Сравнить виды шоколада по составу и свойствам.

Объектом исследования является шоколад.

Предмет исследования – шоколад разного вида.

Материал исследования – шоколад, продающийся в магазинах г. Брянска.

В ходе данной работы были выдвинута гипотеза: разные виды шоколада отличаются по составу, а значит и по свойствам.

Методы исследования:

1. Теоретические: анализ, классификация;

2. Эмпирические: сравнение, наблюдение, моделирование, эксперимент.

Информационной базой послужил обзор литературы по изучаемому вопросу, а также практические результаты, полученные при выполнении данной работы.

1. Теоретическая часть работы

1.1. История возникновения шоколада и его виды

Первые упоминания о шоколаде появились в 1000 году до н.э. Племена индейцев из Латинской Америки готовили напиток из плодов какао-бобов с добавлением жгучего перца и зерен сахарной кукурузы. Стать истинным первооткрывателем шоколада удалось Ф. Кортесу-наместнику короля в Новой Испании во время пребывания его в Мексике, где проживали ацтеки. Поразившись уникальным вкусом, Ф. Кортес посадил на своих плантациях семена какао-деревьев. Некоторые историки считают, что в Россию шоколад привез Петр I. Другие первенство отдают послу Франсиско де Миранда, который в 1786 году в Херсоне передал рецепт Потемкину, фавориту Екатерины II. Поразившись вкусом шоколадного напитка, императрица повелела обеспечить регулярный импорт какао-бобов в Россию. В 1849 году было основано предприятие «Красный Октябрь». В последующем были основаны другие крупнейшие кондитерские фабрики: «Рот Фронт»; концерн «Бабаевский»; кондитерская фабрика имени Крупской; «Ударница».

В соответствии с ГОСТом 31721-2012 выделяются следующие виды шоколада по составу: молочный шоколад: кондитерское изделие, в составе которого не менее 25% общего сухого остатка какао-продуктов, не менее 2,5% сухого обезжиренного остатка какао-продуктов, не менее 12% сухих веществ молока и продуктов его переработки, не менее 2,5% молочного жира и не менее 25% общего жира; несладкий шоколад не содержит сахара или подсластителей, в составе которого от 50% до 58% масла какао; горький шоколад, в составе которого не менее 55% общего сухого остатка какао-продуктов и не менее 33% масла какао; темный шоколад, в составе которого не менее 40% общего сухого остатка какао-продуктов, в том числе не менее 20% масла какао; белый шоколад, в состав которого входит не менее 20% масла какао и не менее 14% сухих веществ молока и продуктов его переработки, в том числе не менее 3,5% молочного жира.

1.2. Производство шоколада в наше время

1.Какао-бобы чистят, сортируют, обжаривают.

2. Какао-бобы дробят.

3. Какао-тёртое, сахар и какао-масло смешивают и измельчают.

4. Шоколадную массу коншируют. Полученнуюмассу тщательно вымешивают при высокой температуре.

5. Шоколад темперируют и дают ему застыть. Горячий шоколад охлаждают. Полученный продукт снова нагревают. В течение этого процесса шоколад приобретает форму и блеск.

1.3. Состав шоколада

Состав современных сортов шоколада: какао-бобы, сахар, обезжиренный молочный порошок, сироп глюкозы, ваниль или ванилин, сироп этилового спирта, инвертный сахар, растительные (ореховые) масла, орехи (лещина, фундук, миндаль), лецитин, пектин, натуральные или искусственные ароматические вещества, консервирующие средства (бензоат натрия), лимонная кислота, апельсиновое и мятное масла.

Алкалоиды – кофеин и теобрамин (0,4%) обусловливают физиологическую ценность. Кофеин является психостимулятором. Так же в шоколаде содержится магний, калий, кальций, железо, фтор, танины, медь, большое количество витаминов. Количество белка в шоколаде зависит от количества молока и какао-бобов в нем. В шоколаде также содержатся фосфорсодержащие элементы, углеводы, жиры, пищевые волокна.

