VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дуркина В.В. 1

---

1МБОУ Июльская СОШ

Дуркина В.Ю. 1Загребина А.П. 1

---

1МБОУ Июльская СОШ

Работа в формате PDF

233.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Все знают, что овощи и фрукты богаты витаминами. А о пользе витаминов известно многим, но не все знают, как правильно хранить и обрабатывать овощи и фрукты, чтобы сохранить его.

По данным Института питания РАМН, у разных групп населения нашей страны нехватка различных витаминов составляет 50–90%. Причина в неудовлетворительном по качеству, количеству и разнообразию питании. Кроме того, «накопить впрок» натуральные витамины из свежих овощей, фруктов и ягод невозможно, а организм человека витамины практически не синтезирует.

Актуальность моей работы заключается в сравнительном анализе содержания витамина С (аскорбиновой кислоты) от различных факторов. В нашем регионе традиционна заготовка овощей, фруктов и ягод. Употребляя эти заготовки зимой, можно ли с уверенностью сказать остались ли в них витамины? Приготовление пищи также может приводить к разрушению витаминов в продукте.

Новизна работы в оценке степени воздействия внешних условий на витамин С.

Гипотеза. Витамин С в зависимости от различных факторов может разрушиться и его не будет в продукте питания.

Целью моей работы стало проведение сравнительного анализа содержания витамина С в зависимости от различных факторов внешней среды.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

Получить сок , содержащий витамин С из лимона.

Полученный сок и купленный в аптеке витамин подвергнуть воздействию факторов внешней среды (нагревание, заморозка, воздействие светом, хранение в темноте, отсутствие и наличие контакта с кислородом воздуха, контакт с солями тяжелых металлов и самим металлом).

Провести сравнение и анализ полученных результатов с контрольным образцом (витамин С из аптеки).

Предмет исследования устойчивость витамина С от различных факторов

Объект исследования витамин С (аскорбиновая кислота) содержащийся в лимонном соке и образце из аптеки.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Обзор литературы

Биохимия аскорбиновой кислоты

Аскорбиновая  кислота - это белый кристаллический порошок кислого вкуса.

. Впервые в чистом виде аскорбиновая кислота была обнаружена химиком Зильва в начале прошлого столетия, который синтезировал ее из лимонного сока. По основным характеристикам она представляет кристаллическую субстанцию белого цвета, кислую на вкус и быстро разрушающуюся в воде.[3]

Об истории открытия этого витамина в литературе достаточно много информации, наиболее распространенная версия, что первым заметил влияние кислых продуктов на организм английский врач Д. Линд. В открытом океане, когда не существовало современных методик заморозки и сохранения продуктов и понимания того, что питаться желательно не только мясом и хлебом, людей, долгое время проводящих в открытом море, подстерегала страшная болезнь. Цинга. За двести лет она унесла больше жизней, чем все морские сражения того периода. В 1747 году врач Джеймс Линд, долгое время проведший в плавании, обнаружил зависимость между употреблением матросами кислых продуктов и вероятностью развития у них цинги. Проведя несколько экспериментов, он установил, какие продукты сильнее всего снижают риск заболеть. Однако признания в научном мире его открытие не заслужило. Лишь в 1923 году была официальна признана зависимость цинги от наличия в организме аскорбиновой кислоты, который, как раз таки, и содержался в отобранных Линдом продуктах. Что интересно, у практиков открытие Линда получило большую распространенность. Возможно, потому что капитанам кораблей были нужны живые и дееспособные матросы на борту.[4]

Аскорбиновая кислота, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в вещество, не обладающее витаминной активностью, является необратимым процессом, который заканчивается обычно окислительным распадом. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании.[2]

Организм человека не способен сам синтезировать витамин С, и в нем нет сколько-нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое ежедневное поступление этого витамина с пищей. Недостаток или отсутствие его приводят к развитию гипо- или авитаминоза (цинги). Этот полезный витамин является водорастворимым, а потому не накапливается в организме и выводится с мочой. Поэтому пить его, съедать или принимать в виде таблеток рекомендуется ежедневно. Он полезен в рекомендуемой врачами дозировке людям в любом возрасте, за исключением определенных состояний. Если взрослый или ребенок съедал фрукты и овощи, богатые аскорбиновой кислотой, регулярно в здоровом состоянии, то при первых симптомах респираторных заболеваний необходимо увеличить их количество и дополнить потреблением синтетических форм витамина С.[6]

Злоупотребление синтетической формой аскорбиновой кислоты принесет лишь вред. А фрукты и овощи можно есть практически в неограниченном количестве, если нет аллергии или других противопоказаний. Правильно питаясь, можно обеспечить организм полезными веществами в достаточном количестве.[4]

Витамин С обеспечивает устойчивость к стрессу. Во время стресса в организме идёт интенсивная выработка гормонов – например, кортизола и адреналина. Он принимает участие в биосинтезе и превращениях этих гормонов.

Витамин C — это здоровые десны и крепкие зубы. Повышенные дозы витамина C устраняют кровоточивость дёсен, так как он способен буквально за полчаса укрепить бесчисленные мелкие сосуды в тканях десен.

Витамин C убивает бактерии, вызывающие кариес зубов. Современные биохимики в качестве доказательства ссылаются на найденные при археологических раскопках челюсти людей, живших 5 или даже 10 тысяч лет назад, у которых все зубы были здоровыми, хотя тогда не было ни зубной пасты, ни дантистов.

Витамин C стабилизирует вес тела, т.к. он принимает участие в синтезе карнитина из аминокислоты лизина. Карнитин «подхватывает» из крови молекулы жира и доставляет их внутрь клеток для окисления и получения энергии.[7]

Особенно часто недостаточность возникает в период повышенной потребности организма в витамине С при беременности, кормлении, усиленной физической и умственной работе, при инфекционных заболеваниях. Чаще гиповитаминоз можно наблюдать в весенние месяцы, когда, с одной стороны, уменьшается употребление овощей, а с другой – содержание в них витаминов вследствие длительного хранения.[4]

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов. Она синтезируется растениями и подавляющим большинством животных. Животные продукты в общем более бедны витамином С, хотя отдельные органы содержат относительно высокие концентрации. С другой стороны, семена и зерна высших растений лишены витамина С. Однако с первых дней прорастания в них появляется аскорбиновая кислота. Богаты витамином С листья, плоды, несколько беднее корнеплоды. По богатству витамином С выделяются плоды шиповника, дающие экстракты хорошего вкуса. Синтез и накапливание аскорбиновой кислоты в одном и том же виде растений варьируют в зависимости от многих условий: почвы, агротехники, удобрений, освещенности, водного режима, температуры и др. Для некоторых культур сортовые колебания очень велики. Так концентрация аскорбиновой кислоты в разных сортах черной смородины колеблется от 69 до 250 мг, а в яблоках – от 1 до 30мг. В картофеле, капусте, а также в женском молоке часть витамина С находится в связанной форме, которая не выявляется обычными методами определения. Содержание витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г) (подробно в Таблице 1Приложения 1).[2]

Вопросам изучения посвящено много книг и статей, но все они носят либо теоретический, либо популярный материал, хотелось бы иметь более четкие представления о применении витамина в повседневной жизни и готовке. Согласитесь, что в нашем регионе трудно получить качественные и свежие овощи и фрукты, которые бы не подвергались длительному хранению. Остается вопрос: «Заготовленные на зиму соления, компоты и варенье содержат еще витамин С или нет?» Мы постарались промоделировать воздействие на аскорбиновую кислоту на кухне в рамках химической лаборатории.

Методика исследования

Качественная реакция на витамин С основана на его способности легко вступать в окислительно-восстановительные реакции и восстанавливать йод.

Методы исследования: для определения содержания аскорбиновой кислоты мы используем один из вариантов йодометрии: применяем в качестве рабочего раствора - раствор йода, который готовили из 5 % аптечной йодной настойки. Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом происходит по уравнению:

С₆Н₈О₆ + I₂ = С₆Н₆0₆ + 2 НI.

Для проведения эксперимента использована методика окисления аскорбиновой кислоты йодом (титриметрический метод анализа).

Оборудование и реактивы: химические стаканы, ступки с пестиками, дистиллированная вода, воронки, речной песок, нож, фильтровальная бумага, йод, таблетки аскорбиновой кислоты, шприцы для титрования, штатив, весы.

В качестве источника природного витамина С, выбран свежеприготовленный лимонный сок. Выдавливаем сок лимона, замеряем его рН, определяем органолептические свойства. Таблетированный витамин толчем в ступке, растворяем в воде и фильтруем. Полученные растворы отфильтровываем и подвергаем следующим воздействиям:

1. Нагреваем до 100⁰С;

2. Подвергаем сок заморозке, а затем растапливаем до комнатной температуры;

3. Добавляем поваренную соль;

4. Добавляем сахар (сахароза);

5. Подвергаем пробу облучению солнечным светом, а другую пробу оставляем в темноте (12ч.).

Выбранные параметры не случайны, т.к. именно этим воздействиям подвергаются продукты питания, и хочется проверить нее оказывают ли они воздействие на разрушение витамина С, делая продукт менее полезным.

1. Приготовим вытяжки из лимона: для этого растираем мякоть лимона с речным песком в ступках и добавляем дистиллированную воду. Через 10 минут отфильтровываем каждую смесь, готовые вытяжки наливаем в пронумерованные пробирки и проводим серию опытов.

2. Сделаем контрольный опыт с чистой аскорбиновой кислотой (купленной в аптеке), для того, чтобы сравнивать с ней интенсивность окраски растворов. Обесцвечивание раствора индикаторов (йода) указывает на присутствие аскорбиновой кислоты (если окраска бледнеет - кислоты мало в этом продукте, если не меняется окраска - кислоты или очень мало или её совсем нет).

3. Проведём эксперименты на наличие содержания аскорбиновой кислоты, в после воздействий на аскорбиновую кислоту, с помощью титриметрического метода.

1) отмеряем 2 мл отжатого сока и разбавляем его водой до объёма 10 мл;

Свежевыжатый сок необходимо получать механически, руками выжимая сок из свежих фруктов, чтобы избежать контакта витамина С с металлическими деталями соковыжималок.

2) добавляем 1-2 капли крахмального клейстера (1г крахмала развести в небольшом количестве воды и вылить в стакан кипятка, прокипятить 1 мин);

3) добавляем по каплям 5% р-ра йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек;

4) с помощью пипетки посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл;

5) зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты.

Зная, объём затраченного раствора йода можно определить количество аскорбиновой кислоты в определённом объёме исследуемого материала.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Определение витамина С в свежевыжатом соке лимона

1. Последовательность действий по методике йодометрии.

2. Выполнение расчётов:

1 мл р-ра йода – 30 капель р-ра йода

х мл р-ра йода - 48 капля р-ра йода

На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 1,6 мл йода.

1 мл 5 % р-ра йода - 35 мг аскорбиновой кислоты

1,6 мл 5 % р-ра йода – х мг аскорбиновой кислоты

Следовательно, х = 0,7×35 = 56 мг аскорбиновой кислоты содержится в 100 мл лимонного сока.

Подобные расчеты мы провели и для остальных экспериментов, полученные данные представлены в диаграмме.

Рис.3. Содержание витамина С в лимонном соке (в пересчете на 100 мл. продукта);

Рис.3. Содержание витамина С препарате, купленном в аптеке (в пересчете на 100мл. продукта);

Как видно из диаграммы, на содержание витамина С не оказывает влияние применение хлорида натрия. Повышение температуры до 100⁰С вызывает снижение содержания витамина С. Если бы, мы продолжили кипячение, то витамин мог бы полностью быть разрушиться. Заморозка не показала значительного снижения в содержании витамина С. Понижение содержания аскорбиновой кислоты, происходит и при хранении на свету, Медь способствовала разрушению витамина, но не полностью. Поэтому готовить пищу и хранить фрукты и овощи в медной посуде, я бы не рекомендовала. Хранение витамина в темноте не снизила его содержание.

Таким образом, можно заключить следующие выводы:

Полученный сок лимона имеет бледно-жёлтый цвет , характерный цитрусовый запах, рН=3. Витамин С из аптеки хорошо растворяется в воде после фильтрации бесцветен, без запаха, рН=3.

Способствует снижению содержания витамина С следующие факторы: хранение на свету и на воздухе, высокая температура, медь. Не влияют на содержание витамина, темнота, сахар, соль поваренная, заморозка.

В натуральном витамине менее выражено изменение свойств, по сравнению с искусственным, в случае заморозки, соления и засахаривания. В целом наблюдаем схожую динамику в обеих группах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа по изучению витамина С очень интересна и увлекательна, но требует большое количество математических расчетов. Для меня было интересно проводить опыты. В прошлом году, я уже определяла витамин С в соке яблок, в этом году я решила углубить тему и выяснить из-за чего может снижаться содержание витамина С.

Исходя из полученных мною результатов, я могу дать следующие рекомендации потребителям:

Овощи и фрукты желательно есть сырыми, но если порезанные фрукты и овощи долго держать на воздухе, то витамин С постепенно разрушается.

При приготовлении пищи на огне происходит разрушение аскорбиновой

кислоты.

Нельзя готовить овощи и фрукты в посуде из меди, т.к. контакт с этим металлом может разрушить витамин.

Лучше всего хранить овощи и фрукты на холоде, в закрытой емкости, чтобы не попадал свет и воздух. Сахар и соль не влияют на содержание витамина, поэтому можно смело солить и засахаривать овощи, фрукты и ягоды.

Гипотеза моя подтвердилась, ряд факторов внешней среды, уничтожают аскорбиновую кислоту, т.о. снижая ценность продукта.

Данную работу я хочу продолжить и изучить сортовые изменения витамина С.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Скурихин И.М. Химический состав пищевых продуктов. Книга1. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: ВО Агропромиздат, 1987. - 224с.

Комов В.П., Шведова В. Н. Биохимия. - М: Дрофа, 2004. - 544с.___^ /

Красильникова Л.А. Витамины растений. - Феникс, 2004. - 220 с.

Девятнин В.А. Витамины. - М: Наука, 1984 - 379с.

Конь И.Я. Дефицит витаминов у детей: основные причины, формы и пути профилактики у детей раннего и дошкольного возраста. Вопросы современной педиатрии, 2002, т.1, №2. - с. 62-66.

Конь И.Я. Рациональное питание в сохранении здоровья. В кн.: Физиология роста и развития детей и подростков. Под ред. Баранова А.А., Щеплягиной Л.А.. М., 2000, с. 515-545.

Ладодо К.С., Спиричев В.Б. Витамины и здоровье детей. Педиатрия, 1987, №3 с. 5-10.

Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины и микроэлементы. М., 2003, с. 647.

Романовский В.Е., Синькова Е.А., Витамины и витаминотерапия. Серия "Медицина для вас". - Ростов н/д: "Феникс", 2000, 320 с.

Энциклопедия-словарь юного натуралиста, М. 1985 г.

Строение, свойства витамина С и влияние квашения на содержание витамина С в белокочанной капусте https://vuzlit.ru/756460/stroenie_svoystva_vitamina_s_i_vliyanie_kvasheniya_na_soderzhanie_vitamina_s_v_belokochannoy_kapuste

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Продукты с высоким содержанием витамина С: