Введение
Здоровье современного человека, несмотря на все достижения науки, является очень уязвимым. Население России ежегодно страдает от простудных заболеваний. Часто эти заболевания протекают с осложнениями различной степени тяжести из-за того, что иммунная система организма человека ослаблена.
Большое значение для поддержания нормальной жизнедеятельности организма играют витамины и в частности витамин С. Витамин С является одним из самых мощных антиоксидантов. Он прекрасно растворяется в воде, и это дает 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.
Аскорбиновая кислота –аптечный препарат (Витамин С) играет в организме человека огромную роль. Она необходима для нормального развития соединительной ткани, процессов регенерации и заживления, устойчивости и укрепления иммунной системы и поддержания процессов кроветворения. Считается, что витамин С – враг всех болезней, но в организме человека это жизненно важное вещество не синтезируется. Поэтому человек должен получать аскорбиновую кислоту с пищей.
Актуальность
Мы живем в Сибири, где продолжительность зимы составляет около 5 месяцев. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальной инфекций. Иммунная система защищает организм от его собственных клеток, у которых нарушена организация и которые утратили свои нормальные характеристики и функции. 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.
Гипотеза: Если выяснить в каких продуктах содержится наибольшее количество витамина С, то их можно рекомендовать для регулярного употребления.
Цель: Определение витамина «С» в продуктах питания, которые мы чаще всего употребляем в пищу, через проведение научного эксперимента в химической лаборатории МБОУ «Козульской СОШ №2 имени Д.К. Квитовича»
Задачи:
1. Используя литературные источники и сеть Интернет найти информацию о витамине С, его открытии и биологической роли.
2. Найти методику определения витамина «С» в пищевых продуктах
3. Определить наличие витамина «С» во фруктах, соках и овощах
Предмет исследования.
Витамин С
Методы исследования:
Мы будем исследовать химический метод, называемый титрованием, для определения количества витамина С в каждом продукте
Теоретическая часть
Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.
Считалось общепринятым, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер. Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи. Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектом питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга; от нее погибало моряков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из 160 участников известной экспедиции Васко да Гама, прокладывавшей морской путь в Индию, 100 человек погибли от цинги. Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что некоторые болезни связаны с дефектом питания. Даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.
Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря исследованиям русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего роль минеральных веществ в питании.
Н. И. Лунин проводил свои опыты на мышах, содержавшихся на искусственно приготовленной пище. Эта пища состояла из смеси очищенного казеина (белок молока), жира молока, молочного сахара, солей, входящих в состав молока и воды. Казалось, налицо были все необходимые составные части молока; между тем мыши, находившееся на такой диете, не росли, теряли в весе, переставали поедать предлагаемый им корм и, наконец, погибали. В то же время контрольная партия мышей, получившая натуральное молоко, развивалась совершенно нормально. На основании этих работ Н. И. Лунин в 1880 г. пришел к следующему заключению: "... если, как вышеупомянутые опыты учат, невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания".
Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании. Результаты работ Н. И. Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что искусственно приготовленная пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной.
В настоящее время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура; это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержаться в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза.
В организме человека витамины не образуются или образуются в недостаточном количестве. Основным источником витаминов являются растения и продукты животного происхождения (рыбий жир, молоко, яйца).
Отсутствие в пище того или иного витамина вызывает заболевание нарушения обмена веществ – авитаминоз.
Действие витаминов специфично, нельзя заменить один витамин другим.
В биологии витамины обозначают буквами латинского алфавита. Каждый витамин участвует в определенных процессах в организме. Ученые выяснили, что их требуется очень мало, их нельзя запасти впрок, они должны поступать в организм постоянно (из продуктов питания, т.к. не образуется в организме).
Аскорбиновая кислота (витамин С) играет в организме человека огромную роль. Витамин С обладает мощным противовоспалительным действием, положительно влияет на кожные покровы, способствует укреплению кровеносных сосудов. Способствует восстановлению поврежденных тканей. Главная функция витамина С – укрепление иммунитета. Аскорбиновая кислота образуется почти во всех растениях. Наиболее богаты аскорбиновой кислотой плоды киви, шиповника, красного перца, цитрусы, черной смородины, лука, томата, листовые овощи (салат, капуста). Организм «не умеет» самостоятельно синтезировать витамин С и потому должен получать его в готовом виде вместе с пищей.
