научно - практическая работа по теме Определение содержания витамина С в соках и фруктах
проект по химии (8 класс)

Министерство образования и науки  Республики Бурятия
Управление  образования АМО «Заиграевский  район»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Горхонская средняя общеобразовательная школа №73»

Научно- исследовательская работа

по теме: Определение содержания витамина С в соках и фруктах

                                                                                      Выполнила: Осколкова Арина  

                                                                                                 ученица 8 класса
                                                                                                Руководитель:Лоскутникова Наталья  

                                                                                                 Александровна

                                                                                                 учитель  биологии и химии

                                                                                          МБОУ «Горхонская СОШ № 73»

2019 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, когда ритм нашей жизни высокий, экология неблагоприятная, а питание многих людей не полноценное, наше здоровье стоит под угрозой. На здоровье человека влияет много неблагоприятных факторов и поэтому так важно иметь полноценный рацион питания. Одним из компонентов рациона являются витамины. Особо высока потребность организма человека в витамине С (аскорбиновая кислота), так как он участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма. 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.

Актуальность. Благодаря витаминам человек укрепляет иммунитет, сохраняет здоровье. При заболеваниях врачи советуют употреблять витамины для скорейшего выздоровления. Существует много разных витаминов полезных для человека, но всем известно, что витамин С нужно употреблять в пищу постоянно. Он содержится в различных овощах, фруктах, зелени, в соках и (если верить рекламе) то даже и в газированной воде.

Цель работы: определить содержание витамина С в некоторых соках и фруктах.

Объект исследования: продукты (фрукты, соки).

Предмет исследования: витамин С.

Гипотеза: во фруктах содержится большее количество витамина С, чем в соках, изготовленных из этих фруктов промышленным способом.

Задачи:

1. Изучить историю открытия витаминов, их классификацию
2. Раскрыть физиологическую роль витамина С, изучив литературу
3. Выявить источники содержания витамина С и суточную потребность в витамине
4. Провести анкетирование учащихся о том, как часто они употребляют продукты питания, содержащие витамин С.
5. Методом йодометрии выяснить, в каких именно фруктах содержится наибольшее количество витамина С и, сравнив содержание витамина С в готовых и свежеприготовленных соках, рекомендовать их для употребления.

Методы исследования:

• анкетирование;
• наблюдение;
• йодометрия.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ВИТАМИНОВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

 В конце прошлого века молодой врач Н.И. Лунин  защитил диссертацию «О значении неорганических солей для питания животных». В ней Николай Иванович Лунин писал: «Невозможно обеспечить жизнь животных белками, жирами, сахаром, солями и водой…». Учёный сделал вывод о том, что пища должна содержать, кроме указанных ингредиентов, также и другие незаменимые для организма вещества.

Этому выводу предшествовала большая исследовательская работа. Н.И. Лунин разделил подопытных мышей на две группы. Первых он кормил основными компонентами молока – белками, жирами, углеводами, а вторых – натуральным молоком. Через 2-3 недели все животные из первой группы погибли, а вторая группа продолжала здравствовать, как ни в чём не бывало… Лунин заключил, что в пище, в частности в молоке, в небольшом количестве содержатся какие-то неизвестные, необходимые для жизнедеятельности организма вещества. Установлено это было в 1880 году.

В 1911 году польский химик Казимир Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее параличи голубей, питавшихся только полированным рисом. Химический анализ этого вещества показал, что в его состав входит азот. Открытое вещество Функ назвал витамином («вита» - жизнь, «амин» - содержащий азот). Правда, потом оказалось, что не все витамины содержат азот, но старое название этих веществ осталось. К. Функ наряду с Н.И. Луниным является одним из основоположников науки о витаминах [8, C. 312].

Витамины – это органические вещества, каждое из которых и все они в комплексе необходимы для нормального развития и функционирования нашего организма, своевременного обновления всех органов и тканей, эффективного обмена веществ.

На сегодняшний день открыто более 30 витаминов, которые обозначаются специальными названиями или буквами латинского алфавита – А, В, С, D, Е и т.д. Для удобства изучения их классифицируют по физическим свойствам:            

а) витамины, растворимые в жирах,

б) витамины, растворимые в воде.

ГЛАВА 2. 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 коллагена (фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани животных и обеспечивающий ее прочность)  и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окислении 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.

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.  

Таким образом, витамин С стимулирует жизненные силы организма, регулирует окислительно-восстановительные процессы, оказывает влияние на белковый, углеводный и холестериновый обмен, нормализует проницаемость стенок капилляров, свёртываемость крови, улучшает восстановление костной ткани, повышает сопротивляемость к инфекциям, простуде, обладает ярко-выраженными антиоксидантными свойствами, играет важную роль в поддержании нормального функционирования сердечно-сосудистой системы, печени. благоприятно действует на функции центральной нервной системы, деятельность желез внутренней секреции, процессы кроветворения [6, C. 571].

ГЛАВА 3. 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 картофеле, капусте, а также в женском молоке часть витамина С находится в связанной форме, которая не выявляется обычными методами определения [5, C. 37]. (Приложение 1 «Таблица 1»)

Таким образом, мы выяснили, что самыми богатыми по содержанию витамина С являются из фруктов – апельсины, земляника садовая, смородина черная, шиповник; из овощей – перец, капуста цветная. 

ГЛАВА 4. 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. (Приложение 2 Таблица 2)

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА С В СОКАХ И ФРУКТАХ

1. Анализ результатов анкетирования

С целью изучения частоты употребления продуктов питания, содержащих витамин С, мы составили анкету (приложение 3) и провели опрос, в котором приняли участие 76 человек (учащиеся 5-11 класс).

При ответе на первый вопрос - Часто ли вы употребляете в пищу цитрусовые (лимон, апельсин, мандарин, грейпфрут)? «Да» ответили- 48%, «Нет» - ответили 52%

На вопрос, как часто Вы болеете острыми респираторными заболеваниями (простужаетесь)?

редко ответили - 24%,  часто- 76%.

На третий вопрос- какие фрукты Вы предпочитаете больше всего? 44%-ответили, что предпочитают апельсин, 49%- яблоки, 7 % - другие фрукты (бананы, сливы, груши)

На четвертый вопрос - какие соки Вы предпочитаете больше всего? 67% - ответили яблочный, 29%- ответили апельсиновый, 4%- ответили другие соки (виноградный, томатный, мультифруктовый, вишневый) (Приложение 4)

2. Определение содержания витамина С во фруктах

Цель опытов № 1 – 3: определить содержание витамина С во фруктах.

Оборудование: пипетка, химические стаканы, мерный цилиндр, ступа, пестик.

Реактивы: йод, крахмальный клейстер, вода, 1%-ный раствор соляной кислоты.

Объекты исследования: апельсин, яблоко, смородина черная (взяли для сравнения, т. к. содержит большое количество витамина С).

Методика проведения опытов:

Опыты № 1 – 2.

Отмеряли 10 мл отжатого сока смородины черной или апельсина, разбавляли водой до объема 100 мл, добавляли 1 мл крахмального клейстера, далее добавляли по каплям 5%-ный раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 сек.

Опыт № 3.

Для определения содержания витамина С в яблоке анализ проводили в кислой среде, чтобы не произошло окисления аскорбиновой кислоты на воздухе под действием фермента аскорбиноксидазы, содержащегося в яблоках. Тонким ножом из нержавеющей стали вырезали ломтик от кожуры до сердцевины, который помещали в фарфоровую ступу с разбавленной кислотой и тщательно растирали пестиком. Далее со свежевыжатым соком проделывали такую же процедуру как в предыдущих опытах.

Расчеты:

Для проведения расчетов сначала узнали сколько йодной настойки мы израсходовали. С этой целью при помощи пипетки посчитали, сколько капель йода содержится в 1 мл. Получили, что в 1 мл настойки содержится 28 капель йода. Зная объем одной капли, можно довольно точно определить объем раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты.

Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты [2].

Содержание витамина С в соке черной смородины:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 57 капель

Х=1*57:28= 2 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

2 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=2*35:1= 70 мг (аскорбиновой кислоты) – смородина черная

Содержание витамина С в соке апельсина:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 30 капель

Х=1*30:28= 1,1 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

1,1 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=1,1*35:1= 38,5 мг (аскорбиновой кислоты) – апельсин

Содержание витамина С в соке яблока:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 8 капель

Х=1*8:28= 0,3 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

0,3 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=0,3*35:1= 10,5 мг (аскорбиновой кислоты) – яблоко

Вывод:

Наиболее богатым по содержанию витамина С из исследуемых фруктов является смородина черная (70 мг), далее апельсин (38,5 мг) и яблоко (10,5 мг) (приложение 5).

3. Определение содержания витамина С в соках промышленного производства

Цель опытов № 1-2: определить содержание витамина С в апельсиновом соке.

Оборудование: пипетка, химические стаканы, мерный цилиндр.

Реактивы: йод, крахмальный клейстер, вода.

Объекты исследования: апельсиновый сок «Мой» (приложение 5).

Методика проведения опытов:

Опыты № 1 -2

Отмеряли 10 мл апельсинового сока или нектара, разбавляли водой до объема 100 мл, добавляли 1 мл крахмального клейстера, далее добавляли по каплям 5%-ный раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 сек. (приложение 4).

Расчеты:

Содержание витамина С в апельсиновом соке «Мой»:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 16 капель

Х=1*16:28= 0,6 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

0,6 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=0,6*35:1= 21 мг (аскорбиновой кислоты) – апельсиновый сок «Мой»

Содержание витамина С в апельсиновом соке «Фруктовый сад»:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 3 капли

Х=1*3:28= 0,1 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

0,1 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=0,1*35:1= 3,5 мг (аскорбиновой кислоты) – апельсиновый сок «Фруктовый сад»

Вывод:

Наиболее богатым по содержанию витамина С из исследуемых апельсиновых соков является апельсиновый сок «Мой» (21 мг), «Фруктовый сад» (3,5 мг) (приложение 5).

Цель опытов № 2: определить содержание витамина С в яблочном соке.

Оборудование: пипетка, химические стаканы, мерный цилиндр.

Реактивы: йод, крахмальный клейстер, вода.

Объекты исследования: яблочный сок («Мой», «Фруктовый сад») (приложение 5).

Методика проведения опытов:

Опыты № 2.

Отмеряли 10 мл яблочного сока, разбавляли водой до объема 100 мл, добавляли 1 мл крахмального клейстера, далее добавляли по каплям 5%-ный раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 сек.

Расчеты:

Содержание витамина С в яблочном соке «Красавчик»:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 4 капли

Х=1*4:28= 0,14 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

0,14 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=0,14*35:1= 4,9 мг (аскорбиновой кислоты) – яблочный сок «Мой»

Содержание витамина С в яблочном соке «Мой», «Добрый», «Фруктовый остров»:

1 мл раствора йода – 28 капель

Х мл раствора йода – 3 капли

Х=1*3:28= 0,1 мл йода (потребовалось на окисление аскорбиновой кислоты)

1 мл 5%-ного йода – 35 мг аскорбиновой кислоты

0,1 мл 5%-ного йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х=0,1*35:1= 3,5 мг (аскорбиновой кислоты) – яблочный сок  «Фруктовый сад»

Вывод:

Наиболее богатым по содержанию витамина С из исследуемых яблочных соков является «Мой» (4,9 мг),  «Фруктовый сад» (3,5 мг) (приложение 4).

Таким образом, на основании полученных данных исследования можно сделать вывод, что наиболее богаты витамином С свежие фрукты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гипотеза о том, что во фруктах содержится большее количество витамина С, чем в соках, изготовленных из этих фруктов промышленным способом, подтвердилась.

Но по разным причинам (материальным, сезонным) мы не всегда можем употреблять в пищу круглый год свежие фрукты и овощи. В этом случае можно заменить данные продукты соками и нектарами.

В виду того, что черная смородина наиболее богатая витамином С, доступна населению, необходимо употреблять ее в свежем виде, в соках, в морсах, в компотах.

Положительным моментом в проведенном анкетировании стало то, что опрошенные довольно часто употребляют продукты, содержащие витамин С, соответственно редко болеют острыми респираторными заболеваниями, что особенно важно на данный момент в период эпидемии ОРЗ и ОРВИ.

Используя данные исследования, мы провели беседу среди учащихся 8 – 11 классов, планируем выступить с данным сообщением на родительском собрании.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воскресенский П.И. Справочник  по химии. – М., Просвещение, – 1964.
2. Никитин В.А, Соколов С.Е. Справочник по химии. – Москва, – 2003.
3. Лекарственные препараты в России. Справочник. – М., Медицина, - 2000.
4. Научно- методический журнал «Химия в школе» 2007, 2008.
5. Тутельян В.А. Витамины: 99 вопросов и ответов. – М., - 2000.
6. Химическая энциклопедия: В 5 т. – М., - 1988.
7. Химия: Школьная энциклопедия/ Под ред. Ю.А. Золотова. – М., - 2003.
8. Энциклопедия для детей. Я познаю мир. Химия. – М., - 2004.

Приложение1

Таблица 1

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

Приложение 2

Таблица 2

Рекомендуемая суточная потребность в витамине С

Приложение 3

АНКЕТА «Употребление витамина С»

1. Вы часто употребляете в пищу цитрусовые (лимон, апельсин, мандарин, грейпфрут)?

А). да;                       Б). нет.

2. Как часто Вы болеете острыми респираторными заболеваниями (простужаетесь)?

А). редко;                 Б). часто

3. Какие фрукты Вы предпочитаете больше всего?
4. Какие соки Вы предпочитаете больше всего?