XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование соков свежевыжатых и промышленного происхождения на наличие в них витамина С
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Здоровье современного человека, несмотря на все достижения науки, является очень уязвимым. По данным статистики почти каждый из школьников страдает повышенной утомляемостью, ухудшением зрения, частыми простудными заболеваниями. По мнению учёных, большое значение в профилактике таких нарушений имеет витамин С. Он является незаменимым витамином для жизнедеятельности организма, который сам в организме не синтезируется, он должен поступать с пищей. Всем известно, что свежевыжатые соки максимально витаминизированы, но чаще всего наиболее доступны соки, купленные в магазине.
Объект исследования: образцы яблочных соков промышленного происхождения торговых марок: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4»; образцы свежевыжатых соков (яблоко, мандарин).
Предмет исследования: наличие витамина С в образцах яблочных соков промышленного происхождения торговых марок: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4» и образцах свежевыжатых соков (яблоко, мандарин).
Цель исследования: определить наличие витамина С в образцах яблочных соков промышленного происхождения торговых марок: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4» и образцах свежевыжатых соков (яблоко, мандарин).
Задачи исследования:
1. Изучить историю появления понятия «Витамин»;
2. Выяснить разновидности витаминов;
3. Определить значение витамина С для здоровья человека;
4. Описать метод йодометрии для определения витамина С;
5. Провести опытно-экспериментальную работу по определению содержания витамина С в соках промышленного происхождения торговых марок: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4» и образцах свежевыжатых соков (яблоко, мандарин).
6. Подготовить пособие для дидактической игры для учащихся младших классов «Витамины – наши друзья!».
Гипотеза: чем большеколичество затраченного капель раствора йода, тем больше количество витамина С в свежевыжатых и промышленного происхождения соках.
Методы исследования: анализ и синтез,эксперимент, измерение, сравнение, метод химического анализа - титриметрический анализ (метод йодометрии), пересчет, визуализация данных, обобщение.
Практическая значимость: материалы данной работы могут быть использованы на уроках по окружающему миру, а также будут полезны всем, кто заботиться о своем здоровье.
Литературный обзор
1.1 История открытия витаминов
Т
Рис.1. Ученый из Польши Казимиром Функом.
ермин витамин был искусственно создан ученым из Польши Казимиром Функом путем сложения латинского слова «vita»-жизнь и «amin» - азотосодержащее вещество. Все жизненные процессы протекают в организме при их непосредственном участии (рис.1.) [1].
Витамины играют важнейшую роль в поддержании иммунитета, т.е. они делают наш организм более устойчивым к болезням. Это необходимая часть пищи. Часто говорят: «Эта пища полезная, в ней много витаминов». Но немногим точно известно, что такое витамины, откуда они берутся, в каких продуктах содержатся, какое значение имеют для нашего здоровья, как и когда нужно принимать витамины и в каком количестве.
Важность разнообразия еды для предотвращения определённых болезней была известна ещё в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты (человек плохо видит при слабом освещении). Ныне известно, что куриная слепота может вызываться недостатком витамина А.
В 1330 году в Пекине монгол Ху Сыхуэй опубликовал трёхтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость для здоровья комбинировать разнообразные продукты.
Особенно страдали от нехватки витаминов мореплаватели. Многие витамины содержатся в овощах и фруктах, являющихся скоропортящимися продуктами. Поэтому в экспедиции их обычно не брали. В результате путешественники страдали и часто умирали от авитаминозов [3].
Рис.2. Шотландский врач Джеймс Линд.
Известно, что одним из первых цитрусовые для лечения цинги у матросов предложил применять шотландский врач Джеймс Линд в 1747 году (рис.2.).
Рис.3.Джеймс Кук.
Джеймс Кук ввел в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. В результате в путешествии от цинги не погиб ни один матрос (рис.3.). В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков.
В 1880 году советский педиатр Николай Иванович Лунин экспериментально доказал, 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» (рис.4.).
Рис.4. Советский педиатр Николай Иванович Лунин.
