Исследовательская работа "Аскорбиновая кислота и кислотность яблок"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1» Исследовательская работа АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА И КИСЛОТНОСТЬ ЯБЛОК   Авторы: Жаркова Анна Андреевна и  Мясникова Анастасия Константиновна 7 А класса: Руководитель: учитель биологии Ануфриев Антон Владимирович Содержание: Верещагино 2017­2018 Введение….…………………………………………………………..….……….3 1.Литературный обзор…….. …………….……………………………………...5 1.1 Характеристика аскорбиновой кислоты………............................................5 1.2. Цинга …………………………………….………………………………......7 1.3. Современные формы гиповитаминоза  C……………….……………...….8 1.4. Гипервитаминоз…………………………………………………………......10 2. Экспериментальная часть………….………………………………………....13 2.1. Методы определения кислотности и содержания аскорбиновой кислоты в  яблоках………………………………………………………………………... ….13 2.2. Формулы и расчеты по исследованию………………………………….....16 Выводы……………………………………..…………………………….............19 Список литературы …….………..……….…………………………………..….20 Приложение 2 ВВЕДЕНИЕ Каждый   год   в   нашем   городе   Верещагино   учебные   и   дошкольные заведения закрываются на карантин. Это вызвано ослаблением иммунитета у жителей нашего города. Соответственно нужно принимать какие­то меры. И первое, что приходит в голову, это укрепление иммунной системы с помощью витаминов. Чаще всего мы принимаем аскорбиновую кислоту в таблетках. Или же едим фрукты, например, яблоки. Но мы знаем, что таблетки не очень полезны для нашего организма. Яблоки по результатам анкетирования самый любимый фрукт жителей нашего города. У каждого жителя есть свой огород, в котором растет яблоня, которая каждый год даёт вкусные плоды. Самый распространенный   и   широко   известный   это   витамин   С   или   аскорбиновая кислота.   И   поэтому   мы   задались   вопросами:   как   лучше   употреблять аскорбиновую кислоту, в натуральных продуктах или в таблетках? И в каких сортах яблок выше кислотность (домашних или покупных)? Анкетирование   проводилось   18­19   ноября   2017   года,   среди   жителей города   Верещагино   в   социальной   сети   ВКонтакте   и   в  живом   диалоге.  Мы задавали два основных вопроса: В каком виде вы употребляете витамины: в таблетках или в натуральных  продуктах? 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Натур.продукт Таблетки 3 2) Какой ваш любимый фрукт? 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Яблоко Другие Цель: определить содержание аскорбиновой кислоты в разных сортах яблок, выявить зависимость кислотности на содержание аскорбиновой кислоты. Для достижения данной цели мы поставили следующие задачи: 1)Провести   анкетирования   среди   жителей   нашего   города   на   тему:   В каком виде вы употребляете витамины? Какой ваш любимый фрукт? 2)Найти информацию: Что такое аскорбиновая кислота и кислотность. 3)Провести   исследование   по   нахождению   кислотности   и   содержанию аскорбиновой кислоты в яблоках. 4)Определить   какое   количество   яблок   компенсирует   суточную потребность организма в витамине С. Гипотеза:  содержание   аскорбиновой   кислоты   выше   в   домашних   яблоках, кислотность влияет на содержание аскорбиновой кислоты Объект исследования: яблоки. Предмет исследования: кислотность и аскорбиновая кислота. Практическая   значимость  Верещагино,   ознакомившись   с   данной   работой,   смогут   выбирать   для   себя заключается   в   том,   что   жители   города более полезные сорта яблок. Актуальность  заключается в том, что жители города, выбирая яблоки, не задумываются об их полезных качествах (витамине С). 4 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Характеристика аскорбиновой кислоты Аскорбиновая кислота это тоже самое что и витамин С. Витамины – низкомолекулярные   органические   соединения   различной   химической природы, которые необходимы человеку для нормальной жизнедеятельности. [4]В зависимости  от растворимости все витамины делятся на две большие   водорастворимые     и   жирорастворимые группы: (гормоновитамины).   Это   позволяет   выявить   в   каждой   из   этих   групп   свои (энзимовитамины) особенности   и   определить   присущие   им   индивидуальные   свойства. Водорастворимые витамины участвуют в структуре и функции ферментов, жирорастворимые   витамины   входят   в   структуру   мембранных   систем, обеспечивая их функциональное состояние. Помимо этих двух главных групп витаминов, различают группу разнообразных химических веществ, частично синтезирующихся в организме и обладающих витаминными свойствами. Для человека   и   ряда   животных   эти   вещества   принято   объединять   в   группу   – витаминоподобных (см. табл. 1). [1] Таблица   1   Общая   классификация   витаминов   и   витаминоподобных А веществ   Жирорастворимые витамины Витамин (ретинол) Провитамины   А (каротины) Витамин (кальциферолы) Витамин   (токоферолы) Д Е     Водорастворимые витамины Витамин B1 (тиамин)   Витамин (рибофлавин) Витамин (никотиновая кислота) Витамин (пиридоксин)       кислота Витаминоподобные вещества Пангамовая (витамин В12) Парааминобензойная кислота (витамин H1) Оротовая кислота (витамин В13) Холин (витамин В4) В2 РР В6 5 Витамин (филлохиноны)   К   В12 кислота, Витамин   (цианкобаламин) Фолиевая фолацин (витамин Вс) Пантотеновая   кислота, (витамин В3) Биотин (витамин Н) Инозит (витамин В8) Карнитин (витамин Вт) Полиненасыщенные   жирные кислоты (витамин F)   метилметионин­ S   сульфоний­хлорид (витамин U) ­ кислота, Липоевая (витамин N) Витамин (аскорбиновая кислота) С,     По   итогам   этой   таблицы   мы   видим   что   витамин   С   является водорастворимым. Аскорбиновая кислота играет многочисленную роль в нашем организме:   образует участвует   в   окислительно­восстановительных   процессах, межклеточные   вещества   соединительной   ткани,   поддерживает   нормальное состояние   стенок   капилляров,   способствует   заживлению   ран,   быстрее вылечиваются переломы, язвы желудка, двенадцатиперстной кишки и другие болезни.   Аскорбиновая   кислота   влияет   на   углеводный   обмен. Недостаточность аскорбиновой кислоты развивается, как правило, на почве недостаточного поступления витамина С с пищей, однако может возникнуть и   при   нарушениях   всасывания   витамина, эндогенно,   обусловленных заболеваниями   желудочно­кишечного   тракта,   печени   и   поджелудочной железы.[2] 6 1.2 Цинга Цинг  аа (синоним   скорб т,   лат.   scorbutus)   —   болезнь,   вызываемая уу острым недостатком витамина C (аскорбиновая кислота), который приводит к нарушению синтеза коллагена, и соединительная ткань теряет свою прочность. Полное   прекращение   поступления   в   организм   витамина   С   в   течение длительного   времени   вызывает   цингу,   основными   симптомами   которой являются   мелкие   кожные   и   крупные   полостные   кровоизлияния   (в плевральную и брюшную полости, суставы и др.). К ранним симптомам цинги относятся   кровоизлияния   в   окружности   волосяных   фолликулов   (85%   в области   нижних   конечностей,   кровоточивость   десен,   ороговение   кожных покровов и др.). При цинге возможно развитие анемии, а также нарушение желудочной   секреции.   С­витаминная   недостаточность   сопровождается снижением содержания аскорбиновой кислоты в крови до 22,7 мкмоль/л (0,4 мг %) и резким уменьшением ее выделения с мочой.  