проект. Кофе и кофеин - Проект. Туляков Станислав Олегович Руководитель проекта Учитель химии Валентина Сергеевна Кузнецова с. Личадеево, 2022 Оглавление План реализации проекта i пояснительная записка
 Скачать 1.09 Mb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Личадеевская средняя школа» Проект «Значение кофе и кофеина в жизни человека с точки зрения биохимика» Тип проекта: исследовательский Выполнил: Учащийся 10 класса Туляков Станислав Олегович Руководитель проекта: Учитель химии Валентина Сергеевна Кузнецова с.Личадеево, 2022 Оглавление План реализации проекта……………………………………………………3 I. Пояснительная записка……………………………………………………4 II. Введение………………………………………………………………………5 III. Основная часть……………………………………………………………6 3.1.История кофе………………………………………………………………….6 3.2.Кофейное дерево……………………………………………………………7 3.3.Виды кофе…………………………………………………………………….7 3.4.Состав кофе………………………………………………………………….7 3.5.Положительные и отрицательные свойства натурального и растворимого кофе……………………………………………………………………………….9 3.6.Кофеин………………………………………………………………………..11 IV. Практическая часть………………………………………………………..13 4.1. Изучение растворимого кофе……………………………………………….14 4.2. Изучение влияния кофе на организм человека с учётом возраста………..15 4.3. Анкетирование среди учащихся 5-11 классов……………………………...17 V. Заключение……………………………………………………………………17 VI. Используемая литература и интернет ресурсы…………………………18 План реализации проекта Таблица №1
I.Пояснительная записка Цель проекта: Определить значение кофе и кофеина в жизни человека Задачи: Изучить историю кофе. Изучить кофейное дерево. Изучить состав, свойства и сорта кофе. Выяснить, как влияет кофе на организм человека. Провести исследование и анкетирование. Определить, в каком случае нельзя пить кофе. Объект исследования: различные виды кофе Предмет исследования: экспериментально установить воздействие кофе на организм человека. Методы исследования: Изучение и анализ литературы и других источников информации по теме исследования Проведение опытов Проведение анкетирования II.Введение Кофе - самый популярный напиток современности. Поэты и композиторы посвящают свои произведения этому чарующему напитку. Его любят все, его пьют везде. Актуальность: Данная тема заключается в том, что кофе - самый популярный напиток в мире. Он стал почти членом семьи. Более 90% жителей Земли пьют кофе. Знаем ли мы какую пользу или вред приносит кофе? Пить или не пить кофе? Не каждый может ответить на эти вопросы утвердительно. Чтобы узнать ответ мы должны больше знать о свойствах, качестве, составе кофе. Итак… «Что же скрывается в чашке кофе?» Проблема: Почему я выбрал эту тему? Я выбрал данную тему потому что на данный момент кофе является одним из самых популярных напитков не только в нашей стране, но и во всем мире. Каждый в мире человек хотя бы раз пробовал кофе, и я думаю что эта тема будет всегда актуальна. Гипотеза: Я предполагаю, что кофе вреден для нашего организма, так как в кофе содержатся разные химические добавки. II. Основная часть 2.1.История кофе. История кофе начинается в стране Африки - Эфиопии, где впервые были замечены его энергетические свойства. В начале 15 века одинокий пастух по имени Канди выгуливая своих коз, и заметил, что съев листья и плоды кофейного куста, козы стали прыгать и скакать. Увидев их интересное поведение, пастух тоже решил попробовать плоды с кустарников. Целый день пастух был бодр и весел. После него монахи первыми попробовали заварить кофейный напиток. С тех времен очень многое изменилось по отношению к составу и способу приготовления кофейного напитка. Сначала люди употребляли не отвар обжаренных зерен, а сырые кофейные ягоды. В середине 15 века открылась первая кофейня в Стамбуле, там собирался простой народ и обсуждал правительство страны. Узнав об этом, царедворец решил закрыть все кофейни, а кофе совсем запретить. Сам кофе попал в Европу благодаря знаменитых крестовых походов. Европейские лекари использовали кофе в других целях, а именно как лечебное средство. Называли его по-разному: «жарким сиропом из сажи», и даже «напитком дьявола». Но после того как Папа Римский оценил достоинства кофе, люди перестали считать кофе греховным снадобьем. Очень интересная история возникновения знаменитого «кофе по-венски». Это произошло в столице Австрии в 1683 году. Во время осады Вены турками, переодевшись в турецкую одежду, украинский купец Юрий-Франц Кульчитский провел союзников к осажденному городу через вражеские кордоны. За это он получил титул почетного гражданина Вены. В награду подарили ему 300 мешков кофейных зерен, захваченных у тех же турков. Именно он открыл первую кофейню в Вене. Он решил попробовать добавить в кофе сахар и молоко, и именно так возник «кофе по-венски». В Россию же кофе попал в начале 17 века. В то время Ближний и Средний Восток активно распространяли данный напиток. В Россию с Запада его ввозили иностранцы. Распространение кофе шло медленно. Русские цари принимали кофе по назначению врача. Кофе для них был как лекарство от насморка и головной боли. Благодаря Петру I население России стало употреблять кофе как отдельный напиток. Очень любили данный напиток императрицы Анна Иоанновна и Екатерина Великая. Первый растворимый кофе появился в Швейцарии. Этим занимался химик Макс Моргенталлер в 1899 году. Этому помог случай. Когда перевозили кофе, судно попало в сильнейший шторм, весь трюм был залит морской водой. Кофейные зерна в соленой воде оставались еще несколько дней. Доплыв до берега, хозяин груза отнес зерна на эспертизу. Аромат и вкус зерен сохранились, но был смыт весь кофеин. В США пришли к выводу, что такой кофе - это декофеинизированный напиток. С 20 века такой кофе начинал набирать обороты, и такой вид кофе популярен и по сей день. 2.2. Кофейное дерево. Кофе представляет собой семена (зерна) плодов вечнозеленого кофейного растения, которое растет исключительно в тропических странах. Слово «кофе» происходит от арабского названия этого растения «кахва».  Кофейное дерево относится к роду (Coffea L.), семейства мареновых- вечнозеленых кустарников и мелких деревьев. Родом из тропиков и субтропиков Африки и Азии. Кофейное дерево является вечнозеленым, тропическим растением. Хоть его и называют деревом, это скорее полукустарник. Кофейное дерево является прибрежным тропическим растением. Оно произрастает в регионах с жарким климатом (среднегодовая температуры — от 18°С до 22°С) и высокой влажностью. Основные районы произрастания расположены в поясе, простирающимся в пределах экватора, между 24 градусами северной и южной широт. Данная тропическая зона, располагающаяся на высоте от 600 до 1200 метров над уровнем моря — наилучшая среда обитания для кофейного дерева. Плод— продолговатая ягода, величиной от 1 до 2 см. При созревании красного или фиолетово-синего цвета. Под тонкой кожурой расположена серебристая мякоть с 2 бобами. В России бобы называют кофейным зерном. Это неверно, но зато всем понятно. Выражение – кофе в зернах, применяется повсеместно. Кофейные зерна содержат кофеин, содержание которого в различных сортах и типах варьирует от 0,1 до 3,5 %.2.3.Виды кофе. В природе 73 видa кофейных деревьев — от карликовых кустарников до 11-метровых великанов. Наиболее распространены два вида: арабика и робуста. Арабика, произрастает на высоте от 600 до 2000 метров над уровнем моря. Зёрна, как правило, имеют продолговатую форму, гладкую поверхность, слегка изогнутую в форме буквы «S» линию, в которой обычно после лёгкой обжарки остаются невыгоревшие частицы кофейной ягоды.  Робуста является быстрорастущим растением. Она также является более устойчивым к вредителям, чем арабика, и произрастает примерно от 0 до 600 м над уровнем моря, прежде всего — в тропических районах Африки, и странах Азии. Зёрна имеют округлую форму, цвет — от светло-коричневого до серовато-зелёного.  