XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

СОСТАВ И ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тюкавина Е.А. 1

---

1МОУ "СОШ №82" г. Котласа

Булыгина О.Н. 1

---

1МОУ "СОШ №82"

Работа в формате PDF

235.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время широкое распространение в качестве дополнительного гигиенического средства получили жевательные резинки. Установлено, что они способствуют элиминации микроорганизмов из полости рта, уменьшают накопление зубного налёта, усиливают секреторную деятельность слюнных желёз, восстанавливают буферную ёмкость слюны, повышают минеральный состав слюны и твёрдых тканей зубов, а также нормализуют рН полости рта.

Однако нерациональное применение жевательных резинок, по мнению некоторых авторов, может приводить к нежелательным эффектам. В частности, возможно их негативное влияние на секреторную функцию желудка - повышение её активности у больных с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, у которых секреция желудка уже повышена.

Известно, что жевательные резинки, как любой пищевой раздражитель, повышает секрецию желудочного сока. При стимулировании секреции желудка одновременно усиливается и секреторная функция слюнных желёз, секрет которых богат бикарбонатами и заглатывается внутрь; при этом выраженного повышения кислотности секрета желудка не отмечается даже у больных с повышенной его секрецией на фоне язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.

Для того, чтобы убедится в актуальности данной темы, мы провели анкетирование среди учащихся МОУ «СОШ №82» и пришли к выводу, что ученики нашей школы активно используют жевательную резинку в разных целях, но совершенно не знают химический состав жевательной резинки разных марок и, следовательно, не знают, какое влияние данный продукт оказывает на организм человека (см. Приложение № 1).

Цель работы: изучение состава и влияния на организм человека жевательной резинки.

Задачи:

1. Изучить научную литературу по составу жевательной резинки, влиянии жевательной резинки на здоровье человека;

2. Провести анкетирование среди учащихся, проанализировать полученные результаты;

3. Экспериментальным путём определить состав жевательной резинки.

4. Познакомить обучающихся школы и учителей с результатами проведенного исследования.

Объект исследования- жевательная резинка.

Предмет исследования- состав и влияние на организм жевательной резинки.

Гипотеза: жевательная резинка имеет как негативные, так и полезные свойства своего химического состава.

Методы исследования: наблюдение, анкетирование учащихся пятых и восьмых классов, эксперименты, изучение научной литературы и источников в сети Интернет, анализ и сортировка информации.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1 История создания жевательной резинки

В Центральной Америке растет растение — саподилла, сок которого содержит каучук. Сам сок безвкусный с каплями воды после дождя. Такую жевательную резинку можно жевать очень долго. Вскоре индейцы догадались варить на костре сок саподиллы. В результате появлялась тянущая белая масса, которая сейчас является основой для привычной нам жвачки в натуральном виде.

В Соединенных Штатах с 1948 года начинает налаживаться массовое производство жвачки. Братья Куртис для ее изготовления стали использовать смолу хвойного дерева и пчелиный воск, и упаковывали все это кусочками. Их идея принесла им успех. Но обычная жвачка не могла удовлетворить спрос потребителей из-за низких вкусовых качеств. Поэтому братья расширили производство до 4 видов жвачки, отличавшихся различными добавками парафиновых ароматизаторов.

Первый патент на жевательную резинку получил в 1869 году зубной врач У.Ф. Сэмпл. К сожалению, промышленное производство не удалось наладить, так как не было опыта по переработке каучука и технологий массового выпуска.

В том же году фотограф Т. Амас решил попробовать сварить жвачку из 1 тонны каучука, которую он купил у мексиканского генерала Антонио Лопеса де Санта-Анна. В 1871 году он получил патент на оборудование, предназначенное для массового производства жвачек. Т. Адамс стал выпускать жвачку в больших количествах, добавляя ароматизаторы. Он первый придумал новую форму жевательной резинки. Вместо шарика ее выпускали в виде карандаша. Но она плохо тянулась, была белого цвета и не надувалась.

В начале 20-го века в 1906 году Фрэнк Флиер создал жвачку под названием «Blibber-Blabber» из которой можно было надувать пузыри. Но пузыри были очень липкими и трудно отдирались с лица, что не принесло успех продаж.

