Международный школьный научный вестник
Научный журнал для старшеклассников и учителей ISSN 2542-0372

О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ШОКОЛАД: ПОЛЬЗА ИЛИ ВРЕД?

Сорокина А.Н. 1 Козлов А.А. 1
1 ст. Незлобная Георгиевского г. о., МБОУ «СОШ № 12» 10 класс
Якубенко В.В. (ст. Незлобная Георгиевского г. о., МБОУ «СОШ № 12»)
1. Шапошникова И.А. Лабораторный метапредметный практикум / Бином, 2013.
2. Крутошикова А., Угер М. Природные и синтетические сладкие вещества. – М.: Мир, 1988.
3. Пищевая химия / Под ред. А. П. Нечаева. – СПб.: ГИОРД, 2012.
Сайдуллин З.Г., Федотовский Н.В. Научно-практическая конференция «Шоколад: польза или вред?» // Химия в школе. – 2017. – № 5.
4. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Всё о пище с точки зрения химии: Справ. издание. – М.: Высшая школа, 1991. – С. 46.
5. http://gosstandart.info/produkty-pitaniya/konditerskie-izdeliya/shokolad/rezultaty-ekspertizy-kachestva-gorkogo-shokolada/.
6. Игошева Е.В., Трапезникова Н.Н. Какой шоколад вкуснее и полезнее? // Химия в школе. – 2011. – № 10. – С.59–62.
7. Яковишин Л.А. Химические опыты с шоколадом // Химия в школе. – 2006. – № 8.

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: изучение истории шоколада, его свойств, состава и влияния на организм человека.

Задачи исследования:

1. Провести анализ теоретического материала печатной информации об истории, составе и свойствах шоколада.

2. Познакомиться с разными сортами шоколада.

3. Изучить химический состав шоколада разных сортов.

4. Провести качественный анализ исследуемых образцов шоколадной продукции.

5. Сравнить их химический состав.

6. Изучить влияние шоколада на здоровье человека.

Объект изучения: шоколад различных производителей.

Предмет исследования: химический состав горького, молочного и белого шоколада.

Гипотеза: польза и вред шоколада зависит от химического состава и норм потребления в различном возрасте.

Эволюция шоколада

Шоколад – это кондитерский продукт, изготавливаемый с использованием плодов какао, одно из самых распространённых кондитерских изделий. Основное сырьё для его производства – какао-бобы, семена произрастающего в тропических районах.

Слово «шоколад» происходит от «чоколатль», название напитка из какао-бобов. На языке ацтеков «чоколли» обозначает горечь, а «атль» обозначающее воду, используемую для приготовления шоколадного напитка. А слово «kakawa» впервые прозвучало в 1500 г. До н. э. на берегу Мексиканского залива, в цивилизации ольмеков. В 1502 г. Колумб высадился на территории современной Никарагуа. Он был первым европейцем, попробовавшим шоколадный напиток. В 1521 г. драгоценные какао-бобы и рецепт чудесного напитка были привезены в Испанию. Шоколад очень понравился королю и быстро вошел в моду у испанской знати. Для улучшения вкуса в напиток стали добавлять тростниковый сахар, корицу и мускатный орех, но десятки лет этот рецепт хранили в секрете от других европейцев. В России шоколадные угощения стали популярны при Екатерине Великой, когда заезжие коммерсанты открыли в Петербурге и Москве несколько «шоколадных домов». Первые шоколадные фабрики в России тоже были открыты иностранцами – француз Адольф Сиу в 1861 г. и немецкий Фердинанд фон Эйнем в 1867г. Вскоре «варягов» потеснил русский шоколадный король Алексей Абрикосов. Сейчас шоколад по велению фантазии шоколадных дел мастера принимает любые формы – жидкие, твёрдые, мягкие и порошкообразные. Его применяют не только в кондитерской, но и в других отраслях, включая медицину и дизайн интерьера. Британские ученые доказали, что ежедневное употребление всего нескольких долек тёмного шоколада замедляет процесс старения и предотвращает появление морщин.

Теоретическая часть проекта

Классификация шоколада

По содержанию какао порошка шоколад делят на горький (более 60 %), полу горький (около 50 %) и молочный (около 30 %). Что касается белого шоколада, то он не обладает характерным шоколадным цветом, так как в нем не присутствует какао тертое, а именно белый цвет с желтоватым оттенком. В такой шоколад вводят более 20 % сухого молока и большое количество сахарной пудры. Он является самым калорийный (более 500 ккал), а в качестве какао-продукта используют какао-масло.

В зависимости от рецептуры и способа обработки шоколад подразделяют на обыкновенный, десертный, пористый и с начинкой.

Химический состав шоколада

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 (не позволяют прогорать и осаливаться), 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. Секрет состоит в том, что при комнатной температуре масло-какао застывает само, но тает во рту. Потому настоящий шоколад не должен содержать никаких затвердителей.

Средний состав какао-бобов приведён в табл. 1.

Таблица 1

Вещества

Состав в %

Жир

45–50 %

Азотистые вещества

13–16 %

Клетчатка

3–9 %

Крахмал

5–10 %

Дубильные вещества (танин) и красящие вещества

5–7 %

Теобромин

1–2,4 %

Пентозаны

1–2 %

Эфирное масло

0,001 %

Кислоты органические (яблочная, лимонная, щавелевая)

до 2 %

Вода

6–9 %

Зола

2,5–5 %

Кофеин

40 %

Сахариды

1 %

Белки

11,5 %

Другие минеральные вещества и соли

2,6 %

sorok-1.tif

Хранение шоколада

Хранят шоколад при температуре от 15 до 21ºС и относительной влажности воздуха 70–75 %. При этих условиях шоколад сохраняется в течение одного года.

Во избежание поседения шоколада не допускаются резкие колебания температуры. При нагревании (температура выше 21ºС) происходит жировое поседение шоколада – он покрывается серым налётом. Это содержащиеся в шоколаде жиры проступают на его поверхности. При температуре ниже 15ºС 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.

Определение показателей шоколада

Нами были проведены исследования шоколада (приложение 1)

Объекты исследования:

Шоколад горький (содержание какао более 72 %) образец № 1.

Состав: какао тертое, сахар, какао масло, какао-порошок, спирт этиловый, эмульгатор, соевый лецитин Е476, соль, коньяк (спирт коньячный выдержанный).

Шоколад молочный (содержание какао менее 72 %) – образец № 2.

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

Шоколад белый (содержание какао 0 %) – образец № 3.

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

Таблица 2

Шоколад

Содержание в 100 г продукта

белки

жиры

углеводы

пищевая ценность

Образец № 1

10,5 г

37 г

32 г

530 ккал

Образец № 2

7 г

34 г

53 г

550 ккал

Образец № 3

4,5 г

27 г

65 г

526 ккал

Органолептические показатели шоколада

Таблица 3

Шоколад

Внешний вид

Аромат

Консистенция

Вкус

Образец № 1

Черный

Сильно выражен

Плотный

Горький

Образец № 2

Насыщенный коричневый

Слабо выражен

Менее плотный

Сладкий

Образец № 3

Бело-желтый

Сладковатый, ванильный

Пористый

Приторно сладкий

Вывод: значения органолептических показателей шоколада свидетельствуют о повышенном содержании какао – продуктов и малой концентрации ароматизаторов, углеводов в образце № 1; отсутствуют какао – продукты и большая концентрация ароматизаторов, углеводов в образце № 3.

Химический анализ

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 мы взяли образцы шоколадных плиток разных марок массой 5 г, поместили их в разные пробирки и нагрели на водяной бане до окончания плавления. Термометром определили температуру плавления образца. Результаты измерений занесли в табл. 4.

С увеличением в составе шоколада доли жиров растительного происхождения, следовательно, и химического состава шоколада, уменьшается температура плавления шоколада.

Таблица 4

Название шоколада

Температура плавления, ºС

Образец № 1

67ºС

Образец № 2

59ºС

Образец № 3

46ºС

Вывод: чем меньше температура плавления, тем больше растительный жиров и меньше масла какао-бобов, поэтому лучший состав у образца № 1 (приложение 2).

Опыт № 2. Определение присутствия посторонних примесей в шоколаде. В плоскодонную колбу наливали небольшое количество горячей воды и опускали кусочек образца шоколада весом 5 г, ставили колбу на водяную баню. Дождавшись полного растворения шоколада, и остудив содержимое колбы, прибавили 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 табл. 5.

Таблица 5

Название шоколада

Присутствие посторонних примесей в шоколаде

Образец № 1

Нет (синее окрашивание)

Образец № 2

Нет (синее окрашивание)

Образец № 3

Нет (синее окрашивание)

Вывод: посторонние примеси ни в одном образце не обнаружены (приложение 3).

Опыт № 3. Обнаружение в шоколаде непредельных жиров (масло какао-бобов). Кусочек шоколада обернули фильтровальной бумагой и надавили на него, чтобы на фильтровальной бумаге появились жировые пятна. На жировое пятно поместили каплю раствора перманганата калия KMnO4 и увидели образование, вследствие протекания окислительно-восстановительной реакции, бурого осадка оксида марганца (IV) – MnO2.

Вывод: непредельные жиры обнаружены в образцах № 1 и № 2 (приложение 4).

Опыт № 4. Обнаружение в шоколаде углеводов. Насыпали в пробирку тёртый шоколад и прилили 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхнули содержимое пробирки несколько раз и профильтровали. К фильтрату добавили 1 мл раствора гидроксида натрия NaOH и 2–3 капли 10 % раствора сульфата меди (II) CuSO4, пробирку интенсивно встряхнули. Появилось ярко-синее окрашивание. Такую реакцию даёт сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.

Вывод: больше всего сахарозы в образце № 3, а меньше всего в образце № 1 (приложение 5).

Опыт № 5. Обнаружение в шоколаде белков (ксантопротеиновая реакция). Насыпали в пробирку тёртый шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливали 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхивали содержимое пробирки несколько раз и фильтровали. К 1 мл полученного фильтрата приливали 0,5 мл концентрированной азотной кислоты HNO3 и нагревали полученную смесь. Наблюдали 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 образцах присутствуют белки, но больше всего их в образце № 1 (приложение 6).

