Исследовательская работа "Влияние газированных напитков на организм человека"
проект по биологии (7 класс) на тему

Введение.

              Проблема чрезмерного употребления газированных напитков актуальна, поскольку эти напитки широко рекламируются по телевидению, в журналах, проводятся промо-акции. Человек, особенно ребенок, поддается влиянию красочной, яркой рекламы и с удовольствием покупает и пьет приятный на вкус, бодрящий напиток, который причиняет вред его организму. Еще Гиппократ говорил: «Человек рождается здоровым, а многие болезни к нему приходят через рот с пищей».

              Небольшое количество газированной воды не повредит. Но частое употребление больших количеств сладкой газированной воды может неблагоприятно отразиться на здоровье подрастающего организма: аллергия, избыточный вес, гастрит, язвенная болезнь, колит, кариес. Именно эти факты и обосновывают выбор темы этой работы и её актуальность.

Проблема: большое количество людей страдают желудочно-кишечными заболеваниями, поэтому можно предположить, что одной из причин этому является частое употребление газированных напитков.

Гипотеза: газированные напитки вредны для организма человека.

Цель проекта: доказать отрицательное влияние газированных напитков на организм человека через исследование состава и свойств веществ, из которых они состоят.

В ходе исследования решаются следующие задачи:

1) проведение литературного обзора по теоретическим вопросам темы исследования;

2) выявление популярности газировки различных производителей среди учащихся 6-8-х классов на основе социологического опроса;

3) исследование свойств основных элементов газированных напитков и их влияние на организм человека;

4) сравнение газированных напитков различных производителей.

Предмет исследования: влияние газированных напитков на организм человека.

Объект исследования: сладкие газированные напитки.

Теоретическая и практическая значимость работы: Результаты моих исследований доказывают, что газированные напитки оказывают отрицательное воздействие на организм человека, а также помогут молодым людям быть более внимательными при выборе напитков.

Состав газированных напитков.

     Во всем мире уже давно ведутся разъяснительные работы о том, что напитки сладкие не для утоления жажды, а так, вкуса ради можно пить иногда. Иногда! Но не каждый день обманывать свой организм таким питьем, и отравлять себя добровольно и с удовольствием. Посмотрим, что мы пьем.  

     Основная составляющая часть любого газированного напитка – ВОДА. К качеству воды при производстве напитков предъявляют особые требования. Она должна быть прозрачной, не иметь запаха, содержание химических веществ  не должно быть выше определенных норм.  

      Второй обязательный компонент газированного напитка – САХАР. Для приготовления напитка используют сахар-песок, сахар-рафинад или жидкий сахар. Он должен полностью растворяться в воде, не иметь постороннего привкуса и запаха, его раствор должен быть прозрачным. Для изменения некоторых свойств напитков вместо сахара могут использовать его заменители: сорбит, ксилит, сахарин, аспартам.

      Неизменным компонентом газированной воды на протяжении двухсот лет остается ДИОКСИД УГЛЕРОДА. Именно он обусловливает появление пузырьков в воде. Получают его из дымовых газов, образующихся при сжигании угля и природного газа, из известняка, мела, из минеральных вод, при сбраживании продуктов производства спирта и пивного сусла. Хранят диоксид углерода в жидком состоянии в стальных баллонах при температуре не выше 30 градусов Цельсия.

      Следующий компонент – КИСЛОТЫ: лимонная, молочная, виннокаменная, ортофосфорная, аскорбиновая, сорбиновая. Они выполняют роль регулятора кислотности, используются в качестве консерванта.

      Цвет напитка определяют КРАСИТЕЛИ. Они могут быть натуральными и синтетическими. Натуральные пищевые красители: колер (жженый сахар)-темно-коричневый, краситель из выжимок винограда – темно-гранатового цвета, краситель из сушеных ягод бузины-красного цвета и др.. Синтетические красители: индигокармин – синего цвета, тартразин Ф – оранжево-желтого цвета.

      Вкус напитка определяют АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА, которые в зависимости от способа их получения делят на настои, экстракты и эссенции, получаемые из растительного сырья, из синтетических душистых средств.  

