Изучение химических свойств шоколада. Работа. Исследовательская работа Изучение химического состава шоколада Лескова А. И, 9 класс мбоу сош с. Олекан Нерчинский район

Название	Исследовательская работа Изучение химического состава шоколада Лескова А. И, 9 класс мбоу сош с. Олекан Нерчинский район
Анкор	Изучение химических свойств шоколада
Дата	28.04.2023
Размер	2.15 Mb.
Формат файла
Имя файла	Работа.docx
Тип	Исследовательская работа #1095203

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа

с. Олекан

Исследовательская работа

Изучение химического состава шоколада

Выполнила: Лескова А.И, 9 класс

МБОУ СОШ с.Олекан

Нерчинский район

Руководитель: Захарова М.В.

учитель географии

МБОУ СОШ с.Олекан

2023

Введение

Любовь к сладкому заложена в человеке на генетическом уровне. Ассортимент сладостей в современном обществе велик – это конфеты, шоколад, торты, сиропы и т.д. Практически в каждом магазине любой желающий может приобрести любое сладкое лакомство.

Шоколад – одно из любимых лакомств не только детей, но и взрослых. Люди едят его, когда грустно, перед контрольной работой, да и просто так. Современные учёные провели серьёзные исследования и доказали несомненную пользу шоколада для здоровья человека.

В какао-бобах содержится магний, который улучшает память, помогает бороться со стрессами, повышает иммунитет. Известно, что шоколад стимулирует мозговую деятельность человека[6].

За что мы так любим шоколад? Много ли о нем знаем, вреден или полезен шоколад? В наше время мы зачастую предпочитаем употреблять готовые продукты, полностью полагаясь на добросовестность производителя. Судя по всему, у шоколада есть немало тайн. Исходя из этого, становится, очевидно, важность и актуальность исследования шоколада.

Объект исследования: шоколад.

Предмет исследования: химический состав шоколада.

Цель работы состоит в изучении химического состава шоколада разных марок.

Для достижения цели мы ставим перед собой следующие задачи:

1. Изучить историю и рассмотреть классификацию шоколада;

2. Провести социологический опрос среди учащихся школы для выявления популярных марок шоколада;

3. Подобрать методики для изучения химического состава шоколада.

Гипотеза: возможно ли в условиях школьной химической лаборатории исследовать качество шоколада, какой именно шоколад можно считать качественным?

Методы исследования:эксперимент, сравнение, анализ, описание.

1. История и классификация шоколада

История происхождения шоколада начинается в долине Амазонки или Ориноко, где шоколад долгое время оставался неизвестным в Старом Свете. Племена Майя мигрировали в северную часть Южной Америки в 600 г. до н.э. Они разбили на территории современного Юкатана первые плантации какао. Существует версия, что племена Майя еще несколько веков назад, использовали дикорастущие какао-бобы для счета и как денежный эквивалент. Современное слово «шоколад», происходит от слова «ксокоатль» (какао) и Ацтекского «чоколатль». Слово «чоколатль» до сих пор сохранилось в языке мексиканских индейцев, и оно обозначает «пена с водой».

Много веков шоколад существовал только в жидкой форме. Этот напиток использовали и в магических ритуалах и в брачных церемониях. Некоторые из древних мексиканских племен верили, что богиня пищи Тонакатекутли и богиня воды Кальчиутлук покровительствуют шоколаду, и каждый год они приносили богиням человеческие жертвы, при этом накормив жертву какао [3].

Шведский натуралист Карл Линней, занимавшийся классификацией растений, ввел свое название какао на «theobroma», что переводится с греческого как «пища богов». Первым, кто привез какао в Европу, был Колумб. Когда он отправился в свое четвертое путешествие в Новый Свет, он привез какао бобы в подарок королю Фердинанду. Но никто не придал им особого значения. Кортез является первым из европейцев, кто попробовал оригинальный шоколад. В 1528 году Кортез преподнес какао-бобы королю Чарльзу V [5].

Испанские монахи стали делать шоколад по индейскому рецепту и держали его в секрете почти 100 лет. Вскоре Испания начала выращивать деревья какао в своих многочисленных колониях и получала огромную прибыль от продажи шоколада. Итальянский путешественник Антонио Карлетти в 1606 году привез какао бобы в Италию. Известно, что испанская принцесса Мария Тереза подарила шоколад своему жениху Луи XIV. Вскоре шоколад стали производить во всей Европе: Франции, Италии, Германии и Англии. В 1657 году в Лондоне было открыто кафе, где подавали шоколад. В некоторых странах какао-бобы считались валютой. Многие доктора прописывали своим пациентам шоколад, как лекарство от многих болезней.

В 1674 году появился шоколад в виде батончиков и рулетов. Компания Fry-Sons под брендом Chocolat Delicieuxa Mange изготовила первую плитку шоколада. Первый молочный шоколад появился в Швейцарии. Швейцарская фирма Nestle завоевала популярность. В 1879 Рудольф Линдт из Берна изобрел конширование - способ медленного нагревания шоколада и стал добавлять в свою продукцию больше какао масла. Первый шоколад с начинкой появился в 1913 г. В 1828 году изобрели пресс для получения какао-масла. Качество шоколада улучшилось. Он стал доступнее для всех слоев населения.

В 1765 году шоколад появился в Северной Америке. В XIX веке Венесуэла стала лидером по производству какао-бобов. В наше время лидером по производству шоколада считается США, а по потреблению шоколада на душу населения на первом месте находится Швейцария. Есть сведения, что в мире ежегодно съедается 600000 тонн шоколада. Одной из самых прибыльных отраслей пищевой промышленности является производство шоколада [4].

Рассмотрев теоретический материал мы выявили, что шоколад по содержанию какао в нем подразделяется на следующие группы:

1. Горький шоколад.

Это темный шоколад, содержание какао-продуктов в котором определяется в процентном соотношении и может быть равно 40 до 99% . Из-за низкого содержания сахара он обладает горьким вкусом с едва ощутимым солоноватым привкусом. Если при изготовлении шоколада использовали какао-порошок, который готовится из жмыха-продукта переработки какао, шоколад имеет кисловатый привкус. Естественно, чем больше процентов написано на упаковке, тем меньше сахара содержится в плитке. 47 или 50% означает, что положили больше сахарной пудры, и шоколад будет калорийнее. В среднем энергоемкость темного шоколада – 400-550 ккал. В состав горького шоколада входят максимально обезжиренные продукты.

2. Молочный шоколад.

Это шоколад, содержание какао-продуктов в котором от 25 до 39%. Молочный шоколад содержит молочные продукты. Хотя в некоторых марках горького шоколада молочные продукты также встречаются, но это скорее исключение. Как правило, в состав молочного шоколада включают не свежее, а сухое молоко (цельное или обезжиренное), сыворотку, сухие сливки или молочный жир. Сухие молочные продукты, в отличие от скоропортящегося жидкого молока, могут храниться долго, поэтому широко используются при изготовлении различных продуктов. Калорийность за счет большого количества сахара у молочной шоколадки выше, чем у горькой, почти 680 ккал.

3.Белый.

Это самый калорийный шоколад, ведь в нем нет какао тертого, есть масло какао не менее 20%, сухое молоко и большое количество сахарной пудры. Калорийность его – 700 ккал. Это всего лишь сладость на основе масла какао и животных белков без добавления какао-порошка – главного компонента настоящего шоколада. В нем нет полезных веществ, которыми гордится его темный «прародитель», только сахар и калории, к тому же «белоснежку» нельзя выпить. При плавлении белый шоколад превращается в жирную комковатую массу, зато он мгновенно тает во рту, как сахарная вата.

Таким образом, рассмотрев теоретический материал по теме исследования, можно сделать вывод, что шоколад впервые к нам пришел от племени Майя, и существовал длительное время в жидкой форме. По классификации шоколад делится на 3 группы по содержанию какао- продуктов: горький, молочный и белый[5].

2. Исследование химического состава шоколада

Существует большое количество марок шоколада, мы прошли по магазинам нашего села и приобрели несколько марок, изучили характеристику по этикеткам купленных плиток шоколада, которая представлена в Таблице 1.

