Исследовательская работа Химический анализ чипсов или Чипсы-польза или вред здоровью?

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №3 с. Толбазы

муниципального района Аургазинский район Республики Башкортостан

Исследовательская работа

[pic]

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЧИПСОВ

[pic]

Автор: ученица 11 класса

МБОУ СОШ №3 с.Толбазы

Чукурова Вера Олеговна.

Руководитель: учитель химии биологии

Габитов Фанзиль Рамилович

Т [pic] олбазы 2015-2016

Оглавление

Стр.

Введение__________________________________________________2

Обзор литературы__________________________________________ 5

Методика исследования _____________________________________12

Результаты исследования ____________________________________16

Выводы и рекомендации ____________________________________ 30

Заключение________________________________________________33

Литература ________________________________________________34

Приложение ______________________________________________ 36

Введение

Твоя пища должна быть твоим лекарством.

Гиппократ

Каждый человек хочет быть здоровым. Здоровье – это то богатство, которое нельзя купить за деньги или получить в подарок. Всем хорошо известно мудрое изречение Г.Гейне : "Человек есть то, что он ест". Стремление людей вести здоровый образ жизни предполагает правильное отношение к питанию. Многие определяют питание как потребление здоровой пищи. Но что считать «здоровой пищей»?  Марк Твен как-то сказал: “Секрет жизненного успеха отчасти состоит в том, что следует есть все, что хочется, а потом предоставлять пище возможность доводить борьбу в желудке до победного конца”. Сегодня мы приходим к выводу, что подобная философия сопряжена с таким риском для здоровья, о котором во времена Марка Твена и не подозревали. Наш выбор тех или иных продуктов с пищевыми добавками может зависеть от преходящих увлечений, рекламы или удобств. Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они даже при длительном использовании не угрожают здоровью человека. Проблема здорового питания довольно распространена в современном обществе, что определяет актуальность темы исследования, и частичку этой проблемы я попытаюсь раскрыть в своей работе.

Актуальность данного исследования заключается в том, что проблема загрязнения чипсов чужеродными веществами является одной из самых злободневных. Большинство учащихся лишены полноценного режима питания. Министерство здравоохранения запретило продавать чипсы в школьных столовых и буфетах. Однако, ребятишки из нашей школы продолжают бегать на большой перемене в магазин, покупают чипсы и вновь, очень довольные, перекусывают ими. По нормам СанПина предоставлен перечень продуктов, запрещённых для питания детей в детских учреждениях. Среди них оказались кока – кола и чипсы по следующим причинам: многие из них изготавливаются из порошков, они содержат ароматзаторы, красители искусственного происхождения, эмульгаторы, специи или пищевые добавки и, кроме того, они очень калорийные.

Таким образом, можно ли считать чипсы частью здорового рациона питания? Такой вопрос я поставила в качестве проблемы своего исследования. Данная проблема послужила основой для моего исследования.

Учащимся нашей школы была предложена группа различных продуктов питания. Ученики указывали предпочитаемый продукт питания и причины его предпочтения. Провели соцопрос среди учащихся 5-11 классов, в опросе участвовало 63 учащихся.

• Употребляете ли Вы чипсы?

• Употребляете ли Вы фаст–фуд?

• Употребляете ли Вы картофель–фри?

• Употребляете ли Вы поп–корн?

Соцопрос показал: 13 % учеников нашей школы употребляют поп-корн; 0 % употребляют поп-корн и картофель-фри; 87% школьников любимым пищевым продуктом назвали чипсы, поэтому дальнейший поиск информации был ориентирован на чипсы. Тема исследования очень актуальна в настоящее время, так как чипсы являются наиболее популярным продуктом питания у школьников. Однако знают ли они, что чипсы загрязнены химическими искусственными веществами или пищевыми добавками? Догадываются ли родители, что чипсы могут привести к различным заболеваниям? Еще Гиппократ говорил: «Человек рождается  здоровым,  а  многие  болезни  к  нему  приходят  через  рот  с  пищей». 

В поисковой системе Google я ознакомилась с работой учащихся других школ, и убедилась в том, что мало исследовательских работ, где провели наиболее полный химический анализ чипсов и результаты опытов наиболее полно обосновываются уравнениями химических реакций. Практическая значимость данной работы велика.  Основные положения данной исследовательской работы можно использовать на уроках химии, биологии, на элективном курсе «Химия пищевых продуктов», на классных часах, на занятиях кружка, при беседах с учениками и родителями о здоровом образе жизни, составной частью которого является здоровое питание. Каждый человек с малых лет знаком с чипсами.  Однако из каких пищевых добавок он состоит  и  как  влияет  на  организм  человека эти добавки,  мы  не  знаем. Так же нельзя забывать и о том, что множество людей, в том числе и дети, страдают заболеваниями пищеварительного тракта. По данным медицинского осмотра детей, хронический гастрит обнаружен у 3% учащихся. Они часто обращаются в поликлинику с различными расстройствами желудка. В ходе экспресс опроса учащихся выяснилось, что они каждый день употребляют в пищу чипсы. Актуальность данного исследования заключается еще и в том, что множество людей, в том числе и дети, страдают заболеваниями пищеварительной системы. Можно предположить, что химические вещества в составе чипсов вызывают расстройства желудка. В чем причина? Отсутствие полноценного, сбалансированного питания, частое употребление чипсов является причиной различных заболеваний. Встала необходимость ознакомиться с составом чипсов, изучить информацию о биологической роли веществ, находящихся в чипсах, определить калорийность данного продукта и наличие химических веществ, причиняющих вред здоровью человека.

Предмет исследования: качественный состав чипсов.

Объект исследования: чипсы.

Гипотеза исследования: если в составе чипсов входят вещества, которые негативно влияют на организм человека, то их регулярное употребление может привести к ухудшению состояния здоровья.

Цель исследования:

1. Изучить химический состав чипсов и влияние её компонентов на здоровье человека;

2. Способствовать приобщению учащихся и их родителей к здоровому образу жизни, к правильному питанию;

3. Расширять представление учащихся о химическом составе пищи, о полезных и вредных её компонентах;

4. Показать значение химических знаний для правильного выбора продуктов питания;

5. Выявить популярность различных пищевых продуктов среди учащихся МБОУ СОШ №3 с.Толбазы на основе анкетирования.

Для выполнения цели мною были поставлены следующие задачи:

1. Ознакомиться с литературой по данной проблеме;

2. Изучить влияние ингредиентов, входящие в состав чипсов, на организм человека;

3. Провести анкетирование среди учащихся и выяснить отношение школьников к чипсам;

4. Провести химические опыты с чипсами, химический анализ чипсов на содержание веществ, на калорийность;

5. Изучить влияние чипсов на живой организм на примере живого объекта;

6. Сделать выводы по результатам анализа теоретического материала, анкетирования, экспериментов и ознакомить учащихся и родителей с результатами исследования;

7. Разработать рекомендации по употреблению пищевых продуктов на основе картофеля.

В процессе выполнения исследовательской работы были использованы следующие методы исследования:

1. Теоретические (анализ фактов из литературных и Интернет-источников, обобщение материала);

2. Эмпирические (сравнение, сопоставление, проведение соцопроса);

3. Экспериментальные (химический анализ состава чипсов, качественный состав);

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Обзор литературы

1.1. Краткая историческая справка о приготовлении чипсов

На самом деле, откуда взялся такой заморский продукт, похожий на русскую жареную картошку? Под термином «чипсы» (от англ. «chips» - ломтик, кусочек) следует понимать плоские по форме продукты, полученные отрезанием от целого. Впервые чипсы были приготовлены 24 августа1853 г. в США для американского мультимиллионера К. Вандербильта его изобретательным шеф- поваром Д. Крумом. Он нарезал картошку так тонко, как мог. После чего зажарил её в масле до хруста. К недоумению повара, новое блюдо настолько понравилось миллионеру, что он только его и употреблял. В 1926 году была изобретена упаковка, позволявшая разделить место продаж. Началась экспансия этого продукта в кинотеатры, на стадионы и в магазины.

При изготовлении хрустящего картофеля очень важно учесть химический состав картофеля и отобрать нужный сорт. Большое значение здесь имеет правило, которое уже приводилось применительно к производству сушеного картофеля, - низкое содержание сахара. Содержание глюкозы не должно превышать 0,4%, в противном случае при обжаривании картофеля обязательно образуются темноокрашенные меланоидины, которые отрицательно скажутся на внешнем виде готового продукта.

Нужно помнить, что в конце периода хранения содержание глюкозы и других редуцирующих сахаров в картофеле, как правило, бывает выше 1%. Поэтому до обжаривания картофель подвергают так называемому кондиционированию. Оно заключается в том, что клубни выдерживают в течение 3-4 дней при 20-25°С. В этих условиях в клетках картофеля протекает процесс, аналогичный тому, который имел место при накоплении в клубнях крахмала: глюкоза полимеризуется и превращается в крахмал. Из многочисленных сортов картофеля для производства хрустящего картофеля рекомендуются Лорх, Передовик, Октябренок, Кореневский.

Приготовление хрустящего картофеля складывается из таких операций: очистка и мойка картофеля, резка на ломтики, обсушка ломтиков, обжаривание, охлаждение и расфасовка.

Главной операцией в этой технологии является обжаривание ломтиков. Для этой цели годится любое растительное масло - кукурузное, хлопковое, арахисовое и др. - нагретое до 160-200°С.

Необходимо помнить, что в процессе обжаривания масло подвергается ряду нежелательных изменений. Оно гидролизуется и при этом образуются горькие жирные кислоты; оно окисляется (при этом образуются альдегиды и кетоны), полимеризуется и т.д. Следовательно, масло надо защищать от внешних воздействий и периодически его менять. Рекомендуется добавлять к маслу антиоксиданты, чтобы предупредить его окисление.

Готовый продукт - тонкие хрустящие ломтики золотисто-желтого цвета. Не допускаются салистый, прогорклый, щиплющий привкусы.

Влажность чипсов колеблется от 4 до 7%. Содержание жира - не менее 32% и не более 36%.

По химическому составу хрустящий картофель представляет собой довольно питательный продукт: в нем содержится 40-45% крахмала, около 35% жира, 2-3,5% белков, 1,8-2% хлористого натрия (поваренной соли). Калорийность этого продукта высокая - 450-500 ккал в 100 г.

Совершенно другой продукт - картофельные крекеры. Это похожие на монетки кружочки диаметром 30-35 мм, толщиной 1 мм. Перед употреблением в пищу их поджаривают в растительном масле или в животном жире. При опускании в кипящее масло (температура масла 180-190°С) крекеры быстро вспучиваются и увеличиваются в объеме в 2-3 раза. При этом они приобретают белую, слегка розоватую окраску. Поджаренные в масле крекеры употребляются в качестве гренок, гарнира или самостоятельного блюда.

Технология картофельных крекеров такова: клубни картофеля после обычных подготовительных операций (мойки, калибровки и очистки) подвергают варке и измельчению; полученное пюре смешивают с крахмалом и поваренной солью (на 100 кг пюре - 50 кг крахмала и 2,5 кг соли). Смесь формуют в жгуты, которые вслед за этим обрабатывают острым паром под давлением 0,12-0,15 Па в течение 15-20 мин; обваренные жгуты охлаждают, нарезают на кружки толщиной 1 мм; кружки просушивают в течение примерно 2 ч при 65-70°С.

Крекеры также выпускают с добавлением сушеного мяса, протертого творога и других белковых компонентов.

В обычных крекерах содержится от 48,5 до 55% углеводов (главным образом, крахмала), 35-38% жира, 3,5-4% белков. Калорийность 100 г крекеров 560-570 ккал. В обжаренном виде крекеры можно хранить 10-12 дней.

Сегодня для приготовления картофельных чипсов используют специальные сорта картофеля с низким содержанием сахара и диаметром клубней 3-4 см. Отобранный картофель моют, чистят и нагревают до 800С (при этом в нём экстрагируются восстанавливающие сахара и разрушаются ферменты). Затем картофель нарезают ломтиками и после удаления выделившегося на их поверхности крахмала обжаривают в растительном масле.

Сорт масла может быть различным и зависит от региональных предпочтений. В США, например, распространены чипсы, жаренные на соевом масле; в Европе применяется пальмовое масло, которое не придаёт запаха конечному продукту; в Беларуси используют подсолнечное масло. Растительные масла полезны тем, что триглицериды растительных масел содержат полезные для организма ненасыщенные основные жирные кислоты: олеиновая, линолевая, линоленовая. [23]

Основные жирные кислоты представлены в таблице 1(приложение 3)

Статистика

Существует статистика, что:

• каждый россиянин в среднем съедает 0,5 кг чипсов в год;

• европеец: 1–5 кг/год;

• американец: 10 кг/год.

2. Состав чипсов

2.1. Изучение состава чипсов на упаковках 

Используя лупу, выпишем ингредиенты чипсов в таблицу 2 (приложение 4). Для исследования мы взяли чипсы следующих марок:

1. «Lаys»

2. «Estrella»

3. «Русская картошка»

4.«Московский картофель»

5. «Золотая картошка»(новинка)

2.2. Влияние ингредиентов, входящие в состав чипсов, на организм человека

Как видно из таблицы кроме натуральных продуктов (картофеля и растительного масла), сахара, соли в состав чипсов входят различные синтетические вещества: углеводы, пищевые добавки, обозначенные большой буквой «Е» с соответствующим номером. Благодаря синтетическим пищевым добавкам, чипсы имеют разные вкусы и ароматы, «хрустят» и долго хранятся. Рассмотрим более подробно основные синтетические составляющие чипсов:

1. Лактоза.

[pic] [pic]

Лактоза - молочный сахар, состоит из молекул глюкозы и галактозы, очень сладкий. Лактоза относится к углеводам, которые увеличивают усвоение кальция в организме. Однако, есть люди, которые не переносят лактозу. У таких людей недостаток фермента лактазы, который расщепляет лактозу. В результате в кишечнике происходит брожение молочного сахара, а следствием этого может быть тошнота, вздутие, газы, диарея.[12]

2. Усилитель вкуса и аромата – глутамат натрия – Е 621.

[pic]

Глутамат(глутаминат) натрия - натриевая соль глутаминовой кислоты. Глутамат натрия получают в промышленности из тростникового и свекловичного сахара или из пшеничной клейковины. Он придает растительным блюдам привкус и аромат мяса, однако избыток этого вещества в пище приводит к размягчению костной ткани организма, образованию хрящевых участков, нарушает функцию щитовидной железы. Употребление глутамата натрия в пределах рекомендуемых норм обычно безопасно. Но у некоторых людей возможны аллергические реакции, головокружение, тошнота. С одной стороны он делает чипсы вкусными, с другой стороны этот порошок может вызывать истончение сетчатки при его содержании в ежедневном рационе не менее 20%. Такое негативное влияние глутамата натрия было изучено японским ученым Хироси Огур в университете Хиросаки. В течение 6 месяцев он кормил крыс большим количеством глутаматом натрия и в результате обнаружил, что грызуны ослепли. Причиной потери зрения стало истончение сетчатки глаз. Китайские ученые выяснили, что злоупотребление глутаматом натрия может привести к ожирению, избыточному весу, привыканию. Именно он заставляет есть чипсы снова и снова. [3] - [5]

3) Усилитель вкуса и аромата- гуанилат натрия – E 627

[pic]

Гуанилат натрия - натриевая соль гуаниловой кислоты , природной кислоты, которая является частью РНК, одного из носителей генетического кода в клетке. Таким образом, он входит в состав всех клеток во всех живых организмах. В производстве гуанилат натрия получают из дрожжевого экстракта или сардины. Гуанилат натрия может вызвать побочные проявления. Опасен для новорожденных малышей (в том числе в составе детского питания), поэтому полностью запрещен к использованию в детском питании. Не рекомендуется людям, страдающим астмой и подагрой. Астматики должны избегать гуаниловой кислоты и гуанилатов. Люди страдающие от подагры должны избегать гуанилатов, так как последние метаболизируется в пурины. [6] [7]

4) Усилитель вкуса и аромата- инозинат натрия- E 631

[pic]

Способен скрывать неприятный естественный вкус продуктов питания. Применяется вместе с глутаматом натрия. Эта смесь позволяет ощутить более мягкий вкус пищевого продукта. Инозинат натрия не рекомендован для употребления гипертоникам, т.к. он может вызвать резкие скачки артериального давления. Надо проявить осторожность людям аллергикам, людям страдающим астмой так как может спровоцировать обострение заболеваний.[10]

3. Мальтодекстрин (патока)

[pic]

Мальтодекстрин ( патока) – это углевод, который образуется при неполном кислотном или ферментативном расщеплении крахмала. Используется в пищевой промышленности очень широко: в производстве напитков, мороженого, в молочной промышленности, в кондитерских изделиях. Мальтодекстрин является усилителем вкуса, способствует сохранению и усилению свойств ароматических добавок.[16]

4) Лимонная кислота - Е 330.

