Наличие кофеина в растворимом кофе и его влияние на человека

XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Наличие кофеина в растворимом кофе и его влияние на человека

Дворцова А.К. 1
1МОУ СОШ №14
Пупов И.В. 1
1МОУ СОШ №14
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В настоящее время кофе является непременным атрибутом красивой жизни. В любом офисе в минуты ожидания приёма или перед началом разговора собеседнику всегда предлагается чашечка кафе. Официальный, да или не только, обед или ужин обязательно заканчивается также чашкой кофе. И детей приучают с раннего возраста к таким отношениям.

Немаловажную роль играет в нашей жизни реклама. С экрана телевизор мелькают красивые этикетки различных видов кофе и предлагают, соблазняют, призывают попробовать именно его.

Употребляя кофе, мы считаем, что он бодрит, стимулирует, оказывает возбуждающее действие, активизирует. Тем самым отмечаем только его положительную сторону. И мало кто задумывается, а насколько полезен кофе? Надо ли менять его на другие напитки: чай, сок, молочные продукты и другие.

В исследовании важно выяснить противоречие: с одной стороны, кофе вошел в жизнь людей, он бодрит, поднимает настроение, располагает к общению, согревает тело и душу – это просто любимый напиток миллионов людей. С другой стороны, врачи часто предупреждают, а также и диетологи, о недопустимости потребления кофе в больших количествах, так как это негативно отразится на нервной системе, вызывает бессонницу, постепенно истощает нервные клетки. Человек становится вялым, сонливым и быстро утомляется. Таким образом, проблема воздействия кофе на организм человека и определения его пользы и вреда значима для современного общества. Вот я и решила побольше узнать о таком, казалось бы, известном продукте как кофе.

Тема моей исследовательской работы «Наличие кофеина в растворимом кофе и его влияние на человека».

Цель моей работы: изучение различных свойств растворимого кофе.

Задачи для достижения цели были определены следующие:

* Изучить историю кофе.

* Рассмотреть химический состав и физические свойства кофе.

* Выяснить, как влияет кофе на организм человека.

* Провести анкетирование.

* Получить основное действующее вещество кофеин.

* Разработать рекомендации по употреблению кофе.

Предмет исследования: различные марки растворимого кофе.

Методы исследования: поисковый, исследовательский, анкетирование, эксперимент.

Гипотезой работы является  предположение о том, что в растворимом кофе содержится кофеин.

Актуальность. Данная работа позволяет изучить химические свойства нескольких видов кофе и влияние кофе на организм человека.

1. Теоретические основы изучения наличия кофеина в растворимом кофе и его влияние на человека

1.1. История возникновения кофе

История кофе берет начало в Эфиопии, где впервые были замечены его тонизирующие свойства. Есть легенда, что в далекие времена один пастух поразился странной резвости своих коз. Понаблюдав за животными, он заметил, что “танцевать” они начинают всякий раз после того, как наедятся листьев и плодов высокого кустарника, растущего на горном склоне.

Живущий поблизости настоятель местного монастыря удивился, в свою очередь, наблюдениями пастуха и напоил своих монахов отваром из кофейных плодов и листьев. Существует легенда об одном шейхе-отшельнике, который лечил болящих отваром из кофейных плодов. И лечил столь успешно, что прослыл в округе святым. Рассказывают о воинах и путешественниках, бравших с собой в далекие края кофейные зерна. Жевать зеленые ядрышки было полезно, но очень невкусно, и со временем кто-то догадался их обжарить, а потом размолоть и сварить. С этого принципиального момента кофе триумфально шествует по свету.

Кофейное дерево пришло в другие страны из Эфиопии – провинция, из которой родом это дерево, носит название Кафа. Листья и зерна кофе использовались эфиопами в пищу задолго до того, как оно стало известен европейцам. Зерна эфиопы добавляли в еду, так как подметили их бодрящее действие.

Кофе играл важную роль во многих обществах по всей истории. [7]

Мусульмане использовали кофе вместо церковного вина, употребляя его во время молитв. В Мекке уже в XV веке появились первые кофейни, в которых паломники могли отдохнуть. Но вскоре мужчины стали собираться в кофейнях для того, чтобы играть в шахматы и др. игры, курить и проводить время, после чего муллы запретили кофейни и употребление кофе. Запрет не просуществовал долго, мусульмане слишком сильно пристрастились к кофе, и даже правители употребляли напиток, потому кофейни возродились.

Из Эфиопии, кофе распространилось к Египту и Йемену, а к 15-ому столетию, кофе достигло остальной части Ближнего Востока, Персии, Турции, и стран северной Африки. Из мусульманского мира кофе попал в Италию. Процветающая торговля между Венецией и Северной Африкой, Египтом, и Ближним Востоком принесла много товаров, включая кофе, в венецианский порт. Из Венеции кофе был ввезен на остальную часть Европы. Кофе стал более широко признанным после того, как его стали считать христианским напитком, благодаря Папе Римскому Клементу VIII в 1600 году, несмотря на обращения, с просьбой запретить "мусульманский напиток". Первая европейская кофейня открылась в Италии в 1645 году. Голландцы были первыми, кто импортировал кофе в крупном масштабе, и они были среди первых, кто бросил вызов арабскому запрету на экспортирование растений или нежареных зерен, когда Питер ван ден Брок (Pieter van den Broeck) провез контрабандой рассаду из Адена в Европу в 1616 год. Позже Голландцы выращивали урожай на островах Ява и Цейлон. Через усилия британской Восточной Компании Индии, кофе стал популярным также в Англии. Кофе был ввезен во Францию в 1657 году, и в Австрию и Польшу после Венского сражения в 1683 году, когда кофе был захвачен у побежденных турок.

Как только не обзывали кофе в просвещённой Европе! И «чёрной кровью турок», и «сиропом из сажи», но именно предприимчивому и торговому пылу европейцев мы обязаны распространением кофе по миру. С середины восемнадцатого века буквально за столетие малоизвестное дотоле дерево расселилось по свету. Предприимчивее всех оказались голландцы, уже в начале восемнадцатого столетия, имевшие кофейные плантации на острове Ява. Французы тоже не дремали. Ныне на острове Мартиника стоит памятник французскому капитану де Киле, лично привезшему сюда кофейные деревца, выращенные в Парижском ботаническом саду несколько зёрен, похищенных у голландцев. Де Киле заложил на Мартинике плантации, которые через недолгое время уже насчитывали 16 миллионов кофейных деревьев.

В Бразилии, в городе Сан-Паулу, на центральной площади нынче стоит бронзовый памятник кофейному дереву. Однако прежде чем дело дошло до признания, народы изрядно помучились над кофейным вопросом.

Очень интересна история возникновения знаменитого «кофе по-венски». Это произошло в Вене в 1683 году. Во время осады Вены турками, переодевшись в турецкую одежду, украинский купец Юрий-Франц Кульчитский провел союзников к осажденному городу через вражеские кордоны. За это он получил титул почетного гражданина Вены. В награду подарили ему 300 мешков кофейных зерен, захваченных у турков. Именно он открыл первую кофейню в Вене. Добавил в кофе сахар и молоко для получения «кофе по-венски». В Россию кофе попал в начале 17 века. В то время Ближний и Средний Восток активно распространяли данный напиток. В Россию с Запада его ввозили иностранцы. Распространение кофе шло медленно. Русские цари принимали кофе по назначению врача. Кофе для них был как лекарство от насморка и головной боли.

Благодаря Петру I население России стало употреблять кофе как отдельный напиток. Очень любили данный напиток императрицы Анна Иоанновна и Екатерина Великая.

В Швейцарии был создан первый растворимый кофе. Этим занимался химик Макс Моргенталлер в 1899 году. Этому помог случай. Когда перевозили кофе, судно попало в сильнейший шторм, весь трюм был залит морской водой. Кофейные зерна в соленой воде оставались несколько дней. Доплыв до берега, хозяин груза отнес зерна на эспертизу. Аромат и вкус зерен сохранились, но был смыт весь кофеин. В США такую находку запатентовали как декофеинизированный напиток. С 1930 года этот вид кофе очень популярен.

1.2. Виды кофе

Кофе – напиток с проникновенным ароматом, бодрящим вкусом, многовековой историей и огромным числом рецептов. Его нельзя рассматривать как простой продукт потребления. Это огромное число видов, сортов и вариантом использования.

Вкусовые качества кофе зависят от того, где выращен кофейный куст. Все зависит от технологии и сложившихся традиций в выращивании и обработке кофейных зерен. Очень отличаются друг от друга географические, климатические и геологические условия произрастания кофе. Эти обстоятельства оказывают влияние на биохимическийсостав кофейного зерна, что отражается в ароматических и вкусовых качествах. Основными странами-лидерами по выращиванию кофе считаются Индия, Эфиопия, Кения, Колумбия, Бразилия.