1.4. Влияние шоколада на организм человека

Размышляя, чем полезен шоколад, я обратилась с этим вопросом к кандидату биологических наук, кардиологу Брянской областной больницы М.П.Катунину: «В первую очередь нужно понимать, что шоколад улучшает настроение, заряжает позитивом. Предпочтение нужно отдавать горькому шоколаду. Методика его изготовления позволяет сохранить эпикатехины и полифенолы. Эпикатехины укрепляют кровеносные сосуды, обладают противовоспалительным эффектом, способствуют снижению риска развития ишемической болезни сердца. Полифенолы снижают повышенное артериальное давление, нормализуют частоту сердечных сокращений. Кофеин и теобромин вызывают прилив сил, повышают общий тонус. Магний обладает антидепрессорными свойствами, способствует улучшению памяти, повышению иммунитета. Фосфор и калий способствуют нормальной работе мышц и нервной системы. Но нужно помнить, что шоколад обладает высокой калорийностью, повышает уровень сахара крови. Поэтому употреблять его можно в количестве не более 30 граммов в сутки».

С раннего детства мне часто повторяли, что шоколад плохо влияет на зубную эмаль. С этим вопросом я обратилась к врачу-стоматологу Л. А. Мурадян: «В экстракте какао-бобов содержатся вещества, благотворно влияющие на зубную эмаль. В данный момент в разработку учёных входят различные виды паст с содержанием экстракта какао-бобов. Вскоре фосфорсодержащие элементы будут заменены этим веществом, так как он сможет обеспечить большую защиту от кариеса. Но не все виды шоколада полезны зубам. Только горький шоколад содержит наименьшее количество сахара и наибольшее количество тёртого какао. После удаления зуба горький шоколад − самая лучшая сладость, так как в нем содержатся антибактериальные вещества, флаваноиды и полифенолы, выполняющие роль антисептиков».

2. Экспериментальная часть работы

2.1. Исследование химического состава шоколада

Для исследования было взято 6 видов шоколада разных марок:

образец 1, образец 2, образец 3, образец 4, образец 5, образец 6.

Опыт 1. Определение посторонних примесей шоколаде.

Для данного эксперимента использовали образцы шоколада, йод, горячую воду. Ход эксперимента: опускаем небольшие кусочки шоколада разных образцов в стаканы с горячей водой и ставим на водяную баню. Дождавшись полного растворения шоколада, прибавим несколько капель йода. Если в шоколаде содержатся крахмалистые вещества, то образец окрасится в синеватый цвет. Раствор чистого шоколада при добавлении йода не поменяет окраску (Приложение 1, фото 1,2).

Опыт 2. Подтверждение чувствительности шоколада к температурным изменениям.

Для данного эксперимента использовали: образцы шоколада, горячую воду. Ход эксперимента: в 6 пробирок насыпаем разные образцы шоколада. Пробирки помещаем в воду при t35oC. Образец шоколада, который растаял первым, содержит меньшее количество какао-бобов (Приложение 2, фото 1).

Опыт 3.Определение содержания тёртого какао в шоколаде.

Для данного эксперимента использовали: образцы шоколада, молоко. Ход эксперимента: образцы шоколада поместим в молоко. Если кусочек шоколада тонет, значит, он содержит тёртое какао. В другом случае он содержит какао порошок (Приложение 3, фото 1,2).

Опыт 4.Оценка органолептических показателей.

На основе дегустации образцов шоколада была составлена таблица. (Приложение 4, таблица 1).

Опыт 5.Определение кислотно-щелочного баланса.

Для данного эксперимента использовали растворы шоколада, индикаторные полоски. Ход эксперимента: в 6 пробирок с растворами шоколада мы опускаем индикаторные полоски для определения рH среды, а затем сравниваем их с эталоном (Приложение 5, фото 1). Значение рН от 5 до 8 для качественной плитки шоколада.

Опыт 6. Определение наличия непредельных жиров.

Для данного эксперимента использовали: образцы шоколада, фильтровальную бумагу и раствор перманганата калия. Ход эксперимента: каждый кусочек шоколада обворачиваем фильтровальной бумагой и надавливаем на него. На бумаге появляются жировые пятна. На пятно помещаем каплю 0,5 н. р-ра KMnO4. При содержании непредельных жиров перманганат калия обесцвечивается и образуется бурый осадок MnO2 в результате окислительно-восстановительной реакции (Приложение 6, фото 1, схема 1).

Опыт 7. Определение наличия углеводов.

