XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение содержания витамина С в яблоках разных сортов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тарасова С.А. 1

---

1МАОУ гимназия №177 г. Екатеринбург

Гильмиянова З.Б. 1

---

1МАОУ гимназия №177 г. Екатеринбург

Работа в формате PDF

466.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Почти каждый из школьников страдает повышенной утомляемостью, ухудшением зрения, частыми простудными заболеваниями. По мнению ученых, большое значение в профилактике таких нарушений имеет витамин С. Витамин С (аскорбиновая кислота) – один из важнейших витаминов в жизни человека. Известно, что витамин С поддерживает работу иммунной системы нашего организма. В последние годы, согласно результатам, проведённым Институтом питания Российской академии медицинских наук, недостаток витамина С выявлен у 80-90% населения, а его дефицит достигает 50-80%. Особенно эта проблема актуальна для регионов с длительным и холодным периодом зимы. В природе витамин С содержится во многих овощах и фруктах. Основным источником витамина С для человека являются овощи и фрукты.

В настоящее время различные фрукты можно приобрести в магазинах круглый год, при этом наиболее потребляемыми на территории Российской Федерации считаются яблоки. Яблоки не являются лидерами среди плодов по накоплению витамина С, но учитывая их высокую доступность и потребительскую востребованность в свежем виде на протяжении всего года, следует признать их важными поставщиками витамина С для человеческого организма. Включая эти плоды в ежедневное меню, можно укрепить защитные силы организма, нормализовать обмен веществ, повысить гемоглобин, улучшить зрение, состояние кожи, кровеносных сосудов и капилляров.

Проблема исследования: наш организм не может самостоятельно вырабатывать витамин С, следовательно, мы должны получать этот витамин, употребляя овощи и фрукты. Для исследования мы выбрали яблоки. А сколько в яблоке витамина С? Конечно, ответ на этот вопрос можно найти в справочнике. Но там говорится о яблоке вообще. А сколько витамина С именно в этом яблоке, которое вы собираетесь съесть? Какие сорта яблок богаты этим витамином? Недостаточно данных о содержании витамина С в разных сортах яблок затрудняет выбор наиболее полезных для употребления.

Целью данной работы является определение содержания витамина С в яблоках разных сортов.

На основании поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Изучить витамин С, его функции и методики его определения;

2. Рассмотреть разные сорта яблок, доступные в Свердловской области, выявить их пользу для организма человека;

3. Провести анкетирование: «Какие сорта яблок Вам нравятся?» среди учащихся 5-х классов;

4. Провести эксперимент по определению содержания витамина С из разных сортов яблок, исходя из результатов анкетирования;

5. Сравнить результаты исследования и выявить наиболее богатые витамином С сорта яблок;

6. Подготовить тематическую папку, в которой будет находиться структурированная информация по теме исследовательской работы.

Гипотеза исследования: предположим, что в разных сортах яблок разное количество витамина С.

Объект исследования: яблоки разных сортов.

Предмет исследования: содержание витамина С в яблоках.

Методы исследования: анализ, анкетирование, эксперимент, наблюдение, сравнение.

Практическая значимость: данная работа может быть полезной для проведения классных часов, внеклассных мероприятий, уроков химии и биологии, для тех, кто заботится о своём здоровье. А также повысить интерес у обучающихся к исследовательской деятельности.

Новизна: на сегодняшний день существуют работы, посвящённые изучению содержания витамина С в продуктах питания (яблоках). Однако мы решили изучить эту тему на примере исследования разных сортов яблок, которые доступны в нашем регионе (Свердловская область). В данной работе были определены различия в содержании витамина С между разными сортами яблок и выявлены наиболее полезные для здоровья сорта.

Представленные задачи определили план работы, который проходил в пять этапов.

На поисковом этапе (сентябрь – октябрь 2024 г.) происходило определение тематического поля и темы работы. Так же на данном этапе был осуществлён анализ интернет источников с информацией о витамине С, о содержании витамина С в яблоках, методиках определения витамина С.

На аналитическом этапе (ноябрь 2024 г.) был составлен алгоритм достижения цели и продумано как представить результаты исследовательской работы. Было решено подготовить тематическую папку, в которой будет находиться структурированная информация по теме исследовательской работы.

На практическом этапе (декабрь 2024 г.) был проведён эксперимент по определению содержания витамина С в яблоках разных сортов.

На презентационном этапе (декабрь 2024 г.) была проведена подготовка презентационных материалов, работа над тематической папкой.

