XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Какой сок лучше?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Траут Е.А. 1

---

1МБОУ "Солянская СОШ"

Полоротова О.В. 1

---

1МБОУ "Солянская СОШ"

Работа в формате PDF

473.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Аннотация.

В работе рассмотрено физиологическое значение витамина С. Проведен сравнительный количественный анализ содержания витамина С в четырёх образцах яблочных соков методом йодометрии. Измерен уровень рН этих соков датчиком рН цифровой лаборатории «Радуга». Проведён анализ данных образцов сока.

Ключевые слова: аскорбиновая кислота, витамин С, физиологическое значение витамина С, яблочные соки, качественный анализ, количественный анализ, метод йодометрии.

Введение.

Самой распространённой причиной снижения иммунитета является плохо сбалансированное питание с дефицитом витаминов [1]. Не менее 70 % россиян испытывают постоянный недостаток витамина С [1], что приводит к ослаблению сопротивляемости инфекциям.

Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в работе многих жизненно важных систем организма. Это мощный антиоксидант, стимулятор выработки интерферонов и работы макрофагов, регулятор свёртываемости крови, фактор защиты от стрессовых воздействий [2]. Его присутствие препятствует разрушению витаминов В1, В2, A, E, пантотеновой и фолиевой кислот [2].

Витамин С содержится в овощах, фруктах, ягодах, листовой зелени. Незначительное его количество можно получить из субпродуктов животного происхождения [2]. Физиологическая норма потребления аскорбиновой кислоты для взрослого человека составляет 60–100 мг в день, а терапевтическая — до 1500 мг [2].

При дефиците витамина С могут наблюдаться:

• снижение физической и умственной работоспособности [3];

• частые простуды [3];

• кровоточивость дёсен [3];

• появление внезапных мелких кровоподтёков [3];

• долгое заживление ран и порезов [3];

• выпадение волос, сухость и бледность кожи [3].

Такое возможно даже при здоровом образе жизни и сбалансированном по количеству белков, жиров и углеводов питании. Продукты, составляющие рацион современного человека, как правило, бедны витаминами и микроэлементами. Многие фрукты и овощи, особенно идущие на импорт, собирают ещё незрелыми, и они не успевают накопить в себе полезные вещества. Термическая обработка и рафинирование пищи приводят к разрушению имеющихся в ней витаминов. Запасы аскорбиновой кислоты в организме при прекращении её поступления истощаются со скоростью около 4% в сутки, что может привести к развитию цинги [1].

Универсального ответа на вопрос, сколько человеку нужно витамина C, не существует. При расчете суточной нормы нужно учитывать множество факторов:

• климат и время года;

• состояние экологии;

• вредные привычки (никотиновая зависимость, пассивное курение, прием алкоголя);

• пол и возраст человека;

• хронические заболевания.

Ученые до сих пор не пришли к единому мнению о точном количестве витамина С, необходимом человеку. В таблице приведены данные о минимальной суточной норме аскорбиновой кислоты для людей разных возрастов.

Сильнее всего в витамин нужен детям в период активного роста, спортсменам, беременным и кормящим женщинам, курильщикам, людям, проживающим в холодном или в жарком климате. Вырастает потребность во время болезней, стрессов.

Всемирная организация здравоохранения придерживается рекомендации: 2,5 мг витамина на 1 кг веса.

Увеличить количество поступающего в организм витамина C необходимо тем, кто принимает антибиотики. Курящие люди, как правило, страдают от недостатка аскорбиновой кислоты. Продукты горения табака мешают ей усваиваться, а значит, имеющим никотиновую зависимость, стоит увеличить суточную дозу потребления витамина C на 20-35 процентов.

Любители шашлыков, жареной свинины, тушеной с овощами говядины и других мясных блюд, включая копчености, сосиски и колбасы, также должны употреблять повышенную норму витамина C. Дело в том, что избыток азотистых соединений отрицательно воздействует на человеческий организм. Кроме того, при изготовлении колбас производители в качестве консерванта используют селитру – азотнокислое соединение, которое в смеси с желудочным соком может спровоцировать рост раковых клеток [4].

Поддержать необходимый уровень витамина С может помочь правильное и рациональное питание, но если взрослый человек понимает важность этого вопроса и способен взять под контроль свой рацион, то детей съесть что-либо полезное, но на их взгляд совершенно не вкусное, порой очень трудно уговорить. Большинство детей любят сок. В моём окружении дети употребляют пакетированные соки. Основным источником витаминов и микроэлементов являются овощи и фрукты. А сколько витамина С содержится в соках промышленного изготовления? Возможно ли это выяснить в домашних условиях? Какой сок имеет преимущества перед соками других торговых марок? На эти вопросы я попытаюсь найти ответы в рамках своего исследования.

Тема исследования:«Какой сок лучше?»

Актуальность выбранной темы: Здоровье современного человека, несмотря на все достижения науки, является очень уязвимым. По данным статистики до 90% населения России ежегодно страдают простудными заболеваниями. Все 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 – это незаменимый витамин для жизнедеятельности организма, который сам в организме не синтезируется, он должен поступать с пищей.Нет темы более актуальной, чем здоровье человека. Витамин С повышает иммунобиологическую сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям, а также снижает риск возникновения заболеваний ОРЗ, ОРВИ.

Предмет исследования: пакетированный яблочный сок.

Объект исследования: содержание витамина С в яблочном соке промышленного изготовления и сравнение ключевых характеристик соков разных торговых марок.

Цель: определить наличие витамина С в яблочном соке разных производителей и получить возможность обоснованно рекомендовать их для употребления.

Гипотеза: соки, представленные в торговой сети и предназначенные для детского питания, изготовлены из натурального пищевого сырья, не содержат искусственных красителей и консервантов, содержат витамин С.

Задачи:

1. Ознакомиться с методиками определения витамина С и выяснить в каком соке содержится наибольшее количество витамина С.

2. Измерить уровень рН исследуемых соков с помощью датчика рН цифровой лаборатории «Радуга».

3. Составить сводную таблицу.

4. Провести анализ и сделать выводы.

Методы: изучение различных видов источников информации, сравнительный анализ, эксперимент.

Практическая значимость: приобретение личного опыта, повышение потребительской грамотности, отработка простейших приёмов исследовательской деятельности с использованием школьной лаборатории.

1.Теоретическая часть.

1. 1. Методика определения витамина С в продуктах питания.

Метод йодометрии.

После изучения информационных источников, мой выбор остановился на использовании в своём исследовании метода йодометрии.

Метод количественного определения витамина С основан на характерной особенности аскорбиновой кислоты - легкости ее окисления. Для анализа в качестве окислителя используется йод. Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая капля прореагирует с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Этот метод количественного анализа (метод йодометрии) описан О.Ольгиным в книге «Опыты без взрывов» [5]. Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом происходит по уравнению:

С₆Н₈О₆ + I₂ = С₆Н₆0₆ + 2 НI.

В качестве рабочего раствора используется титрованный раствор йода, который готовится из 5% аптечной йодной настойки. Окончание реакции фиксируется по изменению окраски раствора крахмала на синюю.

Для анализа взят сок яблоко 4 торговых марок .

При анализе фруктовых соков удобно разбавить йод в 40 раз, при этом получается 0,125% раствор, 1мл которого соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты.

В качестве индикатора реакции используется раствор крахмала. Как только вся аскорбиновая кислота прореагирует с йодом, следующая его капля окрасит раствор в синий цвет. Титрование ведут до появления устойчивого синего окрашивания.

Отобрала 20 мл исследуемого сока и измерила объем использованного на титрование йода.
Рассчитала содержание аскорбиновой кислоты. Так как концентрация приготовленного раствора йода будет 0,005 моль/литр, то 1мл раствора содержит 0,5 x 10 ^-5 моль его:

0,005 моль—1000 мл

Х моль—1 мл

Х моль=1х0,005/1000=0,000005 или 0,5х10^-5 моль в 1мл

По уравнению взаимодействия аскорбиновой кислоты с йодом:

n(С₆Н₈О₆) = n(I₂),

следовательно, 1 мл раствора йода так же соответствует

0,5 x10^-5 моль аскорбиновой кислоты .

1 моль С₆Н₈О₆ содержит-176 г С₆Н₈О₆

0,5 x 10^-5 моль С₆Н₈О₆ содержит-x г C₆H₈O₆

х г=176г х0,5х10^-5 моль /1моль=88х10^-5 г=0,88мг (в 1мл р-ра)

Так как содержание аскорбиновой кислоты обычно рассчитывают в мг на 100 г или мл продукта, то полученные результаты нужно умножить на пять (20мл х 5 = 100мл).О окончательная формула для расчета содержания витамина С в 100г или 100мл:

m(C₆H₈O₆)=V(I₂)x0,88x5

Для начала определила объем одной капли: с помощью мензурки отмерила 1 мл разбавленного раствора йода и посчитала, сколько капель из обычной пипетки содержится в этом объеме. В этом объеме содержится 27 капель.

Для опыта понадобится также крахмальный клейстер, который будет служить индикатором реакции. Нужно приготовить очень жидкий крахмальный клейстер. Что бывает, когда йод реагирует с крахмалом, знают, наверное, все. Если капнуть в чашку сначала крахмальный клейстер, а потом йодную настойку - все тотчас окрасится в синий цвет.

1. 2. Определение кислотности в образцах соковой продукции.

Кислотность - это содержание органических и минеральных кислот, определяемых в соответствии с ГОСТ Р 51434-99 [6].

Для определения кислотности соковой продукции, как самый доступный в условиях отсутствия специального оборудования, выбирают метод титрования, но, в нашей школьной лаборатории возможно использование рН датчика цифровой лаборатории, что значительно упрощает задачу .

Потребление продуктов с повышенной кислотностьюнегативносказываетсянафункционированииразвивающегосяорганизма.Кислотныеищелочныепродуктыдолжны употребляться сбалансировано.Есликислотапреобладает,нейтрализуетсящелочь,могутвозникнутьследующиепоследствия:

• Скелетчеловекастрадает.

