XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение содержания витамина с в овощах и фруктах

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Соловьев М.С. 1

---

1Филиал МБОУ Лицей №11

Слышкина А.А. 1

---

1Филиал МБОУ Лицей №11

Работа в формате PDF

735.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Мы живем на Урале. Иммуннитет защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "линия обороны" против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т.д. Без здоровой и правильно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций. Иммунная система защищает организм от его собственных клеток, которые утратили свои нормальные 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. Для нормальной жизнедеятельности они необходимы в небольшом количестве, но т.к. в организме витамины не образуются, то должны поступать с пищей в качестве необходимого компонента. Отсутствие или недостаток витаминов в пище вызывает глубокие нарушения в организме, что сопровождается тяжёлыми заболеваниями. Одним из профилактических средств является витамин С.

Я заметил, что данная тема актуальна и сегодня. Тем самым натолкнуло меня на мысль исследовать это очень важное для человечества вещество.

Целью данной работы является определить наличие витамина С в отдельных продуктах питания и наиболее богатые рекомендовать для регулярного употребления.

Задачи:

Изучить свойства витамина С

Ознакомиться с суточной нормой потребления витамина С

Экспериментальным путем сравнить содержание витамина С в различных овощах и фруктах

Область исследования: биология.

Объект исследования: пищевые продукты.

Предмет исследования: процессы выявления витамина С в продуктах питания.

Для выполнения работы были использованы следующие методы:

анализ литературы

эксперимент (йодометрия)

наблюдение

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.

2. Теоретическая часть

2.1 История открытия и изучения витамина С

Витамины – жизненно необходимые органические соединения, без которых невозможна нормальная работа организма. Они играют важнейшую роль в продлении здоровой полноценной жизни. Отсутствие или недостаток витаминов в пище вызывает глубокие нарушения в организме, что сопровождается тяжёлыми заболеваниями (цинга, рахит, куриная слепота, полиневрит и др.)

Приоритет открытия витаминов принадлежит русскому врачу Н. И. Лунину в 1880г. Он впервые создал искусственную экспериментальную диету для животных и первый в мире показал, что для нормальной деятельности организма необходима пища, в которую входят не только белки, жиры, углеводы и минеральные соли, но и другие, неизвестные вещества, позднее названые витаминами.

В 1928 г. Венгерский учёный Сент-Дьордьи выделил из апельсинов.

Кислота аскорбиновая (витамин С)
Acidum askorbinicum

Витамин С или аскорбиновая кислота (C6H8O6) представляет собой белые кристаллы, растворимые в воде и имеющие вкус лимонного сока.

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.

Огромная заслуга в исследовании его свойств принадлежит Лайнусу Полингу. Лайнус Карл Полинг один из немногих ученых, дважды в своей жизни удостаивавшихся высшей мировой оценки заслуг перед человечеством — Нобелевской премии. Лайнус Полинг — один из основателей современной химии и молекулярной биологии.

Надо отметить, что он является единственным человеком, получившим столь высокие награды единолично, ни с кем их не разделив. Исследованиями ученый занялся в середине 60-х годов. Его первая работа называлась «Витамин С и обычная простуда». Но какую же волну возмущения и неприятия со стороны фармацевтической и медицинской общественности пришлось выдержать ученому, утверждавшему, что витамин С следует принимать в дозах, в 200 раз превышающих общепринятые! Между тем, Полинг, основываясь, как всегда, на строгих научных данных, призывал оппонентов обратиться к трудам Ирвина Стоуна, доказавшего, что печень большинства млекопитающих, за исключением человека и обезьян, образуют витамин С в количестве, пропорциональном весу тела животного. Составив пропорцию для человека, Полинг пришел к упомянутой цифре – доза витамина С, необходимая человеку для повышения сопротивляемости организма, должна в 200 раз превышать то количество, которое поступает с обычной пищей.

Полинг продолжал свои исследования, изучая влияние витамина С на развитие онкологических заболеваний. Настоящий взрыв в американской медицине вызвала его книга «Рак и витамин С, доказывающей фантастические возможности аскорбиновой кислоты. Именно в то время Лайнус Полинг получил прозвище Человек «Витамин С». Но, несмотря на насмешки прессы, сопротивление медиков и фармацевтов, ученый продолжал работать. Его убеждения подтвердило время.

2.2 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: витамины, растворимые в жирах и витамины, растворимые в воде.

Жирорастворимые витамины: А, D, Е, К.

Водорастворимые витамины: С, группа В, РР.

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

2.3 Физиологическая роль витамина С

Витамин С – мощный антиоксидант. Он является фактором защиты организма от последствий стресса. Усиливает процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям. Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина 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 нормального количества витамина С значительно увеличивается устойчивость витаминов В₁, В₂, A, E, пантотеновой и фолиевой кислот.