На контрольном этапе (январь 2025 г.) – осуществлена презентация выполненной исследовательской работы на школьной научно-практической конференции.

Структура работы. Работа состоит из оглавления, введения, основной части, которая разделилась на теоретическую и практическую, заключения и списка использованной литературы.

1.Теоретическая часть

1.1.Витамин С и его роль в жизни человека

Витамин С (аскорбиновая кислота) – один из важнейших витаминов для нашего организма. Поддерживает в нормальном состоянии кровеносные сосуды, кожу, стимулирует защитные силы организма, укрепляет иммунную систему, что помогает предотвратить болезни. Следует помнить, что витамин С не синтезируется в организме человека, поэтому он должен поступать в организм человека с пищей. Так же нужно отметить, что этот витамин относится к группе водорастворимых витаминов и накопить впрок витамин С в организме не получится, поэтому нужно поддерживать здоровый рацион с включением в ежедневный рацион овощей и фруктов. Согласно методическим рекомендациям Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, физиологическая потребность в витамине C для взрослого человека составляет около 100 мг в день, детям от 30 мг в зависимости от возраста. Необходимое количество витамина С для нормальной жизнедеятельности неодинаково. Оно зависит от возраста, пола, физической активности, наличия хронических заболеваний. Потребность в витамине C возрастает во время простуды, при хронических инфекционных процессах, пониженном иммунитете. [5] Считается, что запаса витамина С хватает организму на 1-1,5 месяца при отсутствии витамина С в пище.

Дефицит витамина С связан с низким употреблением в пищу свежих овощей и фруктов, а также с обработкой продуктов питания, при которой используют только определённые части растений. Содержание витамина С в разных частях плодов неодинаково. Больше всего витамина С в кожуре, наружных слоях и листьях. Стоит отметить ещё и то, что витамин С быстро разрушается при нагревании. Кроме этого, разрушению способствует металлическая поверхность посуды и бытовых приборов. [2]

Таким образом, мы сделали следующий вывод: для поддержания в организме достаточного количества витамина С нужно ещё помнить, что он очень неустойчив во внешней среде и быстро разрушается при нагревании. Поэтому, лучше готовить на пару или в микроволновой печи. Летние сорта фруктов, ягоды можно замораживать, так как быстрая заморозка не влияет на количество аскорбиновой кислоты.

1.2. О пользе яблок

Яблоня распространена почти на всей территории России. Многообразие климатических зон нашей страны обусловливает необыкновенное разнообразие сортов яблонь. В результате селекции получены сорта, соединяющие урожайность и зимостойкость, крупноплодность и лёжкость плодов, иммунитет к болезням и хороший вкус. В последние годы ведутся работы по созданию сортов, накапливающих в плодах большие количества лечебных, биологически активных соединений. Химический состав плодов зависит от района, сорта, времени сбора, погодных условий, сроков и способов хранения. В яблоке в среднем 85% воды, 11,3% углеводов, представленных в основном сахарами. Кислый вкус яблок зависит от содержания в них органических кислот. В яблоках представлен почти весь витаминный алфавит: А, В₁, В₂, B₃, В₆, С, Е, Р, К₁, фолиевая кислота. Содержание витамина С в яблоках в среднем невысокое - от 2 до 40 мг (на 100 г) и обуславливается многими факторами: сортовыми особенностями, степенью зрелости во время их съёма, условиями выращивания, однако, употребление в пищу специально выращиваемых сортов в количестве 2-3 яблок в день может обеспечить до половины суточной потребности в витамине С. В мелкоплодных яблоках витамина С, как правило, больше. Это связано с тем, что его наибольшее количество сосредоточено в наружных слоях мякоти яблока. Северные сорта богаче витамином С. В процессе хранения содержание этого витамина падает быстрее, чем остальных.

По содержанию биоактивных соединений яблоки уступают некоторым другим фруктам, но универсальность набора, доступность и возможность длительного (почти до весны) хранения плодов в свежем виде делают их незаменимыми в профилактике авитаминозов. Также стоит отметить, что яблоко – один из самых легкоусваиваемых и гипоаллергенных фруктов. Именно яблоки вводят в рацион грудных детей в первую очередь.

Яблоки применяли и для профилактики простудных заболеваний: включение 2-3 яблок в день в пищевой рацион 500 студентов Мичиганского университета снизило среди них заболеваемость респираторными инфекциями (ОРЗ) в три раза.

Доступность яблок в любое время года делают возможным широко применять яблочную диету в лечении заболеваний кишечника.

Яблочная диета применялась также в лечении больных гипертонической болезнью.

