XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение содержания йода в продуктах питания

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Купоросов Д.П. 1Полуднев Д.Д. 1Белова К.М. 1

---

1МБОУ "Берёзовская СШ"

Панькина О.Е. 1

---

1МБОУ "Берёзовская СШ"

Работа в формате PDF

355.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Ученые выяснили, что причинами заболеваний не всегда являются генетика и угасание функций организма. Недостаток или избыток каких-либо микроэлементов также может стать причиной ухудшения здоровья. Наличие микроэлементов в нашем организме зависит в первую очередь от состава почв и воды, присутствующих на территории нашего обитания. Одним из наиболее важных микроэлементов и является йод. Жители Нижегородской области относятся к числу жителей России, кто особенно сильно страдает от дефицита йода. Содержание йода в организме имеет огромное значение для роста и развития органов, функционирования различных систем, обмена веществ, трансформации энергии. Недостаток йода приводит к проблемам в работе головного мозга, снижению работоспособности, повышению утомляемости, развитию различных патологий. Важно знать какие продукты богаты йодом, чтобы восполнить недостаток данного микроэлемента в своем организме.

Цель работы: определить содержание йода в отдельных продуктах питания.

Задачи работы:

1. Изучить литературные источники о строении, физиологической роли и свойствах йода.

2. Провести социологический опрос населения, с целью выявления уровня знаний о физиологической роли и содержании йода в продуктах питания.

3. Освоить методику определения наличия йода в отдельных продуктах питания.

Объекты исследования: отдельные продукты питания.

Предмет исследования: наличие йода в отдельных продуктах питания.

Методы исследования: теоретические: анализ литературных источников по теме исследования, анализ, сравнение, теоретическое обобщение; экспериментальные: анкетирование, экспериментальный‒ определение йода; статистические: статистическая обработка результатов и их интерпретация.

Гипотеза: возможно,больше всего йода содержится в морской капусте, по сравнению с другими объектами исследования.

Глава 1. Общая характеристика йода

1.1. Йод. История открытия

Йод был открыт в 1811 году французским химиком-технологом Бернаром Куртуа. Бернар Куртуа стал изучать золу морских водорослей, из которой тогда добывали соду. Он заметил, что медный котел, в котором выпаривались зольные растворы, разрушается слишком быстро. Проделывая серию опытов, Куртуа взял две колбы, в одну из которых поместил серную кислоту с железом, а в другую - золу морских водорослей со спиртом. На плече у ученого во время опытов сидел его любимый кот. Однажды он неожиданно спрыгнул, опрокинув колбы, содержимое их смешалось. Куртуа увидел, что над лужицей, которая образовалась при падении сосудов, поднимается фиолетовое облачко. Впоследствии специально нагревая маточный (неразбавленный) раствор золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделение «паров великолепного фиолетового цвета», которые осаждались в виде темных блестящих пластинчатых кристаллов. «Удивительная окраска, неизвестная и невиданная ранее, позволяла сделать вывод, что получено новое вещество», - писал Куртуа в своих воспоминаниях.

В 1813 году появилась первая научная публикация об этом веществе, его стали изучать химики разных стран, в том числе такие светила науки, как французский химик Жозеф Гей-Люссак и английский химик Хэмфри Дэви. Год спустя эти ученые доказали элементарную природу вещества, открытого Куртуа, а Гей-Люссак назвал новый элемент йодом (от греческого iodes - похожий цветом на фиалку, темно-синий, фиолетовый). [1,8]

1.2. Строение йода, его свойства и физиологическая роль

Й од – химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер - 53. Относительная атомная масса 126,9045. Галоген. Из имеющихся в природе галогенов – самый тяжёлый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат. Практически весь природный Йод состоит из атомов одного – единственного изотопа с массовым числом I¹²⁷, его содержание в земной коре 4 * 10^-5 % по массе. Радиоактивный Йод I¹²⁵ образуется в ходе естественных радиоактивных превращений. Из искусственных изотопов йода важнейшие – Йод I¹³¹ и Йод I¹³³. их в основном используют в медицине. [4,6]

I₂  – галоген. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском. Летуч. Плохо растворяется в воде, хорошо – в органических растворителях (с фиолетовым или коричневым окрашиванием раствора) или в воде с добавкой солей – йодидов. Слабый окислитель и восстановитель. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом. Образует соединения с другими галогенами.

