Газированные напитки" Вред или польза"
проект по химии (9 класс)

Исследовательская работа  

по химии на тему:

«Газированные напитки. Вред или польза?»

Содержание

Введение                                                                                                                    2

Основная часть                                                                                                          4

1. Социологический опрос                                                                  4
2. История появления газированных напитков                                          5
3. Влияние газированных напитков на организм человека                          7

Практическая часть                                                                                  9

2.1.    Состав исследуемых растворов                                                          9

2.2.    Экспериментальная часть                                                                  9

2.3.   Отрицательное влияние газированных напитков на организм человека 14

2.4.   Полезные напитки                                                                          14      

Заключение                                                                                          16

Рекомендации                                                                                          17

Список литературы                                                                                 18

Приложения                                                                                          19

Введение

Современную культуру и процесс глобализации невозможно представить без прохладительных безалкогольных напитков, подобно лимонада, «Coca Cola», «Fanta». Многообразная, часто повторяющаяся реклама популярных газированных напитков, их приятный вкус, аромат, разнообразные цвета и яркие этикетки вызывают интерес почти у всех людей, разных возрастных категорий, особенно у детей и подростков. Газированные напитки продают во все магазинах, не один праздник не обходиться без газировки. Куда бы мы не пошли: на отдых, гулять, в кино, или просто сидим дома у телевизора, мы с удовольствием пьем из красивого стакана освежающий газированный напиток. Знакомая картина?

 Но хочется спросить, знаете ли вы что для нашего организма газированные напитки? Что они нам несут: вред или пользу?

 На этот вопрос я и постараюсь ответить в своей научно-исследовательской работе.

Цель моей работы: изучить химический состав газированных напитков и влияние их компонентов на продукты.

 Задачи:

1) проведение литературного обзора по теоретическим вопросам темы исследования;

2) выявление популярности газировки различных производителей среди учащихся на основе социологического опроса;

3) определение некоторых свойств газированных напитков;

Гипотеза: Газированные напитки приносят вред организму человека.

Предмет исследования: газированные напитки.

Объект исследования: напитки «Coca – Сola», «Fanta», Лимонад «Дюшес», Минеральная газированная вода, вода питьевая фильтрованная.

Практическое значение исследования в том, что данная работа может быть использована на уроках окружающего мира, во внеурочных мероприятиях, привлечет внимание к здоровому образу жизни.

Методы исследования:

1. теоретические (сбор информации из различных источников);
2. эмпирические (сравнение, сопоставление, проведение соцопроса);
3. математические (статистическая обработка материала);
4. экспериментальные (проведение опытов, наблюдения).

Этапы работы над проектом

1этап. Подготовительный:

а) Выбор и обсуждение темы,

б) Формулирование цели, задач, выдвижение гипотезы.

2 этап. Поисково- исследовательский:

а) Проведение опроса среди учащихся,

б) Изучение истории изобретения газированных напитков,

в) Изучение состава газированных напитков,

г) Исследование влияния напитков на организм человека (опыты).

3 этап. Заключительный

а) Защита проекта.

Структура проекта: введение, две главы, заключение, список литературы, приложение.

Основная часть

1.1 Социологический опрос

Выбрав и обсудив тему проекта, сформулировав цели и задачи, мы приступили к поисково-исследовательской деятельности.

Был проведен социологический опрос среди учащихся. В опросе приняло участие 56 человек. Им были предложены следующие вопросы (Приложение 1):

1) Чем вы предпочитаете утолять жажду?

 а) чай   б) вода   в) газировка   г) другое

Из диаграммы 1 (Приложение 2) видно, что 26 опрошенных (46,4 %) предпочитают для утоления жажды газированные напитки, 16 опрошенных (28,6 %) – воду, 8 (14,3 %) – чай, 6 (10,7 %) – другое.

2) Какие газированные напитки вы предпочитаете?

а) «Coca – Сola»   б) «Fanta»  в)  Лимонад   г)  Минеральная газированная вода                              д) Другое

Из диаграммы 2 (Приложение 3) видно, что 20 опрошенных (35,7 %) предпочитают «Coca – Сola», 16 (28,6 %) - «Fanta», 9 (16,1 %) – минеральную газированную воду, 6 (10,7 %) -  лимонад, 5 (8,9 %) - другое.    

3) По какому критерию вы выбираете напитки?                                                                                                

а) Цена    б) Марка  в) Другое

Из диаграммы 3 (Приложение 4) видно, что большинство опрошенных выбирают напитки исходя от марки производителя – 37 опрошенных (66,1 %), на цену обращают внимание 15 опрошенных (26,8 %), другое – 4 человека (7,1 %).

4) Как часто вы употребляете газированные напитки?

а) ежедневно     б) еженедельно       в) несколько раз в месяц

Из диаграммы 4 (Приложение 5) видно, что 33 опрошенных (58,9 %) употребляю газированные напитки ежедневно, 20 опрошенных (35,7 %) – еженедельно и 3 (5,4 %).

5) Влияет ли цвет напитка на ваш выбор?

а) да      б) нет

Из диаграммы 5 (Приложение 6) видно, что при покупке напитка цвет напитка все – таки влияет его выбор, 39 опрошенных (69,6 %) ответили да, 17 опрошенных (30,4 %) при покупке напитка не обращают внимание на его цвет.  

6) Как вы думаете влияют ли газированные напитки на организм человека?

а) да         б) нет       в) не задумываюсь

Из диаграммы 6 (Приложение 7) видно, что 38 опрошенных (67,9 %) на данный опрос ответили, что нет, 11 опрошенных (19,6 %) – не задумываются над этим вопросом, 7 (12,5 %) знают о последствиях , которые оказывают газированные напитки на организм человека.

Проанализировав полученные данные, мы пришли к выводу, что самыми популярными газированными напитками названы «Coca-Cola», «Fanta», лимонад, минеральная газированная вода.

Обработав данные, мы обратились к научной литературе и сети Интернет, для изучения истории изобретения популярных напитков. Познакомились с учеными-изобретателями газированных напитков и установок для выпуска газированной воды.

1.2. История появления газированных напитков.

Газированную воду изобрел английский химик Джозеф Пристли в 1767 году. Он проводил различные эксперименты с углекислым газом, который выделялся при брожении в чанах пивоваренного завода. На коллегии физиков в Лондоне Джозеф Пристли представил первый в мире газировочный аппарат.

В 1772 году за открытие газировки Пристли был принят во французскую Академию Наук, а в 1773 году получил медаль Королевского Общества. В 1833 году газировка была запатентована в США.

Первыми марками газированной воды, выпущенной в Америке, были «Coca-Cola», «Fanta», «Sprite» и «Pepsi», а в СССР первыми стали «Байкал», «Буратино» и «Тархун».

В 1833 году в Англии в продаже появились первые газированные лимонады, которые только продавали в аптеках. В 1886 году впервые были выпущен в продажу напиток «Coca-Cola». Изначально «Coca-Cola» производился из настойки листьев коки и орехов кола, аптекарь Джон Пембертон придумал рецепт сиропа для лечения головной боли и простуд и догадался разбавить его газированной водой.

В 1898 году появился напиток «Pepsi», который был изобретен аптекарем Калебом Брэдхемом, смешавшим экстракт из орехов кола, ванилина и ароматических масел. В 1950-е годы появились «здоровые» напитки. Сахар начали заменять искусственными подсластителями.

В 1980-е годы производители начали массово использовать аспартам, а в конце 1990-х годов – сукралозу. В начале третьего тысячелетия компании запустили низкокалорийные газировки. В 1980-е годы появились напитки, содержащие кофеин. Их создатели рассчитывали привлечь студентов, бизнесменов и всех людей, кому срочно требовалось взбодриться.

В 1990-е годы появились «энергетические» напитки, которые содержали огромные дозы кофеина и бодрящие вещества и были предназначены для посетителей дискотек и спортсменов.

В России первое производство искусственных минеральных вод открылось в начале XIX века в пригороде Санкт - Петербурга. Знаменитый кондитер Излер выпустил сельтерскую (от названия немецкого источника «Selters») и содовую. Сельтерская содержала соли натрия, кальция и магния, содовая - только натриевые. На вкус обе они были солоноваты, но в отличие от природных минералок, не имели лечебных свойств.

