Управление образованием администрации города Черемхово
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Лицей г. Черемхово»
ГОРОДСКАЯ НАУЧНО – ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«В МИР ПОИСКА, В МИР ТВОРЧЕСТВА, В МИР НАУКИ»
Холодная радость
Вид работы: Учебно-исследовательская работа
Автор: Черкасова Анастасия учащаяся 8 класса «Б»
Руководитель: ,
учитель биологии и химии
первой квалификационной категории
Черемхово
2014
Оглавление
Введение……………………………………………………………….3
Глава I. Теоретическая часть
1. История происхождения мороженого………………………...…..5
2. Технология приготовления мороженого……………………..….10
3. Состав мороженого…………………………………………….….13
4. Пищевые добавки, входящие в состав мороженого………….…19
Глава II. Экспериментальная часть
1. Методика проведения эксперимента…………………………….21
Заключение и выводы………………………………………..…….24
Литература……………………………………………..…………….25
Приложения………………………………………………...……....26
Введение Неизвестно, кто первым осчастливил мир, придумав эту радость, но историки считают, что этому ледяному десерту уже более пяти тысяч лет. Что же это за радость, которая с давних времен услаждает всех и является неотъемлемой частью нашей сегодняшней жизни, при упоминании, о котором поднимается настроение, хочется не только улыбнуться, но и облизнуться, оно является одним из любимых лакомств не только детей, но и взрослых? Вы еще не догадались? Это, конечно же, мороженое! Оно является одним из самых любимых продуктов питания населения. Это объясняется не только высокими вкусовыми качествами, но и большой его пищевой и биологической ценностью. Особенно оно незаменимо в жаркий летний день! При его выборе перед нами встает проблема: «Какое мороженое вкуснее?» Я заинтересовалась этой проблемой, мне стало интересно, все ли то, что вкусно – полезно? Чтобы ответить на этот вопрос я изучила вкусовые качества разных сортов мороженого и его физико-химические свойства. Значение мороженого определяется как высокой питательностью, так и отличными вкусовыми качествами. Оно полезно при многих заболеваниях, но оно и имеет противопоказания. Сегодня мороженое – один из любимейших десертов во всем мире. Мороженое делают со всем и из всего. В качестве ингредиентов выступают фрукты, ягоды, овощи, орехи, шоколад, карамель, йогурт, кофе и даже зеленый чай. Не удивительно, что кроме хорошо известных клубничного, шоколадного и белого мороженого, в мире существуют еще и такие, попробовав, которые невозможно сдержать удивления. Количество оригинальных видов мороженого растет с каждым днем, хоть иногда и не добавляет аппетита. Рыбное, черепаховое, с крылышками карри и вкусом кактуса — сейчас можно купить мороженое на любой вкус и кошелек. Прилавки Японии, например, заполнены мороженым с акульими плавниками, жареными баклажанами, водорослями, орхидеями и другой экзотикой. Благодаря высокой калорийности и легкой усвояемости врачи часто рекомендуют мороженое детям, которые страдают отсутствием аппетита, оно считается прекрасным антидепрессантом и к тому же действует как анальгетик. Недаром мороженое дают людям, которым удалили гланды. К мороженому можно подходить не только с потребительской, но и с исследовательской точки зрения, выбрав его в качестве объекта химического анализа. Целью моей работы является исследование химического состава мороженого и определение его химических характеристик. Для достижения цели я ставлю следующие задачи: 1. Знакомство с теорией по данной проблеме; 2. Изучение технологии приготовления, мороженного; 3. Определение химических характеристик мороженого разных видов; 4. Выявление пищевых добавок, входящих в состав мороженого; 5. Выяснение, насколько полезен этот продукт. Объект исследования: v «Яблочный лед» - ароматизированное мороженное v Сливочно-шоколадное мороженое на палочке «Зая» v Пломбир в вафельном стаканчике v Пломбир со сгущенкой в стаканчике «Фишка» Методы исследования: теоретические, экспериментальные. Гипотезы исследования: Мороженое полезное, но не для всех. В мороженом есть все необходимое: белки, углеводы, жиры. Предмет исследования: химия, экология. Актуальность исследования: Поскольку мороженое остаётся любимым лакомством всех детей, а в настоящее время появилось огромное разнообразие сортов мороженого, значит, мои исследования имеют перспективы применения полученных знаний на практике в будущем. История происхождения мороженного О происхождении мороженого написано так много противоречащих друг другу историй, что определить, где истина, а где легенды, довольно трудно. Снег и фрукты – просто как все гениальное. Похоже, что открыли этот принцип китайцы. Причем задолго до наступления нашей эры! Они смешивали снег с кусочками апельсинов, лимонов и зернышками граната. Во всяком случае, у императора и его приближенных. Вообще мороженое большую часть своей многовековой истории просуществовало как императорско-королевское лакомство. И как ни странно, особую слабость к нему питали мужчины. Например, Александр Македонский, после кровопролитного сражения, коротал вечер с томиком Гомера, заедая высокую поэзию замороженными фруктами. Каждый день он посылал особых гонцов к ближайшей горе за снегом. Для того, чтобы снег не растаял, устраивали специальные эстафеты рабов. Кстати, именно его солдаты придумали добавлять в воду с фруктами вино, мед и молоко. А у сумасбродного Нерона (1 в. н. э.) для хранения снега, доставлявшего с альпийских вершин, были специальные ледяные погреба. Гурман-император обожал "ледяные персики". Блюдо это было столь же простым, сколь и изысканным - из персиков аккуратно вынимались косточки, вместо которых вставлялись кусочки льда. Арабам тоже был известен холодный десерт, не менее оригинальный, чем древнеримский. Они высасывали птичьи яйца, заполняли скорлупу ароматизированной водой и закапывали на ночь в снег. Правда, слугам каирского султана приходилось ежедневно отправляться за снегом в горные районы Сирии. А для халифа Аль-Махди, обосновавшегося в Мекке, снег доставляли караваны верблюдов. Китайцам повезло больше. Три тысячи лет назад им также приходилось довольствоваться фруктовыми соками, но уже в начале нашей эры в Поднебесной догадались использовать для приготовления охлажденных десертов молоко. Новое лакомство было доступно немногим - императору и приближенным к нему чиновникам. Рецепты держались в тайне - лишь настоящие "потомки дракона" имели право на наслаждение мороженым. Впрочем, китайским мороженщикам, хранившим свои секреты сотни лет, оказалось нечего противопоставить европейскому промышленному шпионажу. В конце XIII века Марко Поло привез из Китая рецепт приготовления охлажденного шербета. Венецианские вельможи распробовали заморскую диковинку, пришли в восторг и... объявили рецепт государственной тайной. Виновного в ее разглашении отправляли в тюрьму Замка св. Ангела. Камеры были расположены под самой крышей крепости. И покрыта эта крыша была не славной итальянской черепицей, а листовым свинцом. Жаркое итальянское солнце раскаляло крышу до такой степени, что несчастные узники погибали от теплого удара. Через пару столетий рецепт попал во Францию. Привезла его туда юная Екатерина Медичи, ставшая женой будущего короля Генриха II. Властная и коварная итальянка отличалась к тому же весьма жестоким нравом. Несчастливая семейная жизнь, видимо, довела в ней до крайней степени все пороки, присущие роду Медичи. Екатерина издала специальный указ, согласно которому за разглашение рецепта мороженого казнили, как говорится, без суда и следствия. Хотя, очень может быть, что это было все же гуманнее, чем медленная смерть в Замке св. Ангела. История донесла до нас предания о том, что в числе поклонников мороженого был и сам Наполеон Бонапарт. На склоне лет бывшего повелителя Европы его почитатели прислали на остров Святой Елены устройство для изготовления мороженого. При Наполеоне III (1г. г.) в Париже впервые вырабатывается мороженое в стаканчиках и пломбир (знаменитый пломбир родом из французского города Плобьер-Ле-Бем), в Италии - великие любители смешивать самые невероятные продукты, придумали мороженое-ассорти с добавками фруктов, орехов, ликера, кусочков печенья и даже цветов, в Австрии – кофе-глясе и шоколадное мороженое. В это время появляются замороженные взбитые сливки, перемешенные с мелко нарезанным миндалем и мараскином, слоеное мороженое с клубникой и тертым шоколадом куполообразной формы. Новые сорта мороженого, приготовленные по случаю торжеств, быстро перенимались в массовом производстве. Постепенно венецианский секрет стал достоянием всех королевских династий Европы, каждая из которых старалась оберегать его как можно тщательнее. Теперь уже не от соседей-монархов, а от собственных подданных. И если бароны и герцоги могли хотя бы время от времени лакомиться ледяным деликатесом на королевских пирах, то дворяне помельче и горожане в большинстве своем даже не догадывались о его существовании. Только в XVIII веке в Париже появилось первое кафе, где горожане могли отведать невиданного лакомства. И то лишь потому, что владелец заведения за огромную сумму приобрел королевский патент на приготовление мороженого. Это оказалось выгодным вложением капитала. У мсье Жозефа от клиентов отбоя не было. А выдача патентов пришлась по вкусу королям – им, беднягам, всегда не хватало денег на карманные расходы. Так, благодаря королевской расточительности, французы получили возможность свободно лакомиться мороженым. Пожалуй, именно тогда начинается настоящая история мороженого. Она тесно связана с европейской политикой – холодное лакомство умели готовить только итальянцы, его рецепты считались государственной тайной, разглашение которой каралось смертью. Отправка к одному из европейских дворов итальянского мороженщика считалось царственным подарком, с которым не могли сравниться ни золото, ни меха, ни шедевры живописи – приготовление мороженого было более высоким искусством. Одновременно, итальянцы разрабатывали все новые и новые рецепты этого лакомства. В Америку рецепты