Энергетические напитки. Польза или вред

У каждого из нас были случаи, когда собственные силы давно на исходе, а работе конца-края не видно. Например: после отличной тренировки в спортзале, когда мышцы на пределе, ноги дрожат, и хочется только одного — поскорее добраться до любимого дивана и прилечь, объявляется новый партнер, встреча с которым «грозит» тебе первым собственным миллионом. И вот тут на помощь приходят сладкие, газированные, освежающие Чипы и Дейлы — энергетические напитки. После двух-трех глотков ты способен на новые подвиги — в голове светлеет, тонус поднимается, а тело готово пробежать еще пару-тройку километров.

Но как эти самые энергетические напитки влияют на наш организм? Приносят ли они больше вреда, чем пользы? На этот вопрос я постараюсь ответить в своей работе.

По внешним и вкусовым качествам эти напитки приблизительно одинаковы и выбор между ними это вопрос личных пристрастий. Но существует и объективная сторона дела. Если судить по информации указанной на этикетках, состав их хоть и сходен, но все же различается. Кроме того, неизвестно, насколько она соответствует действительности.

Поэтому было, решено используя физико-химические методы анализа исследовать состав энергетических напитков.

Энергетические напитки (энергетики, энерготоники) — безалкогольные напитки, в рекламной компании которых делается акцент на их способность стимулировать центральную нервную систему человека или повышать работоспособность, а также на то, что они не дают человеку уснуть.

1. 1. История создания энергетических напитков.

В 1982 году австриец Дитрих Матешиц попробовал в баре гонконгского отеля «Mandarin» местные тонизирующие напитки, и ему пришла в голову идея продвигать нечто подобное на родине. В 1984 году Дитрих Матешиц основал компанию «Red Bull» GmbH, разработал рецепт и маркетинговую концепцию напитка и через три года стал продавать «Red Bull Energy Drink» в Австрии. В 1992 году новый энергетический напиток впервые начал экспортироваться в Венгрию. В настоящее время Дитрих Матешиц продает более 1 млрд. банок ежегодно в 70 странах мира. Вслед за предприимчивым австрийцем в середине 1990-х свои варианты энергетических напитков стали предлагать и другие производители. Напитки «Red Devil», «Adrenaline Rush» и еще целого ряда брэндов отличаются друг от друга по вкусу, но содержат сходный набор компонентов, да вызывают одни и те же эффекты.

1. 2. Состав энергетических напитков.

Энергетические напитки бывают двух видов: содержащие алкоголь (психостимуляторы) и безалкогольные, которые употребляются спортсменами в своих тренировках. В своём исследовании мы рассматривали энергетические напитки, не содержащие алкоголь. Эти энерготоники содержат в различных комбинациях тонизирующие вещества такие как:

1. Кофеин - относится к психостимуляторам. Он повышает настроение, способность к восприятию внешних раздражений, психомоторную активность. Кофеин уменьшает чувство усталости, повышает физическую и умственную работоспособность (особенно при утомлении), временно снижает потребность во сне.

Кофеин-соединение из группы метилксантинов. Этот алкалоид содержится в листьях чая, в семенах кофе, какао.

2. Таурин — аминокислота, необходимая человеку. Снижает уровень холестерина и сахара в крови, снимает стресс и заряжает энергией.

3. Матеин — вещество, входящее в состав южноамериканского зеленого чая матэ. Экстракт вечнозеленого дерева Ilex Paraguarensis помогает справиться с чувством голода и способствует снижению веса.

4. Фолиевая кислота - (витамин В12) участвует в обмене и синтезе амино – и нуклеиновых кислот, тем самым, улучшая работу головного мозга.

5. Мелатонин - содержится в организме и отвечает за суточный ритм человека. Чаще всего врачи назначают его тем, у кого проблемы со сном. Кроме того, он понижает уровень «плохого» холестерина в крови. Мелатонин придает бодрость и повышает работоспособность.

6. Гуарана — тропический кустарник семейства сапиндовых. Растет в Бразилии и Венесуэле. Его листья широко применяются в медицине, они выводят из мышечных тканей молочную кислоту, уменьшая боль при физических нагрузках, препятствуют возникновению атеросклероза и очищают печень. Благодаря кофеину, содержащемуся в гуаране, она за считанные секунды растормошит любого соню.

7. Аскорбиновая кислота – витаминное средство, оказывает метаболическое действие, не образуется в организме человека, а поступает только с пищей. Участвует в регулировании окислительно-восстановительных процессов, углеводного обмена, свертываемости крови, регенерации тканей; повышает устойчивость организма к инфекциям, уменьшает сосудистую проницаемость, снижает потребность в витаминах B1, B2, А, Е.

