Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

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. Wiele popularnych napojów ma w składzie dużo cukrów (głownie sacharozy i fruktozy), a napoje gazowane są nasycone tlenkiem węglaIV.
Trudny do rozstrzygnięcia byłby spór, czy lepiej zaczynać dzień, pijąc filiżankę kawy, herbaty, czy może szklanką wody lub soku. Zacznijmy od pytania: „Kawa czy herbata?”.

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
  • charakterystykę właściwości fizykochemicznych substancji;

  • opis i znaczenie wody w przyrodzie;

  • substancje należące do różnych grup związków nieorganicznych (np. tlenki, kwasy, wodorotlenki, sole) i organicznych (np. alkohole) mające charakterystyczne właściwości;

  • substancje o właściwościach leczniczych lub toksycznych.

Nauczysz się
  • opisywać, 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, która jest niezbędna do życia – służy jako substrat w procesach trawienia, stanowi środowisko reakcji chemicznych zachodzących w ludzkim ciele, jest środkiem transportu składników odżywczych do komórek i odbiera substancje przeznaczone do wydalenia z organizmu, a także reguluje temperaturę ciała. Dorosły człowiek powinien spożywać dziennie około 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.

R1cXhkDVIkZUQ
Model cząsteczki kofeiny. Kolorem czarnym oznaczono atomy węgla, kolorem niebieskim atomy azotu, kolorem białym atomy wodoru, a kolorem czerwonym atomy tlenu.
Źródło: Mstroeck (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC 0 1.0.

Kofeina jest białą bezwonną substancją, trudno rozpuszczalną w wodzie. Związek ten jest również składnikiem napojów energetyzujących, napojów typu cola czy czekolady. Występuje także w orzeszkach cola. W zależności od źródła pochodzenia, kofeina może być także nazywana guaraniną, gdy pochodzi z nasion guarany; teiną, jeśli pochodzi z liści herbaty lub mateiną, gdy występuje w yerba mate. 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 zawierających kofeinę, a więc może prowadzić 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. dwie/trzy filiżanki kawy dziennie), nie powoduje poważnych zagrożeń, choć niekorzystnie wpływa na zęby. Wypijanie powyżej trzech do pięciu 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 (około 150 cm3) kawy rozpuszczalnej

95 mg

filiżanka espresso
(około 70 cm3)

57 mg

szklanka (200 cm3) czarnej herbaty (z naparu)

65 mg

szklanka (200 cm3) zielonej herbaty

31 mg

szklanka (200 cm3) typowej herbaty w torebkach

46 mg

filiżanka kawy mrożonej

50-70 mg

puszka (330 cm3) napoju typu cola

45 mg

Inne związki zawarte w kawie, takie przeciwutleniacze, jak polifenole, mają korzystny wpływ na organizm, ponieważ zwalniają procesy starzenia, zapobiegają odkładaniu się cholesterolu w naczyniach krwionośnych oraz chronią przed miażdżycą. Składniki kawy mogą jednak działać i niekorzystnie z powodu stymulacji wydzielania kwasu solnego w żołądku, co powoduje w wielu przypadkach zgagę. Kawa może przyczyniać się do powstawania wzdęć i niestrawności, zwiększając ryzyko raka jelita grubego. Istotną jednak jej wadą jest działanie drażniące przewód pokarmowy. Śmiertelna dawka kofeiny wynosi około 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 pobudzające ośrodkowy układ nerwowy). Niektóre z nich są stosowane jako leki, inne zaś to trucizny. Znanymi alkaloidami obok kofeiny są morfina (bardzo silny środek przeciwbólowy) czy kodeina (stosowana jako lek przeciwkaszlowy) wyodrębniane z maku.

Wykrywanie kofeiny w napojach
Doświadczenie 1
RhRDaQGLCR6yN
Problem badawczy: Jak wygląda kofeina? Hipoteza: Czy w warunkach domowych można 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: 1. Na suche szkiełko zegarkowe nasyp ok. 0,5 g listków herbaty lub ok. 0,5 g kawy mielonej. 2. Szkiełko nakryj drugim szkiełkiem. 3. Szkiełka delikatnie ogrzewaj na płycie grzewczej. 4. Górne szkiełko ochłódź zwilżoną bibułą. 5. Po chwili na wewnętrznej powierzchni górnego szkiełka można zauważyć pojawienie się białych kryształków. 6. Przerwij ogrzewanie, zaobserwuj jak wyglądają wydzielone kryształki. Sprawdź także, jaki mają zapach.

