Изучение химического состава шоколада

 

Муниципальное бюджетное  образовательное учреждение

средняя общеобразовательная  школа №94

Ленинского района г. Нижнего  Новгорода

 

 

 

Научное общество учащихся

 

 

 

Изучение химического  состава шоколада

 

 

Работу выполнил:

Швенк Артём Игоревич,

ученик 9а класса

 

Научный руководитель:

Гусева Елена Геннадьевна,

учитель химии

 

 

 

 

 

 

г. Нижний Новгород

2012г.

 

Содержание:

Стр.

 

Введение…………………………………………………………….3

 

Глава  I  Теоретическая часть:

            I.1 История появления шоколада………………………….4

            I.2 Производство шоколада………………………………..8

            I.3 Сырьё для приготовления шоколада…………………..11

            I.4 Химический состав шоколада………………………….13

            I.5 Классификация шоколада………………………………17

            I.6 Хранение шоколада……………………………………..18

            I.7 Шоколад и здоровье…………………………………….19

Глава II  Практическая часть:

II.1 Подготовка к исследованию…………………………..23

II.2 Экспериментальные исследования с шоколадом……25

II.3 Результаты работы……………………………………..35

Заключение                                                                                         37

Список использованной литературы                                                39

Приложение 1                                                                                     40

Приложение 2                                                                                     42

Приложение 3 44

Введение

В настоящее время шоколад  является одним из самых распространённых продуктов питания среди людей. Практически в каждом магазине любой  желающий может приобрести плитку шоколада. Его любят дети и взрослые, употребляют иногда в больших количествах, не задумываясь о последствиях. Возникает противоречие: с одной стороны шоколад продукт – вкусный, калорийный, полезный. При всём этом шоколад содержит необходимые для организма витамины. Повышает настроение, полезен для сердца и сосудов, обладает стимулирующим эффектом, является источником энергии. С другой стороны – может приводить к неприятным последствиям: виновник лишнего веса, содержит много кофеина, способствует кариесу. Таким образом, эта проблема актуальна и имеет практическую значимость. Важно выяснить положительные и отрицательные стороны шоколада, когда, кому и в каком количестве оно полезно. Данная проблема послужила выбору темы реферата.

Цель: исследовать химический состав шоколада разных марок и изучить его влияние на здоровье человека.

Задачи исследования:

1. Познакомиться с разными сортами шоколада.
2. Изучить химический состав шоколада разных сортов.
3. Провести качественный анализ исследуемых образцов шоколадной продукции.
4. Сравнить их химический состав.
5. Изучить влияние шоколада на здоровье человека.

Объект исследования: шоколад.

Предмет исследования: химический анализ состава шоколада.

 

 

 

 

Глава  I Теоретическая часть

 

I.1 История появления шоколада

Чтобы попробовать шоколад  в том виде, в каком мы его  привыкли наблюдать, человечество успело пройти огромной путь, начиная от всемирно известной мексиканской цивилизации майа до создания в 1819 году первой шоколадной плитки швейцарцем Франсуа Луи Кайе.(рис.1)

Индейцы употребляли шоколад  в качестве напитка, с добавлением в него различных специй (рис.2) и считали его священным продуктом, о чём свидетельствует наличие у Майа бога какао. Говорят, что шоколадный напиток употребляли во время священных ритуалов, и именно майа разбили первые в мире плантации дерева какао. У индейцев существовало множество рецептов приготовления какао-напитков, с различными вариациями добавок и компонентов. После 1200 года контроль над территорией Мексики установили ацтеки, которые, как предполагается, переняли и развили культивацию какао — деревьев, и расширили употребление и использование какао в Новом свете. Кроме того, какао-бобы использовались ацтеками в качестве денежных средств. Королевские амбары империи ацтеков хранили огромное количество мешков, доверху заполненных зёрнами этого чудо — дерева.

                                               

Рис.1 Первая шоколадная плитка                         Рис.2 Напиток Майа                                                                      

Дерево какао довольно капризно, и может произрастать только в теплом и влажном климате. Идеальным  местом для выращивания какао  являются тропические леса, и поэтому  основным «местом обитания» деревьев являются: Северная и Южная Америка, Австралия и Азия. Высота деревьев может достигать 10 — 15 метров, а урожай снимается 2 раза в год — в октябре — феврале и мае — июне. Каждый плод содержит от 20 до 50 семян какао - бобов, причем их форма может варьировать от плоской до круглой, а преобладающими оттенками являются серый, голубой и коричневый. Здоровое дерево может давать его владельцу урожай до 2 кг бобов в год. Свежесобранные какао-бобы имеют горько-терпкий вкус и бледную окраску; в таком виде они непригодны для использования в производстве шоколада. В свежих какао-бобах содержится приблизительно 30% воды и 30% какао-масла.

