ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИТАМИНА «С» ВО ФРУКТАХ И СОКАХ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

                                                      МОУ СОШ № 2  СПИРОВО

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ НА ТЕМУ:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИТАМИНА «С»

ВО ФРУКТАХ И СОКАХ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

                                                                                                             Автор Лауп Виолетта

                                                                                          ученица   9  «А»   МОУ СОШ №2

                                                                                                            Руководитель: учитель химии

                                                                                                               Денисова Н.В

                                               2012-2013 УЧЕБНЫЙ ГОД

СОДЕРЖАНИЕ

 І.   Вступление

               1.Паспорт проекта

               2.Календарны план

               3.Введение.  

П.  Теоретическая часть                                                                      

                 1. Описание

                 2.История открытия витаминов.

               3. Источники содержания витамина С.

               4. Классификация витаминов.    

               5. Суточная потребность

               6. Применение витамина  С.

               7. Новейшие данные

ІІІ. Практическая часть.

      1.Определение содержания витамина «С» во фруктах

             Опыт №1 определение витамина С в свежевыжатом соке лимона

             Опыт №2 Определение витамина С в свежевыжатом соке апельсина.       

               Опыт №3 Определение витамина  С  в свежевыжатом соке яблока.  

      2.Определение содержания витамина «С»   в соках промышленного производства

                  Опыт №1Определение витамина С в соке «Сочная долина»

             Опыт №2 Определение витамина С в соке  «Любимый»

             Опыт №3 Определение витамина С в соке   «GOLD»

     3.Результаты анализов.                                                                                            

       ІV. Заключение

              1. Вывод.                                                                                                          

              2. Литература.                                                                                                  

                                                     ПАСПОРТ  ПРОЕКТА

   КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

Введение

Актуальность проблемы
Мы живем в северном крае. Иммунная система защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "линия обороны" против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т.д. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций. Иммунная система защищает организм от его собственных клеток, у которых нарушена организация и которые утратили свои нормальные характеристики и функции. Она находит и уничтожает такие клетки, являющиеся потенциальными источниками рака. Давно известно, что витамины необходимы для образования иммунных клеток, антител и сигнальных веществ, участвующих в иммунном ответе. Суточная потребность в витаминах может быть небольшой, но именно от обеспеченности витаминами зависит нормальная работа иммунной системы и энергетический обмен.
Результаты популяционных исследований, проведенных Институтом питания РАМН, свидетельствуют о весьма тревожной ситуации, сложившейся в последние годы в России. Отмечаются крайне недостаточное потребление и все более нарастающий дефицит витаминов.
                     Так, дефицит витамина С выявился у 70-90% обследуемых. При этом витаминный дефицит носит сочетательный характер и обнаруживается не только зимой и весной, но и в летне-осенний период. Общую ситуацию можно рассматривать как массовый круглогодичный гиповитаминоз С. Именно поэтому моя цель определить наличие витамина С в отдельных продуктах питания и наиболее богатые рекомендовать для регулярного употребления.

Цель:
определить в условиях школьной лаборатории наличие витамина С в отдельных продуктах питания.
  Задачи

1. Выяснить значение витамина С в образовании ферментов, веществ антиоксидантов, уничтожающих перекисные соединения в организме, повышающие иммунитет.
2. Рассмотреть экологическое значение витамина С.
3. Ознакомиться с биохимическими свойствами витамина С.
4. Методом йодометрии, выяснить в каких именно овощах и фруктах содержится наибольшее количество витамина С и, сравнив содержание витамина С в готовых и свежеприготовленных соках, рекомендовать их для употребления.
5. Провести опрос-анкету учащихся, как часто они употребляют продукты питания, содержащие витамин С.

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

Поставленные цель и задачи, выдвинутая гипотеза определили: 

Предмет исследования: витамин С.

Объект исследования : продукты (фрукты, соки).

Были использованы методы исследования:

метод эксперимента – йодометрия;

              Данная работа носит как теоретический, так и прикладной характер, так как изучались научные данные о свойствах и физиологическом воздействии витамина С на организм человека;  экспериментальным путём доказано наличие витамина С в отдельных продуктах, даны рекомендации при выборе продуктов.

В процессе работы была использована литература:
В книге «Опыты без взрывов» О.Ольгина я познакомилась с методом определения витамина С йодометрия, по которой провела эксперименты по определению содержания витамина С в продуктах.
Книга «Физиология человека» С.И. Гальперина помогла узнать основные симптомамы дефицита витамина С.
Справочники и учебники по химии рассказали о классификации витаминов по растворимости в  воде и жире.

Описание

Витамин С является водорастворимым витамином. Впервые выделен в 1923-1927 гг. Зильва (S.S. Zilva) из лимонного сока.

Витамин С - мощный антиоксидант. 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 потивоаллергическое действие.

      Витамин С является фактором защиты организма oт последствий стресса. Усиливает репаративные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям. Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина С с целью профилактики раковых заболеваний. Известно, что у онкологических больных из-за истощения его запасов в тканях нередко развиваются симптомы витаминной недостаточности, что требует дополнительного их введения.

       Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.

              Важно, что в присутствии адекватного количества витамина С значительно увеличивается устойчивость витаминов В1, В2, A, E, пантотеновой и фолиевой кислот. Витамин С предохраняет холестерин липопротеидов низкой плотности от окисления и, соответственно, стенки сосудов от отложения окисленных форм холестерина.

      Способность успешно справляться с эмоциональным и физическим бременем стресса в большей степени зависит от витамина С, чем от какого-либо другого витамина. Надпочечники, которые выделяют гормоны, необходимые, чтобы действовать в стрессовых ситуациях, содержат больше аскорбата, чем любая другая часть тела. Витамин С помогает выработке этих стрессовых гормонов и защищает организм от токсинов, образующихся в процессе их метаболизма.

      Наш организм не может запасать витамин С, поэтому необходимо постоянно получать его дополнительно. Поскольку он водорастворим и подвержен действию температуры, приготовление пищи с термической обработкой его разрушает.

История открытия витамина С 

       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.

        Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания  определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

   Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.

      Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

          Русский ученый Н.И. Лунин в 1880 году опубликовал данные опытов на мышах. Если белых мышей вскармливать цельным молоком, то они развиваются и растут нормально. Но если мышей кормить пищей, состоящей из основных частей молока: казеина, молочного жира, сахарозы и дистиллированной воды, то они быстро гибнут. Из этого Лунин сделал вывод, что в молоке, помимо казеина,  жира, молочного сахара и солей, содержатся ещё и другие вещества, незаменимые для питания.
Позже накопилось много данных о связи некоторых болезней с недостатком в пище каких-то специфических веществ. В 1912 году польский учёный К. Функ назвал существующие в продуктах питания жизненно важные вещества витаминами (от лат. vita – «жизнь»).     

     Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании. Результаты работ Н.И.Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что искусственно приготовленная пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной.

    В 1890 г. К.А.Сосин повторил опыты Н.И.Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н.И.Лунина. Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.

      Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И.Лунина установлением причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося главным образом полированным рисом.

Источники содержания витамина С

        Значительное количество аскорбиновой кислоты содержится в продуктах растительного происхождения (цитрусовые, овощи листовые зеленые,  дыня, брокколи, брюссельская капуста, цветная и кочанная капуста, черная смородина, болгарский перец, земляника, помидоры, яблоки, абрикосы, персики, хурма, облепиха, шиповник, рябина, печеный картофель в  мундире ). В продуктах животного происхождения - представлена незначительно (печень, надпочечники, почки).

     Травы, богатые витамином С: люцерна, коровяк, корень лопуха, песчанка, очанка, семя фенхеля, пажитник сенной, хмель, хвощ, ламинария, мята перечная, крапива, овес, кайенский перец, красный перец, петрушка, сосновые иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, плоды шиповника, шлемник, листья фиалки, щавель

Содержание витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г) (подробно в приложении 1)

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

Классификация витаминов.

Действие витаминов было установлено до выяснения их строения и послужило основой при их классификации. Первоначально была введена буквенная классификация и, несмотря на то что она не отражает ни биологической, ни физической сущности витаминов, ею широко пользуются. В настоящее время открыто несколько десятков витаминов. Для удобства изучения их классифицируют по физическим свойствам:            а) витамины, растворимые в жирах, б) витамины, растворимые в воде.

     Так же как вода и минеральные соли, витамины являются источниками энергии, их значение для организма чрезвычайно велико. Большинство людей испытывает дефицит в витамине С.

Суточная потребность

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин: возраста, пола, выполняемой работы, состояния беременности или кормления грудью, климатических условий, вредных привычек.

1. Болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям (таким, как сигаретный дым) увеличивают потребность в витамине С.
2. 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.
3. Доказано, что противозачаточные средства (оральные контрацептивы) понижают уровень витамина С в крови и повышают суточную потребность в нем.

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

       Делите суточную дозу витамина С на несколько частей. Организм быстро расходует витамин С, как только его получит. Намного полезнее поддерживать постоянно высокую концентрацию витамина, чего легко достичь, поделив суммарную дневную дозу на несколько меньших доз, принимаемых в течение дня.

     Повышайте и снижайте дозу постепенно. Не шокируйте свой организм внезапным введением большого количества витамина С.

Применение витамина С

        Л. Поллинг высказывает мнение, что большинство простудных заболеваний может быть предотвращено или ослаблено диетой с использованием аскорбиновой кислоты. Он убежден, что за одно-два десятилетия с помощью аскорбиновой кислоты можно в большей части мира ликвидировать простудные заболевания. Для этого Поллинг рекомендует ежедневный прием аскорбиновой кислоты от 0,25 до 10 г, считая оптимальной дозой по 0,25 г 4 раза в сутки во время еды. При контакте с больными, утомлении или переохлаждении дозу рекомендуется увеличить. При начале простудного заболевания он рекомендует в первые 4 дня по 4 г аскорбиновой кислоты, следующие 3-4 дня по 3 г, а затем в течение 6-8 дней доза снижается до 2 и 1 г.

    По расчетам Л. Поллинга каждый человек должен потреблять в год 0,5 кг аскорбиновой кислоты (около 1,5 г в сутки).

    Однако, учитывая возможные передозировки аскорбиновой кислоты, гипотеза               Л. Поллинга в настоящее время требует серьезного и длительного изучения.

        Комитет экспертов ВОЗ ввел понятие о безусловно допустимой суточной дозе витамина С, которая не превышает 2,5 мг/кг веса тела, и условно допустимой суточной дозе витамина С, которая составляет 7,5 мг/кг (Шилов П.И., Яковлев Т.Н., 1974).

Новейшие данные

      При исследовании влияния витамина С на пассивных курильщиков было выявлено, что люди, пребывающие в прокуренных помещениях, испытывают оксидативный стресс, что ускоряет прогрессирование атеросклероза.

Вывод: пассивные курильщики нуждаются в дотации витамина С.

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

                     Практическая часть

      Эксперимент І. «Определение содержания витамина С во фруктах».

Цель: определить содержание витамина  С  во фруктах.
Оборудование: пипетка, химические стаканы, мерный цилиндр, ступа, пестик.
Реактивы: йод, крахмальный клейстер, вода, 1-% раствор соляной кислоты.
Объекты исследования:  апельсин, яблоко, лимон.

Методы исследования: ЙОДОМЕТРИЯ, титриметрический метод анализа, основанный на окислении исследуемого вещества иодом.

Опыт №1 Определение витамина С в лимоне      
Определим наличие витамина С в лимоне  методом йодометрии.

Расчёты

1 мл раствора иода – 28 капель иода. Х мл раствора иода- 70 капель раствора иода, отсюда следует, что на окисление  аскорбиновой кислоты потребовалось  2.5 мл иода.

 1 мл 5 % растворара иода - 35 мг аскорбиновой  кислоты    2.5 мл 5 % раствора иода – Х мг аскорбиновой кислоты=>  Х =2,5?35?1 = 87,5 мг             

Опыт №2 Определение витамина С в свежевыжатом соке апельсина.       

Расчёты: .     1 мл раствора иода – 28 капель. Х мл р-ра иода- 32 капли раствора иода, отсюда следует, что на окисление  аскорбиновой кислоты потребовалось  1.32 мл иода.
1 мл 5 %  раствора иода - 35 мг аскорбиновой кислоты                                                                    
1.14 мл  5 % раствора иода – Х мг аскорбиновой кислоты =>  Х = 1,14?35 =  40мг                                                                                                   

Опыт №3 Определение витамина  С  в свежевыжатом соке яблока.  
Здесь мы встречаемся с таким затруднением: в яблоках содержится фермент
аскорбиноксидаза, в присутствии которого  аскорбиновая кислота быстро окисляется
на воздухе.  Чтобы этого не произошло, анализ нужно проводить в кислой среде.
1) Взвешиваем яблоко. 260 г (до эксперимента)
2) Тонким ножом из нержавеющей стали вырезаем из предварительно взвешенного
яблока пробу (30г) в виде ломтика, от кожуры до сердцевины с семечками
3) Ломтик переносим в фарфоровую ступку с разбавленной соляной кислотой и
тщательно растираем  пестиком.

1.Определяем наличие витамина С в свежевыжатом соке яблока методом йодометрии.

Расчёты:.
1 мл 5 %раствора иода - 35 мг аскорбиновой кислоты     0,14 мл 5 % раствора иода –

Х мг аскорбиновой кислоты=>  Х = 0,14?35 =  4,9мг                                                                                                    
4,9 мг аскорбиновой кислот-    30 г яблока
Х мг аскорбиновой кислоты – 100г. яблока, тогда в 100 г яблока содержится 17 мг
аскорбиновой кислоты, а в целом яблоке массой 260 г – 42 мг.

Вывод:   Наиболее богатыми витамином С являются фрукты: лимон (87,5 мг), далее апельсин(40 мг) и яблоки(17 мг).      

2.Определение содержания витамина «С» в  сокахпромышленного производства

Эксперимент 2. «Определение витамина С в соках  промышленного производства».

1. I.Определение витамина С в соках  разных производителей.
   Цель: Доказать действительно ли содержание витамина С соответствует рекламным данным на упаковке с соком.
   Оборудование: пипетка, химические стаканы, химические плоскодонные колбы, мерный
   цилиндр.
   Реактивы: иод, крахмал, вода.
   Объекты исследования: Яблочный сок «Сочная долина» (ООО «Интерагросистема»), Яблочный  сокр «Любимый» ( «ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН»), Яблочный сок «GOLD» («ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН»).

Методы исследования: ЙОДОМЕТРИЯ.

1. Яблочный сок  «Сочная долина» (ООО «Интерагросистема»)
1) Отмеряем 10 мл сока, разбавляем его водой до объёма 100 мл.

1. Определяем содержание витамина С в соке методом йодометрии.

Расчёты: 1 мл 5 %р-ра иода - 35 мг аскорбиновой кислоты                                                                                                         
0,29 мл 5 % р-ра? иода – Х мг аскорбиновой кислоты =>  Х = 0,29?35 =  10 мг                                                                                                                 

Яблочный  сок «Любимый» ( «ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН»).

1) Отмеряем 10 мл сока, разбавляем его водой до объёма 100 мл.

1. Определяем содержание витамина С в соке методом йодометрии.

Расчёты: 1 мл 5 %р-ра иода - 35 мг аскорбиновой кислоты                                                                                                         
0,14 мл 5 % р-ра иода – Х мг аскорбиновой кислоты =>  Х = 0,14?35 =  4.9мг

2. Яблочный сок «GOLD» («ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН»).

   1) Отмеряем 10 мл сока, разбавляем его водой до объёма 100 мл.

1. Определяем содержание витамина С в соке методом йодометрии.

Расчёты: 1 мл 5 %р-ра иода - 35 мг аскорбиновой  кислоты                                                                                                        
0,07 мл 5 % р-ра иода – Х мг аскорбиновой кислоты =>  Х = 0,07?35 =  2.45 мг

Вывод по эксперименту Исследуя содержание витамина С в нектарах мы выяснили, что больше всего витамина С содержится в Яблочныйсок  «Сочная долина» (10 мг), Яблочный  сок «Любимый» (4,9 мг), как и в Яблочный сок «GOLD» занимает третью позицию (2,45 мг).

                                РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ :

Результаты Определение содержания витамина «С» во фруктах

Вывод:   Наиболее богатыми витамином С являются фрукты: лимон (87,5 мг), далее апельсин(40 мг) и яблоки(17 мг).      

Результаты Определение содержания витамина «С»  в сокахпромышленного производства

Вывод: Исследуя содержание витамина С в сокахмы выяснили, что больше всего витамина С содержится в Яблочный сок  «Сочная долина» (10 мг), Яблочный  сок «Любимый» (4,9 мг), как и в Яблочный сок«GOLD» занимает третью позицию (2,45 мг).

После проделанной исследовательской работы меня заинтересовал вопрос: «Чему отдают свое предпочтение учащиеся 9 класса: свежим фруктам или сокам промышленного производства»?

                                         Заключение  

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

1.История витамина  «С»   очень интересна и занимательна.  Биологическое действие витамина  «С» на организм многогранно. Наиболее значимыми для здоровья человека компонентами пищевых продуктов являются Витамин С

 2.72% учащихся МОУ СОШ №2  9 «А» класса предпочитая соки.

3.Экспериментально в обычной школьной лаборатории можно выделить витамин   «С» и провести с ними занимательные опыты.

4.Исследуемые фрукты по уменьшению содержания аскорбиновой кислоты распределяются в следующем порядке: лимон, апельсин, яблоко.

5.Исследуемые соки  по уменьшению содержания аскорбиновой кислоты распределяются в следующем порядке: Яблочный сок  «Сочная долина», Яблочный  сок «Любимый», Яблочный сок «GOLD

4. . Курение вредно, так как никотин разрушает витамин  «С» Курильщики нуждаются в дотации витамина С.

Рекомендации

На основании полученных данных исследования, можно сделать вывод, что наиболее богатые витамином С являются свежие фрукты (лимон 250мг,апельсин - 50мг, яблоко - 20мг). 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. Проводя эксперименты, доказывая наличие витамина С в продуктах, я подтвердила выдвинутую мною гипотезу и могу порекомендовать:

Ввиду того, что лимон наиболее богата витамином С, предлагаем вам употреблять её в свежем виде. Также употреблять апельсины, яблоки и соки, в основе которых содержатся эти фрукты. В вашем рационе должны присутствовать лимон.

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

Литература

1. Гинзбург О. Ф. Лабораторные работы по органической химии. М.: «Высшая школа», 1970, с. 45 - 51.
2. Грандберг И. И. Органическая химия. М.: «Высшая школа», 1974.
3. Некрасов Б. Н. Курс общей химии. М.: государственное научно – техническое издательство химической литературы, 1948, с. 793.
4. Нифантьев Э. Е., Верзилина М. К., Котлярова О. С. Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии. М., 1983, с. 11 - 29.
5. Шульпин Г. Б. Химия для всех // Основные понятия и простейшие опыты. М.: «Знание», 1987, с. 125.
6. Эмануэль Н. М., Заикова Г. Е. Химия и пища. М.: «Знание», 1986.
7. Крицман В. А. Книга для чтения по неорганической химии. Ч. II, М.,1984.
8. Третьякова Ю. Д. Химия. Справочные материалы. М., 1984.
9. Жиряков В. Г. Органическая химия. М.: «Химия», 1974.