«Буратино», «Дюшес», «Лимонад», «Ситро», «Крюшон», «Байкал», «Колокольчик» и другие газированные напитки, которые были получены десятки лет назад, путем подбора сочетаний сахара, лимонной кислоты и ароматизаторов. В «Саяны» добавляли лимонник, а в «Ситро» - сиропы разных цитрусовых (от французского слова «citron» - лимон). В «Байкал» добавляли настой эвкалипта и лавра.

К сожалению, сейчас отечественные производители отказываются от употребления фруктовых сиропов и настоев душистых трав, заменяя их более дешевыми импортными концентратами. Основными компонентами современных газированных напитков стали пищевые красители и ароматизаторы в виде эссенций синтетических душистых веществ, которые отрицательно сказываются на здоровье.

13. Влияние газированных напитков на организм человека

Существуют теории о том, что газированные напитки вызывают потерю кальция в костях и зубах. Авторы одного исследования предположили, что фосфор, который содержится в газированной воде, способствует снижению количества кальция, которое может усвоить организм. Чрезмерное употребление кока-колы связано с низкой плотностью костей у женщин. Такая вероятность увеличивается с возрастом. Тем не менее, существуют другие исследования, которые показывают, что некоторые минеральные газированные воды, наоборот, способствуют увеличению плотности костей за счет уникального состава. Однако для получения пользы нужно помнить, что газированные напитки не должны заменять «чистую» воду. И в рационе должны присутствовать источниками кальция. Благодаря углекислому газу, рН меняется в кислую сторону, а кислоты пагубно влияют на эмаль и становятся причиной разрушения зубов. Изменение рН может способствовать активации роста патогенных микроорганизмов, которые и становятся причиной кариеса. В 2017 году было проведено исследование, которое показало, что искусственно насыщенная минеральная вода разрушает эмаль зубов. Такой эксперимент был проведен в лабораторных условиях. Хроническое действие газированной воды может стать причиной эрозии эмали, которая со временем только прогрессирует. Газированная вода не провоцирует синдром раздраженного кишечника. Однако ее употребление — одна из причин обострения симптомов. Поэтому пациентам с поставленным диагнозом рекомендовано отказаться от подобных напитков.

В научном мире ведутся ожесточенные споры, касающиеся влияния газированной воды на набор веса. Одни исследования говорят, что это один из предрасполагающих факторов, другие говорят об отсутствии достаточного количества доказательств.

Исследование, проведенное в Японии, показывает, что постоянное употребление газированной воды подавляет чувство сытости у молодых женщин. В итоге, женщины употребляют гораздо больше пищи, чем нужном. Однако в этом исследовании участвовало небольшое количество человек и делать однозначные выводы невозможно. Кроме того, не было таких данных в мужской группе. Есть исследования, что газированная вода (без калорий) может повысить уровень грелина – гормона голода. Однако эти данные получены при исследовании на животных.

Сладкие газированные напитки - это отдельная категория газированных напитков, чрезмерное употребление которых может стать причиной лишнего веса, диабета II типа, болезней сердца и почек, неалкогольной жировой болезни печени, кариеса.

Практическая часть.

2.1. Состав исследуемых напитков

Сначала мы изучили состав исследуемых напитков.

«Coca –Сola»: очищенная газированная вода; сахар; натуральный краситель карамель; регулятор кислотности ортофосфорная кислота; натуральные ароматизаторы; кофеин.

«Fanta»: очищенная газированная вода, сахар, апельсиновый сок 3%, регулятор кислотности лимонная кислота, витамин С, натуральные ароматизаторы, стабилизаторы (эфиры глицерина и смоляных кислот, гуаровая камедь), краситель бета-каротин. Витамин C – не менее 4,5 г, что составляет 7,5 % от рекомендуемой суточной потребности

Газированная вода:

Состав: вода питьевая обработанная, диоксид углерода, натрий (Na+), кальций (Са2+), магний (Mg2+), калий (K+), гидрокарбонаты (HCO3-), хлориды (Cl-), сульфаты (SO42-).

