Исследовательский проект «Химический анализ шоколада и его влияния на здоровье человека»

Проект

«Химический анализ шоколада и его влияния на здоровье человека»

Проект выполнили

учащийся 10 класса:

Иванов Владимир

24.11.2023

Содержание

Введение

Химический состав шоколада и какао-бобов

Классификация шоколада

История появления шоколада

Хранение шоколада

Экспериментальная часть

Влияние шоколада на организм

Применение шоколада

Заключение

Введение

В настоящее время шоколад является одним из самых распространённых продуктов питания среди людей. Практически в каждом магазине любой желающий может приобрести плитку шоколада. Но к шоколаду можно подходить не только с потребительской, но и с исследовательской точки зрения, выбрав его в качестве объекта химического анализа.

Цель проекта: исследовать химический состав шоколада разных марок и изучить его влияния на здоровье человека.

Задачи исследования:

1. Познакомиться с разными сортами шоколада.

2. Изучить химический состав шоколада разных сортов.

3. Сравнить их химический состав.

4. Изучить влияние шоколада на здоровье человека.

5. Выяснить, как в настоящее время используется шоколад в медицине и косметологии

Объект исследования: шоколад.

Предмет исследования: химический анализ состава шоколада.

Тип проекта: долгосрочный, межпредметный (химия и биология).

Химический состав шоколада и какао-бобов

Оболочку какао-бобов при изготовлении шоколада не используют, хотя иногда это имеет место. Какаовелла в больших количествах содержит: минеральные соединения, аромамасла, золу 10%, клетчатку до 15%, жир 3-5%, пентозаны около 6%, пектиновые вещества 4,8% в обезжиренном веществе.

Масло-какао содержит: триглицериды насыщенных жирных кислот – пальмитиновой, олеиновой, стеариновой, алкалоиды теобромин и кофеин, антиоксиданты, ароматические и дубильные вещества, что собственно придаёт вкус и аромат шоколаду. Ароматический букет шоколада формируется ещё и благодаря градации какао-бобов на благородные и потребительские. Первые придают шоколаду яркий вкус и аромат, вторые – горькость, терпкость, кислотность. Масло-какао имеет семь полиморфных форм, одна из которых очень стабильна и позволяет долго хранить шоколад. При комнатной температуре масло-какао застывает, но тает во рту. Потому шоколад не должен содержать затвердители.

Средний состав какао-бобов приведён в таблице ниже

Классификация шоколада

 Классифицируют шоколад по способу обработки шоколадной массы.

Десертная шоколадная масса имеет высокие ароматические достоинства и тонкую дисперсность. Эти свойства она приобретает в результате особо тщательной и длительной обработки. Содержание сахара в ней не более 55%.

Обыкновенная шоколадная масса обладает более низкими вкусовыми и ароматическими достоинствами и менее тонкой дисперсностью. Содержание сахара в ней не более 63%.   Пористый шоколад получают в основном из десертной шоколадной массы, которую разливают в формы на ¾ объёма, помещают в вакуум- котлы и выдерживают в жидком состоянии (при температуре 40° С) в течение 4 часов.  При снятии вакуума благодаря расширению пузырьков воздуха образуется мелкопористая структура плитки («Конёк-Горбунок», «Слава», «Планета», «Поздравляю», Wispa, Schgetten, Sonnina.

В зависимости от состава шоколад делят на шоколад без добавлений, с добавлениями, с начинкой, диабетический и белый.

Шоколад без добавлений изготовляют из какао тёртого, сахарной пудры и масла какао. Такой шоколад обладает специфическими свойствами, присущими какао-бобам. Изменяя соотношение между сахарной пудрой и какао тёртым, можно изменять вкусовые особенности получаемого шоколада — от горького до сладкого. Чем больше в шоколаде какао тёртого, тем более горьким вкусом и более ярким ароматом обладает шоколад и тем более он ценится.                                                                                                                                Шоколад с добавлениями изготовляют из какао тёртого, масла какао, сахарной пудры и различных питательных, вкусовых и ароматических веществ. В качестве добавлений чаще всего используют сухое молоко, сухие сливки и другое.  Соотношение между перечисленными составными частями шоколада отражают особенности его ассортимента, и колеблется в широких пределах.