изготовления мороженого попали с английскими переселенцами, когда в 1774 году предприниматель Филипп Лензи объявил в нью-йоркских газетах, что он только что прибыл из Лондона с запасом рецептов различных сладостей, в том числе такой редкости, как мороженое. В 1834г. американец Джон Перкин запатентовал идею использования эфира в компрессорном аппарате. Спустя 10 лет англичанин Томас Мастерс получил патент на машину для мороженого, которая представляла собой оловянный кувшин с вращающимся трех лепестковым шпателем, окруженным льдом, снегом или смесью одного из них с солью, солями аммония, селитрой, нитратами аммония или хлоридом кальция. Согласно патентному описанию машина Мастерса могла охлаждать, а также одновременно морозить и взбивать мороженое. В 1848г. в США были запатентованы две машины для приготовления мороженого. Одна из них состояла из приспособления с двумя концентрическими цилиндрами, один из которых заполнялся хладагентом. В 1860г. Фердинанд Карре создал первую в мире абсорбционную холодильную машину, работавшую на жидком и твердом абсорбенте. Спустя четыре года Карре провел усовершенствование компрессионной машины, в которой впервые применялся новый хладагент - аммиак. Серийное производство фризеров началось во второй половине XIX века Якобом Фусселлом в Балтиморе. Чуть позже были изобретены холодильные машины, разработаны способы получения и хранения льда, что позволило значительно снизить трудоемкость, а, следовательно, и себестоимость мороженого. А в 1904 году в городе Сент-Луис прошла международная выставка мороженого, на которой демонстрировался первый автомат для выпуска вафельных стаканчиков. В 1919г. американец Христиан Нельсон разработал рецепты мороженого, глазированного шоколадом. Его назвали «пирожок эскимоса» (эскимо-пай). Нельсон возил свою продукцию по городам и продавал, одновременно показывая фильм про эскимосов. В конце концов, слово «пай» выпало, и мороженое на деревянной палочке стали называть просто эскимо. Таким образом, техника и технология промышленного производства мороженого постоянно совершенствовалась. В ряде стран начали создаваться специализированные фирмы по выпуску машин и оборудования для производства мороженого, которое стало обычным атрибутом городских кафе. Но за этим обыденным явлением стоял стремительный научный прогресс в исследовании процессов охлаждения. Он-то и позволил освоить производство машин и оборудования для промышленного изготовления мороженого. Италия в это время отходит на второй план, оставаясь местом паломничества настоящих ценителей мороженого – сказывался тот факт, что итальянские мороженщики опередили весь остальной мир почти на 400 лет. Во второй половине XX века Италия вновь становится законодателем мод в сфере производства высококачественного мороженого – ценителям представляются как старые, так и совершенно новые рецепты. Сейчас настоящее итальянское мороженое можно попробовать и в России. Сеть кафе «Миа Дольче Джулия» предлагает своим гостям только мороженое, произведенное по итальянским рецептам на итальянском оборудовании и с использованием итальянских ингредиентов. При этом технология производства мороженого может быть изменена только с согласия итальянских специалистов. На Руси у мороженого была своя история. Европейские секреты сюда не добрались, но особой необходимости в них и не было. Чего-чего, а снега в России-матушке всегда было с избытком. Ну, а экзотические фрукты с успехом заменяли клюква, морошка и прочие ягоды. Еще одно чисто русское изобретение – замороженное молоко. Мелко наструганное, оно подавалось к горячим блинам. Большими поклонниками этого блюда были Екатерина II и Петр III. Кажется, это было единственным предметом, в отношении которого мнения венценосных супругов совпадали. При императоре Павле I мороженое всерьез обосновалось и в Петербурге, и в Москве, а к 80-м годам прошлого века ни одна уважающая себя столичная кондитерская не обходилась без холодных десертов. Еще через десять лет лакомство стало доступно и «рядовым гражданам». А к началу нынешнего столетия Москва знала уже более 20 сортов мороженого. Однако очень скоро России стало не до сладостей... Мороженое появилось вновь лишь в середине 30-х годов - маленький шарик, зажатый между двумя круглыми вафельками. Для пущего интереса на вафельках выдавливались имена, и мороженое можно было есть не просто так, а со значением. Лакомство было скромное, без особых изысков, но от этого не менее любимое. Выбирать-то все равно было не из чего. В 50-х годах в нашей стране происходит интенсивное развитие отрасли машиностроения производящей оборудование для производства мороженого, а в начале 60-х годов в промышленность начинают внедряться автоматы АДС-1 для фасования мороженого в брикетах на вафлях, эскимо и вафельных стаканчиках. С тех пор мы едим мороженое в любую погоду, и эта наша странность известна всему миру. Существует даже легенда о том, что Бисмарк, имея в виду Россию, как-то заметил: «Нельзя победить народ, который зимой ест мороженое». Правда, на долю одного среднестатистического едока, живущего в европейской части того пространства, что когда-то было Советским Союзом, приходится всего лишь около четырех килограммов мороженого в год. Хотя еще в 1965 году Институт питания рекомендовал гражданам поглощать не менее пяти-шести килограммов. Кстати, европейцы, которые об этих рекомендациях, скорее всего, и понятия не имеют, так и поступают, съедая примерно восемь-девять килограммов в год. Технология приготовления мороженого Мороженое - взбитый сладкий пищевой продукт, изготавливаемый из молока, молочных и сливочных продуктов, сливочного масла, сыворотки, пахты, продуктов со сложным сырьевым составом, масел, жиров и белков немолочного происхождения с добавлением других ингредиентов и веществ или из воды, сахаров и/или их заменителей с добавлением других ингредиентов и веществ путем замораживания. В производственных условиях изготавливают закаленное мороженое. На предприятиях общественного питания производят мягкое мороженое, которое по консистенции напоминает крем. Приготовление смеси Приготовление смеси мороженого, в общем, состоит из этапов подготовки водной фазы и смешения жировой фракции и сухих веществ смеси в потоке или периодическим способом. Для смешивания сырьевых компонентов при приготовлении смесей для мороженого используют универсальные теплообменные емкости, сыродельные ванны, ванны длительной пастеризации, резервуары для тепловой обработки молока и другое емкостное оборудование. Ванны, оборудованные рубашкой с паровым барботажем и качественным перемешивающим устройством, можно использовать также для пастеризации и охлаждения смеси. Водную фазу смеси мороженого- молоко и/или воду предварительно подогревают до температуры 400-45°С, используя пластинчатые нагреватели или другое имеющееся теплообменное оборудование. Для выработки сухих веществ и жиров используют устройства типа диспергаторов. В зависимости от производительности участка подготовки смеси используется соответствующее оборудование для автоматизации и упрощения процесса: шнековые подъемники, маслоплавители, бункеры и пр. Фильтрование После приготовления смесь фильтруют. Обычно используются двухсекционные емкостные фильтры. Процесс фильтрации принципиально необходим, т. к. последующее оборудование критично воспринимает присутствующие в смеси нерастворенные комочки сухих веществ, не говоря уже о мешковине и прочих "результатах" производственной деятельности предприятия. Пастеризация Пастеризацию смеси на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке осуществляют при температуре 800-85°С с выдержкой в 50-60 сек. При пастеризации в емкостных теплообменных аппаратах периодического действия применяются следующие режимы: 680-72°С, выдержка 25-30 мин; 730-77°С, выдержка 15-20 мин; 830-87°С, выдержка 3-5 мин. Гомогенизация Необходима для стабилизации эмульсии. Осуществляется при температуре близкой к температуре пастеризации. Чем больше массовая доля жира в смеси, тем меньше давление гомогенизации. При производстве мороженого рекомендуется использовать двухступенчатую гомогенизацию. В зависимости от вида смеси мороженого применяются следующие режимы гомогенизации - от 7 до 12,5 МПа для первой ступени и 4,5-5,0 МПа - для второй ступени. Использование процесса гомогенизации смеси мороженого позволяет добиться требуемой степени взбитости и хорошей консистенции готового продукта. Охлаждение После гомогенизации смесь охлаждают до температуры 20-60°С. Для этой цели используют пластинчатые пастеризационно-охладительные установки, пластинчатые и кожухотрубные охладители, ВДП, сливкосозревательные ванны и др. Смесь охлаждают сначала проточной водой, затем ледяной водой с температурой 10-2°С или хладоносителем (рассолом) с температурой не выше -5°С. Хранение и созревание Смесь направляют в резервуары или сливкосозревательные ванны, где производят хранение при температуре 40-6°С не более 24 час, при температуре 0-4°С не более 48 час. Хранение является обязательной стадией технологического процесса только для смесей мороженого, приготавливаемых с использованием желатина (стабилизатора). Такие смеси требуется выдерживать при температуре не выше 6°С, 4-12 час. Фризерование смеси При фризеровании смесь взбивается (насыщается воздухом), частично замораживается. Используются фризеры непрерывного или периодического действия. Во фризер смесь поступает с температурой 20-6°С, температура мороженого на выходе должна быть не выше -3.5°С, за исключением мороженого, вырабатываемого с использованием эскимогенераторов. Взбитость мороженого составляет 40-60% в зависимости от вида мороженого и используемого фризера. Закаливание и дозакаливание мороженого После фризерования мороженое сразу же в максимально короткий срок подвергается дальнейшему замораживанию (закаливанию). Фасованное мороженое закаливают в потоке воздуха с температурой от -250 до -37°С в специальных морозильных аппаратах, а также в металлических формах в эскимогенераторах. Температура мороженого после закаливания должна быть не выше -12°С. Дозакаливание производят в закалочных камерах или камерах хранения в течение 24-36 час. Закаленное мороженое помещают в камеру хранения. Состав мороженого Мороженое – это взбитая охлажденная эмульсия из смеси молока, сливок, яиц, сахара (ингредиентов может быть больше или меньше, в зависимости от рецепта). В качестве добавок идут фрукты, ягоды, орехи, карамель, шоколад. Сорбет – одна из вариаций мороженого, это замороженный сок и вода. От собственно мороженого оно отличается отсутствием молока, сливок и яиц. В сорбет идут те же добавки, и их ассортимент даже шире. Мороженое – это не только вкусно, но и полезно. Оно содержит около 100 ценных для организма веществ: более 20 аминокислот белка, около 25 жирных кислот, 30 минеральных солей, 20 витаминов, а также очень важные для обмена веществ ферменты. Оно успокаивает нервную систему, поднимает настроение и позволяет лучше сосредоточиться. А йогуртовое мороженое даже помогает в профилактике дисбактериоза. Однако будьте осторожны: мороженое, приготовленное на сахарозе, не рекомендуется диабетикам, жирные пломбиры - тем, кто сидит на диете, а при высоком уровне «плохого» холестерина не стоит налегать на лакомство на животных жирах. По мнению врачей, не очень полезно мороженое при атеросклерозе, ишемической болезни сердца и кариесе. Выбирая лакомство, не соблазняйтесь недорогим молочным или сливочным мороженым с фруктовыми добавками – обычно они не слишком натуральны. Лучше предпочесть сорбет или молочное мороженое – первый делается на основе замороженного фруктового сока, а второе просто наименее калорийно из всех «молочных» сортов. Мороженое «Яблочный лед» - ароматизированное («Инмарко») вода сахар – песок, конц. яблочный сок, лимонная кислота, стабилизатор – эмульгатор (гуаровая камедь, альгинат натрия, каррагинан, камедь плодоврожкового дерева, тумерик, хлорофиллин). Сливочно-шоколадное мороженое на палочке «Зая» сухое молоко, масло кокосовое, сахар – песок, стабилизатор – эмульгатор (люксаис 3670, Е 410, Е 412, Е 471), какао-порошок Пломбир в вафельном стаканчике: молоко натуральное коровье, сливки из натурального коровьего молока, молоко сухое цельное и обезжиренное, молоко сгущенное, масло сливочное, сахар, стабилизатор – эмульгатор (люксайс) ароматизатор ванильно-сливочный, идентичный натуральному, вафельный стакан. Пломбир со сгущенкой в стаканчике «фишка»: цельное и обезжиренное молоко, сухое молоко цельное, вареная и сгущенное молоко, сахар, сливочное масло, вода, масло кокосовое и сливочное, стабилизаторы и эмульгаторы (гуаровая камедь, Е 466, альгинат натрия, каррагинан, камедь плодоврожкового дерева, ароматизатор ванильно-сливочный, идентичный натуральному). А теперь расскажу обо всех ингредиентах, входящих в состав мороженого, подробнее: Молоко. Питательные вещества молока находятся в соотношении и форме, наиболее благоприятных для усвоения организмом. При включении молока в пищевой рацион повышается усвояемость всего рациона. Молочный сахар (лактоза) – основной углевод молока. В кишечнике лактоза расщепляется, не вызывая интенсивного брожения. Это способствует снижению гнилостных процессов и благоприятно влияет на пищеварение. Цельное молоко, называемое ещё нормализованным, т. е. доведенным до определенной жирности, содержит молочного жира 3,2%. Молочная сыворотка – побочный продукт производства сыра и творога. Она содержит около половины питательных веществ молока – растворимый белок, составляющий 20% молочного белка, весь молочный сахар, минеральные соли, водорастворимые витамины. Кроме пастеризованного и стерилизованного молока предприятия молочной промышленности вырабатывают молочные консервы: молоко сгущенное с сахаром, молоко сгущенное стерилизованное, молоко сухое (цельное, пониженной жирности и обезжиренное). Из сухого молока на молочных заводах делают так называемое восстановленное молоко, которое по основным химическим показателям и питательной ценности не отличается от натурального молока. Восстановленное молоко используют для питья, а также для приготовления различных кисломолочных продуктов. Сливочное масло. Его основные виды содержат 81,5-82,5% молочного жира и не более 16% воды, в которой растворено небольшое количество белков, углеводов и минеральных солей. Высокие вкусовые качества и структура сливочного масла обеспечивают его хорошую усвояемость. Большая калорийность и содержание витаминов А и D обусловливают ценность сливочного масла как пищевого продукта. Растительный жир (растительное масло) – извлекают из очищенных тонко измельченных маслосодержащих семян и плодов растений растворением при помощи летучих растворителей (экстракционный метод) или прессованием. С жирами человек получает жирорастворимые витамины А, D и Е, причем жиры способствуют более полному их использованию организмом. К пищевым жирам также относят кокосовое, маковое, кунжутное масла, используемые в кулинарии. Особенно ценным растительным маслом