• Организмом используются все резервы, чтобы произвестиощелачивание.

• Прогрессированиесердечнососудистыхзаболеваний.

• Изменяетсясоставкрови,возникаютрискивозникновениярака.

• Гипофункциящитовидки,бессонница,тревожность,отеки,низкое

АД.

• Закислениепровоцируетужевмолодомвозрастехроническую

усталость, боливмышцах.

• Происходитразрушениезубнойэмали.

• Замедляетсяметаболизм,ускоряютсяпроцессыстарения.

Поэтому важно, чтобы кислотность соков была выдержана вопределенныхпределах,контролироваласьпроизводителемиотвечалаГОСТ 26188-84«Продуктыпереработкиплодовиовощей,консервымясныеимясорастительные. Метод определенияpH». ПоГОСТ26188-84«Продуктыпереработкиплодовиовощей,консервымясные и мясорастительные. Метод определения pH» показатель рН всехплодовых соков, кроме цитрусовых, не должен превышать 4,2. [6].

2.Практическая часть.

2.1 Определение витамина С в яблочном соке – образец №1

1)Отмеряем 20 мл сока

2) Добавляем 1 мл крахмального клейстера;

3)Добавляем по каплям р-р йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

4)Определяем наличие витамина С в соке методом йодометрии (фото 5,6).

Расчёты:

1 мл р-ра йода – 27 капель р-ра йода

Х мл р-ра йода—210 капель р-ра йода.

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 7,8 мл йода.

1 мл р-ра иода – 0,88 мг аскорбиновой кислоты

7,8 мл р-ра йода – Х мг аскорбиновой кислоты

Х = 7,8×0,88×5 = 34,32 мг в 100 мл

Количество витамина С в яблочном соке – образец №1 34,32 мг в 100 мл

Аналогично рассчитала количество витамина С в трёх оставшихся образцах соков. Результаты расчётов можно увидеть в сводной таблице 1.

2.2 Определение кислотности исследуемых образцов сока.

Кислотность определялась датчиком рН цифровой лаборатории «Радуга». Результаты измерений можно увидеть в сводной таблице 1 :

3.Заключение.

Таблица1. Сводная таблица результатов.

Согласно данным, представленным в таблице, можно сказать, что исследуемые образцы соков содержат витамин «С», больше всего этого полезного витамина я обнаружила в образцах №1 и №2. Уровень рН всех соков соответствует ГОСТу, а кислотность чуть меньше в этих же образцах. Остальные показатели были взяты с упаковок соков и имеют приблизительно одинаковые значения. Образцы №1 и №2 стоят чуть дороже, возможно это связано как раз с тем, что они содержат большее количество витаминов.

4.Вывод.

В ходе своего исследования я расширила знания о влиянии витамина С на организм человека, произвела вычисления содержания витамина С в яблочных соках четырёх производителей, а также познакомилась с методом йодометрии в теории и закрепила свои знания на практике. В ходе опытов определила наличие и количество витамина С в соках.

В процессе исследования совершенствовала и приобрела следующие конкретные умения: проводить эксперименты; проектировать ход эксперимента; сравнивать, анализировать, делать выводы, устанавливать причинно-следственные связи; работать с дополнительной литературой, справочниками, таблицами, реальными объектами, отработала навыки работы с рН-датчиком цифровой лаборатории.

Поставленные в начале исследования цели и задачи мной были достигнуты.

Перспективы работы:

1. Определить содержание витамина С в свежевыжатых соках.

2. Определить содержание витамина С в отваре шиповника и кураги.

3. Исследовать влияние термической обработки на количество витамина С в овощах и фруктах.

4. Изучить возможности использования датчиков цифровой лаборатории в дальнейших исследованиях.

5. Список источников и литература.

[1]. Иммунитет и питание. / Вологжанин Д. А., Калинина Н. М., Князев П. С. — Иммунология. — Том 6. — 2005. — URL: http://www.medline.ru/public/pdf/6_169.pdf (дата обращения: 10.12.2021).

[2]. Витамины, микро- и макронутриенты и их влияние на иммунную систему. / Моносова О. Ю., Шарапова К. Г. — Эффективная фармакотерапия. Педиатрия. — №2 — URL: https://umedp.ru/upload/iblock/44d/alfavit.pdf (дата обращения: 10.12.2021).

[3].Признаки нехватки витаминов. / Роспотребнадзор. — URL: http://cgon.rospotrebnadzor.ru/content/62/2177/ (дата обращения: 10.12.2021).

[4]. https://www.beauty-shop.ru/info/v-kakikh-produktakh-pitaniya-soderzhitsya-vitamin-s/

[5]. Ольгин.О. Опыты без взрывов изд.второе, переработанное.- М.:Химия, 1986 -192с.

[6]. https://allgosts.ru/67/080/gost_26188-84

Приложение.

Фото 1. К работе готова.

Фото2. Работа с датчиком.

Фото 3. Титрование.