''Tabliczka szczęścia, czyli za co kochamy czekoladę'' (1-2007 r.).pdf

Kształcenie nauczycieli chemii

Tabliczka szczęścia,

czyli za co kochamy czekoladę

Dawno, dawno temu... Tak można by rozpocząć opowieść o czekoladzie

i miłości ludzi do niej. Mamy nadzieję, że poniższy artykuł pozwoli

uciszyć czytającym wyrzuty sumienia w momencie, gdy sięgają

po kolejną słodką, aksamitną, brązową, czekoladową kostkę [1].

BEATA DASIEWICZ, KATARZYNA DOBROSZ-TEPEREK

(żyjący w lasach tropikalnych na

terenach obecnej Ameryki Środ-

kowej – Jukatanie i Gwatemali) jako

pierwsi zaczęli uprawiać drzewa kakaowca.

Popularność wywaru z jego nasion została

potwierdzona badaniami nalotów w naczy-

niach odnalezionych w grobach tej cywili-

zacji. Zawierały one teobrominę, związek

chemiczny występujący tylko w jednej rośli-

nie Nowego Świata – kakaowcu [2,3]. Ol-

mekowie uprawiali kakaowce do około

100 r. p.n.e., kiedy to nastąpił ich upadek.

Niestety do dzisiaj nie wiadomo, co było

przyczyną zniknięcia tejże cywilizacji, którą

podejrzewa się również o zapoczątkowanie

posługiwania się przez plemiona indiańskie

pismem hieroglificznym, systemem nume-

racji i kalendarzem. Możemy mieć tylko ci-

chą nadzieję, że nie przyczyniła się do tego

czekolada. Po upadku Olmeków, w IV wie-

ku n.e. powstała potężna cywilizacja Ma-

jów. I tu zaczyna się już udokumentowana

historia czekolady.

gorzki napój z ziarna kakaowego, wrzącej

wody, pieprzu, soli, mąki kukurydzianej,

miodu i chilli zwany przez nich chocolatl

(gorzka woda). Szczególnie ważna była

pianka na napoju uzyskiwana przez przele-

wanie płynu z naczynia do naczynia. Pity on

był głównie przez królów i arystokrację oraz

podczas obrzędów religijnych. Ziarna kaka-

owe były pokarmem bogów (odpowiednik

greckiej ambrozji) i dlatego tylko w ściśle

określonych okolicznościach bogowie po-

zwalali skosztować go zwykłym śmiertelni-

kom, np. z okazji przygotowań do wojny czy

zawarcia małżeństwa.

Nie wiadomo dlaczego cywilizacja Majów

nagle wygasła, a ich tereny wkrótce zajęli

Aztekowie, dla których ten gorzki, ostry,

spożywany na zimno napój stał się źródłem

mądrości i energii, afrodyzjakiem i kojącym

balsamem, a także lokalną walutą [3].

XVI wiek n.e.

Podczas swojej czwartej podróży do

Ameryki (w 1502 roku) Krzysztof Kolumb

wylądował w obecnej Nikaragui i był pierw-

szym Europejczykiem, który dowiedział się

o istnieniu ziaren kakaowca. Odkrył, że by-

ły one używane przez tubylców jako miej-

scowa waluta, a także jako składnik zachwy-

cającego, w mniemaniu Indian, napoju.

Jednakże Kolumb, który nadal szukał drogi

morskiej do Indii, nie był zainteresowany

kakao, a sam napój uznał za obrzydliwy.

Pierwszym Europejczykiem, który poznał

się na wartości azteckiej czekolady był Her-

Magiczny wiek VII n.e.