8. Ниацин - расширяет мелкие сосуды (в том числе головного мозга), улучшает микроциркуляцию, оказывает слабое антикоагулянтное действие

9. Пантотеновая кислота – участвует в метаболизме жирных кислот. Она нормализует липидный обмен и активирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

10. Пиридоксин - o принимает участие в образовании красных кровяных телец o участвует в процессах усвоения нервными клетками глюкозы — основного топлива нервной системы o необходим для белкового обмена и переаминирования аминокислот o принимает участие в обмене жиров o производит гипохолестеринемический эффект o производит липотропный эффект, достаточное количество пиридоксина необходимо для нормального функционирования печени

11. Теобромин – вещество, схожее по строению и действию с кофеином, но обладающее примерно в 10 раз меньшим психостимулирующим эффектом. Содержится в какао и какао продуктах, например, в шоколаде.

12. Инозит – мембранопротекторное, липотропное, антиатеросклеротическое средство, восстанавливающее структуру нервной ткани, антидепрессантное, анксиолитическое, нормализующее сон.

13. Рибофлавин – Биологическая роль рибофлавина определяется вхождением его производных  флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD) в состав большого числа важнейших окислительно-восстановительных ферментов в качестве коферментов.

14. L-карнитин – вещество, которое синтезируется в организме из аминокислот лизина или метионина. Содержится в мясных и молочных продуктах, орехах, некоторых фруктах и овощах. Он необходим для нормального усвоения и распада жиров. Организм человека не нуждается в дополнительном источнике L-карнитина помимо собственной выработки и поступления с пищей. Действие высоких доз этого вещества неизвестно.

15. D-рибоза – сахар, входящий в состав РНК, АТФ и некоторых других важных биологических молекул. Вырабатывается в организме человека. Его способность стимулировать энергетический обмен явно преувеличена.

16. Женьшень – природный стимулятор разностороннего действия. В обычных дозах снижает чувство усталости, повышает психическую и физическую активность. Чрезмерное употребление чревато тревожностью, бессонницей и подъемом артериального давления.

17. Глюкуронолактон – один из естественных метаболитов глюкозы в человеческом организме. Содержится также в крупах, красном вине, некоторых растительных смолах. Важный компонент соединительной ткани. В «энергетиках» содержится в количестве, превышающем естественную суточную выработку в 250-500 раз. Эффект таких доз, равно как и взаимодействие с другими компонентами напитков, не изучен.

1. 3. Влияние энергетических напитков на организм человека.

Рассматривая влияние энерготоников на организм человека необходимо учитывать как положительные, так и отрицательные стороны употребления.

Положительные эффекты:

• Энергетические напитки содержат редкие витамины группы В

• Подавленность и сонливость вызваны нехваткой в организме нейромедиаторов — веществ, которые передают импульсы от одной нервной клетки к другой. Аминокислоты, входящие в состав энергетических напитков, восполняют этот недостаток.

• В энергетических напитках есть карнитин. Это естественный компонент клеток человека, способствующий быстрому окислению жирных кислот. Карнитин усиливает обмен веществ и снижает утомляемость мышц.

• Таурин, содержащийся в энергетических напитков, улучшает работу сердечной мышцы

• Благодаря удобной упаковке энергетические напитки можно носить с собой и употреблять в любой ситуации (на танцполе, в машине), чего нельзя сказать о кофе или чае.

Отрицательные эффекты:

• Энергетические напитки нельзя пить детям, беременным женщинам и людям, страдающим заболеваниями сердечно-сосудистой системы

• По окончании действия энергетика организму необходим отдых для восстановления ресурсов

• Смертельная доза для человека – около 10 г. Кофеина (150 баночек энерготоника)

• Нежелательно употребление энергетических напитков вместе с занятием спортом, так как и то и другое повышает артериальное давление.

• Напитки могут вызывать нарушение сна, возбуждение, беспокойство, тахикардию, повышение АД, аритмию, тошноту и рвоту, непродолжительную депрессию

• С алкоголем энерготоники лучше не смешивайте. Ведь кофеин и алкоголь — это антиподы: первый бодрит, а второй расслабляет. К тому же кофеин усиливает действие алкоголя на мозг.

• Нельзя употреблять энерготоники совместно с кофеем или чаем, потому что это перегружает печень и нервную систему

• Употребляя энергетический напиток человек, помимо гарантированной стимуляции кофеином, проглатывает большой знак вопроса, поскольку об эффектах сочетаний таких веществ в таких дозах просто нет данных.

• Сами напитки никакой «энергии» в себе не содержат. Они лишь мобилизуют внутренние резервы организма, буквально выжимая из них заряд бодрости.

• Стоматологи из Университета Нью-Йорка установили, что популярные энергетические напитки из-за большого содержания кислоты вызывают эрозию зубной эмали. Вследствие длительного их применения кислоты буквально разъедают покрытие зуба и проникают в зубную ткань. В результате зуб смягчается и теряет прочность.

