ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТАВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ НАПИТКОВ

CHEMICAL ANALYSIS OF THE COMPOSITION OF ENERGY DRINKS

Nazarova Arina Sergeevna

Student, Department of Chemistry, Volgograd State Medical University,

Russia, Volgograd

Lisina Svetlana Viktorovna

Scientific supervisor, candidate of Sciences in Chemistry, associate professor, Volgograd State Medical University,

Russia, Volgograd

АННОТАЦИЯ

 В докладе рассматриваются состав и физико-химические свойства энергетических напитков. Проведен ряд исследований наличия ключевых компонентов, измерение уровня кислотности, оценка биологического воздействия напитков на растительные объекты. В практической части исследование проводилось методами качественного анализа и биологического теста на семенах редиса.

ABSTRACT

This paper examines the composition and physicochemical properties of energy drinks. A series of studies were conducted to determine the presence of key components, measure acidity levels, and assess the biological impact of the drinks on plant samples. The practical portion of the study utilized qualitative analysis and a biological test on radish seeds.

Ключевые слова: Энергетические напитки, состав, кислотность, качественный анализ, биологический тест.

Keywords: Energy drinks, components, acidity, qualitative analysis, biological test.

Введение. Первым энергетическим напитком принято считать японский Lipovitan D, выпущенный компанией Taisho Pharmaceuticals в 1962 году, который в последствии стал прототипом. В современности мировой рынок энергетических напитков демонстрирует устойчивый рост. Обычно представляет собой безалкогольную жидкость, предназначенную для стимуляции умственной и физической активности. Ключевой особенностью энергетического напитка является то, что состав основан на комбинации психостимуляторов (кофеин), аминокислот (таурин), углеводов (сахароза, глюкоза) и регуляторов обмена вещества (витамины группы В, экстракты растений).

Основной целевой аудиторией энерготоника ранее считалась молодежь, демонстрирующая определенный круг интересов и стиль отдыха. Но в последнее время к этой группе присоседились студенты, водители, спортсмены, менеджеры торговых компаний и др.

Состав большинства энергетических напитков включает несколько основных активных веществ. Важно понимать, что именно комбинация этих компонентов создаёт суммарный эффект, который может быть более выраженным, чем эффект каждого из них по отдельности: кофеин – главный психоактивный компонент; таурин – аминокислота, присутствующая в организме человека, но его взаимодействие с высокими дозами кофеина изучено недостаточно; сахар в большинстве энергетиков до 5–7 чайных ложек сахара на 250 мл или содержат сахарозаменители; витамины С и группы В сами по себе безопасны, но создают ощущение «функциональности» продукта; инозитол, L-карнитин – вспомогательные компоненты без убедительной доказательной базы для заявленных эффектов. Энергетические напитки – один из наиболее реальных и распространённых источников рисков для здоровья современных подростков [1].

При регулярном употреблении таких напитков могут развиваться учащённое сердцебиение (более 120–130 ударов в минуту в покое), боль или дискомфорт в груди после употребления энергетика, потеря сознания или предобморочное состояние после употребления энергетика в сочетании с физической нагрузкой, паническая атака или острая тревога с выраженными вегетативными симптомами после употребления энергетика у подростка с тревожным расстройством, выраженные головные боли, раздражительность и усталость при попытке отказаться от энергетиков [2–4].

Цель работы. Провести анализ состава распространенных энергетических напитков.

Материалы и методы. Для анализа были отобраны четыре образца энергетических напитков, наиболее распространенных среди потребителей, различающихся по составу (см. табл. 1).

Таблица 1

Характеристика объектов исследования

Полученные результаты и обсуждение.

Для оценки реального содержания биологически активных компонентов и степени агрессивности среды были проведены качественные реакции и биотестирование на примере образцов.

При помощи окислительно-восстановительной реакции между аскорбиновой кислотой и йодом определяется наличие витамина С в напитках. Молекулы йода восстанавливаются, раствор обесцвечивается. Индикатором является крахмал, придающий синюю окраску при наличие свободного йода. В ходе эксперимента было установлено, что во всех образцах, за исключением «Jaguar», наблюдалось постепенное исчезновение синей окраски. Это свидетельствует о наличии аскорбиновой кислоты. В образце «Jaguar» устойчивое синее окрашивание сохранилось без изменений, что позволяет сделать вывод о крайне низком содержании витамина С в составе данного напитка.