Лунин проводил эксперименты на мышах. Были взяты две группы мышей. Одних кормил "искусственным молоком", которое состояло исключительно из казеина (молочного белка), жира, молочного сахара, минеральных солей и воды. Мыши, питающиеся таким молоком, вскоре начинали терять в весе и погибали. Мыши из другой группы, которым давали в пищу натуральное молоко, росли здоровыми и крепкими [3].
Поиски способов выделения противоцинготного витамина продолжались до 1932 года. В 1932 г. американский биохимик Чарльз Глен Кинг выделил витамин, предотвращающий цингу из лимонного сока.
В 1927 г. венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрди выделил вещество, которое назвал гексуроновой кислотой. В 1933 г. он дал ему название - аскорбиновая кислота («против скорбута», от лат.скорбут—цинга).
Строение аскорбиновой кислоты было установлено в 1932-33 гг. двумя английскими учёными Хирстом и Эйлером независимо друг от друга была установлена структурная формула аскорбиновой кислоты [3].
В 1970 Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал документальные свидетельства об эффективности витамина С (рис.5.).
Рис.5. Американский ученый Лайнус Полинг.
1.2 Разновидности витаминов
Витамины классифицируются на две группы:
1. Витамины, растворимые в воде: витамины группы В (В1, В6, В12 и так далее) и витамин С.
2. Витамины, которые растворяются в жирах: А, D, Е, К.
Водорастворимые витамины следует принимать ежедневно, так как они не накапливаются в организме и выводятся в течение 1 - 4 дней, жирорастворимые витамины могут накапливаться в жировой ткани и печени и при необходимости извлекаться оттуда организмом.
Витамины обозначают буквами латинского алфавита A, B, C, D, E и т.д. Их насчитывается несколько десятков. В настоящее время большинство витаминов выделено в чистом виде и их применяют в качестве лекарственных препаратов. В организме витамины не служат ни «стройматериалом», ни «топливом» - они регулируют обмен веществ [2].
1.3 Значение витамина С для здоровья человека
Биохимические свойства витамина С Аскорбиновая кислота (от лат. a – не,scorbin - цинга). Относится к группе водорастворимых. Витамин С слабочувствителен к свету и реакциям восстановления, чувствителен к влажности и легко разрушается под действием окислительных реакций, высоких температур и ионами металлов [4].
Рис.6.Витамин «С» или аскорбиновая кислота.
Витамин С оказывает профилактическое и общеукрепляющее действие на иммунитет. С уществует множество витаминов, но один из самых главных витаминов в нашем организме – витамин «С» или аскорбиновая кислота (рис.6.). Считается, что именно этот витамин – злейший враг всех болезней. Данный витамин участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма человека, помогает предотвратить образование тромбов и гематом, способствует заживлению старых язв, ран, снижению сахара в крови при сахарном диабете, улучшает усвоение кальция.
При недостатке витамина «С» нарушается обмен в соединительной ткани, повышается проницаемость капилляров, что в свою очередь, может быть причиной кровоизлияний и цинги. Так как организм человека не вырабатывает витамин «С» и не накапливает его, так что нам всем необходимо получать его вместе с пищей по 50-100 мг в сутки [5].
1.4 Метод йодометрии для определения витамина С
Для определения содержания витамина С может быть использован количественный анализ методом йодометрии, описанный О. Ольгиным в книге «Опыты без взрывов».
Йодометрия - метод окислительно-восстановительного титрования. Анализ основывается на взаимодействии витамина «С» с йодом.
В йодометрии в качестве индикатора используется раствор крахмала. Раствор йода в присутствии крахмала приобретает синюю окраску, после окисления витамина С.
Последовательность действий по методике йодометрии:
1.Приготовить все продукты для выполнения работы (свежевыжатый сок необходимо получать механически, руками выжимая сок из свежих фруктов, чтобы избежать контакта витамина С с металлическими деталями соковыжималок);
2. Отмеряем 20 мл сока и разбавляем его водой до объёма 100 мл;
3. Добавляем 1 мл крахмального клейстера;
4. Добавляем по каплям 5% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек.
