Министерство образования России
Министерство образования Республики Саха (Якутия)
Ленское районное управление образованием
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 5 г. Ленска»
Научно – практическая конференция «Шаг в будущее»
Мороженое – польза или вред?
Автор работы
Ученица 9 класса
Шабалина Анна
Руководитель учитель химии
Пелипенко Г.Ф.
Ленск 2009
Содержание
1. Введение …………………………………………………………………..3
2. Цель работы, задачи, объект исследования, методы …………………...4
3. История происхождения мороженого …………………………………...5
4. Технология приготовления мороженого ………………………………...9
5. Состав мороженого …………………………………………………….....12
6. Энергетическая ценность мороженого………………………………....15
7. Пищевые добавки, входящие в состав мороженого …………………...18
8. Практическая часть …………………………………………………….....19
8.1. Обнаружение белков в мороженом ……………………………...….19
8.2. Обнаружение остатков ароматических α-аминокислот …………...19
8.3. Обнаружение углеводов …………………………………………......20
8.4. Обнаружение лимонной кислоты …………………………………...20
8.5. Обнаружение жиров ………………………………………………….21
8.6. Обнаружение наличия ионов железа ………………………………..21
8.7. Обнаружение наличия ионов РО4
3-
………………………………….21
8.8. Изменение цвета красителей входящих в состав мороженого…….21
8.9. Обнаружение крахмала в вафельном стаканчике ……………….....22
9. Заключение и выводы…………………………………….……………….25
10. Литература ………………………………………………………….……...26
Введение
Что же это за такой продукт питания, который с давних времен радует всех и является неотъемлемой частью нашей сегодняшней жизни, при упоминании о котором поднимается настроение, хочется не только улыбнуться, но и облизнуться, он 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.
Мороженое вырабатывают в специализированных цехах и на фабриках при холодильных комбинатах и молочных заводах, на предприятиях общественного питания. Особенно оно незаменимо в жаркий летний день! При его выборе перед нами встает проблема: «Какое мороженое вкуснее?»
Я заинтересовалась этой проблемой, 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.
Мороженое является одним из самых любимых продуктов населения, особенно детей. Мороженое – лакомство, любовь к которому не проходит с годами. Это объясняется не только высокими вкусовыми качествами, но и его пищевой и биологической ценностью. 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.
Мороженое – это продукт, полученный взбиванием и замораживанием пастеризованной смеси коровьего молока, сливок, сахара, стабилизаторов и наполнителей. Коровье молоко, из которого делается холодное лакомство, содержит большое количество белков и жиров, молочный сахар, минеральные соли, витамины и различные ферменты. 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:
· Знакомство с теорией по данной проблеме;
· Изучение технологии приготовления мороженного;
· Определение химических характеристик мороженого разных видов;
· Выявление пищевых добавок, входящих в состав мороженого;
· Выяснение, насколько полезен этот продукт.
·
Объект исследования
:
· мороженое растительно-сливочное «Виньетка»
;
· ванильное мороженое пломбир «Русский холод»;
· эскимо в шоколадной глазури.
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.
Этапы работы над темой:
· Изучение теории по истории происхождения мороженого, технологии его приготовления – январь-февраль 2009 года;
· Исследование химического состава мороженого – март 2009;
· Обобщение (доклад) – сентябрь-ноябрь 2009 года.
История происхождения мороженного
О происхождении любимого лакомства людей - холодного, сладкого 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. Благо со снегом в Поднебесной особых проблем не было. Во всяком случае, у императора и его приближенных. Вообще мороженое, какой бы вид оно не принимало, 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, доставлявшегося 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 (1852 -1870г.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.
Вообще мороженое, какой бы вид оно не принимало, большую часть своей многовековой истории просуществовало как императорско-королевское лакомство.
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 40º-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 80º-85°С с выдержкой в 50-60 сек. При пастеризации в емкостных теплообменных аппаратах периодического действия применяются следующие режимы: 68º-72°С, выдержка 25-30 мин; 73º-77°С, выдержка 15-20 мин; 83º-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 2º-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 1º-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 4º-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 2º-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 -25º 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.
