Исследовательская работа: Определение содержания витамина C в соках, приобретенных в магазине, и компотах, приготовленных в домашних условиях.

Автор: Сигаева Полина Артуровна

Класс: 9

Город: Сургут, ХМАО -Югра

МБОУ СОШ №15 

Научный руководитель: Мерк Татьяна Михайловна

Тема: Определение содержания витамина C в соках, приобретенных в магазине, и компотах, приготовленных в домашних условиях.

Оглавление.

1. Аннотация …………………………………………………………………………......2 стр.
2. Введение……………………………………………………………………………...3-4 стр
3. Основная часть…………………………………………………………………….…4-9 стр
4. Заключение……………………………………………………………………………10 стр
5. Список литература……………………………………………………………………11 стр
6. Приложение……………………………………………………………………… 12-13 стр

Аннотация.

В данной исследовательской работе рассматривается содержание витамина С в соках и компотах, приготовленных в разных условиях, но из одних и тех же компонентов. Работа посвящена актуальной на сегодняшний день проблеме - правильному употреблению продуктов, содержащих витамины.

Для решения исследовательской задачи автором был использован метод аскорбинометрии и сделана попытка оценить содержание изучаемого витамина в напитках, употребляемых человеком. Используемый метод оказался эффективным. На основании используемого метода исследования, а также привлечения дополнительных источников информации установлено, что в большем количестве витамин С содержится в компотах, приготовленных в домашних условиях.

Результаты данного исследования расширяют знания о пользе витаминов для организма человека.

Введение

Организм человека – сложная многофункциональная система, работа которой зависит от слаженных действий всех органов. Одно из главных мест в этой системе принадлежит иммунной системе, которая  защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "пограничники, стерегущие границу своего государства" против отрицательного действия разных заболеваний, вызванных вирусами, бактериями, грибками и так далее. Правильная работа иммунной системы зависит от ряда факторов, к которым относятся и витамины.

Витамины (от латинского vita — «жизнь») – группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых живым организмам для нормальной работы физиологических процессов. Оказывают действие в малых количествах [2, с.153].

Витамины – органические вещества, поступающие с пищей в микроколичествах, необходимые для нормального обмена веществ и жизнедеятельности; не синтезируются организмом самостоятельно [4, с.291].

Сколько бы ни было определений витаминов, все они несут один смысл: органические вещества, необходимые человеку в очень малых количествах.

В настоящее время известно около 80 витаминов, абсолютная необходимость которых для человека не вызывает сомнений. Это витамин С, или аскорбиновая кислота, витамины группы В: В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), В12 (кобаламин), РР (ниацин, включающий никотиновую кислоту и никотинамид), фолиевая кислота (фолацин), пантотеновая кислота, биотин (витамин Н) и жирорастворимые витамины, А, D, Е и К, но особое место отводится «жизненно необходимым» (А,В,С,Д,Е) [2,электронный ресурс].

Несмотря на свой микроколичественный состав, витамины играют важнейшую роль в жизни человека. Они активно влияют на обмен веществ, рост и развитие организма, его сопротивляемость к заболеваниям.

Меня заинтересовал витамин, знакомый всем нам с детства – С. Мы часто слышим: «Употребляйте в пищу больше витамина C», особенно актуальным становится этот призыв-совет с наступлением периода простудных и вирусных заболеваний.

Актуальность работы:

Уникальность человеческого организма требует особого отношения и ухода. Для того чтобы жить здоровой и полноценной жизнью, людям просто необходимы витамины. В этом нам и помогает их разнообразие. Как при недостатке, так и при избытке витаминов у людей наблюдается ухудшение здоровья, иногда приводящее к необратимым последствиям. В подобных ситуациях становится незаменимым именно витамин C, который повышает иммунитет организма человека. Поэтому каждый человек должен помнить, что для поддержания здорового состояния организма необходимо употреблять витамины в определенном количестве, в зависимости от индивидуальных потребностей каждого организма и возрастной категории.