5. С помощью счетчика капель посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл (зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты).
6) Зная, объём затраченного раствора йода можно определить количество аскорбиновой кислоты в определённом объёме исследуемого материала.
Выполнение расчётов:
Концентрация раствора йода нам известна:
1 мл р-ра йода-28 капель р-ра йода;
Х мл р-ра йода- количество затраченного капель р-ра йода;
1 мг 5%р-ра йода-35 мг аскорбиновой кислоты.
Количество затраченного капель р-ра йода - х мг аскорбиновой кислоты.
Материалы и методы
2.1 Проведение опытно-экспериментальной работы по определению наличия витамина С в соках свежевыжатых и промышленного происхождения
Место проведения: загородный дом.
Сроки проведения: 12.02. 2024 -16.02.24
Оборудование:
- колба;
- химический стакан;
- салфетка;
- пипетка.
Материалы:
-5% раствор йода;
-вода;
-крахмальный клейстер,
-образцы яблочных соков промышленного происхождения торговых марок: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4»;
- образцы свежевыжатых соков (яблоко, мандарин).
Ход работы:
1.Приготовили все продукты для выполнения работы (руками выжали сок из свежих фруктов, чтобы избежать контакта витамина С с металлическими деталями соковыжималок) (рис.7-12.);
Рис.1-2. Продукты для выполнения работы.
2 . Отмерили 20 мл сока и разбавили его водой до объёма 100 мл (рис.13-18.).
Рис. 3-4. Подготовка сока для проведения опыта. Разбавление водой до 100мл.
-
Добавили 1 мл крахмального клейстера в каждую пробу (рис.19.).
Рис.5. Добавление крахмального клейстера в каждую пробу.
-
Добавили по каплям 5% раствора йода, осуществляя пересчет, перемешали (рис.20. -21.).
Рис.7. Перемешивание раствора и пересчет каплей раствора йода.
Рис.6. Добавление раствора йода в каждую пробу.
-
Д обились появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек.
Рис. 8-9. Появление устойчивого синего окрашивания в каждой пробе.
Результаты и их обсуждение
В ходе проведения опытно-экспериментальной работы по определению наличия витамина С в соках свежевыжатых (мандарин, яблоко) и промышленного происхождения торговых марок: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4» нами был проведен расчет, результаты которого представлены в таблице.
Таблица
-
№ пробы
Количество затраченного капель р-ра йода
Кол-во р-ра йода, мл
Содержание витамина «С» (на 100 мл.) в мг
1.
2
0,07
2,45
2.
7
0,25
8,75
3.
15
0,53
18,55
4.
4
0,14
4,9
5.
20
0,71
24,85
6.
16
0,57
19,9
На основе таблицы результаты представлены в диаграмме (рис.28.)
Рис.28. Результаты измерения наличия витамина С в пробах сока.
Таким образом, наибольшее количество витамина С в свежевыжатых соках мандариновом (24,85 мг.) и яблочном (19,9 мг.). В соках промышленного происхождения наибольшее количество витамина С торговых марок «Образец №4» (18.55 мг) и «Образец №3» (8,75 мг), а наименьшее количество в соках торговых марок «Образец №2» (4,9мг) и «Образец №1» (2,45).
Заключение
Существует множество витаминов, но один из самых главных витаминов в нашем организме – витамин «С» или аскорбиновая кислота. Считается, что именно этот витамин – злейший враг всех болезней. Данный витамин участвует в окислительно - восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма человека, помогает предотвратить образование тромбов и гематом, способствует заживлению старых язв, ран, снижению сахара в крови при сахарном диабете, улучшает усвоение кальция.
При недостатке витамина «С» нарушается обмен в соединительной ткани, повышается проницаемость капилляров, что в свою очередь, может быть причиной кровоизлияний и цинги.
Так как организм человека не вырабатывает витамин «С» и не накапливает его, так что нам всем необходимо получать его вместе с пищей по 50-100 мг в сутки.
