III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

АСПАРТАМ. ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ.
Рахимжанова А.К.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


О том, что современные продукты часто содержат не чистый природный сахар, а различные разработанные в лабораториях подсластители, известно всем. Аспартам – является одним из таких заменителей сахара.

Проблема в том, что аспартам нельзя назвать абсолютно полезным элементом. Он имеет низкую калорийность и одновременно с этим не обладает никакими посторонними запахами и привкусами. Его часто рекомендуют к употреблению больным сахарным диабетом, однако в последнее время эти рекомендации стали носить довольно осторожный характер. Медики и ученые всё больше склонны к тому, чтобы рекомендовать использовать Е951 по минимуму, потому что доказаны такие негативные последствия длительного приёма добавки, как аллергические реакции, головные боли, депрессии, мигрени и бессонница.

Несмотря на малую калорийность, увлекаться употреблением Аспартама не следует, даже страдающим заболеваниями, требующими исключить сахар из рациона. Наличие фенилаланина в Е951 делает его приём категорически невозможным для лиц, страдающим редким заболеванием фенилкетонурией.

Коварство Аспартама заключается в том, что слюна не может смыть Е951 полностью, во рту остаётся приторный привкус, который хочется заглушить. Поэтому, выпивая в жару стакан газированного сладкого напитка, через пару минут человек тянется за второй порцией.

В 2008 году «Журнал диетического питания» опубликовал анализ, а котором ученые оценили потенциальное воздействие Аспартама (его некоторых составляющих: метанола, фенилаланина и аспарагиновой кислоты) на мозг. В анализе авторы подробно описывают способность фенилаланина нарушать химию мозга, что может неблагоприятно влиять на различные области, включая настроение, поведение, сон и аппетит. [8]

Всё чаще подростки в погоне за безупречной фигурой употребляют в пищу только низкокалорийные продукты, не задумываясь о их составе и возможных последствиях от применения.

Актуальность данной проблемы обусловила выбор темы исследования, целью которой стало: определить содержание аспартама в ряде газированных напитков, с целью уведомления учащихся о его отрицательном воздействии на организм.

Задачи исследования:

  1. Подобрать и изучить соответствующую литературу;

  2. Провести анкетирование с целью выявления знаний о подсластителе (аспартаме);

  3. Доказать содержание аспартама в ряде газированных напитков с помощью лабораторных опытов;

  4. Проанализировать результаты исследования;

  5. Создать социальный ролик для сетей интернета;

Объект исследования: газированные напитки разных фирм.

Предмет исследования: подсластитель аспартам.

Гипотеза: если аспартам содержится в газированных напитках, то я смогу доказать его содержание с помощью ряда лабораторных опытов.

Методы исследования: поиск, изучение и анализ теоритического материала; проведение анкетирования среди 6-11 классов; качественный химический анализ.

Созданием своей исследовательской работы я постараюсь уведомить, подрастающее поколение о негативных последствиях, которые вызывает подсластитель, ведь ответственность за будущее поколение лежит на каждом из нас.

2. Аспартам и его продукты окисления.

2.1 История изучения аспартама

Аспартам был открыт в 1965 г. Р.Джеймсом,М. Шлаттером, химиком, работавшим на компанию Сёрл Шлаттер,синтезировал аспартам в ходе исследований для производства лекарств отязвы. Он обнаружил сладкий вкус аспартама случайно, облизнув палец, на который попал аспартам. [7].

Рис.1 Структурная формула аспартама.

Вещество представляет собой метилированный дипептид, который состоит из остатков фенилаланиновой и аспарагиновой кислот. Его молекулярная масса = 294, 3 г/моль, плотность средства – примерно 1,35 грамм на кубический сантиметр. В связи с тем, что температура плавления вещества составляет от 246 до 247 градусов Цельсия, его нельзя использовать для подслащивания продуктов, которые подвергаются термической обработке. Соединение обладает умеренной растворимостью в воде и прочих биполярных растворителях.[3]

Первыми стали применять аспартам США и Великобритания с 1981 года. Выпускаемый под различными торговыми марками, "NutraSweet", "Equal", "Spoonful" или Е951, аспартам был объявлен альтернативой сахару, позволяющей не набирать вес и официально не являющийся канцерогеном. [7]

Аспартам в организме человека распадается на две аминокислоты (аспарагиновую и фенилаланин), а также метанол.

