Научно-исследовательский проект "Содержания витамина С в овощах и фруктах и его изменение с течением времени".

Всероссийский фестиваль творческих открытий и инициатив

«Леонардо»

Секция: БИОЛОГИЯ (валеология)

Содержания витамина С в овощах и фруктах и его изменение с течением времени.

Авторы: Оруджова Назрин

ученица 7д класса

МАОУ СОШ №7

Стоянова Диана

ученица 6д класса

МАОУ СОШ №7

Руководители:

Рузакова Маргарита Вячеславовна

учитель биологии и географии

высшая квалификационная

категория

МАОУ СОШ №7

Гаджимустафаева Тамила Шихмагомедовна

учитель биологии

МАОУ СОШ №7

Консультант: Кухарева И.В.

врач-педиатор высшей категории

городской больницы г.Когалыма

г. Когалым, 2017

Содержание.

ВВЕДЕНИЕ

Иммунная система защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "линия обороны" против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т.д. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций.  Давно известно, что витамины необходимы для образования иммунных клеток, антител и сигнальных веществ, участвующих в иммунном ответе. Суточная потребность в витаминах может быть небольшой, но именно от обеспеченности витаминами зависит нормальная работа иммунной системы и энергетический обмен.

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

Так, дефицит витамина С выявился у  70-90% обследуемых.

Мы живем в северном крае и поэтому вопрос о правильной работе иммунной системе для нас наиболее важен. Мы провели анализ заболеваемости школьников МАОУ СОШ № 7 нашего корпуса и пришли к выводу, что наибольшее количество пропусков по болезни связано именно с простудными заболеваниями

Цель: определить в условиях школьной лаборатории наличие витамина С в отдельных, наиболее часто употребляемых, овощах и фруктов и разработать рекомендации для населения.

Задачи.

1. Систематизировать материал о витаминах, витамине С в частности;
2. Выяснить значение витамина С.
3. Методом йодометрии, выяснить в каких именно овощах и фруктах содержится наибольшее количество витамина С и, сравнив содержание витамина С в готовых и свежеприготовленных соках, рекомендовать их для употребления.
4. Провести опрос-анкету учащихся, как часто они употребляют продукты питания, содержащие витамин С.

Гипотеза: больше всего витамина С содержится в цитрусовых.

Предмет исследования: витамин С.

Объект исследования: продукты (овощи, фрукты, соки, нектары).

Были использованы методы исследования: 

1. метод эксперимента – йодометрия;
2. анкетирование (в котором принимало участие 95 человек).

Данная работа носит как теоретический, так и прикладной характер.

В процессе работы была использована литература: «Опыты без взрывов» О.Ольгина, «Физиология человека» С.И. Гальперина, справочники и учебники по биологии и химии.

1. Общая характеристика витаминов

Для нормальной жизнедеятельности организма особое значение имеют витамины и микроэлементы. Они участвуют в процессах обмена веществ, деятельности органов чувств, нервной системы, необходимы для роста, размножения и т.д.

Витамины (от лат. «vita» - жизнь) - низкомолекулярные органические соединения различного химического строения, необходимые для осуществления жизненно важных биохимических и физиологических процессов в живых организмах.

Несмотря на то, что суточная потребность в витаминах составляет миллиграммы и микрограммы, они должны поступать в организм постоянно, т. е. ежесуточно. Это связано с тем, что в организмах человека и животных витамины не синтезируются или синтезируются в недостаточном количестве, поэтому они должны получать их в готовом виде с пищей.

Недостаточное поступление того или иного витамина с пищей ведёт к его дефициту в организме и развитию соответствующей болезни - данной витаминной недостаточности. Различают две основные степени такой недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз. Авитаминоз характеризуется глубоким дефицитом витамина в организме и развёрнутой клинической картиной его недостаточности (цинга, рахит, бери-бери, пеллагра, злокачественная анемия и др.). К гиповитаминозам относят состояния умеренного дефицита со стёртыми неспецифическими проявлениями (потеря аппетита, усталость, раздражительность) и отдельными микросимптомами (кровоточивость дёсен, гнойничковые заболевания кожи и др.).

Приём некоторых витаминов в дозах, существенно превышающих их физиологическую потребноcтъ, может давать нежелательные побочные эффекты, а в ряде случаев даже привести к серьёзным патологическим расстройствам - гипервитаминозам. Особенно опасны в этом отношении витамины D и А.

2. Классификация витаминов

Важнейший признак классификации витаминов - это способность витаминов растворяться. По этому признаку различают два класса витаминов: 1) водорастворимые витамины: к ним относятся витамины C, РР, группы В и др.; 2) жирорастворимые витамины: к ним относятся витамины групп А, Д, Е и К.

Водорастворимые витамины. Основным источником этого класса витаминов служат овощи и фрукты. Вместе с витаминами они содержат также и фитонциды, обладающие антисептическим и дезинфицирующим действием (лук, чеснок, антоновские яблоки и др.), и эфирные масла (цитрусовые, пряности, зелень и др.).

Этот класс витаминов мы предлагаем рассмотреть на примере витамина С.

Витамин С способствует увеличению сопротивляемости организма к простудным заболеваниям, к различным видам стрессов.

Потребность в этом витамине у мужчин составляет в день от 70 до 95 мг, у женщин - 60-80 мг, у подростков - 60-70 мг. Эта норма возрастает при увеличении физической и нервно-психической нагрузки.

Особенностью витамина С является его быстрая окисляемость: весь витамин в организме может окислиться за 14-16 дней, что доказывает жизненную необходимость его потребления.

Длительная термическая обработка овощей и фруктов (варка) или хранение их в воде, варка в открытой посуде или в присутствии следов железа и меди, которые активизируют окисление витамина С, приводит к его разрушению.

Особенно богаты этим витамином свежие овощи и фрукты. Содержание витамина С (мг на 100 г растения): в шиповнике (сухие плоды) - 1200, облепихе - 900, чёрной смородине - 200, в красном перце - 250, зелёном перце и петрушке - 150, клубнике - 60, цитрусовых - 40-60, капусте - 50.

Авитаминозом этого витамина является такое заболевание как цинга, которое проявляется точечными кровоизлияниями на теле, на внутренних органах, кровоточивостью десен, выпадением зубов, одышкой, болями в области сердца и др.

3. Значение, свойства и распространение витамина С

Аскорбиновая кислота была открыта только в 1927 г. венгерским учёным А. Сент-Дьёрдьи, выделившим её из апельсинового и капустного соков, а также красного перца. Он назвал это кристаллическое вещество гексуроновой кислотой, а когда в 1932 г. были доказаны его противоцинготные свойства - аскорбиновой «против скорбута».

Аскорбиновая кислота способна к обратимым реакциям окисления и восстановления, поэтому она принимает участие в тканевом окислении.

Витамин С – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде.  Аскорбиновая кислота устойчива в сухом виде в темноте. Витамин С - прекрасный восстановитель, именно на этом свойстве и основано его участие в биологических процессах. Он принимает участие в синтезе гормонов, предохраняет важное биологическое соединение - адреналин от окисления, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных - коллагена. Витамин С необходим для построения межклеточного вещества, регенерации и заживления тканей, поддержания целостности клеток кровеносных сосудов, обеспечения нормального гематологического и иммунологического статуса организма и его устойчивости к инфекциям и стрессу.

В настоящее время аскорбиновая кислота вырабатывается нашей промышленностью в виде концентратов из шиповника, чёрной смородины, грецкого ореха и других растительных продуктов. Кроме того, её получают синтетически в кристаллическом виде.

Аскорбиновую кислоту применяют в медицине для лечения и профилактики авитаминозов (цинги), лечения и профилактики простуд, психических заболеваний, бесплодия, рака, СПИДа и гиповитаминозов. Потребность взрослых людей в витамине С зависит от возраста, пола и интенсивности труда и колеблется от 70 до 108 мг/сут. При занятиях спортом необходимо принимать ежедневно 150- 200 мг этого витамина, при простудных заболеваниях - 500-2000 мг.

Таким образом, выводы первой главы следующие:

1. для нормальной жизнедеятельности человека витамины должны поступать с пищей в качестве необходимого ее компонента.
2. Отсутствие или недостаток витаминов в организме вызывает гиповитаминозы и авитаминозы. При приеме витаминов в количествах, значительно превышающих физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы.
3. Потребность человека в витаминах зависит от возраста, состояния здоровья, условий жизни, характера деятельности, времени года, содержания в пище основных компонентов питания.
4. По растворимости в воде или жирах все витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые.
5. Витамин С - представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, довольно неустойчив, легко разрушается при нагревании до 500С в нейтральной и щелочной среде. Кислая среда служит благоприятным условием для хранения витамина.
6. Витамин С - прекрасный восстановитель, именно на этом свойстве и основано его участие в биологических процессах. Он принимает участие в синтезе гормонов, предохраняет важное биологическое соединение - адреналин от окисления, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных - коллагена.
7. Суточная потребность витамина С для взрослого человека в зависимости от интенсивности и характера труда ( 50 – 100 мг). Большее количество этого витамина должно поступать а организм женщин при беременности и лактации (100 – 150 мг) и детей (5 – 8 мг на 1 кг веса).

II. ВИТАМИНЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

1. Определение содержания витамина С в овощах и фруктах

Для определения содержания аскорбиновой кислоты мы использовали один из вариантов иодометрии, применив в качестве рабочего раствора - раствор йода, который готовили из 5 %  аптечной йодной настойки.

Берем пробу в виде ломтика продукта. Переносим ломтик в фарфоровую ступку и тщательно разотрем пестиком. Добавляем раствор крахмала и титруем смесь разбавленным раствором иода (приложение 2). Проводим титрование  до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10—15 с., Всю последовательность работы фотографируем (приложение 3), результаты заносим в таблицу.