Новизна данной работы заключается в том, что многие мои одноклассники не знают о том, что количество витамина C больше в компотах, приготовленных в домашних условиях, чем в соках, купленных в магазине.

Цель моей работы:

Определить содержание витамина C в консервированных соках, приобретенных в магазине, и компотах, приготовленных в домашних условиях.

Задачи:

1. Изучить историю открытия витаминов, в частности, витамина C и его значение для организма человека.
2. Определить 10 ягод и фруктов, содержащих самое большое количество витамина C.
3. Определить содержание витамина C в исследуемых соках и компотах.
4. Сравнить количество витамина C в соках и компотах.
5. Представить результаты одноклассникам для расширения их кругозора.

Гипотеза: Содержание витамина С в компотах домашнего приготовления выше, чем в    

                  соках, приобретенных в магазинах.

Объект исследования - соки и компоты.

Предмет исследования - витамин C.

Методы исследования:

Теоретические: анализ литературы

Эмпирические: наблюдение, сравнение, опыт.

Мониторинговые: оценка состояния и прогноз.

Практический метод: - аскорбинометрия.

Анализ введения: Тема исследовательской работы является достаточно актуальной для настоящего времени и соответствует возрасту ученицы. Кратко, но понятно и четко дано определение ключевого термина «витамины». Приведены примеры витаминов, с указанием их функций. В полной мере раскрыта актуальность и новизна темы. В ходе работы предметом исследования явился только витамин С, что дает возможность более детально и качественно провести исследование. Работа была проведена самостоятельно. Объем введения краткий с правильной формулировкой цели и вытекающих из нее задач работы. Верно, выдвинута гипотеза. Отмечены используемые методы в работе.

Основная часть.

Витамины – это органические вещества, содержащиеся в пище, необходимые для образования ферментов и других биологически активных веществ [1, с.153].

Началом истории витаминов можно условно назвать открытия моряков XVIII века.

В прошлом люди, не имея представления о сбалансированном питании, считали, что самые необходимые вещества содержатся только в хлебе и мясе, которые они употребляли постоянно. Людей, долгое время проводящих в открытом океане, подстерегала ужасная болезнь – цинга, так как их организм испытывал недостаток в особых ферментах. Почти за два века этот недуг унес больше жизней людей, чем все морские сражения за этот же период.

Впервые витaмины упоминаютcя в рaботе Ху Сыхуэйя «Вaжные принципы пищи и нaпитков» в 1330 году. Китaйcкий медик cиcтематизировал извеcтные нaуке знания о роли питaния и о вaжноcти рaзнообразия рациона питания.

Только в 1747 году шотландский врач Джеймс Линд начал изучение витамина C, которое напрямую связано с профилактикой болезни всех матросов – цинги. Но его открытия были признаны не сразу. Практически одновременно с этим, Джеймс Кук на практике доказал роль растительной пищи в предотвращении цинги. Также интересно то, что Петр I, узнав, что английские моряки обязательно употребляли в пищу лаймы и лимоны, учел этот факт и ввел кислые продукты в рацион российских мореплавателей [1, электронный ресурс].

В 1881 году  основание учения о витаминах заложил российский ученый Николай Иванович Лунин, проводивший опыты на мышах, помещая их в одинаковые условия, но давая разную пищу. Одним он давал натуральное молоко; другим - искусственную смесь, в которой содержались все необходимые вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные соли), причем в том же соотношении, что и в молоке. Вскоре мыши второй группы начали терять в весе и погибать [5, с.194].

В 1911 году – польский ученый Казимир Функу получил из рисовых отрубей вещество, которое излечивало oт паралича голубей, питавшихся очищенным (полированным) рисoм. Он и дал ему название витамин (от латинского «виталис» - животворящий) [5, с.194].

В 1970 Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин C, обычная простуда и грипп», в которой документально засвидетельствовал факт эффективности витамина С. С тех пор «аскорбинка» остается наиболее известным, популярным и незаменимым витамином в нашей пoвседневной жизни. Исследовано и описано свыше 300 биологических функций витамина. Главное, что в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин C и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно [3, электронный ресурс].

