Приключения шоколада в Точке роста

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

Приключения шоколада в Точке роста

Жукова В.С. 1Жукова В.С. 1Густенко М.С. 1
1МОУ СОШ №5 города Гусева Калининградской области
Егорычева Т.В. 1
1 МОУ СОШ №5 города Гусева Калининградской области
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность. Шоколад – это пищевой продукт, который едят дети и взрослые. Существует множество видов шоколада, которые отличаются не только вкусом и внешним видом, но и свойствами, влиянием на организм человека. Для получения качественного шоколада производитель обязан соблюдать требования ГОСТ Р 70337-2022 «Шоколад. Общие технические условия» [1]. При выборе шоколада в магазине важно разбираться в качестве шоколада, уметь отличать настоящий шоколад от сладкой кондитерской плитки.

Проблематика исследования.

Качество шоколада оценивается по различным показателям, которые включают органолептические, физико-химические и микробиологические параметры. Соответственно применяются методы исследования:

- органолептическая экспертиза - оценка внешнего вида, формы, консистенции, структуры, вкуса и запаха;

- химический анализ - определение наличия посторонних примесей, непредельных жирных кислот, углеводов и других компонентов;

- микробиологические исследования - поиск плесеней и дрожжей, которые снижают срок годности продукта.

Гипотеза исследования – молочный шоколад, который продается в магазинах, соответствует требованиям ГОСТ.

Чтобы определиться какой вид шоколада исследовать, провели социологический опрос среди своих одноклассников. Было опрошено 20 человек. Возраст респондентов от 13-14 лет. Опрос показал, что 90% любят шоколад, при этом 43 % употребляют его один раз в неделю, 20 % - 2-3 раза. При этом наибольшее предпочтение отдают молочным сортам шоколада.

Для исследования мы взяли 5 плиток молочного шоколада разных марок, производимых в России, присвоив им порядковые номера: Образец № 1, Образец № 2, Образец № 3, Образец № 4, Образец № 5 (контрольный образец).

Цель: исследовать отдельные физико-химические свойства шоколада: Образец № 1, Образец № 2, Образец № 3, Образец № 4, Образец № 5.

Задачи:

1. Изучить требования ГОСТ к шоколаду, провести дегустацию шоколада, определить соответствие шоколада отдельным требованиям ГОСТа;

2. Провести исследование отдельных физико-химических свойств шоколада известных марок.

Краткий обзор используемой литературы.

Методы исследования, применяемые в работе, описаны в школьных учебниках физики и химии.

Степень изученности данного вопроса.

Мы знаем, что специальные лаборатории проводят лабораторные испытания шоколада по требованиям технических регламентов. Но проверить каждую шоколадную плитку невозможно. Покупка качественного шоколада – не должна быть лотереей.

Характеристика личного вклада автора работы в решение избранной проблемы.

Для решения избранной проблемы мы спланировали ход исследования и проработали основные этапы, сформировали план. Придерживаясь спланированных действий, провели ряд экспериментов количественного и исследовательского характера. Провели анализ полученных результатов, сравнили их с нормативными показателями, описали в проектном виде.

Теоретическая часть

1.1. Состав шоколада и ГОСТ

Шоколад - кондитерское изделие на основе масла какао, являющегося продуктом переработки какао-бобов (семян шоколадного дерева), богатых теобромином (белый кристаллический порошок слегка горького вкуса) и кофеином. Изделие получило широкое распространение во всём мире, став одним из самых популярных типов еды. Шоколад входит в состав большого количества продуктов - преимущественно десертных, таких как торты, пирожные и печенье [2]. Шоколад в виде подарков выпускается в различных формах и является традиционным на некоторых праздниках. Шоколад используется в горячих и холодных напитках, таких как шоколадное молоко и горячий шоколад.

Молочный шоколад – это вид шоколада, при производстве которого используется молоко или молочные продукты. Он имеет светло-коричневый оттенок и содержит в среднем 25–35% тёртого какао.

