Изучение химического состава шоколада

Чем сладкое лучше  жирного? Физиологи установили, что  при физической нагрузке, которая  в 10 раз превышает привычную, человек, соблюдающий жировую диету, лишается сил уже через полтора часа. А вот углеводная диета позволяет  выдержать такую же нагрузку в  течение четырёх часов. Оказывается, получение организмом энергии из жиров - процесс длительный. Это объясняется  малой реакционной способностью жиров, особенно их углеводородных цепей. Углеводы же, хотя и дают меньше энергии, чем жиры, однако выделяют её намного  быстрее. Поэтому, если предстоит основательная  физическая нагрузка, предпочтительнее подкрепиться сладким, а не жирным. Если ты очень любишь шоколад, не отказывай себе в этом удовольствии, тем более что регулярное его употребление омолаживает организм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава II. Исследовательская часть

II.1 Подготовка к исследованию

Перед исследованием  я:

1. Провёл анкетирование и выявил самые популярные виды шоколада и взял их для исследования:

• Шоколад  молочный пористый «Воздушный»

• Шоколад тёмный пористый «Воздушный»
• Шоколад белый пористый «Воздушный»
• Шоколад молочный «Alpen gold»
• Шоколад тёмный «Alpen gold»
• Шоколад белый пористый «Русский шоколад» (фото 1)

 

      Фото 1

2. Провёл анализ этикеток и составил таблицы 1,2:

Таблица 1

Шоколад	Молочный «Воздушный»	Тёмный «Воздушный»	Белый «Воздушный»	Молочный «Alpen gold»	Тёмный «Alpen gold»	Белый «Русский  шоколад»
Производитель	«Крафт Фудз Рус» г. Покров	«Крафт Фудз Рус» г. Покров	«Крафт Фудз Рус» г. Покров	«Крафт Фудз Рус» г. Покров	«Крафт Фудз Рус» г. Покров	Сормовская конд.фабр. Н.Новгород
Сахар	+	+	+	+	+	+
Какао-масло	+	+	+	+	+	+
Жир молочный	+	+	+	+	+	-
Е476	+	+	+	+	+	+
Е300	-	-	-	-	-	+

 

Таблица 2

Пищевая ценность на 100г	Молочный «Воздушный»	Тёмный «Воздушный»	Белый «Воздушный»	Молочный «Alpen gold»	Тёмный «Alpen gold»	Белый «Русский  шоколад»
Углеводы (г)	59,4	58,7	62,2	60,4	58	61,5
Жиры (г)	33,9	28,5	30,4	31,5	28,5	29,4
Белки (г)	6,7	5,7	4,2	6,4	5,7	5,5

 

 

Вывод: Проанализировав таблицу 1, я выявил, что сахар, какао-масло, Е476 присутствует во всех рассматриваемых мной шоколадах. Жир молочный присутствует во всех видах, кроме белого «Русский шоколад». Е300 входит в состав только одного вида - «Русский шоколад».

Проанализировав таблицу 2, я выявил, что больше всего углеводов  содержит белый «Воздушный» 62,2г и белый «Русский шоколад» 61,5г., а меньше – тёмный «Alpen gold» 58г. Жиров больше всего в молочных шоколадах «Воздушный»33.9г и «Alpen gold» 31,5г, а меньше – в темных: «Воздушный», «Alpen gold» 28,5г. Самое большое содержание белков в молочном шоколаде 6,7г, меньшее – в белом «Воздушном» 4,2г

 

 II.2 Экспериментальные исследования с шоколадом

 

Цель исследования: Определить наличие и сравнить количество и качество белков, жиров, углеводов и кофеина.

Оборудование: пробирки, спиртовки, универсальные индикаторные бумажки, лакмусовые бумажки, фильтровальная бумага, фольга, фарфоровые чашки, колбы, стеклянные пластинки, держатель, воронки, пробки(фото 2), микроскоп, электроплитка(фото 3).