Почему нам необходим витамин C?

Витамин C, (аскорбиновая кислота) С6Н8О6, водорастворимый витамин. Он синтезируется растениями (из галактозы) и животными (из глюкозы), за исключением человека, приматов и некоторых других животных, которые получают аскорбиновую кислоту с пищей.

Когда человек не получал отдельные виды пищи, состояние его здоровья заметно ухудшалось. Витамин C – или аскорбиновая кислота – предохраняет наш организм от цинги, а также поддерживает иммунитет. Витамин C образуется в зеленых листьях, корнях, стеблях и почках развивающихся растений. Содержится в свежих овощах, фруктах. Особенно много его в шиповнике, лимонах, черной смородине, капусте.

Интересно, что у всех млекопитающих печень вырабатывает витамин C, исключениями являются человек, обезьяны и морские свинки. [3, с.194].

При недостатке витамина С (а это чаще всего бывает зимой и ранней весной) у людей  уменьшается сопротивляемость к инфекциям, появляется слабость, повышается утомляемость. Полное отсутствие витамина C в пище приводит к тяжелому заболеванию –цинге, или скорбуту. Признаками данной болезни является общая слабость, развивается отдышка, десны начинают кровоточить, в коже и мышцах появляется кровоизлияния, выпадают зубы.

Определим «десятку» фруктов  и ягод по содержанию витамина C (таблица 1).

таблица 1

«Содержание витамина C во фруктах  и ягодах»

В настоящее время мы можем увидеть большое разнообразие различных продуктов питания, содержащих витамин C и среди них соки и компоты. Зачем же людям пить соки и компоты?

Еще древние люди употребляли в пищу соки фруктов и овощей.  Они отлично усваиваются в нашем организме, и при этом затрачивается минимум энергии. С развитием науки появились разные добавки и стимуляторы, которые включаются почти во все продукты, продающиеся в магазине. Поэтому в наше время употребление хороших соков становится затруднительным по причине разных добавлений в их состав. Но на замену возвращаются «изобретения» наших бабушек – компоты. Сейчас они являются намного полезнее тех соков, которые мы видим на прилавках. И пусть при термической обработке некоторые полезные свойства фруктов и овощей пропадают, при правильном приготовлении этого можно с легкостью избежать.

Компот (фр. compote) - десертный напиток из фруктов или ягод, либо отвар фруктов в сиропе, а также смесь сухофруктов или сушеных ягод и фруктов, либо фруктовые или ягодные консервы.

Сок — это жидкий пищевой продукт, полученный в результате отжима съедобных спелых плодов овощных или фруктовых культур [4, электронный ресурс].

Доказано, что соки и компоты являются источником минералов, антиоксидантов, витаминов, ферментов и других, важных для человека соединений, которые в своей совокупности обладают противоаллергическими, противовоспалительными, и противораковыми свойствами. Они также снижают риск возникновения некоторых болезней: ожирение, гипертония, диабет, улучшают общее состояние здоровья. Способствуют очищению организма от нежелательных веществ, взамен насыщают его здоровыми компонентами, и улучшают работу иммунной системы.

Методика определения витамина С.

Для определения содержания витамина C в соках и компотах мы используем один из методов анализа, который носит название аскорбинометрии.

Аскорбиноме́трия - это метод количественного анализа с применением титрированного раствора аскорбиновой кислоты в качестве основного реагента.

Оборудование: пробирки, штативы для пробирок, пипетки, мерный стакан (250 мл), мензурка, пол-литровые банки.

Используемые вещества: вода, йодный раствор, аскорбиновая кислота, крахмал.

Для этого нам понадобится: крахмальный клейстер, раствор витамина C (раствор аскорбиновой кислоты), раствор для наглядного примера изменения цвета. 

1. Сначала приготовим крахмальный клейстер, для которого нам понадобится вода (нормальной температуры и кипяток) и крахмал.

