Определение содержания витамина С в напитках, изготовленных из фруктов и ягод, содержащих витамин С

Паспорт проекта

Оглавление

Введение        3

I. Теоретическая часть        4

1.1. История открытия витамина С.        4

1.2. Значение витамина С в жизни человека        4

1.3. Витамин С – общая характеристика        6

1.4. Взаимодействие витамина С с другими веществами.        6

1.5. Признаки недостаточного содержания витамина С в организме.        6

1.6. Признаки избыточного содержания витамина С в организме        7

II. Практическая часть        7

2.1. Титрование как метод количественного анализа        7

2.2. Приготовление рабочего раствора для определения витамина С (Индикатор йодометрического титрования)        8

2.3. Контрольное определение аскорбиновой кислоты        8

2.4. Определение аскорбиновой кислоты в напитках, изготовленных из фруктов и ягод, содержащих витамин С        9

2.5.  Социологический опрос «Витамин С в жизни старшеклассников».        10

III. Заключение        10

Источники        13

Приложение        14

Сводная таблица результатов определения витамина С        14

Результаты опроса «Витамин С в жизни старшеклассников»        14

Рекомендации по приему витамина С        16

Рецепт приготовления домашнего витаминного напитка        16

Введение

Тема моей работы: «Определение содержания витамина С в напитках, изготовленных из фруктов и ягод, содержащих витамин С»». Витамины и, в частности, витамин С стал сегодня неотъемлемой частью нашей жизни. Мы используем витамин С не задумываясь о том сколько у него полезных свойств и на сколько широко его распространение. Я выбрала именно эту тему, потому что мне интересно узнать, почему витамин С так важен для человека, каков его состав и когда его следует принимать.

Актуальность выбранной работы. Витамин С – один из важнейших микронутриентов - питательных веществ, которые содержатся в нашем организме в очень небольших количествах, но их роль весьма высока. Его недостаток плохо сказывается на здоровье человека. У подростков, не получающих достаточно витамина, задерживается процесс полового созревания, рост организма. Они часто болеют простудными заболеваниями, учатся с трудом. Поэтому необходимо знать значение витамина С в жизни человека, суточную норму его потребления, продукты и напитки, содержащие витамин С в своем составе.

Новизна: Новизна моего проекта заключается в том, что, работая с литературой и справочным материалом, я получила много новых теоретических знаний о витамине С. Выполняя эксперимент, я получила практические навыки по определению витамина С в напитках и могу поделиться полезными советами, которые изложила в брошюре.

Цель работы: в условиях школьной лаборатории определить наличие витамина С в некоторых напитках, сравнить полученные результаты и наиболее богатые рекомендовать одноклассникам для регулярного употребления.

Для достижения этой цели я ставлю перед собой следующие

Задачи:

1. Изучить историю открытия витамина С.

2. Дать общую характеристику витамина С.

3. Изучить проблемы недостатка и избытка витамина С.

4. Изучить роль витамина С в профилактике и лечении простудных заболеваний.

5. Провести эксперимент: качественные реакции на витамин С.

6. Проанализировать результаты и сделать выводы.

7. Выпустить буклет с выводами и рекомендациями о витамине С.

Гипотеза: если выяснить, в напитках, приготовленных в школьной столовой содержится наибольшее количество витамина С, то эти морсы и компоты можно рекомендовать для регулярного употребления.

Методы, применяемы при работе над проектом:

1. Теоретические: изучение литературы, систематизация полученных данных, обобщение, анализ, сравнение.

2. Эмпирические: наблюдение, фотографирование, анкетирование одноклассников.

3. Экспериментальные: химический эксперимент (титрование, йодометрия), анализ результатов.

Практическая значимость: создание буклета с выводами и рекомендациями о витамине С.

Тип проекта: исследовательский.

I. Теоретическая часть

1.1. История открытия витамина С.

