VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение содержания аскорбиновой кислоты в яблочном соке

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Михейкина В.Р. 1Гесс А.В. 1

---

1Муниципальное общеобразовательное учреждение Преремиловская средняя школа Шуйского района Ивановской области

Нестерова  Л.В. 1

---

1МОУ Перемиловская СШ Шуйского района Ивановской области

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Неотъемлемая часть нашего рациона – витамины. В организме человека они не синтезируется, поэтому мы должны получать их с пищей. В большей степени богаты витаминами фрукты, овощи и ягоды, а так же их соки.

Одним из основных необходимых для нормального функционирования соединительной и костной ткани витаминов является аскорбиновая кислота - органическое соединение, родственное глюкозе [5]. Выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболических процессов, является мощным антиоксидантом. Биологически активен только один из изомеров — L-аскорбиновая кислота, который называют витамином C [6]. В природе аскорбиновая кислота содержится во многих фруктах и овощах.

По результатам опроса, проведенного в нашем классе, мы выяснили, что одноклассники любят соки и отдают предпочтение яблочному.

Поэтому, цель нашей работы: определить содержание аскорбиновой кислоты в яблочном соке разных производителей.

Для достижения цели нами были поставлены задачи:

1. Проанализировать научно-популярную и учебную литературу по теме;

2. Изучить биологическую роль L –аскорбиновой кислоты или витамина С;

3. Овладеть методами анализа аскорбиновой кислоты и экспериментально определить ее содержание в соках.

Предмет исследования: яблочный сок разных фирм-производителей.

Объект исследования: содержание аскорбиновой кислоты в соке.

Методы работы: теоретический, экспериментальный, иодометрический, статистический.

Работа состоит из введения, двух глав, выводов, рекомендаций, списка литературы.

Глава 1. Немного интересного об аскорбиновой кислоте

История открытия аскорбиновой кислоты

Аскорбиновую кислоту открыл Сент-Дьери в 1928 году, который нашел ее в надпочечниках, капусте, красном перце и дал ей название "гексуроновая кислота", а в 1932 году было доказано, что именно отсутствие аскорбиновой кислоты в пище человека вызывает цингу.¹

В ряде случаев фармакологи возлагали на витамин С большие надежды, основанные прежде всего не на экспериментальных доказательствах клинической эффективности препарата, а на теоретических предпосылках, в первую очередь — относительно возможного антирадикального действия аскорбиновой кислоты.

В 1970 г. Лайнус Полинг опубликовал в Докладах национальной академии США статью «Эволюция и потребность в аскорбиновой кислоте», в которой выдвинул концепцию необходимости высоких доз витамина С, предполагая их оптимальными для здоровья. К этому выводу Полинг пришёл путём теоретических рассуждений на основе доступной ему в то время литературы. Полинг предполагал, что высокие дозы витамина С способны защитить человека от многих заболеваний, в частности вирусных (ОРВИ, грипп) и онкологических. Витамин С также необходим для формирования волокон коллагена, для защиты тканей организма от свободных радикалов. Полинг предложил повысить ежедневную дозу витамина С в 100—200 раз. Сам он сообщал, что вместе с женой установил для себя дневную норму витамина С в 10 граммов.

В настоящее время мнение об эффективности низких доз (до 1000 мг) витамина С при простуде по прежнему не находит подтверждения, а эксперименты с дозировкой более 2000 мг/сут (согласно теории Полинга) так и не проведены. С другой стороны, что дозы аскорбиновой кислоты, существенно превышающие потребность, могут приводить к определённым физиологическим расстройствам также не доказаны.

В 1996 г. в Норвегии был принят закон, запрещавший продавать капсулы, содержавшие больше 250 мг аскорбиновой кислоты. За Норвегией в 1997 г. последовала и Германия. Ограничительные законы запрещали рекламу витаминов как лечебных препаратов против конкретных заболеваний, если не было необходимой для лекарств серии клинических испытаний. Эти законы, как оказалось, затрагивали интересы множества пищевых и фармакологических фирм. Поскольку витамины классифицировались в Европейском союзе как пищевые продукты, то для их поступления в коммерческую продажу никаких клинических испытаний не требовалось.

В 2005 г. Европейский суд принял решение об ограничениях дозировок препаратов витамина С в странах ЕС с 1 августа 2005 г. Изменены формулировки рекомендаций (слова «лечит», «излечивает», «продлевает» и т. п. заменены на «способствует сохранению», «защищает»).

Высказанные Л. Полингом надежды на активацию защитных сил с помощью витамина С, способствующую излечению от рака, также не нашли явного подтверждения. Более того, доказано, что при лучевой терапии использование аскорбиновой кислоты приводит к повышенной устойчивости опухолевых клеток. Существуют исследования,  в которых доказывалось противораковое действие витамина С примерно на 75 % раковых клеток, без воздействия на здоровые клетки. При этом рост опухоли замедлялся на 41-53 % ²

О необходимости аскорбиновой кислоты для жизни человека

Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуляции углеводного обмена, оказывает влияние на обмен аминокислот ароматического ряда, метаболизм тироксина, биосинтез катехоламинов, стероидных гормонов и инсулина; необходима для свертывания крови, синтеза коллагена и проколлагена, регенерации соединительной и костной ткани. Нормализует проницаемость капилляров. Способствует абсорбции железа в кишечнике и принимает участие в синтезе гемоглобина. L-изоаскорбиновая, или эриторбовая, кислота используется в качестве пищевой добавки E315.

В фармакологии применяется как общеукрепляющее и стимулирующее иммунную систему средство при различных болезнях (простудные, онкологические и т. д.), а также профилактически при недостаточном поступлении с пищей, например, в зимне-весенний период. Также она вводится при отравлении угарным газом.³

Аскорбиновая кислота и ее натриевая (аскорбат натрия), кальциевая и калийная соли применяются в пищевой промышленности в качестве антиоксидантов Е300 — E305, предотвращающего окисление продукта.

Аскорбиновая кислота участвует в образовании коллагена, серотонина из триптофана, образование катехоламинов, в синтезе кортикостероидов. Также участвует в превращении холестерина в желчные кислоты.

Витамин С восстанавливает убихинон и витамин Е. Стимулирует синтез интерферона, следовательно, участвует в иммуномодулировании. Переводит трёхвалентное железо в двухвалентное, тем самым способствует его всасыванию, тормозит гликозилирование гемоглобина, тормозит превращение глюкозы в сорбит.

Недостаток витамина С проявляется следующими симптомами: боли в мышцах, общая слабость, вялость, апатия, подавленное состояние, кровоточивость десен, мелкоточечные кровоизлияния около волосяных фолликулов, особенно на ногах, кожа становится сухой, шелушащейся.

При остром недостатке витамина С: выпадают зубы, отмечаются кровоизлияния в подкожную клетчатку, боли в области сердца, гипотония, нарушения деятельности желудка, кишечника. Наблюдается наклонность к гипохромной анемии, изменения секреторной и моторной функций желудка, дискинезия кишечника.

Под влиянием больших доз аскорбиновой кислоты могут развиться: бессонница, беспокойство, чувство жара, головная боль, понос, повышенное артериальное давление, прерывание беременности.

Заболевания, при которых требуется дополнительное введение витамина С: для профилактики и лечения цинги, при кровотечениях (маточных, легочных, носовых, геморрагических диатезах, кровотечениях, возникающих при лучевой болезни), при различных интоксикациях и инфекционных заболеваниях, нефропатии беременных, болезни Аддисона, передозировке антикоагулянтов, переломах костей и длительно незаживающих ранах, дистрофии, соблюдении редукционных диет, в период реконвалесценции, беременности и кормления грудью, при повышенных умственных и физических нагрузках, а также для неспецифической профилактики инфекционных заболеваний.

Побочные эффекты при применении аскорбиновой кислоты:

Со стороны ЦНС: головная боль, чувство усталости, бессонница.

Со стороны пищеварительной системы: спазмы желудка, тошнота и рвота.

Аллергические реакции: описаны единичные случаи кожных реакций и проявлений со стороны дыхательной системы.

Со стороны мочевыделительной системы: при применении в высоких дозах - гипероксалурия и формирование почечных камней из оксалата кальция.

Аскорбиновую кислоту с осторожностью назначают больным с гиперкоагуляцией, тромбофлебитом и склонностью к тромбообразованию, а также при сахарном диабете. При мочекаменной болезни суточная доза аскорбиновой кислоты не должна превышать 1 г. При использовании аскорбиновой кислоты в высоких дозах необходим контроль функции почек и уровня АД, а также функции поджелудочной железы. недостаток витамина С в рационе беременных может быть опасным для плода, однако применение его в высоких дозах в период беременности также может отрицательно повлиять на развитие плода. Аскорбиновая кислота проникает в грудное молоко, поэтому в период кормления грудью витамин С следует применять под контролем врача.

Таким образом, можно сделать вывод, что:

Витамин С укрепляет соединительные ткани, разглаживает стенки сосудов, начиная от толстых вен и кончая микроскопическими капиллярами, помогает при варикозном расширении вен и геморрое, устраняет складки и морщины;

необходим для здоровья зубов, десен и костей;

ускоряет заживление ран и переломов, а также рубцевание ткани;

предотвращает авитаминоз и цингу;

является одним из основных питательных антиоксидантов;

укрепляет иммунитет;

помогает избежать простудных заболеваний и ускоряет излечение;

улучшает усвоение железа

Информация о содержании аскорбиновой кислоты в некоторых овощах, плодах, ягодах

Больше всего витамина С содержат свежие фрукты, овощи, зелень.  Шиповник, облепиха, черная смородина, красный перец — настоящие кладовые этого витамина. Продукты животного происхождения практически его не содержат.

Следует помнить, что содержание всех витаминов, и особенно витамина С, в растениях зависит от сорта, района выращивания, характеристики почвы, освещения и т. д. Кроме того, содержание витамина С снижается при хранении в связи с наличием в овощах и фруктах ферментааскорбиназы, разрушающего аскорбиновую кислоту.

В состав кожуры цитрусовых входят биофлавоноиды, которые способствуют усвоению и удержанию витамина С. Витамин С, содержащийся в плодах шиповника, также содержит биофлавоноиды и другие ферменты, которые помогают лучшему его усвоению. Наиболее богаты аскорбиновой кислотой плоды свежего шиповника (650 мг/100 г), болгарского красного перца (250 мг/100 г), чёрной смородины и облепихи (200 мг/100 г), яблоки содержат (165 мг/100 г), перец зелёный сладкий и петрушка (150 мг/100 г), брюссельская капуста (120 мг/100 г), укроп и черемша (колба) (100 мг/100 г), земляника садовая (60 мг/100 г), цитрусовые (38-60 мг/100 г).

При длительном хранении овощей, фруктов и ягод их витаминная ценность снижается: в пищевой зелени через сутки остается 40-60% первоначального количества витамина, в яблоках через 3 месяца - около 85%, через полгода - 75%. Сохранность витамина С зависит также от способа кулинарной обработки продуктов. Длительная термическая обработка (варка, тушение и т. п.) в значительной степени разрушает его и даже приводит к полной потере витаминной ценности изготовленных таким образом блюд. В большей степени обеспечивает витаминную сохранность кратковременное температурное воздействие, например, обычная жарка, жарка в современных духовках, генерирующих тепло УВЧ-полем. С этой же целью рекомендуется сокращать время варки путем погружения продуктов в кипящую воду. Так, если очищенный картофель залить холодной водой и варить, то разрушается 35% содержащегося в нем витамина, если же его погрузить в уже кипящую воду, - только около 7%.

Содержание витамина С в некоторых овощах, плодах и ягодах

(на 100 г съедобной части продукта) ⁴

В связи со значительной потерей витамина рекомендуется варка овощей в предварительно подсоленной воде в кожуре. В картофеле, например, сваренном в мундирах (при погружении его в кипящую подсоленную воду), витамин сохраняется практически полностью. Разрушающе действуют на витамин С некоторые металлы, поэтому для приготовления пищи лучше брать эмалированную, алюминиевую, из нержавеющей стали.

Разрушают витамин в ряде случаев соление и маринование, поскольку во всех овощах, фруктах и ягодах (кроме цитрусовых) наряду с витамином С в неактивной форме содержится разрушающий его антивитамин - фермент аскорбиназа. Термическая обработка разрушает аскорбиназу даже при кратковременном воздействии, поэтому, чтобы лучше сохранить витамин С, достаточно одноминутного ошпаривания продуктов кипятком или паром.

Глава 2. Определение содержания аскорбиновой кислоты в соках

По результатам опроса мы выяснили, какие соки предпочитают ребята в нашем классе. Результат представлен на диаграмме 1.

Диаграмма 1. Какие соки любят одноклассники

Поскольку, предпочтение отдано яблочному соку, мы решили проанализировать образцы яблочных соков разных производителей: а именно: «Добрый», «Фруктовый сад», «Любимый», «Фруто няня».

Метод определения основан на том, что аскорбиновая кислоты (C₆H₈O₆ ) легко окисляется иодом.

C₆H₈O₆ + I₂ = C₆H₆O₆+ 2HI

Как только иод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая капля прореагирует с крахмалом, окрасив раствор в синий цвет.

Для проведения эксперимента мы использовали 5% спиртовой раствор иода из аптечки. Для уменьшения ошибки при титровании мы его разбавили в 40 раз: к 1 мл раствора иода добавили 39 мл воды. При этом концентрация иода в растворе стала в 40 раз меньше, т.е. 0,125% (5:40=0,125%).

Чтобы определить какое количество мг аскорбиновой кислоты соответствует 1 мл раствора иода, мы взяли 1 таблетку аскорбиновой кислоты (без глюкозы) 0,5 г (500 мг), растолкли ее и растворили в 500 мл воды, таким образом, получили раствор, в 1 мл которого содержится 1 мг аскорбиновой кислоты. Взяли 20 мл этого раствора, поместили в коническую колбу, прилили 80мл воды, добавили около 1 мл крахмала и оттитровали его 0,125% раствором иода. То есть, осторожно, по каплям, прибавляли из бюретки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что наша операция титрование - закончена. 

На 20 мл раствора аскорбиновой кислоты израсходовалось 22, 8 мл раствора иода.

22,8 мл иода соответствует 20 мг кислоты

1 мл иода соответствует Х мг кислоты

Х=20*1:22,8=0,877 мг

Значит. 1 мл раствора иода соответствует 0,877 мг аскорбиновой кислоты.

Определение количества аскорбиновой кислоты в образцах сока.

Мы взяли конические колбы на 250 мл, налили в них по 20 мл сока, добавили воды по 80 мл, около 1 мл крахмала и титровали раствором иода.

Результаты умножили на 5 (пересчет на 100 мл). Затем умножили на количество мг аскорбиновой кислоты, соответствующее 1 мл раствора иода (0,877 мг). Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание аскорбиновой кислоты в 100 г сока

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

Проанализирована литература по данной теме;

Изучена биологическую роль L –аскорбиновой кислоты или витамина С;

Определено содержание аскорбиновой кислоты в четырех образцах яблочного сока;

Наибольшее количество аскорбиновой кислоты содержится в соке «Любимый».

Рекомендации

Потребность взрослых людей в витамине С зависит от возраста, пола и интенсивности труда и колеблется от 70 до 108 мг/сутки. При занятии спортом необходимо принимать ежедневно 150-200 мг этого витамина, при простудных заболеваниях 500-2000 мг.

Поскольку в 100г яблочного сока «Любимый» содержится 21, 73 мг аскорбиновой кислоты , то чтобы подростку получить суточную норму витамина С, необходимо выпить этого сока примерно 300г.

Список литературы

Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Настольная книга учителя. Химия: 10 класс. – М.: Дрофа, 2004. – 480с.

Гельфман М. И., Юстратов В. П. Химия для высшей школы. – С.-Пб.: Лань, 2001. – 473с.

Добринская М.А., Павлович Н.А. Учебник биологической химии. – Л.: Медгиз, 1961. – 232 с.

Зайнулина Ф. Ф. Организация исследовательской деятельности учащихся в школе. // Первое сентября: Химия. – 2008. - №10. – С. 18-20.

Кролевец А. А. Витамины с пользой для здоровья. // Химия в школе. – 2008. - №1. – С. 7-12.

Кролевец А. А. Витамины с пользой для здоровья. // Химия в школе. – 2008. - №3. – С. 7-16.

Ольгин О. Опыты без взрывов — М.: Химия, 1986.

Савенков А. И. Об организации учебно-исследовательской деятельности в современном образовании. // Химия в школе. – 2008. - №8. – С.2-7.

Солодова В. И., Волкова Л. А., Волков В. Н. Определение витамина C в овощах и фруктах. // Химия в школе. – 2002. - №6. – С. 63-66.

Тяглова Е. В. Исследовательская деятельность учащихся по химии: методология, методика, практика. – М.: Глобус, 2007. – 224с.

Фримантл М. Химия в действии. Т.1. – М.: Мир, 1998. – 528с.

Черных Н. В. Об учебно-исследовательской деятельности учащихся. // Практика административной работы в школе. – 2007. - №3. – С. 55-56.