Муниципальное Бюджетное общеобразовательное учреждение лицей №3 муниципального района Учалинский район Республики Башкортостан

Исследовательская работа

по химии

« Биологически активные добавки с витаминами»

Выполнила:  ученицы 9Б класса

МБОУ Лицей№3

Крылатова Дарья

Руководитель: учитель химии

   Гатауллина Ю.Т.  

г.Учалы

2014

Содержание

Ӏ.  Введение………………………………………………………………………..3

ӀӀ. Теоретическая часть ………………………………………………………….4

1. БАД   в жизни современного человека…………………………………..4
2. БАД. Их классификация…………………………………………………..6
3. История открытия витаминов…………………………………………….8
4. Классификация витаминов, их свойства, значение для организма  и нахождение в продуктах………………………………………………….9

Выводы по теоретической части………………………………………. 15  

ӀӀӀ.  Практическая часть…………………………………………………….......16

1. Методика исследования………………………………………………….16
2. Аналитические опыты…………………………………………………...17

Витамин С……………………………………………………………………….17

Экспериментальный опыт 1

Экспериментальный опыт 2                                                                                «Обнаружение витамина С в БАД «Асвитол с клюквой»

Витамин А……………………………………………………………………….18

Экспериментальный опыт 3    «Определение витамина А в лняном масле»

Витамин Е……………………………………………………………………….18

Экспериментальный опыт 4

3.Выводы по практической части………………………………………………19

4. Заключение …………………………………………………………………...19

ӀV .Используемые ресурсы …………………………………………………….20

Цель работы : Исследовать биологически активные добавки, в частности витамины; определить в условиях школьной лаборатории наличие витаминов С и Е в отдельных продуктах питания

Задачи :

         1) Ознакомится с материалами о БАДах, витаминах

2) Изучить свойства витаминов

3) Узнать, где находятся витамины

4)  Провести исследование : Изучить и   экспериментально подтвердить содержание витаминов в БАД.

5)  Проанализировать качество продуктов по присутствию в них витаминов.

Объект исследования: БАД с витаминами

Методы исследования: аналитический, экспериментальный, сравнительный

Гипотеза: Если выяснить, в каких продуктах БАД содержится наибольшее количество витамина С,А,Е то эти продукты можно рекомендовать для регулярного употребления.

Практическая значимость: исследовательская работа поможет проанализировать полноценность употребляемых БАДов  и определить приоритеты о пользе данных продуктов.

ӀӀ. Теоретическая часть

1. БАД   в жизни современного человека.

Человеческий организм – строительная площадка.                                                     БАД – условие нормального строительства.                                                    В.А.Тутельян.  Институт питания РАМН.                                                               Москва                                                                                                     

     Человеческий организм можно сравнивать со строительной площадкой, на которой одновременно идут строительство и реконструкция. В нем беспрерывно происходят колоссальные изменения. Ведь ежедневно около 1% кровяных телец погибает, и должны появиться новые, а это значит, что ежедневно должно быть заново произведено 8-9 граммов гемоглобина. Лейкоциты живут в среднем 8-10 дней. Белок печени  и плазмы крови за 10-20 дней обновляется наполовину. Клетки кожи обновляются в течение 160-ти дней. Таким образом, непрерывно возникает новое поколение клеток, в состав каждой из которых входит около 50-ти компонентов. И все они должны непрерывно поступать в наш организм, чтобы полностью обеспечить суточную норму витаминов и минеральных веществ; обыкновенному человеку нужно немало «потрудиться». Так, для погашения дефицита витамина С необходимо съедать в день не менее 15-ти апельсинов или 12-ти лимонов. Суточная доза витамина Е – 2 литра оливкового масла, бета-каротина – 5 морковок или 400 г. кабачковой икры, селена – 16 яиц или 160 бананов! И это далеко неполный перечень всех жизненно необходимых микроэлементов. Если же у человека напряженный  в эмоциональном и физическом плане день, то нормы нужно вообще утроить! И, тем не менее, впадать в уныние не стоит.    

       Нужно постоянно помнить  о том, что снизить риск заболевания вполне в состоянии простые вещи. Одна из них – это использование биологически активных добавок. БАД не нужно относить к лекарственным препаратам, это – исключительно диетическая добавка. Тем не менее, с их помощью можно очень успешно справляться с заболеваниями, устраняя не только саму болезнь, но и ее причину – наследственные связи, а также БАД можно эффективно использовать в профилактических целях или при комплексном лечении многих хронических заболеваний. Длительное же и постоянное их использование оказывает настолько глубокое лечебное воздействие, что зачастую превосходит воздействие лекарственных препаратов.  

    БАД не имеют прямых противопоказаний, они не токсичны и, как правило, не вызывают аллергии, но все же лучше обратиться к врачу и выбрать из огромного числа добавок те, которые в данное время наиболее необходимы.  

    Хотелось бы еще добавить, что пищевые добавки, применяемые, для производства продуктов питания или улучшения их вкусовых качеств не имеют ничего общего с биологически активными добавками. Принцип действия последних направлен исключительно на регуляцию работы всех систем и органов человека.  

   В последнее время все сильнее проявляется стремление людей к здоровому образу жизни. Оно позволило биологически активным добавкам занять нужное место в медицине и выделиться в отдельное ее направление  на стыке физиологии, гигиены питания и фармакологии. Это направление получило название фармаконутрициология.

2. БАД. Их классификация.

Традиционно БАД подразделяются на нутрицевтики и парафармацевтики. Чтобы лучше понять, чем они отличаются друг от друга,  рассмотрим каждый из них в отдельности.        

Нутрицевтики – это БАД, применяемые для коррекции химического состава пищи, их смысл заключается в том, чтобы довести содержание естественных веществ до уровня физиологической потребности организма. Они являются источником витаминов, белков, углеводов, аминокислот, помианасыщенных жирных кислот, макро и микроэлементов, а также пищевых волокон. Суточная доза витаминов Е и С в нутрицевтиках не должна превышать 10-ти кратной суточной потребности человека, витаминов А, D, группы В и других – 3-х кратного увеличения.  

Парафармацевтики – это БАД, применяемые для профилактики и вспомогательной терапии. Они поддерживают функциональную активность органов и систем. Суточная доза парафармацевтика не должна превышать разовой терапевтической дозы, определенной при применении этих веществ в качестве лекарственных средств, при условии приема БАД не менее двух раз в сутки. По форме воздействия парафармацевтики могут быть этиологическими – устраняющими саму болезнь, и патогенетическими – влияющими на причину ее появления.  

БАД производят в виде экстрактов, настоев, бальзамов, порошков, сиропов, таблеток, капсул и других форм. Наиболее часто встречаются формы в виде чая, таблеток или желатиновых капсул, содержащих определенную дозу сухих измельченных порошков. Значительно меньше встречаются жидкие БАД, хотя эффективность их применения в 4 раза превосходит таблетированные формы.  

БАД — композиции натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона отдельными пищевыми или биологически активными веществами и их комплексами.

По происхождению основных компонентов БАД разделяются на:

• растительные экстракты, цельные части растений
• продукты пчеловодства
• морепродукты
• животные вытяжки
• минеральные компоненты
• продукты ферментации
• продукты биотехнологии
• синтетические аналоги природных пищевых веществ

БАД используются:

• для восполнения недостаточного поступления белка и отдельных незаменимых аминокислот, углеводов и сахаров, витаминов, органических кислот, эфирных масел и других веществ.
• для уменьшения калорийности рациона, регулирования аппетита и массы тела
• для снижения риска развития заболеваний и обменных нарушений
• для связывания в желудочно-кишечном тракте и выведения чужеродных веществ
• для поддержания нормального состава и функциональной активности кишечной микрофлоры

3. История открытия витаминов

Витамины - органические соединения различной химической природы и различного строения, синтезируемые главным образом растениями, частично - микроорганизмами. Для человека витамины - незаменимые пищевые факторы.

•  Открытие витаминов связано с именем русского врача и ученого Николая Ивановича Лунина, который в 1881 году проделал опыты над двумя группами мышей. Одних кормил натуральным молоком, а других – искусственной смесью, куда входили белки, жиры, углеводы, соли и вода в тех же пропорциях, что и в молоке.
•  Животные второй группы вскоре погибли. Опыты Н.И.Лунина были повторены в России, Швейцарии, Англии, Америке другими учеными. Результаты были те же.
•  Н.И. Лунин сделал вывод, что в пище есть еще какое-то неизвестное вещество, необходимое для поддержания жизни. Эти вещества назвали витаминами ( в переводе с латинского  vita - жизнь и  amin – содержащий азот ). Потом оказалось, что не все витамины содержат азот, но название осталось.

Одним из первых стал известен витамин В (который тогда еще так не называли). Произошло это так. В 1897 г. голландский врач Хейкман заметил, что куры на его ферме и больные в тюрьме (а он был тюремным врачом) тяжело болеют, если питаются очищенным рисом, но, получая неочищенный рис, выздоравливают. Он сделал вывод, что в шелухе риса находится какой-то элемент, подавляющий болезнь бери-бери*, а отсутствие этого элемента, наоборот, вызывает эту болезнь. От лат. beri — слабость. Синоним — алиментарный полиневрит, развивающийся вследствие недостатка в пище тиамина (витамина В), или нарушения его усвоения. Прошло 14 лет, прежде чем доктор К. Функ сумел выделить этот элемент в виде кристаллического порошка. Нескольких миллиграммов этого порошка хватало для того, чтобы за считанные часы излечить кур от полиневрита. За это открытие Функу была присуждена Нобелевская премия. Элемент назвали витамином (от слова «вита» — Жизнь). Позднее стали называть витаминами все вещества сходного действия, а чтобы отличать их друг от друга, каждому присвоили букву латинского алфавита. Сегодня для этого используют почти все буквы алфавита, от А до Р.

4. Классификация витаминов, их свойства, значение и нахождение в продуктах

- Важнейшими признаком классификации является способность витаминов растворяться в воде или жирах. По этому признаку различают два класса витаминов:

1. Водорастворимые. К ним относятся витамины С, РР, группы В, Н и другие.

2. Жирорастворимые. К ним относятся витамины групп А, D, Е и К.

      Рассмотрим  некоторые из них:

Витамин С и биофлаваноиды (витамин Р)

Функции. Аскорбиновая кислота или витамин С выполняют в орга-низме человека ряд важнейших функций:

1. Активирует ферменты синтеза основных белков соединительной ткани, образующей основу костной и хрящевой тканей, кожи и со-судистой стенки.

2. Необходим для синтеза одного из важнейших нейромедиаторов – норадреналина2, а так же эндогенного липотропного фактора - карнитина.

3. Участвует в синтезе кортикостероидных гормонов, являющихся ан-тистрессорным фактором (надпочечники - депо витамина С).

4. Является мощным иммуностимулирующим фактором:

Структура. Естественный витамин С представляет собой совокупность 7 разновидностей аскорбиновой кислоты, различающихся по биологической активности и доступности, способности проникать внутрь кле-ток и усвояемости. Природная форма витамина С (наиболее активно проникающая в клетки) представлена формой L-аскорбиновой кислоты3. Синтетический витамин С представлен в виде D-аскорбиновой кислоты, метаболизм которой замедлен и малоэффективен, вследствие чего требуются более высокие терапевтические дозы. Аскорбиновая кислота имеет две формы: восстановленная и окисленная форма аскорбиновой кислоты, которая хорошо проникает через гематоофтальмический барьер (ГОБ).

Продукты питания. Основными источниками витамина С являются овощи и фрукты. Им богаты плоды шиповника, черная смородина, сладкий перец, зеленый лук, капуста белокочанная и цветная, зеленый горошек, томаты, укроп, петрушка, шпинат, лимоны, апельсины, картофель.

Витамин Р содержится в черноплодной рябине, черной смородине, чае, апельсинах, лимонах, землянике, перце, малине.

Применение. Аскорбиновая кислота широко применяется в хирургии, педиатрии, стоматологии, офтальмологии. У человека в переднем отделе глаза содержание этого витамина в десятки раз выше, чем в крови, так как ГОБ проницаем для окисленной формы аскорбиновой кислоты, так витамин С поступает в переднюю камеру глаза, где он восстанавливается, но ГОБ для восстановленной формы витамины непроницаем.

Дезинтоксикационной терапии витамин С применяют в виде раствора, так как витамин С стимулирует выработку эндогенных кортикостероидов, которые повышают дезинтоксикационную функцию печени, кроме того, сам витамин С повышает тонус сосудов и снижает их проницаемость, то есть кумуляцию токсинов в тканях.

Витамин А и каротиноиды

Функции. Витамин А и ретинол содержится исключительно в животных жирах, в то время как каротиноиды, являющиеся его предшественниками и превращающиеся в организме непосредственно в ретинол, обнаруживаются только в растительной пище. К основным функциям ретинола относят:

1. Участие в построение зрительного пигмента - родопсина, обеспечивающего темновое зрение

2. Участие в синтезе гликозаминогликанов и мукополисахаридов, обеспечивающих функциональную целостность соединительнотканного каркаса

кожи и слизистых оболочек (при недостатке появляется сухость кожных покровов и повышенная проницаемость)

3. Участие в синтезе кортикостероидных и половых гормонов (при недостатке задержка полового развития или половые дисфункции5)

4. Выполняет роль антиоксиданта, обеспечивающего сохранение функциональной стабильности клеточных мембран и блокаду процессов перекисного окисления мембранных липоидов (с этим связана противораковая активность витамина А и каротиноидов, в первую очередь каротин; каротиноиды в этом отношении оказались более активными, так же витамин А активирует гуморальный и клеточный иммунитет)

5. Защита от ксенобиотиков - поддержание адекватного уровня цитохрома Р-450

6. Регуляция нуклеинового обмена, то есть витамин А принимает участие в пролиферации, регенерации, деятельности быстро обновляющихся тканей, дифференцировке

7. Обеспечивает сохранение прозрачности оптических сред глаза

8. Обеспечивает адекватную продукцию Т- и В-лимфоцитов

Структура и свойства. Из-за того, что витамин А является жирорастворимым, он значительно лучше усваивается вместе с жиром. Поэтому овощи, содержащие каротин, целесообразно потреблять с жирной пищей, например: морковь со сметаной или в виде салатов и винегретов с растительном маслом. Каротин всасывается в тонком кишечнике в присутствии желчи и жиров. В слизистой оболочке под действием Cu-диоксигеназы превращается в ретинол. Далее ретинол поступает в кровь в виде хиломикронов. В гепатоцитах образуется комплекс ретинол-преальбумин и ретинол-ретинолсвязывающий белок.

Витамин А устойчив к нагреванию, но не устойчив к кислороду и к действию ультрафиолетовых лучей. Поэтому овощи, содержащие каротина, рекомендуется хранить в темном помещении, и при кулинарной обработке измельчать непосредственно перед использованием.

Механизм действия. Хорошо изучена роль витамина А в процессе зрения. В сетчатке витамин А лежит в основе простетической группы ряда каротиноидных белков, обеспечивающих молекулярную базу для зрительного возбуждения.

Продукты питания. Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения: печени (свиной, говяжьей, рыб), куриных яйцах, молоке,

сливочном масле, сырах, рыбьем жире. Летом в молоке его больше, чем зимой, в связи с большим в летнее время содержанием каротина в кормах животных.

В растительных продуктах витамина А нет. В них находятся его провитаминкаротин. В моркови каротина содержится много, как и в других овощах и фруктах оранжевого цвета - томатах, красном сладком перце, абрикосах, кураге,

ягодах облепихи. Есть каротин в зеленом салате, капусте, зеленом горошке, зелени петрушки, зеленом луке.

Применение. При вегетативной дисфункции с развитием генерализо-ванных нарушений микроциркуляции. В комплекс лечение нейроциркуля-торной дистонии, ИБС, атеросклероза. При задержке полового развития, гемеролапии, при гиповитаминозе.

Витамин Е

Функции. Витамин Е является одним из самых мощных, активных ан-тиоксидантов, предотвращающих окислительные процессы в клеточных мембранах и определяющих их устойчивость к повреждающему действию.

Потребление. Потребность в витамине Е возрастает при:

1. активном росте

2. инфекциях

3. недостаточности других витаминов и микронутриентов

Продукты питания. Природный витамин Е включает в себя 8 фракций токоферолов, в то время как синтетический витамин Е представлен только ?-токоферолов. ?-токоферол является биологически наиболее ак-тивной фракцией, но в последнее время появляются данные о самостоя-тельном значении ?-токоферола, являющегося главной фракцией известно-го профилактического соевого масла7.

Витамин Е содержится в продуктах растительного и животного проис-хождения. Много его в растительных маслах, в частности, в соевом, подсолнечном, хлопковом. В небольших количествах витамин Е находится в овощах, бобовых, молоке, сливочном масле, куриных яйцах, мясе, ры-бе.

Из данного материала можно сделать вывод, что витамины необходимы для жизнедеятельности человеческого организма

Выводы по теоретической части исследования

• Изучили строение, местонахождения и свойства витаминов
• Узнали значение использования БАДов
• Витамины необходимы для жизнедеятельности человеческого организма

ӀӀ. Практическая часть.

1. Методика исследования

     Для открытия и обнаружения витаминов в пищевых продуктах используют качественные реакции, основанные на образовании характерной цветной реакции витамина с каким- либо реактивом. В некоторых случаях химизм реакции не ясен.

  Современные методы определения витаминов в биологических объектах делят на физико-химические и биологические.

  При взаимодействии витаминов с рядом химических соединений наблюдаются характерные цветные реакции, интенсивность окраски которых пропорциональна концентрации витаминов в исследуемом растворе. Поэтому витамины можно определить фотоколориметрически, например, витамин В1 – при помощи диазореактива и т.д. Эти методы позволяют судить как о наличии витаминов, так и о количественном содержании их в исследуемом пищевом продукте или органах и тканях животных и человека. Для выяснения обеспеченности организма человека каким –либо витамином часто определяют соответствующий витамин или продукт его обмена в сыворотке крови, моче или биопсийном материале. Однако эти методы могут быть применены не во всех случаях. Встречаются трудности при подборе специфического реактива для взаимодействия с определенным витамином.     Некоторые витамины обладают способностью поглощать оптическое излучение только определенной части спектра.

   Биологические методы основаны на определении того минимального количества витамина, которое при добавлении к искусственной диете, лишенной только данного изучаемого витамина, предохраняет животное от развития авитаминоза или излечивает его от уже развившейся болезни. Это количество витамина условно принимают за единицу (в литературе известны «голубиные», «крысиные» единицы). Большое место в количественном определении ряда витаминов в биологических жидкостях, в частности в крови, занимают микробиологические методы, основанные на измерении скорости роста бактерий; последняя пропорциональна  концентрации витамина в исследуемом объекте.    Количество витаминов принято выражать, кроме того, в миллиграммах, микрограммах, международных единицах (ME, или I)

2.Аналитическое опыты

Витамин С

- Почему это вещество называется кислотой?

- Правильно, оно кислое на вкус и в водном растворе диссоциирует на катион Н+, а поэтому и изменяет окраску индикатора.

Экспериментальный опыт 1

- Проведем опыт. В раствор аскорбиновой кислоты опускаем универсальный индикатор.

В результате исследования установили , что витамин С окрашивает индикатор  в красный цвет.

Экспериментальный опыт 2                                                                                «Обнаружение витамина С в БАД «Асвитол с клюквой»

- Нальём в пробирку 2 мл растолченного и разбавленного в воде Бад и добавим воды на 10 мл. Затем вольём немного крахмального клейстера (1 г крахмала на стакан кипятка). Далее по каплям добавляем 5 %-ный раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10–15 секунд.

- Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет.

В результате исследования установили , что витамин С присутствует  в БАД «Асвитол с клюквой»

Витамин А

Экспериментальный опыт 3                                                                  «Определение витамина А в лняном масле»

- В пробирку нальём 1 мл льняного масла и добавим 2-3 капли 1 %-ного раствора FeClз. (При наличии витамина А появляется ярко-зеленое окрашивание.)

В результате исследования установили, что недостаточно содержание витамина А в бад - льняное масло. Окрашивание не проявилось.

ВитаминЕ

Экспериментальный опыт 4

- В пробирку добавили 1 мл льняного масла , 5 капель концентрированной азотной кислоты и нагрели. (При наличии витамина Е раствор обретает красный цвет.)

В результате исследования установили ,что витамина А содержется в Льняном масле .

Выводы по практической части

• Распознали среду  аскорбиновой кислоты
• Распознали витамин С в аскорбиновой кислоте с помощью йода и крахмала
• Распознали витамин А в льняном масле с помощью 1 %-ного раствора FeClз.
•  Распознали витамин Е в льняном масле с помощью конц. НNO3

                                         Заключение  

Изучив литературу и проведя соответствующий эксперимент, мы пришли к следующим выводам:  

1. История витаминов очень интересна и занимательна.  Биологическое действие витаминов на организм многогранно. Наиболее значимыми для здоровья человека компонентами пищевых продуктов являются Витамины.

2. Экспериментально в обычной школьной лаборатории можно определить наличие витаминов С и Е в отдельных продуктах питания .

3. Используя данные исследования, мы провели беседу для учащихся 9 класса, выступали на школьной конференции, планируем рассказать о здоровом образе жизни родителям.

Используемые ресурсы:

1. Габриэлян О.С., Ватлина Л.П. “Химический эксперимент в школе’’

Изд.: Дрофа 2005 г

2. Гинзбург О. Ф. Лабораторные работы по органической химии. М.: «Высшая школа», 1970, с. 45 - 51.
3.  Грандберг И. И. Органическая химия. М.: «Высшая школа», 1974.
4. Шульпин Г. Б. Химия для всех // Основные понятия и простейшие опыты. М.: «Знание», 1987, с. 125.
5. Крицман В. А. Книга для чтения по неорганической химии. Ч. II, М.,1984. Третьякова Ю. Д. Химия.
6. Справочные материалы. М., 1984. Жиряков В. Г. Органическая химия. М.: «Химия», 1974.
7. Крицман В.А., Станцо В.В.. Энциклопедический словарь юного химика    – 2-е изд., испр. – М.: Педагогика, 1990. – 320 с., ил.
8. Цветков Л.А. Органическая химия: Учеб. для 10 кл. сред. Шк. – 25-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1998-2004. – 240 с., ил.
9. ru.wikipedia.org/wiki/
10. http://www.vit-amin.ru/ 
11. http://www.xumuk.ru
12. http://www.eurolab.ua
13. http://www.vitamini.ru