VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Витамин С в яблоках, ягодах и соках

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мартынова Д.С. 1

---

1Муниципальное автономное образовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением физики, математики, русского языка и литературы"

Хоробрых Л.В. 1

---

1Муниципальное автономное образовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением физики, математики, русского языка и литературы"

Работа в формате PDF

555.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Гиповитаминоз или недостаток витаминов - верный спутник зимы. Самые   полезные фрукты и овощи к весне теряют большую часть витаминов. Витамин С - мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов. Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения. Витамин С усиливает  восстановительные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям, является фактором защиты организма от последствий стресса1. Люди получают аскорбиновую кислоту с пищей. У человека, так же как у других высших приматов ген, отвечающий за образование одного из ферментов синтеза аскорбиновой кислоты, нефункционален. Поэтому актуальным становится вопрос о восполнении  необходимого для организма количества витамина С  в зимний период  в нашем крае.  

Взрослые и школьники зачастую  недооценивают опасность его недостатка. Многие имеют поверхностные, отрывочные  знания о  биологической роли  и  значении витамина С, о изменении его количества при хранении и переработке ягод и фруктов. Поэтому целью  моей работы стала  оценка содержания витамина С в ягодах и фруктах, и создание небольшой памятки, которая поможет в сохранении витамина С. Я поставила перед собой следующие задачи.

1. Проанализировать собранный теоретический материал о  витамине С, его  биологической роли и  значении в жизни  человека.
2. Провести экспериментальные исследования:

1. определить фактическое количество витамина С,  в ягодах,  фруктах и соках.
2.  исследовать изменение количества витамина С  в  яблоках в зависимости от  периода хранения и времени  потребления.

3. Обработать и проанализировать полученные данные, сделать выводы о факторах, влияющих на изменение количества витамина С в ягодах и фруктах.
4. Предложить пути решения проблемы получения человеком необходимого количества  витамина С в течение всего года.

Моя  рабочая гипотеза  состоит в том, что количество витамина С в ягодах и фруктах   уменьшается при продолжительном хранении и термической  обработке.

Предмет исследования: содержание витамин С в ягодах и фруктах.

Объект исследования: ягоды , яблоки и соки .

Методы исследования, используемые мной в работе это - анализ теоретических источников, социологический опрос, экспериментальное определение содержания  витамина С в продуктах методом  титрования, метод сравнительного анализа результатов исследования.

Определение аскорбиновой  кислоты основано на восстановительных свойствах аскорбиновой кислоты и соответствует ГОСТ  30627.2 и  ГОСТ 24556. В исследовании  использовался  Тест – комплект «Аскорбиновая кислота» ЗАО «Крисмас+».

Исследование проводилось в 4 этапа.

1 этап. Октябрь 2018 года — изучение теоретического материала о витамине С, его значении в обмене веществ, знакомство с методиками определения витамина С в ягодах, фруктах, соках.

2 этап. Ноябрь 2018 года — январь 2018 года — определение количества витамина С в ягодах, яблоках, яблочном  соке.

3 этап. Январь  2018 года — определение количества витамина С в яблоках при продолжительном хранении, изучение представлений учащихся и родителей о значении витамина С для организма человека.

4 этап. Январь - февраль 2018 года - оформление полученных результатов и их публичное представление.

Основная часть

1. Значение витамина С для организма человека

Витамин  С (аскорбиновая кислота) - это белый кристаллический порошок имеющий кислый вкус. Он легко растворим в воде. Своё название аскорбиновая кислота получила  от латинского scorbutus – цинга, т.е «аскорбиновая» дословно переводится  как «против цинги»7.

Аскорбиновая кислота, являясь весьма неустойчивым соединением, легко  окисляется  и восстанавливается, благодаря этому она  активный участник окислительно-восстановительных систем в организме, который обеспечивает протекание жизненно важных процессов в тканях. Витамин  С наиболее быстро разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании. Витамин С разрушается не только при нагревании, но и при соприкосновении с железом, при длительном хранении; он очень чувствителен к свету6. Суточные нормы потребления  аскорбиновой кислоты представлены в таблице1.

Таблица 1

Суточные нормы потребления витамина C

2.  Содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) в ягодах

Содержание витамина С в разных фруктах и ягодах сильно отличается.

Наиболее богаты витамином С такие продукты как: киви, облепиха, черная смородина, шиповник. Так суточная доза потребления витамина С содержится в 38,9г. киви, в 35 г. облепихи, 35г. черной смородины  и в 10,8 г. шиповника. Минимальное количество витамина С содержится в  винограде, гранате, грушах, нектаринах. Для  удовлетворения суточной нормы потребления витамина С нужно потребить более 1 килограмма винограда, граната, груш, нектаринов.

Таблица 2

Содержание витамина С в фруктах и ягодах

3. Методика определения содержания аскорбиновой кислоты 10

Определение аскорбиновой кислоты заключается в экстрагировании её раствором соляной кислоты из растения или продукта с последующим титрованием экстракта раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия (реактивом  Тильманса) до появления бледно-розовой окраски.

Реакция Тильманса – восстановление индикатора 2,6-дихлорфенол-индофенол (синей краски) в  бесцветное соединение экстрактами растений, содержащими аскорбиновую кислоту.  В кислой среде окраска индикатора меняется от интенсивного синего цвета к бледно-розовому. Переход окраски происходит  между значениями pH 4 и 5. Диапазон определения концентрации  аскорбиновой кислоты составляет  1-50 мг/100г продукта. Чувствительность обнаружения – не менее 0,001% (1мг/100г продукта)

Объем пробы необходимый для анализа:

• Жидких продуктов (соки, варенья, жидкое молочное питание  и т.п.) –5-10 г.
• Сухих продуктов (плоды, овощи, сухое молочное питание и т.п.) – 1-10 г.

3.1. Приготовление стандартных растворов аскорбиновой кислоты10

приготовление основного раствора аскорбиновой кислоты с массовой концентрации 1 г/л

Переносим (количественно) навеску аскорбиновой кислоты из капсулы в мерную колбу вместимостью 100 мл, прилью 40-50 мл 2% раствора соляной кислоты, растворяем и доводим тем же раствором до метки, перемешиваем.

приготовление рабочего раствора аскорбиновой кислоты массовой концентрации0,1 г/л

Вносим 10 мл основного раствора аскорбиновой кислоты градуированной пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 мл, доведу до метки 2% раствором соляной кислоты и перемешиваем.

1. Приготовление раствора реактива Тильманса10

Переносим количественно навеску 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия в емкость вместимостью 250 мл, приливаем приблизительно 150 мл горячей дистиллированной воды. Растворяем  навеску, перемешивая стеклянной палочкой. Полученный раствор охлаждаем до комнатной температуры и доводим до объема 200 мл той же охлажденной водой, перемешиваем стеклянной палочкой и отфильтровываем в темный флакон.

1. Определение титра реактива Тильманса10

Титр реактива Тильманса устанавливаем по стандартному раствору аскорбиновой кислоты 0,1 г/л( мг/мл )в день проведения анализа.

1. Вносим 9 мл дистиллированной воды и 1 мл раствора аскорбиновой кислоты с концентрацией 0,1 г/мл (мг/мл) в склянку для титрования.
2. Титруем содержимое склянки реактивом Тильманса до появления бледно-розовой окраски, не исчезающий в течение 15 секунд .
3. Определяем с точностью до 0,01 мл объем реактива, израсходованного на титрование стандартного раствора аскорбиновой кислоты (V, мл).
4. Титр реактива Тильманса в миллиграммах аскорбиновой кислоты, эквивалентного 1мл реактива, вычисляем с точностью до 0.001 мг/мл по формуле:   T = ,  где:

m - масса аскорбиновой кислоты, содержащейся в 1 мл стандартного раствора, мг;

V- объем реактива Тильманса, израсходованный на титрование стандартного раствора аскорбиновой кислоты, мл.

3.4. Приготовление экстрактов10

Приготовление экстракта из сухих продуктов.

1. Помещаем навеску пробы (≈5,00 г) в ступку, приливаем 5 мл 2% раствора соляной кислоты.
2. Добавляем немного (1-2 шпателя) промытого и высушенного песка и тщательно растираем смесь пестиком в течение 2 мин (не более).
3. Переносим пробу без потерь в мерный цилиндр на 25 мл, смывая ступку и пестик небольшими порциями 2% раствора соляной кислоты. Доводим объем до 25 мл. ( приложение 1 )
4. Выдерживаем содержимое в цилиндре в течение 10 мин, перемешая стеклянной палочкой и отфильтровываем. (приложение 2)

Приготовление экстракта из жидких продуктов.

1. Взвешиваем в стакане пробу(≈10,00 г) (приложение 3).
2. Переносим навеску в мерный цилиндр на 25 мл ( приложение 4), смывая стенки стакана 2% раствором соляной кислоты (~10 мл) и доводим объем содержимого в цилиндре этим же раствором до 25 мл.( приложение 1 )
3. Выдерживаем содержимое в цилиндре в течение 10 мин, перемешая стеклянной палочкой и отфильтруем. ( приложение 2)

Полученный экстракт сразу же используется для титрования.

3.5. Титрование неокрашенного экстракта10

1. Внесим пипеткой 5 мл отфильтрованного экстракта, в склянку для титрования
2. Добавляем  5мл дистиллированной (или прокипяченной питьевой) воды.
3. Титруем  пробу реактивом Тильманса до появления бледно-розовой окраски, не исчезающий в течение 15 секунд.
4. Определяем объем реактива, израсходованного на титрование исследуемого экстракта (, мл)
5. Одновременно проводим титрование холостой пробы. Для этого в склянку для титрования внесим 5 мл 2% раствора соляной кислоты, 5 мл дистиллированной воды и титруем реактивом Тильманса так же как экстракт. Определяем объем реактива , израсходованного на титрование холостой пробы  (.мл ).
6. Рассчитаем массовую долю аскорбиновой кислоты (X) в мг/ 100 г продукта (%) по формуле (2)     , где:

- обьем реактива Тильманса, израсходованного на титрование экстракта пробы (мл);

- обьем реактива Тильманса , израсходованного на титрование холостой пробы , (мл) ;

- титр реактива Тильманса , (мг/мл)

- объем экстракта, полученный при экстрагировании аскорбиновой кислоты из навески продукта (мл);

-объем экстракта, отобранный для титрования, (мл);

-масса навески продукта (г).

3.6. Титрование окрашенного экстракта10

1. Вносим пипеткой 5 мл отфильтрованного экстракта, в склянку для титрования
2. Добавляем пипеткой 5мл хлороформа.
3. Титруем пробу реактивом Тильманса  при осторожном перемешивании (слегка взбалтывая слой экстракта, немного наклоняя склянку), до появления бледно-розового окрашивания в слое хлороформа.
4. Определяем объем реактива, израсходованного на титрование исследуемого экстракта (, мл)
5. Одновременно проводим титрование холостой пробы как показано выше.

6.Рассчитываем массовую долю аскорбиновой кислоты (X) в мг/ 100 г продукта (%) по формуле (2)

4. Результаты анализа содержания витамина С  (аскорбиновой кислоты) в соках

Для исследования мной были взяты соки:

Сады Придонья: (Производитель  ОАО  «Сады Придонья» ), Родной (ООО "Южная Соковая Компания"), J7 (ООО "Лебедянский" ),  Любимый,  (АО "ВБД Напитки"), Красная цена: (ОАО "Нидан Соки"),  Гость (Империя соков), Добрый  (АО "Мултон" ), Global Village: (ООО "Южная Соковая Компания"),

Объем  реактива Тильманса, израсходованный на титрование стандартного раствора аскорбиновой кислоты составил 0,88 мл. Титр реактива Тильманса составил 0,114 мг/мл. Объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование холостой пробы составил 0,15 мл.

Далее определяем объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование соков и содержание аскорбиновой кислоты в них. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3

Количество реактива Тильманса, пошедшего на  титрование соков,

содержание аскорбиновой кислоты

5. Результаты анализа содержания витамина С (аскорбиновой кислоты) в ягодах

В работе изучалось содержание аскорбиновой кислоты в ягодах. Для изучения были взяты ягоды: жимолость, черная и красная смородина, калина, малина, брусника, кизил, крыжовник.

В таблице 4 представлены сводные результаты содержания аскорбиновой кислоты в исследуемых ягодах.

Таблица 4

Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах

Выводы. 

1.Наиболее богата витамином  С – калина, наименее - черная смородина.

2.Разница в между экспериментально определённым содержанием  витамина С в ягодах и яблоках и справочными данными подтверждает  тот факт, что витамин С легко  разрушается  при хранении и низких  температурах.

3.Содержание витамина  С в ягодах и яблоках на порядок выше, чем в соках.

6. Результаты анализа содержания витамина С (аскорбиновой кислоты) в яблоках

При  проведении исследований содержания  аскорбиновой  кислоты в яблоках пробы для анализа брались из разных частей яблока: из серединки яблока ( приложение 5) ) и ближе к кожуре (приложение 6).

Кроме этого на яблоках сортов «Новый урожай», «Семеренко», проведены исследования влияния на витамин С электромагнитного излучения (приложение 7) и железа (приложение 8). В качестве источника электромагнитного излучения использовалась  микроволновая печь мощностью 750 ватт. Время  нахождения яблок в микроволновой печи составило 1 минуту. В качестве источника железа выступал столовый нож, время соприкосновения яблок с которым составило 60 минут.

Для  определения изменения  содержания  аскорбиновой  кислоты  в  яблоках  при хранении, мной были проведены в разное время исследования содержания  витамина С в яблоках одного вида, одновременно приобретённых в торговой  сети. В первом  случае количество аскорбиновой  кислоты  определялось сразу после приобретения яблок, а во втором – после хранения  их в течение 52 дней при температуре близкой к 00 С. Для  данного исследования были  выбраны  яблоки  сорта Голден ( приложение 9).

6.1. Результаты анализа содержания витамина С

(аскорбиновой кислоты) в яблоках сортов Новый урожай, Семеренко

Объем  реактива Тильманса, израсходованный на титрование стандартного раствора аскорбиновой кислоты составил 0,88 мл. Титр реактива Тильманса

составил 0,114 мг/мл. Объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование холостой пробы составил 0,16 мл. Объём  реактива Тильманса, пошедшего на  титрование, содержание  аскорбиновой кислоты представлены в таблице 5.

Таблица 5

Объём  реактива Тильманса, пошедшего на  титрование,

содержание  аскорбиновой кислоты в яблоках «Новый урожай», «Семеренко»

6.2. Результаты анализа содержания витамина С

(аскорбиновой кислоты) в яблоках сорта Голден

Дата  проведения исследования: 12.11.2018 г

Объем  реактива Тильманса, израсходованный на титрование стандартного раствора аскорбиновой кислоты составил 0,97 мл. Титр реактива Тильманса

составил 0,103 мг/мл. Объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование холостой пробы составил 0,18 мл. Далее определяем объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование яблок и содержание аскорбиновой кислоты (таблица 6).

Таблица 6

Объём  реактива Тильманса, пошедшего на  титрование,

содержание  аскорбиновой кислоты в яблоках «Голден»

Дата  проведения исследования: 03.01.2019 г.

Объем  реактива Тильманса, израсходованный на титрование стандартного раствора аскорбиновой кислоты составил 0,83 мл. Титр реактива Тильманса

составил 0,12 мг/мл. Объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование холостой пробы составил 0,11 мл. Далее определяем объём реактива Тильманса, пошедшего на  титрование яблок и содержание аскорбиновой кислоты (таблица 7).

Таблица 7

Объём  реактива Тильманса, пошедшего на  титрование,

содержание  аскорбиновой кислоты в яблоках «Голден»

Вывод.

1.Наиболее богат витамином С сорт яблок «Голден» , а наименее богат витамином С сорт яблок «Новый уражай»

2.С увеличением продолжительности хранения яблок, содержание аскорбиновой кислоты уменьшается.

