VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайны витамина С
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Проблема изучения витаминов актуальна в настоящее время, так как они являются важными веществами в рационе питания человека. Без витаминов невозможно вести здоровый образ жизни. Важны все витамины, но большинство ученых считают витамин С одним из величайших чудес природы.
Почти все животные могут самостоятельно вырабатывать витамин С (кроме обезьян, морских свинок и индийских летучих лисиц). Особенно это касается диких животных, которые охотятся в любых условиях, в том числе и суровой зимой: их организм в холодную погоду вырабатывает столько витамина С, сколько требуется для защиты. К сожалению, организм человека не может запасать витамин С, поэтому необходимо постоянно получать его дополнительно.
Основным источником аскорбиновой кислоты являются фрукты. Свежие фрукты можно купить в любом магазине, но есть ли от них польза в зимне-весенний период?
Гипотеза: если выяснить, в каких фруктах содержится наибольшее количество витамина С, то их можно рекомендовать для регулярного употребления.
Цель: определение содержания витамина С во фруктах.
Задачи:
- Изучить литературу.
- Выяснить значение витамина С для здоровья человека.
- Уточнить норму потребления витамина С.
- Узнать о свойствах и строении аскорбиновой кислоты.
- Провести анкетирование среди одноклассников.
- Провести эксперимент.
- Составить рекомендации по употреблению фруктов в рационе питания.
Методы исследования: изучение литературы, поиск информации в сети Интернет, анкетирование, эксперимент.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Что такое витамины?
Витамины – это органические соединения разнообразной химической природы, необходимые для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма [3].
В настоящее время известно более 20 витаминов. Их обозначают буквами латинского алфавита: А, В, С, Д, Е. Витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. Недостаток любого витамина приводи к каким-либо расстройствам организма.
Авитаминоз – полное отсутствие витаминов. При авитаминозе возникают глубокие нарушения обмена веществ, ведущие к различным заболеваниям, вплоть до гибели организма.
Гиповитаминоз – недостаток того или иного витамина в организме. Гиповитаминоз чаще всего выражается в ослаблении иммунитета. При гиповитаминозах почти всегда наблюдается снижение физической и умственной трудоспособности.
Гипервитаминоз – избыточное содержание витаминов в организме.
Витамин С имеет огромное значение для нашего организма: участвует в обменных процессах; укрепляет иммунитет; укрепляет и разглаживает стенки кровеносных сосудов; влияет на наше настроение; витамин С – спутник стройной фигуры; способствует усвоению организмом белков, железа, ряда других витаминов; укрепляет кости, десны и зубы [6].
История открытия и изучения витамина С
Изучая специальную литературу, мы выяснили, что история открытия витамина С связана с тяжелой болезнью – цингой. При цинге стенки сосудов становятся очень хрупкими, кровоточат десна, выпадают зубы. В тяжелых случаях наступает смерть. Часто цингой страдали мореплаватели. Знаменитая экспедиция в Индию под руководством Васко де Гама завершилась тем, что 100 человек из 160 умерли от цинги . Команда Магеллана также страдала от этой болезни. По мнению многих исследователей, за время существования парусного флота от цинги погибло моряков больше, чем во всех морских сражениях.
|
Рисунок 1. Экспедиция в Индию под руководством Васко де Гама. |
Рисунок 2. Кругосветная экспедиция Магеллана. |
В 1747 г. студент-медик Джеймс Линд установил, что цитрусовые фрукты являются эффективным средством от цинги. Свои наблюдения он опубликовал в книге «Лечение цинги».
«Отцами» витамина С можно считать выдающихся английских химиков Эдмунда Ленгли Херста (1898—1975) и Уильяма Н. Хеуорса (1883—1950), которые выделили его в чистом виде и установили его графическую формулу [9].
Огромная заслуга в изучении свойств витамина С принадлежит Лайнусу Полингу. Этот ученый 30 лет занимался изучением витаминов. В 1970 году Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин, обычная простуда и грипп», в которой дал предположение об эффективности витамина С в лечении некоторых заболеваний. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни.
|
Рисунок 3. Джеймс Линд |
Рисунок 4. Лайнус Полинг |
Норма потребления аскорбиновой кислоты
Главные источники витамина С – фрукты, овощи, ягоды и травы. Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин: возраста, пола, выполняемой работы, климатических условий, вредных привычек.
При заболеваниях, стрессах, в экстремальных условиях и при тяжёлых нагрузках потребность в витамине С резко возрастает. В условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 процентов. Молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается.
Таблица 1
Суточная потребность в витамине С [4]
|
Возраст |
Количество аскорбиновой кислоты |
|
Дети до 1 года |
30 мг |
|
От 1 года до 6 лет |
40 мг |
|
От 6 до 12 лет |
50 мг |
|
От 12 до 17 лет |
70 мг |
|
Взрослые |
100 мг |
Свойства и строение аскорбиновой кислоты
Аскорбиновая кислота (витамин С) имеет формулу С6Н8О6.
Из сети Интернет мы узнали о строении аскорбиновой кислоты. Из пластилина сделали модель молекулы.
|
Рисунок 5. Молекула аскорбиновой кислоты |
|
Аскорбиновая кислота представляет собой порошок белого цвета. Хорошо растворяется в воде. Имеет кисловатый вкус.
Витамин С разрушается при нагревании, соприкосновении с железом длительном хранении. Он очень чувствителен к свету.
Эксперимент
Мы провели анкетирование среди одноклассников и выяснили, какие фрукты они употребляют в пищу чаще всего в зимне-весенний период.
|
Рисунок 6. Анкетирование одноклассников |
Для проведения эксперимента были выбраны 10 фруктов, которые указали ребята: апельсин, грейпфрут, помело, лимон, мандарин, киви, яблоко, гранат, груша, виноград.
|
апельсин |
лимон |
грейпфрут |
помело |
мандарин |
|
виноград |
киви |
груша |
гранат |
яблоко |
Рисунок 7. Фрукты
Цель эксперимента: выяснить в каких фруктах содержится наибольшее количество витамина С и рекомендовать их для употребления.
Мы использовали метод йодометрии.
Ход работы:
Отмеряем 20 мл отжатого сока.
Разбавляем сок водой до объёма 100 мл.
Добавляем немного крахмального клейстера.
Добавляем по каплям раствор йода до появления устойчивого синего цвета, который не исчезает в течении 10-15 сек.
|
Рисунок 8. Проведение эксперимента |
|
Техника определения витамина С основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет.
Данные опытов были занесены в таблицу.
Таблица 2
Определение наличия витамина С во фруктах.
|
№ |
Фрукт |
Опыт 1 |
Опыт 2 |
Среднее значение (капли йода) |
Содержание витамина С |
|
1 |
Лимон |
13 |
11 |
12 |
большое |
|
2 |
Мандарин |
7 |
7 |
7 |
умеренное |
|
3 |
Груша |
4 |
7 |
5,5 |
малое |
|
4 |
Грейпфрут |
9 |
10 |
9,5 |
большое |
|
5 |
Гранат |
11 |
12 |
11,5 |
большое |
|
6 |
Виноград |
5 |
7 |
6 |
малое |
|
7 |
Апельсин |
14 |
15 |
14,5 |
большое |
|
8 |
Яблоко |
6 |
6 |
6 |
малое |
|
9 |
Киви |
16 |
11 |
13,5 |
большое |
|
10 |
Помело |
12 |
11 |
11,5 |
большое |
В результате эксперимента мы выяснили, что во всех фруктах присутствует витамин С.
Подсчитать точно сколько витамина С содержится во фруктовых соках мы не смогли, так пока не умеем производить сложные математические вычисления. Но мы пришли к выводу: чем больше потребовалось капель йода для окисления, тем больше содержится аскорбиновой кислоты в соке.
Мы разработали критерии оценки: большое содержание витамина С, если мы капнули от 9 до 16 капель, умеренное 7-8 капель, малое содержание от 4 до 6 капель.
Следующий этап работы – сравнение результатов эксперимента с данными литературных источников.
Для этого мы проанализировали 4 источника [7,1,5,6]. Авторы определяли содержание витамина С в 100 г фрукта. Данные занесли в сводную таблицу.
Таблица 3
Сравнение результатов эксперимента с данными литературных источников
|
№ |
Фрукт |
http://prodgid.ru/tables/fruits/ |
Содержание витамина С |
|||
|
1. |
Лимон |
40 |
40-99 |
50 |
большое |
|
|
2. |
Мандарин |
38 |
15-39 |
30 |
29,5 |
умеренное |
|
3. |
Груша |
5 |
5-14 |
8 |
малое |
|
|
4. |
Грейпфрут |
45 |
большое |
|||
|
5. |
Гранат |
10 |
5 |
малое |
||
|
6. |
Виноград |
4 |
2,9 |
малое |
||
|
7. |
Апельсин |
60 |
40-99 |
50 |
41,7 |
большое |
|
8. |
Яблоко |
13 |
5-14 |
5-10 |
3,8 |
малое |
|
9. |
Киви |
92 |
большое |
|||
|
10. |
Помело |
61 |
большое |
Для оценки результатов мы воспользовались критериями, предложенными Б. Л. Смолянским, Ж. И. Абрамовой [6]: большое содержание – до 99 мг, умеренное до 39 мг, малое - до 14 мг.
Затем мы сравнили данные эксперимента с данными литературных источников.
Вывод: данные, полученные нами в ходе эксперимента, практически совпадают с данными литературных источников. Только в гранате, по нашим данным, витамина С оказалось больше.