Problem badawczy:

Jak wygląda kofeina?

Hipoteza:

Czy w warunkach domowych można wyizolować kofeinę z liści herbaty lub ziaren kawy?

Co było potrzebne:

  • suche liście herbaty (czarnej lub zielonej) bądź mielona kawa;

  • dwa szkiełka zegarkowe;

  • płyta grzewcza;

  • bibuła;

  • łyżeczka.

Przebieg doświadczenia:

  1. Na suche szkiełko zegarkowe nasypano około 0,5 g listków herbaty lub około 0,5 g kawy mielonej.

  2. Szkiełko nakryto drugim szkiełkiem.

  3. Szkiełko delikatnie ogrzano na płycie grzewczej.

  4. Górne szkiełko ochłodzono zwilżoną bibułą.

  5. Po chwili, na wewnętrznej powierzchni górnego szkiełka zauważono pojawienie się białych kryształków.

  6. Przerwano ogrzewanie, obserwowano, jak wyglądały wydzielone kryształki. Sprawdzono także, jaki mają zapach.

Obserwacje:

Na górnym szkiełku zegarkowym zaobserwowano białą krystaliczną substancję.

Wnioski:

Uzyskaną substancją w procesie sublimacji i resublimacji była biała, krystaliczna substancja – kofeina.

RtbevJPW75ftI
Sublimacja kofeiny
Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 1
R15wOAXwuEOdh
Obserwacje: (Uzupełnij). Wnioski (Uzupełnij).
Polecenie 1
RyyUOJb6TFIkj
Krystaliczną kofeinę otrzymano poprzez... Możliwe odpowiedzi: 1. destylację, 2. sublimację i resublimację, 3. dekantację, 4. ekstrakcję

Poniżej przedstawiono dwie galerie zdjęć dotyczących kawy.

ii5e2a4zVR_d5e392

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

Herbatę zieloną parzy się z liści niepoddanych fermentacji (przemianom substancji organicznych, które zachodzą z udziałem enzymów, głównie w warunkach beztlenowych) – 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. To sprawia, że zawiera mniej cennych składników, a niektóre z nich łatwo 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 wpływa na smak herbaty. Ciekawa jest jej aktywność fizjologiczna – 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, BIndeks dolny 1, BIndeks dolny 2, C, EK oraz minerały: fluor, wapń, żelazo, potas, sód i cynk.

Poniżej znajduje się galeria, dotycząca herbaty.

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

  • Spożywanie zbyt dużej ilości herbaty (powyżej czterech 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, która zwiększa przyswajanie żelaza.

  • Wypicie zbyt dużej ilości herbaty (szczególnie mocnej) przed snem może powodować bezsenność.

Poniżej w galerii omówiono działanie kawy i herbaty na organizm człowieka.

Ciekawostka

Kofeina została wyizolowana z nasion kawowca w 1820 r., a kilkanaście lat później – z liści herbaty. Ziarna kawy zawierają około 1-2,8 % kofeiny w suchej masie, natomiast liście herbaty więcej, bo aż 2-3,5%. Jeżeli jednak weźmiemy pod uwagę sposób przyrządzania napojów, to okazuje się, że zawartość kofeiny w napojach jest niższa. 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 m.in. ze sposobu preparowania surowca. Liście herbaciane najczęściej są stosowane w całości, natomiast ziarna kawy są bardzo rozdrobnione, co ułatwia ekstrakcję kofeiny. Ponadto połączenie kofeiny z garbnikami powoduje efekt zmniejszonej ekstrakcji kofeiny z liści herbacianych. Dlatego kawa dostarcza jej do organizmu o wiele więcej niż herbata.

