Исследовательская работа по химии "Что мы знаем о шоколаде?" (8 кл)

МБОУ «Курасовская средняя общеобразовательная школа»

Исследовательская работа

«Что мы знаем о шоколаде?»

Работу выполнила:

ученица 8 класса Фаизова Александра

Научный руководитель:

учитель химии Амбалиа С.А.

2016 г.

Содержание

1. Введение...........................................................................................................................

3

1. 1. Проблема исследования

1. 2. Объект исследования

1. 3. Предмет исследования

1. 4. Цель исследования

1. 5. Задачи исследования

1. 6. Гипотеза исследования

   7. Методы исследования

2. Теоретическая часть…………………………………………………………………………

4-6

2.1.Шоколад – история изобретения

2.2.Сырье для приготовления

2.3. Производство

2.4. Виды шоколада

2.5. Мифы о шоколаде

2.6. Интересные сведения

3. Практическая часть…………………………………………………………………………

7-9

1. 1. Методика исследовании

1. 2. Результаты исследования

4. Выводы……………………………………………………………………………………….

9

5. Литература……………………………………………………………………………………

10

Приложение………………………………………………………………………………………

11-12

Введение

Шоколад – один из самых вкусных и полезных кондитерских изделий, употребляемых большинством людей. Но знаем ли мы, какой шоколад вкуснее и полезнее?

Нередко недобросовестные производители подменяют один вид шоколада другим, т.е. вводят в шоколадную массу в больших количествах менее ценные компоненты: сухое и сгущенное молоко, сливки, изюм, растёртые орехи, цукаты, дроблёные вафли. Тем самым снижая содержание его более дорогих составных частей: какао-масло, какао тёртое. Кроме этого для увеличения массы шоколада вводят повышенное количество сахара и воды. Поскольку шоколадная масса представляет собой жировую среду и вода в ней не растворяется, в массу вводят различные эмульгаторы. Производители поддельного шоколада часто используют вместо дорогого масла какао дешёвые гидрогенизированные жиры, а в составе продукта их наличие указывается очень редко.

В настоящее время шоколад является одним из самых распространенных продуктов питания среди людей. Практически в каждом магазине любой желающий может его приобрести. Но к шоколаду можно подходить не только с потребительской, но и с исследовательской точки зрения, выбрав в качестве объекта химического анализа.

Результаты опроса подтверждают, что мои одноклассники тоже очень любят шоколад, да и многие взрослые обожают его, хотя и ругают нас.

Чтобы лучше познакомиться с этим удивительным лакомством, мы решили, как можно больше узнать о нем.

Проблема данного исследования

Проблема данного исследования заключается в определении, какой шоколад полезнее.

Объект исследования.

Объектом исследования является шоколад горький, молочный и белый.

Предмет исследования.

Предметом исследования является методика определения в шоколаде углеводов, белков, кофеина и масла.

Цель исследования.

• Определить наличие в шоколаде углеводов, белков, жиров, выявить полезные качества шоколада.

Задачи:

• Познакомиться с различными сортами шоколада;

• Провести исследование шоколада на обнаружение углеводов, жиров и белков;

• Выявить полезные и вкусовые качества шоколада

• Познакомить с результатами исследований учащихся школы

Гипотеза исследования.

Гипотеза исследования – на самом деле является шоколад полезным кондитерским изделием.

Методы исследования:

• анализ теоретического материала;

• социологический опрос;

• рейтинг;

• химический эксперимент;

• наблюдение;

• установление причинно-следственной связи;

• обобщение.

Шоколад - история изобретения.

Шоколад привыкли считать лакомством для детей. Если перенестись назад приблизительно на три тысячи лет, то распространённое мнение наверняка было бы опровергнуто. Шоколад долгое время был исключительно напитком. Он употреблялся в холодном виде – обжаренные какао-бобы, которые сами по себе имеют горький вкус, смешивались с водой, а затем в эту смесь добавлялся перец чили. Древняя цивилизация омельков, которой довелось первой попробовать изобретённый напиток, дала и название, используемое до сих пор. Они говорили "kakawa". Удивительно, что за столь долгое время в названии изменилось всего лишь несколько букв.