Данные опытов № 3–5 занесли в табл. 6.

Таблица 6

Опыт

Образец № 1

Образец № 2

Образец № 3

Обнаружение непредельных жиров

Обнаружены

Обнаружены

Не обнаружены

Обнаружение углеводов

Присутствуют

Присутствуют

Ярко выражены

Обнаружение белков

Больше всего

Присутствуют

Присутствуют

Влияние шоколада на здоровье человека

Шоколад – самый сложный по химическому составу пищевой продукт. В него входят 380 веществ.

Полезные свойства шоколада:

1. Какао-бобы содержат магний, который улучшает память, помогает бороться со стрессами, повышает иммунитет. Шоколад стимулирует мозговую деятельность человека.

2. Шоколад богат кальцием, фосфором, фтором. Кальций отвечает за формирование костной ткани, фосфор необходим нашему мозгу, фтор укрепляет зубы.

3. Тианины, входящие в состав шоколада, обладают антибактериальными свойствами, препятствуют образованию зубного налета. Шоколад считается хорошим средством для профилактики простуды.

4. Стеариновая кислота и фенолы, содержащиеся в шоколадных лакомствах, благотворно влияют на кровеносную систему. Фенолы укрепляют и защищают сосуды, предохраняют их от сужения. Биологически активные вещества из группы флавонидов нормализуют функции тромбоцитов, не дают им слипаться, препятствуют образованию тромбов в сосудах сердца и мозга, понижают вероятность инфаркта и инсульта. Недаром говорят, что съесть половину плитки шоколада – всё равно, что выпить бокал красного вина.

5. Шоколад содержит клетчатку, регулирующую работу кишечника.

6. Шоколад содержит серотонин – гормон счастья, повышающий настроение и снижающий тревогу, и фенилэтиламин – антидепрессант, который вырабатывается в организме в период влюбленности.

Вредные свойства шоколада:

1. Он может вызывать аллергию.

2. Его чрезмерное потребление способствует ожирению и развитию кариеса; вызывает тошноту, изжогу, боль в желудке и головную боль.

3. Шоколадные лакомства содержат глюкозу, главного виновника всех зубных «несчастий», но в настоящем шоколаде ее меньше, чем в других кондитерских изделиях.

4. Потребление шоколада нередко считают причиной кожных высыпаний. Однако, в этом виноват не собственно шоколад, а животные белки, молочные белки, стабилизаторы и прочие добавки с маркировкой «Е». Чистый черный шоколад не вызывает аллергию, наоборот, лечит её, способствуя созданию запаса иммуноглобулинов.

Заключение

Шоколад – кондитерское изделие, вырабатываемое из бобов какао с сахаром и других пищевых компонентов. Натуральный шоколад – это шоколад, содержащий только какао-продукты (какао-бобы, какао-масло) и сахар. Изучив информацию из разных литературных и интернет-источников, мы пришли к выводу, что польза от употребления шоколада превосходит его описанное вредное воздействие, если употреблять «сладкое лакомство» в меру. Гипотеза подтвердилась.

В ходе работы были исследованы образцы шоколада, пользующиеся спросом у населения: шоколад горький (содержание какао более 72 %) образец № 1, шоколад молочный (содержание какао менее 72 %) – образец № 2, шоколад белый (содержание какао 0 %) – образец № 3.

Самое большое содержание непредельных жиров наблюдалось в образцах № 1 и № 2, качественная реакция на углеводы наиболее ярко проявилась в образце № 3. Самые полезные – горький и молочный без начинок и добавок, с содержанием максимума какао-продуктов горький шоколад.

В заключение нашей работы мы ещё раз хотим подчеркнуть, что умеренное употребление шоколада благотворно влияет на здоровье и настроение человека.

Желаем всем крепкого здоровья и хорошего настроения!

Приложения

Приложение 1

sorok-8.tif

sorok-9.tif

Нами были проведены исследования шоколада

Приложение 2

sorok-10.tif sorok-11.tif

Опыт № 1. Определение качества «шоколадной плитки»

Приложение 23

sorok-12.tif sorok-13.tif sorok-14.tif

Опыт № 2. Определение присутствия посторонних примесей в шоколаде

Приложение 4

sorok-15.tif sorok-16.tif

Опыт № 3. Обнаружение в шоколаде непредельных жиров (масло какао-бобов)

Приложение 5

sorok-17.tif sorok-18.tif

Опыт № 4. Обнаружение в шоколаде углеводов

Приложение 6

sorok-19.tif sorok-20.tif

sorok-21.tif sorok-22.tif sorok-23.tif

Опыт № 5. Обнаружение в шоколаде белков (ксантопротеиновая реакция)


Библиографическая ссылка

Сорокина А.Н., Козлов А.А. ШОКОЛАД: ПОЛЬЗА ИЛИ ВРЕД? // Международный школьный научный вестник. – 2019. – № 4-2. – С. 269-276;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=1138 (дата обращения: 13.05.2021).