Практико-ориентированный проект «Экспертиза качества соков на обнаружение синтетических красителей и органолептических показателей»

Введение

Сок – вкусный и ценный питательный продукт. В соках содержатся витамины, минеральные вещества, легкоусвояемые углеводы. Пищевая ценность соков привела к их широкому использованию для профилактики и лечения  болезней. Например,  яблочный сок убивает бактерии, повышает иммунитет, защищает от некоторых форм раковых заболеваний,  виноградный нормализует обмен веществ, эффективен при анемии, гастритах, неврозах. С точки зрения биологии  сок представляет содержимое вакуолей растительной клетки и содержит глюкозу, фруктозу,  полисахариды, фруктовые кислоты (яблочная, лимонная и т.д.); минеральные вещества, витамины, аминокислоты и др.   Соки среди безалкогольных напитков выделяются тем, что они способны утолять жажду, оказывать физиологическое воздействие на организм человека, так как содержат многие биологически активные вещества, характерные для свежих плодов и овощей. Некоторые соки имеют диетическое и лечебное значение [1].

   В настоящее время прилавки магазинов выставляют большое разнообразие соков разных сортов: яблочные и грушевые, вишневые и сливовые, апельсиновые и персиковые, прозрачные и с мякотью. Производители соков делают соки натуральные, смешанные, витаминизированные, в общем, на любой вкус и цвет.

              Такое  разнообразие всевозможных соков привлекает особенно внимание детей. Как узнать, какой сок – полезен для здоровья человека, и что мы ждем от производителей соков? Важно, что сок – является основным источником витаминов. Давно известно, что витамины необходимы для укрепления нашего иммунитета. Суточная потребность витаминов невелика. Результаты исследования Института питания РАМН свидетельствуют о тревожной ситуации в России. Отмечается недостаточное потребление витаминов, особенно витамина С, что приводит к авитаминозу. Витаминный дефицит наблюдается не только зимой, но и весной. Из рекламных роликов мы узнаем, что все соки – “кладовая витаминов”. Правда это или нет, мы попытались выяснить практически, проведя экспертизу качества соков на предмет наличия в них витаминов, а также оценить их органолептические показатели.  Совпадут ли “выводы” рекламы с нашими результатами исследования соков?

    Гипотеза: Если выяснить, что в соках содержатся синтетические красители, то можно будет правильно выбрать для себя полезные соки.

               Цель работы: Провести экспертизу качества фруктовых и овощных соков на наличие синтетических красителей и органолептических показателей.

   Объект исследования: фруктовые, овощные соки.

   Предмет исследования: показатели качества сока, синтетические красители.

               Задачи:

  1. Накопить, изучить, провести анализ найденной информации;

  2. Провести химический анализ  на определение качества красителей;

  3. Выбрать  методы исследования и методику экспертизы качества соков;

  4. Провести анкетирование среди  обучающихся школы и сделать выводы;

  5. Подобрать необходимые реактивы, химическое оборудование;

  6. Подобрать материал для исследования.

              Методы исследования:

v    Эксперимент.

v    Анкетирование.

v    Теоретический анализ.

 Глава 1. Теоретическая часть

1.1.            Синтетические красители, входящие в состав сока

   Синтетические красители используются для окраски разнообразных изделий, материалов, а также пищевых продуктов. В отличие от натуральных, синтетические красители - это вещества, которые не встречаются в природе, а синтезируются человеком.

    Благодаря искусственному происхождению, синтетические красители обладают рядом уникальных свойств: низкая чувствительность к условиям обработки;  яркие, насыщенные, и разнообразные цвета;  длительный срок хранения (до нескольких лет).      Но искусственные вещества, использующиеся в качестве красителей, не содержат витаминов, в большинстве случаев они абсолютно безвкусны и не обладают биологической активностью [2].

   Синтетические красители на сегодняшний день используются чаще, чем красители натуральные, а область их применения чрезвычайно широка.