Шоколад с начинкой приготовляют из шоколадной массы без добавлений и с добавлением молока. Выпускают его в виде плиток, батонов, ракушек и других фигур с различными начинками: ореховыми, помадными, шоколадными, фруктово-желейными, кремовыми, молочными, сливочными. Количество начинки должно быть не более 50% общей массы изделий.

Шоколад диабетический предназначен для больных сахарным диабетом.  В состав шоколада вместо сахара вводится сорбит и маннит                                       

    Шоколад белый готовят по особой рецептуре из масла какао, сахара, сухого молока, ванилина без добавления какао-массы, поэтому он имеет кремовый цвет (белый) и не содержит теобромина.

 Также шоколад различают по форме изготавливаемого продукта. Выпускают его в виде плиток, фигур и в порошке. Шоколадные фигуры вырабатывают из десертной шоколадной массы в виде различных пустотелых предметов и фигурок животных. Шоколад в порошке вырабатывают из какао тёртого и сахарной пудры без добавлений и с добавлением молочных продуктов

История появления шоколада

Шоколад привыкли считать лакомством для детей. Однако 3000 лет назад было другое мнение у людей. Шоколад долгое время был исключительно напитком. Он употреблялся в холодном виде, обжаренные какао-бобы, которые сами по себе имеют горький вкус, смешивались с водой, а затем в эту смесь добавлялся перец чили. Древняя цивилизация омельков, которой довелось первой попробовать изобретённый напиток, дала и название, используемое до сих пор. Они говорили "kakawa". Удивительно, что за столь долгое время в названии изменилось всего лишь несколько букв. В отличие от названия, состав шоколада с тех пор претерпел значительные изменения. Приблизительно в это же время было изобретено и другое лакомство, которое теперь неразрывно связано с шоколадом. Древние египтяне случайно смешали мёд, инжир и орехи – и стали обладателями самых первых в мире конфет.

Хранение шоколада

Хранят шоколад при температуре 18⁰С и относительной влажности воздуха 75%. При этих условиях шоколад сохраняется в течение следующих гарантийных сроков со дня выработки:

• десертный и обыкновенный без добавлений – 6 месяцев,

• весовой без добавлений незавёрнутый – 4 месяца,

• десертный и обыкновенный с добавлениями, шоколад с начинкой и в порошке без добавлений – 3 месяца,

• весовой с добавлениями, незавёрнутый – 2 месяца,

• шоколад белый и в порошке с добавлением молочных продуктов – 1 месяц.

Во избежание поседения шоколада не допускаются резкие колебания температуры. При нагревании происходит жировое поседение шоколада – он покрывается серым налётом. Это содержащиеся в шоколаде жиры проступают на его поверхности. При температуре ниже 18⁰С происходит сахарное поседение шоколада, вызванное конденсацией паров воды и частичным растворением сахарозы, содержащейся в шоколаде. После испарения влаги кристаллики сахарозы образуют белый налёт на поверхности шоколада.

Экспериментальная часть

Для эксперимента я выбрал 3 шоколада разных марок:

1. Шоколад темный «Российский»

Производитель: ОАО «Кондитерское объединение России»

Состав: Сахар, какао тертое, миндаль дробленый, какао масло, стабилизатор, спирт, эмульгатор, соевый лецитин Е476, соль, ароматизатор.

1. Молочный шоколад «Аленка»

Производитель: ОАО «Красный октябрь»

Состав: Сахар, сухое цельное молоко, масло какао, какао тертое, эмульгаторы: лецитин Е476, ароматизатор идентичный натуральному «Ваниль».

1. Шоколад белый «Пористый»

Производитель: ЗАО «Фабрика Русский шоколад»

Состав: Сахар, масло какао, сухое цельное молоко, лактоза, сухая молочная сыворотка, эмульгаторы: Е322, Е476, ароматизатор «Ваниль»

Опыт №1. Определение качества «шоколадной плитки».