Яблоки полезны больным с сердечнососудистыми заболеваниями, так как в плодах содержится много калия и Р-активных веществ.

Для лечения различных анемий издавна применяются яблоки, так как плоды содержат значительные количества органического железа. [3]

Таким образом, изучив литературу, мы с уверенностью можем говорить о пользе яблок. В плодах яблочного дерева содержатся витамины, минеральные вещества, необходимые человеку для поддержания здоровья. Не зря во многих странах распространена поговорка, которая на русский язык переводится так: «По яблоку в день – и доктор не нужен».

1.3. Сорта яблок

Самые полезные, конечно, свежие яблоки. Они бывают летними, осенними и зимними. Летние яблоки почти не лежат и через 7-10 дней портятся. Осенние сорта хранятся до двух месяцев и приобретают наилучшие вкусовые качества через две недели после сбора. Зимние сорта могут долежать до весны. Наилучшая температура при этом - около 0 градусов. Плоды среднего размера хранятся лучше, чем крупные или мелкие.

Яблоки перед укладкой на хранение перебирают, сортируют. Отобранные для хранения плоды завёртывают в промасленные бумажные салфетки. В Сибири, на Урале и других местах с холодной зимой яблоки сохраняют, замораживая на полках в хранилищах. Замороженные яблоки хорошо сохраняются в течение длительного срока, вплоть до зимнего и весеннего периода. Есть сорта яблок, хорошо сохраняющие при замораживании цвет, вкус и лечебные свойства. При хранении при 2-20 градусах мороза витаминность яблок почти не снижается. Размораживать яблоки лучше всего в холодильнике при температуре 0 градусов - так будет сохранено максимальное количество витамина С. Если мороженые плоды оттаивать в тёплом помещении, то количество витамина С катастрофически уменьшается.

Сорта яблок, которые можно приобрести в магазинах Свердловской области: (Таблица 1) [4].

Таблица 1

Таким образом, мы узнали, что яблоки бывают летними, осенними и зимними, изучили, как хранят яблоки, а так же более подробно изучили те сорта яблок, которые можно приобрести в магазинах Свердловской области.

1.4. Методика определения витамина С

Изучая разные методики по определению витамина С, мы обращали внимание на такие моменты, как наличие специальной лаборатории или это можно выполнить, не прибегая к помощи специальной химической лаборатории. Обсуждали, какие имеются реактивы, приборы и оборудование для проведения эксперимента, а также проговаривали технику безопасности. В итоге подобрали и изучили методику определения витамина С методом йодометрии (постепенное добавление известного количества одного из реагентов к другому до тех пор, пока определяемое вещество не прореагирует полностью. В этот момент происходит изменение цвета). Для эксперимента мы будем использовать йод. Для этого можно взять аптечный спиртовой раствор йода (йодную настойку). Далее приготовим раствор крахмала: разведем 1 г его в небольшом количестве холодной воды, выльем в стакан кипятка и прокипятим еще с минуту. Прежде чем приступить к анализу, нужно потренироваться на чистой аскорбиновой кислоте.

Нужно взять 500 мг аптечной аскорбиновой кислоты, растворить ее в 500 мл воды и отобрать 25 мл раствора. Добавить примерно полстакана воды (точное ее количество значения не имеет) - и еще 2-3 мл раствора крахмала. Затем, осторожно, по каплям, прибавлять из аптечной пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое, внимательно считать капли и следить за цветом раствора. Как только йод прореагирует со всей аскорбиновой кислотой, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что эксперимент завершен.

Но как узнать, сколько мы израсходовали йодной настойки? Капли - не единицы измерения. В химических лабораториях есть специальные бюретки с делениями - сразу в миллилитрах. Мы же воспользуемся другим, вполне точным, методом, хотя и более долгим. С помощью той же пипетки посчитаем, сколько капель содержится в аптечной склянке с йодом.

Затем приступаем к решению нашей основной задачи - определению количества витамина С. Из литературных данных нам известно, что 1 мл раствора йода соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты.

Подготовим только что выжатый яблочный сок. Эксперимент проводим только со свежеприготовленным соком. [1] Отмеряем 20 мл сока и разбавляем водой до объема примерно 100 мл. Вливаем немного раствора крахмала, а затем, добавляем по каплям раствор йода до появления синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 с.

Таким образом, мы изучили методики определения витамина С, выбрали методику, которая подходит нам для работы. Отметили, что, приступая к эксперименту нужно ещё и правильно подготовить исследуемые образцы с целью получения достоверных результатов исследования.

2. Практическая часть

2.1. Результаты анкетирования

Для определения содержания витамина С в яблоках разных сортов, мы решили провести анкетирование для того, чтобы исследовать именно те сорта, которые больше всего используют в своём рационе ученики гимназии. (Приложение № 1)

В анкетировании приняло участие 142 человека. Результаты анкетирования представлены на рис. 1.

Рис. 1 «Какие сорта яблок Вам нравятся?»

По результатам анкетирования больше всего ученики выбирают следующие сорта яблок: «Голден», «Сезонное», «Гала», «Гренни Смит», «Симиренко», «Фуджи».

2.2. Проведение эксперимента

В данной исследовательской работе мы определяли содержание витамина С в яблоках: «Голден», «Сезонное», «Гала», «Гренни Смит», «Симиренко», «Фуджи».

Согласно методике по определению витамина С, представленной в п. 1.4, нам потребуются: аптечный спиртовой 5%-й раствор йода, вода, крахмал, аскорбиновая кислота (без глюкозы), разные сорта яблок, пипетка, химический стакан, мерный стакан, марля, нож из нержавеющей стали.

Для начала мы отмерили 1 мл аптечного спиртового 5%-го раствора йода и с помощью пипетки посчитали, сколько капель содержится в 1 мл раствора йода. Получилось 49 капель.

Далее приготовили раствор крахмала. Развели 1 г крахмала в небольшом количестве холодной воды, вылили в стакан кипятка и прокипятили еще с минуту.

Прежде чем приступить к эксперименту, нужно потренироваться на чистой аскорбиновой кислоте, которую мы приобрели в аптеке. Мы взяли 500 мг аскорбиновой кислоты, растворили её в 500 мл воды и отобрали 25 мл раствора. Добавили полстакана воды и еще 3 мл раствора крахмала. Затем по каплям прибавляли из пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое, и считая капли. Как только появилось синее окрашивание, мы завершили эксперимент. Методика проверена.

Витамин С распределен в толще яблока неравномерно, а мы хотим сделать анализ не какой-то одной зоны, а яблока в целом. Возьмём яблоко, разрезаем его на ломтики ножом из нержавеющей стали и выжимаем сок через марлю. Лучше всего получить яблочный сок, выжимая с помощью марли, так витамин С не будет разрушаться при контакте с железной посудой. Также мы работали в максимально быстром режиме, принимая во внимание способность витамина С разрушаться при контакте с кислородом воздуха. Далее мы отмерили 20 мл сока и разбавили водой до объема примерно 100 мл. Влили немного раствора крахмала, а затем добавляли по каплям раствор йода, постоянно взбалтывая и считая капли, до появления синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 с. Аналогично проводим эксперимент со всеми сортами яблок по 3 раза. Результаты записываем в таблицу. (Таблица 2)

Математическая обработка результатов исследования:

Из литературных данных нам известно, что 1 мл раствора йода соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты. Приступаем к решению нашей основной задачи – определению количества витамина С.

Сорт яблок «Голден»:

Сорт яблок «Сезонное»:

Сорт яблок «Гала»:

Сорт яблок «Гренни Смит»:

Сорт яблок «Симиренко»:

Сорт яблок «Фуджи»:

2.3. Результаты и обсуждение

Таблица 2

Сорт яблок	Среднее значение витамина С (мг) в 100 мл сока
Голден	4,515 (~5)
Сезонное	7,618 (~8)
Гала	1,902 (~2)
Гренни Смит	4,993 (~5)
Симиренко	3,337 (~3)
Фуджи	5,472 (~5)

Таким образом, по результатам эксперимента сорт яблок «Сезонное» содержит наибольшее количество витамина С. Самое низкое содержание витамина С у сорта «Гала».

Известно, что при длительном хранении содержание витамина С уменьшается. Сорт яблок «Сезонное» сорван в свой естественный период созревания, и такие яблоки сразу поступают к нам в магазины. Поэтому, можно предположить, что они не удобрялись специально и не обрабатывались средствами для длительного зимнего хранения. Так что можно покупать такие яблоки и есть. Это и подтвердил наш эксперимент. Яблоки сортов «Голден» и «Фуджи» - зимние (потребительский сезон начинается в октябре – ноябре) и в них, по результатам нашего эксперимента, содержание витамина С выше, чем, например, в осенних сортах яблок «Симиренко» и «Гала» (потребительский сезон начинается в конце августа – начало сентября). Рассмотрим сорт «Гренни Смит». Это осенний сорт. Но этот сорт гораздо легче сохраняется при хранении, чем другие яблоки. Известно, что при созревании яблоки выделяют в окружающую среду растительный гормон — этилен. Этот газ предназначен для созревания плодов. В сорванных яблоках выделение этилена усиливается из-за недостатка влаги, поэтому они дозревают быстрее. Длительный срок хранения сорта «Гренни Смит» объясняется довольно низким уровнем производства этилена, и при правильных условиях Гренни Смит можно хранить без потери качества до года.