ГОСТ Р 70337-2022 «Шоколад. Общие технические условия» применяется с 1 сентября 2023 года [1]. Стандарт распространяется на шоколад, представляющий собой кондитерское изделие, полученное на основе какао-продуктов, с добавлением или без добавления других компонентов (пищевых ингредиентов), предназначенный для реализации и (или) промышленной переработки.

Согласно ГОСТу по органолептическим показателям шоколад должен соответствовать таким требованиям как: внешний вид, шоколад должен быть блестящим, вкус и запах, без посторонних запахов, форма без деформации (кроме весового и шоколада в порошке), консистенция твердая или сыпучая, текстура однородная.

1.2. Критерии оценки качества шоколада

У хорошего шоколада - глянцевая поверхность, без пятен. Наличие седого налета может быть по двум причинам - или производственная технология нарушена, или нарушены условия хранения шоколада. Повышение сухости и твердости – это тоже показатель испорченного продукта. Запах должен быть гармоничным с ароматом одного какао. Шоколад бывает или вкусный, или «никакой». Хороший шоколад тает во рту и оставляет ощущение однородной массы.

Основой шоколадной плитки, заставляющей ее держать форму, является какао-масло, которое имеет белый цвет. Какао масло – продукт дорогостоящий. Для удешевления производители могут использовать более дешевое сырьё - эквиваленты масла какао или его заменители, которые намного уступают по качеству.

Согласно технологическим указаниям температура плавления какао - масла 32 0С, то есть ниже, чем температура тела человека, а у заменителей – 38 0С и выше. Поэтому шоколад с какао – маслом тает во рту, а с заменителем такое ощущение, что кусочек плитки прилип к небу.

Исследовательская часть

2.1. Изучение требования ГОСТ к шоколаду, провести дегустацию шоколада, определить соответствие шоколада отдельным требованиям ГОСТа

Определение состава плиток шоколада

Прежде чем начинать исследования, мы изучили нормативный документ ГОСТ Р 70337-2022 «Шоколад. Общие технические условия» [1]. Дальнейшие действия были спланированы в соответствии с требованиями, предъявляемыми к шоколаду.

Состав шоколада определяли по информации на упаковке. Тщательно исследовав состав всех плиток, указанных в Приложении №1, можно сделать вывод, что у всех образцов на первом месте в составе находится сахар. Значит, количество сахара превышает количество какао.

Для того чтобы узнать соответствует ли шоколад требованиям ГОСТа для дегустации мы привлекли 20 экспертов, обучающихся в 8 «А» классе. Посмотрев по анкетам, которую мы получили от экспертов, выяснили, что все плитки гладкие, без белого налета, комков сколов, без посторонних запахов и комков, однородной консистенции. Шоколад без начинки в соответствии с рецептурой. В составе присутствуют сахар, сухое цельное молоко, масло какао, какао тертое, эмульгаторы.

Сводная таблица – Приложение 1, Приложение 2.

Вывод: изучив результаты работы добровольных экспертов мы выяснили, что все плитки шоколада соответствуют ГОСТу.

2.2. Исследование отдельных физико-химических свойств шоколада

2.2.1. Измерение плотности шоколада

Массу шоколада определяли с помощью электронных весов с пределом измерения 200 г.

Чтобы вычислить плотность каждой плитки шоколада наиболее точнее, мы измерили объем шоколада двумя способами. В первом случае мы обводили карандашом на бумаге все ребра целой плитки шоколада, линейкой измерили длины. Абсолютную погрешность прямых измерений считаем равной . Затем рассчитали объем каждой плитки, перемножив три линейных размера. Затем по формуле p = m/V (*) вычисляли саму плотность шоколада [5].

Во втором случае объем шоколадной дольки измеряли с помощью мензурки (цена деления шкалы 2 мл, абсолютную погрешность прямого измерения считаем равной ) с водой. Мы привязывали дольку шоколада к ниточке и опускали в мензурку с водопроводной водой комнатной температуры. Производя замеры в изменениях объема воды, по разности в уровнях у нас получался объем дольки шоколада. Плотность мы также рассчитывали по формуле (*).

Первый метод вычисления объема шоколада считаем более точным, т.к. линейка дает меньшую погрешность измерения, чем мензурка. Вычисленные значения плотности, полученные с помощью линейки, ближе по своему значению к нормативному показателю 1320 кг/м3, чем те, что получены с применением мензурки.

Сводные результаты определения плотности шоколада двумя способами приведены в Приложении 3.

Средние значения плотности шоколада приведены в таблице ниже.

Наименование шоколада

Средняя плотность шоколада, г/см3

Образец № 1

1,523

Образец № 2

1,463

Образец № 3

1,534

Образец № 4

1,515

Образец № 5

1,571

Для практической оценки реалистичности полученных значений применили закон Архимеда как условие плавания тел [4]. Температуру в кабинете измерили жидкостным термометром – 22 0С. Для эксперимента мы взяли три жидкости – чистая вода (отстоянная водопроводная) с плотностью 1000 кг/м3, молоко жирностью 2,5% плотностью 1027 кг/м3, солевой раствор плотностью 1200 кг/м3. Плотности воды и солевого раствора поваренной соли измерили ареометром. Плотность молока взяли из справочника.

Пробные дольки шоколада всех образцов утонули во всех жидкостях. Значит, плотность шоколада больше, чем 1200 кг/м3, что соответствует математическим расчетам.

Сводные результаты исследования поведения шоколада в различных жидкостях приведены в Приложении №4.

2.2.2. Таяние шоколада в руках и во рту

Плавление шоколада зависит от его состава. Чем больше в шоколаде жиров растительного происхождения, тем быстрее он тает.

Собственную температуру измеряли медицинским термометром. Для измерения времени использовали секундомер в мобильном телефоне.

Каждую дольку шоколада мы держали в руках по 2 минуты и фиксировали количество остатков на пальцах. Затем каждую дольку помещали в рот до полного таяния во рту и наблюдали таяние, время и изменение консистенции шоколада во рту. Выяснилось, что все марки растаяли во рту, так как температура там выше, чем на ладонях. В руках также расплавились все шоколадки. Это произошло из-за большого содержания заменителей какао-масла.

Таблица с результатами исследования приведена ниже

Наименование шоколада

В руках

Во рту

Образец № 1

Плавится

Плавится

Образец № 2

Плавится

Плавится

Образец № 3

Плавится

Плавится

Образец № 4

Плавится

Плавится

Образец № 5

Не плавится

Плавится

2.2.3. Определение температуры плавления шоколада

Для определения тепловых свойств шоколада известных марок использовали температурный датчик цифровой лаборатории «Релеон» [3].

Для проведения опыта брали по 2 дольки шоколада каждого типа. Массу долек шоколада определяли на электронных весах с пределом измерения 200г. Плавление плиток шоколада производили на водяной бане, поочерёдно каждый вид шоколада. Первоначальная температура воды была комнатной для всех образцов. Первые признаки плавления всех марок появлялись при температуре 330С, у Образца №5 36 0С. Температура плавления исследуемых образцов примерно одинаковая около 33 0С.

Время нагрева до начала плавления и время полного плавления шоколада не исследовалось.

Результаты показаны в таблице ниже.

Наименование шоколада

Масса 2х долек, г

Температура плавления, 0С

Образец № 1

14,22

33,2

Образец № 2

10,50

33,4

Образец № 3

11,64

33,1

Образец № 4

11,68

33,0

Образец № 5

10,86

36,0

2.2.4. Определение наличия крахмала или мукосодержащих продуктов в плитках шоколада

Действие йода на крахмал или муку заключается в том, что при взаимодействии с раствором йода крахмал или мука даёт синее окрашивание [6].

Для эксперимента в каждый вид шоколада в растопленном и твердом виде капали по 2 капли спиртовой настойки йода. Во всех сортах шоколада изменения цвета не произошло.

Вывод: Во всех образцах отсутствуют в составе крахмал и мукосодержащие продукты.

2.2.5. Определение наличия в составе плиток шоколад какао-порошка

Согласно ГОСТ – Р 70337-2022 в качественном шоколаде не должно быть какао-порошка. В составе должно быть не менее 35% общего сухого остатка какао-продуктов, в том числе не менее 18% масла какао и не менее 14% сухого обезжиренного остатка какао-продуктов. 

Чтобы определить наличие в составе плиток шоколада какао-порошка, можно попробовать поджечь плитку. Если в составе есть какао-порошок, плитка загорится. Шоколад, который содержит только какао тёртое, будет плавиться. Мы попробовали поджечь шоколад. Не получилось. Шоколад начинал плавиться.

Вывод: В составе шоколада всех сортов отсутствует какао-порошок.

Заключение

Внешний вид всех плиток соответствует ГОСТу. Самым насыщенным запахом обладает шоколад «Образец № 3», что говорит о его высоком качестве. В шоколаде «Образец № 3» содержание какао тёртого более 37%, так как практически не тает в руках, но медленнее всего тает во рту. Минимальная температура плавления у шоколада «Образец № 4». Поэтому можно сделать вывод, что в нем содержится наименьшее количество заменителей какао-масла, так как температура плавления какао-масла 32 градуса, а у заменителей 38 градусов и выше. Максимальная температура плавления у шоколада «Образец № 5», значит в нем содержится наибольшее количество заменителей какао-масла. Это логично, так как данный продукт не является шоколадом — это кондитерская плитка. Все виды шоколада содержат какао, а не какао порошок.

В результате проведённой работы мы исследовали физико-химические свойства шоколада пяти видов известных марок. Выполнили поставленные в работе задачи и сделали вывод. Таким образом, проведенные исследования и полученные результаты подтверждают выдвинутую гипотезу — в магазинах продается шоколад, соответствующий ГОСТу.

В ходе работы мы познакомились с историей шоколада, узнали, что шоколад – очень полезный продукт. Он помогает сохранить здоровье сердца и сосудов, улучшает работу мозга, настроение человека и оказывает благоприятное влияние на организм.

На основе своих исследований мы дали некоторые советы нашим одноклассникам – большим любителям шоколада:

1. При покупке шоколада необходимо обращать внимание на упаковку. Упаковка должна быть целой, без повреждений, фольга не должна слипаться с шоколадом или наружной бумажной оболочкой.

2. Нужно внимательно прочитать состав продукта и на указанное процентное содержание какао-продуктов. Если в составе первым указан сахар, то лучше не покупайте. Добавки какао-порошка в составе не должно быть, только какао-масло и какао тертое.

3. Правильный шоколад тает во рту – это основные признаки настоящего шоколада. Если же этого не происходит - в продукте высокое содержание растительных жиров.

4. Настоящий шоколад не должен крошиться. Если же плитка крошится, липнет на зубах - это шоколадная смесь изготовлена на основе кокосового или пальмового масла.

5. Срок годности шоколада от 12 до 18 месяцев и зависит от наличия добавок, которые уменьшают срок годности.

Список использованных источников и литературы

  1. ГОСТ Р 70337-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Шоколад. Общие технические условия: утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 06.09.2022 № 884-ст [Электронный ресурс]. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

  2. Книга о вкусной и здоровой пище / под общ. ред. В.А. Тутельяна. - М: Э, 2016. - 415 с.

  3. Методические рекомендации для проведения лабораторных работ по физике «Releon» [Электронный ресурс]. URL: https://navigator.apkpro.ru/publications/01hry7t2m20keq7kpwpkejq3et (дата доступа 12.05.2025).

  4. Физика 7 класс: учебник, соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования / И.М. Перышкин, А.И. Иванов. - М.: Просвещение, 2021. – 238 с.

  5. Физика 8 класс: учебник / А.В. Перышкин, А.И. Иванов. – М.: Просвещение, 2022. – 254 с.

  6. Химия. 8 класс. Базовый уровень: учебник / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 207 с.

