XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Яблоко: состав, свойства и влияние компонентов на организм человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Синякова М.А. 1

---

1МБОУ СОШ №8

Семенова И.Ю. 1

---

1МБОУ СОШ №8

Работа в формате PDF

233.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность: Яблоки — сочный плод яблони, богатый питательными веществами и биоактивными соединениями. На сегодняшний день существует множество сортов яблок, произрастающих в разных климатических условиях разных стран. В Русских землях яблоня появилась еще при Ярославе Мудром и к концу 16 века распространилась до северных районов Руси. До сих пор яблоки являются одним из наиболее доступных и популярных фруктов не только в России, но и по всему миру, что делает информацию о них необходимой для изучения.

Цель исследования:

Исследовать состав яблок и влияние их компонентов на организм человека.

Задачи:

• Провести школьный социологический опрос о частоте и способах употребления яблок, предпочтениях сортов.

• Изучить химический состав яблок (углеводы, витамины, минеральные вещества, клетчатка, пектины, антиоксиданты).

• Исследовать физико‑химические свойства яблок (кислотность, сахаристость, pH).

• Оценить влияние основных компонентов яблок на здоровье человека.

Объект: Разные сорта яблок.

Предмет: Влияние компонентов яблок на организм человека.

Гипотеза:

Яблоки полезны: содержат углеводы, витамины и минералы; регулярное употребление способствует улучшению здоровья и профилактике некоторых заболеваний, но не заменяет медицинскую помощь.

Методы исследования

1. Социологический опрос:

⦁ Выборка: 50–150 школьников/взрослых (указать точную численность).

⦁ Вопросы (пример):

• Как часто вы едите яблоки? (ежедневно/несколько раз в неделю/реже/никогда)

• Какие сорта предпочитаете?

• В каком виде обычно употребляете? (сырые/печёные/сок/компот)

• Меняете ли вы яблоко на сладкое? (да/нет)

⦁ Обработка: процентное распределение, диаграммы, выводы.

2. Лабораторные и простые домашние тесты (для школьного уровня):

⦁ Определение влажности и массы семпла.

⦁ Определение содержания сахаров: рефрактометр (Brix) или тест с Benedict (качественный).

⦁ Титрование для определения кислотности (мл/г лимонной кислоты).

⦁ Титрование для витамина C (йодометрия) — при наличии оборудования.

⦁ Иодная проба на крахмал.

⦁ Органолептика: вкус, аромат, текстура.

⦁ Сравнение разных сортов.

3. Анализ литературы: данные USDA/ФАО/независимых исследований о составе и эффектах.

Глава 1. Теоретическая часть.

1.1. История использования яблок

Библейские Адам и Ева вкусили запретный плод — и расплата была не только в изгнании из рая: у первого человека в горле остался так называемый «адамовы ребра» — кадык, отсюда и название. В мифологии Древней Греции яблоко ассоциировалось с солнцем, мудростью и знанием; яблоня считалась священным деревом Аполлона (в старых представлениях даже находят созвучие между «Аполлон» и «apple»). Первые одомашненные яблони возникли в Малой Азии, позже плоды распространились в Египет, Палестину, Рим и Грецию.

Известен и «яблочный» эпизод, связанный с Троянской войной: яблоко раздора, брошенное Парисом в адрес Афродиты, стало одной из причин конфликта. На Руси первый яблоневый сад, по преданиям, был заложен при Киево‑Печерской лавре уже в IX веке — затем яблоневые сады широко распространились, и иностранцы называли славянские земли «яблонным царством». Любопытный штрих истории: императрица Елизавета Петровна якобы не любила яблоки и не позволяла их есть своей прислуге.

Этимология некоторых слов связана с яблоком: французское «pomme» (яблоко) и латинское «pomum» послужили основой и для слова «помада». А традиция ёлочных шаров возникла от простой нужды: из‑за неурожая фруктов во Франции вместо натуральных яблок на ёлки стали вешать стеклянные украшения — так появились первые «стеклянные яблоки».

