Исследовательский проект на тему "Кофе-вред или польза?"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов №8 г. Туймазы муниципального района Туймазинский район Республики Башкортостан

Тема: Кофе-вред или польза?

Автор:

Иванова Анна Николаевна

Руководитель:

Назарова Лидия Николаевна

10А класс

г. Туймазы

2024

Содержание

1.     Введение

2.     ГЛАВА 1: Теоретическая часть
2.1 История кофе
2.2 Химический состав и воздействие компонентов кофе на организм человека.
2.3 Биологические эффекты употребления кофе.

2.4 Производство кофе.

3.     ГЛАВА 2: Практическая часть

2.1 Эксперимент
2.2 Анкетирование

4.     Заключение

5.     Список использованных источников и литературы

6.     Приложение

7.     Литература

Введение

1.     Актуальность работы:

    Кофе стало сегодня неотъемлемой частью нашей жизни. Мы используем его, не задумываясь о пользе и вреде употребления. Я считаю, что данная работа актуальна, так как это интересная и спорная тема, которая вызывает много разных мнений.

2.     Объект исследования: кофе.

3.     Предмет исследования: химический состав кофе, влияние кофе на

организм.

4.     Цель работы:

Познакомиться с кофе, его составом и влиянием на организм.

5.     Задачи:

·        Изучить историю кофе.

·        Ознакомиться с химическим составом кофе

·        Выявить полезные и вредные свойства кофе

·        Узнать, как изготавливают кофе

·        Провести анкетирование среди подростков

6.     Гипотеза:

    Кофе может приносить и вред, и пользу. Главное - не злоупотреблять. Если мы узнаем о влиянии кофе на организм, то сможем принимать более осознанные решения и делать выбор в пользу своего здоровья и благополучия.

7.     Метод исследования:

    Наблюдение, сравнение, эксперимент, анализ, анкетирование, изучение литературы и других источников информации по теме

8.      Теоретическая или практическая значимость работы:

    Теоретическая (практическая) значимость работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы для расширения знаний школьников и учителей о влиянии кофе на организм и помочь лучше понять его эффекты, помочь принять решения о своем потреблении этого напитка.

Глава 1: Теоретическая часть

    Кофе – один из самых распространенных напитков. Его регулярно потребляет половина населения земного шара. Кофе любят за восхитительный непревзойденный аромат и изысканный

вкус. Кофе поднимает настроение и улучшает память, повышает умственную и физическую

активность. В последние десятилетия химический состав кофе, его антиоксидантная активность и влияние на здоровье человека привлекают все большее внимание ученых. Исследования показали, что кофе обладает и многими лечебными эффектами.

История кофе

    История кофе начинается в глубокой древности. Первые упоминания о кофейных зернах датируются 850 годом нашей эры, когда их обнаружили в эфиопском монастыре. Монахи заметили, что зерна помогают им бодрствовать во время ночных молитв, и стали использовать их в качестве лекарства.

    В XIV веке кофе начали выращивать в Йемене, где он быстро стал популярным напитком среди местных жителей. Йеменские купцы продавали кофе в другие страны, и к XVII веку он стал известен во всем мире.

    В Европе кофе впервые появился в Венеции в 1615 году, куда его привезли купцы из Египта. Вскоре после этого напиток стал популярен среди знати и интеллектуалов, а к XVIII веку кофе стал неотъемлемой частью европейской культуры.

    С тех пор кофе распространился по всему миру, и сегодня его выращивают в разных странах, включая Бразилию, Колумбию, Индонезию, Индию и Вьетнам. Каждый регион имеет свой уникальный способ приготовления и подачи кофе, что делает его еще более разнообразным и интересным.

Химический состав и воздействие компонентов кофе на здоровье человека

    Семена кофе содержат кофеин, сахара, минеральные, азотистые и другие вещества.