[pic]

3-гидрокси-3-карбоксипентадиовая кислота

Применяется в пищевой промышленности как вкусовая добавка, регулятор кислотности и консервант. Не рекомендуется людям с повышенной кислотностью желудка. Лимонная кислота в больших дозах может иметь канцерогенный эффект. Встречается индивидуальную непереносимость лимонной кислоты. При нагревании выше 175 °C разлагается на углекислый газ и воду. Антиоксидант. [13]

5. Ортофосфат кальция(смесь солей) – Е 341. Ca(H2PO4)2, СaHPO4, Ca3(PO4)2

Пищевая добавка Е341 мало изучена. По некоторым данным фосфаты кальция обладают канцерогенным воздействием и повышают уровень содержания вредного холестерина в крови. Может вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта. Регулятор кислотности: Вещества, устанавливающие и поддерживающие в пищевом продукте определенное значение pH. Добавление кислот снижает pH продукта, добавка щелочей увеличивает его, а добавка буферных веществ поддерживает pH на определенном уровне.[18]

6) Ортофосфат натрия(смесь солей) – Е 339. Na3PO4 , NaH2PO4, Na2PO4

При употреблении E339 в больших количествах наблюдаются расстройства желудочно-кишечного тракта, так как антиоксидант обладает слабительным эффектом. Поэтому не стоит увлекаться продуктами питания с содержанием фосфатов натрия. Существует мнение, что частое употребление в пищу продуктов, содержащих ортофосфат натрия Е 339, приводит к изменению метаболизма минеральных солей в организме человека. Помимо этого Е339 провоцирует вымывание кальция из костей и зубов, что также негативно отражается на общем состоянии здоровья человека. Угнетающе влияет на пищеварительную систему, становится причиной частых расстройств желудка, нарушений стула. [20] [24]

7) Ацетат натрия – Е 262. СН3СOONa

Применяется в качестве консерванта. Также добавка E262 в качестве ароматизатора при производстве чипсов, придавая продукции слегка уксусный вкус и аромат. В допустимых дозах безопасен, но в больших концентрациях может вызывать расстройство желудочно-кишечного тракта, раздражение кожи и глаз.[2]

8) Крахмал

Крахмал в организме подвергается гидролизу, конечным продуктом является глюкоза, избыток ее откладывается в печени в виде высокомолекулярного углевода – гликогена. Но малоподвижный образ жизни не требует большого количества энергии, нарушается баланс между поступлением в организм и расходом энергоемких веществ, а это приводит к ожирению.

Акриламид или амид акриловой кислоты:

[pic] [pic] O

[pic] CH2=CH – C NH2

В настоящее время учёные всего мира обеспокоены содержанием во многих продуктах питания: картофельных чипсах, картофеле фри, гамбургерах и в остальных продуктах под общим названием « фаст – фуд» очень опасного канцерогена и мутагена – акриламида ( амида акриловой кислоты). Это вещество используется в промышленности для изготовления пластмасс и очистки воды. А также акриламид образуется, когда углеводы – один из компонентов таких продуктов как рис, картофель, мучные изделия - нагревают до высокой температуры ( 120 С). Это вещество, накапливаясь в организме, вызывает у человека онкологические заболевания. Предельный уровень акриламида составляет 1 микрограмм в день - это полграмма чипсов. Даже в самой маленькой пачке (28 г) безопасная доза превышает в 56 раз. Кроме того учёные установили, что высокие температуры плохо влияют на все жиры, особенно на растительные. Так как растительные масла разлагаются с образованием вредных для организма соединений: низкомолекулярных жирных кислот, гидроперекисей, эпоксидов, которые также являются канцерогенными веществами. Поэтому рекомендуют растительные масла использовать в качестве заправок к салатом, а жарить гораздо безопаснее на топлёном сливочном масле или на специальных животных жирах. [1], [2]*

Результаты изучения информации о влиянии пищевых добавок на организм человека я представила в виде таблицы 3(приложение 5).

3. Методика исследования

3.1. Анкетирование

Провела анкетирование. Для этого в МБОУ СОШ №3 с.Толбазы в октябре 2015-2016 учебного года провела анкетирование 63 учащихся разного возраста . Цель анкетирования заключалась в том , чтобы выяснить отношение школьников к интересующейся нашей проблеме. Можно ли читать чипсы частью здорового рациона питания? Отношение учащихся к предпочитаемым пищевым продуктам можно посмотреть на стр.2. Они выбрали чипсы. Далее я разработала анкету для выяснения отношения школьников к чипсам и попросила ответить на поставленные вопросы в школе и в социальной сети интернет «В контакте» (приложение 2) Ниже привожу содержание анкеты.

1. Покупая продукты, обращаете ли вы внимание на их состав?

А) Да Б) Нет

2. Знаете ли вы, как расшифровываются пищевые добавки, обозначаемые с помощью индекса Е?

А) Да Б) Нет

3. Знаете ли вы, как они влияют на ваше здоровье?

А) Да Б) Нет

4. Как часто чипсы присутствуют в вашем рационе питания?

А) Ежедневно Б) 2-3 раза в неделю В) 1-2 раза в месяц

5. Кто покупает вам чипсы?

А) Родители Б) Старший брат

В) Бабушка (дедушка) Г) Сам

6. Как вы считаете, чипсы полезны или вредны для здоровья?

А) Конечно полезны

Б) Конечно вредны

В) Никогда не задумывался об этом

Г) Скорее полезны, чем вредны

Д) Скорее вредны, чем полезны

7. Что вас привлекает при выборе чипсов?

А) Красивая упаковка

Б) Запах, вкус

В) Удобно есть

Г) Стоят дешево

8. Часто ли вас беспокоят боли в животе, тошнота, рвота, головные боли?

А) Часто Б) Иногда В) Никогда

9. Можно ли читать чипсы частью здорового рациона питания?

А) Да Б) Нет

3.2. Экспериментальная часть. Химические опыты с чипсами (методика) [1]*[4]*[5]* [6]*

В химической лаборатории МБОУ СОШ №3 с.Толбазы исследовали качественный состав различных видов чипсов. Исследования проводились в октябре-ноябре 2015 году по намеченному плану:

1. Анализ литературы

2. Подготовка вопросов для анкетирования

3. Анкетирование

4. Работа над введением

5. Подбор реактивов и оборудования

6. Экспериментальная работа

7. Работа над выводами

8. Как написать заключение

9. Оформление исследовательского проекта в виде презентации

10. Как это было. Рефлексия

Цель: исследовать качественный состав различных видов чипсов и показать влияние её ингредиентов на здоровье человека

Задача: провести качественные реакции, доказывающие наличие химических веществ в чипсах различных марок( марки представлены на стр.8)

Реактивы и оборудование: 5% раствор нитрата серебра, 3% спиртовой раствор йода, 7% раствор сульфата меди(II), 10% раствор щелочи, раствор гидрокарбоната натрия, раствор марганцовки, фосфат натрия (соль),фосфат кальция (соль),универсальная индикаторная бумага, дистиллированная вода, лабораторный штатив, штатив с пробирками, фильтровальная бумага, воронки, образцы чипсов, ступки, пестики, предметные стекла, весы, конические колбы, пробирки, медная петля (проволка), мерный цилиндр, спиртовка, пинцет, спички, стеклянные трубки, термометр, слив.

1. Приготовление водной вытяжки для качественного определения растворимых компонентов

Раскрошить 1-3 чипсов (~1 г) и перенести крошки в плоскодонную колбу. Добавили 15-20 мл дистиллированной воды и нагреть пробир­ку в пламени спиртовки. Профильтровать об­разовавшуюся смесь. Фильтрат собрать и использовать для проведения испытаний 2-10.

2. Качественное определение катионов натрия

Реакция окрашивания пламени. Ионы натрия окрашивают пламя спиртовки в характерный желтый цвет. Чистую прокаленную медную проволоку с петлей на конце опускают в раствор соли натрия и вносят в бесцветное пламя горелки; при наличии ионов натрия пламя окрашивается в желтый цвет. Реакция исключительно чувствительна. Сравните образцы чипсов и сделайте вывод. Дайте сравнительную количественную характеристику по наличию ионов натрия и сделайте вывод.

3. Качественное определение хлорид-ионов

Налить в пробирку 1-2 мл водной вытяж­ки и добавьте 3-4 капли 5% раствора нитрата серебра. Если в растворе присутствуют хлорид ионы, то выпадает белый творожистый осадок. Во вех образцах чипсов есть соль? Дайте сравнительную количественную характеристику по наличию поваренной соли и сделайте вывод.

4-5. Качественное определение фосфат-ионов. Гидролиз солей.

Если в чипсах есть пищевая добавка E341 и E339, то вы сможете определить его качественный состав. Приготовьте водную вытяжку чипсов, содержащий фосфат-ионы. Для этого необходимо накрошить примерно 20г чипсов , поместить в стакан, налить дистиллированную холодную воду и перемешать стеклянной палочкой. Далее в полученный фильтрат добавьте раствор карбоната натрия до выпадения осадка. Напишите уравнения происходящих реакции.

6. Качественное определение крахмала

Налить в пробирку 1-2 мл водного раствора чипсов. Данный раствор не следует пропускать через фильтр, так как крахмал в воде не растворяется. Добавить 2-3 капли 3 % спиртового раствора йода. Сделайте вывод.

7. Качественная реакция глюкозы со свежеосажденным гидроксидом меди (II)

Если в образцах чипсов присутствует лактоза и глюкоза то моно провести «красивую» реакцию. В пробирку налить 3 мл раствор водной вытяжки, 3 капли 10% раствора гидроксида натрия NaOH, 4 капли 7% раствора сульфата меди(II) CuSO4. Смесь осторожно нагреть до появления морковного цвета оксида меди(I) Cu2О. Во вех образцах чипсов есть декстроза (глюкоза)? Приложите фото опыта. Сделайте выводы.