W 600 roku nastąpiła masowa migracja

Majów, która zawiodła tę wysoce rozwiniętą

cywilizację z Ameryki Centralnej, w północ-

ne rejony Ameryki Południowej. W Jukata-

nie założyli oni najwcześniej znane planta-

cje kakaowca. Jednakże Majowie musieli

dobrze znać kakao już kilka wieków wcze-

śniej, prawdopodobnie przejmując tradycję

po Olmekach. Jako pierwsi przyrządzili

1/2007

O koło 1000 lat p.n.e. Olmekowie

Kształcenie nauczycieli chemii

nando Cortez – szlachcic hiszpański, kon-

kwistador, a przede wszystkim zdobywca

Meksyku (w 1519 roku). I on, podobnie jak

Kolumb, nie uważał czekoladowego napoju

za nektar. A za czasów Montezumy był on

już przyrządzany z kakao, gałki muszkato-

łowej, cynamonu, miodu, wanilii, chili oraz

wyciągu z kwiatowych płatków. Cortez, któ-

ry przybył do krainy Azteków w poszukiwa-

niu złota, nie chcąc wracać z pustymi ręka-

mi, zainteresował się ziarnem kakaowym

jako środkiem płatniczym. W imieniu Hisz-

panii natychmiast ustanowił plantację ka-

kao, gdzie odtąd były uprawiane „pienią-

dze”. W 1528 roku Cortez przywiózł do

Europy pierwsze ziarna kakao i przybory

kuchenne niezbędne do jego przygotowa-

nia. Zmianę smaku azteckiego napoju za-

wdzięczamy natomiast siostrom zakonnym,

które nasłuchawszy się opowieści o zba-

wiennym wpływie mikstury na potencję

i o słabości Montezumy do używki (szcze-

gólnie przed wizytą w haremie), winą za te-

go typu „plugastwa” obarczyły ostre przy-

prawy. Jednak nie zamierzały rezygnować

z napoju, zastąpiły tylko azteckie „polep-

szacze” śmietanką, wanilią i cukrem. Tak

zaczęła się, trwająca do dziś historia czeko-

lady [3]. Jeśli ktoś chciałby poznać smak

czekolady pitej za czasów królowania Mon-

tezumy, musi się udać do Anglii. W Bir-

mingham znajduje się muzeum czekolady

firmy Cadbury, gdzie można skosztować

czekoladowego napoju przyrządzanego

jeszcze według receptury z VII wielu n.e.

Wielkością drzewo kakaowca zbliżone

jest do jabłoni. Owocuje w ciągu całego ro-

ku przez co najmniej dwadzieścia lat, zwy-

kle od trzeciego roku życia. Ma połyskliwe

ciemnozielone liście oraz małe różowe

kwiaty. Po pięciu miesiącach od zapylenia

kwiaty przekształcają się w podłużne owo-

ce, w kształcie olbrzymich „ogórków”. Doj-

rzewają one, zmieniając kolor od zielonego

przez żółty do czerwono-brązowego, bez-

pośrednio na pniu i cienkich gałązkach

drzewa. Dojrzałe owoce mają około 20 cm

długości. W każdym znajduje się od 20 do

50 gorzkich, aromatycznych nasion o wiel-

kości 2–3 cm otulonych białym miąższem.

Są to ziarna kakao będące podstawowym

składnikiem czekolady [4,5].

Produkcja czekolady

Bardzo wiele czynników wpływa na aro-

mat i smak ziarna kakaowego, np: gatunek

drzewa i jego wiek, skład gleby i jej jakość,

wysokość, na jakiej rośliny są uprawiane,

pogoda. Ziarno może cechować się sma-

kiem ziemistym, pikantnym, gorzkim,

a czasami słodkim lub kwaśnym. Ich upra-

wa i przetwarzanie (przechowywanie, su-

szenie i fermentacja) również mają znaczą-

cy wpływ na ostateczny smak. Producenci

czekolady zwykle mieszają cztery lub pięć

rodzajów ziaren z różnych części świata,

osiągając przy tym jeszcze inne, oryginalne

smaki. Niektórzy, aby dodatkowo uatrak-

cyjnić swój produkt, dodają aromatyczne

substancje, takie jak: wanilia, orzechy, kar-

mel. Składniki mieszanki oraz jej proporcje

są pilnie strzeżoną tajemnicą producentów,

stanowią bowiem o wyjątkowości i niepo-

wtarzalności ich czekolad.

Strączki kakao są zbierane i rozłamywa-

ne w celu wydobycia ziaren. Miąższ otacza-

jący ziarna jest poddawany procesowi fer-

mentacji, który wydobywa kolor i smak.

Początkowe warunki beztlenowe , niskie pH

i wysokie stężenie cukru w miąższu sprzyja-

ją działalności drożdży. Proces fermentacji

zaczynają drożdże, przekształcając cukier

zawarty w miąższu w alkohol i dwutlenek

węgla. Następnie bakterie zaczynają utle-

Drzewo kakaowca

Nazwę Theobroma cacao drzewo otrzy-

mało od twórcy nowoczesnej botaniki Karo-

la Linneusza ponad 200 lat temu. W do-

słownym tłumaczeniu oznacza „napój

bogów” (gr. Theos = bóg, broma = napój,

pokarm). Drzewo kakaowe pochodzi

z Ameryki Środkowej. Obecnie drzewka

uprawiane są w Środkowej i Południowej

Ameryce, na Karaibach, w Afryce, Indonezji

i Malezji. Najwięcej ziarna kakaowego pro-

dukuje się w Zachodniej Afryce, skąd po-

chodzi ok. 70% światowej produkcji kakao.