Мы установили: большое содержание аскорбиновой кислоты в киви, лимоне, грейпфруте, апельсине, помело. Умеренное содержание в мандарине, гранате. Мало витамина С в винограде, яблоке, груше.
Затем мы решили выяснить, сколько витамина С содержится в целом фрукте. Для этого взвесили все фрукты, а взрослые помогли вычислить результат.
|
Рисунок 9. Взвешивание фруктов Таблица 4 Количество витамина С в целом фрукте |
|
№ |
Фрукт |
Суточная потребность |
Содержание витамина С в 100 г |
Вес фрукта |
Содержание витамина С в целом фрукте |
Необходим. кол-во фруктов |
|
1 |
Лимон |
~50 мг |
40 |
94 г |
37 мг |
~1+ 1/2 |
|
2 |
Мандарин |
38 |
60 г |
23 мг |
~2 |
|
|
3 |
Груша |
5 |
157 г |
8 мг |
~6 |
|
|
4 |
Грейпфрут |
45 |
233 г |
105 мг |
=1/2 |
|
|
5 |
Гранат |
10 |
209 г |
21 мг |
~2 |
|
|
6 |
Виноград |
4 |
200 г (кисть винограда- 30 шт) |
8 мг |
~1 кг |
|
|
7 |
Апельсин |
60 |
200 г |
120 мг |
~1/2 |
|
|
8 |
Яблоко (крупное) |
13 |
269 г |
35 мг |
~1+ 1/2 |
|
|
9 |
Киви |
92 |
71 г |
65 мг |
~1 |
|
|
10 |
Помело |
61 |
1454 г |
887 мг |
~1 долька |
Зная суточную норму потребления витамина С для детей 6-12 лет (50 мг), мы посчитали сколько примерно фруктов необходимо съедать каждый день, чтобы удовлетворить суточную потребность организма в витамине С.
Например, 1 дольку помело или половинку апельсина (грейпфрута), 1 киви, полтора лимона или яблока, 2 мандарина или граната, 6 груш, или более 1 кг винограда. Теперь мои одноклассники легко смогут подобрать в свой рацион питания фрукты.
Рекомендации по употреблению фруктов в рационе питания
Рекомендации:
Употребляйте свежие фрукты ежедневно.
Фрукты, купленные в магазине или на рынке, обязательно мойте и счищайте кожуру. Потому что практически все фрукты обрабатывают химическими веществами против насекомых.
Включайте в свой рацион питания особенно те фрукты, которые богаты витамином С: киви апельсин, грейпфрут, помело, лимон.
Для того чтобы сохранить витамин С, правильно храните и готовьте пищу из фруктов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты проекта
В ходе работы над проектом мы:
Узнали много интересных сведений о витамине С.
Выяснили, какое огромное значение играет витамин С для здоровья человека.
Уточнили норму потребления витамина.
Поняли, что получать витамин С необходимо ежедневно, так как в организме он не вырабатывается.
Узнали о свойствах и строении аскорбиновой кислоты.
Выяснили, при каких условиях витамин С разрушается.
Научились определять наличие витамина С во фруктах методом йодометрии.
Составили рекомендации для одноклассников по употреблению фруктов в рационе питания.
Данные материалы можно использовать для проведения бесед о здоровом питании с одноклассниками, друзьями, а также с детьми дошкольного возраста. Надеемся, что они будут более ответственно и бережно относиться к своему здоровью.
Рисунок 10. На занятии в т/о «Почемучка»
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
Вигоров, Л. И. Витамины на ветках: лечебные свойства уральских плодов и ягод / Л. И. Вигоров. - Свердловск : Сред.-Урал. кн. изд-во, 1969. - 150 с.
Витамин С (аскорбиновая кислота) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://azbuka-vitaminov.ru/view_article.php?id=16 (Дата обращения 17.12.2018 г.).
Ефремова, Т. Ф. Современный толковый словарь русского языка. В 3 томах. Том 1 А-Л / Т.Ф. Ефремова. - М.: АСТ, Астрель, 2006. - 996 c.
Петровский, К. С. Витамины круглый год / К. С. Петровский, Д. П. Белоусов, Н. Н. Смирнова. - М.: Россельхозиздат, 1984. - 96 с.
Романовский, В. Е. Витамины и витаминотерапия / В. Е. Романовский, Е. А. Синькова. - Ростов н/Д: Феникс, 2000. - 320 с.
Смолянский, Б.Л. Справочник по лечебному питанию для диетсестер и поваров / Б. Л. Смолянский, Ж. И. Абрамова. – Л.: Медицина, 1984. – 304с.
Содержание витаминов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://prodgid.ru/tables/fruits/ (Дата обращения 20.11.2018 г.).
Урок биологии по теме «Витамины» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://открытыйурок.рф/статьи/575120/ (Дата обращения 24.12.2018 г.).
Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / ред. В. А. Володин. - М: Аванта+, 2001. – 640с.