Изучение содержания витамина С в разных фруктах

Муниципальное автономное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2»

Новый Образовательный Центр

Определение содержания витамина С в различных фруктах

Работу выполнила: Бадретдинова Екатерина,

ученица 10 класса

Руководитель: Лобес Светлана Геннадьевна,

 учитель биологии высшей категории

г. Чернушка, 2012

Оглавление

Введение        

Глава 2 Фрукты и витамины        

Состав фруктов        

Глава 2. Витамин С        

2.1. Общая характеристика        

2.2. Физико-химические свойства витамина С        

2.3 Биохимическая роль витамина С        

2.4 Источники содержания витамина С        

Глава 3 Материалы и методики определения содержания витамина C  в фруктах        

1. Эксперимент        

2. Результаты        

Выводы        

Список использованной литературы        

Введение

              В настоящее время, когда ритм жизни чрезвычайно высок и на здоровье человека влияет множество неблагоприятных факторов, особенно важно иметь полноценный рацион питания. Одним из жизненно важных компонентов рациона являются витамины. Отсутствие витаминов в пище приводит к повышенной утомляемости и ряду заболеваний. Особо высока потребность организма человека в витамине С (аскорбиновая кислота), так как он участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма человека к экстремальным воздействиям.  Особенно много витаминов содержится в фруктах.

Цель работы: определить количество витамина С в  различных фруктах.

Для реализации поставленной цели были поставлены следующие задачи:

Подобрать и освоить методики определения витамина С в фруктах;

Провести эксперимент, позволяющий выявить фрукт, содержащий оптимальное количество витамина С;

Проанализировать полученные результаты и  сформулировать практические рекомендации о значении фруктов в жизни человека.

Фрукты и витамины

Состав фруктов

Фрукты (лат. fructus — плод) – сочные съедобные плоды культурных и дикорастущих растений. Подразделяются на фрукты семечковых (яблони, груши, айвы), косточковых (абрикоса, сливы, вишни, персика и др.), цитрусовых (апельсина, лимона, мандарина, грейпфрута и др.), субтропических и тропических (инжира, граната, манго, ананаса, банана, авокадо) пород, ягоды (смородины, крыжовника, винограда, клюквы и др.). Фрукты имеют большое значение в питании человека. Приятный вкус и биологическая ценность фруктов обусловлены наличием в них значительного количества полезных веществ.

Фрукты — один из источников легкоусваемых углеводов. В фруктах семечковых пород преобладает фруктоза, косточковых — глюкоза и сахароза. Наибольшее количество сахарозы содержится в бананах, ананасах, апельсинах, мандаринах, меньшее — в ягодах. Высоким содержанием крахмала характеризуются бананы. В фруктах много витаминов: аскорбиновой кислоты (витамин С), витамина Р, каротина. В цитрусовых накапливается 50—90 мг витаминов; особенностью их является сохранение исходного количества витамина без значительных потерь в процессе хранения (в цитрусовых отсутствуют ферменты, окисляющие аскорбиновую кислоту). Некоторые фрукты представляют собой как бы природные витаминные концентраты: в шиповнике до 1500 мг витамина С и 5 мг каротина, в рябине соответственно 50 и 8, в облепихе 120 и 8, в чёрной смородине до 400 мг витамина С. Калорийность фруктов невелика и составляет в среднем 50—70 ккал в 100 г (1 ккал — 4,19 кдж). Институтом питания РАМН определена ежегодная норма потребления фруктов — 106 кг на человека.

Находящиеся в фруктах вещества играют существенную роль в процессах пищеварения и метаболизма. Органические кислоты — сильные возбудители секреции поджелудочной железы и моторной функции кишечника. Из дубильных веществ фруктов танин и катехины обладают наиболее выраженным биологическим действием. Высоким содержанием танина отличаются черника, груши, айва, кизил. Многие фрукты применяют как лечебные средства (например, малину) и в диетическом питании.

Многие виды фруктов хорошо и в течение длительного срока сохраняются в свежем виде в холодильниках с искусственным охлаждением и регулируемым составом газовой среды. Наиболее долго сохраняются яблоки, груши, цитрусовые, виноград, бананы. Фрукты подвергают замораживанию, высушиванию и консервированию (варенье, компоты и др.).