Если верить легенде, то в Индии все начиналось с семи кофейных зерен. Некий Будан привез из Йемена эти семь зерен. А сегодня в Индии около 125000 кофейных плантаций.

Исторической родиной кофейного дерева считается Эфиопия. Около 60% урожая местные жители собирают с дикорастущих деревьев и кустарников. Высококачественные зерна кофе созревают благодаря сухому жаркому африканскому климату.

Кения считается родиной одного из самых лучших кофе в мире. Местный Департамент кофе следит за тем, чтобы у кофе преобладали цитрусовые и ягодные вкусовые оттенки.

Колумбийский кофе обладает нежным колоритным ароматом и глубоким насыщенным вкусов. В Бразилии более четырех миллионов кофейных деревьев. Климат Бразилии идеален для кофе среднего качества.

Видов кофе, если рассматривать его как продукцию, насчитывается несколько десятков, но только 3 из них представляют интерес как промышленный товар. Это робуста, арабика и либерика (Приложение 1).

Самый признанный по качеству сорт - арабика. Невысокое дерево, достаточно капризное и не слишком урожайное, но дающее ароматные плоды высокого качества. Именно зерна арабики в составе любой разновидности кофе придают напитку характерный ему богатый аромат, приятный мягкий вкус и хорошую золотистую пенку. Самым популярным сортом арабики выступает Бразильский Бурбон и Сантос. Зерна арабики продолговатые, неровные, с содержанием кофеина в 1-1,5%.

Робуста занимает примерно 30% от общей доли производства кофе. Ее деревья гораздо выше, зерна более округлые с высоким содержанием кофеина. Напиток из робусты признан самым крепким кофе с выраженными горьковатыми нотами. Робусту почти всегда сочетают с арабикой, чтобы придать смеси крепости, плотности и легкой горчинки. Растворимый кофе производят преимущественно из робусты. Несмотря на устойчивость к болезням и неприхотливость, деревья робусты выращиваются на ограниченном количестве плантаций.

Либерика – самый редкий из всех видов выращиваемого кофе. Его деревья высокие, низкоурожайные, со средним качеством зерна. Используется как дополнительный сорт в составе купажей.

Самый дорогой вид кофе - копи лувак (кофе лювак). Почему же он такой дорогой? Главным действующим лицом в цепочке производства самого дорогого кофе является пальмовая циветта, маленький зверек, напоминающий норку. Процесс изготовления, этого изысканного кофе заключается в следующем: циветты поедают свежие кофейные ягоды, которые в их желудках и кишечнике, за счет особых ферментов подвергаются обработке. Кофейные зёрна, которые естественным путём покидают пищеварительный тракт зверьков, сушатся на солнце, затем тщательно промываются, после чего вновь высушиваются на солнце и только потом обжариваются.

Для получения качественного кофе люди пользуются в основном двумя способами: обжарка и помол.

Виды кофе в зависимости от способа обжарки играют важную роль в формировании вкуса готового напитка. Различают следующие степени обжарки зерен:

- начальная, способствующая легкому раскрытию вкуса и аромата зерна, используется для элитной арабики;

- слабая, или скандинавская, в результате которой зерно слегка растрескивается и приобретает светло-коричневый цвет;

- средняя, целью которой является высвобождение части маслянистых смол и регулировка кислотности, используется для приготовления эспрессо;

- сильная, позволяет получить самый крепкий кофе, цвет зерна темно-коричневый, маслянистый, трещины ярко выражены.

Максимальное высвобождение кофеина, смол и горечей происходит при сильной степени обжарки. Из таких зерен получают самый крепкий кофе, бодрящий и тонизирующий. Его цвет может доходить до черного, а зерно интенсивно блестит за счет выделившихся на поверхность масел. Иногда к сильной обжарке прибегают, чтобы завуалировать низкое качество кофе и скрыть его вкусовые особенности.

Помол - второй способ подготовки зерен к употреблению. Молотый кофе не может долго сохранять вкус и аромат, поэтому надо молоть зерна только перед употреблением.

1.3. Состав кофе

В состав кофе входит просто огромное количество различных веществ. Среди продуктов естественного происхождения по количеству входящих компонентов зерна кофе остаются рекордсменами. В них есть не только органические, но и неорганические компоненты.  Химический состав кофе очень сложен и запутан. По самым скромным подсчетам ученых, в кофе содержится около 1200 веществ. 

Влияние многих из них на наш организм практически не изучено. Большую часть составляют ароматические вещества. Именно благодаря этим летучим соединениям кофе так завораживает нас своим потрясающим ароматом. Они также влияют непосредственно на вкус, который приобретает напиток. Так как вкус кофе зависит именно от летучих соединений, столь важно хранить кофе в плотно закрытой герметичной посуде или специальных пакетах. Главный враг кофе – кислород. Под его воздействием компоненты кофе быстро окисляются, а также улетучиваются.

Состав кофе отличается сложностью. Но его основные компоненты хорошо известны (Приложение 2). Самый главный среди них – кофеин. [1] Концентрация остальных веществ будет напрямую зависеть от сорта кофе и той почвы, на которой он вырос. Кстати, многие вещества появляются во время обжаривания зерен. Около 80% из них отвечают за вкус конечного напитка. Кофе состоит из:

алкалоидов;

фенольных соединений;

белков;

сахара и полисахаридов;

органических кислот;

липидов;

минералов;

аминокислот и т.д.

Более половины веществ, содержащихся в кофе – углеводы. Именно они отвечают за тело напитка, придают ему плотность и образуют пышную пенку. В зернах арабики до 9% сахарозы, в робусте этот показатель ниже и составляет 3-7%.

Во время температурной обработки большая часть сахара теряется. Но именно благодаря сахару при обжарке в зернах запускается химическая реакция, которая приводит к образованию большого количества органических кислот, формирующих итоговый вкус напитка. Показатель кислотности играет важную роль в оценке качества того или иного сорта арабики или робусты.

Как правило, растворимый напиток содержит меньше кофеина, чем зерновые сорта.

В производстве часто используются поврежденные зерна, которые не годятся в продажу. В процессе экстракции теряются летучие вещества, отвечающие за аромат. Компании-изготовители стараются исправить положение, добавляя кофейное масло и вкусовые добавки. В результате состав такого напитка отличается от натурального в худшую сторону.

1.4. Кофеин и влияние кофе на организм человека

Именно кофеин является главным действующим веществом в кофе. Благодаря его воздействию наш организм заряжается бодростью, повышается тонус сосудов, улучшается работа головного мозга, ЖКТ и других систем. Неспроста кофеин был зачислен в список лекарственных веществ. Он давно используется в некоторых лекарственных средствах. Самое известное из низ – Цитрамон.

Кофеин – самый важный среди алкалоидов, которые содержатся в кофейных зернах. У него нет цвета и запаха. В водном растворе он имеет привкус горечи. [2] В разных сортах кофе содержится разное количество кофеина. От его концентрации напрямую зависит качественная характеристика сырья. Чем его больше, тем зерна кофе дороже ценятся.

Почему же кофеин так влияет на наш организм? Это алкалоид, который способен стимулировать работу центральной нервной системы. Именно эта его способность обеспечивает столь бурную реакцию человеческого организма на напитки с высоким содержанием кофеина. Любопытно, что получили кофеин впервые именно из зерен кофе. Потому это вещество и было названо кофеин. Именно этот мощный алкалоид обеспечивает тонизирующее воздействие кофе. Впрочем, этот напиток не только тонизирует, но и повышает работоспособность, физическую и умственную. Чтобы обеспечить подобное тонизирующее воздействие, производители кофе строго следят за уровнем кофеина в зернах, которые они используют. Норма – не меньше, чем 0,7 %. Именно такое содержание алкалоида обеспечивает устойчивое тонизирующее воздействие кофе.

От чего же зависит конечный уровень содержания кофеина в кофейных зернах? В первую очередь, играет роль степень вызревания зерен. Чем они лучше вызрели, тем больше кофеина в них накопилось. Также немаловажную роль играет обжарка зерен. Чем сильнее они обжарены, тем большая концентрация кофеина. Если поддерживается рекомендуемая концентрация, то в чайной ложке перемолотого кофе содержится около 0,1 – 0,2 гр. кофеина в чистом виде. Этого количества будет вполне достаточно для того, чтобы получить выраженный тонизирующий эффект. А вот повышать эту дозу врачи не рекомендуют. В противном случае можно получить негативный ответ организма на передозировку кофеина. Максимальная доза, которую можно себе позволить – это концентрация 0,3 гр. кофеина в один прием. После этого стоит в течение 3-4 часов полностью воздерживаться от употребления кофе.

Популярные напитки с кофеином это:

Кофе. Концентрация вещества зависит от сорта и крепости напитка. В одной чашке (150 мл) зернового кофе может быть от 80 до 115 мг, растворимого – около 70 мг, в эспрессо (37мл) – примерно 75 мг.

Чай. В одной чашке (150 мл) может быть от 20 до 50 мг. Чем дольше заваривается напиток, тем больше в нем будет этого вещества.

Энергетические напитки – в 150 мл около 48 мг.

Кола – в одной чашке от 15 до 35 мг.

Какао – в 150 мл около 6 мг.

Кроме этого кофеин содержится в:

таблетках кофеина – бывают разной концентрации. В одной штуке содержится от 50 до 200 мг;

в шоколаде – дозировка зависит от сорта. В молочной плитке – 15 мг, в горькой – 90 мг.

Так чем же вреден кофеин?

Он снижает усвоение кальция в организме. Из-за частого употребления кофеиносодержащих напитков в желудке нарушается кислотно-щелочной баланс. Степень усвоения полезных веществ снижается, поэтому организм вынужден восполнять недостаток кальция, заимствовав его из костей. Со временем это может привести к появлению остеопороза (хрупкости костей).

Из-за сильного мочегонного действия происходит обезвоживание организма.

Сильная стимуляция нервной системы вызывает нарушение сна и повышает раздражительность. [3]

В больших дозах вызывает скачки артериального и глазного давления, что особенно опасно для людей пожилого возраста.

Противопоказан при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Особенно гнетущее действие оказывает в сочетании с алкоголем и сигаретами.

Из-за постоянной стимуляции секреции желудка возникают проблемы с ЖКТ, а людям с повышенной кислотностью его вообще не стоит употреблять.

Сужение сосудов головного мозга приводит к недостаточному притоку крови, что способствует раннему старению.

Положительные свойства:

Снятие спазма гладкой мускулатуры сосудов и внутренних органов, улучшение проходимости дыхательных путей, стимуляция поперечнополосатой мышечной ткани.

Расширение бронхов за счет повышения частоты и глубины дыхания.

Улучшение работоспособности, снижение утомляемости, избавление от сонливости.

Снижения риска возникновения болезней сердца и сосудов.

Стимуляция деятельности головного мозга, что способствует лучшей концентрации внимания и сосредоточенности.

Уменьшение вероятности появления диабета.

Снижение количества артериальных бляшек, что, в свою очередь, уменьшает вероятность появления болезни Альцгеймера.

Увеличение секреции желудочного сока.

Натуральный кофе пить можно и нужно, но в умеренных дозах и в первой половине дня.

Растворимый кофе:

Вред и польза употребляемого растворимого кофе сильно отличаются от вреда и пользы натурального. Но именно растворимый кофе несёт в себе дополнительную угрозу вашему здоровью.

1. Чтобы не сулила нам реклама о ста процентной натуральности растворимого кофе, доля кофейных зёрен в растворимом кофе составляет всего лишь менее 15 %. Остальное составляющее данного продукта являются, красители, консерванты и ароматизаторы.

2. Неоспоримым является тот научно доказанный факт, что консерванты, содержащиеся в растворимом кофе, негативно влияют на правильный обмен веществ и провоцируют возникновение жировых отложений. И на каких бы вы диетах не сидели, и какими бы тренировками вы себя не нагружали – пока вы пьёте растворимый кофе, от них вам избавиться не удастся.

3. Вред растворимого кофе ярко выражен у людей, страдающих заболеваниями печени и желудка. Вещества, добавляемые в состав растворимого кофе, оказывают мощное раздражающее действие на слизистую оболочку желудка, что может привести к возникновению гастрита или даже язвенной болезни.

4. Если говорить о таком преимуществе, как польза растворимого кофе, то можно отметит, пожалуй, только одно качество. Это быстрота и простота его приготовления. Ведь нехватка времени – это главная проблема современного человека.

2. Практические основы изучения наличия кофеина в растворимом кофе и его влияние на человека

2.1. Анкетирование

Узнав столько нового о кофе, мне стало интересно, а что знают мои сверстники и учителя о таком известном продукте? Я решила провести анкетирование среди учителей и учащихся нашей школы, задав некоторые вопросы (Приложение 3). В анкетировании приняли участие 119 человек. В результате мы выяснили, что 113 человек любят и покупают растворимые сорта кофе и только 6 человек выбрали кофе в зёрнах.

Результаты анкетирования представлены в таблице:

Таблица 1.

 

14 – 20 лет

20 – 30 лет

30 – 50 лет

Да,

%

Нет,

%

Затруд-

няюсь, %

Да,

%

Нет,

%

Затруд-

няюсь,%

Да,

%

Нет,

%

Затруд-

няюсь,%

Употребляете ли Вы кофе

77

23

-

100

-

-

83

17

-

Как часто Вы пьёте кофе

Несколько раз в день-55

Редко-24

Не пью-21

Несколько раз в день-75

Редко-25

Несколько раз в день-67

Редко-25

Не пью-8

Какую марку кофе вы покупаете наиболее часто

Образец 1-51

Образцы 5 и 4-33

Образцы 3 и 2-10

Зерновое-6

Образец 5-50

Образец 1-25

Образец 3-25

Зерновое-0

Образец 1-40

Образцы 5 и 4-30

Образцы 3 и 2-20

Зерновое-10

Есть ли положительное влияние кофе на организм человека

51

21

28

25

50

25

58

8

34

Есть ли отрицательное влияние кофе на организм человека

69

16

15

75

25

-

42

34

24

Употребляют ли кофе ваши родители, родственники

96

4

-

100

-

-

83

17

-

Вывод: По результатам проведенной работы можно сделать вывод, что при огромном выборе кофе, почти все учащиеся выбрали растворимый кофе. Большинство опрошенных часто употребляют кофе. Большая часть людей считают, что кофе одновременно оказывает, как оздоравливающее, так и ослабляющее воздействие на организм.

2.2. Изучение химических свойств кофе

Качество растворимого кофе мы определяли по следующим показателям: органолептическим (внешний вид и цвет, аромат и вкус) и физико-химическим (определение полной растворимости, выделение кофеина методом возгонки, качественная реакция на кофеин и определение влаги). [6]

Большинство людей пьют кофе растворимый, поэтому для исследования мы взяли 5 наиболее популярных видов кофе:

1. Образец 1 (растворимый сублимированный кофе 100 % арабика, цельные гранулы темной обжарки темно-коричневого цвета, ощущается жженый вкус, как будто зерна были пережарены, насыщенный аромат, Швейцария)

2. Образец 2 (растворимый сублимированный кофе, производимый из арабики, выращенной в Танзании и Южной Америки, медленной равномерной ручной обжарки. Гранулы кристаллической формы, темные и светлые, разные по размерам, но при этом все они целые, порошок не наблюдается. Еще один секрет бренда – в охлаждении после обжаривания. Зерна не охлаждают водой. Они до десяти дней находятся на прохладном альпийском воздухе, дожариваясь своим теплом. Изысканно тонкий и гармоничный аромат при таком равномерном остывании полностью сохраняется. Богатый вкусовой букет с хорошим балансом между кислотностью и горечью и долгим послевкусием, Швейцария)

3. Образец 3 (растворимый сублимированный кофе 100% арабика, высокогорная сушка под солнцем, щадящая обжарка зерен, крупные гранулы коричневого оттенка, отличается высокой крепостью, гармоничное сочетание горечи и кислинки, Германия)

4. Образец 4 (растворимый сублимированный кофе из бразильской арабики. Цельные гранулы коричневого цвета. Крепкий напиток с кофейным ароматом и вкусом чёрного шоколада с горчинкой. Бразилия)

5. Образец 5 (растворимый сублимированный кофе сорта арабика и робуста, приготовленный по технологии «сушка замораживанием», что формирует красивые кристаллы. Более сильная обжарка делает его темнее и крепче, чуть более горьким, аромат насыщенный, Нидерланды)

Изучение растворимого кофе проводили с каждым видом кофе отдельно (Приложение 4). Внешний вид и цвет определили визуально, при ярком рассеянном освещении в части объемной пробы продукта. Кофе растворимый сублимированный - гранулы коричневого цвета, разной степени интенсивности, вкус и аромат свойственные данному продукту с различными оттенками.

Определение полной растворимости.

Метод заключается в определении продолжительности растворения навески кофе в горячей и холодной воде.

Навеску растворимого кофе массой 2,5 г. поместили в стакан и растворили в 150 мл. горячей 96°C - 98°C воды. По ГОСТу 32776 – 2014 (Кофе растворимый.[5] Общие технические условия (с поправками)) продолжительность растворения не должна превышать 0,5 минуты. Образцы всех видов кофе хорошо растворились в горячей воде (при температуре 96°C - 98°C). Растворы имеют коричневую и темно-коричневую окраску (Приложение 5).

Аналогично провели растворение навески в холодной 18°C - 20°C воде. По ГОСТу 32776 – 2014 (Кофе растворимый. Общие технические условия (с поправками)) продолжительность растворения не должна превышать 3 минуты. У двух образцов растворимого кофе: образец 1 и образец 4остались нерастворимые частицы, поэтому можно считать растворимость этих образцов неполной. Остальные три образца хорошо растворились в холодной 18°C - 20°C воде (Приложение 6).

Выделение кофеина методом возгонки.

В фарфоровую чашечку насыпали 1 г. предварительно растертого сухого кофе (Приложение 7), накрыли её воронкой с заткнутым ватным тампоном отверстием и нагревали 10 минут (Приложение 8).

Сначала на внутренней части воронки конденсируются капельки воды, а затем начинает возгоняться кофеин, белые тонкие кристаллы которого осаждаются на холодных стенках воронки. Нагревание прекращают и после полного охлаждения фарфоровой чашки кристаллы кофеина в виде белых шелковистых игольчатых кристаллов счищают со стенок воронки и растворяют в 1 мл. воды.

Качественная реакция на кофеин.

К водному раствору кофеина при нагревании прибавляют 1-2 капли раствора йода в йодиде калия и наблюдают оранжево-красный или кирпично-красный осадок (Приложение 9).

В ходе эксперимента доказали, проведя качественные реакции, что в состав кофе всех видов – входит кофеин. Содержание кофеина во всех образцах разное. Полученные нами результаты отличаются от статистических печатных данных. Наши исследования показали наличие наибольшего содержания кофеина в кофе образец 3 и образец 2. Наименьшее показал кофе образец 1. Данные результаты могут быть связаны с разными технологическими способами обработки кофе.

Определение влаги в растворимом кофе.

Чистую пустую фарфоровую чашечку (81,45 г.) и 100,5 г. прокалённого песка сушат в открытом виде при температуре 105°C в сушильном шкафу до постоянной массы.

Из аналитической пробы концентрата берём в высушенную фарфоровую чашечку навеску массой 3 г. с погрешностью не более ± 0,001 г. осторожно перемешиваем с песком и помещаем в открытом виде в сушильный шкаф с температурой 105°C на 4 часа (Приложение 10). После этого чашечку вынимаем из сушильного шкафа тигельными щипцами, закрываем крышкой, охлаждаем в эксикаторе 20-30 минут и взвешиваем (Приложение 11).

Результаты представлены в таблице:

Таблица 2.

Наименование кофе

Масса навески кофе, г (m)

Масса бюксы с навеской до высушивания, г ( )

Масса бюксы с навеской после высушивания, г ()

Образец 1

3,00

68,20

68,00

Образец 2

3,00

64,65

64,60

Образец 3

3,00

62,20

62,05

Образец 4

3,00

68,25

68,10

Образец 5

3,00

37,00

36,95

Массовую долю влаги x, найдем с помощью формулы:

x

Определим массовую долю влаги в исследуемом кофе:

= = = 6,(6) 7%

= = = 1,(6)% 2%

= = = 5%

= = = 5%

= = = 1,(6)% 2%

По ГОСТ 29148-97 «Кофе натуральный растворимый. Технические условия» массовая доля влаги (х, %) в норме в течение срока хранения не должна превышать 6%. Таким образом, четыре исследованные образца кофе по содержанию влаги соответствуют ГОСТу. Кофе образец 1 имеет наибольшее содержание влаги 7 % и не соответствует ГОСТу.

2.3. Рекомендации по употреблению кофе

Таким образом, кофе — полезный напиток, обладающий многими «лекарственными» свойствами. Но как каждое лекарство, при приёме в больших дозах может приводить к негативным последствиям. Поэтому злоупотреблять большим количеством кофе не следует. Главный принцип, которым должен руководствоваться истинный любитель кофе - умеренность. Медики настоятельно рекомендуют в течение дня выпивать не более 2-3 чашечек кофе этого «магического напитка». При этом кофе категорически противопоказан людям, страдающим бессонницей, гипертонией, повышенной возбудимостью и другими заболеваниями. Лучше выбирать 100% натуральный кофе и пить его с молоком или сливками для смягчающего действия на слизистую желудка. [4] Нужно стараться стимулировать свой организм не напитками, а активным образом жизни. Тогда кофе будет не так нужен. Производителям нужно информировать население о содержании кофеина, на упаковках кофе, с целью выбора наиболее подходящего сорта, с учетом индивидуальных особенностей организма.

3. Заключение

В ходе исследовательской работы было выявлено, что кофе является напитком с широкой географией и богатой историей. В самом начале работы перед нами стояла задача изучить химический состав кофе, получить кофеин и рассмотреть его влияние на организм человека. Изучение растворимого кофе проводили по органолептическим показателям с каждым видом кофе отдельно.

Результаты представлены в таблице:

Таблица 3.

Характеристика/Виды кофе

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Образец 4

Образец 5

Растворимый сублимированный

Да

Да

Да

Да

Да

Сорт

Арабика

Арабика

Арабика

Арабика

Арабика и робуста

Гранулы

Цельные гранулы темной обжарки темно-коричневого цвета

Гранулы кристаллической формы, темные и светлые, разные по размерам, но при этом все они целые, порошок не наблюдается

Крупные гранулы коричневого оттенка

Цельные гранулы коричневого цвета

Красивые кристаллы

Вкус

Ощущается жженый вкус, как будто зерна были пережарены

Богатый вкусовой букет с хорошим балансом между кислотностью и горечью и долгим послевкусием

Отличается высокой крепостью

Вкус чёрного шоколада с горчинкой

Более сильная обжарка делает его темнее и крепче, чуть более горьким

Аромат

Насыщенный аромат

Изысканно тонкий и гармоничный аромат

Гармоничное сочетание горечи и кислинки

Крепкий напиток с кофейным ароматом

Аромат насыщенный

Страна производства

Швейцария

Швейцария

Германия

Бразилия

Нидерланды

Также в условиях школьной лаборатории мы провели качественные реакции по физико-химическим показателям растворимого кофе, с помощью которых в разных марках кофе был найден кофеин. Выделяли кофеин методом возгонки и провели качественную реакцию на кофеин. Содержание кофеина во всех образцах получили разное. Полученные нами результаты отличаются от статистических печатных данных. Данные результаты могут быть связаны с разными технологическими способами обработки кофе. При определении полной растворимости мы выявили, что образцы всех видов кофе хорошо растворились в горячей воде, но у двух образцов кофе остались нерастворимые частицы в холодной воде.

Вдобавок определили влагу в растворимом кофе. Четыре исследованные образца кофе по содержанию влаги соответствуют ГОСТу. Один образец кофе имеет наибольшее содержание влаги и не соответствует ГОСТу.

Провели анкетирование учащихся и выяснили их отношения к кофе. Пришли к выводу о том, что действие кофе на организм не однозначно (то, что противопоказано одним, может оказаться полезным для других) поэтому необходимо четко представлять, какими же свойствами обладает этот напиток.

Таким образом, мы считаем, что цель нашей исследовательской работы достигнута. В рамках исследования нами составлены рекомендации для безопасного употребления кофе.

 

Список литературы

1. Кнунянц И.Л. Химическая энциклопедия [Текст]/Советская Энциклопедия, Москва: том 2, 1990 г. – 673 с.

2. Осипов Ю.С. и НРС. Большая Российская Энциклопедия [Текст] / Научное издательство «БРЭ», Москва: том 15, 2010 г. – 766 с.

3. Черных В.П. и др. Органическая химия [Текст] / Харьков, 2007 г.- 776 с.

4. Шилина Н. Чай, кофе и горячий шоколад [Текст] / ООО «Белфарпост», 1997 г.- 112 с.

5. ГОСТ 32776 – 2014 Кофе растворимый. Общие технические условия (с поправками)

6. Сайты Интернет: https://mobile.studbooks.net/1547004/marketing/Определение_физико химических показателей кофе.

7. www.kaffein.ru

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Опрос

Употребляете ли Вы кофе?

- Да

- Нет

Как часто Вы пьёте кофе?

- Несколько раз в день

- Один раз в день

- Несколько раз в неделю

- Несколько раз в месяц

________________________ Укажите свой вариант ответа

Какую марку кофе вы покупаете наиболее часто?

________________________

Как Вы думаете есть ли положительное влияние кофе на организм человека?

- Да

- Нет

- Затрудняюсь ответить

Как Вы думаете, есть ли отрицательное влияние кофе на организм человека? 

- Да

- Нет

- Затрудняюсь ответить

Употребляют ли кофе ваши родители, родственники?

- Да

- Нет

Приложение 4

Изучение растворимого кофе

Образец 1 Образец 2


 

Образец 3 Образец 4

Образец 5

Приложение 5

Определение полной растворимости в горячей воде

Приложение 6

Определение полной растворимости в холодной воде

Приложение 7

Выделение кофеина методом возгонки. Предварительно растертый сухой кофе

Приложение 8

Выделение кофеина методом возгонки. Нагревание

 

Приложение 9

Качественная реакция на кофеин

Приложение 10

Определение влаги в растворимом кофе

Приложение 11

Определение влаги в растворимом кофе. Охлаждение в эксикаторе

Просмотров работы: 18