Качественная реакция на наличие глюкозы проводилась с использованием гидроксида натрия и сульфата меди (II). Наличие глюкозы или фруктозы приводит к восстановлению меди и выпадению характерного красно-бурого осадка оксида меди (II). Результаты опыта подтвердили заявленный производителями состав: образцы «Jaguar», «Flash» и «Lit Energy» наблюдалось образование красно-кирпичного осадка. В образце «Adrenaline Zero» осадок не выпал, что соответствует маркировке «без сахара» и подтверждает замену глюкозы на подсластители синтетического происхождения.

Для обнаружения серосодержащей аминокислоты таурина использовалась реакция с гидроксидом натрия и сульфатом меди (II), которая в присутствии аминогрупп дает сине-фиолетовое окрашивание. Синее окрашивание зафиксировано у образцов «Jaguar» и «Lit Energy». У «Flash» и «Adrenaline Zero» наблюдалось зеленое окрашивание. Данный результат объясняется наличием желтого пигмента в напитках, не опровергая наличие таурина в составе.

Для оценки pH проведены замеры показателя при помощи рH-метра. Получены следующие значения: «Flash» 2.50, «Jaguar» 3.21, «Adrenaline Zero» 3.30, «Lit Energy» 3.94. По данным результатам у образца «Flash» наиболее кислая среда, у образца «Lit Energy» наименее агрессивная среда среди образцов.

В качестве показателя биологической агрессивности напитков был проведен тест на всхожесть семян редиса сорта «Жара». В контрольной группе (вода) через 7 дней наблюдалось прорастание с развитием здоровых проростков. Во всех четырех экспериментальных чашках Петри, где семена были пропитаны энергетическими напитками, прорастания не произошло. Было зафиксировано появление резкого запаха сероводорода, что свидетельствует о гибели зародыша семени и начале процессов анаэробного гниения.

Обсуждение

Полученные в ходе экспериментов данные позволяют составить комплексное представление о химическом составе и потенциальном физиологическом воздействии энергетических напитков на живые системы. Йодометрический метод выявил отсутствие витамина С в образце «Jaguar», что говорит о необязательном наличии аскорбиновой кислоты в напитках, несмотря на маркетинговые заявления и витаминизации продукта.

Реакция на глюкозу подтвердила достоверность заявленного состава производителями: красно-бурый осадок оксида меди выпал во всех образцах, кроме «Adrenaline Zero», что соответствует пометке «без сахара».

При определении таурина два образца дали характерное синее окрашивание, тогда как «Flash» и «Adrenaline Zero» окрасились в зеленый цвет. Причиной стали исходные желтые красители напитков.

Измерение рH выявило, что все напитки находятся в резко кислой зоне. Минимальное значение у «Flash» сопоставимо с кислотностью желудочного сока, наиболее высокий результат у «Lit Energy» остается агрессивной средой для зубной эмали и слизистой оболочки желудка, как и остальные образцы.

В биологическом тесте на семенах редиса всхожесть оказалась нулевой, появление запаха сероводорода показало гибель зародышей и начало гнилостных процессов. Причиной является сочетание низкого рH и высоких концентраций консервантов, создавших токсичную среду.

Выводы. Проведенный ряд исследований четырех энергетических напитков показало следующее:

1. Витамин С обнаружен не во всех образцах. В напитке «Jaguar» аскорбиновая кислота практически отсутствует. Остальные образцы содержат витамин С в количествах, достаточных для качественного определения.
2. Содержание глюкозы соответствует заявленному производителями. Отсутствие осадка в образце «Adrenaline Zero» подтверждает достоверность маркировки продукта.
3. Наличие таурина качественно подтверждено во всех образцах, наличие зеленого окрашивания объясняется наличием желтого красителя.
4. Кислотность всех образцов находится в опасном для биологических тканей диапазоне. Подобная среда способна вызвать деминерализацию зубной эмали и раздражение слизистой желудка при регулярном употреблении.
5. Биологический тест на семенах редиса выявил полную фитотоксичность энергетических напитков. В контрольной группе с водой семена проросли, во всех образцах с напитками прорастание отсутствовало, появление запаха сероводорода свидетельствовало о гибели зародышей и запуске процессов гниения.
6. Энергетические напитки представляют собой химически агрессивные среды с высоким содержанием стимуляторов и кислот, не предназначенные для поддержания жизнедеятельности живых клеток. Употребление требует осторожности и строгого соблюдения меры.

Список литературы:

1. Рынок энергетических напитков в России. Аналитический доклад. М.: РБК Research, 2024.
2. Sports drinks and energy drinks for children and adolescents. Pediatrics. 2011; 127(6): 1182–1189
3. Белова Н.Р. Кофеин и здоровье подростков. Российский педиатрический журнал. 2023; 26(2): 104–111
4. Миронова О.В. Потребление энергетических напитков среди школьников. Гигиена и санитария. 2023; 102(3): 288–294