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% kofeiny naturalnie występującej w ziarnach kawowych. Nowoczesną i uznawaną za naturalną jest metoda, która polega na poddawaniu zielonych ziaren kawy działaniu tlenku węglaIV pod bardzo wysokim ciśnieniem (ponad 180 atmosfer). Cząsteczki tlenku węglaIV 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, choć w niewielkich ilościach. Ponadto w jej skład wchodzi inna substancja wykazująca działanie podobne do kofeiny – teobromina. Gorzka czekolada zawiera około 1 % masowy teobrominy, a mleczna od 0,1 do 0,5%.

Poniżej znajduje się galeria, dotycząca czekolady.

Ważne!

Czekolada jest szkodliwa dla wielu zwierząt, np. psów i kotów, ponieważ nie mają zdolności do metabolizmu zawartej w czekoladzie teobrominy. Po spożyciu czekolady mogą u nich wystąpić drgawki, krwotok wewnętrzny, zawał serca, a nawet śmierć. Dlatego NIGDY nie podawaj swoim pupilom jedzenia zawierającego czekoladę!

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, które mają 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 ze złóż podziemnych, są bogatsze w minerały niż wody źródlane. Mogą być średnio zmineralizowane (500-1500 mg substancji mineralnych/l) i wysoko zmineralizowane (powyżej 1500 mg substancji mineralnych/l). Regularne picie około 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, które zawierają znaczną ilość wapnia i magnezu w ilościach 0,5-1 litra dziennie, znacząco poprawia 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.

R1MSMuuIA1GPE1
To, jaką wodę mineralną do picia powinniśmy wybrać, zależy od naszego trybu życia i stanu zdrowia. Warto dokładnie zapoznawać się z informacjami podawanymi na etykietach
Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Wpływ wybranych jonów wchodzących w skład obecnych w wodach mineralnych soli

Rodzaj jonu

Działanie na organizm człowieka

K+

obniża ciśnienie krwi

reguluje czynności mięśni i nerwów

Mg2+

reguluje pracę serca

bierze udział w termoregulacji

Fe2+

jest niezbędne do transportu i magazynowania tlenu

Na+

odpowiada za regulację ciśnienia tętniczego krwi

bierze udział w kontroli bilansu płynów

Ca2+

wpływa na kurczliwość mięśni

przewodzenie bodźców nerwowych

krzepliwość krwi

Cu2+, Zn2+, Mn2+

uczestniczą w przemianach metabolicznych

Cl-

wpływa na pH krwi

F-

nadaje trwałość kościom oraz wzmacnia zęby

HCO3-

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 wg wskazań lekarza. Należy pamiętać, że działają one 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 24000 mg substancji mineralnych/l.

Poniżej znajduje się galeria, dotycząca wody pitnej.

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.

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 (sacharozy). 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 węglaIV może powodować wzdęcia, a duża zawartość sacharozy może prowadzić do otyłości. Odczyn kwasowy napojów gazowanych niekorzystnie wpływa na stan zębów, a obecność kwasu fosforowegoV 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 (sacharozy), mogą być używane przez osoby chore na cukrzycę przy spadku cukru we krwi.

  • Picie odgazowanej coli jest niekiedy zalecane dzieciom, gdy chorują na niestrawność.

RHxg9VbvydE6V
Film przedstawia doświadczenie wykonywane na próbce napoju.

Podsumowanie doświadczenia przedstawionego na filmie:

  • Przed przystąpieniem do opisanego powyżej doświadczenia, użyto węgla aktywnego. Dzięki porowatej strukturze, węgiel aktywny charakteryzuje się dużą zdolnością do adsorpcji związków chemicznych, przez co wykorzystywany jest do usuwania zanieczyszczeń.