Влияние газированных напитков на организм человека

      За последние 40 лет потребление газированной воды значительно возросло к большому удовольствию ее производителей и неудовольствию медиков.  Неизменными составными частями газированных напитков  остаются до сих пор вода и углекислый газ. Вода оказывает на организм человека лишь положительное действие, так как на две трети организм наш состоит  из воды,  для нормальной его работы вода просто необходима.

Углекислый газ безобиден, он лишь поставлен на службу для лучшей сохранности продукта. Но надо сказать, что человеку, который страдает болезнями желудка или нарушениями работы кишечного тракта, лучше отказаться от употребления газировки вообще, так как углекислый газ раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Попадая в организм человека, газ может изменить биохимические процессы, что приведет к нарушению обмена веществ. Известны, также, случаи индивидуальных аллергических реакций на углекислоту.  Но даже обычный углекислый газ, абсолютно безопасный для человека, в комбинации с водой оказывается вредным для здоровья. Почему? Дело в том, что реакция газа с водой дает в результате угольную кислоту, а она, в свою очередь, становится опасным раствором для желудка и ЖКТ. Она вызывает раздражение и провоцирует воспалительные процессы, образование язв. Хорошо то, что эта кислота быстро распадается на составляющие, но они надолго скапливаются в кишечнике. Кстати, газ в кишечнике может спровоцировать застой, нарушение усвоения и переваривания пищи, приступы боли. Чтобы избежать побочных явлений, газировку лучше потрясти и лишние пузырьки улетучатся.

     Очень большое количество сахара, содержащееся в напитках, иногда оно доходит до пяти ложек на стакан, негативно влияет на функционирование поджелудочной железы и эндокринной системы человека. Кроме того, такое количество сахара приводит к избытку сахара в организме. Это может вызвать такие серьезные проблемы со здоровьем, как: ожирение у детей и взрослых, сахарный диабет и атеросклероз. Благодаря газу, растворенный в воде сахар мгновенно поступает в печень и кровь, заставляя инсулин вырабатываться с огромной скоростью, чтобы переварить сахар. Следом вырабатывается дофамин – гормон, который должен быть в организме в умеренном количестве, а не в избытке. И это все от одного стакана! Сколько стаканов выпивает взрослый человек в день? Минимум 3-5 и до 7-8! Сколько сахара поступило в кровь? Понятное дело, что сахарный диабет, гипертония, признаки атеросклероза и прочие заболевания потом появятся не «от нервов», как многие любят считать, а от отсутствия нужных знаний.

    В настоящее время многие люди, следящие за фигурой, стараются пить только газированные напитки с эмблемой «лайт». Они содержат заменители сахара, что снижает количество калорий в напитке. Однако они тоже вредны. Сахарозаменители ксилит и сорбитол могут вызвать мочекаменную болезнь, сахарин и цикломат в 40 раз слаще сахара и в 80 раз опаснее его в силу того, что являются канцерогенами. Накопившись в организме, они провоцируют образование и размножение раковых клеток, аспартам приводит к аллергии и снижению зрения. Этот сахарозаменитель может вызвать головные боли, усталость, головокружение, тошноту, сильное сердцебиение, ухудшение памяти. При нагревании до +30 аспартам распадается до формальдегида и метанола, которые относятся к смертельным ядам. А ведь температура человеческого тела. +36,6.  Фенилаланин, содержащийся в аспартаме, изменяет порог чувствительности, истощает запасы серотонина, что способствует при употреблении его в больших дозах развитию маниакальной депрессии, припадков паники, злости и насилия.

      Кислоты, содержащиеся в газировке, например, лимонная кислота (Е330), яблочная (Е296), ортофосфорная (Е338) при непосредственном контакте с эмалью зубов, разрушают ее кристаллическую решетку, что способствует появлению кариеса. Ортофосфорная кислота имеет лучший показатель растворения, чем другие кислоты. Жидкость, содержащая эту кислоту, содействует быстрому вымыванию кальция из костной системы. В результате, кости становятся хрупкими и ломкими.  У взрослых кальций поступает в организм в гораздо меньших дозах, чем у детей, да и в силу возрастных особенностей кости становятся не такими прочными. Отсюда и остеопороз (хрупкость костей), и болезни почек, которые испытывают перегрузку из-за дисбаланса элементов.