   В  производстве напитков разрешены искусственные красители: индигокармин, тартразин;  в сахарно-рафинадном производстве - ультрамарин. Особое место занимают такие синтетические красители, как судан-3, нафтол желтый и амарант, они запрещены, так как они токсичны и могут нанести вред здоровью. Наиболее вредные добавки - Е 121, Е 123 и Е 240. Длительный срок хранения сока не всегда свидетельствует о наличии консервантов. В некоторых случаях это означает то, что сок подвергался воздействию высоких температур. При этом содержание полезных веществ в нем уменьшается [3].

1.2. Классификация соков

Российское законодательство делит соки на пять видов в зависимости от способов производства и обработки плодов (Приложение № 1):

1)                 Сок прямого отжима — сок, произведенный непосредственно из свежих или сохраненных свежими фруктов и (или) овощей путем их механической обработки;

2)                 Свежеотжатый сок — сок прямого отжима, произведенный из свежих или сохраненных свежими фруктов и (или) овощей в присутствии потребителей и не подвергавшийся консервированию;

3)                 Восстановленный сок — сок, произведенный из концентрированного сока или сока прямого отжима и питьевой воды.

4)                 Концентрированный сок — сок, произведенный путем физического удаления из сока прямого отжима части содержащейся в нём воды в целях увеличения содержания растворимых сухих веществ не менее чем в два раза по отношению к исходному соку прямого отжима. В концентрированный сок могут быть добавлены концентрированные натуральные ароматообразующие вещества, произведенные из одноименного сока либо из одноименных фруктов или овощей;

5)                 Диффузионный сок — сок, который произведен путем извлечения с помощью питьевой воды экстрактивных веществ из свежих фруктов и (или) овощей либо высушенных фруктов и (или) овощей одного вида, сок из которых не может быть получен путем их механической обработки. Диффузионный сок может быть подвергнут концентрированию, а затем восстановлению. Содержание растворимых сухих веществ в диффузионном соке должно быть не ниже уровня, установленного для восстановленных соков [4].

1.3. Технологии изготовления соков промышленного производства и в домашних условиях

В настоящее время существует множество разнообразных технологий изготовления соков, рассмотрим самые основные:

·                    Производство сока прямого отжима

   Соки прямого отжима или натуральные свежеотжатые соки промышленного изготовления производят непосредственно из фруктов или овощей в период сбора урожая. Сезон сбора и переработки урожая длится в зависимости от вида фруктов и географического региона от 20 и более дней.

   Для получения сока собранные фрукты или овощи в свежем виде доставляют на перерабатывающее предприятие, главной задачей которого является сохранение при получении сока высокого качества, сохраняя полезные свойства исходного сырья. Для его переработки применяют различные технологии, состоящие из нескольких процессов — приёмки, мойки и инспекции свежих фруктов (овощей), измельчения сырья, собственно получения сока механическим способом (например, с помощью прессов различных конструкций), однократной тепловой обработки — пастеризации, розлива в стерильную потребительскую тару. Для розлива соков прямого отжима наибольшее распространение получила тара из стекла, которое является наилучшим упаковочным материалом, сохраняющим качество, полезные свойства и обеспечивающим безопасность продукции в течение длительного времени. Контроль качества и безопасности продукции осуществляется на протяжении всей цепочки — от выращивания фруктов (овощей) до готового продукта.

   В зависимости от вида фруктов (овощей) технологии соков прямого отжима могут отличаться в деталях, но главной объединяющей особенностью этих технологий является применение минимального количества промышленных процессов, что позволяет в отличие от восстановленных соков полностью сохранить в конечном продукте — соке прямого отжима — полезные свойства фруктов (овощей). В технологиях соков прямого отжима не применяют таких операций, характерных для восстановленных соков, как концентрирование, стабилизация, осветление, восстановление путём добавления питьевой воды и ароматобразующих веществ. Соки прямого отжима пастеризуют только один раз, а восстановленные соки в процессе их изготовления подвергаются неоднократной тепловой обработке (несколько раз при изготовлении концентрированного сырья, затем повторно при восстановлении).

