Codziennie spożywamy wiele różnych napojów, a każdy z nich najczęściej ma wiele składników – substancji chemicznych. Kawa zawiera m.in. kofeinę, a wody mineralne – wiele makro- i mikroelementów. Wiesz też, że wiele popularnych napojów ma w składzie dużo cukru, a napoje gazowane są nasycone tlenkiem węgla(IV).
Trudny do rozstrzygnięcia byłby spór, czy lepiej zaczynać dzień, pijąc filiżankę kawy, herbaty, czy może wody lub soku. Zacznijmy od pytania: „Kawa czy herbata?”.

Już wiesz

że substancje różnią się właściwościami i potrafisz scharakteryzować niektóre z nich;
że woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem, i potrafisz opisać jej znaczenie w przyrodzie;
że substancje należące do różnych grup związków nieorganicznych (np.: tlenki, kwasy, wodorotlenki, sole) i organicznych (np. alkohole) mają charakterystyczne cechy;
że substancje mogą mieć właściwości lecznicze lub toksyczne.

Nauczysz się

w jaki sposób składniki popularnych napojów (np.: kawa, herbata, wody gazowane, soki owocowe) działają na organizm człowieka;
wyszukiwać informacje na temat właściwości składników napojów oraz ich wpływu na organizm człowieka;
oceniać wartości odżywcze produktu na podstawie informacji podanych na etykiecie.

Napoje towarzyszą nam codziennie, ponieważ dzięki nim dostarczamy naszemu organizmowi wody. Woda jest niezbędna do życia: służy jako substrat w procesach trawienia, stanowi środowisko reakcji chemicznych zachodzących w ludzkim ciele, jest środkiem transportu dostarczającym składniki odżywcze do komórek i odbierającym substancje przeznaczone do wydalenia z organizmu, reguluje temperaturę ciała. Dorosły człowiek powinien spożywać dziennie ok. 1,5–2,5 litra wody.

ii5e2a4zVR_d5e182

1. Kawa czy herbata?

Kawa jest naparem otrzymywanym ze zmielonych nasion kawowca. Herbata to aromatyczny napój z listków i pączków krzewów lub drzew herbacianych. Oba napoje łączy wspólny składnik – kofeinakofeinakofeina.

RmDatVlSkEwZj1

Kofeina jest białą bezwonną substancją, trudno rozpuszczalną w wodzie. Związek ten jest również składnikiem napojów energetyzujących, napojów typu cola, czekolady i orzeszków cola. Kofeina wchłania się szybko z przewodu pokarmowego i jest wydalana z moczem. Po dłuższym czasie regularnego przyjmowania występuje zjawisko tolerancji, co skłania do zwiększenia ilości wypijanej kawy lub innych napojów zawierajacych kofeinę, a więc do uzależnienia.
Kofeina pobudza korę mózgową, poprawia sprawność myślenia, przyspiesza akcję serca, a także polepsza samopoczucie. Jej wpływ na organizm zależy od masy ciała. Spożywana w umiarkowanych ilościach (200–300 mg, tzn. 2–3 filiżanki kawy dziennie), nie powoduje poważnych zagrożeń, choć niekorzystnie wpływa na zęby. Wypijanie powyżej 3–5 filiżanek kawy dziennie, dostarczających powyżej 300 mg kofeiny, w zależności od mocy naparu, jest już uważane za dolną granicę nałogowego picia kawy. Nadmierne spożycie kofeiny (powyżej 2000 mg) może powodować bezsenność, zaburzenia koordynacji ruchowej, przyspieszenie oddechu i ogólny niepokój.

Zawartość kofeiny w wybranych napojach
Produkt	Zawartość kofeiny (w podanej objętości)
filiżanka (ok. 150 ml) kawy rozpuszczalnej	95 mg
filiżanka espresso (ok. 70 ml)	57 mg
szklanka (200 ml) czarnej herbaty (z naparu)	65 mg
szklanka (200 ml) zielonej herbaty	31 mg
szklanka (200 ml) typowej herbaty w torebkach	46 mg
filiżanka kawy mrożonej	50–70 mg
puszka (330 ml) napoju typu cola	45 mg

RIjZttvzb7k2P1

Polecenie 1

Na podstawie danych w tabeli i na diagramie porównaj zawartość kofeiny w mg na 100 cmIndeks górny 3 w kawie espresso i zielonej herbacie.

Wskazówka

Wykonaj potrzebne obliczenia według podanego przykładu.
Zawartość kofeiny w napoju typu cola w puszce o pojemności 330 ml wynosi 45 mg.
Stąd:
Zawartość kofeiny w 1ml napoju typu cola wynosi:

\frac{45 mg}{330 ml} = 0,136 \frac{mg}{ml}

100 ml (= 100 cmIndeks górny 3) zawiera 13,6 mg kofeiny.

Inne związki zawarte w kawie, takie jak polifenole, antyutleniacze, mają korzystny wpływ na organizm, gdyż zwalniają procesy starzenia, zapobiegają odkładaniu się cholesterolu, chronią przed miażdżycą. Składniki kawy mogą także działać niekorzystnie, gdyż stymulują wydzielanie kwasu solnego w żołądku, powodując w wielu przypadkach zgagę. Kawa może przyczyniać się do powstawania wzdęć i niestrawności, zwiększając ryzyko raka jelita grubego. Istotną wadą kawy jest jej działanie drażniące przewód pokarmowy. Śmiertelna dawka kofeiny wynosi ok. 10 g (w zależności od masy ciała). Wychodzenie z kofeinowego uzależnienia objawia się bólem głowy, skłonnością do irytacji, brakiem energii i sennością.

