XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение химического состава наиболее часто потребляемых сортов шоколада

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Галанин Н.Д. 1

---

1Муниципальнoе бюджетное общеобразовательное учреждение Березовская средняя школа; МБОУ «Березовская СШ»

Панькина О.Е. 1

---

1Муниципальнoе бюджетное общеобразовательное учреждение Березовская средняя школа; МБОУ «Березовская СШ»

Работа в формате PDF

631.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В настоящее время шоколад является одним из самых распространённых сладких продуктов питания среди людей. Практически в каждом магазине любой желающий может приобрести плитку шоколада. Но нас шоколад заинтересовал не с потребительской точки зрения, а с позиции исследования качества данного продукта. Какой шоколад более качественный? На что нужно обращать внимание при выборе шоколада? Ответ на эти вопросы позволит получить исследование наиболее часто потребляемых сортов шоколада.

Цель исследования: изучение химического состава шоколада наиболее часто потребляемых сортов.

Гипотеза: шоколад является продуктом питания, следовательно в его состав входят белки, жиры и углеводы и возможно другие органические вещества, оказывающие как положительное, так и отрицательное физиологическое воздействие на организм.

Объект исследования: плитки шоколада наиболее часто потребляемых сортов (шоколад горький – образец 1, молочный шоколад – образец 2, шоколад белый – образец 3)

Предмет исследования: химический состав шоколада наиболее часто потребляемых сортов.

Задачи:

Изучить и проанализировать литературные источники, позволяющие познакомиться с историей возникновения шоколада, его составом, физиологической ролью основных компонентов, входящих в состав наиболее часто потребляемых сортов шоколада.

2. Провести социологический опрос населения, с целью выявления уровня знаний респондентов о химическом составе шоколада и о физиологической роли компонентов шоколада на организм человека.

3. Освоить методику определения органических веществ (белков, жиров, углеводов), входящих в состав шоколада.

4. Изучить и сравнить химический состав шоколада наиболее часто потребляемых сортов шоколада.

Методы исследования:

теоретические: анализ литературных источников по теме исследования, анализ, сравнение, теоретическое обобщение; экспериментальные (определение органических веществ белков, жиров, углеводов, входящих в состав шоколада); социологический (социологический опрос) статистические: статистическая обработка результатов и их интерпретация.

Теоретическая часть.

1.1. История возникновения шоколада

Шоколад — шоколадное кондитерское изделие, изготавливаемое на основе масла – какао, являющегося продуктом переработки какао – бобов – семян шоколадного дерева, богатых теобромином и кофеином. с использованием плодов какао.

Слово «шоколад» происходит от слова «чоколатль» — названия напитка из бобов какао, дословно - «горькая вода». История шоколада началась, примерно, 4 тысячи лет назад с египетских десертов, описанных в дошедших до нас папирусах. О шоколаде мир узнал, когда древние племена Майя и Ацтеков обнаружили чудесные свойства какао. Какао-бобы в натуральном виде имеют терпкий привкус. И древние индейские племена Южной Америки не пытались ничем подсластить эту горечь. Первый шоколад представлял собой терпкий горький напиток. Рецепт его приготовления был довольно утомительным. Высушенные на солнце какао-бобы дробились камнями, потом заливались холодной водой. Для огненного вкуса добавлялись острые специи, что-то вроде знакомого всем перчика чили. Современные рецепты «шоколада ацтеков» далеки по своему составу и подаче от истины — готовят его с молоком и подают горячим. Но в них неизменно в качестве компонента присутствует кайенский перец или перец чили.

