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

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА С В ЯГОДАХ, ФРУКТАХ И СОКАХ
Позднякова В.С.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 Введение

Мы живем в регионе, где продолжительность зимы составляет около 5 месяцев. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных заболеваний. Поддержать иммунную систему человека помогают витамины.

Понятие витамины объединяет группу низкомолекулярных веществ разнообразной природы, которые необходимы для биохимических реакций, обеспечивающих рост, выживание и размножение организма. Существует множество витаминов и витаминоподобных веществ. Один из самых главных витаминов в нашем организме- витамин С или аскорбиновая кислота. [9]

Данный витамин способствует росту и здоровому развитию клеток и улучшает усвоение кальция. Участвует в восстановлении и сохранения здоровья хрящей, костей, зубов и десен, помогает предотвратить образование тромбов и гематом, способствует заживлению старых язв, ран, снижению сахара в крови при сахарном диабете, участвует в регуляции окислительно-восстановительных процессов, углеводного обмена, свертываемости крови, регенерации тканей. Более того, витамин С предотвращает авитаминоз, уменьшает риск заболевания некоторыми типами рака. [5]

Считается, что витамин С – злейший враг всех болезней, но в организме человека это жизненно важное вещество не синтезируется. Поэтому человек должен получать аскорбиновую кислоту с пищей по 50-100 мг в сутки.

При проведении опроса обучающихся нашей школы выяснилось: употребляют витамины около 89%, но больше 50% не знают о витамине С, как о самом главном, около 60% не знают в каких продуктах содержится этот витамин и примерно 62 % не знают как он влияет на наш организм. Именно поэтому этот вопрос для меня стал весьма важным.

Основным источником аскорбиновой кислоты является растительная пища, в частности, фрукты, ягоды и овощи. Но какие фрукты, ягоды и овощи содержат витамин С? Где его содержание максимально? Как содержание витамина С изменяется с течением времени? Это нам и предстоит выяснить.

Объект исследования – содержание витамина С.

Предмет исследования - определение содержания витамина С в некоторых ягодах, фруктах и соках.

Целью данной работы является определение содержания витамина С в некоторых ягодах, фруктах и соках.

Для достижения данной цели необходимо решение следующих задач:

  1. Выяснить значение витамина С для организма.

  2. Изучая литературные данные, определить продукты, наиболее богатые витамином С.

  3. Методом йодометрии, установить в каких именно фруктах, ягодах и соках содержится наибольшее количество витамина С.

  4. Провести просветительскую работу о значении витаминов, в частности витамина С.

  5. Проанализировать полученные результаты, сравнить с литературными данными, разработать рекомендации по зимнему рациону для жителей нашего региона.

Методы исследования: проблемно-поисковый, анализ, эксперимент, сравнение, наблюдение, анкетирование.

Работа состоит из введения, теоретической и практической части, заключения, списка использованной литературы.

  1. Общие сведения о витамине C (аскорбиновая кислота)
История открытия витамина С

История открытия витамина C (аскорбиновая кислота) связана с цингой. В далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу. Болезнь проявлялась общей слабостью, кровоточивостью десен, вследствие чего выпадали зубы, появлялась сыпь, кровоизлияния на коже. Но все же был найден путь излечения. Так моряки,следуя примеру индейцев, стали пить водный экстракт сосновой хвои, который является кладезем витамина C (аскорбиновой кислоты). В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты.

Аскорбиновая кислота была открыта в 1927 году венгерским учёным А.Сент-Дьёрдьи, который выделил её из апельсинового и капустного соков. Он назвал вещество гексуроновой кислотой, а в 1932 году Сцент Георги доказал противоцинготные свойства—аскорбиновой («против скорбута», от лат. скорбут—цинга).Получали её из растительного сырья – отходов переработки плодов цитрусовых деревьев. Поэтому аскорбиновая кислота была дефицитной и довольно дорогой.

«Отцами» витамина С можно считать выдающихся английских химиков Эдмунда Ленгли Херста и Уильяма Н. Хеуорса, которые выделили его в чистом виде и установили его графическую формулу. Продолжая совместные исследования, Херст и Хеуорс настойчиво искали возможности синтеза аскорбиновой кислоты. Оказалось, что она – отдалённый родственник углеводов и, значит, может быть получена из них. Оставалось только подобрать самый удобный углевод, который стал бы исходным веществом в синтезе витамина С. И такой моносахарид вскоре был найден – доступная и дешёвая глюкоза. Дело в том, что молекулы аскорбиновой кислоты и глюкозы содержат одинаковое число атомов углерода и кислорода, а анализ графических формул обоих веществ выявил родственные структуры.