Chemia w Szkole

Kształcenie nauczycieli chemii

niać alkohol do kwasu mlekowego, a w mia-

rę powstawania warunków tlenowych do

kwasu octowego. Przemianom tym towa-

rzyszy wydzielanie ciepła i wzrost tempera-

tury w przeciągu 24 godzin. Drożdże biorą-

ce udział w tym procesie pochodzą

z otaczającego środowiska, np. z gleby,

drzew. Po zakończeniu procesu fermentacji

ziarna są suszone, a następnie oddzielane

od łusek i poddawane paleniu, które ma de-

cydujący wpływ na smak i aromat czekola-

dy. Po zakończeniu procesu ziarno jak naj-

szybciej studzi się. Upalone ziarna mieli się

na masę kakaową. Dalsze czynności mają

doprowadzić do uzyskania dwóch podsta-

wowych półproduktów – miazgi i tłuszczu

kakaowego. Rozcieranie ziarna odbywa się

w ośmiowalcowych młynach i ma za zada-

nie uwolnić zawarty w komórkach tłuszcz.

Efektem pracy młynów jest gęsta, ciemna

masa zwana miazgą kakaową. Można ją

utwardzić i w ten sposób uzyskać gorzką

czekoladę, albo poddać tłoczeniu, żeby od-

dzielić tłuszcz kakaowy (masło kakaowe).

Po otrzymaniu miazgi i tłuszczu rozpoczy-

na się właściwy proces produkcji czekolady:

• Najpierw dodaje się do miazgi tłuszcz

kakaowy (aby zwiększyć jego zawartość

z 10% na 30%) cukier, sproszkowane

mleko i inne dodatki.

• Kolejnym etapem jest walcowanie. Po-

wstała masa przepuszczana jest przez

pięć walców, z których każdy kolejny

obraca się szybciej aż uzyskuje ona gru-

bość opłatka.

• Następnie przychodzi czas na konszowa-

nie (nazwa pochodzi z języka hiszp. od

„concha” = muszla, nadano ją ze

względu na wygląd maszyny). Polega

ono na mieszaniu płynnej czekolady, aby

wzmocnić jej walory smakowe i zapa-

chowe. Tak przygotowaną masę czeko-

ladową przechowuje się w magazynach,

gdzie jest nieustannie mieszana i pod-

grzewana, by nie uległa rozwarstwieniu.

• Później masę czekoladową poddaje się

temperowaniu. Przelewa się ją do spe-

cjalnych zbiorników, miesza i schładza.

To wbrew pozorom bardzo skompliko-

wany proces, ponieważ tłuszcz kakaowy

składa się z kilku rodzajów tłuszczów,

a każdy z nich topnieje i twardnieje w in-

nej temperaturze. Jeśli masa jest schła-

dzana za wolno, część tłuszczów pozo-

stanie płynnych i oddzieli się, tworząc

na powierzchni czekolady nalot.

• Na koniec pozostaje już tylko wyjąć goto-

we tabliczki czekolady z form i opakować

w folię. Czekolada najwyższej jakości po-

winna być jednolita, bez pęcherzyków

oraz wydawać charakterystyczny odgłos –

„strzelać” przy przełamywaniu [4,5].

Czekoladowa chemia

Czekolada nie tylko nie psuje zdrowia,

ale wręcz je poprawia – tak brzmi aktualne,

oficjalne stanowisko nauki. Sporządzono

listę około 100 dolegliwości leczonych

przez ostatnie kilkaset lat kakao i czekola-

dą. Znalazły się na niej między innymi:

zmęczenie, apatia, wyczerpanie nerwowe,

kłopoty z trawieniem, anemia, znaczny

spadek wagi, słaby apetyt. Wysokiej jakości

czekolada zawiera czyste masło kakaowe

bez dodatków innych tłuszczów, a także

dużo kakao, a mało cukru, albo w ogóle,

jak np. czekolada gorzka.

Poniżej przedstawiamy część z pozosta-

łych jej składników.

Czekolady biała i mleczna zawierają:

• Białko – podstawową strukturę wszyst-

kich żywych komórek. Związek orga-

niczny, syntetyzowany przez wszystkie

tkanki i narządy organizmu (najaktyw-

niej przez wątrobę i mięśnie). Białko

z czekolady jest niepełnowartościowe.