Робуста обычно считается менее изысканным кофе с точки зрения аромата. В то же время она содержит больше кофеина, а также часто используется в эспрессосмесях, что позволяет добиваться более качественной кофейной пенки. Самый дорогой вид кофе - индонезийский копи лувак, что приблизительно переводится как «кофе циветты». Пальмовая циветта ест кофейные ягоды, однако семена её желудок не усваивает. Когда они пройдут по пищеварительному тракту весь положенный путь, их отмывают и продают. Чашечка такого кофе стоит около 750 рублей. 2.4. Состав кофе. Семена кофе содержат кофеин, сахара, минеральные, азотистые и другие вещества. В зёрнах сырого кофе содержится: вода – 9-12%, белковые вещества – 9-18%, сахар – 8-12%, кофеин – 0,7-3%, минеральные вещества 3-5%, эксрактивные вещества – 36%. В кофейных зёрнах обнаружены витамины: тиамин (В1), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота, пиридоксин (В6), витамин В12 и токоферол (Е), никотиновая кислота (РР). В нём содержится три десятка необходимых нам органических кислот. Одна из них, чрезвычайно редкая в природе, хлорогеновая, придаёт кофе характерный вяжущий привкус, доставляющий ценителям особое удовольствие. В кофе также содержатся микроэлементы, которые необходимы организму человека для полноценной работы. Среди них обнаружены калий, магний, кальций, натрий, железо, медь и стронций. А также следы хрома, ванадия, бария, никеля, кобальта, свинца, молибдена, титана и кадмия. Химический состав кофе свидетельствует о том, что он не только вкусный продукт, но благодаря содержанию жира, сахара и белковых веществ обладает и хорошими пищевыми достоинствами. Важное место в химическом составе кофе занимает алкалоид кофеин, который оказывает возбуждающее и стимулирующее действие на организм человека. Кофейные зерна содержат большое количество сложных органических веществ. Новейшие методы химического анализа свидетельствуют о наличии в кофе нескольких сотен компонентов. И каждому сорту кофе присуща своя особенная комбинация веществ. Углеводы, содержащиеся в зернах кофе, оказывают довольно большое влияние на его вкусовые качества. В арабике углеводов значительно больше, чем в робусте, для которого характерно большее содержание кофеина. Как уже говорилось ранее, в процессе жарки зеленого кофе карамелизируется сахар и образуется карамелин, придающий коричневый цвет зернам и сложнейшее многокомпонентное вещество кафеоль – источник кофейного аромата. Хлорогеновая кислота при жарке распадается и создает терпкий вяжущий привкус. Кофе содержит ее больше, чем все другие растения. Танины. Сложная органика, придающая горечь. После жарки резко снижаются в количестве, что требует осторожного подхода, так как танины – это вкус кофе. Тригонеллин алкалоид. При обжарке разрушается, образуя сложную никотиновую кислоту (очень важный витамин группы В). За счет него образуется вкус и аромат. Кофеин - алкалоид, 2,4-диокси-1,3,7- триметилпурин. Цвета и запаха не имеет, в водном растворе даёт горький привкус. Представляет собой бесцветные органические кристаллы, отличается сильным действие на ЦНС, что в большом количестве приведет к нарушению ее нормального функционирования, но в разумных дозах он бодрит, повышает мозговую и физическую деятельность, убирает вялость, сонливость, снимает усталость, ускоряет обменные процессы и процессы во всех органах и тканях. Есть мнение, что в деревьях кофе кофеин появился для защиты от вредителей – это натуральный природный инсектицид. Он очень широко применяется в фармацевтической промышленности. Содержание кофеина в кофе зависит от сорта, но в среднем в арабике его 0,6-1,2%, в робусте- 1,8-3%. 2.5. Положительные и отрицательные свойства натурального и растворимого кофе. Натуральный кофе: 1. Кофеин снижает риск рака кожи. Лосьоны для тела с содержанием кофеина из кофейных зерен и предотвращают образование злокачественных опухолей. 2. Ученые выяснили, что одна-две чашки кофе в день повышают настроение и общее самочувствие. Исследование, которое длилось около 30 лет, подтвердило, что у тех, кто не любит пить кофе, риск заболеть болезнью Паркинсона гораздо выше, чем у кофеманов. За привыкание к кофе отвечает вещество Допамин – вещество, которое ответственно за наше привыкание к кофейному напитку. 3. Пресловутые антиоксиданты, о пользе которых говорят диетологи и приверженцы правильного питания, оказывается, в большом количестве содержатся в кофе. По статистике, большинство американцев получает суточную норму антиоксидантов именно из кофе. 4. Кофе можно назвать «черным золотом» – так же, как нефть, ведь кофе второй по экономической значимости продукт в мире. 5. Несмотря на то, что употребление кофе существенно снижает риск заболевания диабетом второго типа, самим диабетикам, предпочитающим кофе всем остальным напиткам, труднее контролировать уровень сахара в крови. 6. Исследования учёных подтверждают, что кофе существенно уменьшает боль в мышцах и действует эффективнее аспирина. Если после изматывающих занятий в спортзале выпить чашечку кофе – боль в мышцах как рукой снимет. 7. Не помешает кофе и тем, кого память немного подводит. Учёные утверждают, что несколько чашек кофе в день улучшают кратковременную память. Возможно, все дело в стимулирующем эффекте, который кофе оказывает на организм. 8. Кофеин не вызывает гипертонии. Но кто кофе не пьет вообще, после одной-двух чашек временно повышается кровяное давление. А вот у тех, кто пьет кофе постоянно, ничего подобного не происходит из-за привыкания. 9. Кофе – это яд. В самом прямом значении этого слова. Растворимый кофе: Вред и польза употребляемого растворимого кофе не сильно отличаются от вреда и пользы натурального. Но именно растворимый кофе несёт в себе дополнительную угрозу вашему здоровью. 1. Чтобы не говорила нам реклама о ста процентной натуральности растворимого кофе, доля кофейных зёрен в растворимом кофе составляет всего лишь не больше 15 %. Остальное составляющее данного продукта - это красители, консерванты и ароматизаторы. 2. Не вызывающий возражений является научно доказанный факт, что консерванты, которые содержатся в растворимом кофе, могут плохо влиять на правильный обмен веществ, а также могут возникнуть жировых отложения. И на каких бы вы диетах не сидели, и какими бы тренировками вы себя не нагружали – пока вы пьёте растворимый кофе, от них вам избавиться не удастся. 3. Вред растворимого кофе ярко выражен у людей, страдающих заболеваниями печени и желудка. Вещества, которые входят в состав растворимого кофе, оказывают мощное раздражающее действие на слизистую оболочку желудка, что может привести к возникновению гастрита или даже язвенной болезни. 4. Если говорить о таком преимуществе, как польза растворимого кофе, то можно отметить, пожалуй, только одно качество. Это быстрота и простота его приготовления. Ведь нехватка времени – это главная проблема современного человека. 2.6. Кофеин. Самое главное, из-за чего любят кофе, - это содержащийся в нём кофеин – основной биологический компонент. Из-за него и возникает пристрастие к этому напитку. При употреблении кофе улучшается умственная и физическая работоспособность. Он помогает также при спазмах сосудов, сердечно-сосудистой недостаточности и т. д. При чрезмерном же употреблении вещества кофе могут раздражать слизистою желудка и кишечника, нарушать нормальный сон. Кофеин относится к психостимуляторам. Он повышает настроение, вызывает к восприятию внешних раздражителей, активность. Кофеин уменьшает чувство усталости, повышает физическую и умственную работоспособность (особенно при утомлении), временно снижает потребность во сне. Кофеин влияет на высшую нервную деятельность. В значительной степени все зависит от дозы кофеина и типа нервной системы. Кофеин в малых дозах проявляет преимущественно стимулирующее действие, в больших – угнетающее. При этом следует учитывать, что для слабого типа нервной системы эффект возбуждения достигается при получении небольших доз кофеина, тогда как для сильного типа требуется существенно большие дозы. Кофеин оказывает стимулирующее действие на дыхательный и сосудодвигательные центры. Появляются учащение и углубление дыхания, что особенно отчётливо проявляется при угнетении центра дыхания. Кроме того, кофеин возбуждает центры блуждающего нерва. На спинной мозг он действует только в больших дозах. За счет облегчения межнейронной передачи возбуждения он усиливает спинномозговые рефлексы. Кофеин оказывает неоднозначное влияние на разные сосудистые области. Так, коронарные сосуды чаще всего расширяются (особенно если сердечный выброс увеличен). Вместе с тем мозговые сосуды немного тонизируются. Последнее, по-видимому, объясняет благотворное действие кофеина при мигрени. При длительном употреблении кофе постепенно может развиваться маловыраженное привыкание к кофеину. Побочные эффекты от кофеина могут проявляться в виде тошноты, рвоты, беспокойства, бессонницы, тахикардии, сердечных аритмий. Кофеин противопоказан людям, у которых выражена артериальная гипертензия, атеросклероз, нарушение сна и глаукоме. Положительные свойства кофеина • Устраняет вялость и сонливость • Повышает выносливость, отдаляет наступление усталости. • Облегчает дыхание при астме и удушье. Отрицательные свойства кофеина • Усиливает сердцебиение. Это свойство следует учитывать людям, имеющим нарушения ритма сердца (тахикардия, аритмия). • Повышает кровяное давление при стрессах и шоке. • Вызывает привыкание. Если при регулярном употреблении кофе отказаться от него, примерно через 18 часов появляются симптомы так называемой «кофеиновой абсистенции»: головная боль, слабость, могут заныть мышцы. Они исчезают в течении суток практически без последствий. IV. Практическая часть исследовательской работы. Практическая часть исследовательской работы была посвящена изучению химических свойств многих видов кофе, изучению влияния кофе на организм человека с учётом возраста и выяснение отношения человека к кофе – проведение анкетирования. Методами исследования были выбраны: эксперимент, наблюдение, анализ, анкетирование. Для экспериментального исследования кофе были взято 9 видов кофе, наиболее популярных среди населения, по мнению розничной торговли. 1. Original Arabica (кофе натуральный жареный молотый средне-обжаренный, сорт премиум); 2. Milagro Сlassic 100% кофе натуральный растворимый сублимированный,); 3. Milagro Aroma (свежемолотый кофе); 4. Nescafe Сlassic (100% натуральный гранулированный кофе, высшего качества); 5. Jacobs Monarch (100% кофе натуральный растворимый сублимированный, высшего качества); 6. Gold Grand (100% кофе натуральный растворимый сублимированный); 7. Tchibo Exlusive (Чибо Эксклюзив, натуральный жаренный молотый кофе; с плантаций Южной Америки); 8. Grand Premium (индийский 100% натуральный гранулированный кофе); 9. Жокей Caffe Italiano (Excellent Arabica, кофе натуральный жаренный молотый тёмнообжаренный) 4.1. Изучение растворимого кофе Опыт: «Изучение растворимого кофе» провели с каждым видом кофе отдельно. В левую чашечку будем сыпать кофе Nescafe Gold, а в другую Jacobs Monarch. Слева мы видим активное растворение, появилась мутность. А справа кофе растворяется медленнее, оно натуральное, кристаллы в кофе распределяются равномерно. Через некоторое время размешаем кофе ложкой. И увидим, что слева кофе осталось мутное, а справа прозрачное. ( см.приложение №1) Выводы. В ходе исследовательской работы, используя такие методы исследования как эксперимент и наблюдение, делаем выводы: образцы всех видов кофе хорошо растворимый в воде. В опыте я заметил, что кофе Nescafe Gold мутный, значит в этом кофе есть химические добавки, а вот кофе Jacobs Monarch чистый, натуральный, правильно сделанный. Растворы имеют светло-коричневую и коричневую окраску. 4.2. Изучение влияния кофе на организм человека с учётом возраста. Цель исследования: доказать индивидуальную восприимчивость к действию кофеина (чашечки крепкого кофе) на изменение артериального давления и пульса. Задачи исследования: -Обследовать 4 человек разного возраста, пола после приема кофе через 5, 10, 15 минут. - Определить средние показатели уровня систолического и диастолического давления и величину стандартных отклонений от среднего. Место исследования – МБОУ «Личадеевская СШ» Время исследования – ноябрь 2021 год. Оборудование – автоматический тонометр, растворимый кофе Jacobs Monarch, чайные чашки, чайник с кипятком. Методика исследования. Для проведения исследования я пригласил 4 человек, это люди разного пола, возраста, среди которых есть лица курящие и не курящие, постоянно пьющие кофе и не любители этого напитка. Все данные об испытуемых занесены в таблицу № 1. (см. приложение 2) Большинство людей пьют кофе растворимый, поэтому для исследования я взял кофе Jacobs Monarch. Артериальное давление определял с помощью автоматического тонометра, который сразу фиксирует систолическое, диастолическое давление и пульс испытуемого. Артериальное давление – давление, которое развивается в крови, а именно в артериальных сосудах организма. Систолическое давление (верхнее), диастолическое (нижнее) являются важнейшими показателями состояния сердца и сосудов. Давление в норме у взрослого человека должно быть 120/80 мм.рт.ст. Пульс – ритмические колебания стенки артериальных сосудов, вызываемые повышением давления в период систолы. Пульс в норме - 70-75 ударов в минуту. Пульсовое давление – разница между систолическим и диастолическим давлением. В норме у здорового человека пульсовое давление должно составлять примерно 45 мм. рт.ст ПД = АДс - АДд Давление и пульс измеряли до приема чашечки крепкого кофе, а затем через 5 минут, 10 минут, 15 минут. Для достоверности результатов работу проводила с каждым испытуемым индивидуально. Полученные результаты занесены в таблицу №2.. «Значение артериального давления» Таблица №2.
Выводы: Проведенное исследование о влиянии кофеина на изменение артериального давления и пульса показало, что кофе действует на каждый организм индивидуально. У кого-то повысилось, а у кого-то понизилось, а кому, вообще, противопоказан кофеин. 4.3. Анкетирование среди учащихся 5-11 классов. Узнав столько нового о кофе, мне стало интересно, а что знают мои сверстники о таком известном продукте? Я решил провести анкетирование среди учащихся, задав некоторые вопросы (Приложение №3). В анкетировании приняли участие более 10 учащихся из разных классов. Результаты анкетирования представлены в диаграммах в приложении моей работы (Приложение №4) Вывод: По результатам проведенной работы можно сделать вывод, что при огромном выборе кофе, все учащиеся выбрали растворимое кофе. С небольшим отрывом от него молотый кофе. Кофейные напитки употребляют небольшое количество учащихся. V. Заключение. Я думаю, что гипотеза, поставленная в начале моего исследования, мною подтверждена, цель исследования достигнута. В процессе работы я ознакомился с видами, составом, свойствами кофе, узнал о положительных и отрицательных свойствах кофе на организм человека, провел исследование. В ходе исследования было подтверждено, что кофе способствуют увеличению ЧСС и АД, что негативно влияет не только на сердечнососудистую систему подростка, но и на организм в целом. В рамках исследования нами составлены рекомендации для безопасного употребления кофе. V. Используемая литература и интернет ресурсы. Бактерии против кофеина. Журнал «Спрос». 2004, №12. Богдановский А. Быть греком на работе. COSMOPOLITAN.ru. 2009,№2 Белоконева О. Загадки кофе. Журнал «Наука и жизнь». 2004, №2. Гаппаров М.Г. Чашка кофе в банке. Журнал «Здоровье». 2004, №9. Гогулан М. Законы полноценного питания. М.: АСТ Москва, 2008. Жилина Е. Кофе за и против. Веста. 2009, №3. Здоровье. Хорошие новости. Уж лучше настоящий кофе! Крестьянка. 2008,№ 6. Кофе полезен для глаз. Журнал «Между нами, женщинами». 2007, №25. Кофе без таблеток. Журнал «Здоровье». 2007, №11. Кофе в зёрнах. Домашний очаг. 2008, №9. Кофейные изыски. Журнал «Наука и жизнь». 2004, №11. Образцов П.А. Тайная история еды. – М,: Книжный клуб, 2008. Холмогорова Г. Кофе всё-таки вреден или полезен? Пьём по – черному. Российская газета. 2008, № 264. Интернет - сайты www.ru.wikipedia.org www.kaffein.ru www.missfit.ru www.for-health.ru www.mybeauty.ru ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение №1   Приложение №2  Приложение №3 Опросный лист
Приложение №4        |