В современных условиях массовое развитие цинги вряд ли возможно и появление   выраженного   авитаминоза   возможно   только   при   каком­либо народном   бедствии     сопровождаемой   изнурительной   войне, ­ продовольственной   недостаточностью   и   голодом.   Цинга,   как   правило, возникает и развивается на фоне общей и особенно белковой недостаточности питания. [6] 7 1.3 Современные формы гиповитаминоза С В   настоящее   время   более   вероятна   неполная,   частичная недостаточность   аскорбиновой   кислоты   (гиповитаминоз   С),   не   имеющая выраженных   клинических   симптомов.   Гиповитаминозные   состояния развиваются медленно и длительное время могут протекать в скрытой форме. Начальная форма недостаточности аскорбиновой кислоты проявляется рядом   общих   симптомов:   пониженной   работоспособностью,   быстрой утомляемостью, снижением устойчивости организма к холоду, склонностью к «простудным»   заболеваниям   (насморк,   катар   верхних   дыхательных   путей, острые респираторные заболевания и др.). Витаминная   недостаточность,   приняв   скрытую   форму,   представляет собой благоприятный фон для формирования и развития ряда патологических состояний ­ атеросклероза, астенических состояний, пероксидации, неврозов, стрессовых   состояний   и   др.   Изучается   роль   скрытой   витаминной недостаточности в развитии избыточной массы тела. Витаминная   недостаточность   в   современных   условиях   протекает   не изолированно   в   виде   самостоятельного,   специфического,   выраженного симптомокомплекса,   а   преимущественно   в   сочетании   с   какой­либо   другой патологией,   способствуя   ее   развитию   и   осложнению,   отягощая   процесс выздоровления.   Так,   витаминная   недостаточность   является   фактором, 8 осложняющим течение ишемической болезни сердца и реабилитацию после перенесенного   инфаркта   миокарда.   Возможно,   что   все   виды   лечения, особенно   у   пожилых   людей,   а   также   у   людей   с   избыточной   массой   тела, следует начинать с ликвидации витаминной недостаточности, используя для этого высокоэффективные поливитаминные  комплексы и комбинированные гериатрические средства. Сегодня   все   больше   людей,   задумываясь   о   правильном   питании, стараются   разнообразить   свой   рацион   употреблением   всевозможных витаминных   комплексов.   Однако   последствия   влияния   таких   добавок   на организм   изучено   недостаточно,   и   переизбыток   витаминов   порой   может оказаться гораздо, более опасным, чем их недостаточное употребление. 9 1.4 Гипервитаминоз Гипервитаминоз   ­   это   реакция   на   передозировку   витаминов, проявляющаяся   в   различных   расстройствах   и   дисфункциях   организма человека.  Существует   ошибочное   мнение,   что   переизбыток   витаминов невозможен: организм возьмет то, что ему необходимо, а остальное выведет с мочой. Это не так. Только некоторые элементы выводятся самостоятельно (водорастворимые), но и они могут нанести определенный вред. Постоянная передозировка  витаминов   группы   С  (более   1г   в   сутки)   может   вызвать бессонницу, беспокойство, нарушение работы почек и поджелудочной железы, задержки менструального цикла у женщин. Беременным, а также страдающим диабетом,   тромбофлебитом   запрещено   употребление   катарактой, аскорбиновой   кислоты   в   повышенных   дозах:   это   может   вызвать гипервитаминоз.  Кроме прямого негативного влияния, переизбыток витаминов имеет и еще один побочный эффект: некоторые элементы в повышенных дозах могут провоцировать потерю организмом других полезных веществ. Это значит, что 10 наряду с осложнениями, вызванными гипервитаминозом, есть риск навредить себе и недостаточностью полезных витаминов и минералов.  