Исследование содержания аскорбиновой кислоты в напитках, подаваемых в школьной столовой, и влияния кислоты на организм человека

МБОУ Тогучинского района Завьяловская СОШ

Исследовательская работа по химии

Тема: «Исследование содержания аскорбиновой кислоты в напитках, подаваемых в школьной столовой, и влияния кислоты на организм человека»

                                   Выполнила: Скитер Светлана,

 ученица 10 класса

                                                 Руководитель: Талыпа А.Ю,

учитель химии и биологии

2015 год

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………………..…..….3

2. Основная часть……………………………………………………………....……..4

1.  Теоретическое обоснование проблемы. …………................................…….4

1. Немного истории…………………………………………………..….…4
2. Влияние напитков на организм………………………………..…..…...5
3. Выводы…………………………………………………………….…..…6

2. Собственное исследование………………………………………………...…..6

         2.2.1.Методика определения содержания аскорбиновой кислоты в напитках.............................................................................................................…….....6

2. Исследование содержания аскорбиновой кислоты в напитках.........…7
3. Влияние аскорбиновой кислоты на организм …………………….….11
4. Выводы……………………………………………………………...……12

2. Заключение…………………………………………………………………...…12

3. Список литературы………………………………………………………......…13

4. Приложения…………………………………………………………….....….…14

1.Введение

Актуальность темы: В настоящее время ежегодно в зимний период отмечается вспышка вирусных заболеваний. Аскорбиновая кислота, как известно, является сильным иммуностимулятором. Поэтому содержание её в продуктах и напитках очень важно в это время.

Мотивацией выбора темы явилось то, что напитки (соки и компоты) занимают важное место как в меню человека в целом, так и в меню учащихся нашей школы. Нас заинтересовало,  насколько они полезны.

Объект исследования:  Различные соки и компот из сухофруктов.

Предмет исследования. Содержание аскорбиновой кислоты в разных напитках и влияние данного вещества на организм человека.

Цель исследования: Исследовать разные напитки из школьной столовой на предмет содержания в них аскорбиновой кислоты и изучить его влияние на организм (теоретически).

Задачи: 1. Изучить методику определения содержания витамина С в напитках.

2. Провести эксперимент по определению содержания аскорбиновой кислоты в разных напитках.

 3. Изучить специальную литературу о химическом строении аскорбиновой кислоты и  влиянии её на организм человека.

Гипотеза исследования: В разных напитках содержится разное количество аскорбиновой кислоты, и, как следствие, они способны оказывать различное влияние на организм человека.

Практическая значимость исследования заключается в том, что после проведения опытов появится возможность рекомендовать учащимся нашей школы потреблять в период обострения вирусных заболеваний те или иные напитки.

Методы исследования:  1. Теоретические (изучение специальной литературы)

1. Эмпирические  (наблюдение, сравнение, эксперимент).

2. Основная часть

2.1. Теоретическое обоснование проблемы.

           2.1.1.  Немного истории

Фрукты и ягоды с незапамятных времен используются в питании. Они отличаются прекрасным ароматом, пищевой ценностью и сочностью. По словам видного советского ученого профессора Ф. В. Церевитинова, плоды и овощи — это музыка и поэзия питания.

Из всех видов плодово-ягодных консервов наиболее полезными для человека являются соки. Они имеют очень высокую пищевую, вкусовую и биологическую ценность: содержат в растворенном и легко усваиваемом виде сахара (углеводы), витамины, минеральные вещества, ферменты и т. п. Биологическая ценность соков заключается еще и в том, что они содействуют более полной усвояемости жиров, белков, углеводов, которые поступают в организм с другими пищевыми продуктами, а также содержат много витаминов, в том числе и аскорбиновую кислоту.

          В названии "аскорбиновая кислота" (ascorbic acid) зафиксирован тот факт, что это вещество предотвращает развитие цинги (a + scorbutus).

Необходимость свежей растительной пищи для сохранения здоровья была подмечена с незапамятных времен, но честь научного обоснования полноценного питания в профилактике и терапии цинги принадлежит британскому корабельному хирургу Джеймсу Линду, который в 1747 году доказал, что цингу предотвращает включение в рацион цитрусов. Аскорбиновую кислоту в 1928-1933 годах выделила и идентифицировала как индивидуальное вещество группа американских исследователей под руководством Альберта Сент-Дьерди, который получил за эту работу Нобелевскую премию по медицине в 1937 году. Уже в 1934 году был разработан путь химического синтеза витамина C и начато его массовое производство.