Kofeina należy do związków z grupy alkaloidów (grupa związków organicznych, zwykle pochodzenia roślinnego,zawierających azot i wykazujących silne działanie). Niektóre z alkaloidów są stosowane jako leki, inne to trucizny. Znanymi alkaloidami obok kofeiny są morfina (bardzo silny środek przeciwbólowy) czy kodeina (stosowana jako lek przeciwkaszlowy, wyodrębniana z maku).

Wykrywanie kofeiny w napojach

Doświadczenie 1

Problem badawczy

Jak wygląda kofeina?

Hipoteza

Czy łatwo wyizolować kofeinę z liści herbaty lub ziaren kawy?

Co będzie potrzebne

suche liście herbaty (czarnej lub zielonej) bądź mielona kawa,
dwa szkiełka zegarkowe,
płyta grzewcza,
bibuła,
łyżeczka.

Instrukcja

Na suche szkiełko zegarkowe nasyp ok. 0,5 g listków herbaty.
Szkiełko nakryj drugim szkiełkiem.
Szkiełka delikatnie ogrzewaj na płycie grzewczej.
Górne szkiełko ochłódź zwilżoną bibułą.
Po chwili na wewnętrznej powierzchni górnego szkiełka można zauważyć pojawienie się białych kryształków.
Przerwij ogrzewanie, zaobserwuj jak wyglądają wydzielone kryształki. Sprawdź także, jaki mają zapach.

Podsumowanie

Na górnym szkiełku zegarkowym można zaobserwować białą krystaliczną substancję. Substancją tą jest uzyskana w procesie sublimacji i resublimacji kofeina.

RZ92RnqsBoAhM1

Sublimacja kofeiny — Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Kawa to napój wytwarzany z ziaren kawowca, uprawianego w klimacie subtropikalnym

RYKYZ5kzWBXXU1

Krzewy kawowca na plantacji kawy — Źródło: mckaysavage (https://www.flickr.com), licencja: CC BY 2.0.

R1Mp7JNhAJHUC1

Ziarna kawy po zbiorze (A) i poddane paleniu (B) — Źródło: Krzysztof Jaworski, mckaysavage (https://www.flickr.com), MarkSweep (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY 3.0.

RQcuuCAf6Qgyf1

Filiżanka z kawą — Źródło: epSos .de (https://www.flickr.com), licencja: CC BY 2.0.

R1bvRRbfDYoHd1

Na 1 zdjęciu scenka nasypywania kawy do kubka obok dzbanek z wrzątkiem. Na 2 zdjęciu: fotografia granulek kawy. Na 3 zdjęciu: liofilizator przemysłowy. Na 4 zdjęciu: połaczenie czterech zdjęć przykładów żywności liofilizowanej: batony liofilizowane, truskawki liofilizowane, kawa liofilizowana, bekon liofilizowany. — Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RvtMTv6YWsiEi1

R6MspnuNzoqBx1

RFWejsnlqoqeU1

ii5e2a4zVR_d5e392

Herbata jest napojem, o którego działaniu decyduje wiele wchodzących w jej skład substancji. Herbata (głównie biała i zielona) zawiera znaczne ilości związków, które wspierają naturalne mechanizmy obronne organizmu, przeciwdziałają chorobom nowotworowym. Związki te nazywane są przeciwutleniaczami, gdyż hamują szkodliwe dla organizmu procesy utleniania.

Herbatę zieloną parzy się z liści niepoddanych fermentacji – natychmiast po zerwaniu przeprowadzany jest proces suszenia. Dzięki temu zachowuje ona więcej cennych składników od czarnej herbaty. Jest też delikatniejsza w smaku.

Czarna herbata jest parzona z liści poddawanych wcześniej procesom fermentacji (przemianom substancji organicznych zachodzącym z udziałem enzymów, głównie w warunkach beztlenowych), co sprawia, że zawiera mniej cennych składników, gdyż niektóre ulegają rozkładowi.

Herbata swoje działanie zawdzięcza m.in. zawartemu w niej unikatowemu aminokwasowi – teaninieteaninateaninie. Najwięcej jest go w herbacie zielonej – w 100 g wysuszonych liści zawiera 0,6–2,3 mg teaniny. Teanina wpływ na smak herbaty. Ciekawa jest aktywność fizjologiczna teaniny – powoduje obniżenie ciśnienia krwi, ma wpływ na przekazywanie informacji i pracę mózgu, działa uspokajająco i relaksująco.

Ważnymi składnikami herbaty są również:
KofeinakofeinaKofeina – początkowo błędnie sądzono, że w skład herbaty wchodzi związek o podobnych do kofeiny właściwościach i strukturze, który nazwano teinąteinateiną. Obecnie wiadomo już, że związkiem tym jest po prostu kofeina.
Flawonoidy (polifenole)flawonoidy (polifenole)Flawonoidy (polifenole) – mają one silne właściwości przeciwutleniające i zdolność wiązania metali, dzięki czemu pomagają chronić organizm przed szkodliwymi wolnymi rodnikami.
Herbata jest bogata także w niektóre witaminy: A, B1, B2, C, E i K oraz minerały: fluor, wapń, żelazo, potas, sód i cynk.

Herbata jest jednym z najpopularniejszych napojów na świecie

RqPqOOdyQpy6F1

Pole herbaciane — Źródło: Aleksandr Zykov (http://flickr.com), licencja: CC BY-SA 2.0.

R1FgvW6OL5Y3Z1

Suszenie liści herbaty — Źródło: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY 3.0.