8. Реакция «серебряного зеркала» на лактозу и глюкозу. Если в образцах чипсов присутствует лактоза и глюкоза то также можно провести реакцией «серебряного зеркала». В тщательно вымытую пробирку раствором щелочи, поместите 3-4 капли 5% раствора нитрата серебра, прибавьте несколько капель 10% раствора аммиака до растворения образовавшего гидроксида серебра. Добавьте полученный фильтрат чипсов и слегка нагрейте пробирку над пламенем спиртовки.

9. Качественное определение сахарозы

В пробирку налить 3 мл раствора сульфата меди и в избытке налить раствор щелочи до образования гидроксида меди(II). К данному осадку налить водный раствор вытяжки чипсов, содержащий сахар. Что наблюдали?

10. Кислотный гидролиз сахарозы

Приготовить водную вытяжку. Прилить к водной вытяжке чипсов щелочь и  несколько капель раствора сульфата меди (II). Образуется ли осадок? В какой цвет окрашивается раствор?  Нагрейте раствор до выпадения осадка оксида меди (I).

11. Качественное определение жиров

Положите большой чипсы на фильтроваль­ную бумагу и согните ее пополам и раздавить испытуемый образец на сгибе бумаги. Удали­те кусочки чипсов с фильтровальной бумаги и посмотрели бумагу на свет. Количество масла оцениваем по размеру пропускающего свет пятна. Сделайте выводы.

12. Определение качества растительного масла

На жирные пятна образцов исследуемых чипсов поместите несколько капель раствора перманганата калия. Сделайте вывод.

13. Определение калорийности продукта

С помощью мерного цилиндра отмерить 10 мл воды и налить ее в широкую пробир­ку. Измерить исходную температуру воды, а затем зажать под углом пробирку с водой в штативе. Взвесить большой чипсы и подж­ечь его, держа под пробиркой с водой. Рассчитать калорийность продукта можно по формуле:

Q = (С(воды) • m (воды) + С(стекла) х m(стекла)) •(t2 –t1).

Данные об удельной теплоемкости воды и лабораторного стекла можно найти в учебниках по физике или соответствующих справочниках

С(воды) = 4200 Дж (кг • °С);

С(стекла) = 840 Дж (кг .⁰С)

Рассчитываем калорийность продукта по формуле

Q-калорийность чипсов установленной нами массой;

С- удельная теплоемкость веществ (вода);

t2, t1- начальная и конечная температура воды. Данные об удельной теплоемкости воды взяты из справочника.

Пример расчёта для чипсов марки №1«Lаys»

Q = (0.01*4200+0.034*840)*(50-20)=2116 Дж

4. Результаты исследования

Результаты анкетирования.

В процессе работы над исследовательским проектом в школе было проведено анкетирование учащихся 1-11 классов. Для этого я также использовала социальную сеть «В Контакте» (приложение 2) . Всего было опрошено 63 человека.

Опрос показал, что 80% опрошенных не обращают внимания на состав продуктов и не знают о том, как расшифровываются добавки. А также 53% школьников вообще не знают об их влиянии на организм. 68 % учащихся нашей школы употребляют чипсы. Из 100% опрошенных учащихся- 20% считают, что чипсы полезны, 10% опрошенных соглашаются с утверждением, что чипсы вредны. Примерно 53 % никогда не задумывались об этом. Ежедневно употребляют чипсы -21% школьников, раз в месяц- 42 % респондентов.

Чем младше возраст, тем больше процент чипсов, купленных родителями. Старшеклассники приобретают их сами. Учащиеся младших классов при выборе чипсов обращают внимание на яркую упаковку -40% и на цену-25%. Ученики постарше ориентируются на запах, вкус -32% и на цену-56%

По результатам статистических данных заболеваемости обучающихся нашей школы, представленные медицинской сестрой, мы установили, что заболевания желудочно-кишечного тракта выявлены у 6 учащихся (1,6%); Ожирением страдают 4 школьника (1.4%). На вопрос «Можно ли считать чипсы частью здорового рациона питания?» 54 % респондентов ответили-не задумывались над этим вопросом.

Таким образом, анализ анкетирования показал, что проблема здорового рациона питания продолжает оставаться актуальной. Большинство школьников не обращают внимания на состав чипсов, а некоторые продолжили употреблять этот продукт, зная о наличии в нем вредных веществ. В результате у них появляются различные заболевания. Причиной этих заболеваний является отсутствие полноценного, сбалансированного питания, частое употребление чипсов, кока- колы и других продуктов. Отсюда намечаются следующие задачи: изучить состав продукта, влияние пищевых добавок на организм человека.

Результаты теоретического анализа чипсов по упаковке

Изучив сведения с упаковки, мы выяснили, что в состав всех чипсов входит картофель или картофель-полуфабрикат, растительное масло, соль, регуляторы кислотности, усилители вкуса и аромата (Е621, 627, 631). Я была очень удивлена и не ожидала, что в ломтике чипсов содержится так много пищевых добавок. В чипсах «Estrella» и «Московский картофель» содержится пять пищевых добавок. И только в чипсах «Русский картофель» содержит всего лишь две добавки - Е621 и E551. Нужно знать, какую конкретную информацию несет в себе маркировка – индекс. Например, глутамат натрия (Е 621) может вызвать аллергию, запрещен в детском питании; лимонная кислота (Е 330) способна провоцировать образование опухолей. Лимонную кислоту получают из патоки, используя дрожжи. Поэтому иногда в составе чипсов может присутствовать сразу три компонента: патока, лимонная кислота и дрожжи.

В ходе изучения упаковок я выяснила, что в состав всех чипсов входит усилитель вкуса глутамат натрия, гуанилат натрия. Меня удивил тот факт, что производитель включил в состав чипсов «Московский картофель» и «Estrella» сразу три вкусовые добавки - глутамат натрия Е-621, гуанилат натрия-E627 и инозинат натрия Е-631.Оказывается, вместе они придают более мягкий вкус чипсам. И все они содержат в своем составе ион натрия. В экстракте мы обнаружим большое количество ионов натрия.

Также в состав всех чипсов входит регулятор кислотности лимонная кислота, молочная кислота и лактат кальция. В чипсах «Lаys» присутствует ортофосфат кальция, который может стать причиной расстройства желудка. Также в чипсы «Русская картошка» и «Золотая картошка» добавили "картофель специально приготовленный (полуфабрикат)" Данный полуфабрикат вызывает сомнение, скорее всего изготовлен не из свежей картошки, а из замороженной картошки. Или ещё хуже, из неполезного картофельного порошка. При жарке он в сотни раз лучше способен впитывать в себя канцерогенный акриламид.

Самые калорийные, содержащие наибольшее количество жира – это чипсы «Московский картофель»(528 ккал), на втором месте-чипсы Estrella(520ккал) на третьем месте «Lаys»(517ккал). Чипсы «Золотая картошка» не сильно пачкают руки, так как в составе есть крупа пшеничная, кукурузный крахмал и рисовая мука и у него самое большое содержание углеводов(52г). Следует отметить, что они содержат меньше жира(432ккал) и эти чипсы имеют одинаковую форму. Также кроме «Московского картофеля» у всех есть декстроза (глюкоза). Вместо глюкозы в чипсах «Московский картофель»- мальтодекстрин(патока).

В состав всех чипсов входит растительное масло, потому что по рецептуре приготовления все чипсы жарят в растительном масле до золотистого цвета. Эти чипсы только на секунду должны попасть в масло. Если выдержали больше, то в чипсы могут попасть вредные продукты окисления. Масло для жарки, по стандартам большинства производителей, не должно придавать чипсам посторонний запах. Поэтому в большинстве случаев используется оливковое, соевое или пальмовое масло. Таким образом, натуральное в чипсах - это картофель, пшеничная мука, крупа пшеничная, сырный порошок, а все остальное - «химия», начиная с поваренной соли. Употребление большого количества соли может вызвать гипертонию. Кроме того, переизбыток соли в пище увеличивает риск развития рака желудка. А сколько поваренной соли в чипсах? На вкус чипсы не сладкие, а соленые. Не все производители указали содержание поваренной соли в составе чипсов. Для этого проведем химический анализ.

Результаты экспериментального анализа чипсов

ОПЫТ 1. Приготовление водной вытяжки для качественного определения растворимых компонентов (приложение 1, фото 1-5)

Взвесили по 1 г чипсов каждого вида. Измельчили их в ступке и перенесли крошки в плоскодонные колбы. Добавили 10-15 мл дистиллированной кипящей воды и размешали стеклянной палочкой. Нагрели смесь на электрической плитке. Приготовили бумажные фильтры и отфильтровали смеси. Фильтрат собрали и использовали для проведения опытов 2-10.

В нашей школьной водопроводной воде содержится большое количество примесей, поэтому мы взяли дистиллированную воду.

Можно ли доказать наличие поваренной соли в растворе?