В 1535 г. к берегу далекого в те времена Ньюфаундленда, что расположен в Северной Америке, медленно приближался парусник. На нем находились участники экспедиции Жака Картье, точнее остатки бравой команды. За время плавания по Атлантике большинство членов экипажа умерли от цинги. Оставшиеся в живых моряки в ожидании близкой гибели воздвигли на берегу изображение Христа и исступленно молили о чуде. Чудо пришло, но не с неба, а в облике индейца, напоившего ослабленных, погибающих путешественников отваром коры одного из местных деревьев. Так европейцы впервые познакомились с чудесным действием одного из важнейших витаминов — аскорбиновой кислотой. Впервые витамин С в чистом виде был выделен в 1928 году, в процессе исследования системы окисления и восстановления у растений и животных. Выделенное вещество было кислым, проявляло очень сильные восстанавливающие свойства, давало цветовые тесты, характерные для сахаров. По этим причинам его назвали «гексуроновой кислотой». Химическое название аскорбиновой кислоты впервые было использовано для обозначения роли этого вещества в предотвращении цинги.    

1.2. Значение витамина С в жизни человека

За последние годы открыты новые грани участия аскорбиновой кислоты в обмене веществ и поддержании здоровья человека. Предполагается, что этот витамин участвует в окислении и выведении из организма холестерина и тем самым играет важную роль в предупреждении нарушений липидного обмена, ведущих к развитию одного из наиболее грозных заболеваний современного человека — атеросклероза.

Доказано также, что витамин C предотвращает образование в организме нитрозаминов — веществ, обладающих мощным канцерогенным действием, то есть способностью вызывать развитие раковых заболеваний.  Витамин С в продуктах питания играет роль иммуномодулятора, огромное количество функций в организме человека выполняет рассматриваемое вещество: укрепляет иммунитет человека; ускоряет процесс заживления ран; участвует в синтезе нескольких гормонов; регулирует процесс кроветворения; очищает организм от токсинов; улучшает процесс желчеотделения; восстанавливает функции поджелудочной железы; замедляет процесс старения организма; помогает восстановиться после многих болезней. Лучше всего усваивается в сочетании с кальцием и магнием.

Витамин С вообще не образуется в организме. Это значит, что человек должен обязательно получать витамины с пищей. Аскорбиновая кислота хорошо усваивается в тонком кишечнике и оттуда попадает в кровь, где свободно циркулирует и распределяется по всем органам и тканям. В организме человека витамин С учувствует во множестве биохимических реакций, например, в синтезе коллагена – основного структурного белка соединительной ткани, которая обеспечивает функциональность и устойчивость кровеносным сосудам, костям, сухожилиям.

Витамины человек может получать как из продуктов питания, так и из витаминных комплексов, продаваемых в аптеках. Надо ли говорить, что натуральные витамины усваиваются намного лучше, чем «аптечные»? Ведь содержание витаминов в продуктах питания очень хорошо продумано природой и находится в тесной взаимосвязи с содержанием в них минералов и иных полезных веществ.

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.

•        Ускоряет процесс заживления ран.

•        Оказывает влияние на синтез ряда гормонов.

•        Повышает сопротивляемость организма к любым неблагоприятным воздействиям.

•        Эффективен при лечении большинства заболеваний.

•        Регулирует обмен веществ, выводит токсины.

•        Влияет на состояние нервной системы, стрессоустойчивость.

•        Замедляет старение и снижает риск развития хронических болезней.

•        Улучшает усвоение железа и кальция в организме.

•        Работает в качестве проводника интерферона.

•        Защищает от болезней сердца и образования тромбов.

1.3. Витамин С – общая характеристика

 Витамин C — белый кристаллический порошок кислого вкуса. Легко растворим в воде, медленно растворим в этаноле, абсолютном спирте, глицерине, пропиленгликоле. Практически нерастворим в эфире, бензоле, хлороформе, петролейном эфире, маслах, жирах.

 Это, пожалуй, самый известный из витаминов. Другие названия: аскорбиновая кислота, антицинготный витамин, антискорбутный витамин. (Цинга, или скорбут, - заболевание, возникающее при недостаточном содержании в рационе свежих овощей и фруктов).

Аскорбиновая кислота - «хрупкий» витамин. При контакте с воздухом он окисляется, что приводит к некоторой потере его свойств. По этой причине пищу, содержащую витамин С, не рекомендуется долго хранить. Фруктовые и овощные соки нужно пить свежевыжатыми. Также витамин разрушается при воздействии высокой температуры, приготовление пищи приводит к практически 100% потере этого вещества. Следовательно, овощи и фрукты нужно употреблять свежими.

Некоторая часть аскорбиновой кислоты сохраняется в продуктах при заморозке, минимальное ее количество «выживает» при сушке. Разрушение витамина также наблюдается на свету. Это значит, что для хранения овощей нужно использовать темные прохладные места. Витамин С стимулирует рост, участвует в процессах тканевого дыхания, обмене аминокислот (структурных блоков белка), способствует усвоению углеводов. Он используется для профилактики и лечения.

Витамин С защищает от вирусных и бактериальных инфекций, улучшает состояние кожи, способствует усвоению железа; наиболее богаты им шиповник, черная смородина, красный перец, апельсины и лимоны.

Этот важнейший водорастворимый витамин в природных условиях встречается в трех формах: в виде аскорбиновой кислоты, дегидроаскорбиновой кислоты и аскорбигена.

1.4. Взаимодействие витамина С с другими веществами.

При одновременном применении с дефероксамином возможно повышение тканевой токсичности железа, в т.ч. кардиотоксичности и развитие сердечной недостаточности.  

В некоторых продуктах содержится особый фермент – аскорбатоксидаза – антивитамин, который препятствует усвоению витамина С.

 При попадании болезнетворных бактерий в организм количество витамина С снижается. Где-то 25 мг аскорбиновой кислоты теряется при выкуривании одной сигареты.

Витамин С в натуральном виде плохо совместим с витаминами В1 и В12, также усваиваемости могут помешать продукты питания, богатые медью.

 Витамин Р усиливает свойства витамина С.

  1.5. Признаки недостаточного содержания витамина С в организме.

Недостаточность витамина С развивается, как правило, на фоне его малого поступления с пищей, однако дефицит витамина может возникнуть и при нарушениях всасывания, обусловленных заболеванием желудка, кишечника, печени и поджелудочной железы. Характерная особенность дефицита витамина С – это высокая ломкость сосудов. В результате ослабления сосудистых стенок у человека часто появляются кровотечения (из носа, десен, при царапинах, порезах). Кроме того, при недостатке витамина С развивается склонность к подкожным кровоизлияниям.

Злоупотребление «жёсткими» диетами. Несбалансированное или однообразное питание. Прием лекарственных препаратов, мешающих усвоению витамина С. Беременность.

Для С-витаминной недостаточности характерны следующие признаки: снижение физической и умственной работоспособности, сопротивляемости инфекциям, вялость. Частые головные боли, кровоточивость десен, снижение концентрации внимания, нарушение сна, ухудшение зрения. Человек может заболеть цингой.

1.6. Признаки избыточного содержания витамина С в организме

Избыток витамина С возможен только в том случае, если намеренно принять большую дозу витамина или постоянно пить аскорбиновую кислоту в повышенных дозировках. Для избыточного приема витамина С характерны такие симптомы как головные боли, рвота, тошнота, понос, боли в животе. Уже доза 1-1,5 г в сутки может вызвать бессонницу, беспокойство, чувство жара, повышение артериального давления, повышается вероятность образования камней в почках, нарушения выработки гормонов надпочечниками. Может и угнетаться выработка инсулина. Сыпь или покраснение кожи, зуд, повреждение эмали зубов и сахарный диабет. Выраженный симптом у детей — проявление непонятной агрессии.

Высокое количество микроэлемента также может привести к перегрузке крови железом, это состояние известно, как гемохроматоз. Чрезмерное количество вещества в организме может отравлять органы вашего тела, особенно печень, сердце и поджелудочную железу. Это заболевание может привести к более тяжелому состоянию - дисфункции органов.

      Избыточное потребление витамина С может спровоцировать сильную аллергическую реакцию и нарушения работы почек. Избытка витамина С за счет пищевых продуктов у здорового человека быть не может.

II. Практическая часть

2.1. Титрование как метод количественного анализа

 Для определения содержания витамина С я выбрала метод титрования.

 Метод заключается в том, что к раствору определяемого вещества А постепенно прибавляют раствор реактива В известной концентрации. Добавление реактива В продолжают до тех пор, пока его количество не станет эквивалентным количеству реагирующего с ним определяемого вещества А. Количественные определения с помощью объемного метода выполняются очень быстро. Время, требуемое для завершения определения титриметрическим методом, измеряется минутами. Это позволяет без особой затраты труда проводить несколько последовательных и параллельных определений.

У аскорбиновой кислоты есть свойство, которого нет у остальных кислот: быстрая реакция с йодом:                C6H8O6 + I2 → C6H6O6 + 2HI

Йодометрия - метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакциях, связанных с окислением восстановителей свободным йодом I2. В качестве рабочего раствора используется титрованный раствор йода, который готовится из 5% аптечной йодной настойки. Окончание реакции фиксируется по изменению окраски раствора крахмала на синюю.

2.2. Приготовление рабочего раствора для определения витамина С (Индикатор йодометрического титрования)

Кипячением суспензии крахмала в воде получают крахмальный клейстер, используемый в йодометрии как индикатор.  

Для приготовления индикатора необходимо взять 0,5 г крахмала, растереть с несколькими миллилитрами холодной воды и полученную пасту влить в 100 мл кипящей воды, кипятить около 2 минут (жидкость должна быть прозрачной, без комочков крахмала) и фильтровать горячим. Правильно приготовленный индикатор дает с каплей раствора йода чистую синюю окраску.

Объекты исследования: Pepsi Cola, напиток из шиповника, экстракт чёрной бузины, компот домашний, чай, кофе, таблетка Vitamin C, компот школьный, максиколд рино, отвар из молодых побегов сосны.  

2.3. Контрольное определение аскорбиновой кислоты

Прежде чем приступить к анализу напитков, содержащих витамин С, я потренировалась на растворе, в котором содержание витамина С уже известно. Для этого я взяла аскорбиновую кислоту (Vitamin C) в таблетках. Одна таблетка содержит 900 г чистого витамина С. Растворила ее в 100 мл воды, тщательно перемешала раствор. Добавила к нему 1 мл раствора крахмала и осторожно, по каплям, добавляла из пипетки разбавленный раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое. Внимательно считала капли и следила за цветом раствора. Как только вся аскорбиновая кислота прореагировала с йодом, следующая его капля окрасила раствор в синий цвет, не исчезающий в течение 10-15 секунд. Это означает, что наша операция -титрование-закончена. Определив число капель (720 капель) и, следовательно, объем израсходованного раствора йода (25,7 мл), я рассчитала, сколько аскорбиновой кислоты содержится в препарате Vitamin C (899,5 мг).

2.4. Определение аскорбиновой кислоты в напитках, изготовленных из фруктов и ягод, содержащих витамин С  

• В качестве пробы я взяла по 20 мл каждого напитка и разбавила водой до 100 мл. Получила по 100 мл различных растворов.
• Титрую растворы морсов и компотов как в опыте с таблеткой Vitamin C.
• Добавила 1 мл крахмального клейстера, с помощью пипетки добавляю по каплям раствор I2.  
• После добавления 7-й капли йода раствор школьного вишневого компота окрасился в синий цвет, не исчезающий в течении 10-15 сек. 
• Определяю массу (мг) аскорбиновой кислоты.

Расчёты:

1. Для начала я посчитала количество аскорбиновой кислоты (C6H8O6), соответствующее 1 мл 5 % раствора йода. Уравнение химической реакции: C6H8O6 + J2 → C6H6O6 + 2HJ

1.1. Находим массу йода (считаем плотность раствора йода примерно равной плотности воды, 1 г/мл): m(J2) = mр-ра * W = 1 г * 0,05 = 0,05 г

1.2. n(J2) = m/M = 0,05 г / 254 г/моль = 0,0001968 моль

1.3. n(C6H8O6) = n(J2) = 0,0001968 моль

1.4. m(C6H8O6) = n*М = 0,0001968 моль *176 г/моль = 0,0346 (г) или 0,035 г

Значит, 1 мл 5 % раствора йода соответствует 0,035 г или 35 мг аскорбиновой кислоты.

2. Находим объем йода, израсходованный на окисление аскорбиновой кислоты в школьном вишневом компоте:

известно: 1 мл р-ра йода содержит 28 капель р-ра йода,

     тогда:  Х мл р-ра йода содержит 7 капель р-ра йода,

отсюда следует, что потребовалось 0,25 мл йода (Х = 1 * 7 : 28 = 0,25).

3. Находим массу аскорбиновой кислоты в школьном вишневом компоте:

              1 мл р-ра йода соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты,

тогда  0,25 мл р-ра йода соответствует Х мг аскорбиновой кислоты,

отсюда Х = 0,25 * 35 : 1=8,75 (мг).

Следовательно, аскорбиновой кислоты в школьном вишневом компоте 8,75 мг.

Полученные усредненные результаты по определению содержания аскорбиновой кислоты в напитках, изготовленных из фруктов и ягод, содержащих витамин С, представлены в приложении 1.

В ходе экспериментальной части исследования я пришла к выводам:

• наибольшее содержание витамина С находится в отваре шиповника и в школьных морсах и компотах*;
• в напитке из плодов шиповника витамина С содержится в 3 и более раз больше, чем в других напитках, изготовленных из ягод и фруктов

* У заведующей школьной столовой я выяснила, что напитки для детей они специально витаминизируют, добавляют в них аскорбиновую кислоту.

2.5.  Социологический опрос «Витамин С в жизни старшеклассников».

При подготовке проекта мной был проведен социологический опрос «Витамин С в жизни старшеклассников». В опросе принимали участие учащиеся 10-11х классов МБОУ гимназии г. Советский, всего 26 человек. Такой выборки респондентов оказалось достаточно для того, чтобы составить представление о приеме витамина С старшеклассниками, и выявить степень значимости в приеме напитков, содержащих витамин С, влияющих на их здоровье. Результаты опроса приведены в приложении 2.

По результатам опроса я выявила, что:

• 88% опрошенных старшеклассников знают о пользе витамина С для укрепления иммунитета и общего самочувствия нашего организма;
• 85% учащихся принимают различные витамины, из них 67 % принимают комплексные витамины или аскорбиновую кислоту;
• 69 % учащихся ежедневно в качестве напитков потребляют чай, 4 % - кофе, 11 % - морс и соки, а 11 % ребят увлекаются газированными напитками 3-4 раза в неделю;
• 7 % респондентов при простуде принимают противовирусные препараты, содержащие в своем составе витамин С;
• 81 % старшеклассников питаются в школьной столовой, где готовят компоты, морсы, напитки с добавлением витамина С;
• болеют простудными заболеваниями реже учащиеся, которые питаются в школьной столовой, чем ребята, которые не посещают школьную столовую;
• учащиеся, регулярно принимающие комплексы витаминов болеют намного реже, чем те ребята, которые не принимают витамины и витаминосодержащие напитки.

III. Заключение

Подводя итоги теоретической части, необходимо отметить.

В 1535 г. европейцы впервые познакомились с чудесным действием одного из важнейших витаминов — аскорбиновой кислотой.  

Витамин С играет роль иммуномодулятора, укрепляет иммунитет человека; ускоряет процесс заживления ран; очищает организм от токсинов; выполняет другие функции в нашем организме.

Так как витамин С вообще не образуется в организме, то человек должен обязательно получать витамины с пищей. Наиболее богаты витамином С свежие фрукты и овощи, свежевыжатые соки из них.  

Витамин C — белый кристаллический порошок кислого вкуса, «хрупкий» витамин. Овощи и фрукты нужно употреблять свежими, так как при контакте с воздухом он окисляется, также витамин разрушается при воздействии высокой температуры.

Витамин С в натуральном виде плохо совместим с витаминами В1 и В12, а также могут помешать продукты питания, богатые медью. А витамин Р усиливает свойства витамина С.

Характерная особенность дефицита витамина С – это высокая ломкость сосудов, когда у человека часто появляются кровотечения из носа, десен, при царапинах, порезах. Для избыточного приема витамина С характерны такие симптомы как головные боли, рвота, тошнота, понос, боли в животе, сыпь или покраснение кожи, зуд, повреждение эмали зубов и др.

Проводя исследование, я ознакомилась с методом количественного анализа - титрованием, а именно йодометрией, который является безопасным, доступным и показательными методом определения витамина С.

Производя математические расчеты, научилась быстро и довольно точно определять аскорбиновую кислоту в различных напитках, изготовленных из фруктов и ягод, содержащих витамин С: в компоте из яблок, морсе из вишни, напитке из шиповника, отвар из молодых побегов сосны.

По итогам практической части моей исследовательской работы можно сделать вывод, что наибольшее количество витамина С содержится в морсах и напитках из плодов шиповника, черной смородины, вишни. По разным причинам мы не всегда можем употреблять в пищу круглый год свежие фрукты и овощи, в этом случае можно заменить данные продукты соками, компотами и морсами.

Определяя содержание витамина С в напитках, я подтвердила выдвинутую мною гипотезу, выяснила, что в напитках, приготовленных в школьной столовой содержится наибольшее количество витамина С. Значит, школьные морсы, компоты, напитки можно и нужно рекомендовать для регулярного употребления.

Провела социологический опрос среди старшеклассников, проанализировала его и составила буклет с информацией о витамине С, с рекомендациями по его приему (Приложение 3). Благодаря буклету у каждого подростка есть возможность познакомиться с информацией о роли витамина С, и, исходя из представленных рекомендаций, повысить свой иммунитет.  

Ввиду того, что шиповник наиболее богат витамином С, предлагаю рецепт домашнего витаминного напитка – настоя из плодов шиповника, который я регулярно готовлю и употребляю. (Приложение 4).

Используя данные исследования, я провела беседу для учащихся 11 классов, рассказала о здоровом образе жизни и о роле витамина С в ней своим близким.

В будущем планирую провести сравнительный анализ содержания витамина С в различных сортах фруктов. Любопытно сравнить содержание аскорбиновой кислоты в только что сорванных плодах и в тех, что хранились неделю, месяц, полгода.

Конечно, полученные результаты достаточно приблизительны. Однако, зная содержание аскорбиновой кислоты в различных продуктах, можно ориентировочно определить, сколько аскорбиновой кислоты мы получаем в сутки. Ведь от этого зависит наше здоровье.

Источники

1.        Скурихин И.М., Нечаев А.П. - Все о пище с точки зрения химика, Москва, «Высшая школа»,2002г.

2.        Морозов М. Здоровый образ жизни и профилактики заболеваний. Учебное пособие 2012.

3.        Ольгин О.А. Опыты без взрывов, Москва, «Химия», 2001 г.

4.        Гожмен А. Иллюстрированный химический словарь, Москва, «Мир», 2000г.

5.        Интернет-ресурсы.

Приложение

Приложение 1

Сводная таблица результатов определения витамина С

Приложение 2.

Результаты опроса «Витамин С в жизни старшеклассников»

Приложение 3.

Рекомендации по приему витамина С

1. Суточная доза витамина С – 30мг, максимально возможная доза -70-200мг.
2. Пить больше компотов, морсов, приготовленных из облепихи, черной смородины, шиповника, употреблять в пищу цитрусовые.
3. Витамин C лучше усваивается в утренние часы и после еды.
4. Витамин C хорошо сочетается с витаминами А, В5, В9, Е, а также железом, кальцием.
5. Витамин C лучше усваивается из водорастворимых форм: порошки, шипучие таблетки.
6. Профилактический курс приема витамина можно проходить 2 раза в год.

Приложение 4.

 Рецепт приготовления домашнего витаминного напитка

Настой — это самый простой среди вариантов приготовления полезного напитка из шиповника. Плоды свои целебные свойства передают ему очень медленно, но в достаточном объеме. Главное — подождать. Среднее время такого ожидания: 5 часов. Идеальная посуда для настаивания — это термос.

Готовить настой очень просто:

— измельчить плоды и положить их в термос;

— приготовить кипяток, дав ему постоять 2 минуты после снятия с плиты;

— залить этой водой плоды в термосе;

— плотно его закрыть и оставить настаиваться в темном месте (при комнатной температуре).