«Цена хруста: экспериментальные доказательства вреда чипсов»

МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП

РЕГИОНАЛЬНОЙ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

«ЮНОСТЬ ПОМОРЬЯ»

Направление Химия

«Цена хруста: экспериментальные доказательства вреда чипсов»

Исследовательская работа

Выполнена ученицей 9 «а» класса

муниципального бюджетного

общеобразовательного учреждения

«Средняя школа №4 им. Дважды Героя

Советского Союза А. О. Шабалина»

Богдановой Кариной Павловной

Научный руководитель: учитель химии и физики

муниципального бюджетного

общеобразовательного учреждения

«Средняя школа № им. Дважды Героя

Советского Союза А.О. Шабалина»

Некрасова Светлана Марьяновна

г. Онега, 2026

Оглавление

1. Введение…………………………………………………………………….стр. 3-4

2. Теоретическая часть.

2.1. Крахмал как основа продукта и предмет анализа……………………….стр. 5

1. Методы определения жира в пищевых продуктах………………………стр. 5-6

2. Имитация пищеварения как метод оценки влияния на ЖКТ……………стр. 6

3. Практическая часть

3.1. Качественное определение крахмала…………………………………….стр. 7

3.2. Качественное определение жира………………………………………....стр. 7-8

3.3. Моделирование воздействия желудочного сока…………………………стр. 8

4. Заключение

4.1 Выводы……………………………………….……………………………….стр. 9

4.2 Практическая значимость работы…………………………………….…….стр. 9

4.3 Перспективы работы…………………………………………………………стр. 9

5. Библиографический список…………………………………………..………стр. 10

6.1 Приложение 1. Состав чипсов, выбранных для проведения

экспериментов………………………………………………………………...…стр. 11

6.2 Приложение 2. Результаты эксперимента 1……………………………..…стр. 12

6.3 Приложение 3. Результаты эксперимента 2……………………..…………стр. 13

6.4 Приложение 4. Результаты эксперимента 3…………………………..……стр. 14

1. Введение

Картофельные чипсы являются одним из самых популярных снеков среди школьников: по данным Роскачества, их выбирают 63% потребителей, обращая внимание в первую очередь на вкус. Однако именно привлекательный вкус, достигаемый за счет сложной промышленной переработки, маскирует серьёзную угрозу для здоровья, особенно растущего организма [2].

Исследования последних лет демонстрируют, что регулярное включение подобных снеков в рацион — это не безобидная привычка, а фактор риска [5].

Научные исследования, подтверждающие потенциальный вред чипсов, проводились учёными и врачами в разных странах. Особое внимание уделяется образованию при высокотемпературной жарке токсичного вещества акриламида, впервые обнаруженного в пищевых продуктах в 2002 году и отнесённого международными организациями к «вероятным канцерогенам для человека». Крупное исследование под руководством профессора Йинг Ли, опубликованное в журнале Американской кардиологической ассоциации, показало, что регулярный перекус чипсами может повышать риск смерти подростков от сердечно-сосудистых заболеваний на 57% [2].

В 2025 году в Сингапуре было представлено исследование доктора Сяо Лю, основанное на анализе 41 работы с участием более 8 миллионов человек. Оно подтвердило, что потребление чипсов связано с повышенным риском гипертонии, сердечно-сосудистых заболеваний и болезней пищеварительной системы. [4] Эти данные, а также позиции врачей-диетологов, подчёркивающих высокое содержание в чипсах «пустых калорий», трансжиров, соли и химических добавок, делают комплексную оценку их состава особенно важной для здоровья подростков.

Актуальность данной работы обусловлена системным противоречием между массовым потреблением чипсов подростками и растущим объемом научных данных, свидетельствующих об их негативном воздействии.

На основании анализа научной литературы и с учетом высокой актуальности проблемы, была поставлена цель исследования.

Цель работы: экспериментально доказать наличие компонентов, обуславливающих потенциальный вред картофельных чипсов, и наглядно смоделировать механизм их негативного воздействия на пищеварительную систему.

Для достижения данной цели были последовательно решены следующие задачи:

1. Изучить научную литературу и данные современных исследований о химическом составе и влиянии картофельных чипсов на организм человека.

2. Отобрать образцы популярных среди подростков картофельных чипсов различных вкусов для сравнительного анализа.

3. Провести серию доступных химических экспериментов по качественному определению крахмала и жира в отобранных образцах.

4. Смоделировать в лабораторных условиях процесс первичного воздействия желудочного сока на компоненты чипсов с использованием раствора соляной кислоты и зафиксировать наблюдаемые химические реакции.

5. Проанализировать полученные экспериментальные данные, сопоставить их с информацией на маркировке продуктов и выводами ученых.

6. На основе проведенного исследования сформулировать выводы и разработать рекомендации по осознанному выбору пищевых продуктов для школьников.

Объект исследования: образцы картофельных чипсов различных вкусов (сыр, бекон, Приложение 1).

Предмет исследования: физико-химические свойства чипсов: наличие и относительное содержание крахмала и жира, а также характер их взаимодействия с моделью желудочного сока (водным раствором соляной кислоты).

Методы:

теоретический анализ;

эксперименты;

фотофиксация;

метод описания.

Гипотеза: Картофельные чипсы содержат избыточное количество жира и крахмала, а их компоненты вступают в активное химическое взаимодействие с соляной кислотой, что может служить модельным объяснением их раздражающего действия на желудочно-кишечный тракт при регулярном употреблении.

Новизна работы: Комплексный подход, сочетающий доступные для школьной лаборатории качественные методы анализа состава (на жиры и крахмал) с модельным экспериментом, имитирующим первичный этап пищеварения, для наглядной демонстрации потенциального негативного воздействия продукта.

1. Теоретическая часть

   1. Крахмал как основа продукта и предмет анализа

Крахмал ((C₆H₁₀O₅)ₙ) — сложный углевод, основной компонент картофеля и, следовательно, чипсов. В процессе высокотемпературной обжарки крахмал подвергается деструкции, могут образовываться менее полезные соединения [3].

Качественное определение крахмала основано на его способности образовывать с йодом адсорбционное соединение сине-фиолетового цвета, известное как «йодокрахмальный комплекс». Этот простой и наглядный метод позволяет легко обнаружить крахмал в продукте.

В процессе обработки он теряет природную структуру и практически все сопутствующие полезные вещества (витамины группы B, минералы). Организм легко расщепляет его до глюкозы, что обеспечивает быстрый, но кратковременный приток энергии без чувства длительного насыщения.

При температуре выше 120°C в присутствии аминокислоты аспарагина (содержащейся в картофеле) крахмал участвует в реакции Майяра.

Побочным продуктом этой реакции, помимо образования вкуса и аромата, является акриламид — вещество с доказанным нейротоксическим и потенциально канцерогенным действием, содержание которого строго регламентируется в пищевых продуктах в Евросоюзе и других странах [3].

Крахмал в чипсах — это не просто нейтральный наполнитель, а участник химических реакций, формирующих как привлекательные для потребителя органолептические свойства, так и потенциальные риски для здоровья.

2.2 Методы определения жира в пищевых продуктах

Жиры (липиды) — ключевой компонент чипсов, обеспечивающий высокую калорийность. Основное свойство липидов — нерастворимость в воде и хорошая растворимость в органических растворителях (эфир, бензин).

В лабораторной практике классическим количественным методом является экстракция по Сокслету.

Для учебных целей подходит качественный метод: жир, будучи гидрофобным, оставляет характерные полупрозрачные «жирные пятна» на пористой бумаге, что визуально демонстрирует его высокое содержание. Он также косвенно указывает на его физическое состояние — легкоплавкость и способность высвобождаться из продукта даже при комнатной температуре. Это показывает, какую нагрузку такой жир оказывает на пищеварительную систему, в частности на печень и поджелудочную железу, которым приходится секретировать большое количество ферментов для его расщепления.

Жировой компонент в чипсах заслуживает особого внимания не только из-за высокого содержания (до 35 г на 100 г продукта), но и из-за его качественного состава и происхождения. Для обжарки чаще всего используются дешёвые растительные масла (подсолнечное, пальмовое, рапсовое), которые подвергаются многократному нагреву до высоких температур. В таких условиях происходят химические изменения:

1. Окисление и прогоркание. Жиры взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя первичные (гидропероксиды) и вторичные (альдегиды, кетоны) продукты окисления, которые могут придавать продукту неприятный привкус и оказывать негативное воздействие на организм.

2. Образование транс-изомеров жирных кислот. Частичная гидрогенизация масел или длительный нагрев приводят к изменению пространственной конфигурации молекул жирных кислот. Трансжиры нарушают структуру клеточных мембран, повышают уровень «плохого» холестерина (ЛПНП) и снижают уровень «хорошего» (ЛПВП), что является установленным фактором риска развития атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний [4].

3. Пищевая ценность и влияние на организм. Жиры в чипсах представляют собой классический пример «пустых калорий». Они обеспечивают огромный энергетический заряд (около 9 ккал на 1 г), но не содержат жирорастворимых витаминов (A, D, E, K) в значимом количестве, так как последние разрушаются при термической обработке. Более того, избыток насыщенных и трансжиров в рационе подростка способствует не только увеличению массы тела, но и нарушению липидного обмена, что может иметь отдалённые негативные последствия для здоровья.