ОПЫТ 2. Качественное и количественное определение катионов натрия (приложение 1, фото 6-8)

Чистую прокаленную медную проволоку с петлей на конце опустили в фильтрат, и внесли в бесцветное пламя горелки; пламя окрасилось в желтый цвет. Реакция исключительно чувствительна, желтый цвет пламени свидетельствует о наличии ионов натрия Na⁺ во всех образцах чипсов. Ионы натрия в фильтрате образуются из растворимых солей в результате диссоциации следующих солей: глутамата натрия, гуанилата натрия, инозиата натрия, фосфата натрия, ацетата натрия и поваренной соли:

O [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] =CH-CH2-CH2-CH-COONa →O=CH-CH2-CH2-CH-COO^- + Na⁺

OH NH2 OH NH2

Глутамат натрия -2-амино,5--гидроксо,5-оксопентонат натрия. Растворимая соль, в воде диссоцируется с образованием глутамат-иона. Глутамат-ион придает приятный мясной вкус пище.

Na3PO4= 3Na⁺+ PO4^3-

Фосфат натрия

CH3COONa= CH3COO^- + Na⁺

Ацетат натрия

NaCl= Na⁺ + Cl^-

Хлорид натрия

Структурная формула инозината натрия представлена на странице 9. Два водорода остатка фосфорной кислоты замещены на два иона натрия. Молекулярная формула инозината натрия - С10H11N4Na2O8P. Молярная масса 392 г/ моль

Структурная формула гуанилата натрия (рибонуклеотида натрия) представлена на странице 9 и содержит два иона натрия. Молекулярная формула гуанилата натрия- C10H12N5Na2O8P 

Сколько грамм ионов натрия получит человек при употреблении 100 г чипсов «Estrellа»? Для этого сделаем расчет. Допустимая доза глутамата натрия-1,5г на 1 кг продукта. В 100 г чипсах должно содержаться 0,15 г глутамата натрия, 3 г гуалината натрия, 3 г инозината натрия и 0,45 г поваренной соли. В данном чипсе есть все три усилители вкуса, аромата и поваренная соль. Рассчитаем количество вещества каждого из компонентов:

n( глутамат натрия) = [pic] = [pic] = 0,000887 моль. Количество ионов натрия в растворе равна 0,000887моль ;

n( гуанилата натрия) = [pic] = [pic] = 0,00737моль. Количество ионов натрия будет в растворе 2 раза больше т.е примерно 0,0147моль ионов натрия;

n( инозинат натрия) = [pic] = [pic] =0,000765 моль. n(Na⁺) =0.01530 моль

n( NaCl) = [pic] = [pic] = 0,0077 моль; n(Na⁺) =0.0077 моль

nобщ (Na⁺)= 0,000887 +0,0147+0.01530 +0,0077=0,0385 моль ионов натрия

Определим общую массу ионов натрия:

m(Na⁺)= 0.0385 х 23= 0,88 г. На упаковке масса натрия 0,73г. Массу всех солей можно проверить на практике. Для этого следует растворить всю упаковку(20г), пропустить через фильтр, выпарить на фарфоровой чашке и взвесить. Однако мы выпарили только несколько капель фильтрата на предметном стекле до появления налета соли. (приложение 1, фото 7)

Таким образом, съедая 100 г чипсов, человек дополнительно получает 0,73 г ионов натрия, а при употреблении 200 г чипсов – 1,46 г соли. Суточная потребность человека в поваренной соли составляет 1,5-4 г. Это примерно одна чайная ложка без верха. Когда натрия становится слишком много, то жидкость из мышечной ткани уходит в кровь, объем кровотока увеличивается, сердцу приходится качать кровь интенсивнее. Отсюда повышается кровяное давление. Развивается гипертония.

ОПЫТ 3. Качественное определение хлорид – ионов (фото 9)

Налили в пробирку 1-2 мл водной вытяжки и добавили 3-4 капли раствора нитрата серебра. При добавлении к водной вытяжке раствора нитрата серебра выпал белый творожистый осадок AgCl. По этому признаку можно сделать заключение о присутствии в растворе хлорид – ионов Cl^-:

AgNO3 + NaCl = AgCl ↓+ NaNO3

Ag⁺ + Cl־ = AgCl↓

Таким образом, наибольшее содержание поваренной соли отмечено нами в образцах №1«Lаys», №5«Золотая картошка». Во всех образцах наблюдалось образование белого мутного творожистого осадка. Следует отметить, что ион хлора, который входит в состав поваренной соли, может стать причиной заболеваний кожи.

Можно ли доказать наличие фосфат-ионов в водной вытяжке?

ОПЫТ 4. Качественное определение ионов кальция и фосфат-ионов( фото 10 и 11)

Есть ли в чипсах «Lаys» и «Московский картофель» фосфат-ионы и ионы кальция? Вспомним, что его кладут в чипсы для сохранения формы, в качестве стабилизатора окраски(сохраняют окраску). Приготовила водную вытяжку чипсов. Для этого накрошила в фарфоровой чашке 20г чипсов «Lаys», «Московский картофель» и поместила их в отдельный стакан, налила холодную дистиллированную воду и перемешала. Пропустила через фильтр. Фильтрат налила в фарфоровую чашку или на предметное стекло и нагрела над пламенем спиртовки. Наблюдала появление темно- белого цвета кристаллов солей на предметном стекле. Далее 3 мл фильтрата налила в пробирку и прилила раствор карбоната натрия. Выпал белый осадок карбоната кальция:

Ca(H2PO4)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaH2PO4

Ca²⁺ + CO3^2- = CaCO3↓

Для определения фосфат и дигидрофосфат-ионов в вытяжке провела качественную реакцию с нитратом серебра. Образовался желтоватый осадок фосфата и дигидрофосфата серебра:

NaH2PO4 + AgNO3 = NaNO3 + AgH2PO4↓

Ag⁺ + H2PO4^- = AgH2PO4↓

Ca(H2PO4)2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgH2PO4↓

2Ag⁺ + 2H2PO4^- = 2AgH2PO4↓

AgNO3 + Na3PO4 = Na3PO4 + Ag3PO4↓

3Ag⁺ + PO4^3- = Ag3PO4↓

Другие образцы чипсов не дали желтый осадок.

Вспомним, что фосфаты натрия в организме провоцируют вымывание кальция из костей и зубов и в результате у детей нарушится нормальный рост костей, развивается остеопороз.

Как изменится pH раствора водной вытяжки чипсов?

ОПЫТ 5. Определение pH водной вытяжки универсальным индикатором(фото 12)

Из Википедии я узнала, что содержание кислот в растворе характеризуется кислотностью раствора. Кислотность водного раствора определяется присутствием в нем положительных водородных ионов Н⁺ и характеризуется концентрацией этих ионов в одном литре раствора C(H⁺) (моль/л или г/л). Количественной характеристикой кислотности служит величина pH. Для нашего эксперимента необходимо использовать кислотно-основной индикатор, так как отсутствие красителей позволяют визуально определить изменение окраски индикатора. При помощи универсального индикатора я определила кислотность. Результаты исследования водных вытяжек с универсальной индикаторной бумагой показали, что только 5-ый образец чипсов имел кислотную среду-pH 5, а остальные – слабокислотную – pH 6. (фото 12). Также я обратила внимание на следующий факт. При производстве пищевой добавки ортофосфата кальция могут оставаться следы ортофосфорной кислоты, так как его получают путем взаимодействия гашенной или негашеной извести с ортофосфорной кислотой. Также pH раствора изменяется вследствие гидролиза солей. В результате в растворе может создаваться кислотная или щелочная среда. Повышение кислотности в организме может привести к развитию рака пищеварительной системы. Уменьшается толщина слизистой оболочки желудка, кишечника.

Если водная вытяжка чипсов показывает кислотную среду, то при помощи пищевой соды сможем обнаружить углекислый газ (см. опыт 12)

Подвергаются ли соли гидролизу?

ОПЫТ 6. Гидролиз солей (фото 13)

Следует отметить, что дигидрофосфат кальция растворяется в холодной воде, поэтому раствор не нагревали. При нагревании фосфатов кальция растворимость снижается. В воде происходит гидролиз соли с образованием щелочной среды. Гидролизу подвергаются также соли фосфаты натрия:

H2PO4^- +H2O [pic] H3PO4 + OH^- щелочная среда, pH>7

Если эта соль окажется вместе с чипсами в желудке, то это непременно приведет к снижению кислотности желудка по уравнению химической реакции:

NaOH+ HCl= NaCl +H2O

OH^- + H⁺ = H2O

В результате повышения pH активность фермента пепсина желудка снижается.  Активный фермент пепсин образуется лишь в кислой среде и теряет свою активность в щелочной среде. В результате белок в желудке не переваривается. Понижение кислотности также усилит рост и размножение болезнетворных и гнилостных микроорганизмов, чувствующих себя прекрасно в щелочной среде, возникающей при гниении и брожении в кишечном тракте.

В школьной лаборатории нашли эти соли, проверили растворимость, кислотность водного раствора. Действительно, эти соли растворяются в воде и универсальная индикаторная бумага показывает щелочную среду раствора (приложение 1, фото 12а). На фото видно, что в первой пробирке раствор трехзамещенного фосфорнокислого натрия имеет сильнощелочную среду pH 9, а во 2 пробирке раствор двухзамещенного фосфорнокислого натрия и в 3 пробирке раствор однозамещенного фосфорнокислого  натрия pH 7. pH дигидрофосфата кальция( суперфосфат как удобрение) равен 5(фото 13б)

В поисковой системе Google я выяснила, что пищевая добавка глутамат натрия проявляет свой вкусовой эффект в слабокислотной среде, при рН 6,5 - 5. Повышение кислотности до pH 4 полностью его нейтрализует. Для этого в чипсы добавляют регулятор кислотности ортофосфат натрия (смесь солей) и ортофосфат кальция(смесь солей). Уравнение химической реакции регуляции кислотности, на мой взгляд, выглядит следующим образом:

H2PO4^- +H2O [pic] H3PO4 + OH^- слабокислотная среда, pH =6.5. Почему?

В результате диссоциации образуется ортофосфорная кислота H3PO4. Она диссоциируется по уравнению:

H3PO4 [pic] H2PO4^- + Н⁺ (Кдис.=7,5 * 10^-3) с образованием ионов водорода H⁺ . В результате создается слабокислотная среда, позволяющая проявлять вкусовой эффект глутамату натрию. Таким образом, я раскрыла «секрет» действия пищевых добавок.

ОПЫТ 7. Качественное определение крахмала (фото 14-15)

Капнули спиртовым раствором йода в пробирку с водной вытяжкой. Из-за содержания в чипсах крахмала при добавлении 3% спиртового раствора йода появляется тёмно-синее окрашивание. Этими свойствами пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах. Моментально интенсивная синяя окраска №5«Золотая картошка», №2 «Estrella» и №4 «Русская картошка». Остальные образцы дали сине - бурую окраску. Также выявили, что в пробирках 1 и 3 содержатся крахмал незначительно. (фото 15)

ОПЫТ 8. Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II) (фото 16-17)

 Прильем к фильтрату несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи в избытке. Осадка гидроксида меди не образуется, она растворяется. Образуется раствор синего цвета. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт. Нагреем раствор. Цвет раствора начинает изменяться. Сначала образуется желтоватый осадок Cu2O, который с течением времени образует более крупные кристаллы Cu2O красного или морковного цвета. Глюкоза при этом окисляется до глюконовой кислоты по уравнению химической реакции:

СН2ОН – (СНОН)4 – СОН + 2Сu(ОН)2  [pic] СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + Сu2О↓+ 2Н2О

или С6Н12О6 + 2Сu(ОН)2   [pic] С6Н12О7 + Сu2О↓+2 Н2О

глюконовая кислота

таким образом, полученный результат соответствует данным, указанным на упаковках под номером 2 и 5.

ОПЫТ 9. Реакция «серебряного зеркала» на глюкозу и лактозу (фото18)

В тщательно вымытую пробирку поместили 3-4 капли 5% раствора нитрата серебра, прибавили несколько капель 10% раствора аммиака до растворения образовавшего гидроксида серебра. Добавили полученный фильтрат чипсов №2 и слегка нагрели пробирку над пламенем спиртовки до начала побурения раствора. Далее реакция шла без нагревания и металлическое серебро выпало на стенках пробирки в виде зеркального налета. Такой же результат показал опыт с фильтратом чипсов №5

Доказали наличие альдегидной группы в глюкозе и лактозе с помощью аммиачного раствора оксида серебра. Эта реакция называется реакцией «серебряного зеркала». Ее используют как качественную реакцию для открытия альдегидов. Альдегидная группа глюкозы окисляется до карбоксильной группы. Глюкоза превращается в глюконовую кислоту.

СН2ОН – (СНОН)4 – СОН + Ag2O  [pic] СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + 2Ag↓

или С6Н12О6 + Ag2O  [pic] С6Н12О7 + 2Ag↓

Лактоза - восстанавливающий дисахарид, поэтому тоже будет давать реакцию "серебряного зеркала" При осторожном окислении альдегидная группа в молекуле лактозы превращается в карбоксильную и получается лактобионовая кислота.

Таким образов, в чипсах есть глюкоза. Чрезмерное употребление чипсов, содержащий глюкозу, сахар может отрицательно отразиться на функционирование поджелудочной железы и печени. Со временем на фоне ожирения может привести к развитию сахарного диабета.

Есть ли сахар в растворе?

ОПЫТ 10. Качественное определение сахарозы (фото 19-20)

В пробирку налила 3 мл раствора сульфата меди и раствор щелочи до образования гидроксида меди(II). К данному осадку налила водный раствор вытяжки чипсов, содержащий сахар. Если раствор вытяжки прилить к гидроксиду меди (II), то образуется ярко-синий раствор сахарата меди( качественная реакция на многоатомные спирты).Появилось синее окрашивание и осадок растворился. Таким образом, сахароза взаимодействует с гидроксидом меди (II) аналогично глицерину и глюкозе, жидкость окрашивается в синий цвет. Полученный результат соответствует всем образцам. Почему? Остальные образцы содержат глюкозу. Она тоже дает ярко-синий раствор с гидроксидом меди(II). Так же мы доказали наличие сахара в экстракте по появлению запаха карамели и коричневого налета на предметном стекле. (приложение, фото 20)

ОПЫТ 11. Кислотный гидролиз сахарозы (фото 21)

В процессе приготовления водной вытяжки чипсов возможна реакция гидролиза сахарозы. На раскрошенные чипсы налили горячую дистиллированную воду и нагрели. В присутствии кислот дисахариды  подвергаются кислотному  гидролизу. В результате кислотного гидролиза  сахарозы образуется глюкоза и фруктоза:

С12Н22О11  +  Н2О [pic] С6Н12О6  + С6Н12О6

Экспериментально проверим это. Прокипятим  водный раствор вытяжки №1, содержащий сахар, лимонную кислоту в чипсах. Следует отметить, что в фильтрате нет крахмала, он остается на фильтре. Если провести опыт без вытяжки, то кислотному гидролизу подвергается и сам крахмал с образованием патоки. Концентрация лимонной кислоты не достаточна для появления положительного эффекта. Для наглядности мы немного налили серной кислоты на фильтрат. Почему? Дело в том, что в первой вытяжке присутствуют соли ацетат натрия и фосфаты кальция. Гидролиз этих солей создает щелочную среду в растворе.

CH3COO^- +H2O [pic] CH3COOH + OH^- щелочная среда, pH>7

В результате кислотность раствора снижается. Результаты исследования водных вытяжек с универсальной индикаторной бумагой показали, что только 5-ый образец чипсов имел кислую среду pH 5, а остальные - слабокислотную, ближе к нейтральной среде pH 6(фото12). Вот почему мы налили 2-3 капли серной кислоты. Через несколько минут проверили наличие глюкозы в полученном растворе.

Прилила к раствору щелочь и  несколько капель раствора сульфата меди (II). Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет.  Нагреем раствор. Выпадает осадок оксида меди (I), имеющий морковный цвет. Мы доказали, что при гидролизе сахарозы образовалась глюкоза. Таким образом, полученный результат соответствует данным, указанным на упаковках под номером 1,3,4 (приложение, фото 21). Они содержат сахар и лактозу. Остальные образцы (2 и 5) содержат только глюкозу или декстрозу, но и они тоже вступают в реакцию с гидроксидом меди(II) при нагревании . Мне все стало понятно, когда учитель химии Габитов Ф.Р. показал отдельно опыт с сахаром.

ОПЫТ 12.Определение молочной и лимонной кислоты (фото 22)

Налила в пробирку водную вытяжку чипсов образца №5 и прилила немного раствор пищевой соды. В результате я наблюдала появление небольшого количество пузырьков газа. Выделившийся газ я пропустила через прозрачный раствор известковой воды, и в результате она помутнела(3). Следовательно, выделился углекислый газ. Уравнения происходящих реакций на примере молочной(1) и лимонной кислоты(2):

C [pic] [pic] H3- CH-COOH +NaHCO3→ CH3- CH-COONa + CO2↑+ H2O (1)

OH OH

[pic] [pic] OH OH

H [pic] [pic] OOC- CH2- C- CH2- COOH +3NaHCO3→ NaOOC-CH2-C- CH2- COONa +

COOH COONa

+ 3CO2↑ +3H2O (2)

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+Н2О (3)

Какие чипсы самые жирные?

ОПЫТ 13. Качественное определение жиров (фото 23-27)

Кладем большой ломтик чипсов на фильтровальную бумагу и сгибаем её пополам, раздавив испытуемый образец на сгибе бумаги. Удаляем кусочки чипсов с фильтровальной бумаги и посмотрим бумагу на свет.

На каждом образце фильтровальной бумаги становятся видны жирные пятна. Заполняя пространство между волокнами бумаги, масла - иммерсионные жидкости – уменьшают рассеяние света бумагой. Чем больше жира содержит продукт, тем больше размер пропускающего свет пятна.