      Красители.    Чаще всего в сладких газированных напитках используют краситель “Желтый S ”-Е-110. Он способен вызывать аллергические реакции от крапивницы и ринита до бронхиальной астмы. 

   Консервант бензоат натрия Е-211, входящий в состав газировки может влиять на ДНК человека, а взаимодействуя с аскорбиновой кислотой, выделяет бензол, который в свою очередь вызывает рак.  Чтобы снизить опасные свойства бензола, производители стали использовать бензоат натрия. Это соединение обладает не такой выраженной канцерогенностью, обозначается как Е211 и разрешено к применению в пищевых целях. Но и тут кроется одна химическая подлость. Во многие напитки производитель кладет витамин С, т.е. аскорбиновую кислоту. Этим он подкупает потребителя, ведь витаминизированный и вкусный лимонад пользуется большим спросом. Вот тут-то и раскрывается неграмотность (а может, умышленное пренебрежение) в химии: аскорбиновая кислота вступает в реакцию с бензоатом натрия и образует токсичный бензол. Не просто бензол, от которого рак развивается со скоростью гриппа, а токсичный бензол! Относительно взаимодействия с другими кислотами пока неизвестно.  

     Иммунная система человека при систематическом попадании в организм химических добавок не всегда может справляться с их влиянием на обменные процессы, вырабатывая соответствующие антитела, и тогда дает сигнал SOS в виде аллергических реакций. Самая распространенная из них - боли в животе. Реже встречаются дерматиты и рвота. Надо учитывать, что те, у кого есть нарушения в работе пищеварительной системы, наиболее сильно подвержены пищевой аллергии.

       Кофеин, содержащийся в некоторых газированных напитках (например, пепси), вызывает дополнительное возбуждение нервной системы (причем, углекислый газ усиливает его действие). Детям он противопоказан до 12 лет. Бодрость и прилив сил, которые человек ощущает после употребления безалкогольных напитков – не самообман. Это действие кофеина. Его добавляют во все напитки в большей или меньшей степени, но больше всего его в Коле. И наличие кофеина в ней – результат другой истории. Когда напиток «Кока-Кола» только появился, он стал приобретать бешеную популярность и всем нравиться. Выяснилось, что виной тому не только вкус и необычность напитка, но и содержание наркотических веществ в растении Кока, листья которого использовались как для приготовления кокаина, так и для получения экстракта - основы напитка. Впоследствии решено было прекратить использовать эти экстракты, но заменить их кофеином, чтобы поддержать бодрящие качества напитка на соответствующем уровне. Кофеина в напитке хватает, чтобы взбодриться потребителю, но после это действие сменяется повышенной утомляемостью и раздражительностью. Так реагирует организм на закончившийся «допинг». Повторное питье восполняет кофеин в организме, опять-таки, ненадолго. Получается, что напиток будет хотеться всегда. В результате – истощение организма, плохой сон, переутомление психики.  

    Список проблем, которые могут быть вызваны в результате регулярного употребления сладких газированных напитков, растет не по дням, а по часам. Традиционно к данной категории относилось ожирение и больший риск развития диабета. Лишь недавно ученые открыли, что возможно, газировка также негативно сказывается на памяти подростков. 
И вот новое открытие – оказывается, чем больше дети потребляют подобную продукцию, тем более агрессивным становится их поведение. Подобные проблемы, обычно обусловлены одними и теми же причинами – а именно недостатком в организме определенных питательных веществ, которые человек получает посредством пищи и воды. А поскольку сладкие газированные напитки таких веществ не содержат вовсе, и при этом способны удовлетворять чувство жажды, то в организме возникает дефицит ряда важных микроэлементов и питательных веществ, что и вводит организм и нервную систему в определенное стрессовое состояние. 

Итак, мы видим, что в состав газированных напитков входят такие ингредиенты, которые сами по себе и в сочетании друг с другом могут вызывать различные заболевания, особенно у детей.

Изучение состава и свойств газированных напитков.

   В своей работе я проделал ряд экспериментов, с помощью которых я узнал, какими свойствами обладают газированные напитки, и выяснил, действительно, ли газированные напитки оказывают отрицательное влияние на здоровье человека? Работа была проведена в следующем порядке.

