Академическая Гимназия ДВФУ

 

 

 

 

ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

по химии

 тема: «Польза или вред чипсов?»

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

ученица 9 «А» класса

Зверева Мария

Научный руководитель

 учитель Труханенко А.В.

 

 

 

 

Владивосток, 2021

 

 

Актуальность проекта

Цель работы: исследовaть чипсы рaзличных торгoвых мaрок, их состaв и влияние на оргaнизм человека

В наши дни многие люди едят чипсы. Сейчас чипсы – это один из самых популярных продуктов. Многие считают, что в составе чипсов много вредных добавок, которые негативно сказываются на здоровье человека. Но есть и оппозиционное мнение, что чипсы никак не вредят здоровью

Задачи:

Ø Изучить историю появления чипсов

Ø Сравнить самые популярные торговые марки

Ø Провести анализ содержащихся пищевых добавок и изучить их влияние на организм

Ø Провести социальный опрос и выявить предпочтения людей по поводу чипсов

Ø  Провести качественный анализ чипсов различных торговых марок

Ø Разработать рекомендации по употреблению чипсов в качестве продукта питания

Этапы исследования:

Ø Провела социальный опрос

Ø  Выбрала объекты исследования

Ø  Изучила и проанализировала литературу

Ø Выбрала методы исследования

Ø  Проанализировала результаты

Ø  Сделала вывод из проведённой работы

 

 

 

Методы исследования:

Ø Теоретический

Ø  Метод опроса

Ø Статистический

Ø  Экспериментальный

Ø  Метод сравнения 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Состав чипсов:

Сразу стоит сказать, что минеральных веществ и витаминов в составе чипсов нет. Все производители чипсов используют химию для обмана вкусовых ощущений потребителя. Неотъемлемой частью состава стали:

-          ароматизаторы

-          усилители вкуса

-          красители искусственного происхождения

-          стабилизаторы

-          эмульгаторы

 Многие из этих добавок вызывают привыкание и негативно сказываются на здоровье.

 

Индекс, название	Функциональный класс	Влияние на здоровье человека
Е-132 индиго-кармин	Красители	Может вызывает аллергические реакции
Е-262 диацетат натрия	Консерванты	Не опасен
Е-330 лимонная кислота	Антиокислители	Опасен! Провоцирует заболевания желудочно-кишечного тракта, образование раковых опухолей
Е-341 фосфат кальция		Опасен! Вызывает заболевания желудочно-кишечного тракта
Е-407 коррагенан и его соли	Стабилизаторы, эмульгаторы, загустители	Опасен! Вызывает заболевания желудочно-кишечного тракта, печени и почек
Е-551 диоксид кремния	Эмульгаторы	Безвреден
Е-612 глутамат натрия	Усилители вкуса	Могут вызывать аллергические реакции
Е-622 глутамат калия
Е-636 мальтол		Безвреден

 

Акриламид. Токсическое вещество, которое образуется в случае химических реакций между сахарами в момент жарки. Оно негативно влияет на нервную систему, почки, печень и слизистые оболочки.

Глициамид. Отличается повышенными канцерогенными свойствами, которые приводят к образованию злокачественных опухолей. Но его вред ещё не изучен до конца. Это вещество образуется в ходе неполного распада акриламида.

Акролеин. Его образование сопровождается разложение жиров в ходе термической обработки. Это вещество повышенной токсичности, способное сильно раздражать внутренние органы. Именно поэтому акролеин входит в список самых опасных веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История появления чипсов.

Чипсы были изобретены совершенно случайно.  В 1853 году американский бизнесмен Корнелиус Вандербильт решил отобедать в ресторане нью-йоркского отеля «Moon Lake House». Он заказал картофель фри, готовить который для важного гостя взялся шеф-повар Джордж Крам. Привередливый миллионер трижды отсылал на кухню официанта с уже готовыми порциями картофеля: по его мнению, корнеплод всякий раз был нарезан недостаточно тонко. И тогда Джордж Крам, не привыкший к тому, что клиенты жалуются на его стряпню, не выдержал и решил проучить капризного гостя. Повар нарезал картофель тончайшими пластинками и обжарил в масле до хрустящей корочки, посыпал солью и подал в зал. Крам был уверен, что клиент устроит скандал, однако новое блюдо очень понравилось Вандербильту, и миллионер стал часто наведываться в ресторан. Вскоре блюдо распробовали другие посетители — и чипсы стали фирменным блюдом заведения.

