Состав и свойства кофе. Исследовательская работа Тема работы Состав и свойства кофе ученица 8 класса мбоу сош 10
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10 имени А.В. Иванова городского поселения «Рабочий поселок Чегдомын» Верхнебуреинского муниципального района Хабаровского края. Исследовательская работа Тема работы:Состав и свойства кофе.
п.Чегдомын 2022 год. Содержание работы.
Введение. Утро! Конечно же кофе! В современном мире обязательной частью повседневной жизни многих людей - кофе. Так как кофе самый распространенный напиток в мире, то я считаю, что исследование его состава интересно и актуально. Более 90% жителей Земли пьют кофе. Кофеин — самый употребляемый наркотик в мире. Чаще всего он попадает в организм именно с кофе. И я задумалась, действительно ли кофе может нанести вред организму? Есть ли какие-либо противопоказания? И из чего вообще состоит кофе? Прочитав книгу Сергея Реминного «Интересно о КОФЕ», я решила изучить это растение. Изучить состав кофе и определить его роль для организма человека. Теоретическую основу исследования составили следующие авторы – Богатова Л.М, Габриелян О.С., Измондеров А.Г., Тюренкова И.Н. Моя цель: изучить химический состав и свойства кофе. Я поставила следующие задачи: 1. Собрать и проанализировать информацию по данной теме. 2. Провести анкетирование. 3. Провести качественный анализ кофе в школьной лаборатории, изучить состав и свойства. 4. Найти оригинальные рецепты приготовления кофе. 5. Собрать интересные факты о кофе. Гипотеза: Разные виды кофе содержат разное количество кофеина. Объект исследования: кофе Предмет исследования: уровень содержания кофеина. Методы исследования: анкетирование, эксперимент, сравнение, наблюдение, описание, обобщение, анализ. Теоретическая часть исследовательской работыИстория кофе Итак, с чего же началась история кофе? Она своё берет начало в Эфиопии, где впервые были замечены его тонизирующие свойства. Существует легенда, о том, что один пастух, в давние времена, поразился необычной резвости своих коз. Понаблюдав за животными, он заметил, что “танцевать” они начинают всякий раз после того, как наедятся листьев и плодов высокого кустарника, растущего на горном склоне. Живущий поблизости, настоятель местного монастыря удивился, в свою очередь, наблюдениями пастуха и напоил своих монахов отваром из кофейных плодов и листьев. Существует ещё одна легенда об одном шейхе-отшельнике, который лечил больных людей отваром из кофейных плодов. И лечил столь успешно, что прослыл в округе святым. Также рассказывают о воинах и путешественниках, бравших с собой в далекие края кофейные зерна. Жевать зеленые ядрышки было полезно, но очень невкусно, и со временем кто-то догадался их обжарить, а потом размолоть и сварить. С этого момента кофе триумфально шествует по свету. Что же входит в состав кофе? Оно представляет собой семена (зерна) плодов вечнозеленого кофейного растения, произрастающего в тропических стра¬нах. Слово «кофе» происходит от арабского названия этого растения «кахва». Кофе, какой же длинный путь ты проделал!Зачем кофейному дереву КОФЕИН?На первый взгляд — простой вопрос… Когда меня впервые спросили об этом — я поначалу даже растерялся… Действительно, в природе ведь ничего просто так не происходит — неужели кофейное дерево родилось с кофеином только для услады гурманов? Нет, не тут-то было — всему есть ботаническое объяснение. После ряда экспериментов американские ученые установили, что, оказывается, кофеин, который содержится в плодах и листьях дерева, необходим дереву для борьбы с насекомыми. В экстракт из зеленой массы кофейных листьев поместили разных вредителей и их личинки. Гибель насекомых зафиксировали уже через сутки. А концентрированный раствор кофеина из зерен убивал их всего за 5 часов. Было сделано и другое интересное открытие: кофеин к тому же является сильнейшим катализатором: синтетические ядохимикаты в смеси с ним усиливают свое действие в несколько раз. P.S. Заканчивался рассказ об упомянутом выше исследовании словами «Однако для беспечных гурманов это не прозвучало как предупреждение…» Какое «предупреждение»?! Еще Фонтенель несколько веков назад сказал: «Если кофе и яд, то очень медленный, потому что я пью его вот уже 80 лет…» Химический состав кофе Химический состав кофе достаточно сложен. В его состав входит огромное количество различных химических соединений, а новые добавляются еще и в процессе обжаривания кофейных зерен. Общее количество различных веществ, содержащихся в кофе, доходит до нескольких сотен. Белки и углеводы. Что касается белков, то их в кофе не так много — максимум 9-10%, большую часть из которых составляет так называемый аминный азот (около 1,5%), то есть азот, входящий в состав аминокислот, содержащихся в кофе. Углеводов же в кофе значительно больше: до 50 и иногда даже до 60% в сырых кофейных зернах. Из углеводов, содержащихся в кофе, больше всего сахарозы и целлюлозы — в среднем 8 и 8,5% соответственно. Танин Танин или, как его нередко называют, таннин представляет собой вещество, основной функцией которого является связывание других веществ — в частности, белков и полисахаридов. Именно поэтому так важно сохранять танин в тех напитках и продуктах, в которых он содержится, ведь его разрушение может повлечь за собой и распад многих других ценных соединений. Что интересно, химический состав танина (в плане составляющих его элементов) такой же, как и у воды — он состоит из кислорода и водорода, однако структура молекулы и количественное содержание этих элементов, разумеется, совершенно другие. В сырых зернах танин может составлять достаточно большой процент — вплоть до 7,7%. Однако, во время обжаривания большое количество этого ценнейшего вещества распадается или окисляется и в уже готовом кофе содержание танина составляет не более 1%. Тем не менее, именно благодаря разложению танина кофе и приобретает тот незабываемый аромат и вкус, за который так ценят его истинные поклонники. Поэтому с точки зрения приобретения нужных вкусовых качеств расщепление танина просто необходимый процесс. Кофеин О наличии этого компонента в кофе знает практически каждый. Нужно сказать, что свое название он и получил благодаря этому напитку. Химическая формула кофеина: C8H10N4O2, то есть состоит он, как и многие другие органические вещества, из атомов углерода, водорода, азота и кислорода. Молекулярная структура кофеина следующая: в центре располагаются атомы углерода и азота, к трем крайним атомам углерода прикреплены по три атома водорода, а еще один — к атому углерода, находящемуся в связи с двумя атомами азота. Атомы же кислорода соединены с двумя другими связанными атомами углерода и находятся, как и водород, на концах структуры. У кофеина есть и другие названия: гуарани, материн, теин, а также 1-3-7-триметилксантин и 2-6-диокси-1-3-7-триметилпурин. Больше в химическую тему углубляться не будем, а поговорим о свойствах кофеина и об особенностях его содержания в кофе. Таким образом, ознакомление с химическим составом кофе показывает, что природа создала своеобразный химический склад. Виды кофе: На Земле произрастает несколько основных видов кофе: первый из них – Арабика. Арабика (70% мировых продаж) произрастает на высоте от 600 до 2000 метров над уровнем моря, лидирует по многим показателям. Например, по количеству сортов, по доле продаж в мировой торговле, по производству кофейных зерен в мире; второй – Робуста - 28%. Является быстрорастущим и более устойчивым к вредителям, чем арабика, и произрастает примерно от 0 до 600 м над уровнем моря. Он был обнаружен только в середине 18 века. Лидер по производству Робуста – Африка; считается менее изысканным кофе с точки зрения аромата. В то же время он содержит больше кофеина. Третий вид кофе – Либерика - 2%. Либерика отличается очень низкими урожаями, большой прихотливостью и отсутствием спроса. Производящийся в Азии (Индонезия, Филиппины, южная Индия) сорт «Копи Лювак» или «Капе Аламид», является самым дорогим кофе (около 750 рублей за чашку), поскольку для правильного приготовления должен пройти пищевую цепочку, включающую желудочно-кишечный тракт мусанга (Paradoxurushermaphroditus) — небольшого зверька семейства виверровых. Без последнего звена вкус и аромат этого кофе весьма посредственные. Экспериментальная часть. Для экспериментального исследования кофе были взято различных 4 вида кофе: Нескафе (растворимый, гранулированный кофе); Bushido Original (Бушидо оригинал) (кофе натуральный жареный, отборные зёрна сорта Арабики с Робустой, сорт премиум); Бушидо Speciality (обжарка средней степени); Жокей 2.1.Определение кислотно-щелочного баланса. Наша цель - экспериментальным путем определить pH среду растворов разных видов кофе. В пробирку мы опускали индикатор для определения Ph.
Результаты: среда слабокислотная рH=5-6 , рH =7нейтральная реакция среды. 2.2. Возгонка кофеина с MgO. Кофеин возгоняется при 180оС, и в растворах находятся в виде моногидрата, устойчивого до 100 С0. Запах кофеина мы не чувствуем, на вкус – горьковат. Оборудования и вещества: стеклянная воронка, фарфоровая чашка, MgO (оксид магния), электроплита, колбы, кофе, асбестовая сетка. Ход работы: В колбы мы пометили перемолотый кофе и оксид магния в пропорциях 1:1 (по массе). На электроплиту мы положили асбестовую сетку и поставили на нее колбу со смесью, прикрыв ее стеклянной воронкой. Подогревание проводилось в течение 9-10 минут. Результат: Наблюдается возгонка кофеина, при этом он образует игольчатые кристаллы. Количество выделившихся кристалликов говорит о предполагаемом выделившимся кофеине. Кофеин оказывает стимулирующее влияние на центральную нервную систему, облегчает восприятие, улучшает функции органов чувств, умственную и физическую работоспособность, уменьшает усталость и сонливость. Заключение. В результате проведенной исследовательской работы мы пришли к выводу: История кофе очень интересна и занимательна; для приготовления хорошего кофе нужна хорошая вода; химический состав очень разнообразен и сложен; у кофе нейтральная, слабокислотная, реакция среды; экспериментально в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты кофе; биологическое действие кофе на организм многогранно; Кофе – это полезный напиток. Гипотеза исследования подтвердилась. Действительно, в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты кофе и провести с ними занимательные опыты. Данный факт подтвержден нашими исследованиями. Цель и задачи, которые мы поставили, выполнены. Считаем, что полученные знания могут быть использованы для проведения бесед о пользе кофе, а также в качестве дополнительного материала на уроках химии и биологии И в заключение хотелось бы сказать следующее. Несмотря на то, что кофе очень полезен, следует ограничить употребление крепкого кофе детям и подросткам. Литература Богатова Л. М. Книга о вкусной и здоровой пище. 8-е издание, исправленное и дополненное. — М.: Агропромиздат. 2007. Габриелян О. С., Ватлина Л. П. Химический эксперимент в школе. М.: Дрофа, 2005. Горбачев В. В. Горбачева В. Н. Витамины. Макро- и микроэлемент Издательство: "Медицинская книга" .2011. Джордан Майклман, Захари Карлсен «Магия кофе». Полная энциклопедия ООО «Издательство АСТ», 2019 Леенсон И. Занимательная химия, - М.: Росмен, 1999. Майкели Л. Энциклопедия спортивной медицины. СПб.: Лань, 1997. Реминный С. «Интересно о КОФЕ». Москва. 2012 Сердюк А. Здоровье человека в нездоровом мире:— Санкт-Петербург, АСТ, Сталкер, 2007 . Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991. Словарь античности. — Перевод с немецкого. М.: Прогресс. Лейпцигский Библиографический институт. 2009. Тихонова А.Е., Ищенко А.Р., Диденко Т.Н. Здоровье человека и экология Хабаровского края. / Хабаровск. «Приамурские ведомости». 2004. Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов Р. А. МакКанс, Э. М. Уиддоусон Издательство: "Профессия".2006. Энциклопедия «Что такое? Кто такой?, Москва, 2003. Энциклопедия «Я знаю всё», издательство АС Т- ЛТД» 1997 . Приложение Приложение 1.  Приложение 2.   Приложение 3. |
