Исследовательский проект по химии на тему " Влияние энергетических напитков на организм человека" (10 класс)

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Вечерняя (сменная) общеобразовательная школа №16» г. Перми

Исследовательский  проект

«Энергетические напитки и их влияние на организм человека»

                                                                                                               Выполнили:

учащиеся 10 «Г» класса

Ширинкина Екатерина,

Катаева Юлия

Руководитель проекта:

учитель биологии и химии

Иванова Татьяна Юрьевна

г. Пермь

2022 год

Содержание

Введение                                                                                                                3

Глава 1. Теоретическая часть                                                                              4

·        Энергетические напитки: что это такое?

·        История создания энергетических напитков

·        Состав энергетических напитков

·        Как действуют энергетические напитки

·        В чём заключается вред энергетических напитков

·        «Правила» употребления энергетических напитков

·        Альтернатива энергетикам

Глава 2. Практическая часть                                                                               8

·        Анкетирование

·        Эксперимент

Выводы                                                                                                                   9

Заключение                                                                                                          10

Приложения                                                                                                         12

Введение

Актуальность темы заключается в том, что в наше время большинство школьников употребляют энергетические напитки, даже не задумываясь об их воздействии на организм. Содержащиеся в энергетических напитках вещества наносят вред здоровью человека. По мнению ученых, эти вещества вызывают привыкание организма к повышенной дозе стимуляторов. А передозировка ведет к серьёзным последствиям.

 Проблема: Частое употребление энергетических напитков дает нам энергию, но  забирает наше здоровье.

Цель: выяснить влияние энергетических напитков на организм человека

Задачи:

1.     Найти  информацию о действии  веществ, входящих в состав энергетических напитков на организм человека;

2.     Изучить химический состав энергетических напитков

3.     Провести   опрос среди молодежи

4.     Провести эксперименты, показывающие влияние энергетических напитков на  живые организмы

Объект исследования: энергетические напитки

Предмет исследования: влияние энергетических напитков на организм человека

Методы исследования:

1.     Изучение и анализ литературы

2.     Анкетирование

3.     Эксперимент

4.     Обобщение

Глава 1

Энергетические напитки: что это такое?

Энергетический напиток (энергетик, энерготоник) – продукт, стимулирующий центральную нервную систему человека, вызывая «искусственную бодрость».  Был создан человечеством относительно недавно, хотя те ингредиенты, что входят в его состав, давно используются для стимуляции нервной системы. По эффективности действия одна баночка напитка сравнима с двумя десятками чашек кофе. Вряд ли кому-либо придет в голову идея выпить их одну за другой. Но две-три баночки энергетика за вечер  многие считают вполне приемлемым. Особенность энергетических напитков в том, что они не дают организму никакой энергии, а стимулируют использование накопленных запасов.

История создания энергетического напитка

Природные психостимуляторы были известны людям всего мира с глубокой древности. Самым распространенным из них был кофеин. Его источником в Индии и странах Ближнего Востока был кофе; в Китае, Индии и Юго–Восточной Азии – чай; в Америке – растение Йерба Мате и орехи кола и т. д.

В 1982 году австриец Дитрих Матешиц, будучи в Гонконге, попробовал местный тонизирующий напиток и привез эту идею в западные страны. В 1984 году он основал первое предприятие по промышленному производству энергетического напитка – популярного и по сей день "Red Bull". Продукт оказался столь успешным, что вскоре на рынке появились десятки напитков с подобным эффектом. Гиганты "питьевой" промышленности "Кока–кола" и "Пепси–кола" тоже не остались в стороне, выпустив "Burn" и "Adrenaline Rush".

В некоторых странах, а именно Норвегии, Дании и Франции энергетические напитки считаются биологически активными добавками и разрешены к продаже только в аптеках. В России тоже существуют ограничения, связанные с ними: напиток не может содержать более двух тонизирующих элементов, а также, на банке должны указываться ограничения по использованию, а реализация их в школах запрещена, о чем говорится в Постановлении Главного государственного санитарного врача РФ "Об усилении надзора за напитками, содержащими тонизирующие компоненты" от 19.01. 2005г.

В последнее время, шум вокруг "энергетиков" усилился в связи с судебными разбирательствами по поводу нескольких смертей, предположительно связанных с их употреблением. В Швеции три человека умерли на дискотеке после выпитой смеси энергетического напитка с крепким алкоголем, а 18–летний ирландский баскетболист Росс Куни после трех банок напитка умер прямо на площадке.

Состав энергетических напитков

Основные составляющие "энергетиков":

Таурин – производное аминокислоты цистеина (вопреки распространенной точке зрения, сам он аминокислотой не является). Один из основных компонентов желчи, в небольших количествах содержится в различных тканях животных и человека, в основном в мышечной.

Кофеин – распространенный психостимулятор, содержится в чае, кофе, мате, гуаране, орехах кола и некоторых других растениях. Уменьшает чувство усталости и сонливости, повышает умственную работоспособность, ускоряет пульс, обладает легким мочегонным эффектом. Период стимуляции сменяется усталостью, требующей адекватного отдыха. Содержание кофеина в энергетических напитках составляет от 150 до 320 мг/л при рекомендуемом верхнем допустимом уровне потребления 150 мг в сутки.

Аскорбиновая кислота (витамин C) — органическое соединение, родственное глюкозе, является одним из основных питательных веществ в человеческом рационе, необходимым для нормального функционирования соединительной и костной ткани. Выполняет биологические функции восстановителя и коэнзима некоторых метаболических процессов, рассматривается в качестве антиоксиданта.

Никотиновая кислота — лекарственное средство, витамин, участвующий во многих окислительных реакциях живых клеток. Белый кристаллический порошок без запаха, слабокислого вкуса. Трудно растворим в холодной воде, лучше в горячей, мало растворим в этаноле, очень мало — в эфире.

Кальция пантотенат — лекарственное средство, витамин B5, кальциевая соль пантотеновой кислоты. Пантотеновая кислота по химической природе — дипептид.

Пиридоксин — одна из форм витамина B6. Представляет собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде. B пищевых продуктах витамин В6 встречается в трёх видах: пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин, которые примерно одинаковы по своей биологической активности.

Фолиевая кислота — водорастворимый витамин B9 необходимый для роста и развития кровеносной и иммунной систем.

Энергетические напитки выпускаются, как безалкогольные, так и слабоалкогольные. Основу тех и других, в основном, составляет кофеин, содержание которого в одной баночке энергетика столько, сколько в большой чашке крепкого кофе. Кофеин уменьшает сонливость, подавляет усталость, стимулирует умственные способности. Но все хорошо в меру. Если выпить литр этой искусственной бодрости, то будет значительное превышение нормы кофеина, что совсем не хорошо для организма, особенно человека, имеющего какие-то проблемы со здоровьем.

Иногда вместо кофеина в напитки добавляют экстракты чая, женьшеня, гуараны. Все энергетики содержат аминокислоты карнитин и таурин, витамины группы В, ниацин, аскорбиновую кислоту, глюкозу или сахарозу. На первый взгляд вроде ничего криминального в составе коктейлей нет. Даже шипучие пузырьки углекислого газа помогают организму быстро и эффективно усваивать все компоненты.

Сравнительный анализ напитков на основе этикеток показал, что напитки содержат сходный состав. Все напитки содержат консерванты, красители и ароматизаторы, которые придают напиткам нужную окраску и аромат, но могут оказывать отрицательное влияние на организм человека.

Как действуют энергетические напитки

Нельзя сказать, что энергетики не имеют пользы вовсе, иначе они не стали бы настолько востребованы. Главный аргумент «за» — возможность взбодриться и «найти доступ» к активной работе головного мозга, источникам вдохновения.

1) повышают тонус, придают человеку ощущение бодрости и энергии.

2) напитки с кофеином помогают справиться с сонливостью, а витаминно-углеводные повышают выносливость при больших физических нагрузках.