По легенде, первым европейцем, которому довелось попробовать какао, стал первооткрыватель Кристофор Колумб, который был почтенно угощен напитком жителями острова Гайана в начале 16 века. Он пытался обратить внимание короля Фердинанда на бобы какао - дерева, но, к сожалению, безуспешно. Зато, несколькими годами позднее, завоеватель Мексики — Эрнан Кортес, вступив на землю ацтеков, был также приветствован странным и ранее неизведанным напитком: смесью из отваренных какао — бобов со специями, перцем и мёдом, взбитом до пены. Напиток настолько понравился Эрнану, что он привёз его к себе на родину, в Испанию. С этого момента началось постепенное распространение первой разновидности шоколада среди испанцев — конкистадоров. Они внесли свой вклад в видоизменение напитка: впервые в шоколад был добавлен сахар и мускатный орех, а перец был заменён на более мягкую ваниль.

 

Знать Испании по достоинству  оценила привезённое Эрнаном  сокровище, и чтобы ограничить круг употребляющих божественный напиток, вводит большой налог на какао-бобы. Обрабатывался шоколад по-прежнему старинным ацтекским образом — рабочие стояли на коленях, в ручную дробя бобы. Этот способ производства был очень затратным, энергоёмким, и кроме всего прочего вызвал массу подделок — к примеру, во Франции был очень распространён вариант когда в большое количество миндальной массы добавлялась крохотная порция какао.

В Европе шоколад также  был практически недосягаем, стоил  немалых денег, и использовался  только в качестве лекарства. У профессиональных убийц того времени шоколад получил  славу благодаря своей способности  умело маскировать вкус яда. До 17 века испанцы всячески оберегали шоколад от его активного распространения по Европе. Известен эпизод, когда в ходе одной из войн британский корабль захватил груженое бобами какао испанское судно, однако недальновидный капитан англичан выбросил ящики за борт, не найдя никакой ценности в странных плодах.

Благодаря Анне Австрийской, которая привезла во Францию ящик какао — бобов, Европа наконец смогла узнать и оценить радость великолепного вкуса неизведанного продукта. С тех пор мода на шоколад охватывала все большие и большие территории земного шара. Из-за своей крепости и горечи, шоколад изначально считался мужским тонизирующим напитком, однако в 1700 году англичане начали добавлять в шоколад молоко, что значительно расширило аудиторию потребителей этого лакомства. Известно, что легендарная Мария-Антуанетта обожала лакомиться шоколадом, сваренным по её собственному рецепту: шоколад смешивался с пудрой цветков орхидеи, апельсина и миндальным молочком.

В середине 17 века начинается активное использование какао в  сладких рулетах и пирожных, открывая эру не только питьевого, но и съедобного шоколада.(рис.3) До США шоколад доходит лишь в 1765 году — в страну его привозит уполномоченный посол Америки Джон Ханнон. Джеймс Бейкер сумел вовремя договориться с Джоном, в связи с чем успевает открыть первую в стране шоколадную фабрику. Вскоре появляется такое необычное понятие как «шоколадный кризис», который возникает в 1822 году из-за широкого распространения лакомства.

Рис.3 Съедобный шоколад

Первая шоколадная плитка появилась в 1819 году благодаря старанию швейцарца Франсуа Луи Кайе. В других источниках присутствует оппозиционный факт об аналогичном выходе шоколада на английской фирме «Фрай и сыновья». И в том и в другом случае, создатели пользовались кондитерским прессом для отжима какао - бобов, изобретённым голландцем Конрандом ван Хойтеном.

Волна шоколадных фабрик захлестнула  весь мир, открыв новое направление  развития кондитерского дела, открывая новые возможности для экспериментов с различными добавками и компонентами. В 1848 году Огюстом Пуленом была разработана концепция изготовления какао - порошка, основу для современного какао — напитка и одного из основных кондитерских ингридиентов. В 1875 году была изобретена самая популярная разновидность современного шоколада — молочный шоколад. Совершил это открытие швейцарец Даниэль Петер, смешав какао — массу со сгущённым молоком. Занятно, что в истории была замешана знаменитая на сегодняшний момент марка “Nestle”, на тот момент являвшаяся фармацевтической фабрикой, активно производящей молочный порошок.

Первые шоколадные фабрики России были открыты в середине 19 века, и подвергались тщательному контролю иностранных специалистов. Наиболее известными и крупными фирмами на тот момент являлись: немецкая фабрика «Эйнемъ» ( «Красный октябрь» );(рис.4) французская фабрика «А.Сиу и Ко» , а также кондитерская фабрика «Бабаевская».