RwGCqTPQidLlj1

Sztuka parzenia herbaty w Chinach — Źródło: mrhayata (), licencja: CC BY-SA 3.0.

R1MZWHwfJSEbt1

Wzór chemiczny teaniny — Źródło: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY 3.0.

Herbata jest napojem o dużych właściwościach prozdrowotnych, ale może też działać niekorzystnie.

Spożywanie zbyt dużej ilości herbaty (powyżej 4 filiżanek dziennie) może sprawić, że zawarte w niej garbniki podrażnią błonę śluzową, co negatywnie wpłynie na wchłanianie składników pokarmowych. Dodatkowo nadmiar garbników niszczy witaminę BIndeks dolny 1.
Polifenole zawarte w herbacie mogą blokować wchłanianie żelaza z mięsa i ryb. Dlatego osoby chorujące na anemię nie powinny pić herbaty do posiłku. Aby zneutralizować ten efekt, należy spożywać produkty bogate w witaminę C, zwiększającą przyswajanie żelaza.
Wypicie zbyt dużej ilości herbaty (szczególnie mocnej) przed snem może powodować bezsenność.

R1XfF18towzUr1

Jak na nasz organizm działa kawa, a jak herbata? — Źródło: Krzysztof Jaworski, Petr Kratochvil (https://commons.wikimedia.org), Anna Florek, licencja: CC BY 3.0.

RkJB7TeCwVt9S1

Ciekawostka

Kofeina została wyizolowana z nasion kawowca w 1820 r., a kilkanaście lat później – z liści herbaty. Ziarna kawy zawierają około 12,8% kofeiny w suchej masie, natomiast liście herbaty więcej, bo aż 23,5% w suchej masie.
Jeżeli jednak weźmiemy pod uwagę sposób przyrządzania napojów, to okazuje się, że wprawdzie w suchych liściach herbaty zawartość kofeiny wynosi 2–3,5%, a w zielonej herbacie – nawet 5%, lecz do naparu, który pijemy, przechodzi jej tylko 0,01–0,05%.

Rozbieżność pomiędzy zawartością kofeiny w suchej masie kawy i herbaty a naparami, które z nich powstają, wynika między innymi ze sposobu preparowania surowca. Liście herbaciane najczęściej są stosowane w całości, natomiast ziarna kawy są bardzo rozdrobnione, co ułatwia ekstrakcję kofeiny. Dlatego kawa jest napojem dostarczającym znacznych ilości kofeiny (o wiele więcej od dostarczanych przez herbatę).

Ciekawostka

Osoby, które są szczególnie wrażliwe na działanie kofeiny, ale nie chcą rezygnować z picia kawy ze względu na jej walory smakowe, mogą pić kawę bezkofeinową.
Pierwszy raz proces dekofeinizacji (pozbawienia kawy kofeiny) udało się przeprowadzić w 1820 r. Prawdopodobnie przyczynił się do tego J.W. Goethe, który wypijał wiele filiżanek kawy dziennie i zaczął podejrzewać, że ma to coś wspólnego z jego bezsennością. Goethe nakłonił znajomego chemika, aby ten zajął się problemem wyizolowania kofeiny z kawy.
Znanych i stosowanych jest kilka metod produkcji kawy bezkofeinowej. Metody dekofeinizacji usuwają co najmniej 97 proc. kofeiny naturalnie występującej w ziarnach kawowych. Nowoczesną i uznawaną za naturalną jest metoda polegająca na poddawaniu zielonych ziaren kawy działaniu tlenku węgla(IV) pod bardzo wysokim ciśnieniem (ponad 180 atmosfer). Cząsteczki tlenku węgla(IV) wiążą się z cząsteczkami kofeiny, a po przywróceniu standardowego ciśnienia ulatniają się razem z nią.

Ciekawostka

Czekolada, którą spożywa się także w postaci napoju, również zawiera kofeinę w niewielkich ilościach. Ponadto w jej skład wchodzi inna substancja wykazująca działanie podobne do kofeiny – teobromina. Gorzka czekolada zawiera ok. 1% masowy teobrominy, mleczna od 0,1 do 0,5%.

Czekolada może być spożywana także jako napój. Wchodzące w jej skład kakao zawiera alkaloid – teobrominę

R4tiU4Fh6QSHH1

Pokaz slajdów ze zdjęciami czekolad, filiżanką z gorącą czekoladą, ziarnem kakao, mielonym kakao, masłem kakaowym, opakowaniem czekolady z zawartościami kakao oraz masła kakaowego, ziarnami na krzaku kakaowca. — Źródło: Simon A. Eugster (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.

RX8fU88inNPX31

R1Lj7MGjNU3Ts1

RNnU6Quw4EO1n1

Ważne!

Czekolada jest szkodliwa dla wielu zwierząt, np. psów i kotów, gdyż nie są one zdolne do metabolizmu zawartej w czekoladzie teobrominy. Po spożyciu czekolady mogą u nich wystąpić drgawki, krwotok wewnętrzny, zawał serca, a nawet śmierć.

ii5e2a4zVR_d5e498

2. Woda mineralna, woda źródlana czy może napój typu cola?

Wszelkiego rodzaju napoje są potrzebne organizmowi do utrzymania prawidłowego bilansu wody, która służy nawodnieniu tkanek i jest niezbędna w procesach trawienia i wydalania oraz do właściwej termoregulacji. Jednym ze sposobów dostarczania wody naszemu organizmowi, zalecanym przez dietetyków, jest po prostu picie wody. Do wyboru, obok zwykłej wody pitnej, mamy wody mineralnewody mineralnewody mineralne, źródlane, stołowe.

Wody źródlane pochodzą ze złóż podziemnych. Są bakteriologicznie czyste, nie zawierają szkodliwych składników chemicznych. W ich skład wchodzi niewiele składników mineralnych mających znaczenie dla zdrowia człowieka. Bardzo niska mineralizacja (do 500 mg składników mineralnych/l) powoduje, że wody takie mają wysoki stopień przyswajalności, co skutkuje wypłukiwaniem z organizmu korzystnych dla zdrowia składników mineralnych. Nadmierne spożycie jednorazowo takich wód może powodować zaburzenia gospodarki wodno‑mineralnej organizmu.

Wody mineralne pochodzą z płytszych ujęć podziemnych niż wody źródlane, są więc bogatsze w minerały. Mogą być średnio zmineralizowane (500–1500 mg/l) i wysoko zmineralizowane (powyżej 1500 mg substancji mineralnych/l). Regularne picie ok. 1 litra dziennie niektórych wód mineralnych, np. z wysoką (lub) niską zawartością sodu bądź dużą zawartością magnezu i wapnia, może poprawiać niektóre funkcje fizjologiczne naszego organizmu. Systematyczne picie wód zawierających znaczną ilość wapnia i magnezu w ilościach 0,5–1 litra dziennie poprawia znacząco bilans tych pierwiastków w naszym organizmie.

Wody stołowe są wzbogacone w najbardziej potrzebne organizmowi składniki mineralne, przede wszystkim w magnez, wapń i jod (mineralizowane). Mogą być bardzo ważnym uzupełnieniem diety, zwłaszcza w rejonach, gdzie nie występują naturalne wody mineralne. Takie wody są wodami twardymi i mają korzystne działanie dla serca. Osoby, które często piją wodę zawierającą dużo magnezu i wapnia, chronią swój organizm przed schorzeniami układu krążenia i zawałem serca.

RTs44tZsUAvTk1

Zdjęcie przedstawiające cztery grafiki informujące o piciu odpowiedniego rodzaju wody mineralnej w zależności od potrzeb. — Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., licencja: CC BY 3.0.

Wpływ wybranych jonów wchodzących w skład obecnych w wodach mineralnych soli
Rodzaj jonu	Działanie na organizm człowieka
$K^{+}$	obniża ciśnienie krwi
$K^{+}$	reguluje czynności mięśni i nerwów
${Mg}^{2 +}$	reguluje pracę serca
${Mg}^{2 +}$	bierze udział w termoregulacji
${Fe}^{2 +}$	jest niezbędne do transportu i magazynowania tlenu
${Na}^{+}$	odpowiada za regulację ciśnienia tętniczego krwi
${Na}^{+}$	bierze udział w kontroli bilansu płynów
${Ca}^{2 +}$	wpływa na kurczliwość mięśni
	przewodzenie bodźców nerwowych
	krzepliwość krwi
${Cu}^{2 +}$ , ${Zn}^{2 +}$ , ${Mn}^{2 +}$	uczestniczą w przemianach metabolicznych
${Cl}^{-}$	wpływa na pH krwi
$F^{-}$	nadaje trwałość kościom oraz wzmacnia zęby
${HCO}_{3}^{-}$	wpływa na utrzymanie równowagi kwasowo‑zasadowej

Wody lecznicze (dostępne w uzdrowiskach i aptekach) wspomagają leczenie różnych schorzeń. W zależności od składu i wzajemnych proporcji występujących w nich składników poprawiają metabolizm, łagodzą dolegliwości żołądkowe, pomagają leczyć nerki oraz walczyć z cukrzycą. Wody lecznicze nie gaszą pragnienia i powinny być stosowane tylko według wskazań lekarza. Należy pamiętać, że wody lecznicze działają jak lekarstwo i nie wolno ich przedawkować, bo mogą zaszkodzić.

Spośród wielu rodzajów wód leczniczych tylko nieliczne są rozlewane do butelek w celu sprzedaży. Pozostałe są dostępne przede wszystkim w uzdrowiskach. Wiąże się to z małą wydajnością źródeł, z których są pozyskiwane. Najczęściej butelkowane są wody lecznicze zawierające ponad 4000 mg substancji mineralnych/l, np. woda zuber zawiera 24 000 mg substancji mineralnych/l.

Dostęp do wody pitnej jest niezbędnym warunkiem życia człowieka. Niestety, 1/6 mieszkańców Ziemi boryka się z brakiem dostępu do wody pitnej

R8afTJnj8Tdvu1

R12wbHy0XhqKt1

R5mAG6stqhFeF1

R8GsotvKwWjOb1

Zdjęcie największej na świecie stacji odsalania wody w Izraelu. — Jedna z metod uzyskania wody pitnej jest jej odsalanie. Odsalanie polega na usuwaniu soli i innych minerałów z wody morskiej w celu uzyskania słodkiej wody zdatnej do spożycia i nawadniania. Odsalanie jest stosowane na bogatych obszarach ubogich w wodę, np. Arabii Saudyjskiej, Izraelu, Australii