Таким образом, по содержанию жира чипсы можно расположить в следующем порядке: №4«Русская картошка», №3«Московский картофель» №1«Lаys», №2«Estrella», №5«Золотая картошка». Чипсы брали примерно равного размера и надавливали примерно одинаковое время. Можно делать вывод, что чипсы на 1/3 состоят из жиров.

Какие чипсы качественные?

ОПЫТ 14. Определение качества растительного масла (фото 28-29)

На жирные пятна образцов исследуемых чипсов мы поместили несколько капель раствора перманганата калия. Обесцвечивание раствора перманганата калия говорит о присутствии в чипсах высших непредельных карбоновых кислот (таблица 1, стр. 8), являющихся показателем качества растительного масла. Чем лучше обесцвечивание раствора, тем выше качество масла. Наши исследуемые образцы обесцветились хорошо. Можно сделать вывод, что в состав чипсов входит жиры растительного происхождения. Жиры животные, увеличивают риск возникновения заболеваний сердца и сосудов (атеросклероз), а также ведут к ожирению. Особенно вредно есть пищу, приготовленную во фритюре, так как масло там многократно нагревается до высокой температуры, а значит, в нем накапливаются канцерогены. Самый опасный канцероген-это акриламид. Он тоже может обесцвечивать раствор бромной воды и раствор марганцовки по уравнению химической реакции:

[pic] [pic] 3CH2= CH –CО–NH2 +2KMnO4+4H2O→3CH2–CH–CО–NH2 +2MnO2+2KOH

OH OH

Таким образом, мы не можем сделать окончательный вывод о качестве растительного масла, так как образующиеся после обжаривания картошки акролеин и акриламид, тоже могут обесцвечивать раствор бромной воды и перманганата калия. Акролеин образуется при нагревании из продуктов гидролиза жира-глицерина и в меньших дозах вызывает удушье и слезотечение:

[pic]

Глицерин Акролеин (пропеналь)

Какие чипсы самые калорийные?

ОПЫТ 15. Определение калорийности продукта (фото30-36)

С помощью мерного цилиндра отмеряем 10 мл воды и наливаем её в широкую пробирку. Измеряем исходную температуру воды, она равна 20º С, а затем зажимаем под углом пробирку с водой в штативе. Взвешиваем большой чипс (1г) и поджигаем его, держа под пробиркой с водой. Измеряем температуру воды после опыта и рассчитываем калорийность продукта. Измеряем температуру воды после опыта, она составляет 50 ºС и рассчитываем калорийность продукта. Масса пробирки равна 34 г. Рассчитываем калорийность продукта по формуле:

Q = (С(воды) • m (воды) + С(стекла) х m(стекла)) •(t2 –t1).

Производим расчеты калорийности продукта чипсов «Lаys» , т.е. энергетический выход продукта. Тепло при сгорании ломтика чипсов идет на нагревание воды, но этот метод приближенный, т.к. часть тепла идет на нагревание пробирки, этим теплом мы пренебрегаем, поэтому

Q нагр.воды = Q сгор. чипса

mводы = 10г = 0.01 кг.

Qводы = (4200• 0.01 +840•0,034) (50 – 20) = 2116Дж= Q сгор. чипсов (это энергетический выход сгорания ломтика чипсов установленной нами массы 1 грамм).

Произведем расчет теплоты для одной пачки чипсов, массой 100 граммов.

1 грамм чипсов при сгорании выделяет 2116 Дж, а

100 грамм чипсов выделяют Qx Дж, производим расчеты:

Qx =100г * 2116 Дж/ 1 г. = 211600 Дж (в 100 граммовой пачке чипсов),

Выражаем энергию в калориях:

1 Дж соответствует 4.2 кал.

211600 Дж соответствуют Х калорий.

Находим энергетическую ценность продукта:

Х кал = 211600 * 4.2 = 888720кал. Выражаем в килокалориях: 888,7 ккал.

По данному расчету 100 граммов чипсов имеют энергетическую ценность 888,7ккал, а по данным состава чипсов с упаковки 510 ккал. 1,74 раза больше. Данные эксперимента остальных чипсов представлены в таблице 4(приложение 6)

Таким образом, проведя все необходимые расчеты, мы сравнили калорийность чипсов с данными на упаковке и пришли к выводу, что рассчитанные значения калорийности чипсов выше, чем те, что представлены на упаковке. Причем, калорийность, указанная на упаковке, в среднем в 1,6 раза меньше установленной опытным путём. Возможно, производители скрывают настоящую калорийность, потому что для покупателей она играет большую роль. Следует отметить и тот факт, что «Русская картошка» оставила на фильтровальной бумаге больше жирных пятен.(проверили несколько раз). Таким образом, и по калорийности и по жирности он занимает первое место. Результатами эксперимента подтверждается и тот факт, что чипсы являются калорийным продуктом.

5. Результаты изучения влияния чипсов на живой организм на примере живого объекта (фото 37-39)

Эксперименты на живых объектах проводились с целью изучения влияния чипсов на организм животного. Ученые провели опыты над крысами, что бы узнать, как на самом деле действует глутамат натрия на человека. Опыты проводились на крысах, потому что их организм похож на наш. Они кормили крыс глутаматом натрия. На десятый день у крыс которых кормили продуктами, которые содержат в составе двойную суточную дозу, в желудке появились микроскопические язвочки. Через 20 дней язвы значительно увеличились, и кислотность в желудке выросла. Крысы получая обычную суточную норму явных изменений на десятый не произошло, только на двадцатый день в желудке появились микроскопические язвочки, а к концу месяца язвочки, переросли в язвенную болезнь. Крысы получавшие двойную норму, к концу месяца стали очень агрессивными, одно из животных погибло, его загрызли сородичи. Если бы на месте крыс был человек, то это привело к болезням желудка, печени, сахарному диабету. Только с человеком это произойдет через полгода (10 дней жизни крысы равно, трём месяцам жизни человека). Считалось, что 1г глутамата натрия в сутки человеку не навредит, поэтому производителям  разрешили использовать на 10 кг продукта.

 Опыты на крысах показали, что даже употребление минимальной дозы глутамата натрия, спровоцирует язву желудка. Допустим, вы съели 200 г чипсов, тогда в ваш организм попадает 2 г глутамата, а это уже в два раза больше суточной нормы. Обратим внимание, что кроме продуктов фаст-фуда, Е621 входит в состав многих комбинированных продуктов. И получается то, что в общем объёме, мы за день употребляем глютомата натрия намного больше установленных норм. Тогда допустимую дозировку глутамата натрия оставили 1,5 г на 1 кг продукта. А содержания гуалината и инозината натрия до 3 грамм [5]

Днепропетровский учитель химии Татьяна Дайнего в своем классе вместе с учащимися провела эксперимент с лабораторными грызунами. Школьники кормили 20 дней мышей глутаматом натрия и в результате у них ухудшилось зрение, стали вялыми, началась разлагаться печень. Контрольные мыши, употреблявшие здоровую пищу, продолжали резвиться, т.е. сохраняли активность[21]

Я тоже решила проверить влияние чипсов на крысах. Что будет происходить с крысами после употребления чипсов? Приобрела в зоомагазине крыс и разделила на две группы. Первую группу крыс кормила каждый день только чипсами. Вторую контрольную группу кормила естественной для этих животных едой. Через месяц я обнаружила, что экспериментальная группа крыс стала агрессивной и зависимой. При подаче пищи одна крыса слегка прокусила кожу указательного пальца. Далее на подстилке я обнаружила выпавшие волосы крыс. У них постепенно глаза стали светлыми. Эта группа крыс стала вялой, сонливой. И лишь те, кто питался зерном и овощами, чувствовали себя хорошо, продолжали резвиться и сохраняли активность. (приложение 1, фото 37-39).

Взяла контрольную крысу на левую руку, а опытную – на правую руку и проверила сердцебиение. Сердце контрольной крысы билось спокойнее. Повторила этот эксперимент несколько раз и результаты исследования подтвердились. В результате я поставила диагноз крысе - тахикардия сердца. Далее я проверила электронным термометром температуру тела грызуна. Проверила температуру тела контрольных и опытных крыс и сравнила. Температура опытных крыс на 1,5 градусов больше контрольных.

Мне крыс стало жалко и вскоре я прекратила свои эксперименты. Этапы эксперимента я сняла на видео и показала своим одноклассникам. Моим экспериментом заинтересовались учителя и предложили выступить на родительском собрании перед родителями. Теперь я никогда не буду употреблять чипсы. Это вредный продукт питания и никак не может быть частью здорового рациона питания школьников. У детей и школьников может произойти необратимые повреждения зрения и мозга. Такие дети не получают нужных микроэлементов и витаминов для роста и развития, чипсы попросту их не содержат, что уже само по себе неизбежно приведет к отставанию в учебе, болезням и гиперактивности. Таким образом, вещества, которые входят в состав чипсов, могут стать причиной ухудшения состояния здоровья человека.

Выводы

Чипсы являются одним из самых актуальных видов продукции, но как показали результаты исследований, чипсы не могут заменить полноценное питание т.е. чипсы не могут быть продуктом здорового рациона питания, его надо употреблять крайне редко. Ежедневное употребление чипсов в больших количествах может нанести непоправимый вред здоровью человека. Очевидно, здесь пользу искать бесполезно. После мощной переработки картофель теряет все свои положительные свойства и приобретает исключительно вредные.