Глава 2. Витамин С

2.1. Общая характеристика

Витамины (лат. vita - жизнь + амин) - пищевые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций. По строению витамины являются низкомолекулярными соединениями различной химической природы. Организм человека и животных не синтезирует витамины или синтезирует в недостаточном количестве и поэтому должен получать их в готовом виде.

 Витамин С самый известный из витаминов. Он стимулирует рост, участвует в процессах тканевого дыхания, обмене аминокислот (структурных блоков белка), способствует усвоению углеводов. Аскорбиновая кислота повышает сопротивляемость организма к инфекциям, интоксикациям химическими веществами, перегреванию, охлаждению, кислородному голоданию. Одна из важнейших функций витамина С — синтез и сохранение коллагена — белка, который «цементирует» клетки и тем самым служит основой образования соединительных тканей. Коллаген скрепляет сосуды, костную ткань, кожу, сухожилия, зубы. Витамин С нормализует уровень холестерина в крови, способствует усвоению железа из пищи, требуется для нормального кроветворения, влияет на обмен многих витамине. Важнейшая функция витамина С — антиоксидантная. Он противодействует токсическому действию свободных радикалов — агрессивных элементов, образующихся в
организме при многих отрицательных воздействиях и заболеваниях. Аскорбиновая кислота участвует в выработке адреналина — гормона
«боеготовности», увеличивающего частоту пульса, кровяное давление, приток крови к мускулам.

В организме человека аскорбиновая кислота не образуется. Поступающий с пищей витамин С начинает всасываться уже в полости рта и желудке, но основное его количество усваивается в тонкой кишке. В теле здорового взрослого человека содержится от 4 до 6 г аскорбиновой кислоты.

Суточная потребность в витамине С . Детям 4-10 лет требуется 50-60 мг/сутки, детям более старшего возраста и взрослым - 60-80 мг/сутки витамина С. Людям курящим или работающим во вредных условиях, лучше принимать аскорбиновую кислоту 2-3 раза в день - до 100-150 мг/сутки.

           Положительное влияние витамина С на организм человека:

Витамин С предохраняет организм от многих вирусных и бактериальных инфекций

Повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов.

Помогает очищать организм от ядов, начиная от сигаретного дыма и кончая ядом змей.

Активизирует работу эндокринных желез, особенно надпочечников.

Улучшает состояние печени.

Ослабляет воздействие различных аллергенов.

Способствует снижению холестерина в крови.

Защищает от окисления необходимые организму жиры и жирорастворимые витамины (особенно А и Е).

Ускоряет заживление ран, ожогов, кровоточащих десен.

Повышает сопротивляемость организма к любым неблагоприятным воздействиям.

Эффективен витамин С при лечении большинства заболеваний.

2.2. Физико-химические свойства витамина С

Аскорбиновая кислота по вкусу напоминает лимонную кислоту и по своему внешнему виду представляет бесцветные кристаллы с температурой плавления 190 – 192 о С, растворимые в воде и спирте и нерастворимые в жирах и их растворителях.

По химическому строению аскорбиновая кислота имеет генетическую связь с сахаром и оптически активна. Левовращающая ее форма биологически активна и является витамином С.

Витамин С легко окисляется и превращается в дегидроаскорбиновую кислоту. Реакция эта обратимая: дегидроаскорбиновая кислота может быть в свою очередь легко переведена в аскорбиновую (рис. 1)

Рис. 1. Окисление аскорбиновой кислоты

Аскорбиновая кислота хорошо растворяется в воде, но крайне нестойка и легко разрушается на свету кислородом воздуха, а также в присутствии следов железа и меди, при тепловой обработке, при длительном хранении, более устойчива в кислотной среде, чем в щелочной.

Аскорбиновая кислота весьма чувствительна к повышению температуры, при нагревании ее раствора до 50 о С при доступе воздуха она очень быстро разрушается. В сухом виде аскорбиновая кислота устойчива. Аскорбиновая кислота не имеет карбоксильной группы, и ее кислотные свойства обусловлены гидроксилом второго углеродного атома, который благодаря соседству с карбонилом и двойной связи обладает способностью реагировать с металлами с образованием солей (аскорбинатов).