           История открытия витамина С связана с цингой. В те далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу. Болезнь проявлялась общей слабостью, кровоточивостью десен, вследствие чего выпадали зубы, появлялась сыпь, кровоизлияния на коже. Но все же был найден путь излечения. Так, моряки, следуя примеру индейцев, стали пить водный экстракт сосновой хвои, который является кладезем витамина С. В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты. Интересен еще другой факт: Альберт фон Сент- Дьердь, первооткрыватель витамина С, на самом деле открыл целый комплекс витаминов и показал, что с рутином и биофлавоноидами действие витамина С становится особенно мощным.

По мнению известного автора "диеты Аткинсона", доктора Роберта Аткинсона: "…витамин С имеет такое огромное значение для нашего здоровья, что я даже не припоминаю болезни, при которой прием этого витамина не приведет к каким-либо улучшениям. Какую болезнь ни возьми, будь то простуда или рак, гипертония или астма, во всех случаях можно рекомендовать прием этого витамина...".

             2.1.2. Влияние напитков на организм

           О пользе соков людям было известно еще в глубокой древности, люди считали, что, употребляя соки из растений,  человек получает и их жизненную силу.

            Соки - важный источник витаминов, прежде всего аскорбиновой кислоты или витамина С. Во многих соках, особенно полученных из плодов, имеющих желтый или оранжевый цвет, содержится значительное количество каротина (провитамина А). Есть здесь и тиамин (витамин В1), и никотиновая кислота (витамин РР) и многие другие. Поэтому регулярное потребление соков стимулирует процессы обмена веществ, повышает сопротивляемость к инфекциям, обеспечивает стойкость организма в стрессовых ситуациях.

            Регулярное употребление соков благоприятно действует на активацию обмена веществ; в организм поступают полезные витамины и минералы в натуральном виде; улучшается работа желудочно-кишечного тракта благодаря содержанию клетчатки; повышается иммунитет и даже снижается холестерин крови; происходит выведение лишней жидкости из организма.

             2.1.3.Выводы

           Изучив специальную литературу по заданной проблеме, мы пришли к выводу, что напитки – это составная часть рациона огромного количества людей, живущих на нашей планете. Именно поэтому нам необходимо знать о них как можно больше.

2.2. Собственное исследование

             2.2.1.  Методика определения содержания аскорбиновой кислоты в напитках

2.2.1.1.Приготовление крахмального клейстера.

 1. Всыпать в стакан с небольшим количеством холодной воды немного крахмала (приложение 1.).                 

2. Тщательно перемешать (приложение 2.).                

3. Добавить к полученной смеси горячую воду и опять перемешать (приложение 3.).                 

4. Крахмальный клейстер готов (приложение 4.).                

2.2.2.2. Приготовление водного раствора йода.

1. Растворить в 100 мл воды 20-30 капель спиртового раствора йода, чтобы окраска раствора по цвету напоминала крепкий чай (приложение 5.).                  

2. Наполнить пипетку или шприц раствором йода.                

2.2.2.3.Приготовление контрольного раствора аскорбиновой кислоты.

1. Взять 5 мл. аскорбиновой кислоты, поместить в стакан для титрования (приложение 6.).

2. Добавить несколько капель крахмального клейстера.                

3. Медленно, по каплям, из титровального прибора добавлять раствор йода  к анализируемому раствору, постоянно его взбалтывая (приложение 7.).                  

4. Продолжать добавлять йод пока не появится устойчивая синяя окраска (не исчезает более 20 с) (приложение 8.).                

5. Записать объем раствора йода, пошедший на титрование.

6. Повторить опыт еще раз с 5 мл контрольного раствора аскорбиновой кислоты.

7. Взять среднее значение. Этот объем раствора йода V0 соответствует 5 мг аскорбиновой кислоты.  

8. Для расчета массы аскорбиновой кислоты в образце необходимо воспользоваться формулой: m1=5V1:V0, m2=5V2:V0  и т.д.

9. Рассчитать количество аскорбиновой кислоты в 100 мл. по формуле

m (100 мл.)= m*20.

2. Исследование содержания аскорбиновой кислоты в напитках.  

С целью определения количества раствора йода, пошедшего на титрование 5 мл. аптечного раствора аскорбиновой кислоты (V0) был проведён опыт с данным веществом по указанной выше методике. Опыт проводился двукратно. Результаты опыта представлены в таблице 1.

                                                                                                                           Таблица 1.

          Для исследования нами были взяты разные напитки. С каждым образцом было проведено несколько опытов (приложение 9.).