Сегодня насчитывают более 10 тысяч сортов яблонь; яблоневые сады занимают порядка 5 миллионов гектаров по всему миру, причём деревья успешно растут даже в северных регионах. Яблоки удобно хранить и транспортировать, они доступны круглый год, богаты полезными веществами и часто ценятся за отличный вкус.

1.2. Химические данные яблока

Плоды яблони на ~86% состоят из воды. Зрелые яблоки богаты витаминами, фруктозой, пектиновыми и дубильными веществами, органическими кислотами, минеральными солями и микроэлементами. На 100 г продукта приходится: 47 ккал, 0,4 г белка, 0,4 г жира, 9,8 г углеводов, 1,8 г пищевых волокон, 0,8 г органических кислот, 0,1 г ненасыщенных жирных кислот, 9 г моно‑ и дисахаридов, 0,8 г крахмала, 0,5 г золы и 0,1 г насыщенных жирных кислот (см. Приложение 2).

Химический состав яблок варьирует в зависимости от сорта, условий выращивания и хранения, степени зрелости и длительности хранения. Витамины сосредоточены преимущественно в кожуре и в мякоти непосредственно под ней. Основная часть сахаров представлена фруктозой; из органических кислот преобладает яблочная (в меньшей степени — лимонная). Ценной считается хлорогеновая кислота, а урсоловая кислота играет роль регулятора обмена веществ. Аромат яблок определяется содержанием эфирного масла.

1.3. Яблоко с точки зрения врача

Ни для кого не является секретом, что яблоки полезны. Говорят, что одно яблоко в день помогает предотвратить множество заболеваний. В них действительно много витаминов, но большинство из них содержится в относительно небольших количествах. Так, витамин Е в 100 г яблока составляет примерно 0,1–0,2 мг, тогда как суточная норма для взрослого — около 15–20 мг; чтобы покрыть её только за счёт яблок, пришлось бы съедать порядка 10 кг плодов в день, что нереально.

Зато яблоки богаты так называемым витамином Р (рутином): даже «бедные» по этому показателю сорта содержат около 30–50 мг на 100 г при рекомендуемой суточной норме в пределах нескольких десятков миллиграммов. Ориентировочно определить содержание рутина можно на вкус: если мякоть после надкусывания быстро буреет и фрукт имеет терпкий привкус, то в нём больше рутина; белая мякоть обычно свидетельствует о меньшем его содержании. Сорта с высоким содержанием рутина считаются полезными для людей с артериальной гипертонией: в одном клиническом исследовании ежедневный приём около 300 г яблок в течение двух недель улучшал состояние при лёгких формах гипертонии без назначения лекарств.

Некоторые полезные свойства яблок:

⦁ помогают снижать уровень холестерина в крови, что уменьшает риск инфарктов и атеросклеротических осложнений;

⦁ поддерживают иммунную систему;

⦁ улучшают пищеварение благодаря наличию яблочной и винной кислот и пектинов;

⦁ способствуют поддержанию нормального уровня сахара в крови;

⦁ уменьшают ломкость кровеносных сосудов;

⦁ снижают риск некоторых видов рака и благоприятно влияют на здоровье лёгких благодаря содержанию кверцетина в кожуре;

⦁ обладают антимикробными свойствами (свежие плоды в определённой мере губительны для микробов);

⦁ являются источником множества витаминов и микроэлементов.

1.4. Влияние химических компонентов яблока на организм человека

Глюкоза.

