Ученица 10 класса Оксана Кравец провела исследование о газированных напитках, в котором изучила влияние таких напитков на организм. Ниже представляем ее исследование.
Выявление уровня рН в популярных газированных напитках.
Здоровье человека зависит от основных 4 факторов: уровня медицины, состояния окружающей среды, наследственности и здорового образа жизни. В понятие ЗОЖ входят различные аспекты жизнедеятельности человека, в том числе и питание. Зачастую подрастающее поколение предпочитает включать в свой рацион пищу и напитки, содержащие большое количество консервантов и добавок, что вследствие вызывает различные осложнения на здоровье. Помимо обычной воды, подростки употребляют немалое количество вредных напитков, включая консервированную и газированную продукцию.
Любой организм устроен так, что имеет характерное постоянство внутренней среды, измеряемой рН величиной, и именно употребление газированных, или имеющих в составе излишнее количество сахара напитков вредит здоровью, вызывая различного характера осложнения, помимо этого, снижается активность ферментов и замедляется процесс обмена веществ.
Проблема: повседневное употребление газированных и консервированных напитков оказывает отрицательное влияние на организм человека, затрагивая все системы и органы, что со временем приводит к неизлечимым болезням.
Гипотеза: в популярных газированных напитках (Pepsi, Coca-Cola, Fanta, Sprite) низкий кислотный уровень рН, не удовлетворяющий условиям пользы для здоровья человека.
Цель: провести опыты по выявлению уровня рН популярных газированных напитков для написания статьи.
Задачи:
- Собрать и систематизировать информацию по изучаемой теме;
- Провести опрос среди учащихся 10-х классов;
- Провести эксперимент по определению уровня рН популярных газированных напитков (Pepsi, Coca-Cola, Fanta, Sprite);
- Сделать выводы проведённого эксперимента;
- Опубликовать статью «Выявление уровня рН популярных газированных напитков»;
- Подвести итоги проделанной работы;
- Защитить проект.
Методы исследования:
- Теоретические: сравнительный анализ, анализ научной литературы, синтез полученных материалов, наблюдение, описание.
- Практические: измерение, эксперимент.
Предмет исследования: популярные газированные напитки (Pepsi, Coca-Cola, Fanta, Sprite), во.
Объект исследования: рН исследуемых газированных напитков.
План работы над проектом:
| Этапы | Сроки | Характеристика деятельности |
| Подготовительный | 20.12.2023 – 20.01.2024 | Подбор и изучение генетического материала |
| Основной | 22.01.2024 – 29.02.2024 | Просмотр видеоматериала по работе с цифровой лабораторией. Проведение научно-исследовательских экспериментов. Проведение опроса среди учащихся 10 – х классов. |
| Заключительный | 01.03.2024 – 22.04.2024 | Оформление письменной части, создание презентации, подведение итогов. |
Положительные эффекты:
- Усовершенствование навыков написания исследовательской работы;
- Усовершенствование навыков работы с лабораторным оборудованием;
- Углубление знаний в области биологии и экспериментальной деятельности;
Риски:
- Эксперимент по проводимой исследовательской работе не будет завершён благополучно (не будет выявлен нужный результат);
- Данная исследовательская работа не будет актуальна и полезна для людей.
Ресурсы проекта:
- Человеческие: руководитель по проекту, родители;
- Временные: от 25.11.2024 до 22.04.2024;
- Технические: программы Power point, Word 2016, ресурсы интернета (видео-уроки по использованию цифровой лаборатории, методические материалы цифровой лаборатории);
- Финансовые:
- Coca – cola 0.33 л – 130 руб.
- Fanta 0.33 л – 129 руб.
- Sprite 0.3 л – 77 руб.
- Pepsi 0.3 л – 76 руб.
- Размещение статьи на сайте – 370 руб.
Теоретическая часть
Глава1. Вода и газированные напитки в организме человека.
1.1. Состав газированных напитков.
Газированная вода – это прохладительный напиток для утоления жажды. Основой для производства газированных напитков является натуральное сырьё и синтетические ароматизаторы, красители, подсластители.
Основными компонентами современных газированных напитков стали пищевые красители (карамельные – Е150, каротиноидные красно – жёлтые растительные пигменты – Е120, Е162), заменители сахара типа сорбита, аспартама и ксилита. Стойкость напитков повышается при введении консервантов – бензоната натрия, сорбиновой кислоты.
Газация напитков на производстве проводится двумя способами: механическим и химическим. Механический способ подразумевает введение и насыщение жидкости диоксидом углерода, который применяется при производстве фруктовых и минеральных вод. Химический способ подразумевает, что напиток газируется углекислотой при брожении. Путём взаимодействия кислоты и питьевой соды производится сельтерская вода, которую принято называть содовой.
Таким образом можно рассмотреть основные составляющие всех газированных напитков и способы их газации.
1.2. Опасность дефицита воды в организме.
Вода – необходимый элемент организма человека; она является главной составляющей и участвует во всех физиологических процессах «il corpo»; у новорождённых процент воды составляет 75% всего тела, у взрослого – 50%. Вода обеспечивает нормальное протекание множества процессов обмена веществ:
- Поддерживает нормальную температуру тела, поглощая излишнее тепло при испарении с поверхности тела в виде пота.
- Способствует транспортировке питательных веществ, гормонов, ферментов, а также обеспечению клеток кислородом.
- Выводит с мочой конечные продукты обмена веществ и токсины.
- Участвует во многих химических реакциях, в частности, в гликолизе, необходимом для производства АТФ — главного поставщика энергии организму.
- Входит в состав веществ, обеспечивающих смазку суставов (синовиальная жидкость) и органов пищеварения (слюна и слизь).
Нормальный обмен веществ нарушается уже при потере телом 1% воды.
Из-за недостатка воды в рационе питания человека, повышается кислотность организма, что способствует преждевременному старению и изнашиванию органов. Так же это отрицательно влияет и на умственные способности, что способствует постоянной тревожности, отсутствию внимания, кратковременности памяти. Помимо умственных проблем, дефицит воды оказывает влияние и на органы пищеварительной системы.
Наблюдаемы следующие побочные эффекты:
- проблемы перестальтики;
- нарушение нормы стула и кислотности мочи;
- рвота, нарушение усвояемости пищи и пр.
Следует сделать вывод, что вода играет огромную роль в нашем организме, сопровождает все жизненно необходимые процессы, и является основной составляющей всех групп органов, костей, химических соединений.
Глава 2. Влияние величины водородного показателя на здоровье человека.
- Значение и норма рН.
Отклонения pH жидкостных сред организма в ту или другую сторону называют либо кислотным (ацидоз), либо щелочным (алкалоз) сдвигом, причём первый распространён гораздо чаще. Там же баланс в нашем организме постоянно поддерживается на одном стабильном уровне и в очень узком диапазоне: от 7,35 до 7,45. Самое незначительное изменение рН крови, выходящее за эти границы, может привести к болезням. Когда pH начинает двигаться в сторону кислотного, то тело пытается восстановить баланс с помощью щелочных минералов. Они поступают в организм с пищей и водой. Если этого не происходит, то начинается закисление клеток, старение, болезни, упадок сил.
Кислотно-щелочной баланс является одним из индикаторов здоровья человека, pH (водородный показатель) характеризует степень кислотности или щелочности среды, что можно видеть на шкале водородного показателя, которая показана ниже. Вода сама по себе уникальное вещество, но её природный кристаллический баланс легко нарушить внешними агрессивными действиями. РH-фактор призван отражать именно этот баланс: оптимальный, нейтральный показатель – 7,0. При данном значении среда с идеальным кислотно-щелочным балансом: если pH меньше 7, то раствор считается кислотным, с кислой реакцией; когда значение выше 7, среда называется щелочной. Поддерживать кислотно-щелочное равновесие необходимо для нормального функционирования всех органов и систем человека.
Для измерения рН применяют рН-метры, шкала которых градуирована в милливольтах или непосредственно в единицах рН. Различие между показанием прибора и номинальным значением рН буферного раствора не должно превышать 0,04 единицы рН.
- Последствия чрезмерного употребления газированных напитков.
Газированные напитки способствуют различного рода нарушениям и проблемам в организме человека.
Влиять могут следующим образом:
- Разрушение эмали зубов: благодаря углекислому газу, рН меняется в кислую сторону, а кислоты пагубно влияют на эмаль и становятся причиной разрушения зубов. Изменение рН может способствовать активации роста патогенных микроорганизмов, которые и становятся причиной кариеса. В 2017 году было проведено исследование, которое показало, что искусственно насыщенная минеральная вода разрушает эмаль зубов;
- Синдром раздражённого кишечника: газированная вода не провоцирует синдром раздраженного кишечника. Однако ее употребление — одна из причин обострения симптомов;
- Лишний вес;
- Диабет и пр.
Практическая часть
Глава 1. Проведение опроса среди учащихся 10-х классов.
В ходе работы над проектом мною был проведён опрос среди учащихся 10-х классов, с целью выявления наиболее популярных газированных напитков, в котором участвовало 57 человек. В нём я задала следующие вопросы:
- Вы пьёте газированные напитки?
- Какие газированные напитки вы предпочитаете?
- Как часто, по вашему мнению, вы употребляете газированные напитки?
На что были даны следующие ответы:
- На первый вопрос предполагались ответы типа Да/Нет; 92% всех учащихся 10-х классов дли положительный ответ, что указывает на большой процент людей, употребляющих газированные напитки, среди опрошенных мною 10-классников. (Приложение 1)
- На второй вопрос учащиеся могли дать любой краткий ответ. Были выявлены следующие результаты (Приложение 1):
- Pepsi: 13 человек;
- Coca – Cola: 21 человек;
- Fanta: 10 человек;
- Sprite: 6 человек.
- На последний вопрос предполагались следующие ответы: редко, часто, регулярно; на что было выдано такое процентное соотношение (Приложение 1):
Редко – 23%
Часто – 68%
Регулярно – 9%
Глава 2. Проведение эксперимента.
Для своего исследования я воспользовалась цифровой лабораторией по биологии. Все работы проводились под присмотром и руководством руководителя по проекту – учителя биологии Манжуевой А.А. Были использованы следующие материалы:
- Методическое пособие цифровой лаборатории «Биология»;
- Краткое руководство по эксплуатации цифровой лаборатории;
- Материалы цифровой лаборатории: цифровой Р датчик рН, пробирки и мерные стаканы, нетбук Intel «Аквариус»;
- Информация с просторов интернета и видео – материал по эксплуатации цифровой лаборатории.
Ход работы:
- Просмотрели видео — материал по использованию цифровой мини-лаборатории;
- Установили программу «Аквариус» на компьютер;
- Подключили к датчику рН электрод для измерения кислотности;
- Подготовили к работе компьютер с подсоединённым к нему электронным измерителем датчиком рН; (Приложение 2)
- Наполнили мерные стаканы исследуемыми газированными напитками и водой; (Приложение 2)
- В каждую жидкость поочередно опускали датчик для измерения кислотно – щелочного баланса (Приложение 2, Приложение 3):
- Когда датчик рН опустили в первую жидкость – Соса-Соla, компьютер вывел такой результат: кислотно – щелочной баланс данного напитка равен 2.32, что указывает на очень низкий рН показатель, сравнимый с уксусной кислотой;
- Когда датчик рН опустили во вторую жидкость – Pepsi, компьютер вывел показатель 2.53, что указывает на показатели, сравнимые с Coca-Cola, вкус чуть кислее;
- Третья жидкость – Fanta, оказалась менее кислой, с показателем 3.4, но тем не менее, данный показатель весьма вреден для среды организма человека;
- Когда датчик опустили в последний газированный напиток – Sprite, компьютер показал результат 4.0, что сравнительно лучше, чем предыдущие показатели;
- Для того, чтобы подтвердить норму кислотно – щелочного баланса, также сделали анализ рН среды воды. Как и ожидалось, баланс воды составил 7.22 рН.
- С помощью программы проанализировали полученные данные в виде графиков;
- Зафиксировали данные проведенного эксперимента в письменной части.
Заключение
Вывод: Подводя итог проделанной работы мы подтвердили выдвигаемую гипотезу. Содержание рН оказалось ниже нормы. Любой газированный напиток, употребляемый в неконтролируемом количестве, пагубно влияет на функционирование организма человека, провоцирует развитие множества болезней, и обостряет ранее приобретённые заболевания. Во время проведения данных опытов, я научилась на практике использовать лабораторное оборудование. Я изучила теоретический материал по работе с «Цифровой лабораторией ученика», поэтому сложностей не возникло.
Какой же напиток можно назвать не приносящем вреда и даже полезным? Самым оптимальным напитком является вода, её рН характеризуется нормальным уровнем кислотно – щелочного баланса, она – основа всего живого на планете, и именно она – бо́льшая составляющая всего нашего организма.
Изучая информацию для составления данной работы, я узнала много интересного и полезного для меня. Проведя опрос среди учащихся 10-х классов, я смогла благополучно провести эксперимент и рассмотреть показатели рН исследуемых мной напитков. После проделанной мною работы, тот материал, который послужил основой для написания данной работы, помог в написании научно – исследовательской статьи. Я достигла поставленной цели, определив уровень рН всех выбранных мной напитков, и опубликовав статью.
Список источников информации
- А.В. Цветков, И.А. Смирнов: «Методическое пособие к цифровой лаборатории «Биология»» Москва 2023; 107 c.
- А.Ю. Поваляев, Д.М Жилин: «Краткое руководство по эксплуатации цифровой лаборатории»; 72 с.
Ресурсы интернета:
- А.В. Цветков, И.А. Смирнов: «Экология».,
http://nau-ra.ru/catalog/product/view/6/174 (дата обращения
2) А.В. Цветков, И.А. Смирнов: «Физиология».,
http://nau-ra.ru/catalog/product/view/6/141
3) https://youtu.be/nUvMplYJlAk
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