Рассматривая красивые коробки с соком на прилавках магазинов, также мы видим многообразие фруктов и овощей, задаем себе вопрос: «Какой же сок, купить? Какому фрукту или овощу отдать предпочтение?». Фрукты, овощи и соки в рационе человека должны занимать достойное место, тем более, что весной организм человека испытывает недостаток в витаминах. Чтобы бороться хоть как – то с авитаминозом неизменным спутником весны, можно заменить обычный чай и газировку на натуральный сок.
Витамин С предохраняет организм от многих вирусных и бактериальных инфекций
Повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов.
Помогает очищать организм от ядов, начиная от сигаретного дыма и кончая ядом змей.
Активизирует работу эндокринных желез, особенно надпочечников.
Улучшает состояние печени.
Ослабляет воздействие различных аллергенов.
Способствует снижению холестерина в крови.
Защищает от окисления необходимые организму жиры и жирорастворимые витамины особенно А и Е).
Ускоряет заживление ран, ожогов, кровоточащих десен.
Повышает сопротивляемость организма к любым неблагоприятным воздействиям.
Эффективен витамин С при лечении большинства заболеваний.
Недостаточность витамина С развивается, как правило, на фоне его малого поступления с пищей, однако дефицит витамина может возникнуть и при нарушениях всасывания, обусловленных заболеванием желудка, кишечника, печени и поджелудочной железы. Имеет значение и сезонный фактор: в зимне-весенний период меньше овощей и фруктов, а содержание в них витамина С снижено.
Для С-витаминной недостаточности характерны следующие признаки: снижение физической и умственной работоспособности, сопротивляемости инфекциям, вялость.
Изучив достаточное количество литературы по данному вопросу, меня заинтересовало содержание витамина С в различных соках и других продуктах. Это и стало предметом моего исследования. Для анализа содержания витамина С я выбрала метод титрования.
Т итрование – определение концентрации раствора добавлением к нему другого раствора известной концентрации. Титрующий раствор приливают из бюретки в исследуемый раствор, находящийся в конической колбе, до тех пор, пока не завершится химическая реакция между растворами. Конечная точка титрования – признак завершения титрования обнаруживается по изменению окраски раствора.
Но определить аскорбиновую кислоту (витамин С) в разных плодовых соках затрудняет и то, что кроме витамина С, есть еще множество других кислот – лимонная, яблочная, винная и другие. И отличить одну кислоту от другой трудно.
Однако у аскорбиновой кислоты есть свойство, которого нет у остальных кислот: быстрая реакция с йодом.
В титриметрии используют бюретки, пипетки и мерные колбы.
Бюретку моют, добиваясь, чтобы вода стекала, не оставляя капель, и 2—3 раза ополаскивают раствором титранта. Пользуясь воронкой, наполняют бюретку титрантом выше нулевого деления, заполняют оттянутую трубку, чтобы в ней не оставалось воздуха. Обязательно убирают воронку и, выпуская лишний раствор, устанавливают нижний мениск его на нулевом делении. Затраченный объем титранта определяют по изменению положения мениска с точностью до сотых долей миллилитра. Титрант выпускают из бюретки не быстрее 3—4 капель в секунду, иначе он не будет вовремя стекать и отсчет окажется неверным.
Опыт 1.
Вначале мы провели опыт с чистой аскорбиновой кислотой (купленной в аптеке), для того чтобы, сравнить интенсивность окраски растворов.
Я взяла 0,5 г аптечной аскорбиновой кислоты (без глюкозы), растворила ее в 500 мл воды и отобрала 15 мл раствора. Добавила 5 мл крахмального клейстера. Теперь осторожно, по каплям, прибавляла йодный титрант из бюретки постоянно взбалтывая содержимое колбы внимательно считать капли и следила за цветом раствора. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что операция титрование - закончена.
С помощью пипетки посчитали, сколько капель йодного раствора ушло на реакцию с пробой аскорбиновой кислоты.
Выводопыта 1: на титрование 20 мл раствора аскорбиновой кислотой у нас ушло 49 капель 4,9 мл.
Опыт 2.
Экспериментальное исследование с фруктами
1.Я взяла фрукты: апельсин, киви, банан, лимон, зелёное яблоко.
2. Приготовила вытяжки из этих фруктов.
3.Провела эксперимент на наличие содержания витамина С.