В начале 20 века из-за снижения цен на какао — порошок и  тростниковый сахар, шоколад значительно  падает в цене, и становится доступным  более широкой группе населения, благодаря чему и мы с вами получили возможность лакомиться этим продуктом  изо дня в день, не имея особых ограничений.

Рис.4 Шоколад «Эйнемъ» 

I.2 Производство шоколада

Долгий и сложный  путь предстоит пройти какао-бобам, прежде чем с конвейера сойдут свежие шоколадные плитки. Первый пункт  на этом пути – сортировочная станция. Здесь бобы взвешивают, очищают от грязи и пыли, отбраковывают влажные  и больные семена.

Следующая остановка  – сушилка, где отобранные бобы обжаривают, чтобы из них ушла лишняя влага. Обжарка  помогает избавиться и от неприятного  «уксусного» запаха свежих бобов, и  от вредных микроорганизмов.

Затем в дело вступает дробильная машина, похожая на большую  кофемолку. Она измельчает бобы какао и помогает снять с них ненужную шелуху – какаовеллу. Частички бобов какао измельчают, пока они не превратятся в густую текучую массу – тёртое какао, пропитанное какао-маслом. Её долго вымешивают при определённой температуре, пока она не станет однородной и податливой.

Следующая остановка  – мощный пресс, который отжимает из тёртого какао ценное ароматное  масло. Оставшийся после отжимки  масла продукт под не очень  аппетитным названием «жмых» идёт на приготовление ароматного порошка  какао. Главное, что к этому моменту  получены составляющие для производства шоколада: какао тёртое и какао-масло. Здесь и начинается рождение собственно шоколада. Золотистое нежное масло  какао насосы подают в котлы, где  его долго и тщательно перемешивают с большой порцией тёртого  какао, сахаром и ароматными добавками. Сложно даже представить себе, что  раньше мешки с пудрой, какао и  маслом таскали вручную, шоколадную массу вымешивала простая паровая  машина и длился этот процесс около 3-х суток. Современные машины позволили  сократить этот срок до нескольких часов.

Ещё одна остановка  на пути – вальцовочные аппараты, которые  перетирают крупные частички в горячей  шоколадной массе, чтобы сделать  её вкус более нежным. Новая добавка  масла какао и лецитин делают массу текучей. Если это нужно  по рецепту, в мягкое шоколадное тесто  добавляют молока, орехи, изюм, кофе.

Дальше шоколадную массу ждёт очередное испытание  – гомогенизация, так специалисты  называют нагревание с одновременным  перемешиванием. Оно продолжается несколько часов.  Если нам нужна шоколадная глазурь, то на этом можно остановиться. Если же мы хотим получить высококачественный десертный шоколад, то придётся ещё немного подождать. В дело вступают специальные шоколадно-отделочные конш-машины, которые помогают добиться тонкого вкуса и приятного аромата. Отделка продолжается несколько часов.

Наконец, шоколадную массу подвергают специальной обработке и готовят к процессу формирования. Пока шоколад не остыл, его направляют в отливочный аппарат, который распределяет ароматное тесто по формочкам. В плывущие по конвейеру лоточки – полые копии шоколадной плитке – из воронки выливается горячий, уже совсем готовый шоколад.

Остался лишь последний  штрих – холодильная камера –  и на завёртку.

Для наглядного просмотра, привожу картинку. (рис.5)

Рис.5 Операции, проводимые с какао-бобами

I.3 Сырьё для приготовления шоколада

 

Основным сырьём для производства шоколада и какао-порошка  являются какао -бобы(рис.6) — семена какао-дерева, произрастающего в тропических районах земного шара.

Рис.6 Плоды какао – бобов в разрезе

 

По происхождению  какао-бобы подразделяют на три группы:

 

• американские;
• африканские;
• азиатские.

 

По качеству какао-бобы подразделяют на две группы:

 

• благородные (сортовые), обладающие нежным вкусом и приятным тонким ароматом со множеством оттенков;
• потребительские (ординарные), имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат.

 

Какао-бобы находятся  в мякоти плода какао-дерева по 30-50 штук, имеют миндалевидную форму, длину около 2,5 см. Боб состоит  из твёрдого ядра, образованного двумя  семядолями, зародыша и твёрдой оболочки.(рис.7)

Какао-бобы свежесобранных плодов не обладают вкусовыми и ароматическими свойствами, характерными для шоколада и какао-порошка, имеют горько-терпкий привкус и бледную окраску. Для улучшения вкуса и аромата их подвергают на плантациях ферментации и сушке.

 

Рис.7 Строение какао - бобов

Основными компонентами сухого вещества какао-бобов являются жиры, алкалоиды — теобромин, кофеин (в незначительных количествах), белки, углеводы, дубильные и минеральные вещества, органические кислоты, ароматические соединения и другие.