Лимонад:

Состав: вода, сахар, регулятор кислотности — лимонная кислота, натуральный ароматизатор «Груша», сок концентрированный грушевый, натуральный краситель «Карамельный колер».

Вода:

Бинарное неорганическое соединение с химической формулой H₂O: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного - кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета, запаха и вкуса.

2.2. Экспериментальная часть

Опыт № 1.  Определение pH-среды газированных напитков.

Оборудование: стаканчики с исследуемыми растворами: «Coca – Сola», «Fanta», лимонад «Дюшес», газированная вода, вода, универсальная индикаторная бумага.

Из источников информации мы узнали, что реакция среды данных напитков может составлять от 2,8 до 3, что означает реакция среды кислая. Возьмем универсальную индикаторную бумагу, смочим в наших напитках и сравним со шкалой. Результаты опыта мы занесли в таблицу.

В ходе данного эксперимента мы установили, что изменение окраски индикатора подтверждает то, что в 1,2,3 образцах присутствуют в качестве добавок кислоты. Это позволяет предположить, что данные напитки, имея высокую кислотность своих растворов, могут пагубно влиять на желудочно-кишечный тракт человека. Что нельзя сказать об образцах под номером 4 и 5. Данные образцы имеют щелочную и нейтральную среду и не несут отрицательного воздействия на организм человека. (Приложение 8)

Опыт № 2. Обнаружение сахара в газированных напитках.

Оборудование: бутылки с исследуемыми растворами: «Coca – Сola», «Fanta», лимонад «Дюшес», газированная вода, вода, сухие дрожжи.

     В бутылки налили исследуемые газированные напитки. Затем в каждую бутылку добавили несколько грамм дрожжей и надели на горлышко воздушный шарик. Бутылки с растворами оставили на сутки.

Пекарские дрожжи представляют собой микроскопический организм, который получает энергию путем преобразования сахаров в процессе, называемом ферментация.

Когда мы покупаем дрожжи, они находятся в скрытом состоянии, но когда добавляем воду и сахар, мы активируем процесс, и начинается реакция брожения, превращающая сахар в спирт и углекислый газ (CO2), который и надует наш шарик в ходе эксперимента.

Проведя эксперимент с газированными напитками, мы убедились, что напитки под номерами 2,3 содержат большое количество сахара, шарик с напитком «Coca – Сola» надулся в ходе реакции больше, что говорит о большем наличии сахара, а в образце под номером  4, шарик надулся незначительно, что говорит о меньшем наличии сахара в данном напитке. Под номером 1 изменений не произошло. (Приложение 8)

Реакция брожения углеводов:

С6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH

Опыт № 3.  Влияние газированных напитков на белок яйца.

Оборудование: стаканчики с «Coca – Сola», «Fanta», лимонад «Дюшес», газированная вода, вода, яичный белок.

   В бутылки с газированными напитками мы добавили яичный белок. В ходе опыта можно было увидеть, что яичный белок в напитках «Coca – Сola» и  «Fanta» вызвал активное выделение газа и под действием этих газов всплыл на поверхность. В Лимонаде, газированной воде и воде -  он почти сразу опустился на дно.

В сильно газированных напитках яичный белок поднимается на поверхность вместе с углекислым газом, значит, в образцах 1 и 2 содержится большое количество углекислого газа. Из исследуемых напитков наименее газированным оказался Лимонад и газированная вода (Приложение 9).

Опыт № 4. Влияние красителей, входящих в состав газированных напитков, на яичный белок.

Оборудование: стаканчики с «Coca – Сola», «Fanta», лимонад «Дюшес», газированная вода, вода, яичный белок.

Мы оставили белок из опыта №4 в стаканчиках на 3 суток.

После чего мы достали белок и увидели, что в стаканчике «Coca – Сola» он окрасился в коричневый цвет, в стаканчике с «Fanta» он стал оранжевым, в стаканчике с лимонадом «Дюшес» - слегка желтым, в стаканчике с газированной водой и в воде яичный белок остался без изменений.

