Исследование содержания витамина С в свежих фруктах

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование содержания витамина С в свежих фруктах

Рущенко А.О. 1
1Муниципальное автономное образовательное учреждение средняя образовательная школа № 60
Савельева М.А. 1
1Муниципальное автономное образовательное учреждение средняя образовательная школа № 60
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Как известно, витамины – это жизнь. Без них человеческий организм не может функционировать, ведь они обеспечивают деятельность нервной, кровеносной, пищеварительной, репродуктивной систем, головного мозга и скелета.

Конечно, витамины нужны всем, больным и здоровым любого возраста, в любое время года. Но существуют группы людей и ситуации, когда вопросу витаминов следует уделить особое внимание. В первую очередь, это дети.

Актуальность проблемы исследования.

Ежегодно большое число учащихся болеет простудными заболеваниями. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций.

Результаты исследований, проведенных Институтом питания РАМН, свидетельствуют о весьма тревожной ситуации, сложившейся в последние годы в России. Отмечаются крайне недостаточное потребление и все более нарастающий дефицит витаминов.

Так, дефицит витамина С выявился у 70-90% обследуемых. При этом витаминный дефицит обнаруживается не только зимой и весной, но и в летне-осенний период. Общую ситуацию можно рассматривать как массовый круглогодичный гиповитаминоз С.

Аскорбиновая кислота полезна для детей, она играет важную роль в обмене веществ, способствует росту организма, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, что особенно актуально в течение учебного года.

Одним из источников аскорбиновой кислоты являются овощи, фрукты, ягоды, зелень. У меня возникли следующие вопросы:

Сколько содержится витамина С в свежих фруктах?

Какие фрукты для детей наиболее полезны по содержанию в них витамина С?

Цель проекта:определить наиболее полезные фрукты для здоровья школьника по содержанию в них аскорбиновой кислоты.

Задачи:

Выяснить роль витамина С для детского организма.

Познакомиться с химической природой и методами определения аскорбиновой кислоты.

Исследовать содержание аскорбиновой кислоты в свежих фруктах.

Объект исследования: свежие фрукты.

Предмет исследования: содержание витамина С в свежих фруктах.

Гипотеза: мы предполагаем, что цитрусовые содержат достаточное количество витамина С для удовлетворения суточной потребности детского организма.

Этапы деятельности по проекту: анализ различных источников информации на заданную тему, обобщение информации, планирование экспериментальной деятельности, проведение экспериментов, обобщение результатов экспериментальной деятельности, анализ экспериментальных данных, выводы.

Методы исследования:

Метод – это способ достижения цели и задач исследования.

Эмпирические: наблюдение, эксперимент, моделирование.

Теоритические: анализ и сравнение, обобщение, классификация.

Математические: измерения, метод визуализации данных, моделирование.

Прогнозируемый результат: найдунаиболее полезные фрукты для здоровья школьника по содержанию в них аскорбиновой кислоты.

Глава 1. Результаты информационного поиска на заданную тему

Совместнос учителем был отобран материал для изучения темы по направлениям:

Химическая природа витамина С.

Значение витамина С для детского организма.

Суточная потребность в витамине С.

Методы определения аскорбиновой кислоты в фруктах.

Источники информации представлены в п.4.Библиография

По материалам сделано обобщение.

Химическая природа витамина С.

Химическая природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения её в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов, особенно большое значение в ряду этих исследований имели работы А.Сент-Дьердьи и Хэворта. 

Строение витамина С было окончательно установлено синтезом его из L-кислоты. Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты.

L-аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов. Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратному окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты.

Аскорбиновая кислота, особенно её дегидро- форма, является весьма неустойчивым соединением. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании. Поэтому при различных видах кулинарной обработки пищи часть витамина С обычно теряется, аскорбиновая кислота обычно разрушается также и при изготовлении овощных и фруктовых консервов. Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей, тяжёлых металлов (железо, медь).

Среди условий, влияющих на скорость окисления аскорбиновой кислоты, кроме катализаторов, очень важную роль играет реакция среды: витамин С относительно более устойчив в кислой реакции среды, малоустойчив в нейтральной и чрезвычайно быстро распадается в щелочной.

1.2 Значение витамина С для детского организма.

Аскорбиновая кислота имеет огромное значение для умственного и физического развития ребенка. Она способствуют повышению уровня интеллекта, улучшают усвоение и помогают запомнить учебный материал, помогают концентрировать внимание, повышает сопротивляемость организма к инфекциям.

Аскорбиновая кислота не синтезируется в организме человека и должна поступать с пищей в необходимых количествах.

Аскорбиновая кислота, поступающая с пищей, практически полностью усваивается в тонком кишечнике. Излишки витамина С выводятся с мочой в течении нескольких часов.

Функции витамина С в человеческом организме весьма многогранны. Он играет определенную роль в деятельности всех клеток, включается в деятельность ферментов и таким образом участвует в обмене веществ. Способствует уплотнению капилляров и тем самым укрепляет защитные силы организма в борьбе с инфекциями.

Витамин С влияет на межклеточное вещество, поддерживает эластичность соединительной ткани и жизнедеятельность костной, хрящевой ткани и ткани зуба. Он стимулирует рост, участвует в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании, обмене аминокислот, улучшает использование углеводов и нормализует обмен холестерина.

Витамин С необходим для образования белка коллагена, скрепляющего клетки сосудов, костной ткани, кожи, нужного для заживления ран. Витамин С действует на функцию центральной нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез, особенно надпочечников, улучшает функцию печени. Он способствует усвоению железа и нормальному кроветворению, влияет на обмен многих витаминов. Витамин С повышает сопротивляемость организма инфекциям, интоксикациям химическими веществами, перегреванию, охлаждению, кислородному голоданию.

При  нехватке  витамина  С  человек  испытывает  сонливость,  вялость,  кровоточивость  десен,  склонность  к  частым  простудам.

Передозировка  витамина  С явление  крайне  редкое,  поскольку  этот  витамин  легко  выводится  из  организма.  Чаще  всего  эта  передозировка  влечет за собой расстройство желудка, но довольно таки  быстро  проходит. 

Продукты, содержащие аскорбиновую кислоту, предпочтительны для детей школьного возраста. Аскорбиновая кислота нужна для стабильной работы иммунной и нервной системы. Она положительно воздействует на органы зрения. Соединение легко разрушается под действием высоких температур. Поэтому свежие фрукты и овощи – самые хорошие источники витамина С.

Суточная потребность в витамине С

Витамин С относится к наиболее изученным витаминам. Растительные и животные организмы (кроме обезьян и морской свинки) синтезируют его в своих клетках, регулируя уровень по своей потребности. Человеческий организм витамин С не синтезирует, его уровень в тканях зависит исключительно от поступления витамина с пищей. Источником витамина С являются свежие фрукты, овощи, ягоды, зелень. Лидерами по содержанию витамина С являются шиповник, сладкий перец, черная смородина, цитрусовые.

Продукты животного происхождения отличаются более низким содержанием витамина С.

Суточная потребность в витамине С в зависимости от интенсивности труда составляет для мужчин 70-105 мг, для женщин — 55 — 95 мг. Дети 6 мес — 1 года должны получать 20 мг витамина С в день, 1-2 лет — 35-40 мг, 3-10 лет — 45-50 мг, 11-13 лет — 60 мг, 14-17 лет — 80 мг для юношей и 70 мг для девушек.

До 120-200 мг увеличивается потребность при усиленной умственной работе и большом нервно-психическом напряжении, в период спортивных соревнований.

Значительно увеличивается потребность в витамине С при многих заболеваниях (инфекции, ревматизм, операции, обширные ожоги, болезни желудочно-кишечного тракта и др.). Потребность в витамине С зависит от качества и количества белков рациона. Так при дефиците в питании незаменимых аминокислот требуется на 50-70% больше витамина С.

1.4 Методы определения содержания аскорбиновой кислоты в фруктах. 

Содержание аскорбиновой кислоты можно определить следующими методами:

1.41  Фотометрический  метод.

Этот  метод  основан  на  переводе  определяемого  вещества  в  поглощающее  свет  соединение.  Причем,  это  вещество  определяется  с  помощью  измерения  светопоглощения  раствора  полученного  соединения. 

По  окраске  растворов  окрашенных  веществ  можно  определять  концентрацию  того  или  иного  компонента  или  визуально,  или  при  помощи  фотоэлементов  приборов,  превращающих  световую  энергию  в  электрическую. 

1.42.  Метод  йодометрии.

Титриметрический  метод  анализа  основан  на  окислении  исследуемого  вещества  йодом.  Включает  метод  прямого  и  обратного  титрования.

Прямой  метод  основывается  на  непосредственной  реакции  определяемого  компонента  с  рабочим  веществом.  А  при  обратном  титровании,  к  определяемому  компоненту  добавляется  избыток  рабочего  вещества.

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1Определение содержания аскорбиновой кислоты в свежих фруктах.

Для исследования я взяла следующие цитрусовые: апельсины, мандарины, лимоны, а также для сравнения были взяты фрукты, которые не относятся к цитрусовым: яблоки и виноград.

Содержание аскорбиновой кислоты в фруктах определяла методом йодометрии, поскольку этот метод нагляден, прост в исполнении.

Йод легко окисляет аскорбиновую кислоту, при этом раствор йода быстро обесцвечивается. Данную реакцию можно применять для определения аскорбиновой кислоты во фруктовых соках методом титрования.

В качестве индикатора использовала крахмал. При добавлении избыточного количества йода в титруемый раствор, содержащий крахмал, раствор приобретает синюю окраску.

При прямом титровании аскорбиновой кислоты раствором йода происходит следующая окислительно-восстановительная реакция:

С6Н8О6 + I2 → С6Н6О6 + 2HJ

Таким образом, 1 моль аскорбиновой кислоты (176,12 грамм) реагирует с 1 молем йода (253,8 грамм), при этом образуется 1 моль дегидроаскорбиновой кислоты и 2 моля иодид-ионов. Этот вывод потребуется для дальнейших расчетов.

Ход эксперимента:

Фрукты очистить от кожицы, натереть на мелкой пластмассовой терке.

Взять навеску.

Навеску перенести в колбу вместимостью 100 см3, добавить 20 см3 1٪- ной соляной кислоты и довести до метки 2٪-ным раствором ортофосфорной кислоты, перемешать, оставить на 10 минут.

Затем раствор профильтровать.

В колбы для титрования отбираем пипеткой 10мл исследуемого раствора, добавляем по кристаллику иодида калия и несколько капель 1٪-ного раствора крахмала.

Оттитровываем аскорбиновую кислоту 0.001н раствором иодата калия до устойчивого синего оттенка.

Содержание витамина С (мг в 100гр) в исследуемом растворе определяем по формуле.

mвитС = 0,001*VNaIO3*Mаск к-ты*1000/2*mпробы

Для каждого образца была проведена серия, состоящая из трёх титрований.

Таблица 1. Определение витамина С в свежем винограде .

mпробы,

гр

пробы

VNaIO3

мл

Содержание  аскорбиновой  кислоты

мг в  100гр.

5,7359

1

0,2

3,07

2

0,3

4,6

3

0,2

3,07

mсредн вит С

3,58

Таблица 2. Определение витамина С в свежих яблоках.

mпробы,

гр

пробы

VNaIO3

мл

Содержание  аскорбиновой  кислоты

мг в  100гр.

