VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Содержание витамина C в ягодных растениях и кустарниках Пуровского района

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Новикова П.С. 1

---

1МБОУ ДО «Центр естественных наук» г. Тарко-Сале Пуровского района

Виноградова Р.А. 1

---

1МБОУ ДО «Центр естественных наук» г. Тарко-Сале Пуровского района

Работа в формате PDF

2.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Аскорбиновая кислота (или витамин «С») - органическое соединение, является одним из основных питательных веществ в рационе человека, которое необходимо для нормального функционирования соединительной и костной ткани, является антиоксидантом.

В природе источником аскорбиновой кислоты являются плоды свежего шиповника, болгарский красный перец, чёрная смородина и облепиха, яблоки, земляника, цитрусовые. Ягоды в нашем рационе также представляют собой один из важнейших поставщиков витамина С. Дикорастущие пищевые растения флоры Пуровского района достаточно разнообразны. В лесах и болотах неисчерпаемые запасы ягодных растений — брусники, черники, клюквы, рябины и др. Из литературных источников известно, что содержание витамина С в клюкве и рябине даже больше, чем в лимоне.

Растворимый в воде витамин С легко уничтожается под влиянием кислоты, света и нагревания, поэтому наиболее богаты им ягоды пока они свежие и необработанные.

Учёные рекомендуют использовать в пищу, те продукты питания, которые выращиваются, или произрастают в своём климатическом поясе, так как они привычнее для нашего организма, наш организм адаптирован к ним.

Большинство витаминов не синтезируется в организме человека, поэтому необходимо постоянное поступление их с пищевыми продуктами.

Цель работы - определение содержания витамина С в ягодах Пуровского района, а так же влияния термической обработки на сохранность витамина С в них.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

научиться выделять витамин С из продуктов для анализа (отбор и приготовление проб);

ознакомиться с методом качественного анализа наличия витамина С в продуктах;

освоить количественный метод анализа содержания витамина С в анализируемых пробах;

выбрать способ обработки ягод для сохранения содержания витамина С при их употреблении;

провести оценку полученных результатов исследований, составить рекомендации для употребления ягод.

В качестве объекта исследования выбраны ягодные растения и кустарники, произрастающие в Пуровском районе, а также привозные фрукты.

Предмет исследования: витамин С, содержащийся в ягодах и фруктах.

Гипотеза исследования: если выяснить, в каких продуктах содержится наибольшее количество витамина С, то эти продукты можно рекомендовать для регулярного употребления.

Основные этапы исследования:

анализ научно-популярной литературы по выбранной теме;

проведение опроса школьников с целью выявления предпочтений в выборе продуктов - источников витамина С, а также способа их употребления;

подготовка проб для анализа;

определение количества содержания витамина С в анализируемых образцах продуктов титриметрическим методом;

оформление результатов исследования.

Практическая значимость работы.

По данным Института питания Российской академии медицинских наук, большая часть населения России (75% проверяемых) испытывает дефицит витамина C [1]. Этот витамин необходим для жизни человека и должен поступать с пищей [2]. Актуальным является поиск новых источников аскорбиновой кислоты и изучение влияния различных факторов на ее содержание, а также определения количества содержания витамина С в продуктах питания, для составления более грамотного рациона питания.

Глава 1. Литературный обзор. Витамин С, свойства, источники, влияние на здоровье человека.

1.1. Классификация и свойства витамина С.

Классификация витаминов.

В настоящее время открыто несколько десятков витаминов. Для удобства изучения их классифицируют по физическим свойствам: а) витамины, растворимые в жирах, б) витамины, растворимые в воде.

Таблица 1. Классификация витаминов.

Биохимические свойства витамина С.

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.

Аскорбиновая кислота - это белый кристаллический порошок кислого вкуса. Легко растворим в воде (1:3,5), с образованием кислых растворов, растворим в спирте. Аскорбиновая кислота, особенно ее дегидроформа, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в дикетоулоновую кислоту, не обладающую 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.

1.2 Витамин С и здоровье человека.

Так же как вода и минеральные соли, витамины являются источниками энергии, их значение для организма чрезвычайно велико.

Физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Значение данного витамина для человека очень велико:

1) стимулирует рост, участвует в процессах тканевого дыхания, обмене аминокислот, способствует усвоению углеводов;

2) участвует в синтезе и сохранении коллагена – белка, который служит основой образования соединительных тканей. Коллаген скрепляет сосуды, костную ткань, кожу, сухожилия, зубы;

3) витамин С - антиоксидант. Он противодействует токсическому действию свободных радикалов – агрессивных элементов, образующихся в организме при многих отрицательных воздействиях и заболеваниях;

4) участвует в выработке адреналина – гормона, увеличивающего частоту пульса, кровяное давление, приток крови к мускулам;

5) является фактором защиты организма oт последствий стресса, витамин С помогает выработке стрессовых гормонов и защищает организм от токсинов;

6) усиливает процессы регенерации, повышает устойчивость организма к инфекциям;

7) регулирует свертываемость крови, восстанавливает проницаемость капилляров, участвует в кроветворении, оказывает противовоспалительное действие, снижает воздействие различных аллергенов и др.