Спустя 30 лет — в 1890-м году — обладатель закусочного заведения в Кливленде Уильям Тэппенден сообразил, что столь популярную закуску можно и нужно продавать в качестве продукта быстрого питания. Чипсы стали расфасовывать в бумажные пакетики и торговать ими с лотков на улицах. А еще через 35 лет они появились в супермаркетах. В течение пару десятков лет чипсы готовились без соли и приправ. А вкусовые добавки появились только в 1940 году и внедрила их фирма «Tayto».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс производства чипсов.

В наше время производство хрустящих ломтиков обжаренного картофеля превратилось в огромную индустрию во всем мире. Как сырье для них используют теперь не только свежий картофель, но и различные виды муки, овощей, фруктов. Сейчас в России продается довольно много марок чипсов, в том числе и отечественных. Линии для приготовления этого продукта устанавливаются как на крупных предприятиях по переработке картофеля, так и становятся основой небольших производств. Дело в том, что включиться в изготовление чипсов можно на разных этапах и делать их по разной технологии - от этого будет зависеть и сумма вложенных средств и объем производства.

Впервые чипсы начали производить в 19 веке на родине картофеля в Америке. Первоначально картофель мыли, вручную нарезали на ломтики и обжаривали в растительном масле, то есть процесс изготовления чипсов мало чем отличался от обычной жарки картофеля с той лишь разницей, что нарезался картофель на тонкие ломтики и обжаривался во фритюре. С развитием селекционной науки, увеличением спроса на данный вид продукции увеличивались и объемы производства чипсовой продукции. Экономическая целесообразность потребовала проведения дополнительных исследований и разработки специализированного оборудования способного обеспечить возрастающие потребности покупателей. Это было сделано, и схема производства чипсов стала выглядеть примерно так: мойка, очистка кожуры, инспекция, отмывка крахмала, обжарка, посол и упаковка. Совершенствовалось оборудование, увеличивался спрос, росла сырьевая база. Окончательно сформировалась схема производства. На сегодняшний день она выглядит примерно так:

1)     Отбор сортов - выращивание с учетом климатических условий, характера почв, применяемых удобрений, техники культивации, возделывания и уборки урожая

2)     Отделение земли и примесей

3)     Хранение с учетом особых условий хранения для каждого сорта

4)     Подача на переработку

5)     Калибровка по размеру, отделение камней, мойка, очистка кожуры,

6)     Нарезка на ломтики, отмывка крахмала, бланширование (обработка паром или горячей водой), охлаждение, удаление влаги, обжарка, удаление избытка масла,

7)     Дражирование (нанесение вкусовых добавок), охлаждение,

8)     Упаковка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соцопрос

1)     Ваш возраст

2)     Как часто Вы едите чипсы?

3)     Какой вкус Вы предпочитаете?

4)     Какую марку Вы предпочитаете?

5)     Знаете ли Вы примерный состав чипсов?

6)     Чем Вас привлекают чипсы?

 

 

 

 

Наиболее распространённым ответом на 6 вопрос стал ответ «вкусом и запахом

 

КРАХМАЛ

Крахмал – широко распространённый полисахарид растений, самый важный углевод в рационе питания человека. Крахмал (C₆H₁₀O₅)_n – смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах (под действием света при фотосинтезе) несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам. Крахмал построен из двух компонентов – водорастворимой амилозы и нерастворимого амилопектина. Крахмал содержится в листьях, плодах, семенах и клубнях растений. Особенно много крахмала в зернах злаков (до 75% сухой массы), клубнях картофеля (до 65% сухой массы) и в тех частях растений, где запасаются питательные вещества.

Расщепление полисахаридов. Полисахариды под действие ферментов в тонкой кишке полностью распадаются на моносахариды. Полисахариды гидролизуются эндогликозидазой слюны и секрета поджелудочной железы а-амилазой, которая действует на а-гликозидные связи. Затем образующиеся олигосахариды (остаточные декстрины) расщепляются дальше под действием экзогликозидаз.

Амилоза. Один из основных полисахаридов, составляющих крахмал. Амилоза образована линейным или слаборазветвлёнными цепочками остатков альфа-глюкозы, соединенных гликозидными связями между 1-м и 4-м углеродными атомами. В результате качественной реакции с йодом даёт темно синюю окраску.

Амилопектин. Один из основных полисахаридов, составляющих крахмал. Амилопектин образован разветвлёнными цепочками остатков глюкозы, соединённых гликозидными связями между 1-м и 6-м углеродными атомами.

 

АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) – важная группа биологических молекул, выполняющих различные функции. В зависимости от положения аминогруппы различаются альфа-, бета- и гамма-аминокислоты. Из них строятся все белки и пептиды.

Функции аминокислот.

1)     Альфа-аминокислоты являются структурными элементами белков и пептидов. Генетически код определяет структуру 20 основных аминокислот; именно эти протеиногенные аминокислоты обычно содержатся в белках. Некоторые аминокислоты после встраивания в белки подвергаются дельнейшей (посттранстляционной) модификации.

2)     Аминокислоты и их производные входят в состав липидов (например: серин содержится в фосфолипидах, а глицин – в солях желчных кислот).

3)     Некоторые аминокислоты сами выполняют функцию нейромедиаторов, а также служат предшественниками нейромедиаторов, посредников и гормонов

4)     Аминокислоты – важный и даже незаменимый компонент пищи. Некоторые аминокислоты являются предшественникам других метаболитов: глюкозы в глюконеогенезе, пуриновых и пиримидиновых оснований и других молекул.

5)     Некоторые непротеиногенные аминокислоты являются промежуточными соединениями в синтезе и расщеплении протеиногенных аминокислот и других метаболитов.

В состав картофельного белка входят следующие аминокислоты: лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, треонин, серин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин. В среднем около 1/3 общего аминокислотного состава клубней картофеля составляют незаменимые аминокислоты, среди которых преобладают валин, аргинин, лизин и фенилаланин.

В состав рисового белка входят незаменимые и заменимые аминокислоты 24,4% и 15,3% соответственно. В составе незаменимых аминокислот преобладают такие как валин и изолейцин; заменимых аминокислот содержится меньше, в их составе в основном преобладают тирозин, глицин, глутаминовая кислота и аргинин

 

 

 

ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕТВА

Белки. Из пищевых белков организм получает аминокислоты для эндогенного биосинтеза белка. Избыток аминокислот расщепляется для получения энергии. Многие аминокислоты являются гликогенными, то есть могут быть превращены в глюкозу. Белки – необходимый компонент питания, поскольку они являются источником незаменимых аминокислот, которые организм человека не способен синтезировать самостоятельно. Но некоторые аминокислоты мигут заменять друг друга. Например, человек может синтезировать тирозин, который является незаменимой аминокислотой, путём гидроксилирования фенилаланина, а цистеин получать из метионина.

Углеводы. Углеводы – распространённый и легко усваиваемый источник энергии, но не незаменимый. В пищевых продуктах они находятся в виде моносахаридов (мёд и фрукты) или дисахаридов (лактоза в молоке, сахароза в подслащённых продуктах). Расщепляемые полисахариды содержатся в продуктах как растительного, так и животного происхождения (крахмал и гликоген соответственно). Обычно углеводы вносят значительный вклад в пополнение энергетических ресурсов организма, но не являются незаменимыми.

Жиры. Жиры – главный пищевой источник энергии. В пересчёте на граммы они обеспечивают примерно вдвое больше энергии, чем белки или углеводы. Жиры – незаменимый источник жирорастворимых витаминов и полиненасыщенных жирных кислот, необходимых для синтеза мембранных липидов и эйкозаноидов. Кроме жиров, существуют и другие пищевые липиды, в том числе холестерин.

Минеральные вещества и микроэлементы. Минеральные вещества и микроэлементы образуют весьма разнородную группу незаменимых веществ. Их принято подразделять на макроэлементы и микроэлементы.

Витамины. Витамины – ещё один незаменимый компонент пищи. Животным и человеку они требуются в очень малом количестве для синтеза коферментов и сигнальных молекул.

 

 

БОЛЕЗНИ, СВЯЗАННЫЕ С НАКОМПЛЕНИЕ ЖИРОВ

Первичные нарушения возникают в результате генетических дефектов метаболизма липидов, а вторичные нарушения являются следствием каких-то других дефектов.

Из-за переизбытка жира в организме человека ухудшается усвоение других компонентов пищи: белка, Ca, Mg. Подавляются функции щитовидной железы и яичников, подавляется кроветворение, снижается иммунитет, повышается свёртываемость крови (образование тромбов), появляются нарушения в ЦНС. Из-за переизбытка жиров могут возникать такие болезни как ожирение, атеросклероз сосудов, болезни желудочно-кишечного тракта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экспериментальная часть

Цель: Провести качественный анализ чипсов различных торговых марок. Экспериментальным путём узнать о наличии некоторых компонентов в чипсах.

Объекты исследования: «Lay’s» (Россия), «Pringles» (Россия), «SeiYo» (Китай) и образец домашних чипсов

Образец №1	Образец №2	Образец №3	Образец №4
Pringles	Original (китайские)	Lays	Домашние чипсы

 

Приготовление водной вытяжки

Оборудование:

 Образцы чипсов (по несколько кусочков каждого вида чипсов), фильтровальная бумага, немерная химическая посуда общего назначения (колбы), воронки, ступка с пестиком, дистиллированная вода

Ход работы:

1.     Измельчаем образец чипсов в ступке до состояния порошка

2.     Пересыпаем получившийся порошок в стакан

3.     Заливаем порошок дистиллированной водой и тщательно перемешивает

4.     Делаем фильтр и кладём его в воронку. Воронку ставим в колбу

5.     Переливаем поучивший раствор в воронку с фильтром, ждём пока водная вытяжка стечёт в колбу

 

 

 

 

 

 

 

Опыт №1

Качественное определение катионов натрия

Летучие соли натрия окрашивают пламя в ярко-жёлтый цвет. Реакция очень чувствительна и характерна для натрия

Цель работы:

Исследовать в каком из образцов наибольшее количество катионов натрия

Оборудование:

Спиртовка, тигельные щипцы

Ход работы:

Берём каждый из образцов и по очереди подносим к пламени спиртовки, наблюдаем интенсивность окрашивания пламени.

Результаты:

Образец 1: образец загорелся быстро, пламя окрасилось в ярко-жёлтый цвет, что свидетельствует о наличие катионов натрия в образце

Образец 2:  Образец загорелся быстро, пламя окрасилось в ярко-жёлтый цвет, пламя более яркое, чем у образца №1

Образец 3: Образец долго не загорался, через несколько секунд вспыхнул ярко-жёлтым пламенем. Цвет самый яркий.

Образец 4: Окрашивание пламени минимальное

Вывод: 

Проанализировав все образцы, я сделала вывод, что меньше всего катионов натрия в образце №4, наибольшее содержание натрия в образце №2, что свидетельствует о наибольшем содержании поваренной соли NaCl.

 

 

 

 

Опыт №2

Наличие жира

Цель работы:

Исследовать в каком из образцов наиболее высокое содержание жира

Оборудование:

Ступка, пестик, бумажные фильтры

Ход работы:

Растираем на бумажном фильтре каждый из образцов. Смотрим интенсивность выделения жира по размеру жирного пятна, оставшегося на фильтре

Результаты:

Образец 1: Незначительное количество жира

Образец 2: Наибольшее количество жира

Образец 3: Незначительное количество

Образец 4: Минимальное количество жира

 

Вывод:

 

В образце №2 было самое большое количества жира, что свидетельствует о том, что при обжарке этого образца использовалось наибольшее количество масла

 

 

 

 

 

 

 

Опыт №3

Качественное определение крахмала

Для определения крахмала используется качественная реакция с йодом. При взаимодействии крахмала с йодом раствор окрашивается в синий цвет.

Цель:

Определить наличие крахмала в образцах.

Оборудование:

Водные вытяжки каждого из образцов, пробирки, реагент: раствор йода, пипетка

Ход работы:

Наливаем водные вытяжки каждого из образца в пробирки, по каплям добавляем раствор йода. Наблюдаем интенсивность окрашивания

Результаты:

Образец 1: окрасился в фиолетовый цвет

Образец 2: окрасился в синий цвет

Образец 3: окрасился в синий цвет

Образец 4: окрасился в синий цвет

Вывод:

В образце домашнего приготовления обнаружено наибольшее количество аминокислот. Наименьшее количество аминокислот обнаружено в образце №2, что свидетельствует о наименьшем содержании натуральных компонентов в данном образце.

 

 

 

 

Опыт №4

Качественное определение аминокислот

Цель работы:

Определить наличие аминокислот в образцах. Сравнить результаты, определить в каком из образцов больше всего аминокислот.

Оборудование:

Пробирки, выводные вытяжки каждого из образцов, реактив: раствор нингидрина, стакан с горячей водой

Ход работы:

Наливаем каждый из образцов в пробирки. Добавляем раствор нингидрина. Ставим пробирки в стакан с горячей водой, наблюдаем интенсивность окрашивания раствора в фиолетовый цвет.

Результаты:

Образец 1: начал приобретать фиолетовую окраску через 2 минуты

Образец 2 : сначала изменение окраски не наблюдалось, раствор оставался прозрачным. Спустя 7 минут раствор приобрёл бледно-фиолетовый цвет.

Образец 3: начал темнеть через 3 минуты

Образец 4: спустя минуту начал проявляться фиолетовый окрас, спустя 4 минуты данный образец имел самый темный окрас

Вывод:

В образце домашнего приготовления обнаружено наибольшее количество аминокислот. Наименьшее количество аминокислот обнаружено в образце №2, что свидетельствует о наименьшем содержании картофеля в этом образце.

 

 

 

 

Опыт №5

Обнаружение неорганических примесей

Цель:

Определить есть ли в образцах неорганические примеси

Оборудование:

Образцы чипсов, чашки Петри, спиртовка, тигельные щипцы, микроскоп, предметные стёкла, пинцет, растворитель ацетон

Ход работы:

Подносим каждый из образцов к пламени спиртовки, наблюдаем интенсивность горения

 

Полученные продукты горения каждого из образцов рассматриваем под микроскопом. После того как рассмотрели каждый образец добавляем несколько капель ацетона на предметное стекло с образцом, перемешиваем, под микроскопом наблюдаем происходит ли растворение или нет

 

Результаты 1:

Образец 1: сначала пламеня разгоралось слабо, через несколько секунд интенсивность горения усилилась, при горении выделилось большое количество масла

Образец 2: долго загорался, но пламя было сильнее, чем у первого образца, также выделилось масло тёмно-коричневого цвета, при горении был запах жжёной пластмассы

Образец 3: Образец горел сильным пламенем

Образец 4: Образец горел ярким пламенем. Это единственный образец в результате горения, которого образовался уголь

Результаты 2:

Образец 1: Под микроскопом наблюдались черные образования по форме напоминающие кляксы. При добавлении ацетона образец начал растворяться, выделился желтый осадок.

Образец 2: Под микроскоп были обнаружены пузырьки темно-коричневого цвета. При добавлении ацетона почти весь образец растворился и превратился в однородную массу зеленоватого цвета

Образец 3: Под микроскопом были видны черно-жёлтые образования по форме похожие на камни. При добавлении ацетона образец почти полностью растворился

Образец 4: Под микроскопом были видны черные кусочки угля. При добавлении ацетона растворение не происходила. Картинка под микроскопом не изменилась.

Вывод:

 Во всех образцах, кроме образца №4, присутствуют неорганические добавки. Углерод (угль, образовавшийся при горении) не растворяется в ацетоне, а мы наблюдали растворение во всех образцах, кроме образца домашнего приготовления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:

Есть чипсы, без сомнения вредно. Лучше всего отказаться от подобного лакомства, так как пищевые добавки в подобной еде могут вызывать привыкание и приводить к различным болезням. Если Вы всё-таки не можете отказаться от чипсов, то лучше готовить их дома.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение:

В процессе работы над проектом, я ознакомилась с различными химическими свойствами веществ природного происхождения и добавок искусственного происхождения. Изучила качественный состав чипсов. Приобрела навыки работы в лаборатории.

В своей работе я ставила цель: изучить качественный состав чипсов разных торговых марок, сравнить их и сделать вывод о безопасности употребления такого продукта. Мне удалось подтвердить, что чипсы являются вредным продуктом питания и разработать рекомендации по употреблению этого продукта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения:

1.     ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0567.html

2.     ↑ Кислотный гидролиз крахмала Архивная копия от 26 декабря 2014 на Wayback Machine — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов

3.     ↑ См. стр. 92 следующей статьи: Colin, Gaultier de Claubry. Mémoire sur les combinaisons de l'iode avec les substances végétales et animales (фр.) // Annales de chimie (англ.)русск. : magazine. — 1814. — Vol. 90. — P. 87—100.

4.     ↑ Anne-Charlotte Eliasson (2004). Starch in food: Structure, function and applications. Woodhead Publishing. ISBN 978-0-8493-2555-7. (eng)

5.     ↑ Фитопребиотики: резистентный крахмал, статья Петровой И. В. (к.б.н., биотехнологии) на сайте lepestok.kharkov.ua.

6.     ↑ NNFCC Renewable Chemicals Factsheet: Starch

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

1.     Травень, В.Ф. - «Органическая химия» в 3-х томах

2.     Третьяков, Ю.Д. – «Неорганическая химия» в 3-х томах

3.     Я. Кольман, К.-Г. Рём – «Наглядная биохимия»

4.     Авдеева, Л.В. – «Биохимия»

5.     Алов, Н.В. – «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» в 2-х томах

6.     Ауэрман, Т.Л. – «Основы биохимии»

7.     Боровлев, И.В. – «Органическая химия: термины и основные реакции»

8.     Жебентяев, А.И. – «Аналитическая химия. Хроматографические методы анализа»

9.     Грин Н., Страут У., Тейлор Д., - «Биология»

10. Мак-Мюррей У. – «Обмен веществ у человека»

11.Медников, Б.М – «Биоорганическая химия»

12.Наумов, С.П. – «Белки и их свойства»

13.Огнев, С.И. – «Аминокислоты, пептиды и белки»

 

Скачано с www.znanio.ru