• Витамины, которые содержатся в энергетических напитках, не могут заменить мультивитаминный комплекс.

• Многие энергетические напитки содержат слишком большое количество витамина, В, избыток которого вызывает учащенное сердцебиение и дрожь в конечностях.

• Фанаты фитнеса должны помнить о выдающихся мочегонных свойствах кофеина. Это значит, что после тренировки энергетический напиток пить нельзя, ведь в процессе тренировки мы и так теряем много жидкости.

1. 4. Место энергетических напитков в нашей жизни.

Энергетические напитки имеют достаточную популярность в мире, а также и в России. Пожалуй, на сегодняшний день бодрящие напитки переживают в нашей стране повторное рождение. Впервые они были завезены к нам в середине 90-х годов, но после кризисного 1998 года рынок этих напитков сильно сжался. Сегодня же маркетологи констатируют рост сегмента энергетических напитков, но в общем, объеме напитков все же доля энергетиков невелика. В прошлом году их доля составляла около 0,2 процента от всего российского рынка безалкогольных напитков. Сами производители осторожничают и предпочитают не прогнозировать бешеного всплеска моды на энергетики, по их мнению, это очень специфические напитки и круг их потребителей весьма ограничен. Однако «энергетики» легко продаются в ночных клубах, на дискотеках, да и в крупных торговых сетях им знают цену. А если сюда прибавить фитнес-центры и автозаправочные станции, то круг потребителей энергетических напитков достаточно велик. Правда, потребительская аудитория «энергетиков» ограничена географией. Судя по всему, продажи в основном идут в Москве и Петербурге, а вот в регионах появление таких напитков в значительной степени зависит от роста уровня доходов населения. Дело в том, что «энергетики» дороги. Банка емкостью 0,25 литра стоит от 40 рублей и выше. И понятно, что большинству молодых людей проще выпить баночку пивка, чем «энергетика».

Кстати, основная страна-потребитель энергетических напитков – это США. И главной потребительской группой здесь являются водители. Однако американские маркетологи, используя бодрящие свойства «энергетиков», заметно расширяют рынок их потребления среди спортсменов, студентов и людей, которые испытывают серьезные перегрузки.

Что касается европейского рынка энергетических напитков, то он намного более развит, чем российский. В частности, продажи бодрящих напитков уже в 2000 году в Великобритании составляли 1 миллиард долларов. Правда, не во всех странах к «энергетикам» относятся одинаково. К примеру, в Германии производство этих напитков запрещено, вместе с тем продажи нет. Во Франции до недавнего времени «энергетики» вовсе были запрещены. У зарубежных специалистов «энержи» – напитки вызывают некую озабоченность из-за того, что они содержат пищевые ингредиенты, свойства которых еще недостаточно изучены. У отечественных же ученых по поводу таких напитков также весьма различное мнение: одни не видят в их составе ничего плохого и считают их хорошей альтернативой алкоголю и наркотикам, другие выражают озабоченность по поводу содержания в них таурина, кофеина. Однако все эксперты пришли к выводу, что энергетические напитки, бесспорно, оказывают возбуждающее действие, но пока у нас в стране не проведено серьезное исследование и сказать «за» или «против» в их адрес очень трудно.

В своем исследовании я решил провести ряд химико-биологических экспериментов для определения качественного и количественного состава компонентов энергетических напитков.

Глава 2. Исследования. Результаты. Анализ.

2. 1 Социологический опрос.

Цель: Провести анкетирование учащихся и определить, какие энергетические напитки пользуются среди них наибольшим спросом.

Ход работы: В сентябре- октябре 2008 г. проведено анкетирование учащихся гимназии №1, в котором приняли участие 150 человек 9-11 классов. Были предложены следующие вопросы:

1) Употребляете ли вы энергетические напитки (энергетики)?

1. ДА 2. НЕТ

2) Если употребляете, то, в каких количествах?

1. 1 банка/неделя 2. 2-7 банка/неделя 3. 7-более банка/неделя

3) Считаете ли вы, что чрезмерное употребление энергетических напитков опасно для здоровья человека?

1. ДА 2. НЕТ

4) Выберите наилучший способ замены употребления энергетических напитков?

1. Физические занятия 2. Нормализация нагрузок 3. Принятие поливитаминных комплексов

Результаты:

• 83% ответили, что не употребляют энергетические напитки, а 17% придерживаются иного мнения.

• Из 17%-ати употребляющих энергетические напитки пользуются услугами энергетиков 2-7раз в неделю 68%, 21% 1 раз в неделю, 11% 7 и более раз в неделю.

• 100% считают, что чрезмерное употребление энергетиков опасно для здоровья человека.

Большинство опрошенных (52%) считают, что наилучшая замена энергетических напитков – это нормализация нагрузок. 28% отдали свой голос в пользу физических занятий, 20% предпочитают энергетическим напиткам поливитаминные комплексы.

2. 2. Социологический опрос 2.

Цель: Провести анкетирование учащихся 9-11 классов гимназии №1 и определить знают ли они состав энергетических напитков и владеют ли информацией о добавках, входящих в состав исследуемых напитков.

Результаты: По результатам анкетирования, только 10% опрошенных читают этикетки с составом напитков; более 60% опрошенных не знакомы с информацией о добавках и их влиянии на здоровье.

2. 3 Исследование состава напитков.

Цель: Исследовать состав энергетических напитков «Burn», «RedBull», «Adrenaline Rush».

По возможности подтвердить или опровергнуть информацию о составе, указанную производителями.

Ход работы: На начальном этапе были проанализирована информация о составе напитков, приведенная на этикетках.

Согласно надписям на этикетках все они содержат:

• Углеводы

• Таурин

• Кофеин

• Ниацин

• Пантотеновую кислоту

• Пиридоксин

• Фолиевую кислоту

• Аскорбиновую кислоту

• Гуарано

• Теобромин

Выводы:

- все без исключения напитки содержат воду и углекислый газ.

- на всех напитках указана энергетическая ценность, что и понятно - ведь речь идет об энергетических напитках;

- в остальном, составы также приблизительно сходны, а различие составляют добавки.

- в большинстве случаев не указывается процентное содержание веществ, за исключением некоторых (кофеин – вероятно в силу определенных требований, как вещество могущее вызвать наркотическую зависимость).

- представление информации не является унифицированным – в некоторых случаях приводится Е-индекс добавки, в других – её название, и никогда и то и другое!

Таким образом, вещества входящие в напитки можно подразделить на:

1. Вещества, тонизирующие нервную систему.

2. Углеводы – носители энергии, такие как: глюкоза, сахароза.

3. Элементы, стимулирующие обмен веществ.

4. Ароматизаторы и пищевые добавки.

Становится понятно, что информации, предоставленной производителем, явно недостаточно для того, чтобы определить значимые для здоровья различия. Необходим более объективный анализ. В дальнейшем мы попытаемся показать, как можно решить эту задачу, не используя сложное и дорогостоящее оборудование и располагая минимальными познаниями в области химии и физики.

2. 4 Электролиз исследуемых напитков

Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита. Электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, погруженных в раствор электролита. Если электроды подключить к источнику постоянного напряжения то по электролиту потечет ток, и на поверхности одного электрода будет происходить процесс окисления, другого – восстановления. Катод – электрод, на котором происходит восстановление, анод – электрод на котором происходит окисление

Схема установки:

Анод Катод

Источник постоянного напряжения U=60V

Исследуемая жидкость (электролит)

Цель: Используя простейшую электролитическую ячейку, произвести электролиз трех исследуемых напитков с целью определения временной зависимости силы протекающего тока. А также влияние процесса электролиза на химические свойства.

Ход работы: В ходе проведения опыта использовалась установка, состоящая из регулируемого источника постоянного напряжения, цифрового миллиамперметра и простейшей электролитической ячейки. В процессе эксперимента поддерживались постоянными следующие параметры:

- постоянное напряжение источника – 60 вольт;

- объем исследуемой жидкости – 400 мл;

- глубина погружения электродов (контролировалось по риске).

Кроме того, при переходе от одной жидкости к другой, электроды тщательно промывались дистиллированной водой и насухо вытирались и высушивались. Перед проведением замеров из напитков путем интенсивного перемешивания удалялся газ. Электролиз проводился на электродах в виде медных пластин.

Наблюдения: В процессе электролиза наблюдалось бурное выделение газа на катоде. Полученные зависимости тока от времени приводятся в таблицах:

Напиток «Red Bull».

t (c) 0 20 40

Энергетическая ценность (кКал) 61,3 45 52

Углеводы (г) 14,3 11,3 13

Таурин (мг) 420 400 399

Кофеин (мг) 35 32 30

Аскорбиновая кислота (С) (мг) - - 36,1

Ниацин (В3)(мг) 5,8 8 -

Пантотеновая кислота (В5)(мг) 1,1 2 -

Пиридоксин (В6)(мг) 0,6 2 0,8

Фолиевая кислота (В12)(мг) 0,028 0,02 0,04

Глюкуронолактон (мг) 255 240 -

Теобромин (мг) - - -

Инозит (В8)(мг) 12 - 21,7

Рибофлавин (B2)(мг) - - -

Мате(экстракт, мг) - - -

Экстракт листьев малины (мг) - - -

Гуарана (экстракт, мг) 5,3 - +

L- карнити (мг) - - 100

D - рибоза (мг) - - 201

Женьшень (экстракт, мг) - - 4,8