Для данного эксперимента использовали: разные образцы шоколада, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди, дистиллированную воду. Ход эксперимента: в каждую пробирку насыпаем шоколад (1 см по высоте) и приливаем 2 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирки несколько раз встряхиваем и фильтруем. К фильтрату добавляем 1 мл р-ра NaOH и 3 капли 10% р-ра CuSO4. Пробирку встряхиваем. При наибольшем содержании углеводов появляется ярко-синее окрашивание. Реакцию даёт сахароза, являющаяся многоатомным спиртом (Приложение 7, Фото 1,2).

Опыт 8. Определение фосфорсодержащих компонентов.

Для данного эксперимента использовали: разные образцы шоколада, 96% раствор этилового спирта, раствор серной кислоты. Ход работы: по 1 кубику разных образцов шоколада измельчаем и помещаем в пробирки, куда приливаем 15 мл 96-%-го р-ра этилового спирта. Смесь взбалтываем и нагреваем, не доводя до кипения. Охлаждаем и фильтруем. Полученный фильтрат переносим в новую пробирку, добавляем 5 мл 1 р-ра H2SO4 и кипятим в течение 5-7 мин. Смесь охлаждаем и фильтруем. Получается розово-коричневый раствор. К охлажденному 1 мл полученного раствора наливаем 1 мл молибденового реактива (7-8 г молибдата аммония растворяем в 100 мл 32%р-ра HNO3). Смесь нагреваем. При наличии фосфорсодержащих компонентов образуется жёлтый осадок (Приложение 8, фото 1-6).

Опыт 9. Моделирование сахарного поседения.

Для данного эксперимента использовали: разные образцы шоколада, дистиллированную воду, р-р гидроксида натрия, р-р сульфата меди, фольга. Ход работы: несколько кубиков каждого образца шоколада опрыскиваем водой, заворачиваем в фольгу и помещаем на 2 недели в холодильник. На поверхности шоколада появится налёт. Это значит, что выступили кристаллики сахарозы. Смываем налёт 5мл дистиллированной воды, добавляем к смыву 1 мл р-ра NaOH и 2 капли р-ра CuSO4. При наибольшем содержании какао-масло появляется ярко-синее окрашивание (Приложение 9, фото 1,2).

Опыт 10. Определение белков (ксантопротеиновая реакция).

Для данного эксперимента использовали: разные образцы шоколада, дистиллированную воду, концентрированный раствор азотной кислоты, 25%-ный р-р аммиака. Ход работы: в 6 пробирок насыпаем шоколад (1 см по высоте) и приливаем 3 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирок несколько раз встряхиваем и фильтруем. К 1 мл фильтрата приливаем 0,5 мл HNO3(конц). Полученную смесь нагреваем. Наблюдаем жёлтое окрашивание. Добавляем 25% раствор аммиака. Реакция происходит, так как в состав белков шоколада входят остатки ароматических аминокислот. При наибольшем содержании белков наблюдается жёлто-оранжевое окрашивание (Приложение 10, фото 1,2).

Опыт 11. Выделение кофеина и выделение масла.

Для данного эксперимента использовали: горький шоколад (Образец 3), оксид магния, фарфоровую чашку, стеклянную пластину, электроплитку. Ход работы: помещаем в фарфоровую чашку смесь чёрного шоколада и MgO. В соотношении 2,5:1 по массе. Накрываем стеклянной пластиной и крепим на штатив. Используя спиртовку, нагреваем содержимое, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина. Он кристаллизуется по краям стеклянной пластины, а в центре кристаллизуется жёлто-коричневое масло (Приложение 11, фото 1-3).

Опыт 12. Выделение танина из шоколада.

Для данного эксперимента использовали: раствор шоколада, р-р хлорида железа (III). Ход работы: фильтруем 1 мл р-ра шоколада. К фильтрату разных образцов добавляем 2 капли р-ра FeCl3. При наличии танина наблюдаем тёмно-коричневое окрашивание (Приложение 12, фото 1,2).

2.2. Результаты опытов

Результаты проведённого исследования представим в виде таблицы:

Исследуемые показатели

Образцы шоколада

Обра-зец

1

Обра-зец

2

Обра-

зец

3

Обра-зец

4

Обра-зец

5

Обра-зец

6

Посторонние примеси

_

_

_

_

_

_

Чувствительность шоколада к изменению t (последовательность расплавления)

3

4

5

1

2

2

Органолептические показатели

+++

+

+++

_

+++

_

Кислотно-щелочной баланс

рН=6

рН=7

рН=5

рН=6

рН=6

рН=7

Непредельные жирные кислоты

+++

+++

+++

+++

+++

+++

Углеводы

+++

+

+

+++

+

+

Белки

+

+

++

+

+++

+++

Танин

++

++

+++

+

++

++

Кофеин

_

_

+

_

_

_

Фосфорсодержащие

элементы

++

++

+++

+

+

++

Какао-масло

+++

++

++

+

+++

++

Тёртое какао

+

+

+

_

+

+

2.3.Рецепт шоколада в домашних условиях

Вам понадобятся:

200г какао-бобов, 50 г сливочного масла, 1 ст. ложка мёда, 3 ст. ложки молока, орехи, изюм, курага по вкусу.

Какао-бобы выложить на противень и поставить в духовку на 10 мин при 200oС. Очистить какао-бобы от шелухи. Измельчить какао-бобы в кофемолке. Добавить мёд, молоко и сливочное масло. Полученную массу вылить в миску и начать темперировать: поставить на лёд, помешивать пока масса не загустеет, после немного нагреть (это позволяет придать нужные качества шоколаду). Выливаем полученную массу в формочки, добавляем орехи, изюм и ставим в холодильник на 8-10 часов (Приложение 13, фото 1).

Заключение

Целью моей исследовательской работы было изучить состав и свойства шоколада. Подводя итоги работы, можно сделать вывод о том, что цель работы достигнута и поставленные задачи выполнены. Были изучены различные информационные ресурсы, проведены опыты. Выдвинутая гипотеза, что разные виды шоколада отличаются по составу, в ходе работы была подтверждена. Был составлен рейтинг шоколада по составу, свойствам и органолептическим показателям:

1 место: Образец 3

2 место: Образец 1

3 место: Образец 2

4 место: Образец 5

5 место: Образец 6

6 место: Образец 4

Список информационных ресурсов

1Уильям Керли. Шоколад-М.: Арт-родник, 2013 г. -224 стр.

2. https://food.inmyroom.ru/posts/22829-vse-o-shokolade-i-ego-svoystvakh

3.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B0%D0%B4

4. https://bloggoods.ru/sostav-nastoyaschego-shokolada/

Приложения:

Приложение 1.Определение посторонних примесей в шоколаде.

Фото 1. Фото 2.

Приложение 2. Чувствительность шоколада к температурным изменениям

Фото 1.

Приложение 3. Определение содержания тёртого какао.

Ф

1 2 3 5 6

4

ото 1. Фото 2.

 

Приложение 4. Органолептические показатели.

Таблица 1.

Название шоколада

Вкусовые качества

Образец 1

Насыщенный вкус молочного шоколада.

Образец 2

Насыщенный вкус горького шоколада с преобладанием кислого привкуса.

Образец 3

Насыщенный вкус горького шоколада.

Образец 4

Слишком сладкий, приторный молочный вкус.

Образец 5

Насыщенный вкус молочного шоколада.

Образец 6

Очень сладкий, приторный.

Приложение 5. Кислотно-щелочной баланс.

Фото 1.

Приложение 6. Определение непредельных жирных кислот.

Фото 1.

Схема 1.

Приложение 7. Определение углеводов.

Фото 1. Фото 2.

Приложение 8.Определение фосфорсодержащих элементов.

Фото 1. (образец 1) Фото 2.(образец 2) Фото 3. (образец 3)

 

Фото 4. (образец 4) Фото 5. (образец 5) Фото 6. (образец 6)

Приложение 9. Моделирование сахарного поседения.

Фото 1. Фото 2.

Приложение 10. Определение белков (ксантопротеиновая реакция).

Фото 1. Фото 2.

Приложение 11. Определение кофеина.

Фото 1. Фото 2.

Фото 3.

Приложение 12. Определение танина.

Фото 1. Фото 2.

Приложение 13. Изготовленный в домашних условиях шоколад.

Фото 1.

17

Просмотров работы: 45