  • W celu wykrycia kwasu fosforowegoV w badanej próbce, przeprowadzono reakcję w podwyższonej temperaturze, gdzie kwas fosforowyV reaguje w obecności HNO3 z molibdenianem amonu. W wyniku tej reakcji, tworzy się związek kompleksowy - fosfomolibdenian amonu, o czym świadczy wytrącenie się żółtego osadu. Reakcja ta zachodzi zgodnie z równaniem:

H3PO4+12NH42MoO4+21HNO3NH43PO4·12MoO3·2H2O+21NH4NO3+10H2O
  • Przeprowadzona na filmie próba Trommera służy do wykrywania grupy aldehydowej (występującej między innymi w cukrach redukujących) w badanej próbce. Odczynnikiem Trommera jest świeżo strącony wodorotlenek miedziII. Próba polega na ogrzewaniu próbki, do której wcześniej dodano świeżo strącony wodorotlenek miedziII. Gdy w próbce występują związki zawierające grupę aldehydową, niebieski osad zmienia barwę na ceglastoczerwoną -  wodorotlenek miedziII redukuje się do ceglastoczerwonego tlenku miedzi(I, a aldehydy biorące udział w reakcji, utleniają się do kwasów karboksylowych.

Polecenie 2
RDWS7pxQEW9gD
Ułóż w kolejności etapy doświadczenia potwierdzającego obecność kwasu fosforowego(V) w coli. Elementy do uszeregowania: 1. Przeniesienie porcji przesączu do probówki., 2. Dodanie roztworu molibdenianu(VI) amonu, 3. Ogrzewanie roztworu., 4. Wytrząsanie coli z węglem aktywnym., 5. Dodanie kilku kropel stężonego kwasu azotowego(V) do przesączu., 6. Filtracja przy użyciu sączka bibułowego i lejka., 7. Ponowne przeniesienie roztworu do probówki., 8. Przeniesienie roztworu do parowniczki.
Napoje typu cola i cola light
Doświadczenie 2
RjmnUpLTnGJoZ
Problem badawczy: {Jak odróżnić zwykłą colę (zawierającą cukier) od coli light?}.

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 było potrzebne? 
- rozcieńczony roztwór siarczanuVI miedziII;
- roztwór wodorotlenku sodu;
- roztwór glukozy;
- napoje: typu cola (nr 1) oraz typu cola light (nr 2);
- trzy probówki;
- pipety Pasteura.

Przebieg doświadczenia
1.  Do trzech probówek nalano po 1-2 cm3 roztworu wodorotlenku sodu, a następnie dodano kroplami rozcieńczony roztwór siarczanuVI miedziII do momentu, aż wydzielił się galaretowaty osad wodorotlenku miedziII.
2. Do pierwszej probówki dodano 2-4 cm3 napoju nr 1.
3. Do drugiej probówki wprowadzono taką samą ilość napoju nr 2.
4. Do trzeciej probówki dodano roztwór glukozy (próba kontrolna).
5. Probówki ogrzewano w zlewce z gorącą wodą. Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:
W probówce 13 wytrącił się ceglastoczerwony osad. W probówce nr 2 wytrącił się czarny osad.
Wnioski:
W coli zawarte są cukry redukujące, które dają pozytywny wynik próby Trommera. Cola light słodzona jest innymi substancjami niż cukry, daje więc negatywny wynik próby Trommera.

1
Polecenie 3
R1IvtxAGuxmw6
Obserwacje: (Uzupełnij).
RRoOBcRRl3dZq
Co stanowiło próbę kontrolą w doświadczeniu? Możliwe odpowiedzi: 1. roztwór siarczanu(VI) miedzi, 2. roztwór wodorotlenku sodu, 3. roztwór glukozy, 4. napój typu cola
Podsumowanie

Przeprowadzone doświadczenie jest przykładem próby Trommera, która pozwalaj 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.

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 pobudzeniu, poprawie koncentracji i wydolności organizmu. Poza tym przyspieszają metabolizm. Napoje te pojawiły się w latach 80. XX w.
W napojach energetyzujących znajduje się przede wszystkim kofeina. Pozostałe składniki to tauryna, witaminy z grupy B, różne zioła oraz cukier. Skład ten jest uzupełniany przez wodę, tlenek węglaIV, regulatory kwasowości.
Wysoka zawartość niektórych składników w napojach energetycznych 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 cm3 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.

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.

Napoje izotonicznenapój izotonicznyNapoje izotoniczne są często spożywane podczas uprawiania sportu. 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.

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. Występuje głównie w sokach i nektarach, które zawierają 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 cm3) pokrywa średnie dzienne zapotrzebowanie na witaminę A;

  • dwie szklanki (po 200 cm3) 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.

Poniżej znajduje się galeria zdjęć, dotycząca soków.

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 napój 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.

Rr1alM3DYr4HU
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 prowadzić chociażby do wzrostu stężenia leku w organizmie). Dlatego w razie konieczności zażywania leków, należy dowiedzieć się, czy nie ma przeciwwskazań do spożywania jednocześnie soku grejpfrutowego.
Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
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 najbardziej wartościowych pokarmów dostępnych dla człowieka, ponieważ jest źródłem łatwo przyswajalnego białka i wapnia oraz ważnym źródłem witamin BIndeks dolny 2 i BIndeks dolny 12.

Rz9AUDe7KiOyl
Film przedstawia kilka doświadczeń mających na celu określenie składu mleka.
Polecenie 4
RUecTNyRG1Q9a
Dopasuj reagenty, jakich użyjesz, do podanych procesów: Wytrącanie osadu (twarogu) Możliwe odpowiedzi: 1. roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) (próba Trommera), 2. kwas octowy, 3. roztwór szczawianu amonu, 4. roztwór wodorotlenku sodu i roztwór wodny siarczanu(VI) miedzi(II) (reakcja biuretowa), 5. Roztwór sudanu III Wykrywanie białek Możliwe odpowiedzi: 1. roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) (próba Trommera), 2. kwas octowy, 3. roztwór szczawianu amonu, 4. roztwór wodorotlenku sodu i roztwór wodny siarczanu(VI) miedzi(II) (reakcja biuretowa), 5. Roztwór sudanu III Wykrywanie tłuszczu Możliwe odpowiedzi: 1. roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) (próba Trommera), 2. kwas octowy, 3. roztwór szczawianu amonu, 4. roztwór wodorotlenku sodu i roztwór wodny siarczanu(VI) miedzi(II) (reakcja biuretowa), 5. Roztwór sudanu III Wykrywanie cukrów redukujących Możliwe odpowiedzi: 1. roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) (próba Trommera), 2. kwas octowy, 3. roztwór szczawianu amonu, 4. roztwór wodorotlenku sodu i roztwór wodny siarczanu(VI) miedzi(II) (reakcja biuretowa), 5. Roztwór sudanu III Wykrywanie wapnia Możliwe odpowiedzi: 1. roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) (próba Trommera), 2. kwas octowy, 3. roztwór szczawianu amonu, 4. roztwór wodorotlenku sodu i roztwór wodny siarczanu(VI) miedzi(II) (reakcja biuretowa), 5. Roztwór sudanu III
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 dwie/trzy szklanki mleka dziennie, a w przypadku sportowców około 1 litra dziennie. Oczywiście, można mleko zastępować produktami mlecznymi. Przykładowo, biorąc pod uwagę zawartość białka, dwie 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. 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.

Poniżej znajduje się galeria zdjęć, dotycząca mleka.

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.

RJ47KBnWTcI5z
U ssaków mleko matki jest pierwszym pokarmem młodego osobnika. Dostarcza mu wszystkich niezbędnych do życia substancji odżywczych.
Źródło: Lilly M, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org, domena publiczna.
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. Jest ona również zawarta 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 5.1

Zapoznaj się z informacjami, jakie zamieszczone są na etykietach różnych napojów. Zastanów się, które napoje mają dużą wartość energetyczną ze względu na obecność cukrów (w tym sacharozy, fruktozy, karmelu itp.), a które zawierają istotne dla naszego zdrowa składniki – witaminy, sole mineralne.

Wskazówka

Czy informacje na butelce napoju typu cola, że zawiera kwas fosforowyV (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?

Polecenie 5.2

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?

Polecenie 5.3

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

  • 200 cm3 soku wyciśniętego z pomarańczy;

  • 1 dm3 wody mineralnej wysoko zmineralizowanej;

  • szczypta soli (1 g).

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

Polecenie 5.4

Zaprojektuj tabelę, która zawiera informację o składzie przygotowanego przez Ciebie napoju.
Skorzystaj z informacji na etykiecie użytej wody mineralnej. Wykonaj potrzebne obliczenia, pamiętając o ilości dodawanych składników.
Przyjmij, że 100 cm3 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

Słownik

flawonoidy (polifenole)
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
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; w zależności od jej źródła pochodzenia, kofeina może być także nazywana guaraniną, gdy pochodzi z nasion guarany; teiną, jeśli pochodzi z liści herbaty lub mateiną, gdy występuje w yerba mate

napój energetyzujący
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 metabolizm

napój izotoniczny
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
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 zielonej herbaty

teina
teina

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

wody mineralne
wody mineralne

wody, które zawierają rozpuszczone składniki mineralne

przeciwutleniacze (antyoksydanty)
przeciwutleniacze (antyoksydanty)

grupa związków chemicznych, będących naturalnymi substancjami roślinnymi, wstrzymujących lub opóźniających procesy utleniania

fermentacja
fermentacja

proces przemian związków organicznych zachodzący z udziałem enzymów, głównie w warunkach beztlenowych

enzymy
enzymy

zazwyczaj białka, które pełnią rolę katalizatorów – przyspieszają zajście reakcji chemicznej poprzez obniżenie ich energii aktywacji

aminokwasy
aminokwasy

organiczne związki chemiczne, które w swojej budowie zawierają zarówno grupę aminową, jak i karboksylową (-COOH)

ii5e2a4zVR_d5e1246

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
RUsCL97M2N3HW
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 2
R1Br3NH38UWWU
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 3
R4vt45e1TdjBh
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 4
RG8VsWyJ5Aohn
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
2
Ćwiczenie 5
RjLq1iBo8r2s1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
2
Ćwiczenie 6
RMw5Df4eftJxs
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
21
Ćwiczenie 7
R1WNdqYM6FPfb
Zawartość kofeiny w wybranych napojach
Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Na podstawie danych na diagramie, porównaj zawartość kofeiny w mg na 100 cm3 w kawie espresso i zielonej herbacie.

RSCTHtECUF8Gr
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Ćwiczenie 7

Na podstawie poniższych danych, porównaj zawartość kofeiny w mg na 100 cm3 w kawie espresso i zielonej herbacie. Odpowiedz i obliczenia zapisz poniżej.

  • filiżanka kawy rozpuszczalnej (około 150 ml) – 95 mg

  • filiżnka espresso (około 70 ml) – 57 mg

  • szkalnka czarnej herbaty (z naparu) (200 ml) – 65 mg

  • szklanka zielonej herbaty (200 ml) – 31 mg

  • szklanka typowej herbaty w torebkach (200 ml) – 45 mg

  • puszka Mountain Dew (330 ml) – 55 mg

  • filiżanka kawy mrożonej – 70 mg

  • puszka napoju typu cola (300 ml) – 45 mg

R1Af3t8yP6o5c
Odpowiedź: (Uzupełnij).
3
Ćwiczenie 8
Rx8PYfubaRnHg
Which of the chemical compounds you can find in cola? Możliwe odpowiedzi: 1. carbon dioxide, 2. sulphuric acid, 3. water, 4. phosphoric acid, 5. hydrochloric acid, 6. sodium hydroxide, 7. caffeine
Glossary
3
Ćwiczenie 9
R1NqqAXP9MBnm
Which of the following beverages contain caffeine? Możliwe odpowiedzi: 1. orange juice, 2. energy drink, 3. milk, 4. coffee, 5. tea, 6. water, 7. isotonic drink, 8. cola
Glossary

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, t. 1‑2, Warszawa 2021.

Encyklopedia Powszechna PWN

McMurry J., Chemia organiczna, t. 1, Warszawa 2000.

Pazdro K. M., Chemia. Pierwiastki i związki nieorganiczne, Warszawa 2012.

bg‑gray3

Notatnik

RNnBeOG8tjMRx
(Uzupełnij).
Aplikacje dostępne w
Pobierz aplikację ZPE - Zintegrowana Platforma Edukacyjna na androida