 

 

 

 

 

 

 

Фото 2               Фото 3

 

Реактивы: Сульфат меди(II) CuSO₄, гидроксид натрия NaOH,концентрированная азотная кислота HNO₃, концентрированный раствор аммиака NH₃, раствор перманганата калия KMnO₄, оксид магния MgO(фото 4)

 

Фото 4

 

Опыт №1. Обнаружение в шоколаде углеводов

 

Насыпаю в пробирку тёртый шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливаю 2 мл дистиллированной воды(фото 5) . Хорошо встряхиваю содержимое пробирки несколько раз и фильтрую(фото 6). Добавляю к фильтру несколько капель гидроксида натрия и раствора сульфата меди(II) CuSO₄ .(фото 7) Встряхиваю пробирку. Появляется ярко-синее окрашивание.(фото 8) Такую реакцию даёт сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.

 

 

                               

Фото 5                              Фото 6

                             

Фото 7                                                                 Фото 8

Вывод: Проделав опыт, я убедился, что шоколад содержит углеводы. Это подтверждает ярко-синее окрашивание, которое даёт сахароза. Наиболее ярко выражен цвет у белого шоколада, что означает большее количество сахара. Меньшую интенсивность окрашивания имел тёмный «Alpen gold».

 

Опыт №2. Качественная реакция на белок (биуретовая реакция)

 

Помещаю в пробирку 1мл растопленного шоколада и осторожно по её стенкам добавляю биуретовый  реактив (водный раствор сульфата меди(II) CuSO₄ в щелочной среде).(фото 9) Наблюдаю на границе соприкосновения реактивов образование кольца сине-фиолетового цвета.(фото 10)

 

           

 

Фото 9                                                           Фото 10

 

Вывод: Проделав качественную реакцию на белок (биуретовая реакция), наблюдал образование кольца сине-фиолетового цвета у всех видов шоколада. Окраска вызвана образованием комплексного соединения:

 

 Ярко выражен сине-фиолетовый цвет у белого     шоколада, чем у тёмного, это связано с цветом шоколада.

Опыт №3. Обнаружение в шоколаде белков  (ксантопротеиновая реакция)

 

Насыпаю в пробирку тёртый шоколад и приливаю 2 мл дистиллированной воды. Хорошо встряхиваю содержимое пробирки несколько раз и фильтрую. К 1 мл полученного фильтрата приливаю 0,5 мл концентрированной азотной кислоты HNO₃ до появления белого осадка или мути от свернувшегося белка.(фото 11) Нагреваю полученную смесь, раствор становится ярко-жёлтого цвета.(фото 12). Далее охлаждаю содержимое пробирки и осторожно добавляю, не взбалтывая, по каплям избыток концентрированного раствора аммиака NH_{3 ,} до получения щелочной реакции, определяемой с помощью универсальной индикаторной бумажки, раствор приобретает оранжево-жёлтое окрашивание.(фото 13) Такую реакцию дают остатки ароматических аминокислот, входящих в состав белков шоколада.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 

Фото 11                                                                

 

                       

Фото 12                                                      Фото 13

 

Вывод: Проделав ксантопротеиновую реакцию, я обнаружил наличие в шоколаде белков, при добавлении HNO₃ образуется жёлтое окрашивание. Окраска появляется в результате нитрования ароматических колец аминокислотных остатков белка (тирозин и триптофан). При добавлении к охлаждённой жидкости щёлочи появляется оранжевое окрашивание. Наибольшее содержание белков в молочных шоколадах «Воздушный», «Alpen gold». В белых шоколадах «Воздушный», «Русский шоколад» присутствуют белок в небольших количествах.

 

 

 

Опыт №4. Выделение кофеина из шоколада

 

Помещаю в фарфоровую чашку смесь чёрного шоколада и оксида магния MgO в соотношении 2,5:1 (по массе). Накрываю его стеклянной пластиной и ставлю на электроплитку.(фото 14) Нагреваю содержимое, не допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина. Он кристаллизуется по краям стеклянной пластинки, а в центре её конденсируется желтовато-коричневое масло. Кристаллы кофеина наблюдаю под микроскопом.(фото 15)

 

            

Фото 14                                                        Фото 15

 

 

Поскольку технически не получилось сфотографировать кристаллы кофеина  под микроскопом, привожу рисунок  кристаллов кофеина, который совпадает с тем, что я видел. (рис.12)

 

 

 

Рис.12 Кристаллы кофеина под микроскопом

 

Вывод: Проделав опыт, я наблюдал, как  кристаллизуется по краям стеклянной пластинки кофеин, а в центре её конденсировался желтовато-коричневое масло. Кристаллы кофеина наблюдал под микроскопом. Во всех видах шоколада присутствует кофеин.

 

Опыт №5. Определение наличия кофеина

 

К 1мл растопленного шоколада добавляю 1 каплю концентрированной азотной кислоты. В результате образуется малиновая кислота CH2(COOH)2 (тетраметилаллоксантин) жёлтого цвета.(фото 16) Затем добавляю 1 каплю концентрированного раствора аммиака и наблюдаю появление красного окрашивания – образование пурпурата аммония.(фото 17)

 

 

           

Фото 16                                               Фото 17

 

 Вывод: Проделав опыт на определение наличия кофеина, я наблюдал, появление красного окрашивания во всех пробирках, следовательно кофеин содержится во всех видах шоколада.

 

 

 

 

Опыт №6. Определение содержания жира

 

На фильтрованную бумагу помещаю каплю исследуемого раствора (шоколада), подсушиваю.(фото 18) Далее измеряю диаметр жирового пятна. Чем больше диаметр пятна, тем больше содержание жира. (табл.3)

Таблица 3

 

Шоколад	Молочный «Воздушный»	Тёмный «Воздушный»	Белый «Воздушный»	Молочный «Alpen gold»	Тёмный «Alpen gold»	Белый «Русский  шоколад»
Диаметр (см)	2.9	2.2	2.6	3.7	2.6	2.5

 

 

Фото 18

 

Вывод: Проведя опыт на определения содержания жира в шоколаде, я выявил, что чем больше диаметр жирового пятна, тем больше содержание жира. Наибольшее количество жира содержится в молочном шоколаде «Alpen gold». Наименьшее количество в тёмных шоколадах «Alpen gold», «Воздушный».

 

Опыт №7. Обнаружение непредельных жиров

 

Кусочек шоколада  заворачиваю  в фильтрованную бумагу (фото 19) и надавливаю на него. На фильтрованной бумаге появляется жировое пятно. Помещаю на пятно каплю раствора перманганата калия KMnO₄. Образуется бурый оксид марганца(IV) MnO₂ (фото 20):

 

 

 

               

Фото 19                                                         Фото 20

 

Вывод: Проведя опыт на обнаружение непредельных жиров в шоколаде, я определил, что непредельные жиры содержатся во всех видах шоколада. Это доказывает, что производители использовали не только твёрдые животные жиры, но и жидкие растительного происхождения.

 

 

 

 

 

II.3 Результаты работы

 

В эксперименте участвовало 6 видов шоколада и удалось подтвердить наличие в них основных составляющих: белков, жиров, углеводов и кофеина.

Свои наблюдения и результаты исследований оформил в таблицу.(табл.4)

 

Таблица 4

 

Опыт	Молочный шоколад	Горький шоколад	Белый пористый шоколад
1.Обнаружение  непредельных жиров	Присутствует в небольших количествах	Очень большое содержание	Присутствуют в небольших количествах
2.Обнаружение углеводов	Углеводы  в составе присутствуют	Наименьшее  содержание углеводов	Наибольшее  содержание углеводов
3.Ксантопротеиновая реакция	Наибольшее  содержание	Среднее количество	Присутствуют в небольших количествах
4.Обнаружение кофеина и масла какао	Кофеин  и масло какао содержатся во всех сортах шоколада

 

 

 

 

Результаты анкетирования

 

В анкетирование принимали  участие 26 человека, из них 12 мальчиков  и 14 девочек. Возраст участников от 15 до 16 лет. Ответы на вопросы были следующими:

Любишь ли ты шоколад?

На этот вопрос ответили 24человека-да, 1-нет, 1-не очень

Как часто ты употребляешь шоколад?

На этот вопрос ответили 16человек-иногда, 8-часто, 2-редко, 1-никогда

Какой шоколад тебе больше нравится?

На этот вопрос ответили 23человека-молочный, 2-белый, 1-горький