Воронежская область
Верхнемамонский муниципальный район
МОУ «Ольховатская СОШ»

Измерение содержания витамина С в овощах и фруктах.

Исследовательская работа по химии.

Выполнила: ученица 11 класса Стукалова Т. В.

Руководитель: Широбокова О. С.

С. Ольховатка

2010 год.

Содержание:

1. Введение………………………………………………………………………...........................3
2. История открытия витамина С ………………………………………………..…………....…4
3. Для чего нужен витамин С…………………………………………………..…………….…….…5
4. Физиологическая роль витамина С...........................................................7 
5. Свойства витамина С............................................................9
6. Биохимические свойства витамина С……………………………......10
7. Источники содержания витамина С……………………………….........11
8. Суточная потребность в витамине С………………………………...….13
9. Влияние витамина С на организм человека…………..……….14
10. Методика определения содержания витамина С……………….………….…17
11. Заключение………………………………………………………………………………………...20  
12. Приложение1…………………………………………………………………………………..….21
13. Литература…………………………………………………………………………………..………22        

Введение.

Быть здоровым и активным актуально всегда. И в этом нам помогает витамин С (аскорбиновая кислота) - сильный антиоксидант, необходимый для проявления максимальной активности многих ферментов. Организм человека не может запасать этот витамин впрок, поэтому мы постоянно должны получать его с пищей. При дефиците витамина С повышается риск развития простудных заболеваний, увеличивается уровень холестерина в крови, развивается кровоточивость десен, себорея, повышенная утомляемость, раздражительность, сонливость и др.

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

Целью своей работы я ставлю: измерить содержание витамина  С в овощах и фруктах.

Задачи:

1. Изучить историю открытия витамина С;
2. Выяснить для чего нужен витамин С ;
3. Выявить физиологическую роль витамина С;
4. Раскрыть свойства витамина С;
5. Раскрыть биохимические свойства витамина С;
6. Выяснить источники витамина С;
7. Выяснить влияние витамина С на организм человека;
8. Определить методику содержания витамина С;
9. Кулинарная обработка продуктов, содержащих витамин С.

История открытия витамина С.

Проблемой влияния витамина С на здоровье человека еще в 60-х годах XX века занимался   выдающийся  американский биохимик, дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг. Заинтересовался Полинг этой проблемой в 1966 году. Выступая в Нью-Йорке на вручении ему медали имени Карла Нойберга, присужденной за работы, объединяющие биологическую и медицинскую науки, Полинг заметил, что хотел бы прожить еще 20 лет, чтобы стать свидетелем великих научных открытий. Через несколько дней он получил письмо от биохимика Ирвина Стоуна, который утверждал, что можно прожить еще 50 лет, увеличив потребление витамина С. Стоун отмечал, что высокие дозы витамина С помогут предотвратить вирусные болезни, рак, болезни сердца. Но как много витамина С должны потреблять люди? Сам Стоун принимал ежедневно 3 г этого витамина. Просмотрев необходимую литературу и убедившись, что большие дозы витамина. С, по-видимому, не представляют заметной угрозы для здоровья, Полинг решил попробовать принимать его сам. Он и его жена начали ежедневно принимать по 5 г аскорбиновой кислоты. Результат был поразительным. Они оба обнаружили, что у них прибавилось сил, улучшилось самочувствие и, что было удивительнее всего, у Полинга прекратились постоянно мучившие его простуды.

Даже на девятом десятке лет Полинг продолжал много путешествовать, часто выступал с лекциями и регулярно печатал статьи по широкому кругу вопросов. Он не переставал получать награды, почетные ученые степени и пропагандировать витамин С.

Для чего нужен витамин С.