2.3 Имитация пищеварения как метод оценки влияния на ЖКТ

Одним из индикаторов потенциального раздражающего действия пищи на слизистую желудка является её реакция с соляной кислотой — основным компонентом желудочного сока. Моделирование условий желудка с помощью раствора соляной кислоты (HCl) является упрощённой, но наглядной биохимической моделью, позволяющей оценить первые этапы переваривания продукта и его потенциальное воздействие на слизистую оболочку.

Для подростков, у которых пищеварительная система еще формируется, регулярное потребление продуктов, вызывающих бурную химическую реакцию в желудке (газообразование, выделение свободных жирных кислот), является фактором риска. Это может способствовать развитию функциональных диспепсий, гастритов, а в долгосрочной перспективе — создать предпосылки для более серьёзных заболеваний желудочно-кишечного тракта.

1. Практическая часть

3.1. Качественное определение крахмала

Метод основан на качественной реакции крахмала с йодом.

Приготовление вытяжки: измельчённые чипсы (со вкусом бекона и сыра) заливались тёплой дистиллированной водой и фильтровались.

В фильтрат добавлялось 2-3 капли спиртового раствора йода.

Наблюдение: изменение окраски раствора на сине-фиолетовую свидетельствует о наличии крахмала. Интенсивность окраски визуально оценивалась как показатель относительного содержания (Приложение 2).

Вывод. Проведённый эксперимент наглядно подтвердил наличие значительного количества крахмала во всех исследованных образцах картофельных чипсов. Моментальное и интенсивное сине-фиолетовое окрашивание йодо-крахмального комплекса свидетельствует о том, что крахмал является основным углеводным компонентом продукта. Данный результат полностью согласуется с теоретическими данными, поскольку картофель и его производные служат богатым источником этого полисахарида. Высокое содержание крахмала, особенно подвергшегося высокотемпературной обработке, объясняет, почему чипсы, обладая высокой калорийностью, обеспечивают лишь кратковременное чувство сытости, являясь источником так называемых «пустых калорий». Этот факт является важным аргументом в пользу ограничения потребления подобных снеков в рационе подростков.

3.2 Качественное определение жира

Метод основан на гидрофобных свойствах жиров. Чипс помещался между двумя слоями фильтровальной бумаги. Сверху производилось сильное надавливание для разрушения структуры.

Через 5 минут оценивалось образовавшееся жировое пятно: его размер и степень прозрачности. Большее и более прозрачное пятно указывает на более высокое содержание жира.

Наблюдения: При проведении эксперимента на всех образцах чипсов были получены ярко выраженные результаты. После надавливания на фильтровальной бумаге практически мгновенно проступали обширные полупрозрачные (жирные) пятна. Размер пятен в среднем составлял 50-60% от площади исходного чипса, что визуально свидетельствует об очень высоком содержании жира в продукте.

Пятна были маслянистыми на ощупь, не высыхали в течение длительного времени и хорошо просвечивали. (Приложение 3).

Вывод. Экспериментальный метод с использованием фильтровальной бумаги однозначно доказал, что картофельные чипсы содержат высокое количество жира. Способность жира практически в чистом виде выделяться из продукта даже при незначительном механическом воздействии и комнатной температуре указывает на его легкоплавкость и высокую степень доступности для пищеварительной системы. Данный результат полностью коррелирует с информацией на маркировке продукта, где содержание жира указано на уровне 30-35 г на 100 г, что составляет около половины от рекомендуемой суточной нормы потребления для подростка. Такое количество жиров создает избыточную нагрузку на пищеварительную систему и способствует нарушению липидного обмена.

3.3. Моделирование воздействия желудочного сока

В две пробирки помещались измельчённые чипсы. В первую пробирку добавлялся раствор соляной кислоты (HCl) с концентрацией 0,1 М, приблизительно моделирующий кислотность желудочного сока.

Вторая пробирка с дистиллированной водой служила контрольным образцом.

В течение 15-20 минут визуально фиксировались изменения: появление пузырьков газа, изменение цвета, помутнение, разрушение структуры.

Наблюдения: При добавлении раствора соляной кислоты (HCl) ко всем образцам измельчённых чипсов наблюдалась бурная химическая реакция, резко контрастирующая с инертностью контрольных образцов в воде. В течение первых 5-10 секунд началось активное шипение с выделением многочисленных пузырьков углекислого газа (CO₂). Это свидетельствует о присутствии в продукте химических разрыхлителей, например, пищевой соды (гидрокарбоната натрия — NaHCO₃). Раствор быстро помутнел, а на его поверхности образовалась маслянистая плёнка высвободившегося жира. Структура чипсов за 15-20 минут полностью разрушилась, превратившись в неоднородную кашицеобразную массу.