R5Wdo8MZYk9081

Ilustracja przedstawia mapę świata. Wody zaznaczono kolorem jasnoniebieskim. Na mapie za pomocą kolorów przedstawiono obszary nadwyżek (zielononiebieski) i niedoborów wody (pomarańczowy). Kolor jasno- i ciemnopomarańczowy obejmuje obszary położone wzdłuż zwrotników, kolor zielononiebieski jaśniejszy pozostałe obszary, a kolorem zielononiebieskim ciemnym przedstawiono obszary położone wzdłuż równika w Ameryce Południowej i południową część Chile. Mapa pokryta jest równoleżnikami i południkami. Dookoła mapy w białej ramce opisano współrzędne geograficzne co dwadzieścia stopni.Po lewej stronie mapy narysowano prostokąt podzielony na cztery części. Kolorem ciemnopomarańczowym oznaczono obszary, na których niedobór wody wynosi poniżej tysiąca milimetrów, kolorem jasnopomarańczowym – obszary, na których niedobór wody wynosi od zera do tysiąca milimetrów. Kolorem zielononiebieskim jasnym oznaczono obszary o dodatnim bilansie wodnym od zera do tysiąca milimetrów, a kolorem zielononiebieskim ciemnym obszary, na których nadwyżka wody wynosi powyżej tysiąca milimetrów. — Zasoby wody słodkiej na Ziemi są rozmieszczone nierównomiernie. Woda nadająca się do picia stanowi 1% światowych zasobów. Na większości obszarów występuje deficyt wody bądź poważne zagrożenie jej niedoborem

RUBCn5E9wNmw01

Odczuwane pragnienie możemy zaspokoić nie tylko wodą. Dostępnych jest wiele napojów i soków o różnych smakach i składzie. Popularne i powszechnie spożywane są napoje typu cola.

Polecenie 2

Zapoznaj się z informacjami, jakie zamieszczone są na etykietach różnych napojów. Zastanów się, które napoje mają dużą wartość energetyczną ze względu na obecność cukru, a które zawierają istotne dla naszego zdrowa składniki: witaminy, sole mineralne.

Wskazówka

Czy informacje na butelce napoju typu cola, że zawiera kwas fosforowy(V) (E338), kwas cytrynowy E330 i benzoesan sodu E211, mogą wskazywać, że napój ten pozwoli na uzupełnienie utraconych przez organizm w upalny dzień soli mineralnych?
Jakie znaczenie ma dla konsumenta podana na etykietach wód mineralnych informacja o zawartości różnych kationów i anionów?

Rn4DraInAAnq81

Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., licencja: CC BY 3.0.

ii5e2a4zVR_d5e584

Napoje typu cola oraz inne gazowane i niegazowane napoje słodzone nie mają większych wartości odżywczych, a ich główne zalety to walory smakowe, związane z dużą zawartością cukru. Oczywiście, spełniają podstawową dla napojów funkcję – dostarczają wodę, Jednak spożywanie dużej ilości tego rodzaju napojów może niekorzystnie wpływać na nasze zdrowie. Występowanie w nich tlenku węgla(IV) może powodować wzdęcia, a duża zawartość cukru prowadzić do otyłości. Odczyn kwasowy napojów gazowanych niekorzystnie wpływa na stan zębów, a obecność kwasu fosforowego(V) zwiększa ryzyko zachorowalności na osteoporozę, czyli ubytek masy kostnej.

Są sytuacje, kiedy możemy docenić zalety napojów typu cola.

Kofeina znajdująca się w ich składzie pobudza organizm.
Stosowane podczas migreny, powodują rozszerzanie się naczyń krwionośnych i wzmacniają działanie leków przeciwbólowych.
Ze względu na dużą zawartość cukru mogą być używane przez osoby chore na cukrzycę przy spadku cukru we krwi.
Picie odgazowanej coli jest niekiedy zalecane dzieciom, gdy chorują na niestrawność.

R1HfqY014z9Qz1

Napoje typu cola i cola light

Doświadczenie 2

Problem badawczy

Jak odróżnić zwykłą colę (zawierającą cukier) od coli light?

Hipoteza

W napojach typu cola występuje cukier, a w napojach light – nie, dlatego napoje te można rozróżnić, wykonując próbę Trommera.

Co będzie potrzebne

rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II),
roztwór wodorotlenku sodu,
roztwór glukozy,
napoje: typu cola (nr 1) oraz typu cola light (nr 2),
3 probówki,
pipety Pasteura.

Instrukcja

Do trzech probówek nalej po 1–2 cmIndeks górny 3 roztworu wodorotlenku sodu, a następnie dodawaj kroplami rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) do momentu, aż wydzieli się galaretowaty osad wodorotlenku miedzi(II).
Do pierwszej probówki dodaj 2–4 cmIndeks górny 3napojunr 1.
Do drugiej probówki wprowadź taką samą ilość napoju nr 2.
Do trzeciej dodaj roztwór glukozy (próba kontrolna).
Probówki ogrzewaj w zlewce z gorącą wodą. Obserwuj zachodzące zmiany.

Podsumowanie

Przeprowadzone doświadczenie jest przykladem próby Trommera, pozwalającej na wykrycie obecności cukrów redukujących w roztworze. Napoje typu cola mogą być słodzone sacharozą (która w środowisku kwasowym może ulegać hydrolizie na cukry proste) lub cukrem glukozowo‑fruktozowym. Pozytywny wynik próby – wytrącenie się ceglastoczerwonego osadu (jak w przypadku próby kontrolnej) świadczy o obecności cukrów w badanym napoju.
Wynik negatywny w przypadku napoju typu cola light wskazuje, że słodki smak tego napoju uzyskuje się, dodając innych niż cukry substancji słodzących.