Витамин С получил название антицинготного фактора, предохраняющего от развития цинги - болезни, которая в средние века носила характер эпидемий. Причину болезни долго не удавалось распознать. Только в 1907 - 1912 гг. были получены неоспоримые экспериментальные доказательства прямой зависимости между развитием цинги и недостаточностью в пище витамина С

Витамин С представляет собой комплекс родственных веществ, предотвращающих цингу. Он принимает участие во многих видах окислительно-восстановительных реакций в организме. Важнейшими представителями этого комплекса являются L-аскорбиновая кислота и ее окисленная форма - дегидроаскорбиновая кислота. Основное свойство указанных соединений - антиоксидантное и антирадикальное, которое обусловливает торможение процессов перекисного окисления липидов, белков и др. компонентов клетки и их защиту от повреждения. С этим связан мембраностабилизирующий эффект витамина С и его иммуномодулирующее действие. Витамин С способен накапливаться в лейкоцитах, повышая их фагоцитарную активность. Именно поэтому витамин С проявляет противомикробное и даже противовирусное воздействие на организм.

Витамин С стимулирует адаптивные реакции организма и обладает антистрессовым действием. Он необходим для созревания коллагена, формирования коллагеновых волокон сосудов, кожи, хрусталика глаза, костной ткани и зубов. В этом проявляется кипилляроукрепляющий эффект витамина С и его стабилизирующее влияние на соединительную ткань стенок сосудов и других структур организма. Нормализуя проницаемость стенок сосудов, витамин С проявляет противовоспалительное и антигемморагическое действие.

Аскорбиновая кислота повышает сопротивляемость организма к различным инфекциям, укрепляет иммунную систему, регулирует углеводный обмен, свертываемость крови, регенерацию тканей. Витамин С позволяет предотвратить образование свободных радикалов, снижает риск образования опухолей, способствует повышению жизненного тонуса и укреплению защитных сил организма, участвует в метаболизме фолиевой кислоты и железа, играет важную роль в синтезе стероидных гормонов и катехоламинов; устраняет ломкость сосудов.

Будучи высокоэффективным антиокислителем, аскорбиновая кислота увеличивает срок хранения продуктов в несколько раз, замедляет ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. Она также предохраняет фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения при замораживании, консервировании и расфасовке, сохраняет находящиеся там витамины. Добавление аскорбиновой кислоты в мясные продукты (Е300) позволяет на треть снизить количество закладываемых нитратов, обеспечивает устойчивый и равномерный посол, ускоряет процесс консервирования, замедляет образование на поверхности мяса метмиоглобина.

Человек, в отличие от подавляющего большинства животных, не способен синтезировать витамин С, и все необходимое количество его получаете пищей, главным образом с овощами, фруктами и ягодами. В организме витамин не накапливается. Оптимальная потребность в витамине С для взрослого человека 55-108 мг, для детей – 30-40 мг.

Витамин С из естественных источников действует много эффективней, чем синтетический.

Физиологическая роль витамина С.

 Физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте (заболевание, обусловленное недостатком в организме человека витаминов С и Р, то же что и цинга), заключающемся в постепенном исчезновении гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче. Большое значение имеет витамин С для образования коллаген (фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани животных и обеспечивающий ее прочность)  и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах.

 Недостаточное поступление витамина С с пищей проявляется в форме авитаминоза (цинги). Основные симптомы С-витаминной недостаточности в порядке их развития следующие: снижение мочевой экскреции аскорбиновой кислоты, уменьшение концентрации аскорбиновой кислоты в плазме крови и лейкоцитах, повышенная ломкость кровеносных капилляров, общая слабость, апатия, повышенная утомляемость, снижение аппетита, задержка роста, повышенная восприимчивость к инфекциям, болезненность дёсен, их отечность, разрыхленность, кровоточивость при чистке зубов.

Наиболее часто встречаются С-гиповитаминозные состояния. При этом часто имеются лишь субъективные признаки, которые выражаются в понижении общего тонуса организма. Люди с гиповитаминозом С более подвержены заболеваниям, причем эти заболевания протекают, как правило,  длительно и тяжело.

Особенно часто С-гиповитаминозные состояния возникают в период повышенной потребности организма в витамине С при беременности, кормлении, усиленной физической и умственной работе, при инфекционных заболеваниях. Чаще гиповитаминоз можно наблюдать в весенние месяцы, когда, с одной стороны, уменьшается употребление овощей, а с другой – содержание в них витаминов вследствие длительного хранения.  

