Содержание витамина C в ягодных растениях и кустарниках Пуровского района

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

Содержание витамина C в ягодных растениях и кустарниках Пуровского района

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
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

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.

Жирорастворимые витамины

Водорастворимые витамины

витамин A 
витамин D 
витамин E 
витамин K

витамин С 
витамин PP 
Витамин А (ретинол, аксерофтол)

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 (mc) в мг на 100 г пробы) по формуле:

mc = 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* mc/mяг,

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

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

mяг - 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).

Анализируемый

продукт

Масса образца для экстракции в 100 мл воды, г

Объем раствора йода пошедший на титрование, мл

Концентрация витамина С в пробе, моль/л

Масса аскорбиновой

кислоты в 100

г (мл для морса) пробы, мг

Морс клюквенный

25,8 г

7,2

0,00072

12,7

Морс брусничный

25,1 г

7,1

0,00071

12,5

Морс рябиновый

19,2 г

10,8

0,0011

19,4

Мандарин

27,9

12,0

0,0012

21,1

Рябина свежая

25,1

22,0

0,0022

38,7

Рябина замороженная

25,0

12,5

0,00125

22,0

Клюква

25,0

11,0

0,0011

19,4

Брусника

25,0

9,6

0,00096

16,9

Апельсин

26,6

5,1

0,00051

9,0

Яблоко

25,2

11,0

0,0011

19,4

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

№ п/п

Наименование исследуемого образца

Количество витамина С в 100 г (мл для морса) пробы ягод, мг

Масса ягод, необходимая для удовлетворения суточной потребности человека в витамине С, г (мл для морса)

1

Морс клюквенный

12,7

472

2

Морс брусничный

12,5

480

3

Морс рябиновый

19,4

310

4

Мандарин

75,7

79

5

Рябина свежая

154,2

39

6

Рябина замороженная

88,0

68

7

Клюква

77,6

77

8

Брусника

67,6

89

9

Апельсин

33,8

178

10

Яблоко

77,0

78

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?

Просмотров работы: 19