Данным опытом мы доказали, что в исследуемых напитках с «Coca – Сola», «Fanta», лимонаде «Дюшес» содержится большое количество красителей (Приложение 9).

Опыт № 5. Влияние красителей, входящих в состав газированных напитков, на яичную скорлупу.

Оборудование: стаканчики с растворами «Coca – Сola», «Fanta», лимонад «Дюшес», газированная вода, вода, яичная скорлупа.

   В стаканчики налили исследуемые растворы и положили в них по кусочку яичной скорлупы. Оставили стаканчики на 2 суток. Через два дня в стаканчике с раствором «Coca – Сola» яичная скорлупа покрылась слизью и стала хрупкой, в стаканчике с «Fanta» на яичной скорлупе образовался налет, в стаканчике с лимонадом «Дюшес» на скорлупе тоже образовался налет, в стаканчиках  газированной воды и воды видимых изменений нет.

В ходе данного опыта мы пришли к выводу, что газированные напитки с «Coca – Сola» и «Fanta» отрицательно влияют на природные соединения кальция, то есть на костную систему человека, напиток Лимонад «Дюшес» и газированная вода менее агрессивны (Приложение 10).

Опыт № 6. Газированные напитки и «Ментос».

Оборудование: стаканчики с исследуемыми растворами, «Ментос»

    Ментос (особенно неокрашенный и неглазированный) создаёт неоднородности, которые служат центрами высвобождения растворённого углекислого газа. Другие ингредиенты, которые играют роль в цепной реакции, — аспартам (заменитель сахара), бензоат натрия (консервант) и кофеин в кока-коле, и гуммиарабик и желатин в «Ментосе».

      Эти ингредиенты хорошо сочетаются друг с другом, если их смешать и добавить достаточное количество центров высвобождения газа, начинается бурная реакция, которая высвобождает сразу весь углекислый газ, что и приводит к фонтану из колы до 7 метров высотой.

   Мы проделали такой же эксперимент. Но, такого фонтана не было, хотя реакция шла достаточно бурно. Таким образом, можно сделать вывод, что в наших напитках аспартама нет. Реакция произошла, т.к. в напитке имеется ортофосфорная кислота, а конфета содержит щелочные компоненты (Приложение 10).

Опыт № 7. Влияние газированных напитков на мясо.

Оборудование: стаканчики с исследуемыми напитками «Coca – Сola», «Fanta», лимонад «Дюшес», газированная вода, вода, пинцет, кусочек куриного мяса.

    Пинцетом захватить кусочек мяса и поместить в стаканчики с напитками. Уже через 5 минут мясо посветлело в стаканчике с «Coca – Сola» и «Fanta», в лимонаде «Дюшес», газированной воде и воде осталось без изменения. Оставили мясо в стаканчиках на 5 дней.

В ходе эксперимента, после того как достали кусочки мяса, мы увидели, что мясо в стаканчиках с «Coca – Сola», «Fanta» выглядят сваренными, рыхлыми, в стаканчике с лимонадом тоже прошли изменения, но они незначительные. Данный опыт показывает, что происходит со стенками нашего желудка и какой вред нашему организму, а именно желудку, наносит «Coca – Сola»,  «Fanta» и частое употребление лимонада (Приложение 11).

2.3. Отрицательное влияние газированных напитков на организм человека

Изучив научную литературу, выяснили, какой вред нашему здоровью наносит частое употребление газированных напитков.

Все знают, что газированные напитки вредны. Но чем и на сколько? Итак, сладкие газированные напитки вредны из-за: синтетических консервантов, красителей и ароматизаторов.

У детей ещё не сформирован взрослый тип секреции желудка. Кислотность у них более низкая, а лимонады ещё снижают кислотообразование.

Со своей стороны, красители могут вызвать аллергию.

Один из обязательных ингредиентов газировки - углекислый газ - приводит к вздутию кишечника, отрыжке и другим нежелательным явлениям.

В лимонаде огромное количество сахара, а сахар как известно, провоцирует кариес и грозит диабетическими заболеваниями. Вы только представьте, что в одном стакане газировки содержится около 5 штук кускового сахара, а это 25 грамм. Вряд ли кто-то положит себе в чай столько сахара.