Глюкоза представляет собой единицу, которая принимает участие в построение всех самых основных полисахаридов. Это и крахмал, и гликоген, и целлюлоза. Она является составным компонентом лактозы, сахарозы и мальтозы. Немаловажным фактом является и то, что данному веществу свойственно очень быстро всасываться из желудочно-кишечного тракта. После этого она сразу же попадает в клетки органов, в которых претерпевает ряд биологических окислений. При метаболизме данного вещества образуется так называемая аденозинтрифосфорная кислота, которая является главным поставщиком энергии. Данного рода кислота поистине уникальна, именно поэтому она нашла свое широкое применение во многих областях медицины.

Аскорбиновая кислота.

Наиболее известным из всех витаминов является витамин С, а в терминологии органической химии – аскорбиновая кислота. Она является одним из самых необходимых веществ для организма, так как активно регулирует обменные процессы в нём. При достаточности аскорбиновой кислоты создаются надлежащие условия для правильного протекания в теле окислительно-восстановительных биохимических реакций.

Ионы железа.

Железо участвует в процессе кроветворения, жизнедеятельности клеток, иммунобиологических процессах и окислительно-восстановительных реакциях. Нормальный уровень железа в организме обеспечивает хорошее состояние кожных покровов, предохраняет от утомления, сонливости, стрессов и депрессий.

Железо выполняет функции:

1. Является одним из микроэлементов, который катализирует процессы обмена кислородом, обеспечивая дыхание тканей.

2. Входит в состав гемоглобина, переносящего кислород.

3. Разрушает продукты перекисного окисления.

4. Обеспечивает рост тела и нервов.

5. Принимает участие в создании нервных импульсов и проведении их по нервным волокнам.

6. Поддерживает работу щитовидной железы.

7. Способствует нормальной работе мозга.

8. Поддерживает иммунитет.

Пектин.

Пектиновые вещества активизируют процессы кроветворения, уменьшают уровень холестерина в крови, активизируют перестальтику кишечника, улучшают метаболизм, принимая непосредственное участие в обмене веществ и стабилизации восстановительно-окислительных реакций; очищают клетки от опасных токсических соединений, в том числе, радионуклидов, пестицидов, солей тяжелых металлов, канцерогенов и ядовитых веществ.

Йод.

Йод играет очень важную роль во многих жизненно важных процессах. От количества данного вещества в человеческом организме зависит не только уровень теплопродукции организма, но еще и состояние энергетического обмена. Йод оказывает свое влияние и на психическое, а также физическое развитие человека. Именно йод регулирует работоспособность центральной нервной системы, а также эмоционального тонуса, воздействует на формирование тканей, функционирование сердечно-сосудистой системы, а также усиливает процессы метаболизма. Без участия йода не обходится и обмен белков, углеводов, липидов, а также водно-солевой обмен.

Глава 2. Практическая часть.

2.1. Результаты социологического опроса обучающихся и учителей МБОУ «СОШ № 8 г».

В опросе участвовали ученики 5 классов и их классные руководители МБОУ «СОШ №8» 75 учеников и 5 учителей

Задаваемые вопросы: 

1. Как часто вы используете в своем рационе питания яблоки?

   Периодичность	Число опрошенных
   каждый день	30
   раз в неделю	40
   раз в месяц	5

2. Какие яблоки больше нравятся (кислые, сладкие; красные, зеленые; все;)?

   Периодичность	Число опрошенных
   красные, сладкие	35
   зеленые, кислые	10
   другие	40

3. В каком виде чаще едите?

   Периодичность	Число опрошенных
   Сок	40
   Запечённые	10
   Целиком	25

4. Знаете ли вы о полезных свойствах яблок?

   Периодичность	Число опрошенных
   Да	65
   Нет	10

5. Если да, то перечислите знакомые полезные свойства яблок

Самые популярные ответы: вкусные, содержат витамины, железо

6. Хотели ли бы вы узнать больше о полезных свойствах яблок?

Вывод: большинство респондентов используют яблоки в своем рационе питания раз в неделю, вкусовые предпочтения разные, но большинство употребляют разнообразные яблоки. Чаще всего респонденты употребляют яблоки в виде сока.

2.2. Эксперименты по обнаружению в яблоках химических веществ.

Опыт 1. Количественное содержание ионов железа в яблоках.

Мы разрезали 3 яблока разных сортов (1- фуджи, 2- голден, 3- местное) и оставили их на воздухе. Наблюдали за ними в течении 15, 30 минут. Больше содержатся ионов железа в тех яблоках, которые быстрее темнеют.

Результаты: быстрее всего потемнели образец яблок местного сорта.

Вывод: в образце местного сорта яблок содержится железа больше, чем в яблоках Фуджи и Голден.

По результатам наблюдения, быстрее потемнело свежее яблоко, а не то что 1 месяц лежало и сохронилось.

Опыт 2. Доказательство наличия аскорбиновой кислоты (витамин С)

Для определения аскорбиновой кислоты, к яблочному соку разных производителей (1- Любимый, 2- Красная цена, 3- Добрый, 4- Фруто- няня) и мякоти яблок прилили сначала немного крахмального клейстера, а потом добавляли по каплям раствор йода, и как только йод окислил всю кислоту, наш раствор окрасился в синий цвет, потому что с йодом начал реагировать крахмал.

Вывод: все взятые для исследования соки и мякоть яблок содержат аскорбиновую кислоту.

Опыт 3. Наличие в семечках яблок йода.

Реактивом на йод является крахмал. Мы приливали крахмальный клейстер к истолченным семечкам яблок, раствор окрасился в синий цвет.

Рис. 11 Опыт с семечками

Таблица. 1 Суточная норма йода для человека, в зависимости от возраста

Вывод: двух яблок в день, съеденных вместе с семечками, достаточно суточной дозы йода в день (по данным литературы).

Опыт 4. Природный воск, его защитные функции

Для исследования было взято 3 образца яблок (1- Фуджи, 2- Голден, 3- местное).

Цель: изучить защитную функцию воска.

Сырье и материалы:

- свежее яблоко;

- пчелиный воск;

Влияниеналичия пчелиного воска на свежесть фрукта отражено в таблице 2 «Наблюдение за изменениями, происходящими с яблоком».

Таблица 2. «Наблюдение за изменениями, происходящими с яблоком»

Результат: через несколько дней результат очевиден. Половина яблока, с которой не снимали природный воск, стала портится, а протертая половина яблока не морщится и не портится, остается гладкой.

Вывод: слой воска не дает яблоку морщиться.

Природный воск защищает яблоко от преждевременного увядания. Воск обеспечивает также и то, чтобы плод не был поврежден вредными веществами, например, спорами грибов.

Так же нас заинтересовал вопрос: Почему некоторые покупные яблоки хранятся намного дольше?

Мы взяли несколько образцов яблок из магазина и пронаблюдали за особенностью и сроком хранения яблок.

Сроки и результаты наблюдения внесли в таблицу.

Результат: все образцы имеют разный срок хранения

Вывод: Природный растительный воск продлевает хранение яблок, и поэтому искусственное нанесение дополнительного слоя воска, продлевает срок хранения.

Вывод по II Этапу исследования: Ряд наблюдений доказали, что природный воск обеспечивает защиту от высыхания и повреждения микроорганизмами, грибками.

Заключение

1. Яблоки содержат углеводы (включая фруктозу), растворимую и нерастворимую клетчатку (в том числе пектин), витамины (в частности витамин C), минеральные вещества (калий) и ряд антиоксидантных соединений (кверцетин, катехины, хлорогеновая кислота).

2. Регулярное употребление яблок в разумных количествах способствует улучшению пищеварения, поддержке сердечно-сосудистой системы и общего состояния здоровья, но не может заменить профессиональную медицинскую помощь.

3. По результатам школьного опроса большинство учащихся (60%) потребляют яблоки ежедневно, преимущественно в свежем виде; это указывает на возможность продвижения яблок как полезного перекуса среди школьников.

Рекомендации

⦁ Поощрять употребление цельных яблок (с кожурой после тщательного мытья), а не соков с добавленным сахаром.

⦁ Включать яблоки как часть сбалансированного завтрака или перекуса в школе.

⦁ При обучении школьников информировать о пищевой ценности яблок и их пользе для здоровья.

⦁ При наличии хронических заболеваний консультироваться с врачом по вопросам питания.

Список литературы

1.Э.Е.Нифантьев, М.К.Верзилина, О.С.Котлярова, «Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии» - М.: «Просвещение», 1983

2.А.А. Лурье, «Хроматографические материалы» (справочник)» - М.: «Химия», 1978

3.Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия/ Авт.-сост. Л.А. Савина; - М.: АСТ, 1996 г. – 448 с.

4. https://recepty-s-foto.ru/blog/istoriya-yablok.html - история яблок и интересные факты о яблоках

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Яблоко

5. https://www.oum.ru/yoga/pravilnoe-pitanie/yabloko/

6. https://edaplus.info/produce/apple.html

7. http://www.ukzdor.ru/yabloko.html

Приложение1.

Анкетирование

1. Как часто вы используете в своем рационе питания яблоки?

• Каждый день

• 1 раз в неделю

• 1 раз в месяц

2. Какие больше нравятся?

• Сладкие-красные

• Кислые-зелёные

• Другие

3. В каком виде чаще едите?

• Сок

• Запечённые

• Целиком

4. Знаете ли вы о полезных свойствах яблок?

• Да

• Нет

5. Если да, то перечислите знакомые полезные свойства яблок

______________________________________________________

6. Хотели ли бы вы узнать больше о полезных свойствах яблок?

• Да

• Нет

Приложение 2.

Химический состав яблок.

⦁ Энергетическая ценность: около 40–60 ккал на 100 г, зависит от сорта.

⦁ Углеводы: в основном фруктоза, глюкоза и сахароза; содержание около 10–14 г/100 г.

⦁ Клетчатка: 2–3 г/100 г; значительную часть составляет пектин (растворимая клетчатка).

⦁ Витамины: витамин C (аскорбиновая кислота) — переменно, обычно 4–8 мг/100 г; также присутствуют витамины группы B (в малых количествах), провитамин A (каротиноиды) и небольшие количества витамина K.

⦁ Минералы: калий (ок. 100–150 мг/100 г), магний, кальций, фосфор в малых количествах.

⦁ Фитохимические вещества: антиоксиданты — кверцетин, катехины, хлорогеновая кислота и другие полифенолы, содержание которых варьируется по сортам и зависит от кожицы.

⦁ Вода: около 85–88%.

Свойства яблок и влияние на организм

Пищеварение и микрофлора: пектин улучшает перистальтику кишечника, способствует нормализации стула и служит субстратом для полезных бактерий (положительный эффект на микробиоту).

⦁ Сердечно-сосудистая система: регулярное потребление яблок связано с положительным влиянием на липидный профиль крови у некоторых групп населения (снижение уровня холестерина) благодаря растворимой клетчатке и антиоксидантам.

⦁ Антиоксидантная защита: флавоноиды (кверцетин и др.) защищают клетки от оксидативного стресса, что может снижать риск хронических заболеваний при сбалансированном рационе.

⦁ Контроль веса: невысокая калорийность и высокая насыщаемость за счёт клетчатки делают яблоки удобным перекусом при контроле массы тела.

⦁ Иммунитет: витамин C и другие микронутриенты поддерживают общие обменные и защитные процессы; однако яблоки не заменяют медицинского лечения при болезнях.

⦁ Предостережения: у людей с повышенной чувствительностью к фруктозе или при некоторых нарушениях пищеварения чрезмерное потребление может вызывать дискомфорт; соки часто лишены клетчатки и содержат концентрированные сахара — предпочтительнее цельный плод.