В ывод опыта 2
Экспериментальным путем было установлено: больше всего витамина С содержится в апельсине и киви
№ пробы |
Раствор рабочий мл |
Раствор титранта (мл) |
1 |
Яблоко - 20мл |
2,5 мл |
2 |
Киви - 20 мл |
3,8 мл |
3 |
Апельсин - 20 мл |
3,0 мл |
4 |
Лимон - 20 мл |
2,5 мл |
О пыт 3.
Экспериментальное исследование с овощами
1.Я взяла овощи: томат, огурец, перец, картофель, квашеную капусту.
2. Приготовила вытяжки из этих овощей.
3 .Провела эксперимент на наличие содержания витамина С.
№ пробы |
Раствор рабочий мл |
Раствор титранта (мл) |
1 |
Томат - 20мл |
1,5мл |
2 |
Квашеная капуста - 20 мл |
6,9 мл |
3 |
Огурец - 20 мл |
0,5 мл |
4 |
Картофель - 20 мл |
0,1 мл |
5 |
Сладкий красный перец -20 мл |
21,4 мл |
Вывод опыта 3
Экспериментальным путем было установлено: Больше всего витамина С содержится в красном сладком перце и квашеной капусте.
Опыт 4. Экспериментальное исследование готовых соков
1. Я взяла 3 вида разных соков «ананасовый», «вишневый», «яблочный»
2. Приготовила раствор из этих соков.
3.Провела эксперимент на наличие содержания витамина С.
№ пробы |
Раствор рабочий мл |
Раствор титранта (мл) |
1 |
«вишневый» - 20мл |
0,3 мл |
2 |
«ананасовый» - 20 мл |
0,5 мл |
3 |
«яблочный» - 20 мл |
0,9 мл |
Вывод опыта 4
Экспериментальным путем было установлено: больше всего витамина С содержится в яблочном соке.
При посещении Губернской аптеки и беседы с фармацевтом я узнала какие лекарственные препараты с Витамином С продают в аптеках. И их покупают в первую очередь при сезонных простудах.
При посещении Губернской аптеки и беседы с фармацевтом я узнала какие лекарственные препараты с Витамином С продают в аптеках. И их покупают в первую очередь при сезонных простудах.
Итак, я научились быстро и довольно точно определять витамин С в продуктах питания.
На основе полученных данных исследования, можно сделать вывод, что наиболее богатые витамином С являются свежие фрукты и овощи: красный перец, квашеная капуста, апельсин, яблоко. Но по разным причинам (материальным, сезонным, объективным) мы не всегда можем употреблять в пищу круглый год свежие фрукты и овощи, в этом случае можно заменить данные продукты соками и нектарами. Проводя эксперименты, доказывая наличие витамина С в продуктах, я подтвердила выдвинутую мною гипотезу и могу порекомендовать в весенний период:
апельсины и яблоки наиболее богата витамином С, предлагаю вам употреблять их в свежем виде 1-2 раза в день, или в соках, в морсах и в компотах.
а в вашем рационе должны присутствовать сладкий красный перец и квашеная капуста.
Используя данные исследования, мы проведем беседу для учащихся 6-7 классов и планируем рассказать о здоровом образе жизни родителям на родительских собраниях.
Конечно, полученные результаты достаточно приблизительны – хотя бы потому, что содержание витамина зависит от сорта растения, условий его хранения и т.д. Однако, зная содержание аскорбиновой кислоты в различных продуктах можно ориентировочно определить, сколько аскорбиновой кислоты мы получаем в сутки. Ведь от этого зависит наше с вами здоровье.
Витамин С неустойчив и легко разрушается:
в присутствии окислителей (O2),
на свету;
в присутствии солей железа и меди;
при тепловой обработке;
при длительном хранении.
Устойчивость аскорбиновой кислоты повышается в кислой среде, поэтому в квашеной капусте она сохраняется гораздо лучше.
Литература:
Антипова Н.В. Витамины как источник здоровья. Газета «Первое сентября» Биология №8, 2010.
“Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2008”
С. М. Мартынов. Овощи + фрукты + ягоды = здоровье. Беседы врача – педиатра о питании детей; Кн. для родителей. – М.: Просвещение, 1993.
Энциклопедия для детей. Т. 2. Биология. – 5 –е изд., Глав. Ред. М. Д. Аксёнова. – М.; Аванта
Интернет- ресурсы.
https://www.anadolumedicalcenter.ru/news/askorbinovaya-kislota-polza-i-vred/