Исследовательская работа: 'Химия мороженого'

Республиканская научно - практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»

Направление «Химия»

Химия мороженого.

Автор работы: Невежина Татьяна Андреевна

Место выполнения работы:

Целинный район

с. Троицкое

МОУ «Партизанская средняя общеобразовательная школа»

Руководитель: Макаренкова Светлана Владимировна

учитель химии

с. Троицкое, 2010 г.

1. Введение

О нем говорят очень много, особенно летом. В честь него организовываются конкурсы и праздники. Его любят и взрослые и дети, причем, достоверно неизвестно, кто больше. Его называют зимней сказкой, молочной радостью, охлажденным счастьем, ведь для счастья его действительно нужно совсем немного - один стаканчик. А может быть - целый холодильник?

Мороженое - это охлажденный (замороженный десерт), изготавливающийся из молочных продуктов, таких как сливки, молоко, масло с добавлением наполнителей, ароматизаторов и сахаров.
Существует множество разнообразных видов и сортов мороженого. Это пломбиры, крем-брюле, замороженные соки, брикеты, эскимо и другие. Красное, белое, желтое, зеленое, фруктовое, шоколадное, ванильное - любое на ваш вкус. Технологии производства мороженого постоянно совершенствуются, а творческие идеи дизайнеров и просто оригиналов не иссякают. Оромный плюс мороженого в том, что его можно приготовить и в домашних условиях.

Заинтересовавшись этой темой, мне захотелось исследовать химический состав мороженого.

Цель работы:

Изучить химический состав различных сортов мороженого.

Задачи:

1. Из источников литературы узнать о происхождении мороженого.

2. Познакомиться с содержанием химических веществ, входящих в состав мороженого.

3. Провести химические эксперименты:

• Определение химического состава мороженого;

• Обнаружение белков в мороженом;

• Обнаружение остатков ароматических α - аминокислот (ксантопротеиновая реакция);

• Обнаружение углеводов;

• Обнаружение крахмала в вафельном стаканчике из-под мороженого;

• Обнаружение красителей, входящих в состав мороженого.

2. Основная часть

   1. . Методы работы

1. 1. 1. Определение химического состава мороженого

Методика обнаружения белков в мороженом

В пробирку наливают 1 мл растаявшего мороженого и добавляют 5-7 мл дистиллированной воды, закрывают ее пробкой и встряхивают. К 1 мл полученной смеси (остаток оставляют для опытов 2 и 3 ) приливают 1 мл 2 М раствора NaOH и несколько капель 10%-ого раствора CuSO₄. Содержимое пробирки встряхивают.

Методика обнаружения остатков ароматических α-аминокислот (ксантопротеиновая реакция)

Помещают в пробирку 1 мл раствора, приготовленного в предыдущем опыте, и приливают к нему 3-5 капель концентрированной азотной кислоты. Смесь нагревают. Появляется желтое окрашивание, затем смесь охлаждают и добавляют 3-5 капель 25%-ного раствора аммиака.

Методика обнаружения углеводов

Фильтруют 2 мл смеси, оставшейся после опыта 1, и добавляют к фильтрату 1мл раствора NaOH и 2-3 капли 10%-ого раствора CuSO₄. Пробирку встряхивают.

Методика обнаружения крахмала в вафельном стаканчике из - под мороженого

Берут вафельный стаканчик и капают на него 1-2 капли спиртового раствора йода из аптечки.

Методика обнаружения красителей, входящих в состав мороженого.

В две пробирки помещают по 1 мл мороженного с красителем. В одну из них приливают 1 мл 2 М раствора NaOH, в другую - столько же 1М раствора H₂SO₄. Наблюдается изменение окраски.

Для опытов 1-3 мы взяли мороженое на основе молока без каких-либо добавок (джем, орехи, шоколад и др.), а для опыта 5- мороженое, где нам показалось должен быть краситель, хотя производитель про это не сообщает.

1. 1. 1. Метод социологического опроса.

      2. Метод фотографирования.

      3. Метод работы с дополнительной литературой.

2. 2. Результаты:

В школе был проведен социологический опрос. В нем приняли участие 127 учеников 1 - 11 классов. В результате проведенного опроса среди учащихся нашей школы выяснили:

1. Наиболее предпочтительными из лакомств являются:

• Шоколад и мороженое (выбрали 107 учеников школы, что составляет 84,3 % от общего количества учеников, участвовавших в опросе);

• Конфеты (89 учеников, что составило - 70,1 %);

• Йогурт (79 учеников - 62,2 %);

• Зефир (46 учеников - 37,8 %).

Таким образом, наибольшей популярностью среди опрошенных учащихся школы пользуются мороженое и шоколад. Наиболее предпочтительными сортами мороженого являются:

• «Золотой слиток»;

• «Ля Фам»;

• «Долька»;

• «Ананасово-клубничное»;

• «Ежик».

При тщательном изучении обертки мороженого экспертиза показала, что в его состав входят:

- вода питьевая;

- сахар;

- молоко сухое;

- масло кокосовое;

- декстроза;

- молоко сгущенное;

- ароматизаторы (ваниль, клубники и ананаса, дыни);

- красители (Е 102, Е 122, Е 133, Е 124, Е 110);

- стабилизаторы - эмульгаторы (Е 471, Е 433, Е 466, Е 410, Е 412, Е 407, Е 485);

- растительный жир

- фруктовый сок «Долька».

В состав стаканчика из-под мороженого входят:

- мука;

- вода питьевая;

- сахар;

- масло растительное;

- яичный порошок;

- эмульгаторы - лецитин;

- соль;

- краситель Е 110;

- сода пищевая;

- пекарский концентрат;

- разрыхлитель.

В результате опытов по определению химического состава мороженого обнаружили:

Обнаружение белков в мороженом.

Пробы

№1

«Ананасово - клубничное»

№2

«Ежик»

№3

«Золотой слиток»

№4

«Долька»

№5

«Ля Фам»

Наличие белка

+

ярко-фиолетовое окрашивание

+

ярко-фиолетовое окрашивание

+

ярко-фиолетовое окрашивание

-

отсутсвие окрашивания

+

ярко-фиолетовое окрашивание

Появление ярко-фиолетового окрашивания, связанно с взаимодействием пептидных связей белковых молекул со свежеосажденным Cu (OH)₂ (биуретовая реакция). Отсутствие окрашивания в пробе № 4 связано с отсутствием в нем белка. Это реакция имеет высокую чувствительность, поэтому даже при разбавлении белка 1:10 000 наблюдается положительный результат.

Обнаружение остатков ароматических α - аминокислот (ксантопротеиновая реакция).

Пробы

№1

«Ананасово - клубничное»

№2

«Ежик»

№3

«Золотой слиток»

№4

«Долька»

№5

«Ля Фам»

Наличие ароматических

α - аминокислот

+

-

+

-

-

При обнаружении остатков ароматических α - аминокислот мы заметили, что прилив к пробам 5 капель HNO_3(К) и нагрев эти смеси появилось желтое окрашивание из-за нитрования остатков ароматических аминокислот (финилаланина, тирозина и триптофана), образующих белки. После охлаждения мы добавили к смеси 5 капель 25%-ого раствора аммиака. Произошло изменение цвета с желтого на оранжевый, но этот эксперимент у нас наблюдался только в пробирках № 1 и № 3. А в пробирке № 2, № 4, № 5 желтое окрашивание не проявилось.

Обнаружение углеводов.

Пробы

№1

«Ананасово - клубничное»

№2

«Ежик»

№3

«Золотой слиток»

№4

«Долька»

№5

«Ля Фам»

Наличие углеводов

+

+

+

+

+

В результате проведенных опытов наблюдали образование ярко-синего раствора (качественная реакция на спирты). Реакцию дают углеводы, входящие в состав мороженого, например лактоза и сахароза. Полученный раствор нагрели 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. Этот опыт очень хорошо проявился во всех 5 пробах .

Обнаружение крахмала в вафельном стаканчике из-под мороженного.

При проведении этого опыта мы взяли только то мороженое, которое находится в вафельном стаканчике: в пробах №1, №2, №5 появилось темно-фиолетовое окрашивание - качественная реакция на крахмал.

Изменение цвета красителей, входящих в состав мороженого.

Пробы

№1

«Ананасово - клубничное»

№2

«Ежик»

№3

«Золотой слиток»

№4

«Долька»

№5

«Ля Фам»

Наличие красителей

+

-

-

+

-

При исследовании изменения цвета красителей, окраска изменилась только в пробе № 1 и № 4 незначительно.

При приливании серной кислоты в пробу № 1 и № 5 окраска из желтой стала чуть-чуть светлей, а в другую пробирку этих же смесей при приливании NaOH окраска из желтой стала оранжевой.

2. Заключение:

1. При проведении социологического опроса выявили, что мороженое - одно из самых распространенных и любимых лакомств у детей.

2. При проведении исследования среди учащихся школы выявили, что наиболее предпочитаемыми сортами мороженого являются: «Ля Фам», «Золотой слиток», «Ёжик», сливочное мороженое с фруктовыми наполнителями.

3. При экспертизе оберток выявили, что все ингредиенты, входящие в состав мороженого соответствуют требованиям ГОСТа.

4. В результате проведенных химических экспериментов обнаружили, что в состав мороженого входят жиры, белки, углеводы, α - аминокислоты.

5. Проведение несложных опытов с этим продуктом, основано на качественных реакциях.

Данная работа может использоваться учителями химии в кружковой работе, на элективных занятиях. Она способствует возрастанию интереса к предмету, раскрывает связь химии с жизнью и может разнообразить учебный процесс.

Список литературы.

1. Вронский В.А. «Прикладная экология», Ростов на Дону, издательство «Феникс», 1996 год.

2. Георгиевский А.В. «Молочные продукты» М.,1993 год.

3. Журнал «Экология и жизнь» №3, №5, №6. 2006 год.

4. Журнал «ЗОЖ» №2, №6, 2003 год.

5. Михайлов В. Аношин А. «2000 лучших кулинарных рецептов» М., АСТ «Астрель», 2003 год.

6. Поливалина Е.М. «700 рецептов семейного уюта» М., РИПОЛ Классик, 2004 год.

7. Гаврилова Н.П., Дунченко Н.В. «Экспертиза молока и молочных продуктов», М., 2003 год.

8. Журнал «Химия в школе» №7, 2006 год.

9. Яковишин Л.А. «Химические опыты с мороженым» , №7, 2006 год.