Ciekawostka

Coca‑cola została wynaleziona ponad 100 lat temu przez aptekarza z Georgii doktora Johna Pembertona. Wyprodukował on w 1885 r. trunek, dodając do czerwonego wina liście koki, które zawierają kokainę. Z czasem urozmaicił recepturę, usuwając alkohol i dodając cukier, aromaty i wyciąg z orzeszków cola. Wspólnik Pembertona – Frank M. Robinson zaproponował słynne logo. Napój początkowo był sprzedawany tylko w aptekach jako „środek rozjaśniający umysł”. Po śmierci Pembertona receptura przechodziła w różne ręce, ale zawsze otoczona była aurą tajemniczości i tak pozostało do dziś, choć Coca‑colę produkuje się niemal na całym świecie. Od 1955 r. zaczęto ją rozlewać do puszek.

ii5e2a4zVR_d5e704

3. Napój energetyzujący czy izotoniczny?

Napoje energetyczne (energetyzujące)napój energetyzującyNapoje energetyczne (energetyzujące) są przeznaczone dla osób, których zapotrzebowanie na energię jest większe niż przeciętne. Ich działanie polega na poprawie koncentracji i wydolności organizmu, ponadto przyspieszają metabolizm. Napoje te pojawiły się w latach 80. XX wieku.
W napojach tych znajduje się przede wszystkim kofeina. Pozostałe składniki to tauryna, witaminy z grupy B, różne zioła oraz cukier. Skład ten jest uzupełniany przez wodę, tlenek węgla(IV), regulatory kwasowości.
Wysoka zawartość niektórych składników w napojach może być niebezpieczna – szczególnie, gdy są one spożywane przez dzieci lub kobiety w ciąży – tak jest w przypadku kofeiny oraz witamin z grupy B. Zwykle napoje energetyczne zawierają kofeinę w ilości 32 mg/100 ml oraz znaczne ilości witamin z grupy B.
Z tego powodu należy używać ich z rozwagą. Jest to szczególnie ważne, ponieważ spożycie nadmiernej ilości kofeiny nie poprawia osiągnięć sportowych, ma natomiast szkodliwe działanie uboczne.

Napoje izotonicznenapój izotonicznyNapoje izotoniczne są często spożywane podczas uprawiania sportu, ćwiczeń na siłowni czy fitnessu. Napoje te wspomagają wyrównywanie poziomu wody i elektrolitów, wydzielanych z organizmu wraz z potem, a także uzupełnienie witamin i soli mineralnych oraz (w niewielkim stopniu) węglowodanów spalanych podczas dużego wysiłku fizycznego.
Głównymi składnikami napojów izotonicznych są: woda, węglowodany oraz chlorek sodu.

Polecenie 3

Dlaczego sportowcom zaleca się spożywanie napojów izotonicznych?

Wskazówka

Dlaczego napoje izotoniczne lepiej nawadniają organizm niż woda mineralna? Czy ciśnienie osmotyczne, jakie wywierają na błony komórkowe, różni się od ciśnienia osmotycznego w osoczu ludzkiej krwi? Jaką rolę pełnią zawarte w nich cukry i witaminy? Czy można je pić również przed snem?

Ciekawostka

Choć prawo w Polsce nie zabrania picia napojów energetyzujących osobom poniżej 18. roku życia, to jednak nie jest to wskazane. Popularne w klubach i na dyskotekach mieszanie napojów energetyzujących z alkoholem jest szczególnie niebezpieczne z uwagi na możliwe odwodnienie organizmu, fałszywe poczucie trzeźwości, co może prowadzić m.in. do utraty przytomności. Z tego powodu w niektórych krajach europejskich spożycie napojów energetyzujących z alkoholem jest zakazane.

ii5e2a4zVR_d5e768

4. Sok, nektar czy napój o smaku owocowym?

Soki owocowe są źródłem wielu witamin i soli mineralnych, niezbędnych do prawidłowego rozwoju i dobrego stanu zdrowia. Soki i nektary wzbogacają organizm człowieka w takie niezbędne substancje odżywcze jak: prowitamina A, witamina PP, witamina C, witamina E, potas, błonnik*, pektyny, kwas foliowy.

Błonnik jest węglowodanem nieprzyswajalnym przez człowieka. Nie spełnia funkcji odżywczych, ale jest korzystny w diecie człowieka, ponieważ przyspiesza perystaltykę (pracę) jelit, reguluje wypróżnienia oraz zmniejsza wchłanianie cholesterolu. Jest składnikiem soków i nektarów zawierających miąższ owocowy oraz naturalnie mętnych lub przecierowych.

Soki powinno się podawać do picia dzieciom, szczególnie tym, które nie przepadają za owocami w surowej postaci. Jedna szklanka soku może zastąpić jedną z pięciu porcji warzyw i owoców, które zgodnie z zaleceniami specjalistów powinniśmy wszyscy codziennie spożywać.
Warto wiedzieć, że:

jedna szklanka soku marchewkowego (200 ml) pokrywa średnie dzienne zapotrzebowanie na witaminę A;
dwie szklanki (po 200 ml) soku pomarańczowego lub nektaru z czarnych porzeczek pokrywają dzienne średnie zapotrzebowanie na witaminę C;
jedna szklanka soku pomidorowego dostarcza średnio 500 mg potasu, co zaspokaja średnio 25% dziennego zapotrzebowania.

Rimmc5a6PBTXe1

Pokaz slajdów przedstawiający wyciskany sok, sok jednodniowy, sok 100% w kartonie, nektar w kartonie, napój w kartonie — Świeży sok wyciśnięty z owoców w domowej kuchni ma większość cennych składników odżywczych zawartych w owocach. Po przyrządzeniu należy wypić go od razu, gdyż szybko traci witaminy i się psuje. Można przechowywać go w lodówce najwyżej jedną dobę

R1eLm9depFsXc1

REgisF464MEgD1

R1RkAgnXcSrFv1

R13LgnlntrIFa1

Często na opakowaniu soku widnieje informacja, że został wyprodukowany z koncentratu. W jaki sposób wytwarza się koncentraty soków owocowych, tak że pozwala to na zachowanie ich właściwości?