Контрольный образец: В пробирке с дистиллированной водой не наблюдалось ни выделения газа, ни активного разрушения структуры. Чипсы лишь размокли, подтверждая, что наблюдаемые в первой пробирке эффекты вызваны именно химическим взаимодействием с кислотой (Приложение 4).

Вывод. Модельный эксперимент наглядно продемонстрировал, что компоненты картофельных чипсов вступают в активное химическое взаимодействие с соляной кислотой, имитирующей среду желудка. Выделение углекислого газа может в реальных условиях приводить к растяжению стенок желудка, отрыжке и дискомфорту.

Образование труднорастворимой жировой плёнки и неоднородной массы указывает на формирование трудноперевариваемого комка, создающего повышенную нагрузку на органы пищеварения.

4. Заключение

4.1 Выводы

Экспериментально доказано, что картофельные чипсы содержат критически высокое количество жиров, что визуально подтверждается методом «жирного пятна».

Качественной реакцией с йодом подтверждено, что основным углеводным компонентом чипсов является крахмал.

Модельный эксперимент с соляной кислотой показал, что компоненты чипсов вступают в активное химическое взаимодействие с желудочным соком, сопровождающееся выделением газа и образованием труднорастворимых соединений. Это служит наглядным объяснением возможного раздражающего действия на слизистую ЖКТ.

Гипотеза исследования полностью подтвердилась. Регулярное употребление чипсов, особенно вместо полноценного приёма пищи, связано с потреблением избыточных калорий при минимальной питательной ценности («пустые калории») и создаёт повышенную нагрузку на пищеварительную систему.

4.2 Практическая значимость работы

Практическая значимость исследования заключается в следующем:

1. Просветительская ценность. Наглядные и простые эксперименты могут быть использованы на уроках химии, биологии, ОБЖ для формирования у школьников осознанного отношения к питанию.

2. Научно-исследовательская составляющая. Работа демонстрирует применение теоретических знаний по химии для решения практических задач оценки качества продуктов.

3. Социальный аспект. Результаты работы могут быть представлены сверстникам для популяризации принципов здорового образа жизни.

4.3 Перспективы работы

1. Количественный анализ (определить точный процент жира гравиметрическим методом и содержание крахмала).

2. Сравнительный анализ (расширить ряд исследуемых продуктов, включив в него другие популярные снеки (сухарики, солёные орешки) и полезные альтернативы (овощные чипсы, фрукты).

3. Изучение пищевых добавок (провести качественные реакции на такие добавки как Е 621, глутамат натрия).

5. Библиографический список

1. Определение сырого жира и общего жира: Методы и анализ // VELP Scientifica. – URL: https://www.velp.com/ru-ww/opredelenie-syrogo-zhira-i-obshhego-zhira-metody-i-analiz.aspx (дата обращения: 20.01.2026).

2. Методы определения жира в молоке и молочных продуктах // LabMoloko. – URL: https://labmoloko.ru/stati/metody-opredeleniya-zhira-v-moloke-i-molochnyx-produktax-i-neobxodimoe-oborudovanie (дата обращения: 20.01.2026).

Метод определения крахмала в пищевой продукции // КоролевФарм. – URL: https://www.korolevpharm.ru/proizvodstvo/kachestvo/metodiki-i-testy/metod-opredeleniya-krakhmala-v-pishchevoj-produktsii.html (дата обращения: 20.01.2026).

3.4 Методы определения жира в пищевых продуктах и свойств пищевых жиров // StudFile. – URL: https://studfile.net/preview/11386473/page:25/ (дата обращения: 20.01.2026).

Определение крахмалсодержащего наполнителя в мясопродукте (проба на крахмал) // Christmas-Plus. – URL: https://christmas-plus.ru/reviews/produkty_pitaniya/opredelenie_krakhmalsoderzhashchego_napolnitelya_v_myasoprodukte_proba_na_krakhmal/ (дата обращения: 20.01.2026).

Пищевая химия Эксперименты // Hilaris Publisher. – URL: https://russian.hilarispublisher.com/scholarly/food-chemistry-experiments-journals-articles-ppts-list-742.html (дата обращения: 20.01.2026).

Принципы здорового питания школьников: Методические рекомендации. – М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2020. – 45 с.

Скурихин И.М., Нечаев А.П. Всё о пище с точки зрения химика: Справ. издание. – М.: Высшая школа, 1991. – 288 с.

6. Приложения

6.1 Приложение 1. Состав чипсов, выбранных для проведения экспериментов

6.2 Приложение 2. Результаты эксперимента 1

6.3 Приложение 3. Результаты эксперимента 2

6.4 Приложение 4. Результаты эксперимента 3