Позже на территорию Мексики пришли индейцы майя. Ценность шоколада в то время была настолько велика, что он считался пищей богов. Только избранные вожди могли ощутить вкус этого напитка. Однако майя не только пили шоколад, но еще его использовали как средство платежа. Например, за 100 штук какао-бобов можно было купить молодого сильного раба. Вскоре майя поняли, что хорошего должно быть много, и принялись возделывать плантации какао.

Историю развития шоколада продолжили ацтеки. Они использовали какао-бобы как дань, но шоколад пили только сливки общества. Если верить легенде, вождь ацтеков Монтесума выпивал по 50 бокалов в день шоколадного напитка.

Сырье для приготовления шоколада

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

По происхождению какао-бобы подразделяют на три группы:

американские;

африканские;

азиатские.

По качеству какао-бобы подразделяют на две группы: благородные, обладающие нежным вкусом и приятным тонким ароматом, со множеством оттенков и потребительские, имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат

Производство шоколада

Главное в шоколаде – это какао. Парадоксально: тропические деревья с продолговатыми плодами, по форме напоминающими дыню. Сбор урожая какао происходит два раза в год. Каждый плод срезают. Затем их вынимают из стручков (в каждом стручке находится около 20 какао-бобов), просушивают и укладывают в мешки.

После поступления какао-бобов на кондитерскую фабрику их с помощью специальных машин очищаются от посторонних примесей и сортируются. Затем какао-бобы обжаривают. Следующим этапом производства шоколада является получение какао тёртого. Измельчение происходит для того, чтобы разрушить клеточную ткань и освободить содержащиеся в ней компоненты. А скрывается там какао масло, которое и является главной составляющей шоколада. Какао тёртое, то есть получаемая в итоге вязкая масса, становится сырьём для изготовления какао-масла, шоколада и порошка какао.

Виды шоколада.

Чтобы ориентироваться в огромном море сортов и видов шоколада, кондитеры придумали разные его классификации. Одна из самых важных – это классификация по составу: горький, молочный белый.

Кроме этого шоколад классифицируют по форме и размерам: плитки, батончики, медали, фигурки и т.д.

Мифы о шоколаде.

Миф первый. Шоколад — виновник лишнего веса

Данное утверждение верно лишь отчасти. Еще во вторую мировую войну шоколад входил в состав пайков для летчиков, так как в 100 граммах содержится до 6оо калорий. Основные источники калорий — молоко и глюкоза. Поэтому «шоколадные» углеводы относятся к категории «легко доступных», быстро расщепляющихся и столь же быстро расходующихся.

Миф второй. Шоколад — источник энергии

Это совершенная правда. Жиры и сахар, которых много в шоколаде — основные поставщики энергии для организма. Магний и калий, содержащиеся в нем, необходимы для нормальной работы мышц и нервной системы. Поэтому шоколад полезен детям, а также тем, кто занимается спортом. Шоколад не только стимулирует мозговую деятельность, но и благотворно воздействует на их эмоциональный фон.

Миф третий. Шоколад обладает стимулирующим эффектом

И это тоже сущая правда. Теобромин и кофеин, который содержится в этом продукте, обладают легким стимулирующим воздействием на сердечно-сосудистую и нервную системы. Углеводы дают легко доступную и быстро сжигаемую энергию, а жиры, содержащиеся в масле какао, усваиваются медленнее и обеспечивают организм энергией в течение более продолжительного времени.

Миф четвертый. Из-за шоколада возникает кариес

Конечно, вызывает. Но не больше, чем от любых других сладостей или сухофруктов. Но, в отличие от других сладостей, от шоколада для зубов есть не только вред, но и польза. Дело в том, что в нем обнаружено антисептическое вещество, которое подавляет развитие бактерий, «отвечающих» за образование зубного камня и все того же кариеса. То есть, медаль с двумя сторонами.