Таблица 1 Характеристика шоколада

Название	Страна -производитель	Состав	Содержание какао-продукта
«Россия – щедрая душа»	ООО «Нестле Россия» в России .	Сахар, молоко сухое цельное, жир специального назначения, масло какао, какао тертое, сыворотка молочная сухая, мука пшеничная, молочный жир, крупа рисовая. Продукт может содержать орехи, арахис, яичный белок, сою и кунжут.	Сухой общий остаток какао - не менее 25%, сухой обезжиренный остаток какао – не менее 2,5%, сухой молочный остаток – не менее 12%, молочный жир - не менее 2,5%.
«Alpen Gold»	ООО «Мон.дэлис Русь», Российская Федерация.	Сахар, какао тертое, масло какао, молоко сухое цельное, жир молочный. Продукт может содержать арахис, орехи.	Сухой общий остаток – не менее 25%, сухой обезжиренный остаток какао – не менее 2,5%, сухой общий остаток молока – не менее 12%, молочный жир – не менее 2,5%.
«Milka»	ООО «Мон.дэлис Русь», Российская Федерация.	Сахар, сироп глюкозно - фруктовый, вода, регуляторы кислотности, загустители, жир растительный, масло какао, сыворотка сухая молочная, паста миндальная, ароматизаторы.	Сухой общий остаток – не менее 25%, сухой обезжиренный остаток какао – не менее 12%, молочный жир – не менее 2,5%.
«Молочный шоколад»	ООО «Мон.дэлис Русь», Российская Федерация.	Сахар, какао тертое, масло какао, сыворотка сухая молочная, Молоко цельное сухое, жир молочный, ароматизатор. Может содержать арахис, орехи.	Сухой общий остаток – не менее 27%, сухой обезжиренный остаток какао – не менее 2,5%.
«А. Коркунов»	ООО «Одинцовская кондитерская фабрика» Российская Федерация.	Какао тертое, сахар, какао масло, молочный жир, эмульгатор, ароматизатор.	Сухой общий остаток – не менее 25%, сухой молочный остаток какао – не менее 10%.
«Алёнка»	ООО кондитерская фабрика «Красный Октябрь» Российская Федерация.	Сахар, сухое цельное молоко, масло какао, какао тёртое, эмульгаторы: лецитин соевый, ароматизаторы.	Сухой обезжиренный остаток какао – не менее 5,9%, сухой обезжиренный остаток молока – не менее 15,2%, молочного жира – не менее 5,4%.
«Воздушный» (белый)	ООО «Мон.дэлис Русь», Российская Федерация.	Сахар, масло какао, сыворотка сухая молочная, молоко сухое цельное, жир молочный, ароматизаторы.	Масло какао не менее 20%
«Российский» (горький)	ООО «Нестле Россия»	Какао тертое, сахар, какао-порошок с пониженным содержанием жира, масло какао, молочный жир, этиловый спирт, ароматизаторы натуральные.	Сухой общий остаток какао – 70%

Во всех марках шоколада содержится сахар, какао-продукты. Количество какао-продуктов самое наибольшее в горьком шоколаде.

На этикетке шоколада указана энергетическая ценность содержания белков, жиров и углеводов в 100 г. продукта Таблица 2.

Таблица 2. Пищевая ценность шоколада

Шоколад	Энергетическая ценность	Белки	Жиры	Углеводы
«Россия - щедрая душа»	2276 кДж	5,30г	31,00г	60,00г
« Alpen Gold»	2192 кДж	7,1г	29,0г	58,0г
«Milka»	2196 кДж	4,3г	30,0г	59,0г
«Молочный шоколад»	2202 кДж	5,8г	29,0г	59,0г
«А. Коркунов»	2340 кДж	6,7г	36,0г	50,3г
«Алёнка»	2300 кДж	7,0г	34,0г	53,0г
«Воздушный» (белый)	2206 кДж	4,6 г	27,0 г	65,0
«Российский» (горький)	2362 кДж	11г	41г	31г

В каждом шоколаде содержится определенное количество белков, жиров и углеводов. Больше всего белков на 100 г. в горьком шоколаде, это объясняется тем, что в состав входит большое количество какао-продуктов.