В 1928 году бухгалтер У. Димер решил эту проблему, смешав в определенной пропорции различные ингредиенты. Теперь жевательная резинка не меняла свои свойства на воздухе и не липла. А добавление ароматизаторов мяты, корицы и ванили придали новый вкус. Цвет жвачки был розовым, так как других красителей на фабрике не было.

«Сухой закон» в Америке в 20-х годах 20-го века способствовал появлению мятного вкуса жевательной резинки, так как он перекрывал запах алкоголя.

Огромный вклад в развитие производства жвачки внесла компания Wrigley's. В 1892 году У. Ригли начал выпускать известную жвачку «Wrigley's Spearmint», а спустя год добавил в производство «Wrigley's Juicy Fruit». Они сразу стали популярны благодаря таким вспомогательным ингредиентам, как мята, сахарная пудра и различные фруктовые добавки. К известным ранее формам добавилась новая — пластинки.

В 80-х годах 20-го века в жевательных резинках вместо сахара стали использовать сахарозаменитель. Он помогал лучше очищать полость рта от пищи и защищать зубы от кариеса. [ https://clubhistory.ru/krasota-i-zdorove/istoriya-zhevatelnoy-rezinki.html]

За все время своего существования жвачка претерпела не одну модернизацию, только первый жевательный продукт был натуральный — без красителей, заменителей, ароматизаторов и прочей химии.

ГЛАВА2. СОСТАВ ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ

2.1 Химический состав жевательной резинки

В начале нашей работы мы изучили химический состав жевательной резинки по обертке. Для этого выбрали некоторые жевательные резинки:

Жевательная основа. В основном это натуральные латексы, смолы, парафин, текстурирующие вещества (тальк, карбонат кальция), за счет которых, под воздействием имеющейся в полости рта температуры происходит размягчение жевательной резинки. Резиновая основа представляет собой носитель для остальных ингредиентов, в то же время, оставаясь нейтральной к организму человека в целом. В последние годы натуральные латексы вытесняются синтетическими, так резиновую основу составляет прототип чикла, но синтезированный химическим путем и являющийся невулканизированной каучуковой цепочкой.

Подсластители. Входят в состав жевательной резинки для придания вкусовых свойств. В настоящее время в качестве подсластителей применяют массовые сахарозаменители и интенсивные подсластители. Из массовых сахарозаменителей в состав жевательных резинок обычно вводят: ксилит, сорбитол, маннитол, мальтит. К интенсивным подсластителям, выполняющим роль компенсации потери сахара, относятся: сахарин, аспартам, ацесульфам.

Вкусовые добавки. На данный момент можно найти жвачку практически с любым вкусом, однако предпочтение отдается мятным отдушкам, это связано с тем, что некоторые вкусы до сих пор готовятся с добавлением сахаров.

Формообразующие вещества. Их масса составляет 6—8%. С помощью стабилизаторов обеспечивается равномерное распределение ингредиентов в составе жевательной резинки и сохранение мягкости и эластичности резинки за счет удержания в ней влаги. [https://prodobavki.com/articles/himicheskiy_sostav_gevatelnoy_rezinki_4512.html]

Состав изучаемых жевательных резинок (см. Приложение № 2):

Жевательная резинка №1-

Состав:

1. подсластители (сорбит, мальтит, аспартам, сукралоза, ацесульфам калия),

2. резиновая основа,

3. ароматизаторы,

4. загуститель (гуммиарабик),

5. влагоудерживающий агент (глицерин),

6. эмульгаторы (эфиры глицерина диацетилвинной и жирных кислот). лецитины),

7. масло растительное (кокосовое),

8. глазирователь (воск карнаубский),

9. содержит источник фенилаланина,

Жевательная резинка № 2-

Состав:

1. подсластители (сорбит, изомальт, мальтитный сироп, ксилит, аспартам, ацесульфам калия),

2. резиновая основа,

3. ароматизаторы,

4. загуститель (гуммиарабик),

5. регуляторы кислотности (лимонная кислота, яблочная кислота),

6. эмульгатор (лецитин),

7. глазирователь (воск карнаубский),

8. содержит источник фенилаланина,

Жевательная резинка № 3-

Состав:

1. подсластители (сорбит, изомальт, мальтитный сироп, мальтит, аспартам, ацесульфам калия, сукралоза),

2. резиновая основа,

3. ароматизаторы,

4. загуститель (гуммиарабик),

5. регуляторы кислотности (яблочная кислота, лимонная кислота),

6. влагоудерживающийй агент (глицерин),

7. масло растительное (кокосовое),

8. эмульгатор (лецитины),

9. глазирователь (воск карнаубский),

10. содержит источник фенилаланина

Изучая химический состав жевательной резинки, мы пришли к выводу, что данный продукт имеет в своём составе:

1. подсластители,

2. ароматизаторы,

3. загустители,

4. регуляторы кислотности,

5. эмульгаторы,

6. масло растительное,

7. глазирователь,

а также

8. многоатомные спирты,

9. фенилаланин,

10. резиновую основу,

11. ментол (жев. резинка № 1)

ГЛАВА 3. ПРОВЕДЕНИЕ РЯДА ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ СОСТАВА ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ.

Эксперимент №1. Определение многоатомных спиртов.

Ход работы:

1. Помещаем в пробирку измельченную оболочку подушечки жвачки и приливаем 2-3 мл дистиллированной воды.

2. Закрываем пробирку пробкой и встряхиваем в течениие 1 мин.

3. Получаем мутный раствор, в который добавляем 1 мл раствора гидроксида натрия и 2-3 капли 10%-ного раствора сульфата меди (II).

4. Встряхиваем содержимое и наблюдаем появление сине-фиолетового окрашивания.

В ывод: в ходе эксперимента мы выяснили, что во всех трех образцах появление сине-фиолетового окрашивания обусловлено образование комплексных соединений меди (II) с многоатомными спиртами. Следовательно, все три образца содержат многоатомные спирты.

Эксперимент №2. Свойства резиновой основы жвачки.

Ход работы:

1. Разделяем жевательную резинку на восемь частей и помещаем каждую часть в отдельную пробирку.

2. Приливаем в пробирки соответственно концентрированные азотную, соляную кислоты и спирт

3. Оставляем пробирки на 30-60 мин.

Вывод: в ходе эксперимента мы выяснили, что изменение цвета в соляной и помутнение раствора в азотной кислотах обусловлено таки свойством резиновой основы жевательной резинки, как неустойчивость к концентрированным кислотам, а отсутствие видимых изменений говорит об устойчивости резиновой основы к спиртам.

Эксперимент №3. Обнаружение остатка фенилаланина в аспартаме.

Ход работы:

1. Берём 2мл спиртового экстракта из жвачки (см. опыт1) и приливаем к нему 0,5 мл концентрированной азотной кислоты.

2. Осторожно нагреваем смесь, погружая пробирку в стакан с горячей водой (80-100^оC).

3. Наблюдаем появление характерного жёлтого окрашивания.

В ывод: в ходе эксперимента мы выяснили, что появление желтого окрашивания обусловлено реакцией аспартама с концентрированной азотной кислотой. Таким образом, мы доказали, что аспартам содержит фенилаланин.

Эксперимент №4. Свойства ментола.

1. Берём подушечку жевательной резинки с ментолом (без оболочки). Мелко нарезаем и помещаем в пробирку.

2. Добавляем 5мл 96%- раствора спирта.

3. Наблюдаем исчезновение осадка.

Вывод: в ходе эксперимента по выявлению свойств ментола, было выявлено, что ментол хорошо растворяется в спиртах.

Таким образом, проведенные нами опыты подтверждают соответствие химического состава жевательной резинки этикетке.

ГЛАВА4. ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ КОМПОНЕНТОВ ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ

Действие на организм многоатомных спиртов

Многоатомные спирты- это производные углеводородов, молекулы которых содержат несколько гидроксильных групп, связанных с разными атомами углерода.

Важнейшие представители многоатомных спиртов- этиленгликоль, ксилит, сорбит, глицерин (см. рис. № 1). Этиленгликоль и глицерин- это бесцветные вязкие жидкости сладковатого вкуса, смешиваются с водой в любых соотношениях. Этиленгликоль- чрезвычайно ядовитое вещество. Водные растворы этиленгликоля определённой концентрации не замерзают даже при 70^оС, поэтому такие растворы используют в качестве антифризов для охлаждения автомобильных двигателей.Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может привести к необратимым изменениям в организме и к летальному исходу. Глицерин, напротив, нетоксичен, хорошо смягчает кожу. Его вводят в состав различных косметических средств, используют в пищевой промышленности. Безводный глицерин очень гигроскопичен, при попадании на кожу вызывает ожоги. Кристаллы сорбита белые, твердые, хорошо растворимые в воде, по размеру немного крупнее сахара. Вещество обладает хорошим сладким вкусом, напоминающим сахарозу, но без приятного послевкусия. По степени сладости сорбит уступает сахару на 45%. Как и все подобные спирты, этот сахарозаменитель создает легкое ощущение прохлады во рту. Как и все многоатомные спирты, ксилит обладает сладким вкусом и хорошо растворяется в воде и других жидкостях. Бесцветные кристаллы ксилита внешне напоминают сахар, но имеют меньший размер. Ксилит такой же сладкий, как сахар, с похожим вкусом, без примесей и послевкусия. [https://foxford.ru/wiki/himiya/mnogoatomnye-spirty]

Рис. № 1

Действие на организм фенилаланина

Фениланалин - это незаменимая аминокислота, которая не может синтезироваться в организме человека и обязательно должна поступать с продуктами питания.

Фенилалани́н (α-амино-β-фенилпропионовая кислота) — ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах (см. Пр.№ 3) l и d и в виде рацемата (dl). По химическому строению соединение можно представить, как аминокислоту аланин, в которой один из атомов водорода замещён фенильной группой (см. рис. № 2).

Используется организмом для производства аминокислоты тирозина и трех важных гормонов - адреналина, норадреналина и тироксина. Адреналин вызывает сужение мелких кровеносных сосудов, повышает артериальное давление, усиливает работу сердца, расслабляет мускулатуру бронхов и кишечника. Способствует расщеплению гликогена и повышению содержания глюкозы в крови. Адреналин стимулирует также распад триглицеридов (жиров) в тканях и усиливает катаболические процессы. При эмоциональных переживаниях, особенно в стрессовых ситуациях, усиленной мышечной работе, охлаждении, понижении уровня сахара, содержание адреналина в крови резко возрастает, что обеспечивает адаптацию организма к новым условиям. Регулирует работу щитовидной железы посредством участия в синтезе гормона тироксина. Способствует регуляции природного цвета кожи путем образования пигмента меланина.

Однако люди с наследственным заболевание под названием «фенилкетонурия» могут иметь тяжелые симптомы, если будут употреблять диету, содержащую фениаланин. При этом наблюдается нарушение умственного развития и тяжелое поражение центральной нервной системы. [ https://yandex.ru/q/question/chto_takoe_fenilalanin_i_kak_on_vliiaet_618c9845/]

Фенилаланин

Рис. № 2

Действие на организм ментола

Ментол (жев. резинка № 1) (от лат. Mentha — мята) (см. рис. № 3) — органическое вещество, важный вторичный метаболит растений семейства яснотковые, получают синтетически или выделяют из мятного эфирного масла. Прозрачное кристаллическое вещество, при комнатной температуре легко плавится.

Сейчас экстракт ментола можно встретить в составе драже для тех, кого укачивает в транспорте. Помимо этого, ментол обладает противомикробным и противовоспалительным действием, оказывает успокаивающее действие на нервную систему и способствует крепкому сну. Мятная камфора снижает артериальное давление и снимает зуд. [ . https://normaven.ru/articles/mentol/]

Ментол

Рис. № 3

Действие на организм резиновой основы

Жевательная или резиновая основа — преимущественно синтетические полимеры, например, латекс и полиизобутилен. Каждый производитель использует свой состав основ, который может включать разные материалы. Так получается жвачка нужной мягкости и текстуры.

Она увеличивает выработку слюны, которая может помочь очистить желудочную кислоту, попадающую в пищевод. Стимулирует выработку желудочного сока и ферментов, что улучшает усвоение употребленной пищи. Но важно помнить: если за раз сжевать слишком много жвачки, это может нарушить работу кишечника и привести к диарее. Жевательная резинка избавляет человека от стресса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённого исследования, по теме «Состав и влияние на организм человека жевательной резинки» нами была достигнута цель исследования и выполнены все поставленные задачи. При выполнении работы были изучены свойства и влияние на организм человека жевательной резинки (см. Приложение №4). Экспериментально подтверждена гипотеза- жевательная резинка имеет как негативные, так и полезные свойства своего химического состава. Для того, чтобы изучаемый нами продукт проявлял больше положительных свойств, чем отрицательных, предлагаем ознакомиться с памяткой «Правильное употребление жевательной резинки» (см. Приложение№ 5).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.https://clubhistory.ru/krasota-i-zdorove/istoriya-zhevatelnoy-rezinki. 2. https://prodobavki.com/articles/himicheskiy_sostav_gevatelnoy_rezinki_4512.html