3) содержат большое количество витаминов и глюкозы. Витамины стимулируют жизненно важные процессы в организме, глюкоза быстро проникает в кровь и является источником энергии для мышечной ткани, органам, головному мозгу.

4) эффект от энергетиков длится до 4 часов и усиливается присутствием в напитках углекислого газа.

В чём заключается вред энергетических напитков?

Отрицательное влияние энергетиков на организм человека.

1) В результате повышения дозы напитков (больше, чем 2 баночки в день) может значительно повысится артериальное давление, или уровень сахара в крови, что ведёт к серьёзным заболеваниям — гипертонии и сахарному диабету.

2) Витамины энергетиков не могут заменить полный витаминный комплекс.

3) У людей с заболеваниями сердца, сосудов, нервной системы, поджелудочной железы, печени, или при предрасположенности к данным заболеваниям, энергетики могут вызвать рецидив.

4) Энергетик не даёт энергию, а лишь открывает энергетические каналы самого организма. Человек не получает энергию извне, а использует свои внутренние ресурсы. Это приводит к истощению, нервному перевозбуждению, что при регулярности употребления энергетиков ведёт к повышенной усталости, бессоннице, раздражительности, нервным срывам, депрессии.

«Правила» употребления энергетических напитков

1)    Между приёмами энергетиков следует делать перерыв в несколько дней.

2)    Нельзя употреблять энергетики после занятий спортом, потому что артериальное давление повышено. Их стоит пить минимум за час до тренировки.

3)    Энергетики категорически противопоказаны людям с повышенной нервной возбудимостью, бессонницей, заболеваниями желудка (гастрит, язва, панкреатит), болезнями сердечно-сосудистой системы, проблемами с давлением, а также пожилым людям, подросткам, беременным и людям, чувствительным к кофеину.

Альтернатива энергетикам

Работоспособность организма можно повысить и без энергетических напитков. Критерием «бодрости» является полное избавление от сонливого состояния и появления реального результата от работы как умственной, так и физической.  Можно использовать полезные природные  энергетики : зеленый  чай, какао, напиток из имбиря и лимона или виноградный сок.  Не забывать про прогулки на свежем воздухе, регулярное питание  и  здоровый сон.

Глава 2

Практическая часть (анкетирование и результаты опроса)

Анкетирование

Для того, чтобы понять, как относятся к энергетическим напиткам молодёжь, выявить процент тех, кто употребляет энергетические напитки и знают ли насколько они опасны для здоровья, мы провели опрос. В  анкетировании принимали участие  62 человека.

В анкете было  5 вопросов:

1)    Сколько вам лет?

2)    Как часто употребляете энергетические напитки?

3)    Знаете ли вы состав энергетических напитков?

4)    Знаете ли вы насколько опасно употребление энергетических напитков?

5)    Для чего употребляете энергетические напитки?

Результаты опроса

1.     Исходя из ответов на 1 вопрос, мы можем сделать вывод, что 75% опрошенных являются несовершеннолетними.

2.     Не употребляют энергетические напитки 56 % опрошенных.

Более 1 раза в неделю или каждый день суммарно употребляют 17,3% опрошенных. От одного раза в неделю до двух раз в месяц  -  19,2% опрошенных. И при необходимости употребляют 13,5% опрошенных.

3.     Больше половины респондентов, а именно 67,3% знают о составе.

4.      88,5% опрошенных знают об опасности употребления энергетических напитков.

5.     Больше половины учащихся  употребляют энергетические напитки, чтобы получить энергию (проснуться, взбодриться), каждый пятый ответил – вкусно.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что хоть и половина опрошенных не употребляют энергетические напитки, но из тех, кто всё же прибегают к употреблению «искусственной бодрости», делают это в пределах нормы, а также знают об их опасности, что не может не радовать.