Ванильное мороженое (пломбир «Русский холод»):
· сахар – песок,
· масло сливочное,
· молоко цельное сухое,
· молоко цельное сгущенное с сахаром,
· сухой глюкозный сироп,
· стабилизатор – эмульгатор (Е471, Е466, Е412, Е407),
· ароматизатор натуральный ваниль,
· вода питьевая.
· вафельный стакан (мука пшеничная, крахмал, масло растительное, порошок яичный, вода питьевая),
Мороженое эскимо в шоколадной глазури:
· молоко натуральное,
· масло сливочное,
· шоколадная глазурь (сахар, какао тертое, масло какао, какао – порошок, эмульгатор лецитин, ароматизатор ванилин, идентичный натуральному),
· сахар,
· вода,
· молоко сухое цельное и обезжиренное,
· сироп глюкозы,
· стабилизатор – эмульгатор (Е471, Е466, Е412,Е407)
· ароматизатор ванильный, идентичный натуральному,
· пищевой краситель каротин.
Растительно-сливочное мороженое «Виньетка»:
· молоко цельное сухое,
· вода питьевая,
· сахар – песок,
· масло кокосовое,
· молоко сухое обезжиренное,
· молоко цельное сгущенное с сахаром,
· стабилизатор – эмульгатор (Е471, Е410, Е412,Е407),
· вода,
· ароматизаторы, идентичные натуральным сливкам и ванилин,
· шоколадная глазурь (масло кокосовое, сахар - песок, лецитин, ванилин, какао – порошок).
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 вырабатыва
. 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 С17
Н33
СООН, стеариновой С17
Н35
СООН и пальмитиновой С15
Н31
СООН 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
(Н2
О)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 1,7раза 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
| пломбир «Русский холод» |
Эскимо в шоколадной глазури |
Растительно-сливочное мороженое «Виньетка» |
|
| Белки |
4.3г |
3.3г |
3.6г |
| Жиры |
11.5г |
28.8г |
17.3 |
| Углеводы |
26.4г |
20.5г |
21.4г |
| Энергетическая ценность в 100г |
226 ккал |
354.4 ккал |
256 ккал |
· Наибольшей энергетической ценностью обладает эскимо в шоколадной глазури, наименьшей – ванильное мороженое пломбир «Русский холод».
· В растительно-сливочном мороженом содержатся и растительные, и животные жиры, но в эскимо есть шоколадная глазурь, за счет этого в нём содержание жиров больше.
· Самым сладким мороженым считается пломбир, так как содержит больше углеводов, но на мой вкус – эскимо, видимо из-за шоколадной глазури.
Пищевые добавки, входящие в состав мороженого
Для придания или усиления аромата в производстве мороженого применяются вкусоароматические добавки (ароматизаторы). Используют такие натуральные красители, как:
· бета-каротин (Е160а)
, или провитамин А, который обладает свойствами антиоксиданта и служит для профилактики онкологических заболеваний, а также защищает от воздействия радиации;
· хлорофиллин (Е141)
, который представляет собой натуральный зеленый растительный пигмент;
· аннато (Е160b)
- водный экстракт из оболочек семян;
· куркумин (Е100) –
природный краситель, получаемый из многолетних травянистых растений семейства имбирных;
· карамельный (Е150d)
– образуется при карамелизации сахара;
· антоцианин (Е163)
- экстракт из кожицы винограда;
· сок красной свеклы (Е162)
- выжимки сока из корнеплодов.
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
| Стабилизаторы растительного происхожения
|
|
| Е 407 |
Каррагинан и его соли |
| Е 410 |
Камедь рожкового дерева |
| Е 412 |
Гуаровая камедь |
| Е 415 |
Ксантановая камедь |
| Е 440 |
Пектин – яблочный, цитрусовый |
| Е 322 |
Лецитин – входит в состав шоколадной глазури |
| Регуляторы структуры и консистенции
|
|
| Е 466 |
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), натрий-КМЦ |
| Е 471 |
Моно- и диглицириды жирных кислот |
| Красители
|
|
| Е 104 |
Хинолиновый желтый |
| Е 120 |
Карминовая кислота, кошениловый карминовый (красного цвета) |
| Е 122 |
Кармазин, азорубин (краситель красного цвета) |
| Е 133 |
Бриллиантовый синий FCF |
| Е 160 |
Каротин (оранжевый) |
| Подкислитель, антиоксидант
|
|
| Е 330 |
Лимонная кислота |
Но не все из вышеперечисленных добавок полезны так, как мы думаем. К примеру: краситель Е160 (каротин)
вреден для кожи, а регулятор структуры и консистенции Е466 (карбоксилметилцеллюлоза)
вызывает расстройство желудка.