Недостаточное поступление витамина С с пищей проявляется в форме авитаминоза (цинги). В настоящее время из года в год мы опасаемся сезонных заболеваний ОРЗ. Одним из профилактических средств, является витамин С. Поэтому данная тема актуальна и сегодня.

1.3 Источники содержания витамина С.

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов. Она синтезируется растениями и подавляющим большинством животных. 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.

Сохранность витамина С обеспечивает правильная кулинарная обработка фруктов и ягод. Фрукты не следует подолгу оставлять на воздухе очищенными и разрезанными, при варке их нужно закладывать в кипящую воду сразу после очистки. Замороженные ягоды необходимо опускать в кипящую воду, так как медленное оттаивание увеличивает потерю витамина С.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1 Определение объектов исследования методом опроса школьников.

Проведен опрос среди обучающихся МБОУ ДО «ЦЕН». Количество респондентов - 100 школьников в возрасте от 6 до 17 лет. Результаты представлены на диаграммах в приложении I. По результатам опроса выбраны объекты исследования и способы их обработки для выполнения анализов на содержание витамина С: рябина, клюква, брусника, яблоки, апельсины, мандарины в свежем, размороженном виде и в виде морса.

2.2 Качественное определение аскорбиновой кислоты.

В основе качественных реакций на витамин С лежит свойство аскорбиновой кислоты окисляться. При окислении она может восстанавливать некоторые химические вещества, например, спиртовый раствор йода или раствор Люголя.

Йодная проба на витамин С.

У аскорбиновой кислоты есть свойство, которого нет у всех остальных кислот: быстрая реакция с йодом

Раствор Люголя (раствор йода в йодиде калия) при добавлении к нему витамина С обесцвечивается вследствие восстановления молекулярного йода с образованием йодистоводородной кислоты.

Ход работы. В две пробирки (опыт и контроль) наливаем по 10 капель дистиллированной воды и 2 капли раствора Люголя. В опытную пробирку добавляем 5-10 капель 1%-го раствора аскорбиновой кислоты, в контрольную – столько же дистиллированной воды. В опытной пробирке раствор обесцвечивается.

2.3 Определение количества витамина С в анализируемых продуктах.

В основе анализа содержания витамина С в образцах - титриметрический метод количественного определения аскорбиновой кислоты на основе йодометрии.

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

С₆H₈O₆ + I₂ = C₆H₆O₆ + 2HI.

В присутствии крахмала в качестве индикатора, точкой эквивалентности при титровании является синее окрашивание реакционной массы.

Ход работы

1. Приготовление растворов титранта (раствор йода) и индикатора (раствор крахмала).

Для приготовления 100 мл 0,001 М раствора I₂ ( титрант) необходимо

0, 54 г аптечной 5 % настойки йода.

Приготовление раствора крахмала: к 1 г крахмала добавляем немного воды, перемешиваем до образования суспензии, которую медленно выливаем в 200 мл кипящей воды (при активном перемешивании), кипятим 5 минут.

2. Подготовка проб для анализа:

очистка от кожуры, растирание проб (25 г) в фарфоровой ступке пестиком, экстракция витамина С из ягодной массы дистиллированной водой (до 100 мл),

приготовление морса – запарить около 25 г ягод 50 мл кипящей воды и остудить.

3. Проведение анализа содержания витамина С в образцах: титрование аликвоты водного экстракта ягод или морса, запись результатов.

Титрование: бюретку заполняем раствором йода до нулевой отметки. В химическую колбу для титрования с помощью пипетки добавляем пробу образца (10 мл) и 0,5 мл раствора крахмала. Сам процесс титрования проводим раствором йода при энергичном перемешивании до появления синей окраски, не исчезающей в течение 20 с.

4. Расчет концентрации аскорбиновой кислоты в пробах сока и расчет содержания аскорбиновой кислоты в соке.

Расчет концентрации аскорбиновой кислоты в пробах образца:

C (вит. С) = C(I₂)*V(I₂) / V(пробы) = 0,001*V(I₂) / V(пробы),

где С (вит. С) – концентрация витамина С, моль/л;

V(I₂) – объем раствора йода, который пошел на титрование, мл;

C(I₂) – концентрация раствора йода, моль/л;

V(пробы) – объем пробы, мл.

Далее проводим расчет содержания аскорбиновой кислоты в анализируемом продукте (массы аскорбиновой кислоты (m_c) в мг на 100 г пробы) по формуле:

m_c = C (вит. С)ср*0.1*М(С6H8O6)*1000

Результаты заносим в таблицу 2 (приложение I).

Рассчитываем количество витамина С в 100 г ягод по формуле:

m = 100* m_c/m_яг,

где m – количество витамина С в 100 г пробы ягод, мг;

m_c - массы аскорбиновой кислоты (m_c) в мг на 100 г пробы (водного экстракта);

m_яг - масса ягод, взятая для приготовления 100 мл водного экстракта пробы, г.