 1. Изучение популярности газированных напитков. Чтобы выяснить, какие газированные напитки чаще всего употребляют учащиеся, мною был проведен социологический опрос по следующим вопросам:

А. Употребляете ли вы газированные напитки?

Б. Какие газированные напитки вы употребляете?

В. Как часто вы их употребляете?

Г. Знаете ли вы о вреде употребления газированных напитков?        

Из 198 чел. Опрошенных 93,4% учащихся употребляет газированные напитки; 24,2% употребляет «Сoca-Cola», 40,8% - неокрашенные напитки, 23,7% - минеральную воду. 89,4% опрошенных знают о нежелательном употреблении этих напитков, но о конкретном воздействии на организм не имеют представления.

Диаграммы исследования представлены в ПРИЛОЖЕНИИ 1.  

2. Исследование органолептических свойств газированных напитков.

Название  напитка                Цвет                           Запах                     Вкус 
«Coca-Cola»                Темно- коричневый      Специфический        Сладкий 
«Sprite»                             Бесцветный                 Лимонный            Сладко- кислый 
«Колокольчик»                Бесцветный                Яблочный              Сладко- кислый 
«Лимонад»                     Бледно- желтый           Лимонный                Сладкий 

«Минеральная вода»      Бесцветная                  Без запаха                 Без вкуса
Выводы. На мой взгляд, напиток « Спрайт»  является самым вкусным.

3.  Определение наличия газа в напитке

Оборудование: воздушный шарик, бутылка с газированной водой (закрытая).            

Ход работы: На горлышко закрытой бутылки газированной воды надеваем воздушный шарик, плотно его фиксируем, затем начинаем откручивать крышку.

Результат: при открывании бутылки газ, содержащийся выходит в окружающую среду, наполняет шарик, он надувается.

Вывод: В бутылке с газированной водой содержится газ. (см. Приложение 2)

4. Подтверждение наличия углекислого газа в напитках.

 Ход работы: Чтобы доказать, что в изучаемых напитках имеется углекислый газ, добавим известковую воду.

Результаты. Произошло помутнение каждого напитка. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (см. Приложение  3)

Вывод: углекислый газ содержится в каждом напитке

5. Определение рН среды газированных напитков.

Ход работы:  Для определения рН среды газированных напитков я использовал шкалу определения рН среды.

Результаты:   «Coca-Cola» - 2,8;   «Sprite» - 3,6;  «Колокольчик» - 4;  «Лимонад»-4; «» -
Выводы. Наибольшей кислотностью обладает напиток «Coca-cola». (см. Приложение 4)

6. Влияние газированного напитка на металлические предметы, загрязненные ржавчиной.

Оборудование: Металлические шурупы, загрязненные ржавчиной.                          

Ход работы: В пробирки, где находятся шурупы, загрязненные ржавчиной приливаем напитки. Оставляем на 2 часа.

Результат: Через 2 часа происходит растворение ржавчины.                            

Вывод: «Сoca-cola» содержит вещества, способствующие растворению ржавчины. (см. Приложение 5)

7. Определение аспартама (Е-951, заменитель сахара) в газированных напитках.

Ход работы: В основе методики обнаружения аспартама лежит качественная реакция на фенилаланин , входящий в состав аспартама. В пробирку наливаем 2 мл. газированного напитка и приливаем 5мл 96% -го этилового спирта. Закрываем пробирку пробкой и встряхиваем в течение 1 минуты. Смесь фильтруем. К полученному экстракту приливаем 0,5 мл концентрированной азотной кислоты. Осторожно нагреваем смесь на водяной бане. Если наблюдается желтое окрашивание, то в данном продукте питания содержится аспартам.

  Выводы: В каждом исследуемом напитке химическим путем был обнаружен аспартам. (см. Приложение 6)

      После определения состава газированных напитков я решил выяснить, как они влияют на нашу зубную эмаль, ведь об их влиянии пишут везде. Объектом исследования я взял яичную скорлупу, она содержит много кальция.

 8. Проба с яичной скорлупой.

Ход работы:  Отломил яичную скорлупу, положил ее в выпаривательные чашки и прилил газированные напитки.