Миф пятый. Из-за шоколада возникают прыщи

Это, пожалуй, самый стойкий миф, связанный с шоколадом. Но, на самом деле, вероятность этого крайне мала. Дело в том, что наиболее часто причины возникновения прыщей связаны с заболеваниями различных внутренних органов, а также некоторыми нарушениями в нормальной работе организма. Это может быть гормональный дисбаланс, хронический стресс, а также различные проблемы с пищеварительными органами.

Миф шестой. В шоколаде нет никаких витаминов

Тут все зависит от качества и сорта шоколада. В некоторых из них присутствуют не только витамины группы А и В, но также и железо, калий, магний и кальций. По количеству витаминов и микроэлементов хороший шоколад может не уступать таким традиционно полезным продуктам, как яблоко или йогурт.

Интересные сведения

1. В 30г молочного шоколада содержится около 140 калорий и примерно один пакетик сахара.

2. Среднее содержание жира в 30г шоколада — 9г (около 55% от общей калорийности). В дорогих сортах больше жира.

3. В шоколаде содержатся вещества, действие которых напоминает действие марихуаны и кофеина. Неудивительно, что шоколад улучшает самочувствие, а, съев маленький кусочек, невозможно остановиться! В одном из экспериментов учёные обнаружили, что некоторые компоненты шоколада в сочетании с сахаром способны облегчать боль.

4. Шоколад содержит вещества из группы флавонидов. Похожие компоненты есть в красном вине, винограде, и некоторых других продуктах. Они крайне полезны для сердца и сосудов.

5. В 1100-1200 годах до нашей эры люди Центральной Америки пили «шоколадное пиво», которое изготавливали из перебродивших плодов какао.

6. Шоколад содержит теобромин, который является сильным токсином для многих животных. Так для кошек и собак средняя летальная доза составляет 200-300 мг/кг теобромина. Лошади и попугаи также чувствительны к этому веществу.

7. Отравление человека теобромином при поедании шоколада практически исключено из-за быстрой метаболизации теобромина в организме человека.

Практическая часть.

В начале исследования было проведено анкетирование среди учащихся 5-6 классов для выявления их отношения к шоколаду. А также, какой вид шоколада они предпочитают? В анкетировании принимало участие 28 человек.

В результате анкетирования выявлено:

Дети часто употребляют шоколад и изделия из шоколада. Предпочтение отдают молочной плитке шоколада.

В рамках данной работы мы провели исследование состава трех видов шоколада: горького, молочного и белого

В основу эксперимента легли следующие опыты:

Методика исследования.

Опыт 1. Обнаружение в шоколаде непредельных жиров.

Кусочек шоколада обернуть фильтровальной бумагой и надавить на него, на бумаге появятся жирные пятна. Затем помещаем на пятно каплю 0,5 н. раствора КМnO₄ . Образуется бурый оксид марганца МnО₂ вследствие протекания ОВР.

Опыт 2. Обнаружение в шоколаде углеводов.

Насыпать в пробирку тертый шоколад (примерно 1см высотой) и прилить 2мл дистиллированной воды. Встряхнуть содержимое пробирки несколько раз и профильтровать. Добавить к фильтрату 1 мл. 2М NaOH и 2-3 капли 10% раствора CuSO₄. Встряхнуть пробирку. Появиться ярко-синее окрашивание. Такую реакцию даст сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.

Опыт 5. Ксантопротеиновая реакция.

Насыпать в пробирку тертый шоколад (1см высотой) прилить 2мл. дистиллированной воды. Встряхнуть содержимое пробирки несколько раз, профильтровать. Прилить к 1мл. фильтрата 0,5 мл. концентрированной НNO₃. Нагреть смесь. Появится желтое окрашивание при добавлении 25% раствора аммиака. Такую реакцию дают остатки ароматических аминокислот, входящие в состав белков шоколада.

Опыт 6. Обнаружение кофеина и выделение масла какао.

Поместить на часовое стекло или фарфоровую чашку смесь черного шоколада и оксида магния в соотношении 2,5:1 (по массе). Накрыть его стеклянной пластиной и поставить на электроплитку(используют огнезащитную прокладку). Нагревают содержимое, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина (t (возг.)<t(пл.).; t пл.=235-237⁰С). Он кристаллизуется по краям стеклянной пластинки, а в центре ее кристаллизуются желто-коричневое масло. Кристаллы кофеина можно наблюдать под микроскопом.

Кристаллы кофеина

Результаты исследования.

экспериментально установлено:

• при проведении опыта № 1 мы увидели, что жир присутствует во всех сортах шоколада. Наименьшее количество жира в горьком шоколаде, наибольшее в молочном и белом шоколаде;

• в результате второго опыта выявили: углеводы содержатся во всех сортах исследуемого шоколада, но в белом реакция прошла более ярко выражено. У полученного раствора был ярко-синий цвет, что говорит о том, что в белом шоколаде наибольшее углеводов. А в горьком шоколаде, наоборот, наименьшее содержание углеводов, так как цвет полученного раствора был бледно-синий;

• результаты третьего опыта показали: желтое окрашивание при нагревании смеси наблюдалось во всех пробирках. После добавления 25%-ного раствора аммиака, изменение цвета в оранжево-желтое происходило быстрее и ярче выраженное в первой пробирке (горький шоколад). И слабее в третьей пробирке (белый шоколад). Реакция с молочным шоколадом проходила со средней скоростью. Можно сделать вывод, что в горьком шоколаде наибольшее содержание белков;

• при проведении последнего опыта мы увидели, что кофеин содержатся в двух сортах исследуемого шоколада – молочном и горьком, примерно в одинаковых количествах. В белом шоколаде кофеин отсутствуют. Наличие какао-масло было выявлено во всех образцах, обильнее выделилось из горького шоколада.

Выводы:

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. Белый шоколад никакого отношения к шоколаду не имеет, это просто сладкий десерт.

Советы любителям шоколада:

• при покупке шоколада обратите внимание на содержание какао-продуктов: какао-масло и какао тертое. Какао-порошок готовится из жмыха, такой добавки в качественном шоколаде быть не должно;

• горький шоколад – самый полезный (содержание какао-продуктов не менее 55%);

• норма шоколада в день - 30 грамм, треть плитки, и не больше 50 грамм (половина плитки). А если шоколад горький, с большим содержанием какао, то его можно всего одну дольку в день. Если не соблюдать норму, то в будущем возможны проблемы с поджелудочной железой - панкреатит, диабет.

• в минуту жизни трудную для поднятия тонуса и улучшения настроения пейте горячий шоколад, приготовленный из тертого шоколада со сливками и сахаром, или позвольте себе съесть плиточку черного шоколада.

Список литературы

1.Артюхина А.И.Опыты с пищевыми продуктами. Волгоград.

2.Агеева И.Д. Веселая биология. Москва 2005г.

3.М.М. Бондарчук Занимательные материалы по биологии. Волгоград.

4. Мазуркевич С. А. Энциклопедия заблуждений. Питание. М.: Медицина,2006.

5. Яковишин Л.А. Химические опыты с шоколадом. Химия в школе. № 8, 2006 г.

Приложение 1

Приложение 2

Опыт

Молочный шоколад

Горький шоколад

Белый шоколад

1. Обнаружение непредельных жиров

присутствует в небольших количествах

очень большое содержание

наименьшее количество

2. Обнаружение углеводов

Наименьшее содержание углеводов

Углеводы в составе присутствуют

Наибольшее содержание углеводов

3. Ксантопротеиновая реакция

Реакция проходила со средней скоростью

Наибольшее содержание белков

Наименьшее содержание белков

4. Обнаружение кофеина и масла какао

Кофеин содержится в этих сортах шоколада

Кофеин отсутствует

13