1. Опыты с компотом из сухофруктов

На титрование 5 мл. компота  пошло 4 мл. раствора йода, т.е V1=4 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m1) по формуле m1=5V1:V0.

m1=5*4:20=1 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m1 (100 мл.)= m1*20 т.е

m1 (100 мл.)= 1*20=20 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. компота содержится 20 мл.

2.2.2.2. Опыт с соком   «Моя семья», абрикос

На титрование 5 мл. сока  пошло 3 мл. раствора йода, т.е V2=3 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m2) по формуле m2=5V2:V0.

M2=5*3:20=0.75 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m2 (100 мл.)= m2*20 т.е

M2 (100 мл.)= 0.75*20=15 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 15 мл.

2.2.2.3.Опыт с соком «Фруктовый остров», яблоко-персик

На титрование 5 мл. сока  пошло 1 мл. раствора йода, т.е V3=1 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m3) по формуле m3=5V3:V0.

M3=5*1:20=0.25 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m3 (100 мл.)= m3*20 т.е

M3 (100 мл.)= 0.25*20=5 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 5 мл.

2.2.2.4. Опыт с соком «Привет», ананас

На титрование 5 мл. сока  пошло 2 мл. раствора йода, т.е V4=2 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m4) по формуле m4=5V4:V0.

M4=5*2:20=0.5 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m4 (100 мл.)= m4*20 т.е

M4 (100 мл.)= 0.5*20=10 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 10 мл.

2.2.2.5. Опыт с соком «Нектар солнечный», персик

На титрование 5 мл. сока  пошло 0.5 мл. раствора йода, т.е V5=0.5 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m5) по формуле m5=5V5:V0.

M5=5*0,5:20=0,125 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m5 (100 мл.)= m5*20 т.е

M5 (100 мл.)= 0,125*20=2,5 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 2,5 мл.

2.2.2.6. Опыт с соком «Долина свежести»,  абрикос

На титрование 5 мл. сока  пошло 0.5 мл. раствора йода, т.е V6=0.5 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m5) по формуле m6=5V6:V0.

M6=5*0,5:20=0,125 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m6 (100 мл.)= m6*20 т.е

M6 (100 мл.)= 0,125*20=2,5 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 2,5 мл.

2.2.2.7. Опыт с соком «Сады придонья», яблоко-персик

На титрование 5 мл. сока  пошло 0.5 мл. раствора йода, т.е V7=0.5 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m7) по формуле m7=5V7:V0.

M7=5*0,5:20=0,125 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m7 (100 мл.)= m7*20 т.е

M7 (100 мл.)= 0,125*20=2,5 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 2,5 мл.

2.2.2.8.Опыт с соком «Нектар солнечный», абрикос

На титрование 5 мл. сока  пошло 1 мл. раствора йода, т.е V8=1 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m8) по формуле m8=5V8:V0.

M8=5*1:20=0.25 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m8 (100 мл.)= m8*20 т.е

M8 (100 мл.)= 0.25*20=5 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 5 мл.

2.2.2.9.Опыт с соком «Виноградный» (приложение 10.)

На титрование 5 мл. сока  пошло 1 мл. раствора йода, т.е V9=1 мл. Найдём массу аскорбиновой кислоты в 5 мл. напитка (m9) по формуле m9=5V9:V0.

M9=5*1:20=0.25 мл. Значит в 100 мл. напитка содержится m9 (100 мл.)= m9*20 т.е

M9 (100 мл.)= 0.25*20=5 мл.

Проведенный опыт и расчеты показали, что аскорбиновой кислоты в 100 мл. данного сока содержится 5 мл.

Результаты проведенных опытов представлены в таблице 2.

                                                                                                                           Таблица 2.

      Выводы:

       После проведения опытов и расчетов наибольшее количество аскорбиновой кислоты было обнаружено в компоте из сухофруктов, в соке «Моя семья» - абрикос, в соке «Привет» - ананас. Наименьшее количество аскорбиновой кислоты содержится в соках «Нектар солнечный» - персик, «Долина свежести» - абрикос, «Сады придонья» - яблоко-персик. Результаты опытов представлены в диаграмме (приложение 11.).

          2.2.3. Влияние  аскорбиновой кислоты на организм

Витамин С – это всем хорошо и давно известный, легко растворяющийся в воде витамин (приложение 12.). Человеческий организм не способен выработать витамин С, хотя он очень важен для нормального функционирования. Поэтому ежедневный рацион человека должен состоять из продуктов, содержащих как можно больше витамина C.

Благотворное влияние витамина С длится 8-14 часов, после того как он попал в организм. Затем наблюдается ослабевание полезных свойств. Излишки растворяющихся в воде витаминов, как правило, выводятся вместе с мочой. Если количество растворимых в воде витаминов обеспечивается ежедневным рационом питания, меньше чем на менее 50%, то уже через месяц наблюдается их нехватка в организме. Это проявляется намного быстрее, чем при дефиците жирорастворимых витаминов.

