VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Красные, желтые или зеленые – какие яблоки полезней?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Яблоко наряду с виноградом, бананом, манго и апельсином входит в пятерку самых популярных и распространенных фруктов в мире. Для наших широт яблоко – фрукт номер один. С их вкусом мы знакомимся еще в раннем детстве и знаем, что польза от яблок огромна. Человек культивирует яблоню на протяжении нескольких тысяч лет. Вместе с тем такой знакомый нам фрукт продолжает оставаться незнакомцем, а вместо пользы может нанести и вред.
Оздоравливающие и омолаживающие свойства яблок давно известны человеку. Еще древние кельты считали, что яблоко приносит бессмертие, а славяне верили в «молодильные яблоки».
Среди всех известных человеку фруктов, одним из самых любимых и распространённых является именно яблоко. Какое же яблочко съесть: красное, желтое или зелёное? Какое яблоко полезнее? В каком содержится больше витаминов и других полезных веществ? На цвет яблок влияет наличие в кожуре пигментов, хлорофилла, антоцианов и др. Красные, желтые и зеленые яблоки различаются и по вкусу. Учитывая народную мудрость «На вкус и цвет – товарища нет», каждый выбирает то, что ему нравится. Вместе с тем в одной ситуации большую пользу принесут зеленые яблоки, в другой – красные или желтые, поэтому будет полезным узнать свойства «разноцветных» яблок.
Целью моей работы является исследование химического состава яблок.
Задачи:
1. Изучить литературу.
2. Провести опрос учащихся школы с целью выявления, какие по цветовой гамме яблоки они употребляют чаще и знают ли, что входит в состав яблок.
3. Определить химический состав яблок (желтого, красного, зеленого).
4. Выяснить влияние разных по окраске и по сорту яблок на организм человека.
Гипотеза: предположим, что цвет яблок не влияет на содержания в них питательных веществ, необходимых нашему организму.
Объект исследование: зеленые, красные, желтые яблоки.
Предмет исследования: химический состав яблок.
Методы исследования: анкетирование, эксперимент, наблюдение, анализ.
Практическая значимость нашей работы в том, что основные положения исследовательской работы можно использовать на уроках химии, биологии, на элективном курсе «Химия пищевых продуктов», на классных часах, на занятиях кружка, на родительских собраниях.
Глава 1. Теоретическая часть
1.1. Немного истории
О месте происхождения яблони ученые продолжают спорить и сегодня. Скорее всего, ее родина находится в Средней Азии. В эпоху бронзы яблони попадают на территорию Ирана, в Малую Азию, в Египет. Распространению яблок способствовали завоевательные походы греков и римлян. В Америку яблони попадают с первыми европейскими переселенцами, которые захватили с собой саженцы.
На Руси первые сведения о выращивании культурных сортов яблони относятся ко времени правления князя Ярослава Мудрого. В 1051 году на территории Киево-Печерской лавры был заложен первый яблоневый сад. В XII столетии яблоневые плантации появились на территории нынешнего Подмосковья.
До Петра I большая часть яблок была привозной. Постепенно, благодаря стараниям самого Петра, импорт яблок уменьшился, так как отличные плоды начали давать отечественные сорта.
На нашей планете яблоневые сады покрывают около 5 миллионов гектаров. Яблоня возделывается практически во всех странах земного шара, а по площади посадок и сбору плодов занимает среди фруктовых растений почетное первое место.
1.2. Яблоки и здоровье
Нам всем хорошо известно, что яблоки полезны для нашего здоровья. Одно яблоко среднего размера с кожурой содержит 3,5 г волокон, т. е. более 10 % суточной нормы волокон, необходимых организму каждого человека. Нерастворимые молекулы волокон прикрепляются к холестерину и способствуют выводу его из организма, тем самым уменьшая риск закупорки сосудов, возникновения сердечных приступов.
С железом в яблоках благотворно сочетаются аскорбиновая и фолиевая кислоты. Если яблоко на разрезе быстро темнеет и терпкое на вкус, то оно полезно людям, страдающим повышенной ломкостью кровеносных сосудов.
Химический состав яблок весьма разнообразен и богат. В 100 г яблок содержится 11 % углеводов, 0,4 % белков, до 86 % воды, 0,6 % клетчатки и 0,7 % органических кислот, среди которых яблочная и лимонная.
К числу содержащихся в яблоках биологически активных веществ относятся, кроме аскорбиновой кислоты, тиамин, рибофлавин, пиридоксин, никотиновая кислота. Из микроэлементов яблоки богаты калием, кальцием, фосфором, натрием, молибденом, цинком, барием.
Также яблоко способствует нормализации пищеварения. Традиционно яблоки считаются хорошим естественным средством против расстройства желудка. На это есть свои причины: не забывайте, в яблоке содержатся яблочная и винная кислоты, способствующие пищеварению. В яблоках содержится огромное количество калия – минерала, который помогает регулировать уровень жидкости в организме. Достаточный прием калия может помочь снизить давление крови у людей с гипертонией. Кроме того, в яблоках содержится бор – минерал, который помогает избежать остеопороза.
Российский биофизик Института биохимической физики РАН Валерий Мамаев убежден, что жители России могут увеличить продолжительность своей жизни, не делая ничего особенного, а только... регулярно употреблять яблоки. По мнению специалиста, яблоки способны продлить жизнь человека на 20—30 лет.
Американские исследователи обнаружили в яблоках вещества, которые защищают клетки головного мозга от разрушения. А ученые из Финляндии выяснили, что у людей, употребляющих всего одно небольшое яблоко, наименьший риск развития инсульта. По мнению исследователей, профилактическое действие яблок может быть связано с фенольными кислотами.
Доказано также, что яблоки снижают уровень вредного холестерина в крови. Как показывают исследования, у женщин, регулярно включающих в свой рацион яблоки, на 20 процентов сокращается риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Но имейте в виду: яблоки не лечат ту или иную болезнь, они улучшают жизнедеятельность всего организма. В основном полезные вещества находятся в кожуре плодов и непосредственно под ней — здесь содержится не только много витаминов, но и десять химических соединений, обладающих свойством подавлять и уничтожать раковые клетки. Поэтому чистить яблоки перед употреблением не стоит. Благодаря активным веществам, содержащимся в яблочной кожуре, укрепляется иммунитет и увеличивается продолжительность жизни человека.
Обнаруженное в яблоках вещество кверцетин препятствует развитию болезни Альцгеймера, защищая клетки мозга от разрушительного влияния свободных радикалов.
Несмотря на очевидную «яблочную пользу», у этого фрукта существуют также некоторые противопоказания к употреблению. При язве желудка и гастрите с повышенной кислотностью не рекомендуется употреблять кислые сорта яблок, их лучше заменить более сладкими, при гастрите с пониженной кислотностью лучше употреблять более сладкие сорта яблок. А вот сладкие яблоки нежелательны при сердечно-сосудистых заболеваниях. Стоит отметить также, что грубая клетчатка при поедании яблок в больших количествах может привести к коликам, метеоризму и вздутию живота.
С осторожностью следует относиться к попаданию в организм яблочных косточек. В малых количествах они считаются полезными, поскольку содержат йод, но в них есть синильная кислота – сильнейший яд. Больше пяти проглоченных косточек уже представляют опасность для здоровья.
Старайтесь избегать магазинных яблок, отполированных до зеркального блеска, - для лучшего хранения их обильно обрабатывают химикатами, а для придания товарного вида покрывают небезопасными препаратами на основе воска, которые способствуют развитию гастрита. Избавиться от защитной пленки на фруктах можно с помощью горячей воды, мыла и соды, но лучше выбирать яблоки, которые выглядят не такими идеальными и имеют червоточинки – свидетельство естественности плодов.
Не вызывают аллергии только сорта яблок с зеленой окраской, а в красных яблоках содержится бета-каротин (пигментное вещество), от которого могут возникнуть аллергические реакции.
В остальном же яблоки невероятно полезны, только не забывайте после каждого их употребления полоскать рот водой, так как содержащиеся в плодах фруктовые кислоты и сахара вызывают разрушение зубной эмали.
1.3. Состав яблок
В зависимости от сорта яблока, колеблется и состав его полезных ингредиентов. Однако, практически в каждом яблоке содержатся: вода, белки, жиры, углеводы (в том числе и моно и дисахариды), пищевые волокна и клетчатка, пектины, разнообразные органические кислоты и зола. Благодаря содержанию в яблоках пектинов и волокон, этот фрукт помогает снижать уровень холестерина в нашем с вами организме.
В яблоке содержатся следующие витамины: витамин А, В1, В2, ниацин, фолиевая кислота, витамин С. Богаты яблоки и на содержание макро и микро-элементов: калий, кальций, магний, фосфор, натрий, йод, железо, марганец, кобальт, медь, цинк, фтор. Ну, а если рассматривать этот фрукт со стороны калорийности, то в ста граммах яблок в среднем содержится до сорока пяти калорий.
Как видим, содержание полезных составляющих компонентов этого фрукта действительно впечатляет.
В яблоках содержит пользу абсолютно всё – и яблочные косточки, и яблочная кожура и мякоть. Так, к примеру, яблочные зёрнышки богаты содержанием йода, и если в день съедать несколько таких яблочных семечек, то суточная потребность йода вашим организмом будет восполнена в полной мере. Кожура яблок тоже богата витаминами, в ней содержится антиоксидант кверцетин, который помогает выводить их нашего организма тяжёлые металлы, и защищает от онкологических заболеваний. Яблоки укрепляют наш иммунитет, обогащают наш организм витаминами и полезными веществами, способствуют нормальной работе внутренних органов и поддерживают постоянный уровень сахара в крови.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Анкетирование
Нами было проведено анкетирование учащихся школы. В анкетировании приняло участие 50 человек, анкетирование показало:
43 человека (86 %) любят яблоки, из них любят, 5 человек (10%) не любят яблоки, 2 человека (4%) затруднились ответить.
Диаграмма 1. Любите ли Вы яблоки?
Диаграмма 2. Какого цвета яблоки чаще покупаете?
желтые яблоки - 6 человек (14%)
красные яблоки - 20 человек (47%)
зелёные яблоки -17 человек (39%)
Для проведения исследования были взяты яблоки трех сортов:
№1 зеленое-«Гренисмит» (Республика Молдова)
№2 красное -«Джоноголд» (Краснодарский край)
№3 желтое-«Голден» (Краснодарский край)
Обозначим их под номерами 1- зелёное, 2 – красное, 3- жёлтое.
2.2. Химические свойства яблок
Опыт 1. Определение кислотности в исследуемых образцах
Как известно яблочная кислота содержится в недозрелых яблоках. Мы решили, выяснить содержится ли яблочная кислота в наших исследуемых образцах. Для этого мы приложили индикаторную бумагу к разрезу всех образцов.
Вывод: универсальная индикаторная бумажка окрасилась в розовый цвет во всех образцах яблок, что означает кислую среду. Для более точного определения среды мы обратились в лабораторию ООО Сибнииуглеобогащение, где на профессиональном модульном одноканальном pH-метре МЕТТЛЕР ТОЛЕДО определили точное значение кислотности рН среды всех образцов. Чтобы определить среду мы сначала получили сок из всех образцов яблок. Вот наши результаты:
№1 Гренисмит зеленое - 3,524 pH ,
№2 Джоноголд красное - 4,202 pH
№3 Голден желтое - 3,854 pH ,
Более кислую среду имеют зеленые яблоки сорта Гренисмит.
Яблочная кислота считается важным продуктом в промежуточном звене обмена веществ человека, способствует улучшению тонуса, помогает людям страдающим гипертонией, положительно оказывает действие: на усвояемость лекарственных препаратов, печень и почки, защищает эритроциты от воздействия некоторые лекарств, особенно - противораковых. Допустимое количество употребления в сутки - не установлено.
Опыт 2. Определение железа в исследуемых образцах.
Всем известно, что в яблоках содержится железо, мы решили выяснить, а содержится ли железо в наших исследуемых образцах?
Мы взяли исследуемые образцы яблок, разрезали. Через 4 часа наблюдали, что яблоки потемнели. Образец №3 Голден желтое потемнел больше всего, образец №1 Гренисмит зеленое потемнел меньше, а образец №2 Джоноголд красное практически не потемнел.
К соку исследуемых образцов добавили гидроксид натрия, наблюдали выпадения бурого осадка. Там, где был сок желтого яблока, мы наблюдали выпадение бурого осадка, в пробирке с соком красного и зеленого яблок мы наблюдали лишь помутнение.
Вывод: Мы доказали, что железо содержится во всех исследуемых образцах. Большее его количество оказалось в желтом яблоке, в красном меньше, а вот в зеленом еще меньше.
В яблоках содержится железо, а в соединениях железо бывает двухвалентным и трёхвалентным. Когда яблоко не повреждено, всё железо в нём двухвалентное, а его соединения имеют светло-зелёную окраску. Когда же ты яблоко надкусил, кислород из воздуха постепенно проникает в яблоко и окисляет железо. Оно становится трёхвалентным, а соединения трёхвалентного железа имеют коричнево-бурую окраску. Потемнение происходит из-за окисления железа, содержащегося в яблоке, кислородом воздуха.
Железо является незаменимым металлом, необходимым для жизнедеятельности организма. Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, а также различных ферментов; обратимо связывает кислород и участвует в ряде окислительно - восстановительных реакций; играет важнейшую роль в процессах кроветворения.
Опыт 3. Определение глюкозы
Многие фрукты и ягоды содержат глюкозу, вот и мы решили выяснить содержится ли в наших образцах глюкоза. Определить наличие глюкозы можно с помощью реактива гидроксида меди (II). Для этого мы взяли сок исследуемых образцов, добавили гидроксид натрия, а затем раствор сульфата меди (II). Раствор окрасился в синий цвет. Получившийся раствор нагрели на спиртовке. Постепенно раствор меняет окраску: синий – зеленый – желтый - красный. Быстрее изменил цвет образец №2 Джоноголд красное, образцы №1 Гренисмит зеленое и №3 Голден желтое тоже изменили цвет, но не так быстро.
Появление красной окраски свидетельствует о том, что в яблочном соке содержится глюкоза. Глюкоза — один из видов сахара. При кипячении раствора образуется желтый осадок CuOН, который постепенно превращается в красный осадок Cu2O.
Вывод: Глюкоза содержится во всех исследуемых образцах яблок. В красном яблоке её содержится больше всего.
Глюкоза - участник многих процессов обмена веществ в организме. Если принимать глюкозу, то организм может в полной мере восстанавливать свою работоспособность. Так же приём глюкозы помогает печени вырабатывать антитоксины. Глюкоза положительно действует на работу сердца.
4. Определение крахмала в яблоках
На кусочек яблока мы капнули одну каплю йода, синего окрашивания не произошло.
Вывод: Значит, в наших исследуемых образцах не содержится крахмал. Это значит, что все яблоки зрелые.
Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре. Крахмал превращается в глюкозу последовательно, через ряд промежуточных образований. По мере этих превращений повышается степень растворимости в воде.
5. Определение витамина С в яблоках
В пробирку с водой налили 2 мл яблочного сока, 10 мл дистиллированной воды и немного крахмального клейстера. Далее по каплям добавляли спиртовой раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 сек. Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля прореагирует с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет.
Вывод: Мы наблюдали синее окрашивание во всех исследуемых образцах. Значит витамин С присутствует во всех трех образцах.
Витамин С выполняет роль регулятора окислительно-восстановительных процессов и обмена веществ, повышает сопротивляемость организма к инфекциям и нормализует проницаемость сосудов, оказывает антитоксическое действие при отравлении многими ядами и бактерицидными токсинами, ускоряет заживление ран. По некоторым данным, витамин С обладает противоаллергическим действием, обладая антигистаминной активностью. Считается, что витамин С предупреждает развитие онкологических заболеваний. Употребление его в больших дозах препятствует превращению нитритов и нитратов пищи в нитрозамины – соединения, вызывающие рак желудка и кишечника.
6. Определение витамина Е
В сухую пробирку накапали 10 капель яблочного сока, прибавили 10 капель концентрированной азотной кислоты. Содержимое пробирки встряхнули. Образовавшаяся эмульсия постепенно расслаивается, верхний маслянистый слой приобретает красную окраску.
Вывод: Мы наблюдали во всех исследуемых образцах яблок расслаивание, и верхний слой приобрел красный цвет. В образце №2 Джоноголд красное наблюдалось более интенсивное окрашивание в красный цвет, в образце №3 Голден желтое наблюдалось менее интенсивное окрашивание, в образце №1 Гренисмит зеленое наблюдалось слабое окрашивание. Значит в наших исследуемых образцах яблок, содержится витамин Е.
Витамин Е участвует в синтезе гормонов, отвечающих за работу половых желез. Другая важная роль витамина Е – защита жиров от окисления. Его молекула перехватывает свободные радикалы и превращает их в безвредное вещество, которое может быть выведено с мочой. Для женщин важно свойство витамина Е сохранять молодость кожи. Он ускоряет обновление клеток и защищает от повреждения солнечными лучами, снимает воспаление и способствует заживлению ран. Поэтому токоферол входит в состав многих косметических средств для ухода за лицом и руками.
Заключение
Цель нашей работы выполнена. Мы провели опрос учащихся школы с целью выявления, какие по цветовой гамме яблоки они употребляют чаще, изучили химический состав зеленых, желтых, красных яблок. Составили буклет «Яблоки и их полезные свойства».
В нашей гипотезе мы предположили, что цвет яблок не влияет на содержание в них питательных веществ, необходимых нашему организму. Наша гипотеза подтвердилась, яблоки любого цвета не просто пищевой продукт, а кладезь витаминов и микроэлементов. Яблоки всех цветов содержат необходимые нашему организму полезные вещества. Яблоки должны присутствовать в нашем рационе круглый год.
Вот что получилось по результатам нашего исследования.
Таблица 1. Исследование химического состава яблок
|
Показатели |
Образец №1 Гренисмит зеленое |
Образец №2 Джоноголд красное |
Образец №3 Голден желтое |
|
Определение кислоты индикаторной бумагой |
Среда кислая |
Среда кислая |
Среда кислая |
|
Определение яблочной кислоты электронный иономером |
3,524 pH |
4,202 pH |
3,854 pH |
|
Определение железа |
Содержится в меньшем кол-ве |
Содержится в меньшем кол-ве |
Содержится в большем кол-ве |
|
Определение глюкозы |
Содержится в меньшем кол-ве |
Содержится в большем кол-ве |
Содержится в меньшем кол-ве |
|
Определение крахмала |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
|
Определение витамина С |
Присутствует |
Присутствует |
Присутствует |
|
Определение витамина Е |
Содержится в меньшем кол-ве |
Содержится в большем кол-ве |
Содержится в меньшем кол-ве |
На основании наших исследований можно сказать:
1. Тем, кто любит сладкие яблоки покупайте яблоки красного цвета. Красное яблоко слаще, чем желтое, а уж тем более слаще зеленого. Натуральная глюкоза, содержащаяся в яблоках, снимает усталость.
2. В желтом яблоке содержится больше железа, чем в красном и зеленом. Железо, содержащееся в яблоках, поднимает уровень гемоглобина в крови.
3. Во всех исследуемых образцах присутствуют витамины Е и С. Аскорбиновая кислота – это знаменитый витамин С, который повышает иммунитет человека.
4. Зеленые самые кислые. Зелёные яблоки не вызывают аллергию.
Яблоки зелёного цвета помогают желудку переваривать достаточно жирную пищу. Яблоки зелёного цвета полезно есть людям, у которых пониженная кислотность желудка. Кислота яблок зелёного цвета препятствует образованию кариеса.
5. Мы выяснили, что в наших яблоках нет крахмала, это значит все яблоки дозревшие.
Мы рекомендуем:
Во –первых, лучше покупать яблоки, выращенные в своей местности, они содержат больше витаминов, меньше консервантов и другой химии.
Во-вторых, необходимо оценить плотность плода и целостность кожуры (чтобы яблоко было твердым и упругим)
В-третьих, хорошие яблоки всегда имеют аромат.
В-четвертых, лучшими оказываются яблоки среднего размера.
Пожалуй, никакие другие фрукты не пользуются такой популярностью, как яблоки. Они весьма доступны, недороги и невероятно полезны. Просто каждому человеку надо знать, какие зеленые, красные или желтые яблоки ему больше подходят
Список использованной литературы
1. Габриелян О. С., Ватлина Л. П. Химический эксперимент в школе. М.: Дрофа, 2005.
2. Мартынов С.М. Овощи + фрукты + ягоды = здоровье. – М.: Просвещение, 1993.
Интернет – источники:
3. http://otvetin.ru/zdorovkrasiv/4519-kakie-yabloki-poleznee-zelyonye-ili-krasnye.html
4. https://agronomu.com/bok/1748-chem-polezny-yabloki-primenenie-i-protivopokazaniya.html