Zagęszczanie soku pomarańczowego polega na odparowaniu z niego części wody w specjalnych urządzeniach, które wykorzystują parę wodną do podgrzania soku w warunkach próżni. W urządzeniach najnowszej generacji zminimalizowano działanie wysokiej temperatury na sok. Otrzymany koncentrat soku jest w przybliżeniu pięć razy bardziej skoncentrowany niż świeży sok wyciśnięty z pomarańczy. Koncentrat schładza się do 13°C w specjalnych próżniowych kontenerach. Miazgę owocową oddziela się od soku poprzez filtrację i poddaje pasteryzacji. Klarowny sok zagęszcza się w temperaturze 10°C. Gotowy koncentrat soku jest przechowywany w nierdzewnych i chłodzonych zbiornikach. Otrzymanie produktu odpowiadającego naturalnemu składowi soku pomarańczowego polega na zmieszaniu koncentratu soku z wodą (i miazgą) aż do otrzymania soku o właściwym stosunku cukru do kwasu oraz pożądanym wyglądzie i smaku. Dzięki nowoczesnym technologiom dostępny na sklepowych półkach sok pomarańczowy, także ten wyprodukowany na bazie koncentratu, pomimo pewnych strat witaminowych, jest napojem o dużej wartości odżywczej.

Ciekawostka

Czy sok grejpfrutowy musi mieć gorzki smak?
Związkiem, który powoduje gorzki smak soku grapefruitowego, jest naringina. Substancja ta jest odpowiedzialna za gorzki smak owocu, ale także za jego działanie lekko przeczyszczające, wspomagające przemianę materii. Naringina wpływa także na nasze odczuwanie smaku, ponieważ oddziałuje na kubki smakowe. Amerykańscy naukowcy zaproponowali przechowywanie soku grejpfrutowego w specjalnych opakowaniach, które wewnątrz pokryte są cienką warstwą wydzielającą mieszaninę enzymów redukujących gorzki smak.

RxXLz1doHHAx41

Zdjęcie przedstawiające wyciskanie świeżego soku z grejpfruta — Sok z grejpfruta jest polecany przez dietetyków, ponieważ zawiera dużo witaminy C, korzystnie wpływa na przemianę materii oraz reguluje trawienie i poziom cholesterolu. Jednak należy pamiętać, że składniki soku z grejpfruta mogą także wpływać na to, jak nasz organizm metabolizuje niektóre leki (co może na przykład doprowadzić do wzrostu stężenia leku w organizmie). Dlatego w razie konieczności zażywania leków należy dowiedzieć się, czy nie ma przeciwwskazań do spożywania jednocześnie soku grejpfrutowego

ii5e2a4zVR_d5e963

5. Może mleko?

Pij mleko – będziesz wielki – powszechnie uważa się, że po okresie karmienia piersią w diecie dziecka, a potem młodego człowieka nie może zabraknąć mleka krowiego lub koziego. Sądzi się, że mleko jest jednym z najwartościowszych pokarmów dostępnych dla człowieka, ponieważ jest źródłem łatwo przyswajalnego białka i wapnia oraz ważnym źródłem witamin BIndeks dolny 2 i BIndeks dolny 12.

R1B0FVdprMXeX1

Mleko jest mieszaniną wody oraz substancji organicznych – białek, cukrów, tłuszczów, witamin oraz soli mineralnych

Typowy skład mleka
Składniki	Zawartość w 100 g mleka
Cukry	4,8 g
Tłuszcze	3,5 g
Białka (w tym 80% kazeina)	3,3 g
Woda	87,5 g
Substancje mineralne	0,7 g
Witaminy (A, B, C, D, E)	0,005 g

Zwykle zaleca się, aby spożywać 2–3 szklanki mleka dziennie, a w przypadku sportowców ok. 1 litra dziennie. Oczywiście, można mleko zastępować produktami mlecznymi. Przykładowo, biorąc pod uwagę zawartość białka, 2 szklanki mleka można zastąpić dwiema szklankami jogurtu naturalnego lub 100 g twarogu czy 150 g serka wiejskiego. Ze względu na źródło białka i jego przyswajalność bardziej polecane są przetwory mleczne, w tym napoje oraz sery twarogowe.

Dzienna porcja mleka – zamienniki mleczne
Produkt spożywczy	Ilość odpowiadająca 100 g mleka
Kefir	100 g
Maślanka	100 g
Jogurt naturalny	80 g
Mleko w proszku (odtłuszczone)	10 g
Mleko zagęszczone, niesłodzone	50 g
Ser twarogowy	20 g
Serek homogenizowany	30 g
Serek ziarnisty	30 g
Ser typu feta	20 g
Ser żółty	15 g

Ważne!

Mleko może powodować alergie pokarmowe spowodowane Dieta dla osób dorosłych z nietolerancja laktozy. Osoby uczulone na składniki pokarmowe mleka powinny ograniczyć jego spożycie do przetworów mlecznych. Na przykład stosunkowo niewielką zawartość laktozy, a dużą zawartość wapnia mają sery żółte, ser typu feta oraz sery topione.