3.Разница в между экспериментально определённым содержанием  витамина С яблоках и справочными данными подтверждает  тот факт, что витамин С легко  разрушается  при хранении и низких  температурах.

В процессе хранения и технологической переработки, а также при хранении готовых продуктов питания происходят существенные изменения их витаминного состава. Основными факторами, влияющими на степень и скорость изменения витаминов, являются: действие света и кислорода воздуха, температура хранения и обработки, реакция среды, взаимодействие витаминов с ионами металлов и др.

Соблюдая простые и доступные способы сохранения витаминов в фруктах при очистке и термообработке, можно значительно повысить их полезность и пищевую ценность.

1. Нарезку и очистку свежих фруктов производить ножами из нержавеющей стали.
2. Чистить и резать фрукты непосредственно перед употреблением.
3. Яблочную кожуру нужно снимать тонко, что бы сохранился витамин С, который содержится в верхнем слое или съедать яблоко вместе с кожурой.
4. Вместо соков из магазина использовать свежа выжатые соки.
5. Употреблять фрукты и ягоды в свежем виде без термальной обработки.

Заключение.

В исследовательской работе я поставила цель оценки содержания витамина С в ягодах и фруктах. В ходе выполнения работы я старалась глубже изучить проблему недостатка витамина С, с которой сталкивается население Свердловской области и Верхнесалдинского  городского округа.

Проведённые исследования подтвердили правильность выдвинутой гипотезы, что количество витамина С в ягодах и фруктах  уменьшается при продолжительном хранении , при термической  обработке , при действии на них электромагнитного излучения и при соприкосновении с железом. Проведённые  исследования доказывают, что содержание витамина С в яблочных соках на порядок ниже, чем в яблоках.   По результатам исследования проведенного в зимний период, мы видим, что содержание витамина С в ягодах и фруктах не соответствует справочным материалам.

Уменьшение количества витамина С в овощах и фруктах в зимний период может быть вызвано продолжительностью хранения, а также нарушением  правил транспортировки и хранении продуктов.

В ходе проведения исследования я получила не только много полезной информации, но и приобрела опыт исследовательской работы,  познакомилась с таким методом исследования  как титрование, подготовила проект, который можно использовать на уроках химии и биологии, а также описала несколько простых правил для сохранения витамина С в продуктах.

Считаю, что приобретённые  навыки будут полезны мне при продолжении образования не только в школе, но и в учреждениях профессионального образования, а также в разных жизненных ситуациях.

Список  литературы

1. Википедия. Свободная энциклопедия. https://ru.wikipedia.org/wiki
2. ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (с Изменениями N 1, 2) http://docs.cntd.ru/document/5200233
3. ГОСТ 26313-2014 Продукты переработки фруктов и овощей. Правила приемки и методы отбора проб     http://docs.cntd.ru/document/1200119203
4. ГОСТ 30627.2-98 Продукты молочные для детского питания. Методы измерений массовой доли витамина С (аскорбиновой кислоты) http://docs.cntd.ru/document/1200021705
5. ГОСТ 24556-89 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина С http://docs.cntd.ru/document/1200022765
6. Книга для чтения по органической химии: Пособие для учащихся 10 кл./сост.   П.Ф. Буцкус – 2 – е изд., пераб. - М.:  Просвещение,  1985 г. – 256 с.
7. Леенсон И.А. Удивительная химия. –  М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. –176с.
8. Руководство по санитарно-пищевому анализу с применением тестовых средств  /  Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва. – Изд. 3-е, перераб. – СПб.: «Крисмас+», 2018. – 144с.
9. Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения . – 2-е изд., стер. – М.: Химия , 1995 г. – 400 с.
10. ТЕСТ-КОПЛЕКТ Аскорбиновая кислота ПАСПОРТ ПС 6.174-82182574-18  ЗАО «Крисмас+», 2018г.
11. Химическая  энциклопедия: В 5 т.: т. 1: А-Дарзана/Ред-кол.: Кнуляцин И.Л. (гл. ред.) и др.–М.: Сов. энцикл., 1988.-623 с.:
12. http://frs24.ru/st/vitamin-c-soderzhanie-v-produktah/

Приложения.