Молекула элементного йода, как и прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод – единственный из галогенов – находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Красивые тёмно – синие кристаллы йода больше всего похожи на графит. Отчётливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток – все эти «металлические» свойства характерны для чистого йода. [2,7]

Основная биологическая роль йода заключается в синтезе гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина), через которые он и реализует следующие эффекты:

-стимулирует рост и развитие организма;

-регулирует рост и дифференцировку тканей;

-повышает артериальное давление, а также частоту и силу сердечных сокращений;

-регулирует (увеличивает) скорость протекания многих биохимических реакций;

-регулирует обмен энергии, повышает температуру тела;

-регулирует белковый, жировой, водно-электролитный обмен;

-регулирует обмен витаминов;

-повышает потребление тканями кислорода;

-очищение крови от микробов, он убивает нестойких микробов, попавших в кровь;

-повышает умственные способности организма;

-уменьшение раздражительности(принимая одну чайную ложку синего йода в день, можно избавиться от чрезмерной раздражительности и стресса). [1,6,8]

1.3. Содержание йода в продуктах питания

Большую часть йода человек получает с пищей, но это составляет около 90%, остальное количество доступно только для жителей прибрежных районов, где воздух богат данным минералом. Для лучшего всасывания йода в организм человека должны поступать в необходимом количестве следующие элементы и минералы: витамины E и A, медь, цинк, железо, белок.

Кладовая йода содержится в морских продуктах питания, около 400 мкг, а также в свежей пресноводной рыбе - 250 мкг. В молочных и растительных продуктах содержится всего от 6 до 11 мкг минерала. В качестве дополнительных источников можно использовать йод-бромистые и йодистые минеральные воды.

Продукты, содержащие йод, теряют около половины минерала при тепловой обработке. Для того чтобы уменьшить его потери, следует плотно закрывать крышку при варке и наливать минимальное количество воды. Длительное кипячение разрушает более чем 50% от общего количества йода, содержащегося в продуктах. [1,6]

Растительные источники йода

-Овощи - салат зелёный, свекла, редис, картофель, помидоры, морковь, баклажан;

-Фрукты - апельсины, виноград, яблоки, груши, абрикос, хурма, слива;

-Бобовые - фасоль, горох;

-Ягоды - вишня, крыжовник, чёрная смородина;

-Злаки - пшеница, гречка, пшено, рис.

Животные источники йода

-Морепродукты - креветки, ламинария;

-Рыба - тунец, треска;

-Молочные продукты - кефир, коровье молоко, сметана, сливки, сыр, творог;

-Куриное яйцо. [9]

1.4. Суточная потребность в витамине С

Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы. Во время беременности, при усиленном росте и переохлаждении тела эта потребность увеличивается. Большие дозы йода, уже 2-3 г, смертельно опасны для человека. Но это касается только чистого элемента йода. А неорганические соли йода - йодиды - вполне безвредны. Даже если после приема большого количества йодидов концентрация йода в крови повысится в 1000 раз, то уже спустя 24 часа она придет в норму. Выводится йод из организма почками и слюнными железами.[9]

В организме человека содержится от 25 до 35 мг йода. Из них не менее 60 % сосредоточено в щитовидной железе, 40% - в мышцах, яичниках, крови. Это, довольно маленькое количество, но значение этого элемента очень велико. Большая часть йода находится в щитовидной железе, которая играет ведущую роль в организме, регулируя обмен веществ. Поэтому дефицит йода ведет к серьезным сбоям всех его систем. В результате страдает умственное и физическое развитие человека, возникает так называемый эндемический зоб.[1]

Дефицит йода возникает, если количество поступления микроэлемента в день менее 10 мкг. Это заболевание носит название базедовой болезни, и ему в большей степени подвержен женский пол. Российская статистика неутешительна. Базедовой болезнью в той или иной форме болеют около 20% граждан. Объясняются симптомы нехватки йода в виде базедовой болезни довольно просто. В условиях недостатка йода щитовидная железа увеличивается для того, чтобы выработка достаточного объёма гормонов осталась прежней.