Чтобы приготовить клейстер, в 100 г. воды нужно добавить половину чайной ложки крахмала и размешать. После этого долить стакан кипятка и снова перемешать. Оставить на 2-3 минуты для полной реакции (фото 1).

2. Следующее, что нам понадобится, - это раствор аскорбиновой кислоты.

Для его приготовления отмерим 500 г. воды и поместим в её пол-литровую банку, добавим 0,5 г. аскорбиновой кислоты (фото 2).

3. Теперь осталось приготовить раствор для визуального примера.

          Для начала отмерим 150 г воды и поместим в пол-литровую банку. Затем с помощью мерного стакана отмерим 35 мл. уже приготовленного раствора аскорбиновой кислоты и добавим в отмеренную воду. В получившийся раствор необходимо добавить клейстер – одну чайную ложку (фото 3).

4. Титруем

          Пипеткой, считая капли, добавляем йодный раствор, приготовленный в пропорции с дистиллированной водой 1/40, в наглядный раствор, который мы используем в качестве визуального примера, и периодически размешиваем до однородного цвета. Как только раствор окрасится в синий цвет, опыт можно считать оконченным (фото 4,5,6,7).

Для проделывания следующих опытов и представления результатов и выводов необходимо знать, что большее количество витамина C содержится в том растворе, для окраски которого было использовано большее количество капель йодного раствора [5, электронный ресурс]

5. После приготовления всех нужных компонентов для опыта, мы приступаем к титрированию соков и компотов. Также для расширения поля исследования проведем анализ с помощью наших вкусовых рецепторов. В таблице укажем количество капель, которое потребовалось для окраски раствора в синий цвет и итоги вкусового анализа, после этого сделаем выводы о содержании витамина C в рассмотренных соках и компотах.

Результаты исследования

Таблица 2

«Содержание витамина C в ягодах и фруктах»

(Д – компот домашнего приготовления, М – сок, купленный в магазине)

Сравнительный анализ результатов показывает, что наибольшее количество витамина С находится в соках и компотах, приготовленных в домашних условиях, нежели в соках, купленных в магазине. Зная, что  витамин C подвергается быстрому распаду, я вспомнила из курса 8 класса, что компоты лучше всего готовить в эмалированной посуде под закрытой крышкой.

По количественному содержанию витамина C, лидируют также фрукты и ягоды, занимающие первые места в Топ -10 – шиповник, черная смородина, клубника (таблица 1).  

Рассмотрим состав купленных в магазине соков и приготовленных в домашних условиях компотах.

Таблица 3

«Состав соков и компотов»

(Д – компот, приготовленный дома, М – сок, купленный в магазине)

Анализируя состав соков и компотов, отмечаем, что компоты содержат натуральные вещества, в основном это вода, замороженные ягоды, фрукты и в некоторых случаях сахар. Тогда как в основе изготовления соков использованы концентрированные соки, регуляторы кислотности – лимонная кислота, глюкозно-фруктовые сиропы.

Анализ основной части: автор хорошо поработала с дополнительной литературой, вышла за рамки школьного учебника. Представила интересные факты об истории появления учений о витаминах и именах ученых, открывших их. Провела статистическое исследование по информационной таблицей.  Определила «десятку» фруктов и ягод по содержанию витамина C.

Доступно и подробно описан метод аскорбинометрии, используемый для определения содержания витамина C в соках и компотах. Содержание витамина С исследовано в 10 объектах. Хорошо представлены результаты исследования, отображенные графически в виде таблиц, размещенных непосредственно в тексте, что способствует более удобному сравнению всех данных. Таблицы выполнены в едином стиле, что говорит об эстетичности работы. Каждая таблица имеет свой номер, на который ссылается автор в своей работе. Все таблицы имею краткое, лаконичное название. Информация в таблицах краткая, отражающая основные моменты исследования.

В своем исследовании автор проводит анализ показателей, отраженных в таблицах. Фотографии, подтверждающие ход выполнения работы подписаны и размещены в приложении. В тексте имеются ссылки на источники информации и фотографии.

Заключение.

По результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы:

1. Исследуемые соки и компоты содержат витамин C в разном количестве.
2. Компоты, приготовленные в домашних условиях содержат большее количество витамина С, чем соки, купленные в магазине.
3. Несмотря на то, что фрукты и ягоды, которые были использованы для приготовления домашних компотов, были заморожены и подверглись термической обработке, витамин C сохранил свои свойства.
4. Считаю, что компоты, приготовленные в домашних условиях, являются более полезными, что подтверждают результаты, представленные в таблице 3, они не содержат концентратов и регуляторов кислотности, которые могут спровоцировать аллергические реакции.
5. Готовить компоты в домашних условиях с экономической точки зрения для семейного бюджета более выгодно.
6. Данная исследовательская работа была представлена моим одноклассникам для расширения их кругозора в рамках классного часа «Здоровое питание».

Считаю, что цель работы достигнута, а задачи выполнены в полном объеме.

При выполнении практической части было очень интересно наблюдать, как изменяет цвет исследуемый объект под воздействием каждой новой капли йодного раствора.

Хочется отметить, что данное исследование имеет и практическую значимость: современные подростки предпочитают употреблять соки, приобретенные в магазинах, не зная или забывая о полезности домашних компотов. Особенно важно не забывать принимать витамины в период повышения заболеваний – это весной и осенью, когда наш организм нуждается в более активной поддержке, чем в остальное время года.

Анализ заключения:

Заключение содержит основные выводы, к которым автор пришёл в процессе своего исследования. Выводы самостоятельны, отвечают поставленным задачам в полном объеме. В них автор особое внимание отводит практическому значению работы.

Общий анализ: работа Сигаевой П.А. является самостоятельной, включающей информационный обзор научной литературы и проведение химического эксперимента по данной проблеме. В работе четко обозначены теоретические и практические достижения автора. Проблема, затронутая в работе, отличается оригинальностью. Работа выполнена в соответствии с выдвигаемыми критериями к оформлению работы. Строго разграничены разделы: введение, основная часть, заключение. В заключении представлены выводы в полной мере решающие поставленные задачи. Список литературы представлен по алфавиту с указанием всех данных. К сожалению, не в полной мере, дана информация об интернет ресурсах. В целом работа заслуживает положительной оценки, так как, на мой взгляд, является хорошо продуманной исследовательской работой.

Список литературы

Список книг

[1] Драгомилов А.Г. Биология: 8 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений. –М.: Вентана –Граф, 2013. –с.153

[2] Кошель П. Биология. Энциклопедический словарь школьника. –М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2000.- с.153.

[3]  Ликум А, Энциклопедия «Всё обо всём», Компания «Ключ-С», Филологическое общество «Слово», -  М.: 1995 год; перевод с английского: В.Е. Винокурцева, В.И. Малахов, Г.П. Шалаева, В.Е. Мельников, Н.В. Шамова.

[4] Скворцов П.М., Никишов А.И., Рохлов В.С. Биология. Универсальное учебное пособие. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2000. – С.291

[5] Сонин Н.И. Биология: 8 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений. –М.: Дрофа, 2008. – с.287

Электронный ресурс

[1] - http://fb.ru/article/188936/istoriya-otkryitiya-vitaminov-i-ih-izuchenie

[2] http://www.valetek.ru/products/encyclopedia/osnovnie-fakti-o-vitaminah 

[3] https://studwood.ru/1603251/meditsina/istoriya_otkrytiya_vitaminov

[4] https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BA

[5]https://infourok.ru/metodicheskie-rekomendacii-dlya-organizacii-issledovatelskoy-deyatelnosti-s-uchaschimisya-585753.html

Приложение.

Фото 1. Приготовление крахмального клейстера

Фото 2. Приготовим раствор аскорбиновой кислоты

Фото 3. Приготовление раствора для исследования

Титрование.

Фото 4.                                                                          Фото 5.

Фото 6.                                                                       Фото 7.