В ходе работы провела анализ чипсов, сравнила состав различных видов чипсов, выяснила действие пищевых добавок на организм человека. Учащиеся на классных часах ознакомились с результатами исследований.

Все чипсы независимо от производителя - мина замедленного действия для желудка. Вы никогда не замечали, что вам хочется кушать чипсы все чаще и чаще? Причина – глутамат натрия( пищевая добавка Е 621) , вызывает «химическую зависимость». Мозг запоминает яркий и приятный вкус, а потом постоянно его требует. В промышленных условиях его получают из пшеничной клейковины и используют для улучшения вкусовых качеств пищевых продуктов с высоким содержанием белка. Глутамат натрия представляет опасность для астматиков.

Употребление в пищу высококалорийных картофельных чипсов («жирная» пища) может приводить к ожирению, к развитию заболеваний желчного пузыря. В 100 г чипсов содержится 30 г жиров, причем не «хороших», а канцерогенных. В порции хрустящих картофельных чипсов содержание акриламида превышает допустимый предел в 500 раз. Кроме того, все чипсы очень соленые, а избыток хлорида натрия мешает нормальному росту костей, нарушает обмен веществ и вызывает проблемы с сердцем. Среди исследуемых образцов самыми калорийными оказались чипсы марки «Русская картошка» (следует отметить, что производитель почти в два раза занижает показатели калорийности чипсов).

Проведенное в рамках данного исследовательского проекта социологическое исследование среди учащихся школы показало, что большинство учащихся употребляют чипсы. Учащиеся не знают, что чипсы могут нанести какой-либо вред здоровью и даже не задумывались о вреде чипсов.

Реклама чипсов - очень яркая и красочная, поэтому нет ничего удивительного в том, что она привлекает наше внимание. Сложнее всего убедить себя, что чипсы - это вредно. Проведенный эксперимент с грызунами был убедительным, наглядным. Я лично убедилась о вреде исследуемого продукта. Таким образом, гипотеза, выдвинутая нами в начале исследования, подтвердилась. Теперь, наверное, есть смысл предложить себе полезную альтернативу - семечки или орехи.

Таким образом, в результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Провела литературный анализ по данной проблеме;

2. Изучила ингредиенты, входящие в состав чипсов, сравнила их, изучила влияние пищевых добавок на организм человека;

3. Провела анкетирование среди учащихся и выяснила отношение школьников к чипсам;

4. Провела химические опыты с чипсами, химический анализ чипсов, сравнила чипсы между собой на содержание веществ, на калорийность;

5. Изучила влияние чипсов на живой организм на примере живого объекта-грызуна;

6. Сделала выводы по результатам анализа теоретического материала, анкетирования, экспериментов и ознакомила учащихся с результатами исследования;

7. Разработала рекомендации по употреблению пищевых продуктов на основе картофеля.

Рекомендации:

В заключение всей работы необходимо добавить, что в наше время, в период постоянного нервного напряжения, переутомления, а кроме того, с экологическими проблемами, следует обратить внимание на свое питание. Поэтому рекомендую:

• Не употреблять продукты, имеющие яркий цвет. Они переполнены искусственными красителями;

• При покупке обратить внимание на состав. Если в продукте много пищевых добавок лучше воздерживаться от них;

• На упаковке лучше представить не состав пищевого продукта, а список болезней;

• Не употреблять снеки, насквозь пропитанные маслом. Такие чипсы сделаны из картофельного порошка, муки;

• Проверять чипсы на листке бумаги. Безопасные чипсы не должны оставлять жирных следов на белом листе бумаги;

• Обратить внимание при покупке на цвет. Все ломтики в пачке должны быть одинаково золотистыми, без темных пятен и черных краев. Темные пятна свидетельствует о длительной термической обработке картофеля в масле;

• Заменить чипсы  полезными продуктами: орехами, семечками, финиками;

• Приготовить в домашних условиях свою «золотую» картошку. Для этого нарезанные кубики картошки опустить в растопленный животный жир. Обвалять его в кукурузных хлопьях. Добавить соль и перец по вкусу и поставить в духовку на 20 минут.

Заключение

Я приступила к этой исследовательской работе по своей инициативе. Дело в том, что я всерьёз заинтересовалась влиянием чипсов на человеческий организм летом, когда увидела, как мой брат съедал по несколько упаковок чипсов день. В результате у него появились расстройства желудочно-кишечного тракта. И не только мой брат, но и школьники часто начали жаловаться на боли в животе. Тогда я осенью всерьез приступила к исследованию чипсов.

Все поставленные перед собой во введении задачи я выполнила. Изучая историю создания чипсов, стало понятно, откуда они появились, и как проходило становление чипсов «Лейс» популярнейшего продукта потребления. Провела литературный анализ по публикациям в сети Интернет и методической литературы, которую предложил учитель химии и биологии Габитов Ф.Р. Мною были изучены все компоненты, входящие в состав этого продукта. Основные компоненты я смогла определить при помощи опытов. Глутамат натрия я определила по вкусу. Нелегко было осуществлять химический анализ углеводов. Для этого необходимо использовать половину пачки чипсов. Выпаривая фильтрат, добилась нужной концентрации глюкозы в растворе. Однако результаты утешительными назвать нельзя – одним из ингредиентов является акриламид. Это вещество характеризуют весьма по-разному – сами производители говорят, что он безвреден, а ученые доказывают, что он может вызывать рак, и даже потерю сознания. Также отмечается, что потребление чипсов приводит к резкому увеличение массы тела, повышенному давлению, что особенно опасно для подростков. А лимонная кислота, которая входит в состав чипсов, может повредить эмаль зубов. Если каждый день употребить чипсы то это может привести к изжоге.

Проводя исследование, я узнала, что чипсы очень популярны не только среди школьников, его потребляют в огромном количестве во всех уголках земного шара. Главная задача исследования – выяснить на живом объекте, каково влияние всеми любимого лакомства на организм человека, наносят ли вред человеку чипсы? А поняв это, сделать для себя правильный выбор: «Есть чипсы или не есть!». Каждый из нас решает для себя сам, что для него важнее – собственное здоровье или желание быть как все, доверяя красивой, притягательной рекламе.

В результате исследования я смогу смело говорить, что данный продукт питания отрицательно влияет на здоровье организма:

• вызывает расстройство желудка и, при постоянном употреблении, могут привести к нарушению работы печени, поджелудочной железы;

• особенно поразил меня состав чипсов, очень много пищевых добавок E;

• при длительном употреблении чипсов может проявиться аллергия на ее компоненты, ухудшится зрение, повыситься давление.

Данная работа позволила повторить качественные реакции на ионы, входящие в состав солей, и качественные реакции углеводов. И эта работа может служить образцом для проектно-исследовательской работы по теме «Соли», «Углеводы» и «Жиры». Практическая  значимость  данной работы  заключается в том, что основные положения данной исследовательской работы можно использовать на уроках химии, биологии, на элективном курсе «Химия пищевых продуктов», на классных часах, на занятиях кружка, при беседах с учениками и родителями о здоровом образе жизни, составной частью которого является здоровое питание.

Я рассказала ребятам – ученикам начальных классов о своих наблюдениях и постаралась убедить, что гораздо больше пользы принесут натуральные продукты питания без обжаривания. Моей работой заинтересовались учителя и родители. Их удивил эксперимент с грызунами. Увидев результат эксперимента, любители чипсов навсегда отказались от него.

Анализ чипсов для меня оказался сложным. Но, несмотря на это я в результате приобрела навыки исследования. Мне эта работа очень понравилась. Проделанная работа по созданию проекта не только обогатила меня новыми знаниями и уме­ниями, но и была очень интересной, требо­вала самостоятельности и творческого подхо­да, способствовала развитию критического мышления.

Список литературы*:

1. Андреева М. П. Проектные уроки как форма ин­теграции знаний // Химия в школе. — 2002. — № 7. — С. 51-56.

2. Большой Кулинарный Словарь. © 2007-2010 Еда без вреда

3. Горбаткова Б. Х., Таутиева М. А.Качественный анализ ионов аналитических групп по кислотно-основному методу: Методические указания к лабораторным работам по аналитической химии. – Владикавказ: Терек, 2011. – 73 с.

4. Железнякова Ю. В., Назаренко В. М. Учебно-исследовательские экологические проекты в обучении химии // Химия в школе. — 1999. — № 3. — С. 47-50.

5. Р. Н. Насиров, Г.К. Баймукашева. Эксперимент межпредметного характера на занятиях кружка.// Химия в школе-2008.-№4.-С. 64-70.

6. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф. Г. Р83 Химия: Органическая химия: Учебник для 10 кл. средней школы – М.: Просвещение, 2011.- 160с., с.133

Интернет ресурсы:

1. Акриламид [link] , диацетат натрия, дигидрофосфат кальция), молочный белок], соль.