Приложение № 1

Состав плиток шоколада по информации на упаковке

Наименование шоколада

Содержания сухого какао, %

Содержания обезжиренного какао остатка, %

Состав

Срок годности

Образец № 1

25

2,5

Сахар, масло какао, какао тертое, молоко сухое цельное, сыворотка сухая молочная, молоко сухое обезжиренное, жир молочный, эмульгаторы

15.08.24 до 15.08 25

Образец № 2

25

2,5

Сахар, какао тертое, масло какао, сыворотка сухая молочная, молоко сухое цельное, жир молочный, молоко сухое обезжиренное, эмульгаторы

31.10.24 до 31.10.25

Образец № 3

25

Не указано

Сахар, сухое цельное молоко, масло какао, какао тертое, эмульгаторы

29.08.24 до 29.08.25

Образец № 4

30

Не указано

Сахар, масло какао, молоко цельное сухое, какао тертое, сыворотка молочная сухая, жир молочный, эмульгаторы

19.10.24 до 19.10.25

Образец № 5

Не указано

Не указано

Сахар, заменитель масла какао, масло пальмовое, эмульгаторы

12.10.24 до 12.10 25

Приложение № 2

Состав плиток шоколада по ГОСТ Р 70337-2022 «Шоколад. Общие технические условия»

Наименование шоколада

Внешний вид

Вкус и запах

Форма

Консистенция

Текстура (структура)

Образец № 1

Лицевая поверхность с рисунком, глянцевая и неровная. Без поседения поверхности, без комкования шоколада. Без надломов, не заражен вредителями

Вкус без постороннего привкуса и запаха

Без деформации

Шоколад без начинки в соответствии с рецептурой

однородная

Образец № 2

Лицевая поверхность с рисунком, глянцевая и неровная. Без поседения поверхности, без комкования шоколада. Без надломов, не заражен вредителями.

Вкус без постороннего привкуса и запаха

Без деформации

Шоколад без начинки в соответствии с рецептурой

однородная

Образец № 3

Лицевая поверхность с рисунком, матовая и неровная. Без поседения поверхности, без комкования шоколада. Без надломов, не заражен вредителями

Вкус без постороннего привкуса и запаха

С деформациями

Шоколад без начинки в соответствии с рецептурой

однородная

Образец № 4

Лицевая поверхность с рисунком, матовая и неровная. Без поседения поверхности, без комкования шоколада. Без надломов, не заражен вредителями.

Вкус без постороннего привкуса и запаха

Без деформации

Шоколад без начинки в соответствии с рецептурой

однородная

Образец № 5

Лицевая поверхность с рисунком, глянцевая и неровная. Без поседения поверхности, без комкования шоколада. Без надломов, не заражен вредителями

Вкус имеет странный привкус, без запаха

Без деформации

Шоколад без начинки в соответствии с рецептурой

однородная

Приложение № 3

Плотность шоколада

Наименование шоколада

Первый способ

Второй способ

Средняя плотность, г/cм3

Масса m, г

Объем V, см3

Плотность шоколада P, г/cм3

Масса m, г

Объем V, см3

Плотность шоколада P, г/cм3

Образец № 1

80,10

55,5

1,443

6,41

4

1,603

1,523

Образец № 2

80,04

58,5

1,368

6,23

4

1,558

1,463

Образец № 3

88,47

61,0

1,450

6,47

4

1,618

1,534

Образец № 4

85,24

58,8

1,450

6,32

4

1,580

1,515

Образец № 5

99,60

62,5

1,594

7,74

5

1,548

1,571

 

Приложение №4

Поведение шоколада в различных жидкостях

Наименование шоколада

Плотность шоколада P, г/cм3

Плотность P, г/см3 (вода чистая)

Плотность P, г/см3(солевой раствор)

Плотность P, г/см3 (молоко)

Результат

Образец № 1

1,523

1,0

1,200

1,027

утонул

Образец № 2

1,463

1,0

1,200

1,027

утонул

Образец № 3

1,534

1.0

1,200

1.027

утонул

Образец № 4

1,515

1,0

1,200

1,027

утонул

Образец № 5

1,571

1,0

1,200

1,027

утонул

Просмотров работы: 15