• Wapń – materiał budulcowy kości

i szkliwa, odpowiedzialny za przenosze-

nie impulsów nerwowych i regulację

układu krzepnięcia. Redukuje ryzyko

chorób serca, udarów, raka jelita grube-

go oraz kamieni nerkowych.

Naturalne czekolady (gorzka i desero-

wa) są bogate w:

• Magnez – pierwiastek niezbędny do

prawidłowego funkcjonowania organi-

zmu. Stanowi materiał budulcowy zę-

bów i kości. Uczestniczy w przemianie

1/2007

Kształcenie nauczycieli chemii

węglowodanów, białek i tłuszczów, ak-

tywuje ponad 300 enzymów komórko-

wych, szczególnie tych współdziałają-

cych z witaminami B, C i E.

• Cynk – bez tego pierwiastka organizm

ludzki nie jest w stanie funkcjonować.

Jest on niezbędny do syntezy DNA

i RNA, białek, insuliny i nasienia.

Uczestniczy w metabolizmie węglowo-

danów, tłuszczów, białek i alkoholu,

współdziała z witaminą A. Wpływa

na prawidłowe gojenie ran i prawidłowy

rozwój płodu.

• Selen – mikroelement działający bezpo-

średnio w połączeniu z witaminą E.

Eliminuje wolne rodniki i metale cięż-

kie (As, Cd, Ag, Hg).

• Żelazo – jego głównym źródłem w orga-

nizmie jest hemoglobina. Uczestniczy

ono w produkcji czerwonych krwinek,

rozprowadzaniu tlenu po całym organi-

zmie i transporcie dwutlenku węgla

do płuc. Warto pamiętać, że niektóre

składniki diety powodują zahamowanie

wchłaniania żelaza, np. kawa, herbata,

pokarmy bogate w błonniki, sole fosforu.

• Flawonoidy – to organiczne związki

chemiczne występujące w wielu rośli-

nach. Chemicznie wszystkie flawonoidy

są oparte na szkielecie węglowodoro-

wym flawonu (Rys. 1). Różnią się liczbą

i rodzajem podstawników.

palne. Modyfikują syntezę tlenku azotu,

intensywnie badanego czynnika regulu-

jącego skurcze mięśni i naczyń. Obniża-

ją agregacje płytek krwi, zapobiegając

zakrzepom i zmniejszając ryzyko zawału

serca. Ograniczają napięcie mięśni wo-

kół tętnic, co pozwala im się rozszerzać

(zwalczają tzw. twardnienie tętnic).

• Witaminy: niacynę – (witamina PP), na-

leżącą do witamin powszechnie występu-

jących w świecie roślin i zwierząt. Regulu-

je ona poziom cukru we krwi, poziom

cholesterolu w organizmie i przepływ

krwi w naczyniach. Uczestniczy w syntezie

hormonów płciowych (estrogeny, proge-

steron). Czekolada zawiera także witami-

ny: B 6 , B 2 , A, E, B 3 , B 12 i kwas foliowy.

Ciekawe wydają się badania przeprowa-

dzone w ramach nauki o przyjemnościach

– dowodzą one, że rozkosze spożywania

czekolady mają źródło w czysto chemicz-

nych procesach, zachodzących w układzie

nerwowym. Testy laboratoryjne dowodzą,

że kiedy doznajemy przyjemności, wzmac-

nia się układ odpornościowy organizmu.

Natomiast, gdy jesteśmy nieszczęśliwi i ze-

stresowani, układ ten działa mniej skutecz-

nie i wówczas stajemy się bardziej podatni

na infekcje różnego rodzaju. Co łączy te

wnioski z czekoladą? Obecne w niej związ-

ki zawierające azot: teobromina, kofeina

i fenyloalanina.

Teobromina (3,7-dimetyloksantyna,

C 7 H 8 O 2 N 4 ) (Rys. 2). Podobnie jak kofeina,

należy do szeregu metyloksantyn. Jest alka-

loidem purynowym znajdującym się między

innymi w ziarnach kakaowca (ok. 1,8%).

Występuje w roślinach przeważnie obok ko-

feiny, np. w herbacie i yerba mate 1 .

Rys. 1. Flawon

Flawonoidy hamują proces utleniania

tzw. złego cholesterolu, który uznawany

jest za głównego sprawcę miażdżycy na-

czyń krwionośnych. Wpływają na pro-

dukcję prostaglandyn biorących udział

w odpowiedzi organizmu na procesy za-

Rys. 2. Teobromina

1 Yerba mate – ostrokrzew paragwajski, z którego wysuszonych i zmielonych liści przygotowuje się napar. Jest on

niezwykle bogaty w witaminy i mikroelementy, zawiera również alkaloidy: kofeinę i teobrominę.