Таким образом, когда мы покупаем яблоки, нужно обращать внимание на сезон созревания яблок, в какое время года мы приобретаем тот или иной сорт яблок, а также, откуда они были привезены. (Таблица 1, 3). Чем меньше хранятся яблоки, тем больше полезных веществ сохраняется.

Таблица 3

Проведя исследовательскую работу, я научилась работать с большим объёмом информации, выбирать то, что подходит именно для моей темы, подбирать методики для эксперимента, сравнивать, делать выводы, проводить эксперименты, проектировать ход эксперимента, произвела вычисления содержания витамина С в 6 образцах сортов яблок. На основании собственных наблюдений, изучения дополнительной литературы, проведения эксперимента, была подготовлена тематическая папка, в которую вошла информация о витамине С, его роли в жизни человека, полезные свойства, функции, суточная потребность в этом витамине для населения, содержание в продуктах питания, правильная термическая обработка и хранение, составлены рецепты, в которых продуманы продукты, содержащие витамин С. (Приложение № 2)

Заключение

Цель работы – определение содержания витамина С в яблоках разных сортов – достигнута, за счёт решения поставленных задач.

1. Изучен метод йодометрии для определения витамина С;

2. Рассмотрены разные сорта яблок, которые доступны в Свердловской области;

3. Проведено анкетирование: «Какие сорта яблок Вам нравятся?» среди учащихся 5-х классов;

4. Для проведения эксперимента были выбраны сорта яблок, исходя из результатов анкетирования;

5. Проведен эксперимент по определению содержания витамина С методом йодометрии;

6. Проведён сравнительный анализ результатов исследования и выявлены наиболее богатые витамином С сорта яблок;

7. Подготовлена тематическая папка, в которой собрана структурированная информация по теме исследовательской работы.

По результатам эксперимента был сделан вывод, что сорт яблок «Сезонное» содержит наибольшее количество витамина С.

Гипотеза исследования – предположим, что в разных сортах яблок разное количество витамина С – подтвердилась.

Считаем, что выбрали актуальную и важную с практической точки зрения тему исследования. Социологический опрос подтвердил актуальность темы и позволил выбрать наиболее популярные сорта яблок, которые мы в дальнейшем и анализировали.

В перспективе мы хотим расширить список исследуемых сортов яблок, провести эксперимент по определению содержания витамина С в только что сорванных плодах и в тех, что хранились неделю, месяц, полгода. Сравнить содержание витамина С в свежем соке и в консервированном. Узнать как меняется содержание витамина С при нагревании и заморозке, а также при соприкосновении с металлической посудой.

Практическая значимость: данная работа может быть полезной для проведения классных часов, внеклассных мероприятий, уроков химии и биологии, для тех, кто заботится о своём здоровье. А также повысить интерес у обучающихся к исследовательской деятельности.

Список литературы

1. Викторова Л. Яблоки // Химия и жизнь. - 2007. - №12.

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

3. Сапожникова Э., Турова А. О пользе яблок // Наука и жизнь. - 1988. - №8. - С. 64-65.

4. Все сорта яблок в одном месте // Большой каталог сортов яблок URL: https://yabloki.site/ (дата обращения: 12.10.2024).

5. Витамин С // ФБУЗ "Центр гигиенического образования населения" Роспотребнадзора URL: https://cgon.rospotrebnadzor.ru/naseleniyu/zdorovoe-pitanie/vitamin-s/?ysclid=m193iuntl599876928(дата обращения: 12.10.2024).

Приложение № 1

Анкета: «Какие сорта яблок Вам нравятся?»

Уважаемые ребята!

В данной анкете Вам предложен 1 вопрос, на который можно дать несколько вариантов ответа. Если в списке нет подходящего варианта ответа, напишите свой вариант.

Спасибо за участие!

Какие сорта яблок Вам нравятся?

Айдаред

Антоновка

Гала

Глостер

Голден

Гренни Смит

Джонаголд

Джонатан

Ред Чиф

Сезонное

Симиренко

Фуджи

Свой вариант______________________________________________

Приложение № 2

Тематическая папка