В состав «шоколадной плитки» по ГОСТУ должны входить только какао-бобы измельчённые, масло какао-бобов. При добавлении к этим продуктам растительных жиров, сои конечный продукт должен называться «сладкая плитка». «Белый шоколад» в своём составе содержит незначительное количество масла какао-бобов, основа этого шоколада – сгущенное молоко.

Для проведения эксперимента берут образцы шоколадных плиток разных марок массой 5 г, помещают их в разные пробирки и нагревают на водяной бане до окончания плавления. Термометром определяют температуру плавления образца. Результаты измерений заносят в таблицу ниже. С увеличением в составе шоколада доли жиров растительного происхождения, следовательно, и химического состава шоколада, уменьшается температура плавления шоколада.

Вывод: Чем меньше температура плавления, тем больше растительный жиров и меньше масла какао бобов. Лучший состав у шоколада «Аленка».

Опыт №2. Определение присутствия посторонних примесей в шоколаде.

В плоскодонную колбу наливаем небольшое количество горячей воды и опускаем кусочек образца шоколада весом 5 г, ставим колбу на водяную баню. Дождавшись полного растворения шоколада, и остудив содержимое колбы, прибавим к содержимому колбы несколько капель спиртового раствора йода. Если шоколад размешан мучнистыми или крахмальными веществами, то отвар окрасится в синеватый цвет; отвар чистого нефальсифицированного шоколада под влиянием того же реактива окрашивается слегка зеленоватым цветом. Данные по всем образцам шоколадной продукции заносим в таблицу ниже.

Опыт №3. Обнаружение в шоколаде непредельных жиров.

Кусочек шоколада необходимо обернуть фильтровальной бумагой и надавить на него, чтобы на фильтровальной бумаге появились жировые пятна. На жировое пятно помещают каплю 0,5М раствора перманганата калия KMnO₄  и образуется, вследствие протекания окислительно-восстановительной реакции бурый осадок оксида марганца (IV) - MnO₂.

Вывод: Непредельные жиры обнаружены в шоколаде «Аленка» и темном «Российском»

Опыт №4. Обнаружение в шоколаде углеводов

Насыпают в пробирку тёртый шоколад и приливают 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. К фильтрату добавляют 1 мл 2М раствора гидроксида натрия NaOH и 2-3 капли 10% раствора сульфата меди (II) CuSO₄, пробирку интенсивно встряхивают. Появляется ярко-синее окрашивание. Такую реакцию даёт сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.

Вывод: Больше всего сахарозы в белом «Пористом»,  а меньше всего в темном «Российском»

Опыт №5. Обнаружение в шоколаде углеводов

Насыпают в пробирку тёртый шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливают 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. К фильтрату добавляют 1-3 капли спиртового раствора резорцина или тимола. Наклоняем пробирку и осторожно наливаем по стенке 1-2 мл концентрированной серной кислоты H₂SO₄. Закрепляем пробирку в вертикальном положении. Тяжёлая кислота опустится на дно, а на границе её с водой появится яркое красивое кольцо – красное, розовое или фиолетовое.

Опыт № 6. Обнаружение в шоколаде белков.

Насыпают в пробирку тёртый шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливают 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхивают содержимое пробирки несколько раз и фильтруют. К 1 мл полученного фильтрата приливают 0,5 мл концентрированной азотной кислоты HNO₃ и нагревают полученную смесь. Наблюдают жёлтое окрашивание, переходящее в оранжево-жёлтое при добавлении 25% водного раствора аммиака. Такую реакцию дают остатки ароматических аминокислот, входящих в состав белков шоколада.

Вывод:Во всех марках шоколада присутствуют белки. Больше всего в темном шоколаде «Российский»

Данные опытов 3-6 занесены в таблицу ниже

Влияние шоколада на организм

Уже сам богатый химический состав шоколада говорит о ценности этого продукта. В нём и кроется польза шоколада.

• Шоколад активизирует выработку эндорфинов, гормонов счастья, повышает тонус и настроение, работоспособность и способность к концентрации внимания. Причина этому теобромин, он возбуждает центральную нервную систему, бодрит и снимает головную боль. Серотонин, фенилэтиламин и триптофан – отличные антидепрессанты. Магний противостоит депрессии, стрессам, улучшает память, благотворно влияет на иммунитет, производит циркуляцию клеточного обмена.

• Горький шоколад снижает давление и способствует усиленному усвоению сахара.

• Алкалоид кофеин относится к психостимуляторам, активизирует деятельность сердечнососудистой, нервной и дыхательной систем. Он бодрит, повышает умственную и физическую деятельность, убирает сосудистую головную боль, борется с детским энурезом.

• Магний и калий необходимы для центральной нервной системы и мышц; фосфор для мозговой деятельности, кальций нужен костям, фтор – зубам.

• Антиоксиданты (полифенолы, катехины, флавоноиды) приостанавливают старение и нормализуют сердечную деятельность, борясь со свободными радикалами. Все флавоноиды способствуют регуляции процессов в коже, долго сохраняя её молодость. Кокохил таит в себе ранозаживляющее, разглаживающее морщины, обновляющее клетки кожного покрова действие.

• Сладкий аспирин – шоколад – способствует разжижению крови. Снижает головную боль и боль в горле. Какао-флавоноиды улучшают функции обмена и предупреждают образование и отложение холестерина в сосудах, и их повреждения.

• Антибактериальное действие тианинов шоколада не допускает образование зубного налёта, тем самым борясь с кариесом.

• Теобромин и теофиллин активизируют биохимию кожи, обеспечивая лифтинг.

• Кофеин шоколада лидер по борьбе с лишним весом и целлюлитом, он нормализует лимфоток и кровоток, снимает отёки, активизирует распад и выведение негативно действующих жиров, токсинов и шлаков.

Впрочем, есть у шоколада и минусы. Содержащийся в шоколаде танин может вызывать головную боль у людей с плохими сосудами, а избыток шоколада на ночь может вызвать несвоевременную бодрость и лишить сна. Употребление большого количества шоколада не только может вызвать аллергию, но сильно повышает сердцебиение. Шоколад высококалорийный продукт и чрезмерное его употребление может вызвать прибавку веса.

Применение шоколада

В настоящее время шоколад и продукты его производства используют в различных сферах деятельности. Порошок семени какао, как мы знаем, используют для приготовления напитка какао и шоколада. Масло какао-семян, помимо того, используют в пищевом производстве, применяется в медицине для получения основы суппозиториев (свечей). Шелуха бобов используется в производстве зубной пасты. Она содержит антибактериальное вещество, которое помогает с налётом на зубах. Всего несколько лет назад в России появились такие супермодные процедуры, как шоколадное обертывание,

ванны, маски – и, похоже, что это панацея от старости. Использование шоколада в косметических процедурах в салонах красоты и даже дома самостоятельно способствует сохранению молодости и красоты человека.

С помощью шоколадных процедур можно:

• избавиться от целлюлита

• сделать лифтинг лица, шеи, зоны декольте

• восстановить упругость кожи любой проблемной части тела

• похудеть

• испытать на себе релаксирующее действие шоколадной ванны

• увлажнить лицо

• поднять настроение

• избавиться от послеродовых растяжек и венозных звёздочек

• избавиться от келоидных рубцов.

Заключение

В заключении я хочу сказать, что в ходе работы были исследованы образцы шоколада, пользующиеся спросом у населения: Шоколад темный «Российский», Молочный шоколад «Аленка», Шоколад белый «Пористый». Настоящим шоколадом называется кондитерское изделие, при изготовлении которого используется только какао-масло и какао тёртое, а не продукт на основе какао-порошка и заменителей какао-масла на основе растительных жиров. Самое большое содержание непредельных жиров наблюдалось в «Аленке» и «Российском», качественная реакция на углеводы наиболее ярко проявилась в белом «Пористом» шоколаде. Самый полезный – молочный шоколад «Аленка» без начинок и добавок, с содержанием максимума какао продуктов. Шоколад не вредит, а приносит пользу тем людям, кто знает чувство меры.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/523379-issledovatelskij-proekt-himicheskij-analiz-sh