    В зёрнах сырого кофе содержится: вода – 9-12%, белковые вещества – 9-18%, сахар – 8-12%, кофеин – 0,7-3%, минеральные вещества -3-5%, экстрактивные вещества – 36%. В кофейных зёрнах обнаружены витамины: тиамин (В1), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота, пиридоксин (В6), витамин В12 и токоферол (Е), никотиновая кислота (РР). В нём содержится три десятка необходимых нам органических кислот. Одна из них, чрезвычайно редкая в природе, хлорогеновая, придаёт кофе характерный вяжущий привкус, доставляющий ценителям особое удовольствие. В кофе также содержатся микроэлементы, которые необходимы организму человека для полноценной работы. Среди них обнаружены калий, магний, кальций, натрий, железо, медь и стронций. А также следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и кадмия.

    Химический состав кофе свидетельствует о том, что он не только вкусный продукт, но благодаря содержанию жира, сахара и белковых веществ обладает и хорошими пищевыми достоинствами. Важное место в химическом составе кофе занимает алколоид кофеин, который оказывает возбуждающее и стимулирующее действие на организм человека.

    Кофейные зерна содержат большое количество сложных органических веществ. Новейшие методы химического анализа свидетельствуют о наличии в кофе нескольких сотен компонентов. И каждому сорту кофе присуща своя особенная комбинация веществ.

    Углеводы, содержащиеся в зернах кофе, оказывают довольно большое влияние на его вкусовые качества. В арабике углеводов значительно больше, чем в робусте, для которого характерно большее содержание кофеина. В процессе жарки зеленого кофе карамелизируется сахар и образуется карамелин, придающий коричневый цвет зернам и сложнейшее многокомпонентное вещество кафеоль – источник кофейного аромата.

    Хлорогеновая кислота при жарке распадается и создает терпкий вяжущий привкус. Кофе содержит ее больше, чем все другие растения.

    Танины. Сложная органика, придающая горечь. После жарки резко снижаются в количестве, что требует осторожного подхода, так как танины – это вкус кофе.

    Тригонеллин алкалоид. При обжарке разрушается, образуя сложную никотиновую кислоту (очень важный витамин группы В). За счет него образуется вкус и аромат.

    Кофеин - алкалоид, 2,4-диокси-1,3,7- триметилпурин. Цвета и запаха не имеет, в водном растворе даёт горький привкус. Представляет собой бесцветные органические кристаллы, отличается сильным действие на ЦНС, что в большом количестве приведет к нарушению ее нормального функционирования, но в разумных дозах он бодрит, повышает мозговую и физическую деятельность, убирает вялость, сонливость, снимает усталость, ускоряет обменные процессы и процессы во всех органах и тканях. Есть мнение, что в деревьях кофе кофеин появился для защиты от вредителей – это натуральный природный инсектицид. Он очень широко применяется в фармацевтической промышленности. Содержание кофеина в кофе зависит от сорта, но в среднем в арабике его 0,6-1,2%, в робусте- 1,8-3%. Открыт и назван «кофеином» в 1819 году немецким химиком Фердинандом Рунге.

Биологические эффекты употребления кофе.

    Кофеин способствует стимуляции работы сердечной мышцы. Для здорового организма такой эффект положителен в умеренных дозах. Однако для людей, имеющих сердечно-сосудистые заболевания, или находящихся в группе риска развития таких заболеваний, это может послужить причиной развития осложнений. Для людей с ишемической болезнью сердца чрезмерное употребление кофеина может послужить развитию аритмии, и, в некоторых случаях, инфаркту.

    Влияние кофе на ЖКТ и желудок, связано в основном не с кофеином, а с кислотами, содержащимися в кофе. Они стимулируют выделительные свойства желудка и способствуют выделению желчи. При нормальной работе желудочного-кишечного тракта, кофе, стимулирует систему ЖКТ. Людям с заболеваниями желудочно-кишечного тракта употребление кофе, чревато осложнениями и угнетению заживления язв. Умеренное регулярное употребление кофе способствует стимуляции умственных и когнитивных способностей, а также реакции и логического мышления. Кроме того, увеличивает психическую стрессоустойчивость. Однако, стоит учитывать, что чрезмерное употребление может привести к развитию бессонницы и заторможенности.

    Около десятой части кофеина выводится из организма в неизменном виде. При постоянном употреблении кофе у большинства людей увеличивается диурез. Это способствует увеличению потери организмом воды, что влечет за собой нарушение обменных процессов электролитов, а также выведению кальция и натрия. В комбинации все это может привести к образованию почечных камней, поэтому при регулярном употреблении кофе рекомендуется увеличить суточное потребление обычной воды.

Производство кофе

    Кофейные зерна являются сырьем для производства натурального кофе. Они растут на кофейных деревьях, относящихся к семейству мареновых. Среди их представителей насчитывается около 60 видов.

На сегодняшний день широко используются зерна двух выращиваемых сортов – арабика и робуста. Плоды первого отличаются меньшим содержанием кофеина и при этом они богаты на ароматические масла.

В зависимости от вида кофейного напитка изменяется и технология производства.

    Молотый кофе изготавливается следующим образом:

·        после сборки, зерна очищают от посторонних примесей;

·        убирают шелуху с помощью специальной техники;

·        плоды проходят влажную обработку – промывку;

·        зеленые зерна проходят процесс ферментирования, при котором происходит работа по остаточным очищениям;

·        просушка зерен.

·        После того как зерна были собраны, влажная обработка сырья длится не более 24 часов. Соблюдение этого пункта влияет на вкусовые качества готового продукта. Затем плоды кофейного дерева проходят термическую обработку. Заключительный этап – помол.

Производство натурального кофе

Кофейные зерна являются сырьем для производства натурального кофе. Они растут на кофейных деревьях, относящихся к семейству мареновых. Среди их представителей насчитывается около 60 видов.

    Гранулированный кофе – это кофейные частицы, которые сбиваются в небольшие комочки под воздействием пара.

Процесс изготовления гранулированного кофе:

·        зерна, в сыром виде, проходят процесс очистки;

·        обжариваются;

·        дробятся, на мелкие частицы диаметром не более 2 мм;

·        мелкие растворимые частицы кофе извлекаются за счет давления потоком горячей воды на протяжении 4 часов;

·        фильтрация, при которой удаляются ненужные примеси, и сушка;

·        молотые частицы увлажняются паром (именно в этот момент кофейный порошок схватывается в виде гранул произвольной формы, но приблизительно одного размера).

    Сублимированный кофе изготавливается по особой технологии, которая сохраняет все важные компоненты в составе продукта. Первые этапы обработки такие же, как и в предыдущем варианте. Зерна очищаются, обжариваются и дробятся на мелкие частицы. Затем идут такие этапы:

·        кофе в молотом виде рассыпают по отдельным емкостям и варят на протяжении 3-4 часов;

·        при помощи специального оборудования из сырья извлекают все эфирные масла;

·        оставшаяся кофейная масса замораживается в специальных морозильных камерах;

При этом процесс заморозки происходит так, что продукт не напитывается влагой, а становится максимально сухим

·        высушенную массу разбивают на маленькие кусочки, напоминающие форму пирамидки или осколка;

·        заключительный этап – насыщение продукта извлеченными ранее эфирными маслами.

В качественный продукт добавляют натуральные масла, а недобросовестные производители могут использовать масла синтетического происхождения.

В производстве растворимого кофе чаще всего используют робусту. Это связано с тем, что в плодах этого дерева содержится больше кофеина, чем в арабике.

    Процесс производства растворимого кофе:

·        очищение зерна;

·        обжаривание и перемалывание (не слишком мелко);

·        смесь загружают и обрабатывают в экстракционных батареях: происходит процесс заваривания;

·        из полученной массы удаляют лишнюю влагу с помощью специальных цистерн;

·        концентрированный экстракт перерабатывают по одной из двух технологий: «спрей драй» или «фриз драй».

    Производство кофе без кофеина

Впервые случай удаления кофеина из кофе был зафиксирован в 1903 году. На сегодняшний день эти процессы более усовершенствованы и многообразны.

    Различают три способа:

·        Традиционный. Зерна заливают горячей водой и добавляют специальный растворитель, который извлекает из плодов кофеин. Затем зерна снова заливаю горячей водой, хорошо промывают и затем сушат. Далее они проходят стандартные этапы обжарки и помола.

·        Водяной. В этом способе используют только воду. Зерна также замачивают в горячей воде, только на более длительное время. За этот промежуток времени из кофе удаляется кофеин и вкусо-ароматические компоненты. Затем воду сливают. Через специальные фильтры из нее удаляют кофеин, а вкусо-ароматические компоненты остаются растворенными. Затем партию новых зеленых кофейных зерен замачивают в этой воде. Кофеин продолжает удаляться, а все вкусовые характеристики остаются.

·        С использованием сжатого газа. Этот способ осуществляется при помощи двуокиси углерода. Зерна замачивают в сжатой двуокиси углерода, небольшом количестве воды, при температуре 70 градусов на 10 часов. При соблюдении этих условий газ преобразуется в жидкость и начинает действовать как растворитель. Он удаляет кофеин, но вкусовые и ароматические характеристики остаются на месте.

Глава 2: Практическая часть

Для проведения эксперимента нам потребуется:

·        Раствор йода

·        Стакан воды

·        Ложка

·        Растворимый кофе

Процесс эксперимента:

1.     Насыпаем одну чайную ложку растворимого кофе в стакан.

2.    

Заливаем кофе горячей водой.

3.     Тщательно перемешаем кофе до полного растворения.

4.     Добавим несколько капель йода в раствор кофе.

5.     Наблюдаем за изменением цвета раствора. Если раствор станет синим или фиолетовым, то в кофе есть крахмал. Это может быть связано с использованием низкокачественного сырья или добавлением искусственных красителей.

6.    

Растворы не изменили своей окраски, а это значит, что кофе качественный и не содержит искусственных добавок.

Анкетирование

    В рамках тестирования (см. приложение) было опрошено более 30 молодых людей в возрасте от 13 до 17 лет. Опрос проводился во многих школах нашего города и охватывал различные социальные группы. Результаты опроса показали, что большинство подростков употребляют кофе несколько раз в неделю, а некоторые – не пьют его. Однако, были и те, кто употребляет кофе каждый день.

Большинство опрошенных считают, что кофе вреден для здоровья. Больше половины всех опрошенных считают, что кофе плохо влияет на сон.

    Также было выявлено, что подростки предпочитают пить кофе в различных местах для того, чтобы расслабиться и встретиться с друзьями. Однако, большинство опрошенных отметили, что предпочитают не пить кофе, а заменять его чаем, так как это более безопасно для организма подростка. Подрастающему поколению было бы интересно узнать о вреде и пользе кофе.

Приложение

Литература

·        “Кофейная книга”, автор Макс Фрай

·        “Кофе и цивилизация: история, культура и привычки”, автор Ричард Стэнг

·        “История кофе: от йеменских кочевников до мировой культуры”, автор Джеймс Хоффманн

·        “Влияние кофе на здоровье: мифы и реальность”, автор Андрей Беловешкин

·        “Наука о кофе: от зерна до чашки”, автор Майкл Джакобсон

·        “Биологическое влияние кофеина на организм человека”, авторы Р.Р. Рахимов, А.Ф. Хамитова

·        “Сердце и кофе: мифы и факты о влиянии кофе на сердечно-сосудистую систему”, автор Алексей Парамонов

·        “Психология кофе: почему мы так любим этот напиток”, автор Александр Генис

·        “Экологически чистый кофе. Как выбирать, готовить и наслаждаться”, автор Джудит Джексон

·        “Как выбрать кофе: полное руководство”, автор Марк Дрисколл

·        “Искусство бариста: гид по приготовлению идеального кофе”, автор Бен Шихан