Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Сметанинская средняя школа

Смоленского района

Смоленской области

Исследовательский проект

по химии

Содержание витамина  «С»

в соках промышленного производства

Выполнила:

ученица 10 класса

 Язева Елизавета

Руководитель:

       учитель химии

Григорьев Р.П.

Сметанино 2018

Содержание

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

1.Общие сведения о витамине «С» (аскорбиновая кислота)………………….5

2. Экспериментальное исследование содержание витамина «С» в некоторых соках промышленного производства методом  йодометрии…………………10

Заключение……………………………………………………………………….16

Литература…………………………………………………………….................18

Введение

Здоровье современного человека, несмотря на все достижения науки, является очень уязвимым. По данным статистики до 90% населения России ежегодно страдают простудными заболеваниями. Все эти заболевания протекают с осложнениями различной степени тяжести из-за того, что иммунная система  организма человека ослаблена.

Большое значение для поддержания нормальной жизнедеятельности организма играют витамины и в частности витамин С. Витамин С – это незаменимый витамин для жизнедеятельности организма, который сам в организме не синтезируется, он должен поступать с пищей. Желательно больше употреблять сырых фруктов и овощей, пить витаминизированные напитки. Принимать синтетические витаминизированные препараты. Витамин С является одним из самых мощных антиоксидантов, и впервые был выделен из сока лимона. Он прекрасно помогает  иммунной системе ликвидировать сбои в организме, и запускать процессы, необходимые для здоровья и жизни человека.

Анализируя научную литературу, посвященную  витамину С – одному из величайших чудес живой природы по мнению большинства биохимиков, позволил выделить сложившиеся на данное время противоречия между:

- необходимостью употребления витамина С для полноценного здоровья и возможностью пополнения запаса витамина С круглый год;

- и тем, что самым дешевым и доступным средством получения витамина С в наше время являются соки различных торговых марок и тем, что аскорбиновая кислота разрушается при тепловой обработке продуктов.

Выявление несоответствия позволили определить проблему исследования: как изменяется содержание витамина «с» в натуральных и консервированных фруктовых соках.

Важность рассматриваемой проблемы, ее недостаточная теоретическая и практическая разработанность определили выбор темы исследования: «Содержание витамина С в соках промышленного производства».

Темой исследования стало определение наличия и максимального содержания витамина С в стерилизованных соках асептической упаковки. Почему именно аскорбиновой кислоты? Почти каждый из школьников страдает повышенной утомляемостью, ухудшением зрения, частыми простудными заболеваниями. По мнению учёных, большое значение в профилактике таких нарушений имеет витамин С. Всем известно, что свежевыжатые соки максимально витаминизированы, но чаще всего наиболее доступны соки, купленные в магазине. Нам нравится один, но, может быть, с точки зрения содержания аскорбиновой кислоты, полезен другой? Какой же сок наиболее полезен?

Цель исследовательской работы: провести химический анализ и определить фирму-производителя, выпускающую сок с наибольшим содержанием витамина С.

Объект исследования: соки, содержащие витамин С.

Предмет исследования: витамин С или аскорбиновая кислота.

В соответствии с поставленной целью и предметом исследования была выдвинута  гипотеза исследования: если выяснить, в каких соках содержится наибольшее количество витамина С, то эти продукты можно рекомендовать для регулярного употребления.

Для реализации поставленной цели были сформулированные основные задачи исследования:

-изучить теоретический материал, характеризующий витамин С;

-детально проработать химические методы качественного и количественного анализа аскорбиновой кислоты;

-провести химический эксперимент по определению наличия и количества аскорбиновой кислоты в соках, согласно проведённому рейтингу и выбранной методике эксперимента;

-предложить рекомендации по употреблению соков в асептической упаковке.

Методы исследования: проблемно-поисковый, анализ, эксперимент, сравнение, наблюдение, анкетирование

I.Общие сведения о витамине «C» (аскорбиновая кислота)

История открытия аскорбиновой кислоты

История открытия витамина «C» (аскорбиновая кислота) связана с цингой. В 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» (аскорбиновой кислоты). В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты.

Аскорбиновая кислота была открыта в 1927 году венгерским учёным А.Сент-Дьёрдьи, который выделил её из апельсинового и капустного соков. Он назвал вещество гексуроновой кислотой, а в 1932 году Сцент  Георги доказал противоцинготные свойства—аскорбиновой («против скорбута», от лат. скорбут—цинга). Получали её из растительного сырья – отходов переработки плодов цитрусовых деревьев. Поэтому аскорбиновая кислота была дефицитной и довольно дорогой.

«Отцами» витамина «С» можно считать выдающихся английских химиков Эдмунда Ленгли  Херста и Уильяма Н. Хеуорса, которые выделили его в чистом виде и установили его графическую формулу. Продолжая совместные исследования, Херст и Хеуорс настойчиво искали возможности синтеза аскорбиновой кислоты. Оказалось, что она – отдалённый родственник  углеводов и, значит, может быть получена из них. Оставалось только подобрать самый удобный углевод, который стал бы исходным веществом в синтезе витамина «С». И такой моносахарид вскоре был найден – доступная и дешёвая глюкоза. Дело в том, что молекулы аскорбиновой кислоты и глюкозы содержат одинаковое число атомов углерода и кислорода, а анализ графических формул обоих веществ выявил родственные структуры.

Источники и потребность в  витамине C

Витамин «С» - это белые кристаллы с резким кислым вкусом. Аскорбиновая кислота устойчива в твердом состоянии. Этот витамин растворимый в воде распространяется в организме с жидкостью. Он участвует практически во всех окислительно-восстановительных реакциях, активирует пищеварительные ферменты, способствует синтезу белка коллагена, входящего в состав тканей суставов, стенок кровеносных сосудов, обеспечивает нормальный гематологический и иммунологический  статус организма и его устойчивость к инфекциям и стрессу, усиливает активность фагоцитов—клеток крови, уничтожающих возбудителей болезней.

Основной, самый известный источник витамина «С» (аскорбиновой кислоты) - это, конечно же, цитрусовые. А также этим  витамином богаты:  плоды шиповника, зеленые овощи, смородина, помидоры, зелёный лук, зелень петрушки, красный болгарский перец, сосновые иглы.

Количество аскорбиновой кислоты в пищевых продуктах представлено в таблице №1.

Таблица №1

Содержания витамина «С»  в некоторых пищевых продуктах.

Так как  наш организм не вырабатывает витамин «С» и не накапливает его, поэтому очень важно включить в ежедневный рацион как можно больше продуктов, содержащих витамин «С». Необходимый  ежедневный прием в дозе 50 -  100 мг. Действие витамина сохраняется на 8-14 часов после попадания его в организм.  По истечении этого времени его полезные свойства ослабевают.

Суточная потребность человека в витамине «С» зависит от ряда причин: - возраста, пола, выполняемой работы, климатических условий, вредных привычек;

- болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям, таким, как сигаретный дым (одна выкуренная сигарета разрушает 25 мг С), увеличивают потребность в витамине «С»;

- в условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине «С»  повышается на 30-50 %;

- молодой организм лучше усваивает витамин «С», чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине «С» несколько повышается. Рекомендуемая доза аскорбиновой кислоты (витамин С) представлена в таблице №.2.

Таблица №2

Рекомендуемая суточная потребность в витамине «С» (мг).

Действие аскорбиновой кислоты (витамин C)  как антиоксиданта

Общеизвестно, что витамин «C» (аскорбиновая кислота) - один из основных элементов нашей антиоксидантной системы.

 Антиоксиданты помогают организму справиться с нестабильными химическими веществами - свободными радикалам, которые способствуют развитию разных патологических состояний, например, рака, сердечных заболеваний, артрита и т.п. Свободные радикалы представляют огромную опасность для клетки из-за своей высокой химической активности. Почему же их назвали именно свободными? Дело в том, что эти соединения (свободные радикалы) имеют не спаренные электроны, т.е., они неполноценны по своей структуре, поэтому для того, чтобы восполниться, они забирают эти самые недостающие электроны практически у любой молекулы. Все это приводит к нарушению жизнедеятельности клетки. Витамин «C» (аскорбиновая кислота) умеет делать свободные радикалы безвредными.

        Более того, антиоксиданты помогают предотвратить превращение нитратов, содержащихся в продуктах питания, в канцерогенные вещества. Также он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов.

Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие.

Также, наряду с витамином E (токоферолом) и витамином A (каротином), витамин C (аскорбиновая кислота) обеспечивает защиту глаз: снижает внутриглазное давление, уменьшая риск развития катаракты.

Витамин «С» является фактором защиты организма от последствий стресса, увеличивает устойчивость к инфекциям, уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов.

Экспериментальное исследование содержания витамина «С» в соках промышленного производства методом йодометрии.

Для определения содержания аскорбиновой кислоты в некоторых продуктах был использован количественный анализ методом йодометрии, описанный О.Ольгиным в книге «Опыты без взрывов».

Йодометрия - метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакциях, связанных с окислением восстановителей свободным йодом I2.

Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом происходит по уравнению:

С6Н8О6 + I2 = С6Н606 + 2 НI.

В качестве рабочего раствора используется титрованный раствор йода, который готовится из 5% аптечной йодной настойки. Окончание реакции фиксируется по изменению окраски раствора крахмала на синюю.

Для анализа  взят сок яблоко торговых марок: «Добрый», «Сады Придонья», «Фруктовый сад», «Мой», «Красная цена» и сок апельсин торговых марок: «Фруктовый сад», «Добрый», «Апельсин».

При анализе фруктовых соков удобно разбавить йод в 40 раз, при этом получается 0,125% раствор, 1мл которого соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты.

Но прежде чем приступить к анализу, потренируемся на чистой аскорбиновой кислоте.

Взять 0,5 г аптечной аскорбиновой кислоты (без глюкозы), растворить ее в 500 мл воды и отобрать 25 мл раствора. В этом количестве раствора аскорбиновой кислоты будет в 2 раза меньше, чем в таблетке. Добавить еще 2-3 мл раствора крахмала. Теперь осторожно, по каплям, прибавлять из аптечной пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое (удобнее делать это в конической колбе), внимательно считать капли и следить за цветом раствора. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что операция титрование - закончена.

С помощью пипетки посчитали, сколько капель содержится в одном мл (в 1 мл содержится 28 капель йода), зная объем одной капли, можно точно определить объем раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой  кислоты

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 17капель раствора йода.

Х=0,61 мл.

Таким образом, на окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,61 мл. раствора йода.

Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты.

1 мл 5% раствора йода  содержит 35 мг аскорбиновой кислоты;

0,61 мл 5% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х=21,35 мг

Таким образом, содержание аскорбиновой кислоты в растворе  - 21,35 мг, а в исходной таблетке – в 20 раз больше, т.е. 427 мг (погрешность составляет около 14%)

Определение витамина «С» в  яблочном соке торговой марки «Добрый».

Отмеряем 20 мл сока и разбавляем его водой до объема 100  мл; добавляем 1 мл  крахмального клейстера; добавляем по каплям 0,125% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 87 капель раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 3,11 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

3,11 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х = 2,72 мг

Итак, в 100  мл яблочного сока торговой марки «Добрый» аскорбиновой кислоты  13,59 мг.

Определение витамина «С» в  яблочном соке торговой марки

«Сады Придонья».

Отмеряем 20 мл сока и разбавляем его водой до объема 100  мл; добавляем 1 мл  крахмального клейстера; добавляем по каплям 0,125% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 127 капель раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 4,54 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

4,54 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х = 3,97 мг

Итак, в 100  мл яблочного сока торговой марки «Сады Придонья» аскорбиновой кислоты  19,84 мг.

Определение витамина «С» в  яблочном соке торговой марки «Фруктовый сад».

Отмеряем 20 мл сока и разбавляем его водой до объема 100  мл; добавляем 1 мл  крахмального клейстера; добавляем по каплям 0,125% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 56 капель раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 2 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

2 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х = 1,75 мг

Итак, в 100  мл яблочного сока торговой марки «Добрый» аскорбиновой кислоты  8,75 мг.

Определение витамина «С» в  яблочном соке торговой марки «Мой»

Отмеряем 20 мл сока и разбавляем его водой до объема 100  мл; добавляем 1 мл  крахмального клейстера; добавляем по каплям 0,125% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 60 капель раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 2,14 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

2,14 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х = 1,88 мг

Итак, в 100  мл яблочного сока торговой марки «Добрый» аскорбиновой кислоты  9,38 мг.

Определение витамина «С» в  яблочном соке торговой марки

«Красная цена».

Отмеряем 20 мл сока и разбавляем его водой до объема 100  мл; добавляем 1 мл  крахмального клейстера; добавляем по каплям 0,125% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 15 капель раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,54 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

0,54 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х = 0,47 мг

Итак, в 100  мл яблочного сока торговой марки «Красная цена» аскорбиновой кислоты  2,34 мг.

 Определение витамина «С» в апельсиновом соке «Фруктовый сад» 

Отмеряем 10 мл нектара, разбавляем его водой до объема 100 мл и определяем содержание в нем аскорбиновой кислоты методом йодометрии.

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит– 240 капли раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 8,57 мл  йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

8,57 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х = 7,5 мг

В 100  мл нектара «Фруктовый сад» 37,5 мг аскорбиновой кислоты.

Определение витамина «С» в апельсиновом соке «Добрый».

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 196 капли раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 7 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

7 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х  = 6,13 мг

В 100  мл апельсинового сока «Добрый» 30,63 мг аскорбиновой кислоты.

Определение витамина «С» в апельсиновом соке «Апельсин».

1 мл раствора йода  содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода  содержит 80 капли раствора йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 2,86 мл йода.

1 мл 0,125% раствора йода  содержит 0,875 мг аскорбиновой кислоты;

2,86 мл 0,125% раствора йода  содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х  = 2,5 мг

В 100  мл апельсинового сока «Апельсин» 12,5 мг аскорбиновой кислоты.

Результаты количественного анализа представлены в таблице 3 и на рис 1.

                                                                                                                  Таблица 3.

Содержание витамина «С» в исследуемых соках

Рис 1. Содержание витамина «С» в исследуемых продуктах.

Заключение

Существует множество витаминов, но один из самых главных витаминов в нашем организме – витамин «С» или аскорбиновая кислота. Считается, что именно этот витамин – злейший враг всех болезней. Данный витамин участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма человека, помогает предотвратить образование тромбов и гематом, способствует заживлению старых язв, ран, снижению сахара в крови при  сахарном диабете, улучшает усвоение кальция.

При недостатке витамина «С» нарушается обмен в соединительной ткани, повышается проницаемость капилляров, что в свою очередь, может быть причиной кровоизлияний и цинги.

Так как организм человека не вырабатывает витамин «С» и не накапливает его, так что нам всем необходимо получать его вместе с пищей по 50-100 мг в сутки.

Подводя итоги исследовательской работы, можно сделать вывод: исследуемые соки промышленного производства содержат аскорбиновую кислоту, наибольшее количество отмечается в яблочном соке торговой марки «Сады Придонья», а наименьшее в яблочном соке торговой марки «Красная цена». Сок, который находится на прилавках наших магазинов может содержать искусственную аскорбиновую кислоту и поэтому я для себя сделала вывод, что лучше всего пить свежевыжатые соки и употреблять в пищу продукты богатые  витамином «С».

Количественное содержание аскорбиновой кислоты может зависеть от  следующих факторов:

- способ и длительность хранения;

- температурный режим обработки фруктов и овощей;

- степень зрелости ягод и фруктов;

- своевременный сбор урожая (поздний сбор ягод приводит к получению    менее ценной продукции);

Важно знать, что даже при правильном хранении количество витамина «С» в овощах и фруктах уменьшается с течением времени.

Следовательно, чтобы в организм поступало достаточное количество  витамина «С» нужно питаться разнообразно, есть свежие овощи и фрукты, замороженные ягоды, а при необходимости по рекомендации врача принимать витаминные добавки.

На основе полученных данных показаны следующие рекомендации по рациону питания и сохранению витамина «С» в продуктах питания:

1. Лучше всего употреблять в пищу свежие овощи и фрукты. Но в зимнее время приходится в основном питаться их заготовками,   поэтому важно уметь правильно приготовить, чтобы они не теряли витаминную ценность.
2. В зимнее время вместо воды и покупных соков использовать настой шиповника, морс их замороженных ягод или свежевыжатый сок.
3. К чаю лучше всего употреблять замороженную смородину, облепиху, или малину.
4. Как можно больше употреблять в пищу цитрусовых.

Литература

1. Гинзбург О.Ф.  Лабораторные работы по органической химии [Текст] /О.Ф Гинзбург. –  М.: Высшая школа, 1970.  – 245 с.
2. Леенсон И.А. Занимательная химия[Текст] / И.А.  Леенсон. – М.: Росмэн, 2000.104 с.
3. Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии [Текст] : методическое пособие / Е.В Тяглова. – М.: Глобус, 2007. 213 с.
4. Ольгин, О. Опыты без взрывов [Электронный ресурс] / О. Ольгин. – Litrus.net.
5. Патридж Д., ДевисОстин Дж. Витамин С. Химия и биохимия [Текст] /:   Патридж Д., ДевисОстин Дж..  – М., 1999.
6. Романовский, В.Е., Синькова, Е.А., Витамины и витаминотерапия.Серия 'Медицина для вас' [Текст] /  В.Е Романовский., Е.А., Синькова. - Ростов н/д: 'Феникс', 2000, 320 с.
7. Эммануэль Н.М. Химия и пища. [Текст] / Н.М Эммануэль. – М.: Знание, 1986. 176 с.
8. www.natur-produkt.ru
9. http://biochemistry.terra-medica.ru/lekcii-po-biohimii/16-vitaminy.html
10. http://medicina.dobro-est.com/vitamin-c-askorbinovaya-kislota-opisanie-istochniki-i-funktsii-vitamina-c.html