Результат (через сутки): c «Coca-cola» -  приняла тёмно-коричневую окраску, стала вязкой и мягкой; «Спрайт» -  не окрасилась, но стала мягкой; «Колокольчик» -  не изменилась по цвету, но стала мягкой; «Лимонад» -  приняла желтоватую окраску и стала хрупкой; «Мин.вода» - не изменилась.

 Вывод: газированная вода марок «Кока-кола», «Лимонад» красители, которые окрашивают яичную скорлупу; газированная вода марок «Спрайт», «Кока-кола», «Лимонад» хорошо растворяют неорганические вещества в яичной скорлупе. Яичная скорлупа под действием этих напитков стала вязкой и мягкой, что говорит о выводе неорганических веществ из скорлупы. (см. Приложение 7)

9. Влияние газированных напитков на ткани организма.

Ход работы: в фарфоровые чашечки поместил кусочки сырой печени и прилил исследуемые напитки и оставил на 2 часа.

Результат: В чашечках с «Лимонадом», «Спрайтом», «Колокольчиком»  печень сохранила свою консистенцию, но приобрела серый цвет, в чашке с мин.водой  печень не изменилась, а в чашке с «Coca-cola» печень не только изменила цвет, но и разложилась.

Вывод:  «Coca-cola» губительно действует на ткани организма. (см. Приложение 8)

Заключение

        Многим известны эксперименты, проводимые с газированными напитками, с целью продемонстрировать их химические свойства. Например, кипячение «Спрайта» в чайнике дает лучший эффект по удалению накипи, чем лимонная и уксусная кислоты вместе взятые. О чем это говорит? О том, что безалкогольные софтдринки – просто химическая настойка с приятным запахом и вкусом. (см. Приложение 9, 10)

   В любом случае, личное дело каждого – чем утолять жажду в летние дни. Если человеку что-то запрещать делать, то он станет руководствоваться инстинктом противоречия и начнет добиваться того, что запрещено. Напитки никто не запрещает, нет, но знать об их составе и воздействии на организм полезно. Тем более, что эту сладкую отраву так любим мы -  дети…

   Поставленная мною цель: изучение некоторых свойств газированных напитков и их влияние на организм человека была достигнута.

 1. Сладкие газированные напитки не могут добавить здоровья. Сахар и другие химические вещества, входящие в состав газированной воды, «обманывают» мозг, доставляя ему удовольствие, лишенное пользы. Также лишний сахар сжигает дополнительное количество витаминов группы В.

2. Наиболее серьезными последствиями регулярного и частого употребления газированных напитков детьми и подростками являются заболевания органов пищеварения; ожирение, сахарный диабет и кариес; мочекаменная болезнь; аллергия, вспышки агрессии.

 3.Сладкие газированные напитки содержат лимонную или ортофосфорную кислоту, которая повреждает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, а также постепенно растворяет эмаль зубов, вымывая из нее кальций. Такие же процессы происходят в костях.

4. Из исследованных мною газированных напитков каждый является небезопасным в употреблении.

   Утолять жажду можно питьевой водой, лучше негазированной; напитками, изготовленными из натуральных продуктов: свежевыжатые натуральные соки из фруктов, ягод, овощей, чай, отвары ягод (шиповник, облепиха), компоты. Следует помнить, что «здоровье – это бесценный дар природы, оно дается, увы, не навечно, его надо беречь» (русский ученый-физиолог И.П. Павлов).

Будьте здоровы!

Использованная литература

1. Габриелян, О.С. Химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2008.

2. Колесов Д.В. биология. Человек: Учеб.для 8 кл. общеобразоват.учреждений. М.: Дрофа, 2004.

3. Ахметов М.А. Пищевые добавки.//Химия. Приложение к газете «Первое сентября».-2001.-

    №38.-С.1-2.

4. Воротников В.- Употребление сладких газированных напитков провоцирует агрессию у подростков. 24.11.2011. http://www.medlinks.ru/article.php?sid=47737

5. Интернет-ресурсы:  http://ru.wikipedia.org/wiki 

6. Интернет-ресурсы: http://www.water-nn.ru/article/read-12.html