На основании полученных данных, можно сделать вывод, что наиболее богатые витамином С являются свежие фрукты и овощи (хвоя – 147 мг, красный перец – 140 мг, капуста белокочанная свежая - 75мг.). Данные показатели опровергают нашу гипотезу.

2.2. Изменение содержания витамина С в овощах и фруктах с течением времени

Через месяц мы повторили наши исследования с тем же набором продуктов (купленные продукты хранились в холодильнике в течение месяца) и пришли к выводу, что с течением времени во многих продуктах изменяется (уменьшается) содержание витамина С, за исключением хвои  и концентрированный апельсиновый сок в коробке (купленный в магазине) (приложение1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.

Изучив литературу и проделав практическую часть работы, мы сделали выводы:

1. Витамины являются органическими соединениями различной химической природы.
2. Они играют большую роль в процессах жизнедеятельности организма и синтезируются главным образом в клетках растений.
3. Источником большинства витаминов для человека и животных служит пища. Поэтому питание человека может быть рациональным лишь в том случае, если она удовлетворяет потребностям организма не только в белках, жирах, углеводах, минеральных солях и воде, но и в различных витаминах.
4. Содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны намного больше, а из продуктов питания у перца красного и смородины черной.
5.  Кроме того, становится очевидным, что больше всего витамина С с течением времени сохраняется в хвое, концентрированном апельсиновом соке и красном перце. Меньшее количество витамина С с течением времени заметно в яблоках и в апельсиновом соке.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Таранов Б.В., Таранова Е.А. Садовоогородный участок. Третье издание «Колос», 1996.

2. ПантилеевЯ.Х. Азбука  овощевода, издательство «Колос», 1998.

3. Ольгин О. Опыты без взрывов. - М.-Химия, 1968год.

4. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – М.. Химия 1967 год.

5. Методы биохимического анализа растений. 2005.

6. Скурихин  И.М., Нечаев А.И. Все  о пище с точки зрения химика. – М. 4 Высшая школа, 1991.

7.Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г. Солодкин И.С. «Аналитическая химия».- Просвещение, 2002.

8. В.И. Солодова, Л.А. Волкова, В.Н. Волков.  «Определение витамина С в овощах и фруктах». Химия в школе, 2000 год.

9. Полезные и приятное. Витамины. Энциклопедия для детей. Химия. «Аванта плюс». С.509 – 513.

Приложение 1

Изменение содержания витамина С в овощах и фруктах с течением времени.

Это можно представить в виде следующей диаграммы:

Приложение 2

Определение содержания витамина С во фруктах и овощах

Цель: определить содержание витамина  С  во фруктах и овощах.

Оборудование: пипетка, химические стаканы, мерный цилиндр, ступа, пестик.

Реактивы: йод, крахмальный клейстер, вода, 1-% раствор соляной кислоты.

Объекты исследования: апельсин, яблоко, лимон, сок апельсиновый концентрированный (покупной), красный перец, капуста белокочанная (свежая), хвоя сосны.

Методы исследования: ЙОДОМЕТРИЯ.

Методика иодометрии

1) отмеряем 20 мл отжатого сока и разбавляем его водой до объёма 100 мл;

2) добавляем 1 мл крахмального клейстера;

3)добавляем по каплям 5 % р-ра йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

Расчёты: Капли – это не единицы измерении. Мы воспользуемся вполне точным, методом, хотя и более долгим. С помощью той же пипетки посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл (в 1 мл содержится 28 капель иода). Зная объём одной капли, можно довольно точно определить объём раствора иода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты. Концентрация раствора иода нам известна: 1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты.

Определение витамина С в свежевыжатом соке красного перца.

      1) Взвешиваем красный сладкий перец  m=130г (до эксперимента).

2) Тонким ножом из нержавеющей стали вырезаем из предварительно взвешенного

перца пробу (35г) в виде ломтика, от кожуры до сердцевины с семечками.

3) Ломтик переносим в фарфоровую ступку  тщательно растираем  пестиком.

4. Определяем содержание витамина С в свежевыжатом соке красного перца методом йодометрии.

 Расчёты: .     1 мл р-ра иода – 28 капель р-ра иода

                        Х мл р-ра иода-   40 капель р-ра иода, отсюда следует, что на окисление

аскорбиновой кислоты потребовалось  1.4 мл иода.

1 мл 5 %р-ра иода - 35 мг аскорбиновой кислоты                                                                                                      

 1.4 мл 5 % р-ра иода – Х мг аскорбиновой кислоты =>  Х = 1,4×35=  49 мг

49 мг аскорбиновой  кислоты  - 35 г перца

Х мг акорбиновой кислоты – 100 г перца, тогда в 100 г содержится 140 мг

Приложение 3

Фотоотчет