Источники и потребность в витамине C

Витамин С - это белые кристаллы с резким кислым вкусом. Аскорбиновая кислота устойчива в твердом состоянии. Этот витамин растворимый в воде распространяется в организме с жидкостью. Он участвует практически во всех окислительно-восстановительных реакциях, активирует пищеварительные ферменты, способствует синтезу белка коллагена, входящего в состав тканей суставов, стенок кровеносных сосудов, обеспечивает нормальный гематологический и иммунологический статус организма и его устойчивость к инфекциям и стрессу, усиливает активность фагоцитов—клеток крови, уничтожающих возбудителей болезней.

Основной, самый известный источник витамина С (аскорбиновой кислоты) - это, конечно же, цитрусовые. А также этим витамином богаты: плоды шиповника, зеленые овощи, смородина, помидоры, картофель, ягоды, зелёный лук, зелень петрушки, красный болгарский перец, лист малины, сосновые иглы.

Количество аскорбиновой кислоты в пищевых продуктах представлено в таблице №1. [6]

Таблица №1.

Содержания витамина С в некоторых пищевых продуктах.

Наименование пищевых продуктов

Количество аскорбиновой кислоты

Наименование пищевых продуктов

Количество аскорбиновой кислоты

овощи

Фрукты и ягоды

Салат

15

Киви

92

Хрен

100-200

Апельсины

50

Горошек зеленый свежий

25

Шиповник сушеный

До 1500

Черемша

100

Вишня

15

Капуста белокочанная

40

Облепиха

200

Капуста квашеная

20

Земляника садовая

60

Лук зеленый

27

Клюква

15

Перец красный

250

Лимоны

50

Редис

50

Малина

25

Щавель

60

Мандарины

30

Томатный сок

15

Смородина красная

40

Томаты красные

35

Смородина черная

250

Так как наш организм не вырабатывает витамин С и не накапливает его, поэтому очень важно включить в ежедневный рацион как можно больше продуктов, содержащих витамин С. Необходим ежедневный прием в дозе 50 - 100 мг. Действие витамина сохраняется на 8-14 часов после попадания его в организм. По истечении этого времени его полезные свойства ослабевают.

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин:

  • возраста, пола, выполняемой работы, климатических условий, вредных привычек;

  • болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям, таким, как сигаретный дым (одна выкуренная сигарета разрушает 25 мг С), увеличивают потребность в витамине С;

  • в условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 %;

  • молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается. Рекомендуемая доза аскорбиновой кислоты (витамин С) представлена в таблице №.2.

Таблица №2

Рекомендуемая суточная потребность в витамине С.

Категория

Возраст (лет)

Витамин С (мг)

Грудные дети

0-0,5

30

0,5-1

35

Дети

1-3

40

4-6

45

7-10

45

Лица мужского пола

11-14

50

15-18

60

19-24

60

25-50

60

51 и старше

60

Лица женского пола

11-14

50

15-18

60

19-24

60

25-50

60

51 и старше

60

В период беременности

 

70

Действие аскорбиновой кислоты (витамин C) как антиоксиданта

Общеизвестно, что витамин C (аскорбиновая кислота) - один из основных элементов нашей антиоксидантной системы.

Антиоксиданты помогают организму справиться с нестабильными химическими веществами - свободными радикалам, которые способствуют развитию разных патологических состояний, например, рака, сердечных заболеваний, артрита и т.п. Свободные радикалы представляют огромную опасность для клетки из-за своей высокой химической активности. Почему же их назвали именно свободными? Дело в том, что эти соединения (свободные радикалы) имеют неспаренные электроны, т.е., они неполноценны по своей структуре, поэтому для того, чтобы восполниться, они забирают эти самые недостающие электроны практически у любой молекулы. Все это приводит к нарушению жизнедеятельности клетки. Витамин C (аскорбиновая кислота) умеет делать свободные радикалы безвредными.

Более того, антиоксиданты помогают предотвратить превращение нитратов, содержащихся в продуктах питания, в канцерогенные вещества. Также он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов.

Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие.

Также, наряду с витамином E (токоферолом) и витамином A (каротином), витамин C (аскорбиновая кислота) обеспечивает защиту глаз: снижает внутриглазное давление, уменьшая риск развития катаракты.

Витамин С является фактором защиты организма от последствий стресса, увеличивает устойчивость к инфекциям, уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов.