Существуют   специальные   лечебные   комплексы,   в   которых   суточная норма   витаминов   может   быть   превышена   в   несколько   десятков   раз. Передозировка   витаминов   обеспечена,   если   принимать   эти   препараты   без медицинского   контроля.   Поэтому,   перед   началом   использования   любой добавки необходима консультация со специалистом. Она   влияет   на   физиологическое   равновесие   между   биосинтезом холестерина и утилизацией его в тканях, что свидетельствует о важной роли этого   витамина   в   профилактике   атеросклероза.   В   человеческом   организме аскорбиновая   кислота   не   синтезируется   и   пополняется   в   готовом   виде   с пищей. Учитывая большую физиологическую роль аскорбиновой кислоты, ее относят   к   наиболее   важным   витаминам   для   организма.   Каждому   из   нас необходимы   витаминные   и   минеральные   добавки   каждый   день   для   Человеческий поддержания   нормальной   жизнедеятельности   организма.   организм самостоятельно вырабатывает лишь очень немногие из витаминов, к тому же в малых количествах. А витамин С мы можем получать только с пищей или в качестве специальных препаратов. Содержание аскорбиновой кислоты в культурах во многом зависит от генетической природы сорта, погодных условий года, от системы содержания почвы,   удобрений   и   других   факторов.   Как   отмечают   специалисты,  даже   в самой   здоровой   и   сбалансированной   диете   легко   обнаружить   дефицит витаминов   ­   приблизительно   20­30%   от   рекомендуемой   нормы.   Лишь немногие люди и особенно дети едят достаточно фруктов и овощей, которые являются главными пищевыми источниками витамина С. Тепловая обработка, хранение   и   биохимическая   переработка   приводят   к   разрушению   большей части витамина С, который мы в ином случае могли бы получать из пищи. Еще больше   его   сгорает   в   организме   под   влиянием   стресса,   курения   и   других 11 источников   повреждения   клеток,   наподобие   дыма   и   смога.   Повсеместно используемые   медикаменты,   такие   как   аспирин   или   противозачаточные средства, в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам все­таки удалось получить.  Следует   помнить,   что   при   готовке   первых,   вторых   блюд,   соков, компотов и варенья аскорбиновая кислота значительно разрушается. Хорошо сохраняется она в моченых яблоках, так как процесс брожения не затрагивает ее, а образующаяся при этом молочная кислота повышает её стабильность. Овощи и фрукты урожая прошлого года к весне теряют значительную часть витамина С. Связано это с тем, что витамин С (аскорбиновая кислота) очень неустойчив и легко окисляется кислородом воздуха. Аскорбиновая кислота превращается при этом в дегидроаскорбиновую кислоту. «Кто   яблоко   в   день   съедает,   у   того   доктор   не   бывает».  Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин: возраста, пола, выполняемой   работы,   состояния   беременности   или   кормления   грудью, климатических   условий,   вредных   привычек.   Средневзвешенная   норма физиологических   потребностей   составляет   60­100   мг   в   день.   Обычная терапевтическая доза составляет 500­1500 мг ежедневно. [3] 12 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1Метод нахождения кислотности и  аскорбиновой кислоты в яблоках. Оборудование:  колба   мерная   (на   1000см3,250мл),   коническая   колба, стаканчики   (на   50   мл,   100   мл),   бутылочки   для   приготовления   растворов аскорбиновой кислоты, pH метр DL 120, стерильный бинт. Реактивы: крахмал, йодид калия, дистиллированная вода и йодад калия. Ход работы Первое   что   мы   делали   это   взяли   яблоки   разных   сортов:   Сезонные, Домашние   маленькие,   Домашние   большие,   Роял­Гала;   и   аскорбиновую кислоту в таблетках. 13 Для   работы   необходимо   было   приготовить   растворы   соков   взятых сортов  яблок,  измельчив   мякоть  яблок,  обернули  их  в  стерильный   бинт  и выжимали   сок.   Определяли   кислотность   (pH  среды)   яблочного   сока полученного из яблок всех образцов. Приложение 2, 3, 4 Сорта Домашние (м) (з) Домашние (б) (з) Роял­Гала Сезонные Масса 1  12,358 11,312 11,652 10,801 Масса 2 11,730 10,328 11,819 8,402 pH 3,64 4,90 4,68 3,89 Далее определяла массу полученного сока на электронных весах, сок разводили   в   колбе   дистиллированной   водой,   и   из   колбы   приготовленные растворы переливали в баночки. Приложение 5, 6 Следующим этапом мы приготовили раствор титранта (йодад калия и дистиллированная   вода),   залили   в   бюретку   этот   раствор,   брали   яблочный раствор определенными пробами по 15, 20, 25 и 30 мл в отдельные конические колбы, немного разбавляли дистиллированной водой, добавляли в раствор пол ложки йодида калия и крахмала, ставили на магнитную мешалку под штатив с бюреткой  и постепенно добавляли  раствор титранта в яблочный раствор до появления   синеватого   окраса   жидкости,   далее   фиксировали   количество израсходованного титранта в мл от 0.  Приложение 7, 8 _________________________________ Йодид   калия   (иодистый   калий),   KI   —   калиевая   соль   иодоводородной кислоты. Бесцветная кристаллическая соль, широко используемая в качестве источника иодид­ионов.[5] Название сорта яблок Пробы Среднее значение 14 Роял   Гала ­ Содержание аскорбиновой кислоты Сезонные Содержание Домашние большие Домашние маленькие аскорбиновой кислоты Содержание аскорбиновой кислоты Содержание аскорбиновой кислоты 15 мл 1 мл 20 мл 1,1 мл 25 мл 0,8 мл 30 мл 0,6 мл 0,04333 мл 0,9 мл 0,8 мл 0,4 мл 0,6 мл 0,03 мл  1,5 мл 1,8 мл 0,4 мл 0,6 мл 0,5 мл 0,4 мл 0,4 мл  0,3 мл 0,07444 мл 0,01777 мл Метод нахождения аскорбиновой кислоты в таблетках. Для этого мы взяли два   вида   таблеток:   аскорутин   и   аскорбиновую   кислоту.   Для   того   чтобы получить   исследуемый   раствор   таблетки   сначала   измельчила   в   ступке   с помощью   пестика,   далее   развели   дистиллированной   водой.   Полученный раствор аналогично подвергли титрованию. V титранта Кол­во  таблеток На 1  таблетку Среднее  значение Аскорутин Аскорбиновая к­та 69,7 181 2 3 0,697 0,603 0,65 15 2.2 Формулы и расчеты по исследованию Используемые формулы: Для вычисления раствора титранта (в бюретке) среднее на 1 мл сока яблок V(t)= V(оt) V(o) ,  где V(ot) – Общий объем титранта, V(o) – Общий объем сока Для вычисления раствора титранта среднее для таблеток ,  где V(ot) – Общий объем титранта, n – количество таблеток ) V ( ot n V (  tt ) Для   вычисления   среднего   значения   содержания   аскорбиновой   кислоты   в таблетках 16 , где V(tt1)и V(tt2) – значения содержания аскорбиновой кислоты в V )1( tt V ( a )  V )2( tt  2 аскорутине и аскорбинке. Для вычисления содержания аскорбиновой кислоты в яблоках на 1 мл сока (для 1 л *1000) M  V * a V ( )( t ) ( ak ) Расчеты по данным титрования:  1) Количество раствора титранта(в бюретке) средне на 1 мг сока: Сезонные:  V (t)=  6,04,08,09,0  30 15     25 20 Роял­Гала:  V (t)=  6,08,01,14,1 15 30   20     25 = 0,03 мл мл  ,0 04333  7,2 90  9,3 90 17 Домашние б:V (t)= 8,16,18,15,1 15 30 20 25       мл  7,6 90  ,0 07444 Домашние м:V (t)=   3,04,04,05,0   15 30   25 20 мл  6,1 90 ,0 01777 2) V(t) = 69,7 мл/2 табл. =34,85 мл/1 табл (1 табл – 50 мл аскорб. Кислоты) V титр =  34,85мл 50мл  = 0,697 мл титр/1 мл аскорб. кисл. (аскорутин) V  титр   =   181мл/   3   табл  следовательно   60,333   мл/1  табл   (1  табл   ­100   мл аскорб. кислоты)  60,333 V титр =  100  = 0,60333 мл титр/ 1 мг аскорб. кисл. Высчитываем   среднее   значение   содержания   аскорбиновой   кислоты   в таблетках V(а) титр/1 мг аскорб/ ср =  0,60333+0,637 2  = 0,65 мл/1 мг аскорб. кисл. 3) Расчет массы аскорбиновой кислоты в 1 мл сока полученного из яблок: M аск. кислоты (Сезонный) = 0,03375 * 0,65 мл/1 мг = 0,019505 мг/ 1 мл сока M аск. кислоты (Роял­Гала) = 0,04333 * 0,65 мл/1 мг = 0,028174 мг/ 1 мл сока M  аск. кислоты (Домашние б) = 0,07444 * 0,65 мл/1 мг = 0,048401 мг/ 1 мл сока M аск. кислоты (Домашние м) = 0,01777 * 0,65 мл/1 мг = 0,011558 мг/ 1 мл сока 18 использование титранта 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 Домашние м Домашние б Роял-Гала Сезонные Вывод: на сок домашних больших яблок было потрачено большее количество титранта. масса аскорбиновой кислоты 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 Домашние м Домашние б Роял-Гала Сезонные Вывод: масса аскорбиновой кислоты больше в домашних больших яблоках. 19 ВЫВОДЫ Фрукты и овощи, выращенные на своем огороде всегда будут полезнее покупных. Во фруктах содержатся и другие полезные для организма вещества помимо витамина С. А для людей самый отличный способ получить витамин С это съесть яблоко (либо же фрукт с содержанием аналогичного витамина). Съев   яблоко,   человек   получает   не   только   витамин  C,   но   и   другие полезные   вещества,   созданные   природой.   Плюсом   можно   отметить положительное   эмоциональное   и   психологическое   состояние   человека,   во время и после употребления яблока. В   ходе   исследования   было   выявлено,   что   кислотность   не   влияетна содержание аскорбиновой кислоты в изучаемых плодах. Практическим путем было установлено, что зависимость кислотности на содержание аскорбиновой кислоты   обратная.   Содержание   аскорбиновой   кислоты   выше   у   домашних яблок, тем самым гипотеза подтвердилась частично. Суточная потребность организма в витамине C – 2­3 яблока. Здоровье всегда было для человека на первом месте, ведь чем здоровее человек, тем он дольше живет, а значит всем людям нужно заботиться о своем здоровье   и   употреблять   полезные   фрукты,   помогая   своему   иммунитету витаминами, не злоупотребляя и не пренебрегая.   Как сказал Пифагор Самосский: «Никто не должен приступать меры ни в пищи ни в питие». 20 Список литературы: 1) Органическая химия. Весь школьный курс в таблицах/сост. С.А.Литвинова, Н.В. Манкевич. – Минск: Современная школа: Кузьма, 2010. – 3­е изд. – 384 с. 2) Афиногенова С.Г. Витамины. Учебно­методическое пособие для студентов биолого­химического   факультета   /   С.Г.   Афиногенова,   Э.А.   Сидорская.   ­ Арзамас: АГПИ им. А.П. Гайдара, 1990.­ 65 с. Интернет источники: 3) Likarinfo Портал о здоровье   http://www.likar.info/zdorovoe_pitanie_i_dieti/article­35154­kto­yabloko­v­den­ sedaet­u­togo­doktor­ne­byvaet/ 4)Аскорбиновая кислота   https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_523.htm 5) Медицина 2014г.  http://medicina.dobro­est.com/vitaminyi­opisanie­klassifikatsiya­i­rol­vitaminov­ v­zhizni­cheloveka­sutochnaya­potrebnost­v­vitaminah.html. 6)  Доктор   Комаровский  http://articles.komarovskiy.net/askorbinovaya­kislota­ vitamin­s.html 21 Приложения  Приложение 1 Приложение 2 22 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 23 Приложение 6 Приложение 7 24 Приложение 8 25