·                    Производство восстановленного сока

   Производство восстановленного сока проходит в 5 этапов:

  1 этап. Проверка концентрированного сока

   Концентрированные соки и пюре поставляют на завод либо в бочках с вставленными в них асептическими пищевыми мешками-вкладышами, либо в емкостях из нержавеющей пищевой стали. Проверка концентрированного сока состоит из двух этапов. На первом этапе концентрированный сок проверяют сразу после поступления на завод. В проверку входят: проверка микробиологических показателей; проверка органолептических показателей (вкус, цвет, запах); проверка физико-химических показателей. Если первый этап проверки показывает, что все показатели в норме, то принимается решение об использовании данного концентрированного сока в производстве. После этого концентрированный сок отправляют на хранение, которое проходит в специальных условиях, чтобы сохранить все параметры. Второй этап проверки проводят непосредственно перед приготовлением продукта. Концентрированный сок повторно проверяют на соответствие органолептических и физико-химических показателей заявленной норме. Если на любом из этапов проверки выявлено какое-либо отклонение, то концентрированный сок бракуется и не используют в производстве продукции.

 2 этап. Возврат воды

   Для изготовления восстановленного сока в концентрированный сок необходимо вернуть весь объём воды, которая была удалена из него в процессе концентрирования. Для этого используют питьевую воду, которая не влияет на вкус, запах и цвет сока. Для этого вода проходит многоступенчатую очистку: механическую очистку от органических примесей и обработку бактерицидными ультрафиолетовыми лампами.

3 этап. Отбор проб 

   При перемешивании концентрированного сока, питьевой воды и ароматобразующих веществ отбирают пробу сока и проверяют качество приготовленного продукта (вкус, цвет, запах, консистенцию, титруемую кислотность, содержание сухих веществ). Если все параметры находятся в норме, то сок поступает на тепловую обработку.

4 этап. Пастеризация

   Задача тепловой обработки (пастеризации) заключается в обеспечении микробиологической безопасности продукта и его сохранности в течение всего срока годности. В процессе пастеризации продукт нагревают до 90—97 °C и выдерживают в течение 30 секунд. После этого очень быстро охлаждают до 25 °C. Такой температурный режим позволяет уничтожить все вредные микроорганизмы и одновременно сохранить и вкусовые качества, и аромат, и витамины.

5 этап. Пакетирование 

   Пастеризованный восстановленный сок подают в упаковочную машину, где его разливают в пакеты, которые стерилизуются и формуются непосредственно внутри машины. Таким образом, благодаря полностью замкнутому производству и асептической переработке обеспечивается полная защита восстановленного сока от нежелательных внешних воздействий. На этом этапе эксперты проверяют качество упаковки, качество формирования пакета и его герметичность, проверяют полноту налива. После этого на пакет наносят маркировку несмываемыми чернилами (дату производства и срок годности), приклеивают соломинку или крышечку. Затем пакеты упаковывают в гофрокороба, опалечивают в пленку, складывают в поддоны и отправляют на складское хранение [4].

·                    Технологии получения сока в домашних условиях

   Если сок планируется к длительному хранению, то процесс его изготовления можно представить в виде технологической цепочки: подготовка ягод, плодов и овощей → выдавливание сока → его консервирование.

   Процесс приготовления соков начинается с подготовки исходного сырья (плодов, ягод, овощей и т.д.), которые очищают от черешков и листьев, моют в проточной холодной воде, затем отбрасывают на решётку и дают стечь воде.

   Затем крупные плоды и овощи дробят (размельчают), давят прессами, отжимают через сито или в быту пользуются специальными соковыжималками различных конструкций. Сок отжимают механически или нагреванием нарезанных плодов паром. Для осветления свежеотжатого сока его фильтруют, однако полного осветления сока фильтрация не даёт. Прозрачный и ароматный сок можно получить нагревом сырья паром в соковарке.

   Для длительного хранения свежеполученные соки подогревают до температуры 85 °C, быстро разливают в чистые стерилизованные стеклянные ёмкости и накрывают крышками. Пастеризуют на протяжении 15—20 минут, после чего герметично закупоривают. Пастеризация (в отличие от стерилизации) способствует сохранению витаминов в соках.