  1. Экспериментальное исследование содержания витамина С в некоторых фруктах, ягодах и соках методом йодометрии

Для определения содержания аскорбиновой кислоты в некоторых продуктах был использован количественный анализ методом йодометрии, описанный О.Ольгиным в книге «Опыты без взрывов». [2,4]

Для анализа взяты настой из плодов шиповника и свежевыжатые соки фруктов (апельсин, лимон), ягод (чёрная смородина, облепиха, киви) и соки апельсин «Любимый» и апельсин «Фруктовый сад».

Но прежде чем приступить к анализу, потренируемся на чистой аскорбиновой кислоте.

Взять 0,5 г аптечной аскорбиновой кислоты (без глюкозы), растворить ее в 500 мл воды и отобрать 25 мл раствора. В этом количестве раствора аскорбиновой кислоты будет в 2 раза меньше, чем в таблетке. Добавить еще 2-3 мл раствора крахмала. Теперь осторожно, по каплям, прибавлять из аптечной пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое (удобнее делать это в конической колбе), Внимательно считать капли и следить за цветом раствора. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что операция титрование - закончена.

С помощью пипетки посчитали, сколько капель содержится в одном мл (в 1 мл содержится 28 капель йода), зная объем одной капли, можно точно определить объем раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты

1 мл раствора йода содержит 28 капель раствора йода;

Х мл раствора йода содержит 17капель раствора йода.

Х=0,61 мл.

Таким образом, на окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,61 мл. раствора йода.

Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты.

1 мл 5% раствора йода содержит 35 мг аскорбиновой кислоты;

0,61 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты.

Х=21,35 мг

Таким образом, содержание аскорбиновой кислоты в растворе - 21,35 мг, а в исходной таблетке – в 20 раз больше, т.е. 427 мг (погрешность составляет около 14%).

Определение витамина С в свежевыжатом соке лимона.

Отмеряем 20 мл отжатого сока лимона и разбавляем его водой до объема 100 мл; добавляем 1 мл крахмального клейстера; добавляем по каплям 5% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течении 10-15 сек.

1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит8 капель раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,28 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 0,28 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х= 9,8 мг Итак, в 100 мл лимонного сока аскорбиновой кислоты 9,8 мг. Определение витамина С в свежевыжатом соке апельсина. 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит11капель раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,39 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 0,39 мл 5 раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х= 13,65мг Итак, в 100 мл апельсинового сока аскорбиновой кислоты 13,65 мг Определение витамина С в свежевыжатом соке киви. 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит7 капель раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,25 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 0,25 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х= 8,75 мг В 100 мл сока киви аскорбиновой кислоты 8,75 мг. Определение витамина С в свежевыжатом соке смородины. 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит75 капель раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 2,7 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 2,7 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х= 94,5 мг В 100 мл смородинового сока 94,5 мг аскорбиновой кислоты. Определение витамина С в свежевыжатом облепиховом соке. 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл р раствора йода содержит38 капель раствора йода, На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 1,3 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 1,3мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х= 45,5 мг В 100 мл облепихового сока 45,5 мг аскорбиновой кислоты. Определение витамина С в настое шиповника. 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит48 капель раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 1,7 мл.йода. 1 мл 5% р раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 1,7 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х = 59,5 мг В 100 мл настое шиповника 59,5 мг аскорбиновой кислоты. Определение витамина С в апельсиновом соке «Фруктовый сад» Отмеряем 10 мл нектара, разбавляем его водой до объема 100 мл и определяем содержание в нем аскорбиновой кислоты методом йодометрии. 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит– 3 капли раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,1 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 0,1 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х= 3,5 мг В 100 мл нектара «Фруктовый сад 3,5 мг аскорбиновой кислоты ». Определение витамина С в апельсиновом соке «Любимый». 1 мл раствора йода содержит28 капель раствора йода; Х мл раствора йода содержит3 капли раствора йода. На окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,1 мл.йода. 1 мл 5% раствора йода содержит35 мг аскорбиновой кислоты; 0,1 мл 5% раствора йода содержит Х мг аскорбиновой кислоты. х = 3,5 мг В 100 мл нектара «Любимый» 3,5 мг аскорбиновой кислоты. Результаты количественного анализа представлены в таблице 3 и на рис 1. Таблица 3. Содержание витамина С в исследуемых продуктах
№ П.П. Продукты Содержание витамина С ( на 100 мл.)
1. Сок лимона свежевыжатый 9,8 мг
2. Сок апельсина свежевыжатый 13,65 мг
3. Сок киви свежевыжатый 8,75 мг
4. Сок смородины свежевыжатый 94,5 мг
5. Сок облепихи свежевыжатый 45,5 мг
6. Настой шиповника 59,5 мг
7. Сок «Фруктовый сад» 3,5 мг
8. Сок «Любимый» 3,5 мг
Рис 1. Содержание витамина С в исследуемых продуктах.