Определяем массу ягод, необходимую для удовлетворения суточной потребности человека в витамине С (физиологическая потребность витамина «С» для взрослых - 90 мг в сутки, для детей - от 30 до 90 мг в сутки в зависимости от возраста, принимаем значение средней суточной потребности - 60 мг). Результаты расчетов приведены в таблице 3 (приложение II).

Выводы:

пробы из ягод рябины были проанализированы в трех вариантах, наибольшее количество витамина С оказалось в свежих ягодах, в морсе и в размороженном виде содержание витамина снижается на 87 % и - на 43 % соответственно; но каждый может выбрать для себя в каком виде употреблять эти ягоды, т.к. для удовлетворения суточной потребности достаточно съесть горсть свежих ягод рябины (около 40г) или в виде морса – выпить 1,5 стакана в день;

поскольку зимой доступны размороженные ягоды или привозные фрукты, то по результатам исследований можно рекомендовать ежедневно съедать по 70 г ягод рябины, либо 80 г клюквы (столько же мандарина), либо 90 г брусники, а вот апельсина понадобится около 200 г в день, чтобы удовлетворить суточную потребность организма в витамине С;

с той же целью необходимо выпивать около 500 мл в день морса из замороженных ягод;

на примере исследований ягод рябины мы делаем вывод, что свежие ягоды содержат на 40 % больше витамина С чем замороженные, значит их достаточно съедать в среднем около 40 г в день.

Фотоотчет о практических и лабораторных работах в рамках исследования содержания витамина С в ягодах и фруктах представлен в приложении III.

3. Заключение.

Данная работа помогла мне узнать много нового о продуктах, которые мы употребляем в пищу практически каждый день. Я научилась выполнять несколько видов лабораторных анализов. Мне было интересно планировать и проводить лабораторные эксперименты и исследования, описывать свои наблюдения, обрабатывать получаемые результаты и формулировать выводы.

Определив содержание витамина С в фруктах и ягодах, я выяснила, какие продукты подходят для частого употребления. Я узнала о пользе и значимости витамина С, а также о норме его потребления. В ходе работы я определила, в каком виде лучше всего употреблять в пищу продукты для получения ежедневной нормы витамина С. Меня очень заинтересовала данная область исследования и я хотела бы продолжить работать над этим вопросом.

Я считаю, что каждый человек, который заботится о своем здоровье и сбалансированном рационе питания, должен знать о пользе и правильном употреблении витаминов и других полезных веществ. Поэтому я создала карточки-рекомендации по употреблению ягод, произрастающих в нашей местности в качестве источника витамина С (приложение IV).

Список литературы

Жерносек В.Ф. Дефицит витаминов и минералов у детей. // Международные обзоры: клиническая практика и здоровье, 2015, с. 9-20.

Государственная Фармакопея Российской Федерации XIII, том II. Общие методы анализа. – М.: ФЭМБ, 2015. – 1292 с.

Естествознание. Энциклопедический словарь. М.2002.

Петровский К.С., Белоусова Д.П. и др. Витамины круглый год. М.Россельхозиздат, 1983

Прозоровский В. Витамин С. Как его понимать? // Наука и жизнь. – 2007. – № 8. – С. 70–76.

Спиричев В. Б. Витамины и мы // Химия и жизнь – XXI век. – 2005. – № 12. – С. 32–34.

Тюренкова И.Н. «Растительные источники витаминов», Волгоград 1999 год, 45с.

Витамин C: что это такое и с чем его едят [Электронный ресурс] // OUM.RU Здравый Образ Жизни: [сайт]. – [Б. м.], 2011–2019. – URL: https://www.oum.ru/literature/zdorovje/vitamin-c-chto-eto-takoe-i-s-chem-ego-edyat/

Приложение I

Результаты опроса среди обучающихся МБОУ ДО «ЦЕН»

Приложение II

Результаты титриметрического анализа и расчетов.

Таблица 2. Результаты титриметрического анализа (иодометрия).

Таблица 3. Результаты расчетов массы ягод, содержащих суточную норму витамина С.

Приложение III

Ф отоотчет о практических и лабораторных работах в рамках исследования.

Рисунок 1. Приготовление проб методом водной экстракции витамина С из ягод.

Р исунок 2. Пробы морса из ягод.

Рисунок 3. Количественный анализ – титрование проб раствором йода.

Рисунок 4. Переход окраски индикатора – точка эквивалентности при титровании

Рисунок 5. Результаты титрования проб.

Приложение IV

Карточки-рекомендации по употреблению ягод.

Рябина свежая – 39 грамм

Размороженные ягоды:

Рябина – 70 грамм

Клюква – 80 грамм

(как и мандарин)

Брусника – 90 грамм

Морсы из ягод – 300-500 мл

(2-3 стакана)

Ягоды и витамин С

Сколько ягод содержат суточную норму витамина С?