Причины недостатка йода в организме:

-Неудовлетворительное количество поступления микроэлемента с продуктами питания.

-Незначительное потребление морепродуктов людьми.

-Отсутствие йодной профилактики в йододефицитных регионах.

-Наличие в рационе питания факторов, которые препятствуют усвоению и утилизации йода (прием избыточного количества брома, железа, марганца, свинца, кальция, хлора, кобальта).

-Прием лекарственных средств, которые затрудняют усвоение и утилизацию йода (карбоната лития).

-Нарушения обмена йода.

-Увеличение радиационного фона.

-Загрязнение среды обитания.

-Повышение чувствительности организма к аллергенам.

Симптомы дефицита йода в организме:

1.Увеличение выработки гормонов щитовидной железы.

2.Образование зоба.

3.Возникновение йододефицитных патологий:

-гипотиреоз (крайние проявления у детей - кретинизм, у взрослых - микседема);

-упадок сил, снижение работоспособности, сонливость, развитие отеков конечностей, туловища, лица;

-повышенный уровень холестерина;

-прибавление массы тела;

-брадикардия (вид аритмии с низкой частотой сердечных сокращений);

-понижение интеллектуального уровня: замедление умственной реакции, нарушение когнитивных функций, внимания.

-глухонемота;

-различные виды параличей. [6,9]

Избыток йода в организме человека тоже приводит к нарушению работы организма. Токсической дозой в сутки для человека считается 2-5 мг, летальной - 35 - 350 мг.

В большинстве случаев избыток йода в организме образуется при работе на вредных производствах, где происходит выделение большого количества паров йода. Чрезмерное повышение содержания йода в организме приводит к прямому отравлению. Если речь идёт об отравлении, то признаки йодного отравления не отличаются от признаков любого другого отравления. Это рвота и болезненные ощущения в животе. Часто диарея. В самых пиковых случаях дело может дойти до летального исхода, наступающего из-за шока, возникающего вследствие раздражения огромного числа нервных окончаний.

Причины избытка йода в организме:

1) При вдыхании паров йода;

2) При длительном применении препаратов йода;

3) При употреблении/введении в организм очень больших доз этого вещества - в сотни раз превышающие рекомендуемые суточные нормы;

4) При индивидуальной непереносимости йода;

5)При повышенной чувствительности — идиосинкразии (эта реакция возникает после первого же контакта с раздражителем, даже с очень малой его дозой);

6) При сочетании нескольких перечисленных факторов.

7) Нарушения обмена йода.

Симптомы избытка йода:

Раздражение слизистых дыхательных путей, которое проявляется кашлем, першением, наличием слизи из носа.

Раздражение конъюнктивы: слезотечение, покраснение глаз. В ряде случаев воспалительный процесс может затягиваться. Формируются хронические конъюнктивиты, реже катаракта, повреждения зрительного нерва, со временем снижается зрение.

Слюнотечение, это следствие раздражения и отека слюнных желез.

Поражение кожи при избытке йода называется йододерма. Чаще встречается на коже лица, шеи, конечностей. Проявляется в виде угревой сыпи, сопровождающейся зудом или жжением. Угревые элементы склонны к слиянию. После этого образуются мягкие болезненные образования сине-багрового цвета до 3 см в диаметре. Так же поражение кожи может быть в виде крапивницы, по типу рожистого воспаления. При контакте кожи с йодом в виде кристаллов могут возникнуть ожоги или дерматит. Ожоги достаточно глубокие. В ряде случаев образуются трудно заживающие язвенные дефекты. [1,5,6]

Более редкие симптомы избытка йода:

- привкус металла во рту;

- специфический запах изо рта и окрашивание слизистой рта;

- головокружение, головная боль;

- заторможенность сознания;

- жжение и боль в горле, охриплость голоса, жажда;

-поражение желудочно-кишечного тракта: понос и, как следствие, похудание, судороги, общая слабость;

-токсический гепатит со следующей симптоматикой: боли в правом подреберье, желтушность кожи и слизистых;

-поражение дыхательных путей в любом отделе: трахеиты, фарингиты, синуситы, бронхиты;

- поражение почек;

-ослабление защитных сил организма и, как следствие, частые ОРВИ, пневмонии. [3,5]

2. Материалы и методы исследования

2.1. Социологический опрос населения

В социологическом опросе участвовали 20 подростков.(вопросы приложения 1)

2.2. Результаты и их обсуждение

Анализ проведенного социологического опроса показал, что подростки имеют представление о влиянии йода на организм, и знают в каких продуктах он содержится. Большинство опрошенных (80%) не имеют знакомых, имеющих заболевания, связанные с нехваткой йода в организме.

Рис. 1. Ответы на 1 вопрос анкеты Рис. 2. Ответы на 2 вопрос анкеты

Рис. 3. Ответы на 3 вопрос анкеты

2.3 Анализ продуктов на содержание йода

Цель работы: определить содержание йода в продуктах питания.

Для исследования мы использовали следующие продукты: морковь, яйцо, сметана, молоко, гречка, рыба, морская капуста. Для подтверждения нахождения йода была использована хлорная вода.

Ход работы:

1. Измельчить на терке исследуемые продукты.

2. 30 грамм продукта дополнительно растолочь в ступке и залить 30 мл дистиллированной воды.

3. Перелить смесь в колбу соответствующего объёма. В течение 5 минут колбу взбалтывать, проводя выделение солей в раствор.

4. Дать отстояться раствору в течение 10 минут.

5. 2 мл каждого раствора помещается в пробирку, добавляется 3 капли хлорной воды (водный раствор хлора) и 1 мл раствора крахмала.

2NaI + Cl2= I2 + 2NaCl

6. Если в пробирках наблюдается бурое окрашивание, то в них присутствует йод.

2.4 Результаты анализа продуктов на содержание йода

*Морская капуста – 300мкг

Рис. 4. Содержание йода в исследуемых продуктах

Анализ результатов опытов показал, что наибольшее количество йода присутствует в морской капусте.

Название продукта	Содержание йода в 100гр	Процент суточной потребности
Морская капуста	300 мкг	200%
Яйцо	9 мкг	133%
Молоко	5 мкг	90%
Сметана	7 мкг	73%
Рыба	6 мкг	43%
Морковь	5 мкг	40%
Гречка	5 мкг	37%

Выводы

1. Установлено, что недостаток или избыток йода может стать причиной ухудшения здоровья. Он является одним из наиболее важных микроэлементов в организме человека. Содержание йода в организме имеет огромное значение для роста и развития органов, функционирования различных систем, и обмена веществ.

2. Показано, что подростки имеют достаточное представление о продуктах, содержащих йод и о его влиянии на организм.

3. Гипотеза подтвердилась, максимальное количество йода содержится в морской капусте.

Литература:

1. Аликберова Л.Ю. «Книга по химии для любознательных». М. «Химия», 2015 год.

2. Бусев А.И., Ефимов И.П. Определение, понятия, термины химии. «Просвещение». Москва, 2016 год.

3. Гельджинс, Ю.А. Определение содержания йода в продуктах питания / Ю.А. Гельджинс, П.Л. Синкевич // Химия в школе. –2017. – № 1

4. Гиляров энциклопедический словарь. Москва: Советская энциклопедия, 2016 год.

5. Казьмин В. Йод и железо для вашего здоровья. Баро пресс, Ростов-на-Дону, 2017 год.

6. Петровский Б.В. Краткая медицинская энциклопедия в 3 томах. Москва: Советская энциклопедия, 2017 год.

7. Слейбо У., Персонс Т. Общая химия. Москва, 2016 год.

8. Химия. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Составитель Савина Л.А. Москва. «Астрель», 2016 год.

9.Интернет-ресурсы:

Йод в жизни человека. https:/school-science.ru/5/13/35314

Исследование содержания йода в продуктах питания. https:/pandia.ru/text/80/025/4096.php

Влияние йода на организм человека.http://school29revda/edusite.ru

Йод. Википедия. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Иод

Приложения

Приложение 1

Анкета

1. Знаете ли Вы, в каких продуктах содержится йод?

2. Знаете ли вы какое воздействие оказывает йод на организм человека?

3. У вас есть знакомые, имеющие заболевания, связанные с нехваткой йода?