C₁₄H₁₈N₂O₅ HO₂CCH(NH₂)CH₂CO₂H +C6H5CH2CH(NH2)COOH+CH₃OH

Аминокислоты являются составной частью белка и участвуют в ряде важных биохимических процессов организма. Аспарагиновая кислота вместе с глутаминовой кислотой относят к дикарбоновым аминокислотам, т.е. соединениям, имеющим два кислотных хвоста СООН. Важность этих соединений такова, что они вместе с амидами составляют половину всего аминного азота тканей, а в нервной системе они составляют 70% всех аминокислот. Аспарагиновая кислота входит в состав практически всех белков организма. Так как атомы водорода на кислотных хвостах очень подвижны, они обеспечивают водородные связи, которые формируют вторичную и третичную структуру белковых молекул, стабилизируя их в водной среде.[3]

Метанол же является ядом, действующим на нервную и сосудистую системы организма. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» — метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида.

5СН3ОН + 2КMnО4 + 3H2SO4 ---> 5НСНО + 2MnSO4 + K2SO4 + 8Н2О.

2.2 Метанол

Метано́л (метиловый спирт, древесный спирт, карбинол, метилгидрат, гидроксид метила) — CH3OH, простейший одноатомный спирт, бесцветная ядовитая жидкость. [1]

Рис.2 структурная формула метанола

Метанол — это первый представитель гомологического ряда одноатомных спиртов. Метанол — опаснейший яд, приём внутрь порядка 10 мл метанола может приводить к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота)[4.c.45], попадание в организм более 80-150 миллилитров обычно смертельно[3.c.71]. Токсический эффект метанола развивается на протяжении нескольких часов, и эффективные антидоты способны уменьшить наносимый вред. Опасен для жизни не только чистый метанол, но и жидкости, содержащие этот яд даже в сравнительно небольшом количестве.

Наиболее легкая форма отравления характеризуется наличием головной боли, общей слабостью, недомоганием, ознобом, тошнотой, рвотой.

Токсичность метанола состоит в том, что при попадании в организм он с течением времени окисляется до ядовитого формальдегида, который вызывает слепоту, вредно влияет на нервную систему, вступает в реакции с белками.

 Токсическое действие формалина на возбудителей заболеваний обусловлено необратимыми реакциями формальдегида с аминогруппами веществ плазмы. При этом происходят осаждение белков и изменение нормального физико-химического состояния плазмы. [3. c 243]

Особая опасность метанола связана с тем, что по запаху и вкусу он неотличим от этилового спирта, из-за чего и происходят случаи его употребления внутрь. Йодоформная реакция: с этиловым спиртом выпадет йодоформ жёлтого цвета, а с метанолом ничего не выпадает.[4.c.70].

2.3 Формальдегид

Формальдеги́д— бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде, спиртах и полярных растворителях. [1.с.287]

Рис.3 структурная формула формальдегида.

Формальдегид токсичен: приём внутрь 60-90 мл является смертельным. Симптомы отравления: бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затруднённое дыхание, головная боль, нередко судороги.

При остром ингаляционном отравлении: конъюнктивит, острый бронхит, вплоть до отёка лёгких. Постепенно нарастают признаки поражения центральной нервной системы (головокружение, чувство страха, шаткая походка, судороги). При отравлении через рот: ожог слизистых оболочек пищеварительного тракта (жжение, боль в глотке, по ходу пищевода, в желудке, рвота кровавыми массами, понос), геморрагический нефрит, анурия. Возможны отёк гортани, рефлекторная остановка дыхания.[2.c.21].

Хроническое отравление у работающих с техническим формалином проявляется похудением, диспепсическими симптомами, поражением центральной нервной системы (психическое возбуждение, дрожание, атаксия, расстройства зрения, упорные головные боли, плохой сон). Описаны органические заболевания нервной системы (таламический синдром), расстройства потоотделения, температурная асимметрия. Отмечены случаи бронхиальной астмы.[3.c.24].

В условиях воздействия паров формалина (например, у рабочих, занятых изготовлением искусственных смол), а также при непосредственном контакте с формалином или его растворами наблюдаются, в особенности в первые дни работы, выраженные дерматиты лица, предплечий и кистей, поражения ногтей (их ломкость, размягчение). Возможны дерматиты и экземы аллергического характера. После перенесённого отравления чувствительность к формалину повышается.[3.с.54].

Изучив подробно аспартам, я решила опросить учащихся нашей школы, чтобы узнать их предпочтения в напитках и путем проведения практических опытов, доказать его присутствие в них.

3. Определение содержания аспартама в ряде газированных напитков.

3.1 Выводы по результатам анкетирования среди учащихся 6-11 классов.

Нами был предложен ряд вопросов, с целью выяснить необходимость информирования учащихся о подсластителе.

Таблица 1.

Результаты ответов на 1,2 вопросы анкетирования

Вопрос

Да

Нет

Количество опрошенных (класс)

1.Обращаете ли Вы внимание на состав продукта, перед тем как его купить?

27

141

69

44

96(6-7классы)

145(8-11классы)

2.Знакомы ли Вы с маркировкой аспартама(искусственного подсластителя) на продуктах, которые приобретаете?

26

70

70

75

96(6-7классы)

145(8-11классы)

Диаграмма 1.

Результаты ответов на 1,2 вопросы анкетирования

По диаграмме видно, что в среднем 50% не обращают внимание на маркировку и 64% не знакомы с маркировкой аспартама.

Таблица 2.

Результаты ответов на 3 вопрос анкетирования:

Вопрос (всего опрошено 241

учащийся)

Кока-кола,

пепси

Лимонад

Минеральная вода

Спрайт, SevenUP

Натуральные соки

Если Вы приобретаете прохладительные газированные напитки, то каким отдаете предпочтения?

67

24

87

29

34

Диаграмма 2.

Результаты ответов на 3 вопрос анкетирования

По данным диаграммы следует, что 36% учащихся отдают предпочтения минеральной воде, но нельзя не отметить, что 28% предпочитают всё-таки кока-колу.

Анализируя ответы, мы изучили состав всех напитков, которые предпочитают учащиеся и пришли к выводу, что подавляющее большинство подростков каждый день получают определённую дозу аспартама и как следствие в их организме образуются ядовитые и опасные для здоровья вещества, которые сильно влияют на их самочувствие.

Результаты привели нас к выбору газированных напитков, с которыми были проведены опыты по доказательству содержания аспартама.

3.2 Практическое доказательство содержания аспартама в газированныхнапитках, употребляемых учащимися (Результаты и выводы).

Оборудование: нагревательный прибор, спиртовка, медная проволока, свежеприготовленный гидроксид меди(II),пробирки.

Цель: доказать наличие аспартама

Ход работы:

1.Напиток нагреваем до 40 °C.

2. Свёрнутую в спираль медную проволоку прокалить в пламени спиртовки до образования на ней чёрного налета.

3.Опустить раскалённую проволоку в напиток.

CH3OH + CuO = HCOH + Cu + H2O

4. Далее с полученным раствором проводим качественную реакцию на метаналь: к свежеприготовленному раствору гидроксида меди(II) прилить исследуемый раствор и осторожно нагреть.

НСОН + 2 Cu(OH)2 = HCOOH + Cu2O+ 2 H2O

Опыт №1 Напиток: лимонад (приложение 1).

Рис.4 Медная проволока после Рис.5 Цвет осадка

опускания в раствор

Вывод: при опускании раскалённой проволоки в напиток, проволока очищается от налёта(частично), так как медь восстанавливается из оксида, а метанол превращается в метаналь, ощущается резкий специфический запах формальдегида. После смешивания напитка и гидроксида меди(II), цвет осадка меняется с синего на кирпично-красный, это доказывает наличие альдегидной группы.

Опыт №2 Напитки: Coca-Cola Zero (приложение 2).

Рис. 6 Медная проволока после Рис.7 Цвет осадка

опускания в раствор

Вывод: при опускании раскалённой проволоки в напиток, проволока очищается от налёта, так как медь восстанавливается из оксида, а метанол превращается в метаналь, ощущается резкий специфический запах формальдегида. После смешивания напитка и гидроксида меди(II) цвет осадка меняется с синего на кирпично красный, это доказывает наличие альдегидной группы. Результаты полностью идентичны результатам опыта №1, но стоит отметить, что поверхность медной проволоки практически полностью очистилась от оксида меди 2.

Опыт №3 Напиток: Seven UP, Sprite (приложение 3).

Рис.8 Медная проволока после опускания в раствор.

Вывод: при опускании раскалённой проволоки в напиток, проволока не очищается от налёта, это доказывает, что аспартам в напитке не содержится.

Таблица 3.

Обобщение выводов о проведенных опытах

Напиток

Запах

Цвет осадка

лимонад

резкий специфический

кирпично-красный

Coca-Cola Zero

резкий специфический

кирпично-красный

Seven UP, Sprite

жженого сахара

нет

Для подтверждения поставленной гипотезы я провела несколько лабораторных опытов по выявлению аспартама в газированных напитках, тем самым доказав его содержание в низкокалорийных напитках.

Заключение

В начале исследования мною были определены цели, объект, предмет, выдвинута гипотеза: если аспартам содержится в газированных напитках, то я смогу доказать его содержание с помощью ряда лабораторных опытов.

В ходе выполнения исследования были решены следующие задачи:

- Подобрана и изучена соответствующая литература;

- Доказано содержание аспартама в ряде газированных напитков с помощью лабораторных опытов;

- Проведено анкетирование с целью выявления знаний о подсластителе (аспартаме);

- Проанализированы результаты исследования;

- Создан социальный ролик для сетей интернета;

Таким образом, исследование подтвердило выдвинутую мной гипотезу и своей цели я добилась.

Основные правила безопасности: не употребляйте в пищу продукты, в которых содержится аспартам. На этикетках он может быть указан как фенилаланин или обозначен кодом Е951.

Помните, каждый из нас сам может избежать целый список заболеваний, вызванных сахарозаменителем.

Список литературы

  1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия.-М.: Дрофа, 2008.-703

  2. Дягтерев Н. Д. Генная инженерия: спасение или гибель человечества?//- СПб.: ИК «Невский проспект»,2002.-128

  3. Общая биология: Учеб. для 10-11 кл. шк. С углубл. Изуч. Биологии// Под ред. А. О.Рувинского. М.: Просвещение, 1993.-389

  4. Цветков Л. А. Органическая химия: Учеб. для учащихся 10-11 кл. общеобразоват. Учеб. заведений.- М.6 Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2002.-137

  5. Свободная энциклопедия Википедия.- Режим доступа https://ru.wikipedia.org/wiki/Аспартам

  6. Калькулятор калорийности продуктов.- Режим доступа http://www.calorizator.ru/addon/e9xx/e951

  7. Центр информации об аспартаме.- Режим доступа http://aspartame.ru/

  8. Европейский журнал клинического питания - Режим доступа http://www.citefactor.org/impactfactor/journal/2888/Impact-factor-of-European-Journal-Of-Clinical-Nutrition

Приложение 1 (напиток:лимонад)

Приложение 2 (Напиток: Coca-Cola Zero.)

Приложение 3 (Напитки: Seven UP, Sprite.)

1