Экспериментальная часть

1. Проведение сравнительного анализа напитков на основе состава, указанного на этикетках

Химический состав	Mixon	Flash
Энергетическая ценность	80 ккал	50 ккал
Белки	0 г	0 г
Жиры	0 г	0 г
Углеводы	9.50 г	12,5 г
Таурин	40.0 мг	600 мг
Кофеин	29.9 мг	135 мг
Витамин В6	0.7 мг	3.0 мг
Витамин В12	0.9	265 мгк
Инозит	28.9 мг	3-4 мг
Ниацин	15 мг	30 мг
Пантотеновая кислота	9.5 г	7,5 мг

Сравнительный анализ напитков на основе информации, данной на этикетке, позволяет сделать следующие выводы: напитки содержат сходный набор компонентов, наибольшей калорийностью обладают напитки Mixon. Энергетики Adrenaline Rush содержат наибольшее количество углеводов. Кофеина наименьшее количество содержат Mixon и Adrenaline Rush. Таурина меньше всего в Mixon. Кроме этого, на всех банках с напитками производители не рекомендуют их употребление детям до 18лет.

2. Определение органолептических свойств

1.Mixon

2.Flash

Органолептические свойства

	Запах	Цвет	Вкус	Выделение газа
1.	Горьковатый	Светло-оранжевый	Кислый с горчинкой	Среднее
2.	Лимона	Прозрачно-желтый	Кислый	Меньшее

ОПЫТ №1 . Определение  кислотности

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА:

1.     Пронумеровали стеклянные химические стаканы и налили определённый вид энергетического напитка (№1-4, воду - №5, этиловый спирт - №6).

2.     Взяли  индикаторную бумажку и проверили им кислотность.

Таблица 4. Проба на кислотность

Название	Adrenalin Rush	Red Bull	Burn	Monster	Вода	Этиловый  спирт
Показатель кислотности	4	3-4	2-3	4	7	7

ВЫВОД: все энергетические напитки имеют кислую среду. Особенно кислая среда выявлена у напитка Burn. Поэтому не рекомендуется употреблять эти напитки людям, имеющим заболевания желудка.

ОПЫТ № 2. Проба с белком куриного яйца

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА:

1.     Отделили белок от желтка.

2.     Пронумеровали химические стаканы и положили в каждый белок.

3.     Залили белок определённым видом энергетического напитка (№1-4, водой - №5, этиловым спиртом - №6).

Таблица 7. Проба с белком куриного яйца

№ п/п	Название	Через 5 минут	Через 1 час	Через 1 день	Через 3 дня
1	Adrenalin Rush	Без изменений	Без изменений	Белок начал сворачиваться	Белок свернулся
2	Red Bull	Появились волокна	Появились волокна	Белок свернулся	Белок свернулся
3	Burn	Появились волокна	Белок окрасился в розовый цвет	Белок начал сворачиваться	Белок свернулся
4	Monster	Появились волокна	Появились волокна	Белок свернулся	Белок свернулся
5	Вода	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
6	Этиловый  спирт	Белок свернулся	Белок свернулся	Белок свернулся	Белок свернулся

ВЫВОД: через 5 минут во всех энергетиках, кроме  Adrenalin Rush, белок стал сворачиваться, появились белые волокна. В спирте белок свернулся сразу весь.

Через час в напитке Burn белок окрасился в розовый цвет, то есть в нём присутствуют красители.  Через  1 день белок свернулся ещё сильнее во всех энергетических напитках. Через 3 дня белок свернулся во всех пробах, кроме воды.

На этом примере мы можем наблюдать то, что происходит в нашем организме при приеме энергетических напитков.

ОПЫТ № 3. Проба с яичной скорлупой

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА:

1.     Пронумеровали фарфоровые чашки и положили в каждую яичную скорлупу.

2.     Залили яичную скорлупу определённым видом энергетического напитка (№1-4, водой - №5, этиловым спиртом - №6).