1.4. Органолептическая оценка качества соков

   Органолептические показатели- показатели, определяемые с помощью орга­нов чувств человека. К органолептическим показателям относят: прозрачность, цвет, внешний вид, вкус, аромат.

   Вкус, аромат и цвет соков должны соответствовать натуральным плодам, из которых они изготовлены. Осветленные натуральные соки и соки с сахаром должны быть прозрачными, без осадка; неосветленные – равномерно и тонкопротертыми, свободно льющимися, однородной консистенции, непрозрачными; соки с мякотью – в виде однородной непрозрачной массы с равномерно распределенной гомогенизированной мякотью. Допускается в соках с мякотью расслаивание и небольшой уплотненный осадок на дне, а в вишневом и сливовом соках – оседание мякоти. Цвет соков должен соответствовать цвету спелых плодов, ягод и овощей, из которых они изготовлены, но допускаются более темные оттенки в светлых соках и незначительное обесцвечивание сока из темноокрашенных плодов и ягод. Вкус и запах определяют сразу после налива пробы в дегустационный бокал, при этом обращают внимание на соответствие вкуса и запаха плодам, ягодам и овощам, из которых они изготовлены, на наличие неблагоприятных вкусовых свойств и прочих посторонних привкусов и запахов [5].

1.5. Отрицательное и положительное влияние сока на организм человека

   Практически все свежевыжатые соки в своем составе содержат биологически активные вещества, которые мгновенно всасываются в желудочно-кишечной системе и участвуют в биологических и биохимических процессах, а точнее в процессе обмена веществ. Обмен веществ – это процесс превращения поступающих в наш организм продуктов в элементы, из которых и строятся клетки человеческого тела. 

   Свежевыжатые соки очень активно влияют на эти процессы. В подавляющем большинстве это оказывает очень полезный эффект для организма, но во всем важна золотая середина, а употребление соков литрами не так уж полезно, если даже не вредно.

   В зависимости от разновидности сока, в нем могут содержаться те или иные минеральные вещества (больше всего в овощных) и витамины (больше в фруктовых соках). И минеральные вещества, и витамины очень полезны, но в свежевыжатых соках содержатся кроме этого и менее полезные вещества, оказывающие на организм порой непредсказуемое воздействие.

   Свежевыжатые соки – это природный кладезь витаминов. Свежие соки могут не только утолить жажду, разнообразить наш рацион, но и помочь избавиться от многих недугов.    Свежевыжатые соки обладают большой лечебной и питательной ценностью [6].

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1.Анкета

   Для проведения нашего исследования нам нужно было узнать, какой сок предпочитают обучающиеся нашей школы. Поэтому, было решено провести анкетирование. Школьникам были предложены следующие вопросы:

  1.Как часто вы употребляете сок?

1) каждый день        2) раз в неделю     3) не употребляю

2. Какой сок вы предпочитаете?

1)фруктовый              2) овощной            3) свой  вариант________.

3. Соки какой фирмы вы предпочитаете?

1) «Добрый»      2) «Фруто-няня»     3) «Привет»          4) Другая марка____

4. Употребляете ли вы домашние соки?

1)да      2)нет

5. Какому соку вы отдаете предпочтение?

1) яблочный     2)апельсиновый        3)мультифруктовый       4)Свой вариант_____

    Обработав данные анкет (Приложение №2), были сделаны следующие выводы:

ü     Большинство опрошенных употребляют сок раз в неделю(76 %), каждый день - 18 % и не употребляют совсем- 6%.

ü     96% опрошенных отдают предпочтение фруктовым сокам, овощным – 4%.

ü     Среди фруктовых соков наиболее предпочитаемыми оказались апельсиновый, абрикосовый, мультифруктовый.

ü     Наибольшей популярностью пользуются соки марок: «Добрый», «Фруто-няня», «Малышам», «Привет».

ü     Больше половины учащихся употребляют соки домашнего производства.

2.2. Эксперимент

 Опираясь на результаты проведенной анкеты, мы решили провести экспертизу со следующими соками: «Добрый», «Малышам», «Фруто-няня», так как эти соки пользуются наибольшей популярностью среди опрошенных.

В ходе исследования была использована методика определения искусственных и натуральных красителей (Приложение № 3).

   Для проведения экспертизы качества соков мы отобрали следующие эксперименты.

Эксперимент № 1. «Качественное определение красителей - антоцианов в соках красного цвета»

Цель:  сравнить наличие антоцианов в соках домашнего и промышленного производства  опытным путем.

Оборудование: пробирки, пипетка, стеклянная  палочка,  спиртовка, держатель для пробирок, 10% раствор аммиака, стеклянный цилиндр, домашний «вишневый», гранатовый сок  промышленного производства.

                                                             Ход работы

Для проведения данного опыта мы взяли соки красного цвета: домашний вишневый, гранатовый сок  торговой  марки «БАРinoff»

С помощью  10%  раствора аммиака мы попытались обнаружить наличие синтетических и натуральных красителей  красного цвета.

При добавлении раствора аммиака  в домашний вишневый сок, произошла качественная реакция – окраска сока стала грязно-синей, что доказывает наличие только натуральных красителей.

После добавления в гранатовый сок реактива – окраска не изменилась.

  Это свидетельствует о том, что  в состав сока входят синтетические красители (Приложение № 4).

Результаты опыта представлены  в таблице (Таблица 2.1.)

Таблица 2.1.

Результаты эксперимента № 1

«Качественное определение красителей - антоцианов в соках красного цвета»

 Вывод: Проведенный опыт доказал, что гранатовый сок промышленного производства содержит искусственные красители, в отличие от домашнего вишневого.

Эксперимент № 2. «Тест на содержание искусственных красителей желтого и оранжевого цветов»

Цель: Определить наличие искусственных красителей желтого и оранжевого цветов в соках.

Оборудование: пробирки, пипетка, стеклянная  палочка,  спиртовка, держатель для пробирок, стеклянный цилиндр, пищевая сода.

Объект исследования: абрикосовый, банановый, тыквенный, апельсиновый -  соки промышленного производства и тыквенный домашний.

                                                                Ход работы                 

В пробирку с абрикосовым соком мы добавили водный раствор пищевой соды. Прокипятив в течение 2-3 минут содержимое пробирки мы отметили изменение в его окраске - цвет сока стал темнее, что свидетельствует о наличии искусственных красителей в данном продукте.

Проведя такой же эксперимент с банановым соком, мы сделали вывод о том, что в данном соке отсутствуют искусственные красители, так как он стал прозрачным.

В последующих двух экспериментах с апельсиновым и тыквенным соками мы установили наличие синтетических красителей, поскольку, цвет соков не изменился.

При добавлении раствора пищевой соды и нагревания домашнего тыквенного сока мы убедились в том, что синтетических красителей в нем нет (сок стал прозрачным) (Приложение № 5).

   Результаты опыта представлены  в таблице (Таблица 2.2.)

Таблица 2.2.

Результаты эксперимента № 2

«Тест на содержание искусственных красителей желтого и оранжевого цветов»

Вывод: Опыт доказал наличие синтетических красителей в абрикосовом, тыквенном, апельсиновом соках промышленного производства, а банановый сок торговой марки «Фруто-няня» и тыквенный домашний  их не содержат.

В первой части экспериментальной работы нами были проведены опыты с соками, на обнаружение синтетических красителей. Во второй части нашего эксперимента мы описали   органолептические показатели исследуемых соков, при этом использовали специальную «Шкалу оценки органолептических показателей» (Приложение № 6). Данные по описанию этих показателей приведены в (таблице 2.2.).

Таблица 2.2.

«Результаты оценки исследуемых соков по органолептическим показателям»

Проанализировав данные таблицы, были сделаны следующие выводы:

· У домашних соков самые высокие органолептические показатели.

· Абрикосовый и тыквенный соки отличаются по своим органолептическим показателям, хотя являются продуктом одного производителя.

· Хорошие показатели имеет банановый сок марки «Фруто-няня».

· Органолептические показатели гранатового сока оказались противоречивыми, следовательно, внешний вид и цвет не соответствуют надлежащему вкусу и запаху.

· Самыми неудовлетворительными показателями обладает апельсиновый сок марки «Добрый».

· Исходя из вышеперечисленного по органолептическим показателям можно выстроить рейтинг исследуемых соков:

1.                      Домашние тыквенный и вишневый соки.

2.                      Абрикосовый «Малышам».

3.                      Банановый «Фруто-няня».

4.                      Тыквенный «Малышам».

5.                      Гранатовый «БАРinoff».

6.                      Апельсиновый «Добрый».

Заключение

Таким образом, выдвинутая нами гипотеза получила свое подтверждение: в  соках промышленного производства содержатся синтетические красители, это говорит о ненатуральности этого продукта.

В результате исследования можно сделать следующие выводы:

1)                      Синтетические красители, входящие в состав соков не несут никакой пользы, либо вредят организму человека.

2)                      Из соков прямого отжима производители  изготавливают другие виды соков.

3)                       Самые полезные для организма являются соки прямого отжима и полученные в домашних условиях, так как они сохраняют в себе максимум полезных веществ, технология их изготовления содержит меньше этапов, что способствует сохранению витаминов в продукте.

4)                      При помощи органолептических показателей можно определить первичное качество сока.

5)                      Употребление соков чаще всего положительно воздействует на организм человека, но так же, в отдельных случаях, может нанести вред.

6)                      Опытным путем было доказано, что большинство промышленных соков содержат искусственные красители, что свидетельствует о ненатуральности данных продуктов.

Исходя из данных выводов можно предложить следующие рекомендации:

1)                      Внешний вид сока не является основанием для его приобретения, так как яркий, насыщенный цвет свидетельствует о том, что в сок добавлены синтетические красители.

2)                      Безопаснее и полезнее для здоровья человека употреблять свежевыжатые натуральные соки. Производители никогда не смогут дать потребителю максимально полезный сок.

3)                      Предложенная в работе простая методика определения наличия синтетических красителей в соках поможет потребителю определить качество приобретенного напитка.

4)                      Необходимо внимательно читать этикетки и сравнивать информацию на лицевой стороне с составом, так как  эти данные могут часто не совпадать.

Список используемой литературы

Интернет-ресурсы

1. «Роль сока в жизни человека»  URL: http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/okruzhayushchii-mir/proektnaya-rabota-rol-soka-v-zhizni-cheloveka (Дата обращения 21.01.2014г)

2. «Синтетические красители»  URL: http://imt-group.org/synthetic-dyes.html  (Дата обращения 07.10.2013г)

3. «Как выбрать сок» URL:http://www.ibs.ua/art_one/208/%D0%9A%D0%B0%D0%BA+%D0%B2%D1%8B%D0%B1%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%8C+%D1%81%D0%BE%D0%BA/ (Дата обращения 02.02.2014г)

4. «Сок»  URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BA (Дата обращения 08.10.2013г)

5. «Товароведение и экспертиза вкусовых товаров» URL:http://window.edu.ru/library/pdf2txt/644/40644/17949/page4 (Дата обращения 05.12.2013г)

6. «Полезен ли свежевыжатый сок?» URL: http://www.allwomens.ru/12357-polezen-li-svezhevyzhatyy-sok.html  (Дата обращения 15.11.2013г)

7. «Экспертиза качества соков» URL:http://www.foodindustry.ru/articles/articles_757.html?page=1 (Дата обращения 06. 03. 14)

8. «Красители» URL:http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8

9. «Соки и технологии их производства»  URL: http://svspu.org.ua/14 (Дата обращения 06. 03. 14)

10. «Основы технологии производства соков» URL:  http://www.znaytovar.ru/new1134.html (Дата обращения 11.03.14)

11. Классификация соков, их польза и особенности правильного употребления URL: http://vproizvodstvo.ru/klassifikator/klassifikaciya_sokov_polza/ (Дата обращения 14.03.14)