Введение

Наш организм на 80 % состоит из воды. Для поддержания водного баланса человек каждый день пьет: воду, сок, чай, кофе или сладкие газированные напитки. Каждый человек знаком со сладкими газированными напитками с детства, но не каждый задумывался о настоящем вреде на организм после употребления таких напитков.

Употребляя данные напитки, мы не задумываемся о вреде или даже пользе от них, поэтому я решил провести собственное исследование, чтобы разобраться в этом вопросе и выяснить насколько сладкий газированный напиток полезен и насколько вреден для организма человека, в этом и состоит актуальность выбранной мною для исследования темы.

Цель работы: изучить состав сладкого газированного напитка и его влияние на организм человека.

Задачи:

— изучить информацию об сладком газированном напитке;

— изучить состав сладкого газированного напитка;

— расширить знания о влиянии сладкого газированного напитка на организм человека;

— провести эксперименты по исследованию состава сладкого газированного напитка;

— разработать рекомендацию по употреблению сладкого газированного напитка;

Мною была выдвинута гипотеза.

Если напиток содержит опасные для жизни компоненты, то стоит отказаться от его него, либо уменьшить дозу употребления до минимального.

Объект исследования: сладкий газированный напиток «Frustyle» (лимон лайм)

Предмет исследования: влияние сладкого газированного напитка на организм человека.

1. Теоретическая часть

1.1. Состав сладкого газированного напитка «Frustyle»

Основной состав газировки: углекислый газ, сахар, красители, ароматизаторы, кофеин, консерванты, регуляторы кислотности, подсластители, стабилизаторы.

Я выяснил влияние каждого компоненты на организм человека.

Углекислый газ сам по себе не вызывает особую угрозу для организма, но вызывает вздутие живота, а это опасно тем, кто имеет заболевание желудочно-кишечного тракта. Сахар негативно влияет на функционирование поджелудочной железы и эндокринной системы человека, что может вызвать ожирение или даже сахарный диабет. В основе красители вызывают аллергическую реакцию или даже развитие рака. Ароматизаторы не несут особую опасность для организма, если употреблять в умеренной дозе, иначе могут вызваться аллергические реакции. Кофеин способствует истощению нервной системы, сопровождая головными болями и большой нагрузкой на сердце.

Консерванты.

Сорбат калия (E202). Доказано учеными, что данный консервант абсолютно нейтрален и не несет никакого вреда для организма.

Бензоат натрия (E211). При избыточном потреблении и последующем накоплении консерванта в организме формируется чрезмерное количество гиппуровой кислоты, которая перегружает почки, увеличивает риски почечной недостаточности и нарушений метаболизма, также может развиться болезнь Паркинсона.

Регуляторы кислотности.

Лимонная кислота (E330) способна разрушать эмаль зубов.

Цитрат натрия (Е331) может оказывать негативное влияние на организм. При использовании цитрата натрия в лекарственных средствах указываются следующие побочные эффекты: повышение артериального давления, уменьшение аппетита, тошнота, болезненные ощущения в животе, рвота.

При употреблении пищевых продуктов с добавкой Е331 такой вред снижен до минимума, поскольку цитрат натрия содержится в еде в значительно меньших дозах, нежели в лекарствах. Данных о том, что пищевая добавка Е331 причинила серьезный вред здоровью, нет.

Подсластители.

Ацесульфам калия (E950) попадая в организм ацесульфама калия практически полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте, не метаболизируется и выводится через мочевую систему. Добавка Е950 может проходить через плаценту, а также попадать в организм младенца через грудное молоко матери.

Аспартам (E951) Метаболизм добавки Е951 сопровождается образованием небольшого количества метанола, который является токсическим веществом. Но в таких дозах он не представляет опасности для человека. Вклад аспартама в общий уровень поступления метанола не превышает 10 %, что считается безопасным для организма.

Сукралоза (E955) Несмотря на признанную безопасность сукралозы при соблюдении установленных норм потребления, некоторые исследования указывают на возможные риски при её чрезмерном употреблении. Например, в 2024 году было опубликовано исследование, которое показало, что потребление сукралозы может привести к дисбиозу кишечника, снижению уровня короткоцепочечных жирных кислот и повышению проницаемости кишечного барьера.

Стабилизатор.

Гуммиарабик (E414) вредких случаях проявляются аллергические реакции.

1.2. Вред сладких газированных напитков

Если говорить о таких напитках, то не стоит ожидать полезного продукта и даже дело не в том, что состав напитка может включать в себя полезные вещества, а то, что полезные вещества могут прореагировать с другими и образовать токсичные соединения самый открытый пример — образование бензола. Обратившись к информационным источникам, я выяснил какой вред несет напиток «Frustyle» на организм человека.