Таблица 7. Проба с яичной скорлупой

№ п/п	Название	Через 5 минут	Через 1 час	Через 1 день	Через 3 дня
1	Adrenalin Rush	Без изменений	Без изменений	Окрасилась в желтоватый цвет	Окрасилась в жёлтый цвет
2	Red Bull	Без изменений	Без изменений	Стала хрупкой	Стала хрупкой, расслоилась
3	Burn	Окрасилась в розовый	Окрасилась в красный цвет	Окрасилась в тёмно-красный	Стала хрупкой, расслоилась
4	Monster	Без изменений	Слегка жёлтый	Слегка жёлтый	Стала хрупкой, расслоилась
5	Вода	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
6	Этиловый  спирт	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений

ВЫВОД: в скорлупе содержится много кальция, как в наших  зубах и костях. В Burn скорлупа окрасилась уже через 5 минут, через час окрасилась скорлупа в Monster. Соскрести это оказалось невозможно. Через день скорлупа стала хрупкой, расслоилась.

Выводы

В ходе изучения литературы и проведённого исследования мы выяснили:

1. Энергетические напитки оказывают негативное воздействие на ткани  животного происхождения.

2.Энергетические напитки, несмотря на своё название, таковыми не являются, так как не содержат никакой энергии. Помогая снять усталость, энергетические напитки активируют внутренние силы нашего организма

3.Основным тонизирующим веществом, входящими в состав энергетиков, является кофеин. Повышение предельной дозы которого негативно сказывается на состоянии сердечно-сосудистой и нервной систем.

4. Нежелательно принимать энергетические напитки во время занятий спортом и при высоких физических нагрузках, так как и то и другое вызывает повышение артериального давления и учащение сердцебиения.

5. Лучший способ для восстановления сил – полноценный отдых, нормализация физических нагрузок, соблюдение режима сна и бодрствования.

6.Все напитки содержат красители, которые в свою очередь вызывают повышение кислотности желудочного сока, что может привести к возникновению язвы желудка или двенадцатиперстной кишки.

7.В исследуемых напитках  содержится большое количество различных добавок  (пиридоксин, мелатонин, инозит и т.д.), употребление которых может привести к различного рода заболеваниям (тахикардии, повышению АД, аритмии, тошноте и  вызвать непродолжительную депрессию и различные неврозы).

8.Содержание в энергетических напитках стимулирующих веществ (кофеин, гуарана, теобромин) может вызвать нарушения в биологических ритмах тела, и привести к зависимости от поступления в организм стимуляторов.

9.Действие чашки кофе сохраняется 1 - 2 часа, действие энергетического напитка - часа 3 - 4. Кроме того, почти все энергетические напитки газированы, что ускоряет их действие.

10.  Все они имеют очень кислую среду, вредную  не только для желудка, но и для  зубов,     вызывая размягчение эмали зубов.

Заключение

Подростки являются активными потребителями «энергетиков», не задумываясь над последствиями для своего здоровья.

Употребляя энергетический напиток, человек, помимо гарантированной стимуляции кофеином (той же, что при употреблении, например, кофе), проглатывает большой «знак вопроса», поскольку об эффектах сочетаний таких веществ в таких дозах просто нет данных. Кроме того, не стоит забывать о том, что сами напитки никакой "энергии" в себе не содержат. Они лишь мобилизуют внутренние резервы организма, буквально выжимая из них заряд бодрости. Такое воздействие требует достаточного последующего отдыха с целью восстановления.

Мы считаем, что цель, поставленная перед началом работы достигнута.  Отрицательных свойств у энергетических напитков больше, чем положительных. Они не несут в себе никакой энергии, они берут ее из нашего организма. Врачи не рекомендуют выпивать больше 1 банки такого напитка в день, т. к. есть вероятность подвергнуть опасности свою нервную систему. Так что выбирайте - пить энергетические напитки, или нет. Или лучше отдать предпочтение чашке кофе с любимой шоколадкой?  Кофеин, таурин и другие компоненты энергетических напитков пагубно влияют на здоровье человека, а особенного молодого организма. Эффект энергетического подъема является кратковременным, так как возникают нарушения физиологических процессов за счет определенного химического состава. А все рекламные акции вокруг энергетического напитка не имеют подтверждения, то есть являются голословными.

Приложения