Mleko jest napojem zawierającym cenne składniki odżywcze, ale istnieją przypadki, gdy jego spożywanie szkodzi zdrowiu – dotyczy to osób z alergią pokarmową na mleko oraz z nietolerancją laktozy

R1Xbhc5Om9wQR1

Pokaz slajdów, na których jest: zdjęcie zębów uśmiechniętej osoby, portet matek karmiących, sportowiec, osoba odwracająca się od szklanki mleka, zdjęcie osoby kichającej, osoby, która ma wysypkę, osoby, która się drapie — Mleko i jego przetwory są najlepszym źródłem wapnia. Najnowsze badania jednoznacznie stwierdzają, że wapń nie tylko pomaga dbać o kondycję naszych kości, ale również pozytywnie wpływa na redukcję podskórnej tkanki tłuszczowej

R1ehWpV0fyBTn1

RLs6m1beRLHxi1

RuSSQMJHYccFP1

ROYN3UR6JADH01

Ciekawostka

Mleko samicy danego gatunku jest najlepsze dla młodego osobnika, ale już dla osobnika innego gatunku będzie nieodpowiednie. Układ pokarmowy i zapotrzebowanie na poszczególne składniki odżywcze różnych gatunków ssaków są zróżnicowane. Nawet w mleku ludzkim pochodzącym od różnych kobiet występują różnice w zawartości białka. W porównaniu z mlekiem innych ssaków ludzkie zawiera stosunkowo mało białka. Jest go około 1,2%. Człowiek rośnie dużo wolniej niż młode osobniki zwierząt, dlatego jego zapotrzebowanie na białko jest znacznie mniejsze.

R1ZLmkQamHwbG1

ii5e2a4zVR_d5e1020

Podsumowanie

Napoje są niezbędnym składnikiem naszej codziennej diety. Oprócz tego, że zaspokajają pragnienie, dostarczając wodę i rozpuszczone w niej sole mineralne, mogą być źródłem innych substancji, które mają wpływ na nasz organizm.
Aktywnym składnikiem kawy i herbaty jest ta sama substancja o właściwościach pobudzających – kofeina. Kofeina zawarta jest także w napojach typu cola oraz napojach energetyzujących.
Soki zawierają te same (korzystne dla naszego zdrowia) składniki, co owoce i warzywa. Dostarczają substancji przeciwutleniających i wzbogacają dietę w niezbędne substancje odżywcze, takie jak: witaminy, minerały oraz mikro- i makroelementy.
Mleko jest wyjątkowym napojem, ponieważ dostarcza praktycznie wszystkich niezbędnych składników pokarmowych (wody, białek, tłuszczów, węglowodanów, soli mineralnych i witamin).

Praca domowa

Polecenie 4.1

Przygotuj napój izotoniczny według podanego przepisu.
Domowy napój izotoniczny
Składniki:

200 ml soku wyciśniętego z pomarańczy,
1 l wody mineralnej wysoko zmineralizowanej,
szczypta soli (1 g).

Wszystkie składniki wystarczy przelać do dużej butelki lub dzbanka i wymieszać.

Polecenie 4.2

Zaprojektuj tabelę zawierającą informację o składzie przygotowanego przez ciebie napoju.
Skorzystaj z informacji na etykiecie użytej przez ciebie wody mineralnej. Wykonaj potrzebne obliczenia, pamiętając o ilości dodawanych składników.
Przyjmij, że 100 ml soku pomarańczowego zawiera:

10,4 g węglowodanów,
1 mg jonów ${Na}^{+}$ ,
0,2 g błonnika.

Wartość energetyczna tej porcji soku to 45 kcal.

Etykietę swojego napoju wraz z przepisem i obliczeniami zapisz w zeszycie.

ii5e2a4zVR_d5e1112

Słowniczek

flawonoidy (polifenole)

Definicja: flawonoidy (polifenole)

związki organiczne występujące naturalnie w roślinach; wiele z nich wykazuje silne działanie przeciwutleniające i zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób układu krwionośnego i nowotworów

kofeina

Definicja: kofeina

związek organiczny z grupy alkaloidów znany z pobudzającego działania; kofeina zawarta jest m.in. w ziarnach kawy i liściach herbaty; popularnymi napojami zawierającymi kofeinę są: kawa, herbata, gorąca czekolada, napoje energetyzujące oraz typu cola

napój energetyzujący

Definicja: napój energetyzujący

napój, którego głównymi składnikami są kofeina, tauryna, witamina B, różne zioła oraz cukier; jego działanie polega na zwiększaniu koncentracji i wydolności organizmu; ponadto przyspiesza on metabolizm

napój izotoniczny

Definicja: napój izotoniczny

napój, w którego skład wchodzą: woda, węglowodany oraz chlorek sodu; spożywany podczas wzmożonego wysiłku fizycznego w celu wspomagania wyrównywania poziomu wody i elektrolitów wydzielanych z organizmu podczas dużego wysiłku fizycznego

teanina

Definicja: teanina

aminokwas, który wpływa na obniżenie ciśnienia oraz stymuluje procesy mózgowe, dzięki czemu uspokaja, relaksuje, sprzyja koncentracji; związek ten w naturze występuje jedynie w liściach herbaty, przede wszystkim zielonej

teina

Definicja: teina

kofeina wyodrębniona z herbaty (z punktu widzenia chemii kofeina i teina to ten sam związek)

wody mineralne

Definicja: wody mineralne

wody, które zawierają rozpuszczone składniki mineralne

ii5e2a4zVR_d5e1246

Zadania

Ćwiczenie 1

RgHu3pzAS46Fa1

Określ składniki charakterystyczne dla danego napoju.

kawa czarna, napój izotoniczny, napój typu cola, woda mineralna, napój energetyzujący

węglowodany, chlorek sodu
kofeina
tlenek węgla(IV), sole mineralne
kofeina, witamina $B_{1}$ , cukier
kofeina, kwas fosforowy(V), cukier