Методика проведения эксперимента
Для своей работы я выбрала 3 вида мороженого – эскимо в шоколадной глазури, ванильное мороженое (пломбир «Русский холод»), растительно-сливочное мороженое «Виньетка».
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 CuOH, который затем разлагается до Cu2
O красного цвета. В ходе реакции может образоваться и медь («медное зеркало»). Упрощенно процесс можно представить так:
2CuOH → Cu2
О+H2
О
В плодово-ягодное мороженое добавляют сахарозу. В пробирку наливают 1 мл такого мороженого и 1 мл 2М раствора NaOH. Затем приливают 2 – 3 капли 10% раствора CuSO4
. Наблюдают ярко – синее окрашивание.
Опыт 4. Обнаружение лимонной кислоты
Лимонную кислоту обнаруживают в плодово-ягодном мороженом несколькими способами.
· Помещают 1 каплю плодово-ягодного мороженого на универсальную индикаторную бумагу. Изменения окраски индикатора подтверждают кислую реакцию среды.
· Наливают в пробирку 1 мл мороженого и приливают 1 мл насыщенного раствора пищевой соды. Наблюдают появление пузырьков углекислого газа:
Н2
С – СООН Н2
С – СООNa
| |
НОС – СООН + 3NaНСО3
→ НОС – СООNa + 3СО2
↑ + 2H2
O
| |
Н2
С – СООН Н2
С – СООNa
· Наливают в пробирку 1 мл мороженого и приливают 2 – 4 капли 0,1 н. раствора KMnO4
. Выпадает бурый осадок оксида марганца(IV):
Н2
С – СООН Н2
С – СООNa
| |
3 НОС – СООН + 2KMnO4
→ O = С + 2MnO2
↓ + 3СО2
↑ + 2H2
O + 2КОН
| |
Н2
С – СООН Н2
С – СООNa
Опыт 5. Обнаружение жиров
В пробирку с 1 мл мороженого приливают 1 мл дистиллированной воды и 1 мл хлороформа. Закрывают ее пробкой и встряхивают в течение 1 мин. Несколько капель хлороформного раствора помещают на фильтровальную бумагу (учитывают, что в пробирке хлороформный слой находится внизу). На бумагу дуют или слегка нагревают ее для удаления растворителя. Наблюдают появление жирового пятна.
Опыт 6. Определение наличия ионов железа
В небольшой тигель помещают немного мороженого, берут тигель щипцами и нагревают в пламени спиртовки под тягой. После испарения воды содержимое тигля прокаливают в пламени до обугливания веществ. Тигель охлаждают и наливают в него 1 – 2 мл 2 М раствора HCl. Выдерживают 1 – 2 мин. Полученный раствор фильтруют, затем переливают фильтрат в пробирку и добавляют к нему несколько капель концентрированного раствора NH4
SCN. Образуется красноватый раствор, свидетельствующий о наличии катионов Fe3+
. Окраска комплексного соединения визуально обнаруживается до концентрации 10-5,5
моль/л:
2FeCl3
+ 6NH4
SCN → Fe[Fe(SCN)6
] + 6NH4
Cl .
Опыт 7. Определение ионов
PO
3-
4
Содержащиеся в молочной основе мороженого ионы PO3-
4
можно обнаружить следующим образом. В пробирку наливают 1 мл растаявшего мороженого и добавляют 2 – 3 мл дистиллированной воды, закрывают ее пробкой и встряхивают. К полученной смеси приливают 1 мл 2М раствора CH3
COOH, снова встряхивают и оставляют на 2 – 3 мин. Затем фильтруют и добавляют к фильтрату 1 мл молибденового реактива (7,5г молибдата аммония (NH4
)6
M0
O24
растворяют в 100 мл 32%-ного раствора азотной кислоты). Смесь нагревают на водяной бане до появления желтого кристаллического осадка:
(NH
4
)
6
MoO
24
, HNO
3
, t
PO3-
4
(NH4
)3
H4
[P (Mo2
O7
)6
] ↓
Желтый кристаллический осадок.
Опыт 8. 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 H2
SO4.
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 9. 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:
| Ванильное пломбир |
Эскимо |
Растительно-сливочное |
||
| Белки |
Наиболее интенсивное ярко – фиолетовое окрашивание |
Менее сильное окрашивание |
Интенсивное окрашивание, |
|
| Ароматические α-аминокислоты |
Наиболее быстрое и сильное изменение цвета |
Цвет изменяется неравномерно и медленно |
Цвет практически не изменяется |
|
| Углеводы (глюкоза, сахар) |
Разложение до Cu2
|
Сильнее всех разлагается до Cu2
|
Менее всего разлагается |
|
| Определение ионов PO3-
|
Во всех трех опытах наблюдается появление желтого кристаллического осадка |
|||
| Наличие Fe3+
|
Во всех трех опытах образуется красноватый раствор, свидетельствующий о наличии катионов Fe3+
|
|||
| Наличие лимонной кислоты |
С мороженым, приготовленным на молочной основе, этот опыт не проводится |
|||
| Жиры - растительные - животные |
Пятно наименее жирное |
Образование жирного пятна |
Пятно самое жирное из всех |
|
| Крахмал в вафельном стаканчике |
Проходит качественная реакция на крахмал – появляется темно–фиолетовое окрашивание |
____ |
||
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
· В результате биуретовой реакции на белки я обнаружила их в мороженом. Больше всего белков в ванильном пломбире.
· Ксантопротеиновая реакция помогла мне обнаружить остатки ароматических α – аминокислот. Больше всего их в ванильном мороженом. Меньше – в растительно-сливочном;
· В результате окисления моно- и дисахаридов, содержащихся в молоке, больше всего углеводов содержится в сливочном мороженом. Самые низкие показатели у растительно – сливочного мороженого;
· Выпадение желтого кристаллического осадка во всех проведенных мною опытах подтверждает наличие в мороженом ионов PO3-
4 ;
· Образование красноватого раствора свидетельствует о наличии катионов Fe3+
во всех видах мороженого;
· В растительно-сливочном мороженом содержатся и растительные, и животные жиры, его пятно самое жирное из всех. За счет меньшего содержания масел и жиров, пятно в ванильном мороженом наименее жирное;
· Появление темно – фиолетового окрашивания подтверждает наличие крахмала в вафельном стаканчике (ванильного мороженого).
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 трех сортов мороженого: эскимо в шоколадной глазури, ванильное мороженое (пломбир «Русский холод»), растительно-сливочное мороженое «Виньетка» – наибольшей питательной ценностью обладает эскимо в шоколадной глазури.
4. При исследовании сортов мороженого я выяснил, что в состав мороженого входят пищевые добавки, которые вредны для здоровья человека – Е160 (каротин) – вреден для кожи, Е466 (карбоксиметилцеллюлоза) – вызывает расстройство желудка.
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
О.С. Борисова. Опыты по длительному хранению мороженого.
Журнал «Химия в школе» №7, 2006г.
Н.Д. Зубова. Производство мороженого, 2001.
Ю.А. Оленев. Мороженое.
Н.Н. Шпякина. Молочная промышленность.
6. Универсальное пособие. Новый справочник школьника. 5-11 кл, т.2, ИД «Весь», Санкт-Петербург, 2002г.
7.Яковишин Л.А. Химические опыты с мороженым.//Химия в школе.- 2006.-№7,с.69//
8.Воробьев В.И. Слагаемые здоровья. – М.: Знание, 1987
9. Казакова З.А. Основы физиологии питания, гигиена и санитария. – М.: Экономика, 1978.
10. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991.
11. Соловьев Ю.И. История химии. – М.: Просвещение,1990.
12. Фримантл М. Химия в действии. – М.: Мир,1991.
13. Шелтон Г.М. Ортотрофия: основы правильного питания. – М.: Молодая гвардия, 1992.
14. Энциклопедический словарь юного химика. – М.: Педагогика, 1990.