Частое употребление газированных напитков может привести к серьёзным заболеваниям.

2.4 Полезные для здоровья напитки

Выяснив в ходе исследований, вред сладких газированных напитков, мы решили узнать, какие же напитки полезны для здоровья человека. Чем можно заменить употребление газированных напитков?

Врачи-диетологи называют пять наиболее полезных напитков.

1 место - Горячий чай.

2 место - Кисломолочные напитки.

3 место – Квас.

4 место - Минеральная вода.

5 место - Вода с лимоном.

Также на просторах сети Интернет мы нашли большое количество рецептов лимонада из натуральных продуктов, которыми можно заменить сладкие газированные напитки.

Вот рецепты некоторых из них (Приложение 12).

Заключение

Выводы экспериментальной части таковы:

результаты исследовательской работы доказали, что:

1. В состав газированной воды входят вредные для здоровья вещества.

2. Газированные напитки оказывают неблагоприятное действие на желудок и другие органы человека.

3. Длительное употребление газированных напитков может привести к серьёзным заболеваниям.

Сформулированные выводы позволяют судить о том, что цель исследования достигнута. Проведенные опыты наглядно показали агрессивность газированных напитков, наличие в их составе опасных веществ. Выдвинутая гипотеза подтвердилась.

Очевидно, что сладкие газированные напитки не могут добавить здоровья. Я провела социологический опрос и установила, что при выборе газировки многие ориентируются на его органолептические свойства, стоимость, «полезные» свойства данного продукта и упаковку.

О газированных напитках можно сказать точно: наносят ущерб организму. Поэтому все, кто серьезно относится к своему здоровью и весу, должны сказать НЕТ газированным напиткам и пить много воды. Много газированных напитков - значит много калорий. Поэтому неудивительно, что газированные напитки являются пятым самым крупным источником калорий для взрослых. Также чрезмерное употребление безалкогольных газированных напитков с большим содержанием сахара негативно сказывается на психическом состоянии подростков.

Ученые установили, что молодые люди, употребляющие чаще других газировку, больше склонны к гиперактивности, а также чаще подвергаются стрессу, а молодежь, не пьющая газировку, психически более устойчива, чем те, кто регулярно её употребляют.

Рекомендации.

1. Не употребляйте газированные напитки часто и особенно на голодный желудок.

2. Пейте полезные напитки.

3. Не забывайте о полезных свойствах обычной воды.

4. Берегите своё здоровье.

Будьте здоровы! Спасибо за внимание.

Список используемых источников

1.Энциклопедический справочник медицины и здоровья. – М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2008.

2. Вред газированных напитков. - Электронный ресурс.- Режим доступа:http://zdips.ru/zdorovaya-eda/999-vred-gazirovannykh-napitkov.html

3. Все о газированных напитках. - Электронный ресурс.- Режим доступа: https://sites.google.com/site/gaznapitkiru/cover-page/photogallery

4. Газированные безалкогольные напитки, их состав и влияние на организм человека. - Электронный ресурс.- Режим доступа: http://provitamin ki.com/eda/napitki/gazirovannye-napitk.html

5. Почему вредно пить сладкую газированную воду? - Электронный ресурс.- Режим доступа: http://tutknow.ru/meal/82-pochemu-vredno-pit-sladkuyu-gaziro vannuyu-vodu-gazirovka-vredna.html

Приложение 1

Анкета

1) Чем вы утоляете жажду?

 а) чай   б) вода   в) газировка   г) другое

 2) Какие газированные напитки вы предпочитаете?

а) «Coca – Сola»         б) «Fanta»          в)  Лимонад                                                            г)  Минеральная газированная вода                              д) Другое

3) По какому критерию вы выбираете напиток?                                                                                                

а) Цена    б) Марка    в) Другое

4) Как часто вы употребляете газированные напитки?

а) ежедневно     б) еженедельно       в) несколько раз в месяц

5) Влияет ли цвет напитка на ваш выбор?

а) да      б) нет

6) Как вы думаете влияет ли газированные напитки на организм человека?

а) да         б) нет       в) не задумываюсь