считается масло какао. Его применяют для изготовления шоколада, различных кондитерских изделий, мороженого. Сахар – относится к группе химических веществ – сахаров, или углеводов, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность человеческого организма. Различают сахара сложные (крахмал, лактоза, сахароза) и простые (глюкоза, фруктоза). Наиболее распространенный сложный сахар. Энергетическая ценность мороженого На этикетке самого обычного мороженого кроме сведений о предприятии-изготовителе, условиях хранения и сроке годности есть еще кое-что, на первый взгляд, совершенно не нужное покупателю: «В 100г продукта содержится жира – 2, 5г белка – 2,9г углеводов – 3,9г Энергетическая ценность 53 ккал». На самом же деле это очень важная информация. Ведь главное свойство человеческого, как и любого живого, организма – способность извлекать из окружающей среды и запасать энергию. Энергия (от греч. «энергейа» - «деятельность») есть нечто иное, как некий запас, благодаря которому тело может совершать работу. В живой клетке идёт непрерывный процесс: в неё поступают одни и выводятся наружу другие химические вещества. Она получает необходимые соединения благодаря питанию. Молекулы, попадающие в организм с пищей, это полимерные соединения: белки, жиры и углеводы. С ними происходит множество химических превращений, в результате которых крупные молекулы разлагаются до молекул – карликов типа СО2 и воды. Главными компонентами мороженого являются молоко, жиры и углеводы. В живых организмов действует множество ферментов, управляющих реакциями разложения - катаболическими реакциями. Разрушая белки, жиры и углеводы, клетка высвобождает энергию, заключённую в их химических связях. Чтобы использовать эту энергию, клетка предварительно должна ее накопить. Для этого необходим своего рода аккумулятор, который имеется в любом живом организме. Такую функцию несет особое вещество – аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Итак, белки, или протеины – это природные органические соединения, которые обеспечивают все жизненные процессы любого организма. С помощью белков мы перевариваем пищу и боремся с болезнями. Отдельные маленькие молекулы, входящие в состав белка, обладают способностью «слипаться», так как между ними действуют силы притяжения. В результате у любой белковой цепи есть характерная только для нее пространственная структура. Именно она определяет чудесные свойства белков. В молоке содержится около 3% белков. Белок казеин в молоке присутствует в связанном виде, ковалентно присоединенные к аминокислоте серину фосфатные группы образуют соли с ионами кальция. Жиры наряду с белками и углеводами составляют основу питания человека. Роль жиров в питании часто представляют однобоко, считая их только поставщиками энергии. Однако они выполняют и другие функции. Жиры служат теплоизоляторам, входят в состав клеточных компонентов, в том числе мембран, используются для синтеза очень важных для организма соединений – простагландинов, которые принимают участие, чуть ли ни во всех биологических процессах. Употребление пищи без жира ведет к нарушениям деятельности центральной нервной системы, ослаблению иммунитета. Жиры представляют собой основное резервное топливо живых организмов. Как правило, клетка начинает извлекать энергию из жиров, когда исчерпан запас углеводов. Происходит это в клетках печени, почек, сердечной и скелетных мышц. Молекулы триглицеридов состоят из связанных друг с другом молекул глицерина и жирных кислот – органических соединений, содержащих чётное число атомов углерода и карбоксильную группу, из-за которой они и называются кислотами. Жиры расщепляются организмом на жирные кислоты и глицерин. Из глицерина образуется 1,3- дифосфоглицериновая кислота, и в таком виде он включается в гликолиз. А жирные кислоты окисляются; при этом от них отщепляются фрагменты, содержащие по два атома углерода. Эти фрагменты участвуют в цикле Кребса. Здесь остатки жирных кислот встречаются с остатками глицерина и уже все вместе превращаются в углекислый газ. Очень часто мороженое покрывают шоколадной глазурью. А ведь главная составная часть шоколада – масло, которое выделяют из какао-бобов. В среднем какао-бобы содержат 53-57% масла. Остаток от прессования, содержащий около 20% масла, перерабатывают в какао-порошок. Полученное какао-масло очищают и используют для производства шоколада. В состав масла входят сходные между собой вещества – триглицериды олеиновой С17Н33СООН, стеариновой С17Н35СООН и пальмитиновой С15Н31СООН кислот. Для стабилизации образующейся массы в шоколад добавляют эмульгатор – обычно это лецитин (вещество класса фосфолипидов – сложных эфиров глицерина, образованны карбоновыми кислотами и фосфорной кислотой). Иногда вместо масла какао в кондитерской промышленности используют менее дорогие твердые растительные масла – кокосовое или пальмовое. В бескрайнем мире органических веществ есть соединения, о которых можно сказать, что они состоят из углерода и