Заключение

Существует множество витаминов, но один из самых главных витаминов в нашем организме – витамин С или аскорбиновая кислота. Считается, что именно этот витамин – злейший враг всех болезней. Данный витамин участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма человека, помогает предотвратить образование тромбов и гематом, способствует заживлению старых язв, ран, снижению сахара в крови при сахарном диабете, улучшает усвоение кальция.

При недостатке витамина С нарушается обмен в соединительной ткани, повышается проницаемость капилляров, что в свою очередь, может быть причиной кровоизлияний и цинги.

Но организм человека не вырабатывает витамин С и не накапливает его, так что нам всем необходимо получать витамин С вместе с пищей по 50-100 мг в сутки.

Подводя итоги исследовательской работы, можно сделать вывод: исследуемые свежевыжатые соки ягод, фруктов, и соки, купленные в магазине, содержат аскорбиновую кислоту. Наибольшее количество витамина С отмечается в соке черной смородины и отваре шиповника, что соответствует литературным данным. Но по количественному содержанию аскорбиновой кислоты есть расхождения, причиной тому могли стать следующие факторы:

  • способы и длительность хранения;

  • температурный режим обработки фруктов и овощей;

  • степень зрелости ягод и фруктов;

  • своевременный сбор урожая (поздний сбор ягод приводит к получению менее ценной продукции);

Важно знать, что даже при правильном хранении количество витамина С в овощах и фруктах уменьшается с течением времени.

По нашим данным, если употреблять свежевыжатый апельсиновый сок, чтобы получить суточную дозу (в среднем 70 мг) это составит 2,5 стакана, черной смородины – 0,5 стакана.

Следовательно, чтобы в организм поступало достаточное количество витамина С нужно питаться разнообразно, есть свежие овощи и фрукты, замороженные ягоды, а при необходимости по рекомендации врача принимать витаминные добавки.

На основе полученных данных показаны следующие рекомендации по рациону питания и сохранению витамина С в продуктах питания:

  1. Лучше всего употреблять в пищу свежие овощи и фрукты. Но в зимнее время приходится в основном питаться их заготовками (вареньями, джемами, соками, маринадами и т.д.). Поэтому важно уметь правильно приготовить данные продукты на зиму, чтобы они не теряли витаминную ценность.

  2. В зимнее время вместо воды и покупных соков использовать настой шиповника или свежевыжатый сок.

  3. К чаю лучше всего употреблять замороженную смородину, облепиху, или малину.

  4. Как можно больше употреблять в пищу цитрусовые.

В рамках просветительской работы был оформлен стенд, в котором отражена информация о важности аскорбиновой кислоты, как самом главном враге всех болезней.

Список использованной литературы

  1. Гинзбург О.Ф. Лабораторные работы по органической химии [Текст] /О.Ф Гинзбург. – М.: Высшая школа, 1970. – 245 с.

  2. Леенсон И.А. Занимательная химия[Текст] / И.А. Леенсон. – М.: Росмэн, 2000.104 с.

  3. Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии [Текст] : методическое пособие / Е.В Тяглова. – М.: Глобус, 2007. 213 с.

  4. Ольгин, О. Опыты без взрывов [Электронный ресурс] / О. Ольгин. – Litrus.net.

  5. Патридж Д., ДевисОстин Дж. Витамин С. Химия и биохимия [Текст] /: Патридж Д., ДевисОстин Дж.. – М., 1999.

  6. Романовский, В.Е., Синькова, Е.А., Витамины и витаминотерапия. Серия 'Медицина для вас' [Текст] / В.Е Романовский., Е.А., Синькова. - Ростов н/д: 'Феникс', 2000, 320 с.

  7. Эммануэль Н.М. Химия и пища. [Текст] / Н.М Эммануэль. – М.: Знание, 1986. 176 с.

  8. Сайт. http://biochemistry.terra-medica.ru/lekcii-po-biohimii/16-vitaminy.html - Витамины

  9. Сайт.http://medicina.dobro-est.com/vitamin-c-askorbinovaya-kislota-opisanie-istochniki-i-funktsii-vitamina-c.html Витамин C (Аскорбиновая кислота). Описание, источники и функции витамина C.

16