Аскорбиновая кислота способна к обратному окислению потому, что в состав молекулы витамина С входит диенольная группировка    (рис 2)

Рис. 2. Диенольная группировка

Эта группировка легко отдаёт водород гидроксильных групп.

При окислении витамина С первоначальным продуктом окисления аскорбиновой кислоты является дегидроаскорбиновая кислота, которая, в свою очередь, является обратимо-окисленной формой аскорбиновой кислоты и обладает всеми свойствами витамина С. Но химические свойства этих двух веществ различны. В то время как аскорбиновая кислота обладает сильными кислотными свойствами, дегидроаскорбиновая кислота утрачивает их вместе с двумя енольными атомами водорода.

В организме человека и животных аскорбиновая кислота находится как в свободном состоянии, так и в связанном виде и называется аскорбиногеном. В этом состоянии она является более устойчивой, но менее активной.

2.3 Биохимическая роль витамина С

Витамин С принимает весьма активное участие в биохимических процессах, как в составе ферментных систем, так и в виде свободной аскорбиновой кислоты. Главная «обязанность» этого витамина заключается в том, чтобы перераспределять атомы водорода между различными участками сложного «химического хозяйства» клеток. Такая роль витамина С вытекает из его свойства переходить в обратимо-окисленную форму с выделением двух атомов водорода. Потребность в акцепторах – переносчиках атомов водорода при биохимических превращениях – довольно велика, поэтому не только одна аскорбиновая кислота, но и целый ряд других веществ занимаются «перевозками» водорода. Аскорбиновая кислота, например, переносит водород к тем участкам, где происходят процессы фосфорилирования аденозинфосфорной кислоты, а «обратным рейсом» может забрать водород, выделяющийся в результате сложного процесса окисления аминокислоты – тирозина.

Витамин С оказывает активирующее влияние на целый ряд ферментов. Он активирует амилазу, липазу крови.

Витамин С оказывает влияние на синтез хондромукоида, недостаток которого в организме приводит к нарушению эластичности и проницаемости кровеносных сосудов. Если в организме существует нехватка витамина С – кофактора гидроксилаз, то синтезируется неполноценный коллаген. Прежде всего, от этого страдает сосудистая стенка, в которую он входит. Прочность, обеспечиваемая коллагеном, понижается. Развивается геморрагический синдром – повышенная кровоточивость. С этим же эффектом связано и то, что аскорбиновую кислоту рекомендуют принимать на начальных стадиях заболеваний типа гриппа. Особенность патологического воздействия вируса гриппа на организм заключается в увеличении проницаемости стенки сосудов, что вызывает множественные кровоизлияния в легких (причина большинства осложнений при гриппе). Если опосредованно через витамин С увеличить и улучшить синтез коллагена, то осложнений можно избежать.

Многообразие функций аскорбиновой кислоты в животном организме не ограничивается сказанным выше. Но и этого материала достаточно, чтобы убедиться в той важной роли, которую играет витамин С для нормального течения биохимических процессов и, в конечном счете, для сохранения нашего здоровья.

2.4 Источники содержания витамина С

Животные продукты довольно бедны аскорбиновой кислотой. В мышцах, например, содержится всего 0,9 мг витамина С. Немного аскорбиновой кислоты имеется и в молоке. Причем женское молоко в три-четыре раза богаче витамином С, чем коровье, которое по этому не может полностью заменить молоко матери при вскармливании ребенка.

Наиболее богатыми источниками витамина С являются растения.

О содержании аскорбиновой кислоты в различных растительных продуктах можно судить по таблице 1.

Материалы и методики определения содержания витамина C  в фруктах

1. Эксперимент                                                                                  

Титрование – определение концентрации раствора добавлением к нему другого раствора известной концентрации. Титрующий раствор (титрант) приливают из бюретки в исследуемый раствор, находящийся в конической колбе, до тех пор, пока не завершится химическая реакция между растворами. Как правило, содержание кислот определяется методом кислотно-основного титрования в присутствии индикатора. Конечная точка титрования – признак завершения титрования обнаруживается по изменению окраски индикатора.

Но определить аскорбиновую кислоту с помощью щелочи невозможно, т.к. в разных плодовых соках кроме витамина С, есть еще множество других кислот – лимонная, яблочная, винная и другие. И отличить одну кислоту от другой с помощью щелочи не удается.

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

C6H8O6 + I2 → C6H6O6 + 2HI

Один моль аскорбиновой кислоты (176 г) реагирует с одним молем йода (254 г). Аскорбиновая кислота превращается в дегидроаскорбиновую кислоту.

Если какой-нибудь восстановитель (в нашем случае аскорбиновую кислоту) титровать йодом в присутствии крахмала, то после окончания титрования избыточная капля йода вызовет неисчезающую синюю окраску.

Запасемся раствором йода известной концентрации. Для этого можно взять аптечный спиртовой раствор йода (йодную настойку) с концентрацией йода 5%, т. е. 5 г в 100 мл. Далее приготовим раствор крахмала: разведем 1 г его в небольшом количестве холодной воды, выльем в стакан кипятка и прокипятим еще с минуту. Такой раствор пригоден для опытов в течение недели.

        Объектами исследования являются фрукты: яблоко, апельсин, мандарин, лимон и киви. Но прежде чем приступить к анализу, потренируемся на чистой аскорбиновой кислоте.

Я взяла 0,5 г аптечной аскорбиновой кислоты, растворила ее в 500 мл воды и отобрала 25 мл раствора. Добавила примерно полстакана воды - точное ее количество значения не имеет - и еще 2-3 мл раствора крахмала. Теперь осторожно, по каплям, прибавляла из аптечной пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое, считала капли и следила за цветом раствора. Как только йод окислил всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасила раствор в синий цвет. Это означало, что наша операция - титрование - закончена.

Определив число капель и, следовательно, объем израсходованного раствора йода, я рассчитала, сколько аскорбиновой кислоты было с самого начала. На  титрование ушло 0,7 мл раствора йода. Следовательно, аскорбиновой кислоты в растворе было 0,35 × 6 = 24,5 мг, а в исходной таблетке – в 20 раз больше, то есть 98 мг. Если таблетка содержала 0,1 г(100 мг) аскорбиновой кислоты, то это означает, что точность моего анализа  вполне достаточна и можно переходить к дальнейшим опытам – определению витамина С в соках.

Я начала с апельсинового сока, отжал из апельсина 25 мл сока. Титруем сок как в опыте с таблеткой. На титрование 25 мл свежеприготовленного сока израсходовалось 0,4025 мл раствора йода. Следовательно в 25 мл сока было 14,0875 мг витамина С (0,4025 × 35), а в 100 г –  56,35 мг. По данным справочной литературы – 60 мг, что говорит о том, что по истечении определенного времени количество витамина даже в свежих фруктах уменьшается.

При анализе некоторых соков данные справочной литературы не совпали с данными анализа. Наблюдалось значительное расхождение. Можно предположить, что из-за неправильного или слишком долгого хранения фруктов витамин в нем частично разрушился.

Результаты моих расчетов приведены в таблице.

2. Результаты

В ходе проведенной работы была освоена методика, позволяющая оценить содержание витамина С в исследуемых фруктах.

Фрукты содержат разное количество витамина С.

Доступность и относительная простота этого метода позволяют использовать его в условиях школьного эксперимента, и позволяет определить содержание витамина С в различных фруктах.

Выводы

Больше всего витамина С содержится в киви (63, 7 мг), меньше – в яблоках (19,6 мг).

Витамин С неустойчив и легко разрушается:

в присутствии окислителей (O2);

на свету;

в присутствии солей железа и меди;

при тепловой обработке;

при длительном хранении.

Устойчивость аскорбиновой кислоты повышается в кислой среде.

Список использованной литературы  

Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И. Химия – М.: Дрофа, 2008.

Ольгин О.А. Опыты без взрывов. М.: Химия, 2001.

http://slovari.yandex.ru 

http://budolife.narod.ru/vita1.htm 

http://www.ukzdor.ru/vit_c.html 

http://ru.wikipedia.org