воды, т. е. имеют формулу Сn(Н2О)m. Они так и называются – углеводы. Простейшие углеводы (моносахариды) с химической точки зрения представляют собой органические соединения, содержащие гидроксильные и карбонильные группы (альдегидоспирты, кетоспирты). Из этих групп, как из отдельных звеньев, построены более сложные молекулы: дисахариды (с двумя моносахаридными фрагментами) и полисахариды (в их молекулах таких фрагментов больше двух). Состав дисахаридов и полисахаридов уже нельзя выразить данной формулой, однако их по традиции тоже относят к углеводам. Поскольку многие из них на вкус сладкие, этот класс веществ называют еще и сахарами. Фруктоза - самый сладкий из природных сахаров, она в 1,7 раза слаще сахарозы, а вот глюкоза, как оказалось, в 1,3 раза менее сладкая, чем обычный сахар. Если же химическим путём заменить в молекуле сахарозы три гидроксильные группы на атоме хлора, получится вещество, которое слаще сахарозы в 2000 раз! Другой широко распространённый дисахарид - молочный сахар, или лактоза, содержится в молоке (4-5%). Лактоза в 3 раза уступает сахарозе в сладости. Энергетическая ценность исследуемого мороженого
Больше всего белков содержится в пломбире со сгущенкой «Фишка» и совсем отсутствует в льде. Наибольшей энергетической ценностью обладает пломбир в вафельном стаканчике, наименьшей – яблочный лед. В пломбире в вафельном стаканчике содержится больше всего жиров. Самым сладким мороженым считается пломбир в вафельном стаканчике, так как содержит больше углеводов. Пищевые добавки, входящие в состав мороженого Для придания или усиления аромата в производстве мороженого применяются вкусоароматические добавки (ароматизаторы). Используют такие натуральные красители, как: хлорофиллин (Е141), который представляет собой натуральный зеленый растительный пигмент; Добавка Е410. Людям, имеющим заболевания кишечно-желудочного тракта, надо быть осторожными при употреблении продуктов содержащих добавку Е-410. Способствует снижению уровня холестерина в крови человека и даёт чувство насыщения. Гуаровая камедь (Е412) оказывает вредное влияние на организм человека вследствие своей синтетической природы (как и у всех «пищевых» добавок), наличия примесей. Гуаровая камедь может вызывать: боли в животе, тошноту, диарею, метеоризм. Е-471 разрешена к применению в РФ и зарубежных странах. Кроме того используется регулятор кислотности - всем известная лимонная кислота (Е330), а также антиокислитель – аскорбиновая кислота (Е300). При производстве мороженого не обойтись без таких пищевых добавок, как
Но не все из вышеперечисленных добавок полезны так, как мы думаем. К примеру: регулятор структуры и консистенции Е 466 (карбоксилметилцеллюлоза) вызывает расстройство желудка. Методика проведения эксперимента Для проведения опыта, я взяла следующие виды мороженого: яблочный лед - ароматизированное мороженное, сливочно-шоколадное мороженое на палочке «Зая», пломбир в вафельном стаканчике, пломбир со сгущенкой в стаканчике «Фишка» Опыт 1. Обнаружение белков в мороженом В пробирку наливают 1 мл растаявшего мороженого и добавляют 5-7 мл дистиллированной воды, закрывают её пробкой и встряхивают. К 1 мл полученной смеси (остаток оставляют для опытов 2 и 3) приливают 1 мл 2М раствора NaOH и несколько капель 10% раствора CuSO4. Содержимое пробирки встряхивают. Появляется ярко-фиолетовое окрашивание, связанное с взаимодействием пептидных связей белковых молекул со свежеосажденным Cu(OH)2 (биуретовая реакция): Реакция имеет высокую чувствительность, поэтому даже при разбавлении белка 1: 10 000 наблюдается положительный результат. Опыт 2. Обнаружение остатков ароматических α-аминокислот (ксантопротеиновая реакция) Помещают в пробирку 1 мл раствора, приготовленного в предыдущем опыте, и приливают к нему, соблюдая осторожность, 3-5 капель концентрированной азотной кислоты. Смесь нагревают. Появляется желтое окрашивание из-за нитрования остатков ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина и триптофана), образующих белки. После охлаждения добавляют к смеси 3-5 капель 25% раствора аммиака. Происходит изменение цвета с желтого на оранжевый: Опыт 3. Обнаружение углеводов Фильтруют 2 мл смеси, оставшейся после опыта 1, и добавляют к фильтрату 1 мл 2М раствора NaOH и 2 – 3 капли 10% раствора CuSO4. Пробирку встряхивают. Образуется ярко – синий раствор (качественная реакция на многоатомные спирты). Реакцию дают углеводы, входящие в состав мороженого, например лактоза и сахароза. Полученный раствор нагревают на спиртовке. Дисахарид лактоза, содержащийся в молоке, в альдегидной форме окисляется Cu(OH)2 с образованием различных продуктов окисления и деструкции. Гидроксид меди (II) при этом восстанавливается до оранжевого Cu(OH)2, который затем разлагается до Cu2O красного цвета. В ходе реакции может образоваться и медь («медное зеркало»). Упрощенно процесс можно представить так: 2Cu(OH)2 → Cu2О+H2О Опыт 4. Изменение цвета красителей, входящих в состав мороженого В две пробирки помещают по 1 мл мороженого с красителем. В одну из них приливают 1 мл 2М раствора NaOH, в другую – столько же 1М раствора H2SO4. Отмечают, изменят ли краситель цвет в зависимости от среды. Например, краситель Е120 красного цвета при добавлении щелочи становится желто – оранжевым. Его окраска вновь восстанавливается, если приливают кислоту. Краситель Е124 в присутствии щелочи становится желто – коричневым, а Е122 приобретает оранжевый оттенок. Опыт 5. Обнаружение крахмала в вафельном стаканчике из - под мороженого Берут вафельный стаканчик и капают на него 1 – 2 капли спиртового раствора йода из аптечки. Появляется темно – фиолетовое окрашивание, качественная реакция на крахмал. Используя вышеописанную методику, я получила следующие результаты:
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы: В результате биуретовой реакции на белки, я обнаружила их в мороженом. Больше всего белков в пломбире вафельного стаканчика и пломбире со сгущенкой в стаканчике «Фишка». Ксантопротеиновая реакция помогла мне обнаружить остатки ароматических α – аминокислот. Больше всего их в в пломбире вафельного стаканчика и пломбире со сгущенкой в стаканчике «Фишка». Отсутствует – в льде; В результате окисления моно - и дисахаридов, содержащихся в молоке, больше всего углеводов содержится в пломбире вафельного стаканчика, слабее в льде. Немного слабее показатели у сливоч-шок. м. на палочке «Зая» и пломбира со сгущенкой в стаканчике «Фишка»; В льде жиры отсутствуют, а самое значительный показатель жира в составе этикетки пломбира в вафельном стаканчике; Появление темно – фиолетового окрашивания подтверждает наличие крахмала в вафельном стаканчике. Заключение и выводы Я узнала правду о мороженом не только с точки зрения простого обывателя и потребителя, но и с точки зрения химической науки. Из проделанной работы я пришла к интересным выводам: оказывается, не всё то, что вкусно, может быть полезно. Это видно по всем добавкам с буквой Е, стабилизаторам, красителям и т. д. А также получила интересную информацию такую как: 1. Мороженое – лакомство, которое имеет многовековую историю происхождения. 2. Мороженое – продукт, полученный взбиванием и замораживанием пастеризованной смеси коровьего молока, сливок, сахара, стабилизатора и наполнителей. Оно содержит около 100 ценных для организма веществ: более 20 аминокислот белка, около 25 жирных кислот, 30 минеральных солей, 20 витаминов, а также очень важные для обмена веществ ферменты. 3. Мороженое обладает высокой ценностью и легко усваивается организмом, благодаря содержанию молочного жира и белков, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Из исследуемых четырёх сортов мороженого: яблочный лед - ароматизированное мороженное, сливочно-шоколадное мороженое на палочке «Зая», пломбир в вафельном стаканчике, пломбир со сгущенкой в стаканчике «Фишка» – наибольшей питательной ценностью обладает пломбир в вафельном стаканчике. 4. При исследовании сортов мороженого я выяснила, что в состав мороженого входят пищевые добавки, которые хоть и допустимы, но вредны для здоровья человека – Е410– вреден для людей имеющих заболевания кишечно-желудочного тракта, Е412 (гуаровая камедь) может вызывать расстройство желудка, Е 466 - опасен. 5. Мороженое полезно для больных, которые перенесли тяжелые операции, в частности в полости рта, живота, когда нельзя употреблять твердую пищу, при язвенной болезни с кровотечением, при туберкулезе, истощении, малокровии. Мороженое противопоказано при сахарном диабете, болезни печени, ожирении, атеросклерозе (допустимо только фруктовое мороженое), гастритах. Литература 1. . Опыты по длительному хранению мороженого. 2. Воробьев здоровья. – М.: Знание, 1987 3. . Производство мороженого, 2001. 4. Казакова физиологии питания, гигиена и санитария. – М.: Экономика, 1978. 5. Оленев . 6. , Нечаев о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991. 7. Соловьев химии. – М.: Просвещение,1990. 8. справочник школьника. 5-11 кл, т.2, ИД «Весь», Санкт-Петербург, 2002г. 9. Химия в действии. – М.: Мир,1991. 10. Шелтон : основы правильного питания. – М.: Молодая гвардия, 1992. 11. . Молочная промышленность. 12. Яковишин опыты с мороженым.//Химия в школе.- 2006.-№7,с.69// 13. Журнал «Химия в школе» №7, 2006г. 14. Универсальное пособие. Новый 15. Энциклопедический словарь юного химика. – М.: Педагогика, 1990. |
Приложение
Рис № 1: Исследуемые образцы мороженого:
1. яблочный лед - ароматизированное мороженное,
2. сливочно-шоколадное мороженое на палочке «Зая»,
3. пломбир в вафельном стаканчике,
4.пломбир со сгущенкой в стаканчике «Фишка»
Рис № 2: Обнаружение белков в мороженом (биуретовая реакция)
Рис № 3: Нагревание смеси. Обнаружение остатков ароматических α-аминокислот (ксантопротеиновая реакция)
Рис № 4: Обнаружение остатков ароматических α-аминокислот (ксантопротеиновая реакция)
Рис № 5: Обнаружение крахмала в вафельном стаканчике из - под мороженого
Рис № 6: Обнаружение углеводов
Рис. 7. Изменение цвета красителей, входящих в состав мороженого