Шоколадное дерево, не выше 8 метров. Есть у этого дерева любопытная особенность – плоды его растут не на концах ветвей, как, например, яблоки, груши или апельсины, а сидят прямо на стволе. В плодах под защитой мясистой оболочки ровными рядами лежат плоские красноватые или коричневатые семена. Это и есть так называемые «бобы» какао. Майя отличились тем, что побросали бобы какао на землю. Солнце подпалило их, и кто-то из бедняков собрал зерна и кинул в чашку с водой. Получился первый шоколад. В Европе о напитке из какао узнали в 1520-х годах. Первым из европейцев его попробовал испанец Фердинандо Кортес. Выпив лишь чашечку напитка, он понял, что «чоколатль» принесет ему славу в Испании, поэтому он нагрузил целое судно какао-бобами. Испанцы долго держали в секрете рецепт шоколада. Они добавили к напитку корицу, сахар, а также орехи, а горький перец чили перестали добавлять. При этом шоколад принято было употреблять в горячем виде. Но уже в 17 веке шоколад стал известен по всей территории Европы. Первое кафе, где подавали шоколад, было открыто в Лондоне в 1657 году. Шоколад был напитком для богатых. В 1700году англичане додумались добавить в смесь молоко, так появился молочный шоколад. Первые шоколадные фабрики России были открыты в середине 19 века.

1.2. Химический состав шоколада

Основным сырьем для производства шоколада и какао-порошка являются какао – бобы- семена какао -дерева, произрастающего в тропических районах земного шара. -

Шоколад самый сложный по химическому составу пищевой продукт.

В его состав входят вещества: алкалоиды: кофеин, танин и теобромин; нейромедиаторы: дофамин, гистамин; аминокислоты: триптофан, аргинин. Шоколад богат и другими веществами. Например, в нем много калия и не обижен шоколад кальцием, железом и другим микроэлементами. Готовят его на основе какао-продуктов.

Какао-бобы – главное сырье для производства шоколада, непременная и обязательная его часть.

Плоды какао содержат:

* Масло какао 35-50%

* Теобромина 1-4%

* Кофеин 0,2-0,5%

* Белки 15%

* Углеводы 10%

* Минеральные вещества,

*Соли фосфора и калия

Теобромин и кофеин являются природными наркотиками, стимуляторами, входящими в незначительных количествах в состав какао-бобов – ими объясняется тонизирующее действие шоколада на организм человека.

Масло какао состоит из глицеридов кислот: непредельных (это растительные жиры): * олеиновой- 35% *линолевой-3%

Предельных (это животные жиры):

* стеориновой-35%

* пальмитиновой-26%

Углеводы 10%

Масло какао – жирное масло бледно – жёлтого цвета, приятного запаха, температура плавления 28 – 36^оС.

Какой бывает шоколад? Одна из самых важных классификаций – это классификация по составу.

1.3 Классификация шоколада

Темный шоколад делается из тертого какао, сахарной пудры и масла какао.

Изменяя соотношение между сахарной пудрой и какао тертым можно изменить вкусовые особенности получаемого шоколада от горького до сладкого.

Самый горький шоколад продают под названием «горький», менее горький – под названием «темный».

Молочный шоколад с добавлениями изготавливается из тертого какао, масла какао, сахарной пудры и сухого молока.

Белый шоколад готовится из масла какао, сахара, сухого молока и ванилина без добавления какао -порошка, поэтому он имеет кремовый цвет (белый) и не содержит В беломшоколаде какао-порошка нет. Но это не означает, что он вредный. Какао-порошок полностью заменен какао-маслом, которое тоже имеет ряд полезных свойств. Минусы и плюсы белого шоколада.

Сухое молоко, входящее в состав белого шоколада, изготавливается из натурального коровьего молока, поэтому сохраняет практически все полезные свойства. Поскольку в составе белогошоколада отсутствует кофеин, сладость в небольших количествах можно давать детям. -

В зависимости от способа обработки шоколадную массу подразделяют на десертную и обыкновенную.

-Десертная шоколадная масса имеет высокие ароматические достоинства и тонкую дисперсность. Эти свойства она приобретает в результате особо тщательной и длительной обработки. Содержание сахара в ней не более 55%;

-Обыкновенная шоколадная масса обладает более низкими вкусовыми и ароматическими достоинствами и менее тонкой дисперсностью. Содержание сахара в ней не более 63%. Пористый шоколад получают в основном из десертной шоколадной массы, которую разливают в формы на ¾ объёма, помещают в вакуум- котлы и выдерживают в жидком состоянии (при температуре 40° С) в течение 4 часов. При снятии вакуума благодаря расширению пузырьков воздуха образуется мелкопористая структура плитки .

В зависимости от состава шоколад делят на шоколад без добавлений, с добавлениями, с начинкой, диабетический и белый.

-Шоколад без добавлений изготовляют из какао тёртого, сахарной пудры и масла какао. Такой шоколад обладает специфическими свойствами, присущими какао-бобам.

Чем больше в шоколаде какао тёртого, тем более горьким вкусом и более ярким ароматом обладает шоколад и тем более он ценится.

-Шоколад с добавлениями изготовляют из какао тёртого, масла какао, сахарной пудры и различных питательных, вкусовых и ароматических веществ. В качестве добавлений чаще всего используют: сухое молоко, сухие сливки, ядра орехов кофе, вафли, цукаты, спирт, коньяк, ванилин, пищевые эссенции и другое. Соотношение между перечисленными составными частями шоколада отражают особенности его ассортимента и колеблется в широких пределах.

- Шоколад с начинкой приготовляют из шоколадной массы без добавлений и с добавлением молока. Выпускают его в виде плиток, батонов, ракушек и других фигур с различными начинками: ореховыми, помадными, шоколадными, фруктово-желейными, кремовыми, молочными, сливочными. Количество начинки должно быть не более 50% общей массы изделий (Assortid, Coconut).

-Шоколад диабетический предназначен для больных сахарным диабетом. В состав шоколада вместо сахара вводится сорбит, ксилит, маннит.

В зависимости от формы шоколад выпускают в виде плиток, фигур и в порошке. Шоколадные фигуры вырабатывают из десертной шоколадной массы в виде различных пустотелых предметов и фигурок животных. Шоколад в порошке вырабатывают из какао тёртого и сахарной пудры без добавлений и с добавлением молочных продуктов.

1.4. Влияние шоколада на организм человека.

Какое же влияние на наш организм оказывает шоколад?

Польза шоколада.

Стимулирует работоспособность и творческую активность человека.

Способен снять чувство тревоги и поднять настроение.

Черный шоколад в умеренных дозах способен предотвратить сердечно- сосудистые заболевания. Предохраняет от атеросклероза.

В шоколаде присутствует витамин F, снижающий уровень холестерина в крови и уменьшающий вероятность развития инфарктов и инсультов.

В одной плитке шоколада содержится калия, кальция, минеральных веществ и витаминов В1, В12 и РР больше чем в одном зеленом яблоке.

В черном шоколаде очень много железа.

В состав масла какао входят вещества, которые уничтожают бактерии, разрушающие эмаль зубов и вызывающие кариес.

Вред шоколада.

Можно располнеть, так как шоколад высококалорийный продукт – в 100 граммах шоколада содержится от 400 до 700 калорий (белый шоколад гораздо калорийнее черного).

Усиливает работу сальных желез, поэтому если есть шоколад каждый день могут появиться прыщи.

Может вызвать аллергические реакции организма. Положительных воздействий на организм намного больше, чем отрицательных. Тем более, что отрицательные последствия для организма могут наступить только в том случае, если есть шоколада слишком много.

Материалы и методы исследования

2.1. Социологический опрос

В ходе работы над проектом был проведен социологический опрос. В опросе приняли участие учащиеся 10 класса – 18 человек; взрослые (учителя и родители) – 10 человек. Всего в опросе участвовало 38 респондентов. Вопросы анкеты (Приложение 1)

Анализ результатов анкетирования позволил выявить самые популярные виды шоколада (эти виды шоколада были использованы для исследования):

Шоколад молочный пористый

Шоколад тёмный пористый

Шоколад белый пористый

Шоколад молочный

Шоколад тёмный

Предпочтение отдается молочному шоколаду, менее потребляем белый шоколад.

Большинство респондентов считает, что шоколад оказывает отрицательное воздействие на организм.

Чтобы определить, какого качества шоколад, необходимо внимательно изучить информацию на обёртке.

2.2. Анализ этикеток наиболее часто потребляемых сортов шоколада

Состав наиболее часто потребляемых сортов шоколада Таблица (1)

Содержание белков, жиров и углеводов в наиболее часто потребляемых

сортах шоколада

Таблица (2)

В состав белого и молочного шоколада входит эмульгатор лецитин соевый (Е476 - полиглицерин). Получение полиглицерина происходит путём переработки генно-модифицированных продуктов, а именно касторового масла или клещевины. Поэтому сам продукт, который получается на выходе, уже является весьма и весьма сомнительным в плане натуральности и пользы для нашего организма. Существует ряд государств, в которых Е476 запрещен к использованию, так как вызывает заболевание почек и печени. Применяют Е476 для изготовления дешевых сортов шоколада. Благодаря этой пищевой добавке шоколадная масса становится гладкой и однородной. Именно это необходимо для формования, как плиток шоколада, так и шоколадных конфет или фигурных изделий. Такая хитрость значительно снижает исходную цену шоколада и позволяет получать производителям более высокие прибыли. Кроме того, только горький шоколад содержит самый большой процент какао-продуктов. Что позволяет сделать вывод о натуральности данного вида шоколада.

Добавка Е300 – это аскорбиновая кислота (витамин С)

2.3. Определение качественного состава «шоколадной плитки».

Определение в непредельных жирных кислот в шоколаде.

Кусочек шоколада обернули фильтровальной бумагой и надавили на него. На бумаге появились жировые пятна. На пятно поместили каплю 0,5 н. раствора KMnO₄. Образовался бурый MnO₂ из-за протекания окислительно-восстановительной реакции.

Вывод: Проведя опыт на обнаружение непредельных жиров в шоколаде, определено, что непредельные жиры содержатся во всех видах шоколада. Это доказывает, что производители использовали не только твёрдые животные жиры, но и жидкие растительного происхождения., что позволяет значительно удешевить данный продукт (Приложение 2).

Определение углеводов в шоколаде

В пробирку поместили шоколад (примерно 1 см по высоте) и прилили 2 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирки несколько раз встряхнули и профильтровали. К фильтрату добавили 1 мл раствора NaOH и 2–3 капли 10 % раствора CuSO₄. Пробирку снова встряхнули. Появилось ярко-синее окрашивание. Реакцию дает сахароза, являющаяся многоатомным спиртом.

Вывод: опыт показал, что шоколад содержит углеводы. Это подтверждает ярко-синее окрашивание, качественная реакция на сахарозу. Наиболее ярко выражен цвет у белого шоколада, что означает большее количество сахара. Меньшую интенсивность окрашивания имел тёмный. Не дает реакцию на углеводы горький шоколад, что доказывает незначительной содержание углеводов в нем (Приложение 2).

Определение белков в шоколаде (Ксантопротеиновая реакция).

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

Вывод: Проделав ксантопротеиновую реакцию было обнаружено наличие в шоколаде белков, при добавлении HNO3 образуется характерное жёлтое окрашивание. Окраска появляется в результате нитрования ароматических колец аминокислотных остатков белка (тирозин и триптофан). При добавлении к охлаждённой жидкости щёлочи появляется оранжевое окрашивание. Наибольшее содержание белков в молочных шоколадах. В белых шоколадах присутствуют белок в небольших количествах (Приложение 2).

Обнаружение кофеина в шоколаде.

В фарфоровую чашку поместили смесь шоколада и оксида магния в соотношении 2,5:1 (по массе). Накрыли её стеклянной пластинкой и поставили на электроплитку. Нагрели, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина (t_возгпл; t_пл = 235–237°С). Он кристаллизуется по стенкам фарфоровой чашки, а в центре ее конденсируется желто-коричневое масло

Вывод: опыт, позволил определить, как кристаллизуется по краям стеклянной пластинки кофеин, а в центре её конденсируется желтовато-коричневое масло. Кристаллы кофеина наблюдал под микроскопом. Во всех видах темного шоколада присутствует кофеин (Приложение 2).

Заключение

Шоколад – кондитерское изделие, вырабатываемое из бобов какао с сахаром и других пищевых компонентов. В ходе исследования доказанно, что шоколад - очень полезный продукт. Он помогает сохранить здоровыми сердце и сосуды, улучшает работу мозга, повышает настроение человека. Шоколад не вредит здоровью, а укрепляет, но при условии, если его употреблять в меру.

Шоколад оказывает благоприятное влияние на организм. Употребление шоколада снижает вероятность появления инсультов и инфарктов, предохраняет от атеросклерозов, препятствует разрушению эмали и укрепляет иммунитет организма, понижает уровень холестерина в крови. Сто грамм горького шоколада в день улучшают работу сосудов и защищают организм от разрушительного влияния свободных радикалов. Кроме того, шоколад – прекрасная защита от различных стрессовых ситуаций. Выявлено, что все вышеперечисленное не относится к молочному и белому шоколаду, так как: (таблица 1)

1) содержание непредельных жирных кислот в молочном и белом шоколаде выше, чем в горьком. Это объясняется частичной заменой какао-масла на растительный и молочный жиры;

2) отрицательная проба на углеводы с горьким шоколадом свидетельствует о незначительном содержании сахарозы в исследуемом образце, которое сложно обнаружить в условиях школьной лаборатории. Больше всего сахарозы содержится в белом шоколаде;

3)содержание белка в горьком шоколаде выше, чем в молочном и белом за счёт введения в состав сухой молочной сыворотки и молочного жира;

4) положительную пробу на кофеин дал только горький шоколад. Это объясняется высоким (75%) содержанием какао-продуктов;

5) только в горьком шоколаде не были обнаружены посторонние примеси;

6) в состав белого и молочного шоколада входит эмульгатор лецитин соевый

Приложение 1

Анкета

Любите ли вы шоколад?

1)Да

2)Нет

2. Какой шоколад предпочитаете?

1)Горький

2)Молочный

3)Белый

3. Считаете ли вы шоколад вредным или полезным?

1)Считаю полезным

2)Считаю вредным

Приложение 2

Список используемой литературы

Абгарян, Наринэ, Постников Валентин Шоколадный дедушка. Тайны старого сундука / Н. Ю. Абгарян, В.Ю. Постников. – Москва: «АСТ», 2019. – 352 с.

Виноградова Е. Богатство на бобах: [шоколадное путешествие, шоколадные проблемы] // Вокруг света. – 2010. – № 11. – С. 96-106. – (Глобальный механизм).

Воронова, А. Горький шоколад: повесть / А. Воронова. – М.: Эксмо, 2009. – 192 с.

Всё обо всем: Популярная энциклопедия для детей. Т. 7. – М.: Ключ – 1994. – 448 с.

Габриелян О.С., Ф.Н. Маскаев, С.Ю. Пономарев, В.И. Теренин /учебник для общеобразовательных учреждений: Химия 10 класс. Профильный уровень – 10 изд., стериотип. – М.,2020 -318, .:, ил.

Григорьева, А. Путешествие по чужим столам / А.А. Григорьева. – М.: Эксмо: Рудомино, 2006. – 56 с.

Кормье, Роберт Шоколадная война: / Роберт Кормье; пер. с англ. В. Бабков. – Москва: Розовый жираф, 2012. – 248 с. - (Вот эта книга!)

Логинов Д. Земля шоколадного счастья // Смена. – 2006. - №7. – С.170-174.

Роньшин, В.М. Тайна зефира в шоколаде: повести / В. Роньшин. – М.: Пушк. библ.: Астрель: Аст, 2005. – 317 с.

Сокольский И. "Как есть деликатес!": [история шоколада. Виды. Десерты. Советы] // Наука и жизнь. – 2010. – № 1. – С. 74-79. – (Беседы о питании).

[Шоколад] // Большая советская энциклопедия. – 1957. – Т. 48. – С.135.

[Шоколад] // Советский энциклопедический словарь. – 1979. – С 1532.

[Шоколад] // Я познаю мир: история вещей: Дет. энцикл. / Н. Орлова, К. Буровик; худож. Е. Дягерева, Л. Сильянова. – М.: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Астрель», 2002. – С. 315.

Черепашки – ниндзя и большой шоколадный бум: повесть-сказка / подгот. текста И.Е. Войнича. – Мн.: Литература, 1995. – 304 с.

https://allchoco.com/interesnoe-o-shokolade/iz-chego-sostoit-shokolad.html