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.

2.4. 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.

Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании.

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

2.5 Авитаминоз

Недостаточность снабжения организма витаминами ведет к его ослаблению, резкий недостаток витаминов – к разрушению обмена веществ и заболеваниям – авитаминозам, которые могут окончиться гибелью организма. Авитаминозы могут возникать не только от недостаточного поступления витаминов, но и от нарушения процессов их усваивания и использования в организме.

По данным руководителя лаборатории витаминов и минеральных веществ Института питания РАМН профессора В.Б. Спиричева, результаты обследований в разных регионах России, показывают, что подавляющее большинство детей дошкольного и школьного возраста испытывает недостаток необходимых для их нормального роста и развития витаминов.

Особенно неблагополучно обстоит дело с витамином С, недостаток которого выявлен у 80 – 90% обследованных детей.

Глубина этого дефицита нарастает в зимне-весенний период, однако у многих детей недостаточная обеспеченность витаминами сохраняется даже в более благоприятные летние и осенние месяцы.

Недостаточное потребление витаминов заметно снижает активность иммунной системы, повышает частоту и усиливает тяжесть респираторных и желудочно-кишечных заболеваний. По данным отечественных исследователей, недостаток аскорбиновой кислоты у школьников в 2 раза снижает способность лейкоцитов уничтожать попавшие в организм болезнетворные микробы, в результате чего частота острых респираторных заболеваний увеличивается на 26 – 40%, и наоборот, прием витаминов значительно снижает показатель частоты ОРЗ.

Недостаточность может быть за счет недостатка аскорбиновой кислоты в продуктах питания и за счет нарушения всасываемости и усвояемости витамина С в организме человека.

При недостаточности поступления витамина в течение длительного времени может развиваться гиповитаминоз.

2.6 Признаки гипервитаминоза

Обычно переизбыток этого витамина выводится из организма через мочу, однако при длительном переизбытке данного витамина вероятны следующие симптомы:

покраснение кожи

кожный зуд

раздражение мочевого тракта

головная боль

головокружение

Избыток данного витамина приводит также к уменьшению свёртываемости крови, повышению давления и нарушениям обмена веществ.

2.7 Суточная норма потребления

Люди должны получать аскорбиновую кислоту с пищей.

Физиологическая потребность для взрослых – 90 мг/сутки (беременным женщинам рекомендуется употреблять на 10 мг больше, кормящим – на 30 мг). Потребность для детей – от 30 до 90 мг/сутки в зависимости от возраста. Верхний допустимый уровень потребления в России – 2000 мг/сутки. Для курящих людей и тех, кто страдает от пассивного курения, необходимо увеличить суточную норму потребления витамина C на 35 мг/сутки.

Таблица 1. Суточная норма потребления аскорбиновой кислоты по данным ВОЗ

2.8 Источники витамина С

Первоисточником витаминов служат главным образом растения. В организме человека аскорбиновая кислота не образуется, и отсутствуют ее накопления. Человек и животные получают витамины непосредственно с растительной пищей и косвенно через продукты животного происхождения. В продуктах животного происхождения витамин С представлен незначительно.

Значительное количество аскорбиновой кислоты содержится в продуктах растительного происхождения. Например: 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».

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. Нормы содержания витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г) представлены в Приложении 1.

На содержание витамина C в пищевых продуктах значительное влияние оказывает хранение продуктов и их кулинарная обработка. Витамин C быстро разрушается в очищенных овощах, даже если они погружены в воду. Соление и маринование разрушают витамин C. Кулинарная обработка, как правило, приводит к снижению содержания аскорбиновой кислоты в продукте. Витамин C лучше сохраняется в кислой среде. См. Приложение 2.

Аскорбиновую кислоту можно получать и искусственным путем, ее выпускают в виде порошка, драже, таблеток с глюкозой и т. д. Аскорбиновая кислота входит в состав различных поливитаминных препаратов.

Необходимо помнить, что лишь немногие люди и особенно дети едят достаточно фруктов и овощей, которые являются главными пищевыми источниками витамина. Еще больше его сгорает в организме под влиянием стресса, курения и других источников повреждения клеток, наподобие дыма и смога. Повсеместно используемые медикаменты, вроде аспирина в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам все - таки удалось получить.

3. Практическая часть

3.1. Эксперимент «Определение содержания витамина С овощах и фруктах»

Цель: определить содержание витамина С в овощах и фруктах.

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

Реактивы: йод, крахмальный клейстер

Объекты исследования: перец красный, морковь, помидор, лимон, апельсин, яблоко зеленое.

Для количественного определения витамина С в продуктах питания я пользовался йодометрическим методом. Метод основан на характерной особенности аскорбиновой кислоты – легкости её окисления. Как только йод окислит всю кислоту, следующая его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Для анализа в качестве окислителя используется йод (аптечный спиртовой раствор 5%).

Одна молекула аскорбиновой кислоты – С6Н8О6 реагирует с одной молекулой йода – I2.

С помощью пестика со ступкой выделил овощной сок исследуемых овощей.

Далее приготовил крахмальный клейстер: для этого вскипятил ½ кружки воды, пока вода нагревается, размешал 1/4 чайную ложку крахмала с ложкой холодной воды, так чтобы не было комочков. Вылил в кипящую воду и охладил.

Отмерил 20 мл сока и разбавил его водой до объема примерно 100 мл. Добавил к соку немного раствора крахмала (1/2 чайной ложки). Затем добавлял по каплям раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 секунд. Как только йод окислит всю кислоту, следующая его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет.

Внимательно считал капли йода и следил за цветом раствора. По количеству капель йода сравнивал содержание витамина С.

Результат исследования занес в таблицу. (Таблица 3)

Таблица 3. Определение содержания витамина С

Следовательно, максимальное содержание витамина С обнаружено в соке перца. Остальные овощи тоже содержат витамин С. В достаточно большом количестве. Таким образом, в ходе выполнения данного эксперимента, я пришел к выводу, что употребление витамина С необходимо для укрепления своей иммунной системы. Наиболее богатые им продукты – овощи, выращиваемые в домашних условиях: перец, помидоры, морковь, и другие. См. Приложение 3.

Яблоко – наиболее распространенный и доступный фрукт. Несмотря на разнообразие сортов, состав всех яблок примерно одинаков. Аскорбиновой кислоты в них меньше, чем в цитрусовых. На 100 грамм всего 5-12 мг. Чтобы полностью насытить организм рассматриваемым веществом, понадобится съесть около 5-13 яблок.

Считается, что витамин С лучше всего пополнять, поедая апельсины и лимоны. Их кожура самая толстая среди всех конкурентов, и под такой защитой мякоть кислых долек полезности лучше сохраняются. В 100 граммах сырого лимона насчитывается 40 миллиграммов витамина С. А если его залить горячим чаем и подождать 5 минут, пока кипяток остынет, останется в 40 раз меньше. Чем горячее жидкость, тем медленнее лимон, окисляясь, отдает витамин C.

Витамин С и антиоксиданты, присутствующие в апельсинах и лимонах, важны для укрепления иммунитета организма не для борьбы с сезонной простудой, но и в перспективе борьбы с раком. Согласно исследованию, до 15% случаев рака происходит из-за изменений в ДНК, которые можно предотвратить с помощью витамина С.

3.2. Использование результатов

1. Изучение информации о витамине С в литературных источниках и ресурсах Интернет позволило прийти к выводу, что витамин С играет в организме человека основную биохимическую и физиологическую роль. Аскорбиновая кислота – необходимый компонент в ежедневном рационе человека, так как выполняет целый ряд незаменимых биохимических функций, но при этом не способна образовываться самим организмом. Её дефицит может быть восполнен за счёт целого ряда пищевых источников и витаминных препаратов. Основные биохимические свойства связаны с участием кислоты в окислительно-восстановительных процессах.

2. При подготовке к работе я изучила научную литературу по вопросу содержания и определения витамина С в продуктах питания. Я выбрал метод йодометрии, так как он оптимально подходит под домашние условия. В ходе эксперимента установил, что йодометрия является доступным и точным способом для определения количественного анализа вещества.

3. Научился определять содержание витамина С методом йодометрии в продуктах питания. Метод количественного определения витамина С основан на характерной особенности аскорбиновой кислоты – лёгкости её окисления. Для анализа в качестве окислителя используется йод.

4. Проведённые мной измерения показали, что в соках овощей и фруктов содержится высокая концентрация аскорбиновой кислоты, её доза в100 мл сока соответствует или даже превышает суточную физиологическую норму. Мои данные не противоречат данным различных литературных источников.

5. На основании полученных данных исследования, можно сделать вывод о содержании витамина С в фруктах и овощах: наиболее богатыми витамином С являются: перец (50 мг), далее лимон (41 мг) и апельсины (20 мг). Полученные данные согласуются с литературными данными.

6. Можно порекомендовать, включать в рацион питания продукты, содержащие витамины, особенно витамин С, а именно свежие фрукты, овощи, цитрусовые, пить свежевыжатые соки. В зимнее время употреблять чай обогащённый витамином С, вместо консервированных соков использовать отвар шиповника, чёрной смородины. К чаю вместо печенья и конфет лучше всего употреблять варенье или джем из чёрной смородины, малины, облепихи, клубники. Рекомендую включать в свой рацион соки, компоты домашнего приготовления, хранящиеся не больше года.

7. Имея минимальные представления о наличии витамина С в овощах, фруктах, соках, можно методом йодометрии выявить точное количество витамина С в них. А это очень актуально для здорового образа жизни.

4. Заключение

На основании исследуемой литературы и проделанной работы можно сделать следующие выводы:

Витамины (от латинского слова vita- жизнь) - группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека, животных и других организмов в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами (белками, жирами, углеводами и солями), но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности.

Важны они все, но витамин С - аскорбиновую кислоту, большинство биохимиков считают одним из величайших чудес живой природы. Молекула аскорбиновой кислоты настолько проста, активна и подвижна, что она способна легко преодолевать множество препятствий, участвуя в различных процессах жизнедеятельности.

Витамин С является одним из самых мощных антиоксидантов, и впервые он был выделен из сока апельсина. Он прекрасно растворяется в воде, и это даёт ему ряд преимуществ – например, благодаря этому свойству витамин С может легко и быстро проникать туда, куда нужно, помогать иммунной системе ликвидировать сбои в организме, и запускать процессы, необходимые для здоровья и жизни человека. Однако это же свойство делает его уязвимым – аскорбиновая кислота разрушается при тепловой обработке продуктов.

Для получения организмом достаточного витамина С необходимо есть либо местные овощи, либо полученную искусственным путем аскорбиновую кислоту.

Исследовать содержание витамина С в пищевых продуктах, можно не прибегая к помощи специальной лаборатории, а сделать это в домашних условиях.

Витамин С – аскорбиновая кислота, обнаружен во фруктах и овощах при помощи раствора йода. Особенно в плодах шиповника, красном перце, лимоне.

Проводя эксперименты, доказывая наличие витамина С в продуктах, я заметил и могу порекомендовать:

Ввиду того, что черная смородина наиболее богата витамином С, предлагаю употреблять её в свежем виде, в соках, в морсах и в компотах. Также употреблять апельсины, яблоки и соки, в основе которых содержатся эти фрукты. В нашем рационе должны присутствовать сладкий красный перец, цветная капуста, томаты, морковь.

Используя данные исследования, я планирую рассказать о здоровом образе жизни своим одноклассникам и родителям.

5. Список литературы

Витамины [Электронный ресурс] // 4my.ru: [сайт]. – [Б.м.], 2007–2009. – URL: http://www.4my.ru/c4086.html (17.03.09).

Волгин А. Дело о витаминах // Здоровье. – 2008. – № 3. – С. 52–57.

Гальперин С.И. Анатомия и физиология человека. – М.: Высшая школа, 1984.- 468 с.

Готлиб Б. Витамин с характером // Будь здоров! – 2008. – № 10. – С. 13–16.

Дудкин М. С., Щелкунов Л. Ф. Новые продукты питания. — М.: Наука, 1998.

Как правильно принимать витамины [Электронный ресурс] // Dietolog.com.ua : [сайт]. – [Б. м.], 2006–2009. – URL: http://dietolog.com.ua/news/example.php?subaction=showfull&id=1204831442&archive=&start_from=&ucat=1 (17.03.09).

Конышев В. Витаминные препараты: "за" и "против" // Физкультура и спорт. – 2004. – № 12. – С. 24–25.

Кравец Т. Главный виновник атеросклероза найден // Будь здоров! – 2008. – № 1. – С. 36–43.

Кузнецов И. Царь Горох и авитаминоз // Экология и жизнь. – 2008. – № 4. – С. 88–90.

Леенсон И. Занимательная химия, - М.:Росмен, 1999.

Лифляндский В. Г. Витамины и минералы. От А до Я : [справочник] / В. Г.

Общая химия. 20-е издание, испр. Л., «Химия», 1978. 720 с.

Организация лечебного питания детей в стационарах /Под ред. Баранова А.А., Ладодо К.С. - М.: "Эвита-Проф". 2001.- с.81.

Ольгин О. Опыты без взрывов. Изд. 2-е, переработанное. - М.: Химия, 1986.-192с.

Смирнов М.И. «Витамины», М.: «Медицина» 1974 год.

http://vitamini.solvay-pharma.ru/encyclopedia/info.aspx?id=13

http://vitamini.solvay-pharma.ru/encyclopedia/info.aspx?id=13

6. Приложения

Приложение 1. Содержание витамина С в некоторых пищевых продуктах растительного происхождения (в мг на 100 г)

Содержание витамина С в продуктах животного происхождения (мг/100 гр.):

Телячья печень 40 мг

Говяжья печень 33 мг

Коровье молоко 1 мг

Приложение 2. Сохранность витамина С при кулинарной обработке

Из книги О.П. Молчановой «Основы рационального питания», Медгиз, 1949.

Приложение 3. Выявление содержания витамина С в овощах и фруктах методом йодометрии.