Витамин С оказывает благотворное влияние на рост и здоровое развитие клеток, а также способствует усвоению кальция. Большее количества витамина С употребляется организмом при борьбе с болезнями или инфекциями, для заживления ран или восстановление после операций. Также, витамин С очень важен для восстановления и сохранения функций хрящей, зубов и десен, костей, он предотвращает образование гематом и тромбов.

Витамин С участвует в синтезе коллагена, который является, как бы, межклеточным «цементом», склеивающим ткани, участвующим в рубцевании тканей, связок, сухожилий, кровеносных сосудов. Ну, а уж о предотвращении витамином С авитаминоза, укреплении иммунитета и сопротивляемости организма инфекциям, знают практически все.

Доктор Linus Pauling, известный в научном мире как главный специалист по витамину C, утверждает, что регулярное употребление витамина С на 75% снижает риск развития некоторых видов рака. Витамин С, наряду витамином Е и бета-каротином, является мощным антиоксидантом. Антиоксиданты – это вещества, помогающие организму справиться с побочными продуктами, возникающими в процессе преобразования пищи в энергию и имеющими свойство накапливаться в организме. Кроме того, антиоксиданты предотвращают преобразование нитратов, которые есть в табачном дыме, копченостях и некоторых овощах, в канцерогены. Витамина C (аскорбиновая кислота) известна еще и как: L- аскорбиновая кислота, противоцинготный витамин, дегидроаскорбиновая кислота. Этот витамин весьма полезен для здоровья зубов и костей, укрепляет кровеносные сосуды, способствует улучшению усвоения железа.

  2.2.4. Выводы

           После проведения собственного исследования по изучению содержания аскорбиновой кислоты,  мы пришли к выводу, что количество её в разных напитках  неодинаково,  и колеблется в пределах 2,5-20 мл. Кроме того, изучив специальную литературу,  мы поняли, что аскорбиновая кислота  по своему действию на организм  человека обладает полезными свойствами

2. Заключение

           Для человека витамин С очень важен. Он способствует заживлению ран, снижению уровня холестерина, защищает от инфекций, предотвращает появление тромбов. Потребность в витамине С увеличивается при болезни, стрессах, подверженности токсическим воздействиям. Витамин участвует в выработке жизненно необходимых химических веществ, помогает очищать организм от ядов. Также ученые пришли к выводу, что недостаток витамина С ускоряет старение организма.

Гипотеза, выдвинутая нами в начале исследования, подтвердилась. Действительно, в разных напитках содержится разное количество аскорбиновой кислоты. Данный факт подтвержден исследованиями и проиллюстрирован таблицами. 

Цель и задачи, поставленные нами в начале исследования, выполнены. После изучения методики обнаружения аскорбиновой кислоты в напитках нам удалось определить её количество в разных образцах и изучить её влияние на организм человека.

         По результатам исследования у нас имеется возможность рекомендовать людям, имеющим пониженный иммунитет,  употреблять компот из сухофруктов, соки «Моя семья» абрикосовый, «Привет» ананасовый.

           В следующем учебном году планируем продолжить исследование в данном направлении и более глубоко изучить состав напитков.

4.Список литературы

1.Большая серия знаний. Химия. – М.:2006.

2.«Медицинская популярная энциклопедия. Человек и здоровье». Г. Билич, Л. Назарова. Москва, 1998 год.

3.Методические рекомендации для кружков математики, физики, химии, черчения. – М.:1988.

4.Полная медицинская энциклопедия. – М.: Мир книги, 2006.

5.Эрудит. Химия. – М.: Мир книги, 2007.

5.Приложения

                                                                                                                   Приложение 1.

Добавление крахмала в холодную воду.

                                                                                                                    Приложение 2.

Тщательное перемешивание.

                                                                                                                    Приложение 3.

Добавление горячей воды.

                                                                                                                Приложение 4.

Готовый крахмальный клейстер.                                                            

                                                                                                                                                                                                                                                                      Приложение 5.

Раствор йода.

Приложение 6.

Аскорбиновая кислота.

Приложение 7.

Титровальный прибор.

Приложение 8.

Добавление йода до получения устойчивой синей окраски.

Приложение 9.

Разные виды соков.

Приложение 10.

«Виноградный» сок.

Приложение 11.

Диаграмма содержания витамина С.

Приложение 12.

Строение молекулы аскорбиновой кислоты.