4,5574

1

0,4

5,16

2

0,4

5,16

3

0,45

6,9

mсредн вит С

5,74

Таблица 3. Определение содержания витамина С в свежих мандаринах.

mпробы,

гр

пробы

VNaIO3

мл

Содержание  аскорбиновой  кислоты

мг в  100гр.

6,8208

1

1,9

24,51

2

1,9

24,51

3

2,0

25,80

mсредн вит С

24,94

Таблица 4. Определение содержания витамина С в свежих лимонах.

mпробы,

гр

пробы

VNaIO3

мл

Содержание  аскорбиновой  кислоты

мг в  100гр.

5,7657

1

2,9

44,26

2

2,9

44,26

3

2,8

42,74

mсредн вит С

43,75

Таблица 5. Определение содержания витамина С в свежих апельсинах.

mпробы,

гр

пробы

VNaIO3

мл

Содержание  аскорбиновой  кислоты

мг в  100гр.

6,0583

1

2,8

40,67

2

2,9

42,12

3

2,8

40,67

mсредн вит С

41,15

В ходе эксперимента я выяснила, что во всех исследуемых свежих фруктах содержится аскорбиновая кислота, но в разных количествах.

Рисунок 1. Содержание аскорбиновой кислоты в свежих яблоках, апельсинах, мандаринах, лимонах и винограде.

(мг/100гр)

По данным диаграммы (рис. 1) видно, что наиболее богаты витамином С апельсины, мандарины и лимоны. Поэтому из всех исследуемых образцов данные фрукты является для детей наиболее полезными и их можно рекомендовать учащимся нашей школы.

Экспериментальные данные позволили ответить на волнующий меня вопрос: «Почему я редко болею?» Дело в том, что я очень люблю мандарины и апельсины, каждый день обязательно съедаю по 2-3 мандарина или апельсина. Эти фрукты содержат большое количество витамина С, что и является одной из причин моего хорошего иммунитета.

Заключение

Изучив различные источники информации, я выяснила, что аскорбиновая кислота полезна для детей, она участвует в регуляции процессов жизнедеятельности, играет важную роль в обмене веществ, способствует росту организма, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниях, что особенно актуально в течение учебного года.

Познакомившись с различными методами определения аскорбиновой кислоты, я методом йодометрии определила содержание витамина С в свежих яблоках, винограде, мандаринах, апельсинах, лимонах. Из всех исследуемых образцов наиболее богаты витамином С апельсины, мандарины, лимоны, поэтому они является для детей наиболее полезными и их можно рекомендовать учащимся нашей школы.

Я предполагала, что все цитрусовые содержат достаточное количество витамина С для удовлетворения суточной потребности детского организма. Экспериментальные данные подтвердили нашу гипотезу. Все исследуемые образцы цитрусовых, а именно апельсины, мандарины, лимоны содержат достаточное количество витамина С. Содержание витамина С в винограде и яблоках значительно меньше, чем в апельсинах, мандаринах и лимонах.

Экспериментальные данные позволили ответить на волнующий меня вопрос: «Почему я редко болею?» Каждый день я съедаю по 2-3 мандарина или апельсина, что и является одной из причин хорошей сопротивляемости моего организма к инфекционным заболеваниям.

Я планирую продолжить работу над моим проектом, а именно:

Определить содержание витамина С в отварах шиповника, кураги.

Составить рекомендации для школьной столовой по организации детского питания.

Библиографический список

1.Гетман  С.  Искусственные  и  натуральные  витамины  //Исследовательская  работа.  —  2008.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL: http://stgetman.narod.ru/vitamin01.html 

2.Созина  Е.  Определение  содержания  витамина  С  в  овощах  и  фруктах  //  Исследовательская  работа.  —  2011.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://do.gendocs.ru/docs/index-211100.html#5522408 

3.Фотометрический  метод  //ГОСТ 2455689.  Продукты  переработки  плодов овощей.  Методы  определения  витамина  С.  М.:  Издательство  стандартов,  2003.  —  С.  6—7.

4. Интернет – ресурсы.

Просмотров работы: 81