XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Газированная вода - вода ли это?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Лапина М.Д. 1

---

1МАОУ «Лицей № 35 г. Челябинска»

Шайхисламова С.Ф. 1

---

1МАОУ «Лицей № 35 г. Челябинска»

Работа в формате PDF

787.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Наш организм на 70% состоит из воды. Без достаточного количества воды ни одна клетка не может работать нормально. Для поддержания водного равновесия мы пьем каждый день. Кто-то предпочитает кофе, кто-то чай, соки, газированную воду. Основу любого напитка составляет вода. Помимо воды в напитках содержатся другие вещества, оказывающие воздействие на наш организм. Это воздействие может быть положительным или отрицательным, в зависимости от регулярности и объемов употребления того или иного напитка. Некоторые люди предпочитают воде различные газированные напитки. Поэтому интересно узнать, подходит ли газированная вода для ежедневного употребления и утоления жажды.

Цель исследования: изучение состава газированной воды и её возможное влияние на организм доступными нам способами.

Задачи:

Изучить историю возникновения газированной воды

Узнать мнение врачей и одноклассников о газированной воде.

Изучить химический состав газированной воды доступными школьнику способами:

определить кислотность газированной воды

определить наличие сахара

определить наличие красителей

определить наличие углекислого газа

изучить влияние газированной воды на ткани, содержащие кальций.

Сделать вывод о вреде и пользе.

Издать буклет с советами для любителей газировки.

Объект исследования: газированная вода.

Предмет исследования: влияние газированной воды на организм человека.

Гипотеза: газированная вода не подходит для ежедневного употребления и утоления жажды.

Методы исследования: анализ литературы, беседа, социологический опрос, эксперимент, наблюдение, метод сравнения информации на упаковках различных видов газированной воды, анализ полученных результатов.

Теоретическая часть

История возникновения газированных напитков

Газированная вода (от устаревшего «шипучие воды», просторечное — «газировка») — прохладительный напиток из минеральной или обычной воды, насыщенной углекислым газом [4]. Природная газированная вода известна с древнейших времён и использовалась в лечебных целях [1]. 

Впервые лимонад появился при дворе короля Франции Людовике I, когда его виночерпий случайно спутал бочку с соком и вином. Виночерпий уже спешил к королевскому столу, когда заметил свою ошибку, но так как времени было совсем мало, то решил добавить в сок минеральную воду и уже мысленно распрощался не только со своим постом, но и с головой. Король попробовал напиток и довольно благожелательно отметил его вкусовые качества. С тех самых пор, среди аристократии появился полезный и лечебный напиток на минеральной воде — лимонад.

В Россию лимонад привез Пётр I, и этот напиток сразу стал одним из самых любимых при его дворе. Далее его начало употреблять купечество и все прочие сословия, которые имели возможность делать этот напиток.

Открытие же секрета газированной воды было неожиданным. Английский священник-ученый Джозеф Пристли (1733-1804 гг.), живший по соседству с небольшой пивоварней, заинтересовался, что за пузырьки газа выделяет пиво при брожении. Он водрузил два контейнера с водой над варящимся пивом. Через некоторое время вода насытилась пивным углекислым газом. Попробовав получившуюся жидкость, Пристли был поражен ее неожиданно приятным резким вкусом, и в 1767 г. он собственноручно изготовил первую бутылку газированной воды.

Уже в 1770 г. шведский химик Торберн Улаф Бергман (1735— 1784 гг.) сконструировал прибор сатуратор, с помощью которого стало можно производить газировку в больших количествах. Ювелир Якоб Швепп изобрел промышленную установку для производства газированной воды. Schweppes стала первой в мире компанией, производящей безалкогольные газированные напитки. Она существует до сих пор.

В 1886 году впервые были выпущены в продажу и поныне существующие напитки - Coca-Cola и Dr. Pepper. Изначально Coca-Cola производилась из настойки листьев коки и орехов кола. Аптекарь Джон Пембертон придумал рецепт сиропа, предназначенного для лечения головной боли и простуд и догадался разбавить его газированной водой.

В Российской Империи в XIX веке выпускали свою газировку — «сельтерскую воду». В 1887 году в Тифлисе аптекарь Митрофан Лагидзе начал изготавливать газировку с примесью натуральных сиропов — вишнёвого, грушевого, лимонного. А позднее появилась и добавка — экстракт эстрагона. Так появился «Тархун».

В 1920-х в СССР начался промышленный выпуск сладкой газировки в стеклянных бутылках: «Дюшес», «Крем-сода», «Ситро». Кроме того, в Советском Союзе часто делали лимонад дома при помощи сифона. Сифон — бытовой сосуд для приготовления газированных напитков [5].

Полезные и вредные компоненты.

Химия внесла значительный вклад в производство газировки. Начали использовать ароматизаторы, сахарозаменители, красители, консерванты. Эти вещества могут причинить вред детскому здоровью.

В то же время некоторые компоненты газированной воды нужны организму. Например, углеводы являются основным источником энергии для организма [2]. Вода является средством утоления жажды. А углекислый газ природных вод определяет их лечебные свойства для лечения разных заболеваний [1].

Попробуем разобраться, чего же все-таки больше в газированной воде, пользы или вреда.

Глава II. Практическая часть

2.1. Социологический опрос

Чтобы выяснить предпочтения в напитках у ребят, мы опросили 26 учеников нашего класса. И вот что у нас получилось: 96% ребят любят газированную воду, при этом 69 % из них считают газированную воду вредной, 8% - полезной, остальные 23% думают, что особого вреда или пользы в ней нет. [Приложение А]

Половина ребят нашего класса (50%) предпочитает кока-колу, 12 % любят все виды сладкой газированной воды, по 8 % - разливной лимонад и спрайт, по 1 человеку (4%) любят боржоми, тархун, байкал, фанту, липтон и ессентуки. [Приложение Б]

Тогда мы решили исследовать наиболее популярные в нашем классе виды газировки, взяв четыре образца сладкой газированной воды и один образец минеральной воды. Прочитав информацию на этикетках газированной воды, мы выяснили, что все сладкие газированные напитки содержат воду, углекислый газ, красители, кислоты и ароматизаторы. Образец 1 содержит ортофосфорную кислоту (E338) и кофеин. Образец 3 содержит тартразин (E102), оказывающий отрицательное влияние на активность и внимание детей. Образец 4 содержит минеральные соли и воду. Образец 5 содержит сахарозаменитель аспартам (Е951) натуральные ароматизаторы. Все напитки (кроме пятого образца) содержали от 9 до 12 г углеводов на 100 мл. Образец 2 продается без этикетки, и изучить его состав не удалось.

2.2 Беседа с врачами.

Школьный врач Попова Людмила Ивановна и врач-терапевт Лапин Дмитрий Олегович рассказали, что сладкие газированные напитки угрожают здоровью человека из-за своего состава. В состав некоторых напитков входит кофеин, оказывающий возбуждающее действие. Он увеличивает сердцебиение, нарушает сон. Сладкие газированные напитки замедляют пищеварение, способствуют отложению жировых запасов, так как содержат много калорий. Углекислый газ растягивает стенки желудка и повышает выделение желудочного сока. Вкусовые добавки, красители и консерванты раздражают слизистую оболочку желудка. Печени и почкам приходится обезвреживать их и удалять.

2.2. Исследование газированных напитков

Вкусовые свойства газированных напитков

Образец 1 имеет темно-коричневый цвет, сладкий вкус и карамельный запах.

Образец 2 – коричневого цвета, сладкий с химическим привкусом, имеет резкий запах груши.

Образец 3 имеет ярко-зеленый цвет, очень сладкий вкус эстрагона, и невыраженный запах

Образец 4 – прозрачная, несладкая газированная вода, его вкус похож на соду.

Образец 5 – светло-коричневая, с сильным запахом карамели, у него сладкий вкус.

Химический состав газированных напитков

Опыт №1. Определение pH среды газированных напитков

Оборудование: стаканы с образцами газированной воды и обычной водой, индикаторная бумага.

Индикаторная бумага – это бумага, покрытая особым веществом, которое меняет цвет в зависимости от кислотности среды. Мы погружали полоски индикаторной бумаги в газировку. Бумага меняла цвет. Мы сравнивали цвет с образцом на баночке и получали значение pH. Нейтральная pH соответствует 7, такую кислотность имеет обычная вода. Розовый цвет индикатора говорит о том, что раствор является кислым. Зеленый и синий цвет – значит раствор щелочной.

Результат:

Вывод: изменение окраски индикатора свидетельствует о наличии кислот во всех видах сладкой газированной воды. Образец 4 имеет слабощелочную реакцию, вода – нейтральную.

Кислоты, содержащиеся в пищевых продуктах, способствуют развитию кариеса [3], могут вызвать воспаление желудка. [Приложение В]

Опыт № 2. Обнаружение сахара в газированной воде

Оборудование: стаканы с образцами газированной воды и обычной водой, сухие дрожжи, воздушные шарики.

Ход опыта: В бутылки с напитками насыпали по 1 чайной ложке сухих дрожжей, надели воздушный шарик и оставили на сутки. В растворе дрожжи поглощают сахар и выделяют углекислый газ. Этот процесс называется брожение. Мы наблюдали, что на некоторых бутылках шарик наполнился газом и надулся, значит, в этих растворах есть сахар. В остальных шарик остался сдутым, так как там нет сахара.

Результат:

 Вывод: Образцы 1, 2 и 3 содержат сахар. Образцы 4, 5 и вода сахара не содержат. Образец 4 при этом имеет сладкий вкус, значит, он содержит сахарозаменители. Продукты с сахарозаменителями не рекомендовано давать детям, они имеют много побочных эффектов, например, аспартам может вызвать головную боль, депрессию, судороги. [Приложение Г]

Углеводы должны составлять 70% дневного рациона [7]. Потребности в углеводах у ребенка 7-8 лет составляют 300 г в сутки, но легкоусвояемых должно быть не более 1\4, то есть 75 г [6,7]. Причем это должен быть не только сахар, а мед, варенье [8]. 1 литр кока-колы или тархуна содержит 100 г сахара, значит полностью покрывает суточную потребность ребенка в легкоусвояемых углеводах. Избыточное потребление сахара приводит к ожирению, диабету [9] и вызывает кариес [3]. Кроме этого, из-за большого количества сахара газированная вода не утоляет жажду, а усиливает ее.

Опыт №3. Обнаружение красителей

Оборудование: стаканы с образцами газированной воды, воронка, фильтровальная бумага.

Из фильтровальной бумаги мы свернули трехслойные фильтры, поместили их в воронку. Затем через воронку в стакан профильтровали газированную воду.

Результат: при фильтровании изменился цвет газированных напитков: образца 1 – с темно-коричневой на светло-коричневую, образцов 2 и 4 - с коричневой на светло-коричневую, образца 3 – с зеленой на светло-зеленую, образца 4 – остался бесцветным.

Вывод: цветные газированные напитки содержат красители. [Приложение Д]

Опыт №4. Определение углекислого газа в газированной воде

Оборудование: известковая вода, колба с пробкой и газоотводной трубкой, газированная вода

Результат:

 Вывод: газированная вода содержит углекислый газ. Углекислый газ безвреден для человека. При попадании в желудок усиливает выделение желудочного сока. Поэтому нежелательно пить газированные напитки на голодный желудок. [Приложение Е]

Опыт №5. Влияние красителей на ткани, содержащие кальций

Оборудование: стаканы с образцами газированной воды и обычной водой, скорлупа сырого яйца.

Скорлупа яйца была оставлена на сутки в напитках. В результате изменился не только цвет, но и структура скорлупы. Она стала тонкой и хрупкой.

Вывод: кислоты и красители в цветных газированных напитках окрашивают и разрушают скорлупу яйца. Изменения сильнее со временем. [Приложение Ж]

Эмаль зубов состоит из солей кальция, как и скорлупа яиц. Сахар и кислоты, содержащиеся в газировке, могут повредить наши зубы [3]. Поэтому после сладкой газированной воды нужно полоскать рот.

Заключение

Изучив научную литературу, интернет-источники и проведя опыты, мы

узнали историю возникновения газированной воды,

изучили состав газированной воды,

узнали мнение школьного врача и врача-терапевта об употреблении газированной воды,

изучили химический состав газированной воды доступными школьнику способами: обнаружили кислоты, сахар, красители и углекислый газ,

оценили пользу и вред нескольких образцов газированной воды,

создали буклет с рекомендациями для любителей газировки [Приложение И].

Таким образом, поставленные в начале проекта задачи были выполнены, проект достиг цели. Теперь мы можем сделать несколько выводов.

Газированная вода различается по составу. Она может содержать вредные для здоровья вещества: кислоты, консерванты, красители, ароматизаторы. Некоторые вещества (тартразин и аспартам) опасны для детей. Лучше покупать газированную воду без этих веществ.

Сладкие газированные напитки содержат кислоты и красители, способные плохо влиять на желудок, печень и эмаль зубов. Поэтому нужно употреблять их с осторожностью.

Сладкие газированные напитки содержат большое количество сахара, что нужно учитывать при планировании рациона питания. Из-за этого их нельзя использовать для утоления жажды. Если вместо сахара используется сахарозаменитель, напиток становится еще более вредным.

Вредные свойства газированной воды усиливаются, если употреблять ее часто.

Минеральная газированная вода содержит полезные соли и воду, это способствует утолению жажды.

Итак, гипотеза о том, что газированная вода не подходит для ежедневного употребления и утоления жажды, подтвердилась.

Несмотря на отличные вкусовые качества и привлекательность для детей газированной воды, мы не рекомендуем пить ее часто. Но, если вы решили выбрать газировку, то лучше взять неокрашенную газированную воду с хорошим составом или минеральную воду. Сладкие напитки лучше пить через соломинку и не делать это на голодный желудок.

Список источников

Большая медицинская энциклопедия, электронный ресурс. Режим доступа: https:// бмэ.орг/index.php/УГЛЕКИСЛЫЕ ВОДЫ

https://бмэ.орг/index.php/КАЛОРИЙНОСТЬ

Большая медицинская энциклопедия, электронный ресурс. Режим доступа: https:// бмэ.орг/index.php/КАРИЕС ЗУБА

Газированная вода // Википедия: свобод. энцикл., электронный ресурс. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/газированная_вода

История газировки // История России, Всемирная история. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.istorya.ru/articles/gazirovka.php

Кудашова, Т.В. Секреты здоровья и красоты (материал для беседы с учащимися 9-11 классов)/ Т.В. Кудашова // Воспитание школьников. Теоретический и научно-методический журнал – М: «Школьная пресса», 2009. - №7. - С. 73

О нормах физиологических потребностей детей и подростков в основных пищевых веществах и энергии // Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителя. Электронный ресурс. Режим доступа: http://02.rospotrebnadzor.ru/content/228/29528/

Покровский А.А. Книга о вкусной и здоровой пище. Издание восьмое. – Москва: Агропромиздат, 1988.-367с.

Сокирянский, Ф. Углеводы для детского питания / Ф. Сокирянский // Pitportal.ru. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.pitportal.ru/school_lunch/section179/6510.html

Приложение В. Определение рН газированной воды

Приложение Ж. Воздействие газированной воды на скорлупу яйца

Приложение З. Рекомендации для любителей газированной воды

Газированная вода содержит сахар и может перебить аппетит, поэтому лучше пить ее во время еды.

Лучше пить газировку с известным составом. В составе не должно быть консервантов, кофеина, сахарозаменителей и неизвестных веществ. Красители и ароматизаторы должны отсутствовать или быть натуральными.

Кислота в газировке контактирует с зубами и разрушает их, поэтому лучше пить ее через трубочку.

Газировку нельзя пить с ментосом и запивать шипучие таблетки, так как они растворяются в газировке с выделением большого количества газа.

Сладкая газировка не содержит полезных веществ, поэтому лучше пить компот, чай, молоко, минеральную или обычную воду.

Газированную воду нельзя людям, которые болеют диабетом, гастритом, маленьким детям.

Лучше не пить газировку:

- когда тебе жарко и хочется пить, так как после газировки жажда усилится;

- когда тебе поставили пломбу, так как пломба окрасится;

- когда ты голоден, так как кислота в газировке повредит пустой желудок.