Chemia w Szkole

Kształcenie nauczycieli chemii

To właśnie jej obecności czekolada za-

wdzięcza typowy, gorzki smak. Ze względu

na dzielenie przez teobrominę miana alka-

loidu z takimi sławami jak: kokaina, niko-

tyna czy morfina, jej odkrycie w czekola-

dzie wywoływało duże emocje. Zupełnie

niepotrzebnie, ponieważ działanie teobro-

miny jest podobne do kofeiny, aczkolwiek

dużo słabsze. Dodatkowo występuje w ma-

łych ilościach (10 g/kg gorzkiej czekolady)

i jest szybko wchłaniana przez nasz orga-

nizm. Śmiertelne zagrożenie stanowi m.in.

dla psów i koni, u których tempo metabo-

lizmu teobrominy jest dużo wolniejsze.

Przykładowo, dla 25 kilogramowego psa

dwie tabliczki czekolady mogą okazać się

dawką śmiertelną.

Kofeina (znana również jako te-

ina, 1,3,7-trimetyloksantyna, C 8 H 10 N 4 O 2 ,)

(Rys. 3) jest alkaloidem purynowym znaj-

dującym się w surowcach roślinnych. Moż-

na również otrzymać ją syntetycznie.

wy depresji, uspokaja i poprawia nastrój,

stymuluje pozytywną energię i uczucia

od łagodnej szczęśliwości po euforię. Fe-

netylamina jest również odpowiedzialna

za euforię miłości, pobudzając w mózgach

u zakochanych ośrodki odczuwania przy-

jemności.

Rys. 4. Fenyloetyloamina

Jej pochodne występują w naturze jako

alkaloidy oraz produkowane przez organi-

zmy zwierzęce substancje, pełniące rolę

hormonów i neuroprzekaźników o działa-

niu zbliżonym do endorfin. Do tej grupy

należą: dopamina, adrenalina, noradrena-

lina ale również amfetamina, efedryna,

meskalina, MDMA (ecstasy) [6,7].

Podsumowanie

Słodka lub gorzka czekolada potrafi

uwieść smakiem. Mało kto jest odporny

na jej wdzięki, ale też mało kto zna całą

prawdę o niej.

Oto kilka prawd o czekoladzie:

• Czekolada należy do produktów wyso-

kokalorycznych. Dostarcza 530–560

kcal/100 g. O jej wysokiej wartości kalo-

rycznej decyduje przede wszystkim

obecność tłuszczów. W 100 g czekolady

(zależnie od gatunku) znajduje

się 30–35% tłuszczów. Im więcej tłusz-

czu kakaowego (i innych tłuszczów) za-

wiera czekolada, tym bardziej jest kalo-

ryczna. Dlatego najwyższą wartość

kaloryczną ma czekolada biała.

• Czekolada zaostrza objawy kamicy, po-

nieważ zawiera szczawiany odkładające

się w postaci kamieni nerkowych.

• Czekolada nie potęguje alergii. Sporo jest

osób, które nie mogą jeść czekolady ze

względu na odczyn alergiczny, jednak wi-

nić za to należy raczej zawarte w czekola-

dzie mleko i orzechy niż kakao.

• U osób z nadciśnieniem tętniczym spo-

żywanie gorzkiej czekolady powoduje

istotne zmniejszenie ciśnienia krwi, po-

nadto zwiększa wrażliwość organizmu

Rys. 3. Kofeina

Kofeina jest stymulantem. Pobudza

ośrodkowy układ nerwowy oraz ośrodki

wegetatywne: oddechowy, naczyniorucho-

wy i nerwu błędnego. Pobudza równomier-

nie korę mózgową (zwiększa sprawność

myślenia, znosi zmęczenie psychiczne i fi-

zyczne). Przyspiesza przemianę materii,

zwiększając zapotrzebowanie na tlen.

Zmniejsza napięcie mięśni gładkich naczyń

krwionośnych. Pobudza wydzielanie soku

żołądkowego. Działa moczopędnie. Nie-

którzy w kofeinie i w teobrominie widzą

przyczynę uzależnienia od czekolady.

Prawdziwą substancją uzależniającą jest

jednak fenyloetyloamina.

Fenyloetyloamina , zwana też fenetyla-

miną (1-amino-2-fenyloetan) (Rys. 4.) jest

związkiem o silnym działaniu biologicz-

nym. Jej obecność powoduje poprawę kon-

centracji, wzrost aktywności, łagodzi obja-

1/2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: