XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Почему овощи и фрукты кислые?
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Польза фруктов и овощей для здоровья обоснована содержанием таких минералов, как магний, калий, кальций, цинк, медь, хлор. На основании жизненного опыта нам приходилось замечать, что недозревшие фрукты кислые на вкус. А некоторые сохраняют кислый вкус и в спелом состоянии. Что же обеспечивает кислый вкус овощей и фруктов? Актуальность проблемы заключается в том, что многие хотели бы знать, почему овощи и фрукты кислые?
Цель работы: выяснить, почему фрукты кислые?
Для достижения цели нужно решитьзадачи:
Изучить литературу о составе веществ, содержащихся во фруктах.
Провести эксперименты по определению некоторых веществ в составе фруктов, исследовать наличие кислотных свойств овощей и фруктов.
Провести анкетирование учащихся, проанализировать полученные результаты исследования.
Разработать и оформить буклет.
В своей работе мы использовали методы:
работа с литературными источниками;
использование Internet – ресурсов;
сбор информации;
анкетирование,
сравнение и анализ собранной информации,
фотосъёмка.
Предмет: фрукты и овощи.
Объект исследования: кислотность сока фруктов.
Гипотеза: при проведении химических опытов можно убедиться в наличии или отсутствии веществ, определяющих кислый вкус фруктов.
Практическая значимость работы заключается в распространении знаний об информации о кислотных свойствах фруктов (наличии витамина С) с помощью нашего буклета (Приложение 5).
Основная часть
Глава1. Овощи и фрукты в жизни человека
Значение овощей и фруктов в питании человека
Фрукты и овощи в питании человека играют очень важнейшую роль, которая заключается в поступлении в организм человека минеральных веществ и витаминов.Сбалансированное питание предполагает постоянное наличие их в меню. Овощи и фрукты невозможно заменить ни на какие другие продукты. Они содержат биологически активные соединения, необходимые для нормальной работы организма, стимуляции иммунитета и предупреждения заболеваний крови, сердечно-сосудистой нервной систем, заболеваний пищеварительного тракта, они незаменимы при атеросклерозе и различных нарушениях в обмене веществ.
В состав фруктов и овощей входит много пектиновых веществ, а также клетчатки, которые очень полезны для нашего организма. Клетчатка положительно влияет на работу желудочно-кишечного тракта, улучшая пищеварительные процессы. Благодаря ее наличию в ежедневном рационе, из организма выводятся продукты распада и различные шлаки, а также холестерин. Пектиновые вещества представляют собой сложные полимеры, способные действовать как детоксиканты, они выводят из организма и нейтрализуют токсины. Особенно важным это является для людей, которые постоянно сталкиваются с вредным, химическим производством.
Способ хранения или переработки овощей и фруктов отражается на наличии витаминов в их составе. Если из фруктов готовить варенье, то количество аскорбиновой кислоты снизится наполовину, а то и больше. Богатое содержание витаминов очень важно для нашего организма. Постоянное наличие их в рационе дает возможность нашему организму успешно противостоять разным заболеваниям. Особенно важно наличие витаминов А и С. Их дефицит приводит к различным нарушениям, которые выражаются проблемами обмена веществ, резким ухудшением зрения, выпадением волос, шелушением кожи и даже кровоточивостью десен. Высокое содержание витаминов наблюдается в таких продуктах как зеленый лук, помидоры, капуста, бобовые, морковь, черная смородина и различные цитрусовые.
Во фруктах содержатся соли органических кислот, сами органические кислоты. Они необходимы для поддержания баланса реакции среды в тканях и клеточной жидкости. Что же касается минеральных солей, то они необходимы для функционирования поджелудочной железы, слюнных желез и печени, что важно для нормального усваивания остальной потребляемой пищи [1].
В овощах и фруктах много калия, который способен положительно влиять на кровоснабжение мозга, а также усилить выведение соли и воды почками. Этот элемент важен и для передачи нервных импульсов. Потребление калия необходимо при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и почечных недугов.
В овощах и фруктах содержатся и другие важные микроэлементы, такие как железо, медь, цинк, йод, фтор и марганец. Каждый из них нужен нашему организму. При недостатке любого элемента нарушается баланс в функционировании всех его систем, что приводит к замедлению роста, появлению различных заболеваний и, в конце концов, к преждевременному старению, поэтому ежедневное потребление овощей и фруктов очень важно.
Овощи и фрукты стоит потреблять не только в переработанном, но и в сыром виде. Во фруктах и овощах, не подвергавшихся термической обработке, лучше сохраняются витамины. А в зимнее время на помощь придут консервы, а также квашеные продукты – помидоры и капуста. Они также сохраняют много полезных организму веществ [2].
Пищевое значение овощей и фруктов в питании человека велико, его трудно переоценить. Они необходимы нам ежедневно для обеспечения нормального функционирования нашего организма.
Что такое кислота, кислотность
Кислота – это химическое соединение, содержащее водород, способный замещаться металлом с образованием соли, и окрашивающее синий лакмус в красный цвет [5].
Значение слова КИСЛОТА в Толковом словаре русского языка Ушакова: кислота – это химическое соединение, обладающее кислым вкусом и окрашивающее синий лакмус в красный цвет (хим.) [6].
Кислотность среды (pH) – концентрация ионов водорода в окружающей среде.
Нейтральная среда соответствует показателю кислотности pH = 7, кислая – pH 0–6,9, щелочная – pH 7,1–14. Кислотность среды достигается благодаря наличию в цитоплазме клеток буферных систем и низкой полупроницаемости мембраны для ионов водорода [7].
Яблоко – это один из самых вкусных и доступных фруктов. Переоценить полезные свойства яблока для человека практически невозможно: это настоящая сокровищница витаминов и микроэлементов, которая является основой крепкого иммунитета.
Яблоки полезны абсолютно всем - как здоровым людям, так и тем, кто страдает различными заболеваниями. В свежих яблоках содержатся следующие витамины: А, В2, С, микроэлементы: калий, железо, фосфор, цинк, пектины, йод и некоторые другие.
Чем больше яблоки лежат, тем витаминов становится меньше. Лучше всего употреблять свежие плоды в натуральном виде или натертые на крупной терке. Наиболее полезны мелкие, кислые и дикие яблоки. Они содержат в десять раз больше полезных веществ, чем глянцевые плоды. Конечно, наиболее полезны яблоки в свежем виде [3].
Проведенные исследования учеными показали, что яблоки полезны для улучшения и сохранения памяти, профилактике онкологических заболеваний, яблоки полезны для профилактики повышенного уровня холестерина, поддержания сердечно-сосудистой системы, способствую улучшению пищеварения, профилактика кариеса. Кроме того, пользу оказывают яблоки в печеном и засушенном виде. Засушенные яблоки в зимний период намного превышают полезные свойства киви и других тропических плодов [4].
Для поддержания гемоглобина крови положительное влияние оказывают на организм гранаты и их сок, они также содержат витамин С.
Издавна при простудных заболеваниях люди употребляли чай с лимоном, который также богат витамином С.
1.3. Органические кислоты, их значение
Витамины (от лат. vita — «жизнь») — группа органических соединений, объединённая по признаку абсолютной необходимости для организма в качестве составной части пищи.
Больше всего витаминов содержат фрукты и овощи, употребляемые в свежем виде.
Витамин С представляет собой аскорбиновую кислоту, он предохраняет от цинги, расстройства нервной системы и общего упадка сил. Основные источники этого витамина шиповник, облепиха, черная смородина, земляника, яблоки, перец, кольраби, капуста белокочанная (свежая и квашеная), хрен, шпинат, салат, листья лука, укропа и петрушки, картофель. Витамин С оказывает влияние на болезнетворные микроорганизмы лук, чеснок, перец, редька, хрен.
Фолиевая кислота — притупляет чувство голода, потому так популярны и полезны яблочные разгрузочные дни.
Органические кислоты — яблочная, винная, лимонная: препятствуют процессам брожения в кишечнике, предотвращают метеоризм и вздутие живота.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Материалы и методы исследования
В качестве предмета исследования мы использовали соки свежих фруктов: апельсин, лимон, гранат, яблочный сок.
Для проведения исследования мы подобрали материалы и оборудование: колбы, пробирки, реактивы: индикаторы метиловый-оранжевый, лакмус, карбонат и гидрокарбонат натрия, карбонат кальция (Приложение 1).
Проводя исследование, нами были использованы следующие методики:
Определение содержания витамина С.
Витамин С - аскорбиновая кислота, легко окисляется. Поэтому для анализа используется сильный окислитель –йод (раствор йода). Йод красного цвета, а катион йода бесцветный. Поэтому добавление веществ, содержащих витамин С, приведет к обязательному обесцвечиванию йода. Это необходимое условие. Если обесцвечивание не пройдет, мы можем утверждать, что витамина С в пробе нет.
Определение кислотности фруктов и овощей.
Все знают, что фрукты и овощи бывают кислые, кисло–сладкие и сладкие. При помощи специальной лакмусовой бумажки, так называемого индикатора, и специальной таблицы по определению кислотности исследуемого вещества мы провели исследование. При изменении цвета индикатора (лакмусовой бумажки) можно судить о кислом или сладком исследуемом продукте.
Проведение эксперимента по определению кислотности
сока фруктов
Качественные реакции позволяют пронаблюдать качественные изменения веществ при их взаимодействии. Мы проводили качественные реакции с карбонатом и гидрокарбонатом натрия (сода), карбонатом кальция (мел).
Кислотность можно определить и в домашних условиях с помощью соды. Для этого нужно получить сок определённого фрукта и сделать раствор пищевой соды. Мы сможем на примере реакции соды на сок выяснить содержит ли кислоту этот фрукт (овощ) и какую кислотность он имеет. Кислотность можно определить не только с помощью соды, но и с помощью других веществ. Реакция бывает разная от выделения газа в виде пузырьков и пены, до изменения цвета.
Следуя определенным требованиям вышеперечисленных методик, мы получили результаты проведенных исследований.
Индикатор метиловый-оранжевый дает красное окрашивание во всех исследуемых образцах. Индикатор лакмус также дает красное окрашивание во всех образцах, но в соке «Груша, яблоко» окрашивание бледнее (Приложение 2). При взаимодействии с содой и мелом качественное выделение пузырьков углекислого газа более интенсивно происходит в растворе сока лимона, менее интенсивно – в апельсиновом соке, соке граната и в соке «Груша, яблоко» (Приложение 3).
Согласно литературным источникам, фрукты и овощи богаты содержанием такого важного витамина, который способствует укреплению иммунной системы, как витамин С. В 5 пробирок мы налили раствор йода (йод+вода). В каждую пробирку поместили исследуемый материал. Спустя некоторое время (3 мин.) мы заметили реакцию: раствор йода с лимонным соком посветлел. Это произошло взаимодействие между йодом и витамином С, который осветлил раствор. Пробы с апельсиновым и гранатовым соком в меньшей степени осветлили раствор йода. В пробирках с соком «Груша, яблоко» осветление наблюдали очень слабое. Это значит, что больше всего витамина С в исследуемых фруктах и овощах содержится в лимоне, чуть меньше – в апельсине и гранате, и еще меньше его в соке «Груша, яблоко».
Более вкусным нам всегда кажутся сладкие фрукты, в частности яблоки. Химическим путем тоже можно определить кислотность фруктов или овощей, не пробуя их на вкус и при этом сравнить. Разрезав исследуемые фрукты и овощи и немного потерев небольшие кусочки индикатором для определения кислотности (лакмусовой бумагой), мы отмели следующее. Красный цвет бумага приобрела при взаимодействии с лимоном (рН = 3), чуть розовый цвет индикатора оказался у апельсинового и гранатового сока (рН=4), еще светлее цвет лакмусовой бумажки - у сока «Груша, яблоко» (рН=5). Выше проведенный эксперимент доказывает кислую среду лимона, чуть меньше кислыми фруктами оказались апельсин и гранат. Почти не отмечено кислого вкуса у сока «Груша, яблоко».
Подведём итог: почему же фрукты и овощи кислые?
Всё благодаря витамину С, чем его больше, тем они кислее. Из исследуемых нами фруктов самым кислым оказался лимон.
Из истории известно, что впервые витамин С добыли из лимона и использовали от болезни цинги. Цитрусовые фрукты содержат много витамина С. Они спасали многих от болезней на море, и всё благодаря витамину С.Больше всего витаминов содержат свежие фрукты и овощи.
Анкетирование школьников
С целью выяснения информированности учащихся о пользе натуральных фруктов, мы разработали анкету для учащихся «Сок или свежие фрукты?» и провели ее в школе с 7 по 11 класс (Приложение 4).
При обработке результатов анкеты, мы увидели, что большинство учеников нашей школы предпочитают употреблять свежие фрукты. 45% ребят употребляют фрукты каждый день.
Ряд предпочтений фруктов выглядит следующим образом: яблоко, мандарин– 68%, банан – 55%, киви -25%, другие менее 10%. Результаты анкетирования представлены на диаграмме (Приложение 4).
Заключение
Закончив работу над изучением проблемы, проанализировав полученные результаты анкеты, можно сделать следующие выводы.
Кислотность можно определить с помощью индикаторов и качественных реакций.
Кислый вкус овощам и фруктам придают органические кислоты.
В ходе работы, мы получили положительную результативность, доказав гипотезу, при проведении химических опытов (качественных реакций) можно убедиться в наличии или отсутствии веществ, определяющих кислый вкус овощей и фруктов. Одна из кислот – аскорбиновая - витамин С очень важна для здоровья человека, так как укрепляет его иммунитет.
При проведении исследования были изучены свойства фруктов и овощей по содержанию витамина С. Мы узнали, что такой фрукт как яблоко очень важен для питания и здоровья человека, потому что содержит много полезных веществ и витаминов. Одним из важнейших витаминов для организма человека является витамин С, который является органической кислотой. Он был обнаружен и доказан опытным путем в нашем исследовании, преимущественно, у лимона. Витамин С – аскорбиновая кислота отвечает за здоровье и иммунитет человека. Не стоит забывать о поддержании своего иммунитета.
Список использованной литературы
Сердюк А. Здоровье человека в нездоровом мире / А, Сердюк:— СПб.:, АСТ, Сталкер, 2007 г.- 448 с.
www. naukaland.ru
www.yabloko.yagodi.ru
www. proyabloko.ru
https://www.google.ru/search?newwindow=1&client=opera&source=hp&ei=xpBPYIrePMiHwPAPyJaX6AM&iflsig=AINFCbYAAAAAYE-e1615tV7iX2W7jnUJe42xa88ewETc&q=кислота+это&oq=кислота&gs_lcp=Cgdnd3Mtd2l6EAEYATIICC4QsQMQkwIyCAgAELEDEIMBMggIABCxAxCDATIFCAAQsQMyAggAMgIIADICCAAyAggAMgIIADICCAA6CAguELEDEIMBOggIABDHARCvAToOCAAQsQMQgwEQxwEQowI6CwgAELEDEMcBEKMCOgIILjoJCAAQsQMQChABOgsILhCxAxCDARCTAjoFCC4QsQNQxFJYqlxg3nloAXAAeACAAWOIAcUEkgEBN5gBAKABAaoBB2d3cy13aXqwAQA&sclient=gws-wiz
Ушаков, Толковый словарь . https://www.google.ru/search?newwindow=1&client=opera&ei=05FPYPTyD8jrrgSzhKCYBQ&q=кислота+в+толковом+словаре&oq=кислота+в+толковом+словаре&gs_lcp=Cgdnd3Mtd2l6EAwyCAghEBYQHRAeMggIIRAWEB0QHjIICCEQFhAdEB4yCAghEBYQHRAeMggIIRAWEB0QHjIICCEQFhAdEB4yCAghEBYQHRAeMggIIRAWEB0QHjIICCEQFhAdEB4yCAghEBYQHRAeOgcIABBHELADOggILhCxAxCTAjoICAAQsQMQgwE6AggAOgUILhCxAzoFCAAQsQM6BggAEBYQHjoFCCEQoAE6BwghEAoQoAFQ2bM5WPfZOWDvpTpoAXACeACAAYIBiAG6EJIBBDEzLjiYAQCgAQGqAQdnd3Mtd2l6yAEIwAEB&sclient=gws-wiz&ved=0ahUKEwi0qPeW4rLvAhXItYsKHTMCCFMQ4dUDCAw
https://www.google.ru/search?newwindow=1&client=opera&ei=15BPYJ3jFcySwPAPvJ-uAw&q=кислотность+среды&oq=кислотность&gs_lcp=Cgdnd3Mtd2l6EAEYADICCAAyAggAMgIIADICCAAyAggAMgIIADICCAAyAggAMggIABCxAxCDATICCAA6BwgAELADEEM6BwguELADEENQ2zpYtkRgzFVoAXACeACAAY4CiAGXBZIBBTQuMS4xmAEAoAEBqgEHZ3dzLXdpesgBCsABAQ&sclient=gws-wiz
www. FruitoNews.ru
Приложение 1.
Подбор оборудования и объектов для проведения эксперимента.
Приложение 2.
Определение кислотности соков
Приложение 3.
Качественные реакции
Приложение 4.
Анкета и результаты анкетирования учащихся
Анкета «Сок или свежие фрукты?»
Что я предпочитаю: фрукт или сок из этого фрукта?
Как часто ты употребляешь свежие фрукты?
Предпочтение отдаю:
Приложение 5.