В ходе проведения опытно-экспериментальной работы было выявлено, что наибольшее количество витамина С в свежевыжатых соках мандариновом (24,85 мг.) и яблочном (19,9 мг.). В соках промышленного происхождения наибольшее количество витамина С торговых марок «Образец №4» (18.55 мг) и «Образец №3» (8,75 мг), а наименьшее количество в соках торговых марок «Образец №2» (4,9мг) и «Образец №1» (2,45).
Таким образом, гипотеза, о том, чем больше количество затраченного капель раствора йода, тем больше количество витамина С в свежевыжатых и промышленного происхождения соках, подтвердилась.
Сок, который находится на прилавках наших магазинов может содержать искусственную аскорбиновую кислоту и поэтому лучше всего пить свежевыжатые соки и употреблять в пищу продукты богатые витамином «С».
Важно знать, что даже при правильном хранении количество витамина «С» в овощах и фруктах уменьшается с течением времени.
Следовательно, чтобы в организм поступало достаточное количество витамина «С» нужно питаться разнообразно, есть свежие овощи и фрукты, замороженные ягоды, а при необходимости по рекомендации врача принимать витаминные добавки.
В ходе работы над темой исследования нами разработаны следующие рекомендации по рациону питания и сохранению витамина «С» в продуктах питания:
1. Лучше всего употреблять в пищу свежие овощи и фрукты. Но в зимнее время приходится в основном питаться их заготовками, поэтому важно уметь правильно приготовить, чтобы они не теряли витаминную ценность.
2. В зимнее время вместо воды и покупных соков использовать настой шиповника, морс их замороженных ягод или свежевыжатый сок.
3. К чаю лучше всего употреблять замороженную смородину, облепиху, или малину.
4. Как можно больше употреблять в пищу цитрусовых.
Для расширения знаний учащихся о пользе витаминов для здоровья в ходе работы было подготовлено пособие для дидактической игры «Витамины – наши друзья!» (Приложение 1).
Список литературы
-
Канюков, В.Н. Витамины: учебное пособие / В.Н. Канюков, А.Д. Стрекаловская, Т.А. Санеева; Оренбургский гоc. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2012. – 108 с.
-
Происхождение слова витамин [Электронный ресурс] Режим доступа: https://lexicography.online/etymology/в/витамин?ysclid=lrf3caiyz8851582056, свободный (дата обращения: 12.02.2024).
-
Краткая история открытия витаминов[Электронный ресурс] Режим доступа: https://planetazdorovo.ru/about/articles/istoriya-otkrytiya-vitaminov57/?ysclid=lrf3kek9ou888547073&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2, свободный (дата обращения: 13.02.2024).
-
Витамины и их значение для организма [Электронный ресурс] Режим доступа:https://foxford.ru/wiki/biologiya/vitaminy-v-organizme-cheloveka?ysclid=lrf3liz1bl491139754&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F, свободный (дата обращения: 13.02.2024).
-
Витамины в жизни человека [Электронный ресурс] Режим доступа: https://project.osipov.digital/projects/17796-vitaminy-v-zizni-celoveka, свободный (дата обращения: 13.02.2024).
Приложение
Дидактическая игра «Витамины-наши друзья!»
Цель: расширение знаний о витаминах и полезных веществах, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека.
Задачи:
-
Дать детям знания о витаминах, об их пользе для здоровья человека.
-
Закрепить у детей знания о том, что в продуктах содержаться важные для здоровья веществавитамины.
-
Для формирования здорового образа жизни учить ребенка заботиться о своем организме, не вредить ему.
-
Воспитывать желание у детей есть овощи и фрукты, чтобы противостоять болезням.
О вощи и фрукты –полезные продукты.
Витамины нам нужны - для здоровья всем важны.
Нужно с витаминами дружить
Надо овощи любить
Все без исключения
В этом нет сомнения.
Тот, кто много ест морковки
Станет сильным, крепким, ловким
А кто любит, дети, лук –
Вырастает быстро вдруг
Кто капусту очень любит
Тот всегда здоровым будет.