1.3. Общее действие на организм

На протяжении последних лет газированные напитки с высоким содержанием сахара считаются очень вредными для здоровья. Вред газировки доказан научными исследованиями. Регулярное употребление этих напитков стимулирует набор лишнего жира. Содержащиеся в них углеводы, в том числе высококонцентрированный сахар, становятся источником повышенной энергии, которая при недостатке физической активности приводит к накоплению жира в теле. Также газировка часто вызывает вздутие и газообразование из-за содержания углекислого газа. Это может привести к дискомфорту в области живота и даже к повышению давления в животе. Многие говорят, что потребление сладких газированных напитков способствует развитию заболеваний эндокринной, нервной, желудочно-кишечной системы, особенно у детей. Например, 1,5 литра coca-cola содержит 40 чайных ложек сахара, это повышает риск развития сахарного диабета из-за снижения уровня инсулина в крови. Большое количество газировки способно вызывать ожирение и проблемы избыточного веса из-за нарушения обмена веществ и работы печени.

Влияние газированных напитков на желудок. Ученые в Японии проводили сравнительные тесты с пациентами, страдающими запорами и диспепсией. В течение 15 дней одна группа пила обычную воду, другая газировку. У людей после обычной воды показатели не изменились, а после газированной воды здоровье — улучшилось. В результате другого исследования: женщины, которые утром на голодный желудок медленно выпивали стакан (250 мл) газированной воды дольше обходились без еды, потому что желудок наполнялся 900 мл газа и мозг получал сигнал о сытости. Этот факт послужил поводом использования газированной воды для похудения при составлении диет и других методик по ограничению количества употребляемой пищи.

Влияние газированных напитков на кальций в костях. С 1948 года началось исследование состояния здоровья у жителей города Фрамингем. Сейчас участвует четвертое поколение испытуемых с остеопорозом и болезнями сердца, проводимым Бостонским университетом Тафтса и Центральной больницы Массачусетс. В костных тканях женщин, употреблявших 3 дня в неделю колу, количество минералов снизилось в несколько раз, по сравнению с женщинами, которые колу не пили. Употребление других газированных напитков на состав костей не влияет. Поэтому специалисты сделали вывод, что минералы из костей вымываются фосфорной кислотой и кофеином. Употребление маленькими глотками обычной газированной воды без кофеина, и фосфорной кислоты не оказывает негативного действия ни на желудок, ни на кости человека.

Влияние газированных напитков на зубы. Реклама стоматологических компаний утверждает, что зубная эмаль разрушается из-за кислоты. Однако, это утверждение касается сладких газированных напитков, благодаря изучению их влияния на эмаль зубов. Про простую газированную воду нет достаточных данных. В университете города Бирмингем в 2001 году были изучены семь различных марок простой газированной воды в плане разрушения эмали зубов.

Влияние газированных напитков на сердце. Как относится к этому проблема с сердечно-сосудистой системой? Газированные напитки, особенно содержащие кофеин, могут стимулировать повышение давления, что ведет к усугублению заболеваний сердечно-сосудистой системы.

1.4. Иные негативные последствия потребления газированных напитков

Газировка не утоляет жажду, несмотря на первоначальный свежий эффект. Частый прием газированных напитков приводит к дегидратации организма, так как они, на самом деле, вымывают необходимую для нормальной работы организма жидкость из почек и кишечника. В итоге, простая газированная вода с кислотностью всего 5–6 рН, менее опасна по сравнению с ароматизированными газировками.

2. Практическая часть

2.1. Определение рН-среды.

Для этого использую индикаторную бумагу. Опускаю её в газированный напиток. Сравнивая окраску бумаги со шкалой, делаю вывод, что рН исследуемой газированной воды в пределах 3–4. Среда слабокислая.

2.2. Определение содержания ортофосфорной кислоты.

В пробирку с газированным напитком добавляем раствор нитрата серебра, подкисленного азотной кислотой. Ожидаем выпадение желтого осадка фосфата серебра. Но в условиях школьной лаборатории такой опыт не получается. Причиной служит малая концентрация ионов в растворе. Я наблюдал выпадение белого осадка, какой дают хлориды. Это можно объяснить тем, что газированный напиток готовился на воде, содержащей поваренную соль.

2.3. Обнаружение углеводов.

В пробирку с газированной водой добавил раствор сульфата меди (II) в щелочной среде (свежеприготовленный гидроксид меди (II)). Наблюдал образование ярко-синего раствора.

2.4. Влияние кислой среды газированного напитка на яичную скорлупу.

В ходе данного эксперимента было изучено влияние кислой среды газированного напитка «Frustyle» (лимон-лайм) на яичную скорлупу. Яичная скорлупа была полностью погружена в напиток и находилась в нём на протяжении 100 часов. Наблюдения проводились регулярно с фиксацией изменений состояния скорлупы.

В первые часы эксперимента видимых изменений не наблюдалось, однако со временем стало заметно, что поверхность скорлупы начала постепенно терять твёрдость. Это связано с тем, что газированный напиток содержит кислоты (лимонную кислоту и угольную кислоту), которые вступают в химическую реакцию с карбонатом кальция — основным компонентом яичной скорлупы.

На 90-м часу эксперимента было отмечено, что скорлупа стала заметно мягче, что свидетельствует о значительном разрушении минеральной структуры. К 100-му часу скорлупа окончательно утратила твёрдость и стала полностью мягкой, сохранив при этом форму яйца за счёт внутренней мембраны.

Таким образом этот эксперимент наглядно демонстрирует агрессивное воздействие кислых газированных напитков на твёрдые биологические материалы и позволяет провести аналогию с влиянием подобных напитков на зубную эмаль человека при их частом употреблении.

2.5. Проверка наличия консервантов.

Цель данного опыта — проверить наличие консервантов в газированном напитке с помощью дрожжей.

Для проведения эксперимента была использована одна колба, в которую был налит газированный напиток Sprite. В колбу добавили небольшое количество сухих дрожжей. После этого горлышко колбы плотно закрыли воздушным шариком.

Дрожжи являются живыми микроорганизмами, которые при наличии сахара и отсутствии веществ, подавляющих их жизнедеятельность, начинают процесс брожения. В ходе этого процесса выделяется углекислый газ. Если дрожжи активны, выделяющийся газ накапливается в воздушном шарике, что приводит к его постепенному надуванию. В случае наличия в напитке консервантов активность дрожжей снижается или полностью прекращается, и воздушный шарик не надувается.

Наблюдая за состоянием воздушного шарика, можно сделать вывод о наличии или отсутствии консервантов в газированном напитке. Данный опыт наглядно демонстрирует влияние компонентов напитка на жизнедеятельность микроорганизмов.

Заключение

В ходе выполнения данного исследовательского проекта на тему «Химия в сладких газированных напитках» была достигнута поставленная цель: изучен состав сладкого газированного напитка «Frustyle» (лимон-лайм) и его влияние на организм человека. В процессе работы были успешно решены все задачи проекта.

Основные выводы и результаты проекта:

1. Теоретическая часть:

В ходе выполнения индивидуального исследовательского проекта на тему «Химия в сладких газированных напитках» была достигнута поставленная цель — изучен состав сладкого газированного напитка «Frustyle» (лимон-лайм) и проанализировано его влияние на организм человека. Все задачи проекта были последовательно выполнены.

В результате изучения теоретических источников было установлено, что сладкие газированные напитки содержат целый ряд компонентов, таких как сахар, регуляторы кислотности, консерванты, подсластители и ароматизаторы. Несмотря на то, что большинство из них разрешены к применению, при регулярном и чрезмерном употреблении они могут оказывать негативное воздействие на здоровье человека.

2. Практическая часть:

Определение рН показало, что напиток обладает кислой средой. Эксперимент с яичной скорлупой продемонстрировал разрушительное действие кислоты на карбонат кальция, что позволяет провести аналогию с воздействием газированных напитков на зубную эмаль. Опыт с использованием дрожжей показал влияние компонентов напитка на жизнедеятельность микроорганизмов, что подтверждает наличие веществ, подавляющих биологическую активность.

Выдвинутая гипотеза подтвердилась : если напиток содержит компоненты, потенциально опасные для здоровья при частом употреблении, его потребление следует ограничить или сократить до минимума. Сладкие газированные напитки не являются полезными для регулярного употребления и могут способствовать развитию кариеса, заболеваний желудочно-кишечного тракта, ожирения и нарушений обмена веществ.

Практическая значимость работы заключается в формировании у школьников осознанного и ответственного отношения к своему здоровью. Материалы проекта могут быть использованы при проведении внеклассных мероприятий, классных часов и уроков химии, направленных на пропаганду здорового образа жизни.

Литература:

1. Нечаев А. П., Кочеткова А. А., Зайцев А. Н. Пищевые добавки. — М.: КолосС, 2012. — 280 с.

2. Тутельян В. А. Химический состав и калорийность российских продуктов питания. — М.: ДеЛи принт, 2012. — 284 с.

3. Браун Р.Дж., де Банате М. А., Ротер К. И. Искусственные подсластители: систематический обзор метаболических эффектов у молодежи // Международный журнал педиатрического ожирения. — 2010. — Том. 5(4). — С. 305–312.