III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА С В ПАКЕТИРОВАННЫХ ФРУКТОВЫХ СОКАХ
Рущенко А.О.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Как известно, витамины – это жизнь. Без них человеческий организм не может функционировать, ведь они обеспечивают деятельность нервной, кровеносной, пищеварительной, репродуктивной систем, головного мозга и скелета.

Конечно, витамины нужны всем, больным и здоровым любого возраста, в любое время года. Но существуют группы людей и ситуации, когда вопросу витаминов следует уделить особое внимание. В первую очередь, это дети. Аскорбиновая кислота полезна для детей, она играет важную роль в обмене веществ, повышает иммунитет, сопротивляемость организма, что особенно актуально в течение учебного года.

Одним из источников аскорбиновой кислоты являются овощи, фрукты и фруктовые соки. В пакетированных соках промышленного производства активность витаминов несколько снижается, поэтому производители добавляют витамины. Для улучшения вкуса, цвета, сохранности соков добавляют лимонную или аскорбиновую кислоту. У меня возникли следующие вопросы:

  1. Сколько содержится витамина С в пакетированных соках?

  2. Какой сок для детейболее полезный по содержанию витамина С?

Цель проекта: определить наиболее полезный пакетированный сок для здоровья школьника по содержанию в нем аскорбиновой кислоты.

Задачи:

  1. Выяснить роль витамина С для детского организма.

  2. Познакомиться с химической природой и методами определения аскорбиновой кислоты.

  3. Исследовать содержание аскорбиновой кислоты в пакетированных соках.

Объект исследования: пакетированные фруктовые соки.

Предмет исследования: содержание витамина С в пакетированных фруктовых соках.

Гипотеза: мы предполагаем, что все пакетированные фруктовые соки содержат достаточное количество витамина С для удовлетворения суточной потребности детского организма.

Глава 1. Теоретическое обоснование проблемы.

  1.  
    1. Химическая природа витамина С.

Химическая природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения её в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов, особенно большое значение в ряду этих исследований имели работы А.Сент-Дьердьи и Хэворта.

Строение витамина С было окончательно установлено синтезом его из L-кислоты. Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты.

L-аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов. Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратному окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты.

Аскорбиновая кислота, особенно её дегидро- форма, является весьма неустойчивым соединением. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании. Поэтому при различных видах кулинарной обработки пищи часть витамина С обычно теряется, аскорбиновая кислота обычно разрушается также и при изготовлении овощных и фруктовых консервов. Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей, тяжёлых металлов (железо, медь).

Среди условий, влияющих на скорость окисления аскорбиновой кислоты, кроме катализаторов, очень важную роль играет реакция среды: витамин С относительно более устойчив в кислой реакции среды, малоустойчив в нейтральной и чрезвычайно быстро распадается в щелочной.

1.2 Значение витамина С для детского организма.

Аскорбиновая кислота имеет огромное значение для умственного и физического развития ребенка. Она способствуют повышению уровня интеллекта, улучшают усвоение и помогают запомнить учебный материал, помогают концентрировать внимание, повышает сопротивляемость организма к инфекциям.

Аскорбиновая кислота не синтезируется в организме человека и должна поступать с пищей в необходимых количествах.

Аскорбиновая кислота, поступающая с пищей, практически полностью усваивается в тонком кишечнике. Излишки витамина С выводятся с мочой в течении нескольких часов.

Функции витамина С в человеческом организме весьма многогранны. Он играет определенную роль в деятельности всех клеток, включается в деятельность ферментов и таким образом участвует в обмене веществ.Способствует уплотнению капилляров и тем самым укрепляет защитные силы организма в борьбе с инфекциями.

Витамин С влияет на межклеточное вещество, поддерживает эластичность соединительной ткани и жизнедеятельность костной, хрящевой ткани и ткани зуба. Он стимулирует рост, участвует в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании, обмене аминокислот, улучшает использование углеводов и нормализует обмен холестерина.

Витамин С необходим для образования белка коллагена, скрепляющего клетки сосудов, костной ткани, кожи, нужного для заживления ран. Витамин С действует на функцию центральной нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез, особенно надпочечников, улучшает функцию печени. Он способствует усвоению железа и нормальному кроветворению, влияет на обмен многих витаминов. Витамин С повышает сопротивляемость организма инфекциям, интоксикациям химическими веществами, перегреванию, охлаждению, кислородному голоданию.

При нехватке витамина С человек испытывает сонливость, вялость, кровоточивость десен, склонность к частым простудам.

Передозировка витамина С явление крайне редкое, поскольку этот витамин легко выводится из организма. Чаще всего эта передозировка влечет за собой расстройство желудка, но довольно таки быстро проходит.

Продукты, содержащие аскорбиновую кислоту, предпочтительны для детей школьного возраста. Аскорбиновая кислота нужна для стабильной работы иммунной и нервной системы. Она положительно воздействует на органы зрения. Соединение легко разрушается под действием высоких температур. Поэтому свежие фрукты и овощи – самые хорошие источники витамина С.

  1.  
    1. Суточная потребность в витамине С

Суточная потребность в витамине С в зависимости от интенсивности труда составляет для мужчин 70-105 мг, для женщин — 55 — 95 мг. Дети 6 мес — 1 года должны получать 20 мг витамина С в день, 1-2 лет — 35-40 мг, 3-10 лет — 45-50 мг, 11-13 лет — 60 мг, 14-17 лет — 80 мг для юношей и 70 мг для девушек.

До 120-200 мг увеличивается потребность при усиленной умственной работе и большом нервно-психическом напряжении, в период спортивных соревнований.

Значительно увеличивается потребность в витамине С при многих заболеваниях (инфекции, ревматизм, операции, обширные ожоги, болезни желудочно-кишечного тракта и др.). Потребность в витамине С зависит от качества и количества белков рациона. Так при дефиците в питании незаменимых аминокислот требуется на 50-70% больше витамина С.

1.4 Методы определения содержания аскорбиновой кислоты в пастеризованных соках промышленного производства.

Содержание аскорбиновой кислоты можно определить следующими методами:

1.41 Фотометрический метод.

Этот метод основан на переводе определяемого вещества в поглощающее свет соединение. Причем, это вещество определяется с помощью измерения светопоглощения раствора полученного соединения.

По окраске растворов окрашенных веществ можно определять концентрацию того или иного компонента или визуально, или при помощи фотоэлементов приборов, превращающих световую энергию в электрическую.

1.42. Метод йодометрии.

Титриметрический метод анализа основан на окислении исследуемого вещества йодом. Включает метод прямого и обратного титрования.

Прямой метод основывается на непосредственной реакции определяемого компонента с рабочим веществом. А при обратном титровании, к определяемому компоненту добавляется избыток рабочего вещества.

Глава 2. Практическое обоснование проблемы.

  1.  
    1. Сбор информации о составе фруктовых соков.

Приступая к работе над темой проекта,я решила собрать информацию о составе соков, которую размещает производитель на упаковке, и главное, есть ли информация о витаминах, которые содержатся в данных соках.

Анализируя информацию на упаковке сока, я установила, что большинство производителей указывают общий состав, но ничего не пишут о витаминах, содержащихся в соках и фруктовых напитках.

Почему производители не информируют покупателей о содержании витамина С? Дело в том, чтовитамин С неотъемлемая часть соков промышленного производства, он является хорошим консервантом, предотвращающим окисление продукта, и может послужить причиной его избыточного количества в выпускаемом продукте у недобросовестных производителей.

  1.  
    1. Определение содержания аскорбиновой кислоты в фруктовых соках.

Для исследования я взяла пакетированные соки марки «J7» яблоко, «J7» вишня, марки «Фрутик» персиковый и сок марки «Красавчик» яблоко - вишня.

Содержание аскорбиновой кислоты в фруктовых соках определяла методом йодометрии, поскольку этот метод нагляден, прост в исполнении и оптимально подходит под условия школьной лаборатории.

Йод легко окисляет аскорбиновую кислоту, при этом раствор йода быстро обесцвечивается. Данную реакцию можно применять для определения аскорбиновой кислоты во фруктовых соках методом титрования.

В качестве индикатораиспользовала крахмал. При добавлении избыточного количества йода в титруемыйраствор, содержащий крахмал, раствор приобретает синюю окраску.

При прямомтитровании аскорбиновой кислоты раствором йода происходит следующая окислительно-восстановительная реакция:

С6Н8О6 + I2 → С6Н6О6 + 2HJ

Таким образом, 1 моль аскорбиновой кислоты (176,12 грамм) реагирует с 1 молемйода (253,8 грамм), при этом образуется 1 моль дегидроаскорбиновой кислоты и 2 моляиодид-ионов. Этот вывод потребуется для дальнейших расчетов.

Приготовление раствора для титрования:

Дляпроведенияанализа воспользоваласьаптечной 5%-йнастойкоййода. Объемнастойки, необходимыйдляприготовления 1 л 0,005 Мраствора йода J2выражаетсяформулой:

V(настойки) = 100·mJ2/ (Wнастойки·Pнастойки)

ГдеmJ2–масса йода, необходимая для приготовленияраствора (1,269 грамм)

Wнастойки–концентрация йода в настойке, % масс.

Pнастойки–плотность йодной настойки, г/мл

Нетрудно видеть, что в нашей формуле есть две неизвестные величины: точная концентрация йода в аптечной настойке и ее плотность.

Плотность настойки можно определить, но с концентрацией йода дело сложнее. Нет никакой гарантии, что концентрация йода именно 5%, поскольку для обработки ран не имеет большого значения, сколько действительно йода содержится в настойке: 4,5% или 6%.

В учебных целях можно принять, что концентрация йода равна точно 5%, а плотность настойки -1 г/мл. Тогда для приготовления 1 литра 0,005 Мраствора J2необходимо:

Vнастойки= 100·1,269 /(5·1) = 25,4 мл

Соответственно для приготовления 100 мл раствора йода нужно:

0,1·25,4 =2,54 мл настойки.

Если под рукой нет мерной колбы, исходную настойку йода можно разбавить в 40раз. Концентрация полученного раствора примерно соответствует 0,005 М. Конечно, результаты такого анализа будут приблизительными, но главное использовать для титрования один и тот же раствор–тогда результаты разных определений можно будет сопоставить между собой.

Для данного анализа не обязательно использовать дистиллированную воду – подойдет и кипяченая.

Расчёт концентрации витамина С в пробах соков проводили по формуле:

СвитС= CJ2·VJ2 / Vсока= 0,005·VJ2 / Vсока,

Где СвитС– концентрация витамина С,

VJ2 – объем раствора йода, который пошел на титрование,

CJ2 – концентрация раствора йода,

Vсока– объем пробы сока.

На основании результатов трех параллельных определений концентрации витамина С в соке мы вычислили среднее значение:

СвитСсреднее= (СвитС1 + СвитС2 + СвитС3) / 3

Где СвитС1, СвитС2, СвитС3 - данные 1-го, 2-гои 3-го параллельных анализов соответственно,

СвитСсреднее– среднее значение концентрации витамина С

Далее мы произвели расчёт содержания витамина С в соках (мг/100 мл сока) по формуле:

mвитС = СвитСсреднее·0,1·МС6Н8О6 ·1000 = 17612·СвитСсреднее

где МС6H8O6 молярная масса витамина С,

m витС– масса витамина С, мг/100 мл сока.

Приготовление раствора крахмала: к 1 грамму крахмала добавила немного воды, перемешала до образования суспензии, которую медленно вылила в 200 мл кипящей воды (при активном перемешивании).

Титрование: бюретку заполнила раствором йода до нулевой отметки. В коническую колбу для титрования с помощью пипетки добавила пробу сока 10мл, разбавила ее водой до объема 100мл, а затем 0,5 мл раствора крахмала.

Титровала раствором йода при энергичном перемешивании до появления синей окраски, не исчезающей в течение 20 секунд.

Для каждого образца сока была проведена серия, состоящая из трёх титрований.

Результаты титрования аскорбиновой кислоты

в соке марки «J7» яблоко.

пробы

Vпробы,

мл

VJ2,

мл

Содержание аскорбиновой кислоты

в 100 мл, в мг.

1

10

2,0

17,61

2

10

2,2

19,37

3

10

2,2

19,37

Итого

18,79

Результаты титрования аскорбиновой кислоты

всоке марки «J7» вишня.

пробы

Vпробы,

мл

VJ2,

мл

Содержание аскорбиновой кислоты

в 100 мл, в мг.

1

10

2,4

21,13

2

10

2,4

21,13

3

10

2,6

22,90

Итого

21,72

Результаты титрования аскорбиновой кислоты

в соке марки «Фрутик» персиковый.

пробы

Vпробы,

мл

VJ2,

мл

Содержание аскорбиновой кислоты

в 100 мл, в мг.

1

10

1,3

11,45

2

10

1,3

11,45

3

10

1,2

10,57

Итого

11,16

Результаты титрования аскорбиновой кислоты

в соке марки «Красавчик» яблоко - вишня.

пробы

Vпробы,

мл

VJ2,

мл

Содержание аскорбиновой кислоты

в 100 мл, в мг.

1

10

1,6

14,09

2

10

1,5

13,21

3

10

1,6

14,09

Итого

13,80

В ходе эксперимента я выяснила, что во всех исследуемых пакетированных соках содержится аскорбиновая кислота, но в разных количествах.

Содержание аскорбиновой кислоты в пакетированных соках

марки J7 вишня, J7 яблоко, «Фрутик» персиковый,

«Красавчик» яблоко – вишня.

(мг/100мл)

По данным диаграммы видно, что наиболее богат витамином С пакетированный сок марки «J7» вишня. Поэтому из всех исследуемых образцов данный сок является для детей наиболее полезным и его можно рекомендовать учащимся нашей школы

Заключение

Работая над темой проекта, я выяснила, что аскорбиновая кислотаполезна для детей, она играет важную роль в обмене веществ, повышает иммунитет, сопротивляемость организма, что особенно актуально в течение учебного года.

Одним из источников аскорбиновой кислоты являются фруктовые соки, которые любят все дети без исключения.

Производители соков и фруктовых напитков не размещают на упаковках информацию о содержании витамина С.

Методом йодометрии я определила содержание аскорбиновой кислоты в фруктовых соках марки «J7» вишня, «J7» яблоко, марки «Фрутик» персиковый и марки «Красавчик» яблоко - вишня. Из всех исследуемых образцов наиболее богат витамином С пакетированный сок марки «J7» вишня, поэтому он является для детей наиболее полезным и его можно рекомендовать учащимся нашей школы.

Я предполагала, что все пакетированные фруктовые соки содержат

достаточное количество витамина С для удовлетворения суточной потребности детского организма. Экспериментальные данные не подтвердили нашу гипотезу. Все исследуемые образцы соков содержат недостаточное количество витамина С.

На основании вышеизложенного, я планирую продолжить работу над проектом, а именно:

  1. Определить содержание витамина С в свежевыжатых соках.

  2. Определить содержание витамина С в отваре шиповника и кураги.

  3. Составить рекомендации для школьной столовой по организации детского питания.

Список литературы.

1.Гетман С. Искусственные и натуральные витамины //Исследовательская работа. — 2008. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://stgetman.narod.ru/vitamin01.html

2.Созина Е. Определение содержания витамина С в овощах и фруктах // Исследовательская работа. — 2011. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://do.gendocs.ru/docs/index-211100.html#5522408

3.Фотометрический метод //ГОСТ 2455689. Продукты переработки плодов овощей. Методы определения витамина С. М.: Издательство стандартов, 2003. — С. 6—7.

4. Интернет – ресурсы.