Свойства витамина С.

По химической структуре аскорбиновая кислота представляет собой вещество, способное окисляться в дегидроаскорбиновую кислоту, которая не оказывает на организм такого же действия как витамин С. Витамин С очень нестойкий. Он разлагается при высокой температуре, при соприкосновении с металлами быстро окисляется. При долгом вымачивании овощей переходит в воду.

При храпении овощей, фруктов и ягод содержание витамина С быстро уменьшается. Уже через 2-3 месяца хранения в большинстве растительных продуктов витамин. С наполовину разрушается. В свежей и квашеной капусте в зимний период сохраняется больше витамина С, чем в других овощах и фруктах (до 35 %). Еще больше витамин С содержащийся в продуктах, разрушается при их кулинарной обработке, особенно при жарении и варке (до90%). Например, при варке очищенного картофеля, погруженного в холодную воду, теряется 30-50% витамина, погруженного в горячую воду от 25 до 30%, при варке в супе-50%. Для большого сохранения витамина овощи при варке следует погружать, в кипящую воду. Витамин С легко переходит в воду, поэтому варка картофеля в кожуре сокращает потери витамина С вдвое по сравнению с варкой очищенного картофеля.

Биохимические свойства витамина С.

Поскольку цепи питания существуют не одну сотню лет, некоторые биологически активные вещества не вырабатываются в организме, а берутся из пищи в готовом виде. К ним относится и витамин С.

Аскорбиновая  кислота - это белый кристаллический порошок кислого вкуса. Легко растворим в воде (1:3,5), с образованием кислых растворов, растворим в спирте. Растворы для инъекций готовят с добавлением натрия гидрокарбоната и стабилизаторов.

                Аскорбиновая кислота, особенно ее дегидроформа, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в дикетоулоновую кислоту, не обладающую витаминной активностью, является необратимым процессом, который заканчивается обычно окислительным распадом. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании.

        Организм человека не способен сам синтезировать витамин С, и в нем нет сколько-нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое ежедневное поступление этого витамина с пищей. Недостаток или отсутствие его приводят к развитию гипо- или авитаминоза (цинги).

Источники содержания витамина С.

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов. Она синтезируется растениями и подавляющим большинством животных. Животные продукты в общем более бедны витамином С, хотя отдельные органы содержат относительно высокие концентрации. С другой стороны, семена и зерна высших растений лишены витамина С. Однако с первых дней прорастания в них появляется аскорбиновая кислота. Богаты витамином С листья, плоды, несколько беднее корнеплоды. По богатству витамином С выделяются плоды шиповника, дающие экстракты хорошего вкуса. Синтез и накапливание аскорбиновой кислоты в одном и том же виде растений варьируют в зависимости от многих условий: почвы, агротехники, удобрений, освещенности, водного режима, температуры и др. Растения изменяются в онтогенезе. Для некоторых культур сортовые колебания очень велики. Так концентрация аскорбиновой кислоты в разных сортах черной смородины колеблется от 69 до 250 мг, а в яблоках – от 1 до 30мг (в Алтайском крае). В картофеле, капусте, а также в женском молоке часть витамина С находится в связанной форме, которая не выявляется обычными методами определения.

Содержание витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г) 

Таким образом, мы выяснили, что самые богатые витамином С являются фрукты: апельсины, смородина черная, шиповник и овощи: перец, капуста.

Суточная потребность в витамине С.

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин:

• возраста, пола, выполняемой работы, состояния беременности или кормления грудью, климатических условий, вредных привычек.

• Болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям (таким, как сигаретный дым) увеличивают потребность в витамине С.
• В условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 процентов. Молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается.

Средневзвешенная норма физиологических потребностей составляет 60-100 мг в день. Обычная терапевтическая доза составляет 500-1500 мг ежедневно.

Рекомендуемая суточная потребность в витамине С

Так как организм человека не способен самостоятельно вырабатывать витамин С самостоятельно, мы должны поставлять витамины в организм при помощи употребляемых нами продуктов.

Влияние витамина С на организм человека.

Чем более подвижно живое существо, тем больше у него потребность в витамине С. Этот витамин вдохнул в нас движение. Перед витамином С в организме стоят две главные задачи: обеспечение иммунной защиты и стабилизация психики - без него невозможно проявление восторга. В иммунной системе витамин С является злейшим врагом всех возбудителей болезней, вирусов, микробов; свободных радикалов, которые боятся этого витамина, как черт ладана. Против молекулы витамина С свободные радикалы бессильны. Поскольку они несут человеку старость и, в конечном итоге, смерть, Витамин С представляет собой лучшее средство для сохранения жизненной силы. В нашей психической сфере витамин С стимулирует выработку гормонов, нейропептидов и, прежде всего нейротрансмиттеров (передатчиков нервных импульсов), с помощью которых передаются все наши ощущения. Подобно тому, как здоровые клетки тела всегда молоды, ощущения при здоровой гормональной структуре практически всегда положительны. Считается нормой, что, просыпаясь утром, человек обязан встречать новый день с радостью. В этом случае гормоны и нейротрансмиттеры функционируют нормально. Если же человек по утрам встает с постели недовольный, подавленный, полный мрачных мыслей, то не в порядке биохимия в его нервной системе. Этого не должно быть.

У витамина С, есть еще одна важная вспомогательная задача он укрепляет соединительные ткани, разглаживает стенки сосудов, начиная от толстых вен и заканчивая микроскопическими капиллярами. Витамин С применяют при таких заболеваниях как варикозное расширение вен, геморрой, он: устраняет складки и морщины, рассасывает рубцы, устраняет кровоточивость десен.

Цинк и витамин С - тайные конкуренты зубных врачей или точнее они сами являются природными зубными врачами. Ученые доказали, что витамин С уменьшает воспаление и кровоточивость дёсен.

Витамин С, принимает участие в синтезе карнитина и имеет большое значение для всех тучных людей, он заботится о стройности нашей фигуры. Атомарный состав витамина С всегда одинаков, но его молекула имеет в каждом конкретном случае разное пространственное построение. Витамин С мгновенно попадает в кровь, в клетки тела, а также в межклеточное пространство. Своей наивысшей концентраций он достигает в центральной нервной системе и в коре надпочечников. Этот витамин преобразует аминокислоты в так называемые биогенные амины, т.е. биологически активные формы белка. Высоко содержание витамина С и в лейкоцитах, белых кровяных тельцах, играющих важную роль в иммунной системе, именно витамин С борется против возбудителей болезней.

По данным новейших исследований витамин С располагает собственным транспортным протеином для проникновения в клетки.

Большое количество свободных радикалов образуется и при усиленных занятиях спортом. Поэтому у тех, кто занимается спортом частые инфекции верхних дыхательных путей. Витамин С повышает концентрацию интерферона в крови.

Слезная жидкость содержит в 50 раз больше витамина С, чем кровь. Хрусталик, в котором образовалась катаракта, беден витамином С. Витамин С значительно облегчает состояние больного при внутриглазном давлении. Внутриглазное давление от 17 до 50 мм ртутного столба является признаком болезни. Причина подобного улучшения - улучшение кровотока, уменьшение производства слезной жидкости и ее лучшее выделение.

Витамин С требуется для обеспечения функций нервного раздражителя серотонина, он разлагает аминокислоту триптофан, из которой образуется это вещество, обеспечивающее нам внутреннее расслабление и сон. В последнее время ученые доказали, что и четвертый из нервных раздражителей - ацетилхолин. который улучшает память и концентрацию внимания тоже находится в зависимости от витамина С. 

Методика определения содержания витамина С.

Целью нашей экспериментальной работы являлось:

Исследование содержания витамина С в болгарском перце,  апельсине, мандарине, лимоне, яблоке, в натуральных соках «Фруктовый сад» и «Славный».

Проведение исследования по определению содержания витамина  в различных овощах и фруктах основывалось на характерной особенности аскорбиновой кислоты ее способности легко окисляться даже кислородом воздуха.

Эксперимент проводился методом титрования. В качестве окислителя мы использовали йод - аптечную йодную настойку с массовой долей йода 5%. Это соответствует концентрации йода примерно 0.2 моль/л. Однако аскорбиновой кислоты в соке может оказаться так мало, что на тетрирование определенного объема сока уйдет всего 1-2 капли йодной настойки. При этом ошибка анализа будет очень большой.

Чтобы результат оказался точнее, мы разбавили йодную настойку в 40 раз. Для этого к 1 мл 5%-ной йодной настойки добавляли дистиллированную воду до общего объема 40 мл. Концентрация йода в таком растворе составляет 0,005 моль/л.

Для окисления 1 моль аскорбиновой кислоты (М = 176 г/моль) требуется 1 моль йода (М = 254 г/моль). Следовательно, 1 мл полученного нами йодного раствора реагирует с 0,88 мг аскорбиновой кислоты.

Для определения того момента, когда весь витамин С, содержащийся в пробе, прореагирует с йодом, мы использовали крахмальный клейстер. Как только вся аскорбиновая кислота полностью израсходуется, первая капля йодного раствора окрасит крахмал в синий цвет.

Перед началом определения содержания витамина С в пробах мы провели тренировочное титрование раствора, в котором содержание аскорбиновой кислоты уже известно. Такой раствор мы готовили из порошка аскорбиновой кислоты, купленной в аптеке. Расчеты показали, что погрешность измерения составляет приблизительно 14%.

Для проведения исследований мы брали по 20 мл свежевыжатого сока фруктов и натуральных соков и разбавляли его до 100 мл дистиллированной водой, а также 5 мл свежеприготовленного охлажденного крахмального клейстера. Титрование производили йодной настойкой до появления устойчивой синей окраски крахмала. 

Содержание витамина С определяли по формуле:

M (витамина С) = 0,88 *V(йодного раствора). В результате выполненных исследований мы пришли к следующим выводам, которые представлены в диаграмме.

Таким образом, среди проанализированных нами соков наибольшее количество витамина С содержится в соке лимона 13,35мл.

Заключение:

На основании полученных данных исследования, можно сделать вывод, что наиболее богатые витамином С являются свежие фрукты и овощи (лимоны, апельсины, болгарский перец, мандарины). Но по разным причинам (материальным, сезонным, объективным) мы не всегда можем употреблять в пищу круглый год свежие фрукты и овощи, в этом случае можно заменить данные продукты соками и нектарами. Проводя эксперименты, доказывая наличие витамина С в продуктах, я подтвердила выдвинутую мною гипотезу и могу порекомендовать:

употреблять апельсины, яблоки и мандарины  и соки, в основе которых содержатся эти фрукты. В вашем рационе всегда должны присутствовать сладкий красный перец и цветная капуста.

Приложение 1

Источники содержания витамина С.

Литература:

1. Справочник Видаль: Лекарственные препараты в России: Справочник.- М.: АстраФармСервис.- 2001.- 1536 с.
2. Руководство по лечебному питанию детей/Под ред. Ладодо К. - М: Медицина, 2000.- 384 с.
3. Строганова Л.А., Александрова Н.И. Хронические расстройства питания у детей раннего возраста.- Санкт-Петербург: СПМАПО, 1996.- 62 с.
4. Тутельян В.А. Витамины: 99 вопросов и ответов.- М.- 2000.- 47 с.
5. Циркин С.Ю. (ред.). Справочник по психологии и психиатрии детского и подросткового возраста.- СПб.: "Питер".- 1999.
6. Энциклопедия для детей том 17, Химия, -М. Аванта+, 200.-640с.
7. Общая химия. 20-е издание, испр. Л.,»Химия», 1978. 720 с.
8. Регистр лекарственных средств России "Энциклопедия лекарств"- 9-й в.- ООО М; 2001.-77с.