Для практического исследования химического состава шоколада перед нами встал вопрос: Какой шоколад выбрать?

Мы решили провести социологический опрос среди учащихся 5-11 классов нашей школы. В опросе приняли участие 36 человек. Анкета включала 7 вопросов, результаты отражены в Таблице 3.

Таблица 3. Результаты анкетирования

Вопросы	Количество учащихся 36
Любите ли вы шоколад?	все учащиеся ответили «да»
Какой шоколад вы предпочитаете?	4 за белый; 11 за горький; 21 за молочный.
Вредин ли шоколад по вашему мнению?	5 - да; 22 - нет; 9 затрудняются ответить.
Полезен ли шоколад?	24 за да; 4 за нет; 8 затрудняются ответить
Какую марку шоколада вы любите?	«Белый воздушный» – 8; «Milka» – 20; «Россия – щедрая душа» – 8.
Какие начинки вы предпочитаете?	Фундук – 5; миндаль – 6; изюм – 2; арахис – 8; без начинки – 15.
Как часто вы употребляете шоколад?	Каждый день – 6; раз в неделю – 24; раз в месяц – 6; не употребляю – 0.

Самым популярным является шоколад – Milka, его предпочитают 20 учащихся, Белый-воздушный и Россия-щедрая душа – по 8 учащихся. Рисунок 1.

Рисунок 1. Популярные марки шоколада, среди учащихся школы

Для проведения дальнейшей работы, мы и решили взять самые популярные марки шоколада – это «Белый воздушный», «Milka», «Россия – щедрая душа» Рисунок 2.

Рисунок 2. Марки шоколада

Обозначим их номерами: 1 – горький, 2 – молочный, 3 – белый.

Опыт 1. Определение содержания посторонних примесей в шоколаде

(Ю. Брагина)

Методика проведения исследования

В колбу налить немного горячей воды, опустить небольшой кусочек шоколада. Поставить колбу на водяную баню и дождаться полного растворения шоколада. Прибавить несколько капель йода.

Если в шоколад добавлены мучнистые или крахмалистые вещества, то отвар окрасится в синеватый цвет; отвар чистого нефальсифицированного шоколада под действием того же реактива окраску не изменяет [2].

Вывод: в исследуемых образцах шоколада мучнистых и крахмалистых веществ не обнаружено (Приложение 1).

Опыт 2. Определение кислотно-щелочной реакции среды раствора шоколада (Ю.Брагина)

Методика проведения исследования

В пробирки с раствором шоколада из предыдущего опыта опустить индикаторные полоски для определения рН среды, а затем сравнить их с эталоном [2].

Вывод: горький шоколад имеет щелочную среду, молочный – нейтральную, белый – кислую. В норме рН шоколада от 5 до 8. (Приложение 2).

Опыт 3. Определение жиров (Ю. Брагина)

Кусочек шоколада обернуть фильтровальной бумагой и надавить на него. На бумаге появятся жировые пятна. На них капнуть по 1-2 капли 0,5 н. раствора перманганата калия KMnO₄. Если образуется бурый оксид марганца (IV) MnO₂, значит, протекают окислительно-восстановительные реакции [2].

Вывод: на фильтровальной бумаге всех видов шоколада остались жирные пятна, что подтверждает наличие жиров. Бурое окрашивание наблюдалось, что доказывает наличие жирных непредельных карбоновых кислот. Они окисляются перманганатом калия до оксида марганца (IV). Самое маленькое жирное пятно у горького шоколада, самое большое у белого (Приложение 3).

Опыт 4. Определение углеводов (Т.Я. Ашихмина)

Методика проведения исследования

Насыпать в пробирку тертый шоколад (примерно 1 см по высоте) и прилить 2 мл дистиллированной воды. Встряхнуть содержимое пробирки несколько раз и профильтровать. Добавить к фильтрату 1 мл 2М раствора едкого натра NaOH и 2-3 капли 10% раствора сульфата меди (II). Встряхнуть пробирку [1].

Вывод: появление ярко-синего окрашивания доказывает, что во всех изучаемых видах шоколада присутствуют углеводы, больше всего их содержится в белом шоколаде. Ярко-синюю окраску дает сахароза и другие углеводы, представляющие собой многоатомные спирты (Приложение 4).

Опыт 5. Определение танина (группа фенольных соединений растительного происхождения, обладают антибактериальными свойствами и препятствуют образованию зубного налета, фосфаты и фтор укрепляют зубы) (Т.Я. Ашихмина)

Методика проведения исследования

К 1 мл раствора шоколада (фильтрата) добавить 1-2 капли хлорида железа (III). При наличии танина наблюдается темно-фиолетовое окрашивание[1].

Вывод: в горьком шоколаде содержится танина больше, чем в молочном и нет его в белом (Приложение 5).

Опыт 6. Определение белков (Т.Я. Ашихмина)

Методика проведения исследования

Насыпать в пробирку тертый шоколад (примерно 1 см по высоте) и прилить 2-3 мл дистиллированной воды. Встряхнуть содержимое пробирки несколько раз и профильтровать. Прилить к 1 мл фильтрата, соблюдая осторожность, 0,5 мл концентрированной азотной кислоты HNO₃. Нагреть полученную смесь [1].

Вывод: наблюдается желтое окрашивание (ксантопротеиновая реакция). Следовательно в состав шоколада входят белки (Приложение 6).

Опыт 7 . Моделирование сахарного поседения шоколада (Т.Я. Ашихмина)

Методика проведения исследования

Опрыскивали несколько кубиков шоколада водой, заворачивали в фольгу и помещали на 1-2 недели в холодильник (не в морозильное отделение). В результате на поверхности шоколада появится налет. Смывали налет 3-5 мл дистиллированной воды, добавляли к смыву 1 мл раствора щелочи и 1-2 капли раствора сульфата меди (II) CuSO4. Появлялось характерное ярко-синее окрашивание.

Вывод: появление ярко-синего окрашивания доказывает, что во всех изучаемых видах шоколада присутствуют углеводы. Ярко-синюю окраску дает сахароза и другие углеводы, представляющие собой многоатомные спирты (Приложение 7).

Таким образом, мы провели ряд опытов для определения химического состава шоколада.

Заключение

Исходя из нашего исследования, хочется сделать выводы: шоколад впервые к нам пришел от племени Майя, и существовал длительное время в жидкой форме. По содержанию какао-продуктов в шоколаде его принято делить на 3 группы: горький, молочный и белый.

Исследовав шоколад, мы выяснили, что в его состав входят какао-продукты и углеводы в различных соотношениях. Из результатов социологического опроса нами было выбрано три марки шоколада для проведения экспериментов. Мы выяснили, что во всех трех видах шоколада не содержатся посторонние примеси, раствор горького шоколада имеет щелочную среду, молочного - нейтральную, белого - кислую. Все виды шоколада содержат углеводы и жиры, больше всего жира в белом шоколаде. Углеводов больше в белом и молочном шоколаде. Желтое окрашивание фильтрата с концентрированной азотной кислотой доказывает наличие белков, во всех трех видах шоколада. Танин содержится в горьком и молочном шоколаде и нет его в белом. По данным эксперимента самым полезным является горький шоколад.

Таким образом, в школьной химической лаборатории можно проверить химический состав шоколада, что доказывает выдвинутую нами гипотезу.

Список использованных источников

Ашихмина Т.Я. Экологический практикум: учеб. пособие / под ред. Т. Я. Ашихминой. – Москва: Агар, 2000 – 190 с.
Брагина Ю. Сладкая жизнь. Химия. Октябрь 2013
Данилик К. 16 фактов о шоколаде. Ровестник, 2007, №7.
Минифай Б.У. Шоколад, конфеты, карамель и другие кондитерские изделия [справочник] / Б.У. Минифай; пер. с англ. Под ред. Т. В. Савенковой. - СПб.: Профессия, 2008. - 816 с.
Северюхина Т.В., Сентемов В.В. Исследование пищевых продуктов//Химия в школе. – 2000. – №5. – С.72-79.
Яковишин Л.А. Химические опыты с шоколадом//Химия в школе. – 2006. – №8. – С.73-75.