3. https://foxford.ru/wiki/himiya/mnogoatomnye-spirty

4. https://yandex.ru/q/question/chto_takoe_fenilalanin_i_kak_on_vliiaet_618c9845/

5.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BD

6. https://normaven.ru/articles/mentol/

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

Таблица «Опрос учащихся МОУ «СОШ №82»

Вывод: в результате проведенного анкетирования мы выяснили, что ученики:

1. Пятого класса используют жевательную резинку несколько дней в неделю (35%), восьмого класса- от случая к случаю (59%);

2. Пятого класса используют жевательную резинку для устранения неприятного запаха изо рта (50%), восьмого класс- для развлечения (44%);

3. Пятого класса предпочитают разные жевательные резинки (45%), часть восьмого класса предпочитают разные жевательные резинки (37%), часть- жевательную резинку «Orbit» (37%);

4. Пятого (70%) и восьмого (78%) классов не знают положительных свойств жевательной резинки;

5. Пятого (80%) и восьмого (74%) классов не знают негативных действий на организм жевательной резинки;

6. Пятого и восьмого классов не знают химический состав жевательной резинки.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 2

Таблица «Пищевые добавки»

ПРИЛОЖЕНИЕ № 3

В молекулах большинства аминокислот (за исключением глицина) α-атом углерода содержит 4 различных заместителя. Такой атом углерода называют асимметрическим. Чтобы понять суть оптической изомерии. Необходимо рассмотреть пространственное расположение заместителей вокруг этого атома (см. рис. № 1). Поскольку α-атом углерода находится в состоянии sp³-гибридизации, его заместители направлены к вершинам тетраэдра. Чтобы показать, что заместитель направлен к наблюдателю, используют клиновидную (утолщающуюся) линию. Чтобы показать, что заместитель «уходит» от наблюдателя, используют пунктирную линию. Обычные линии показывают. Что изображаемые ими связи лежат практически в плоскости рисунка (рис. № 1). Молекулы А и Б являются зеркальными отражениями друг друга. Но никакими перемещениями или вращениями в пространстве их не удаётся совместить. Это разные молекулы, что можно заметить, только представив их пространственное строение, изобразив перспективную формулу.

Итак, аминокислоты могут существовать в двух формах, отличающихся друг от друга взаимным расположением заместителей α-атом углерода. Один из изомеров относят к D-ряду, а другой- к L-ряду, что определяют исходя из взаимного расположения групп в проекционной формуле.

Оптические антиподы аминокислот одинаковы по химическим и физическим свойствам, за исключением свойства поворачивать плоскость поляризованного света. Однако действие их на живой организм неодинаково и зачастую по своим биологическим свойствам D- и L-аминокислоты различаются достаточно сильно. Отметим интересный факт: все аминокислоты, входящие в состав белка (за исключение глицина), относятся к L-ряду оптических изомеров. Это связано со способностью живых клеток синтезировать и усваивать именно L-аминокислоты с помощью специфических ферментов. При химическом синтезе аминокислот в большинстве случаев получаются так называемые рацемические смеси, то есть смеси оптических антиподов в соотношении 1:1.

Рис. № 1

ПРИЛОЖЕНИЕ№ 4

Влияние жевательной резинки на организм:

1. Увеличивает продукцию и выделение секреты слюнных желёз

2. Способствует удалению остатков пищи с поверхности зубов

3. Кратковременно освежает дыхание

4. Процесс жевания увеличивает нагрузку на околозубные ткани. Что улучшает их кровоснабжение.

ПРИЛОЖЕНИЕ№ 5

Правильное употребление жевательной резинки:

1. Использовать после приёма пищи

2. Жевать в течении 5-10 минут

3. Жевать не чаще 3-4 раз в день

4. После использования необходимо выбросить жевательную резинку (ни в коем случае не проглатываем!)