Научная работа по теме: "Витамин С и здоровье человека"

Тема: Витамин С и здоровье человека. Определение содержания витамина С (аскорбиновая кислота) в натуральных и консервированных продуктах

 

ТЕЗИСЫ

 В  данной работе был проведён количественный анализ содержания витамина С в фруктах (свежевыжатые соки) и консервированных соках, реализуемых в торговой сети г. Новоазовска.

Данная работа носит как теоретический так и исследовательский характер, так как изучались научные данные о свойствах и физиологическом воздействии витамина С на организм человека.

Представлен  материал о витамине С: истории его открытия, строение и биохимических свойствах аскорбиновой кислоты, источниках содержания, физиологическом действие на организм человека и суточной потребности.

 Для анализа содержания аскорбиновой кислоты был проведён сравнительный анализ возможных методов количественного определения, таких как: хроматографический  и титриметрический.

Была опробована методика определения витамина С методом йодометрии-   методика окисления аскорбиновой кислоты йодом в дегидроаскорбиновую кислоту. 

Экспериментальным путём, с помощью доступной методики было определено содержание витамина С в отдельных продуктах.

На основе полученных данных были даны рекомендации по рациону питания с целью профилактики простудных заболеваний, а также сохранению витамина С в продуктах питания.

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………...........................................................4

Раздел 1 Обзор литературы

1.1. История открытия витамина С……………………………………………….…..7

1.2. Строение и биохимические свойства  аскорбиновой кислоты ……….…….….9                               1.3. Источники  содержания витамина С……….……………….………………....  10                                                    1.4. Физиологическое действие витамина С на организм человека……………....11 1.5. Суточная потребность витамина С………… ………………………………….14 Раздел 2  мЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ 2.1. Предмет аналитической химии…………………..……………………………..16 2.2. Хроматографический метод анализа……………..…………………………….16 2.4. Титриметрический метод анализа……………………..…………………….   ..17 2.5. Методика определения наличия витамина С методом йодометрии………….19

РАЗДЕЛ 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1. Определение витамина С в натуральных соках …………………………...…..21 3.2. Определение витамина С в соках промышленного производства ………..….23

Выводы ……………………………………………………………..………..........24

СПИСОК ЛитературЫ ………………………………………………………....26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Витамины (от латинского слова vita-жизнь) - группа органических
соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания
человека, животных и других организмов в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами (белками, жирами, углеводами и солями), но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности. [13]

Иммунная система защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "линия обороны" против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т.д. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций.

Дефицит витаминов, обладающих антиоксидантными свойствами, обеспечивающих устойчивость организма человека к инфекционным заболеваниям, способствует снижению иммунитета. Одним из важнейших природных антиоксидантов является витамин С (аскорбиновая кислота), который, кроме того, принимает участие в целом ряде биохимических процессов. [11] 

Поэтому одним из наиболее востребованных человеком витаминов является аскорбиновая кислота - витамин С, который большинство биохимиков считают одним из величайших чудес живой природы. В отличие от растений и некоторых видов животных, организм человека  не способен сам синтезировать витамин С, из-за отсутствия необходимых для синтеза ферментов, поэтому необходимо систематическое ежедневное поступление этого витамина с пищей. [1, 3]

Недостаточное поступление витаминов в организм человека – проблема мирового масштаба. В развивающихся странах она тесно связана с голоданием или недостаточным питанием значительной части населения. Однако и в развитых странах потребление витаминов большей частью населения не соответствует рекомендуемым нормам. Оно достаточно для предупреждения глубокого дефицита витаминов, но не достаточно для оптимального обеспечения потребности организма.

 Исследования института питания РАМН в различных регионах России за последние годы выявили существенное отклонение рациона жителей  от формулы сбалансированного питания, в первую очередь по уровню употребления микронутриентов. К которым относятся: витамины, макро- и микроэлементы, т.е. незаменимые компоненты питания человека. Особенно катастрофическое положение складывается с обеспечением витамином С, дефицит которого по обобщенным данным выявляется у 80-90% обследуемых, а глубина дефицита достигает 50-80%. [16]

Тепловая обработка, хранение и биохимическая переработка приводят к разрушению большей части витамина С, который мы в ином случае могли бы получать из пищи. Ещё больше его сгорает в организме под влиянием стресса, курения и других источников повреждения клеток, наподобие дыма и смога. Повсеместно используемые медикаменты, такие как аспирин и другие, в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам всё-таки удалось получить.

Данная тема исследования актуальна, так как аскорбиновая кислота играет в организме человека фундаментальную биохимическую и физиологическую роль.

Актуальность темы исследования, теоретическая и практическая значимость проблемы предопределили тему научной работы, её цель и  задачи.

Цель работы: экспериментально определить содержание витамина С в отдельных продуктах питания в условиях школьной лаборатории и наиболее богатые рекомендовать для регулярного употребления.

Объектом исследования является аскорбиновая кислота (витамин С).

Предмет исследования – продукты (фрукты, соки), уровень содержания аскорбиновой кислоты в них.

 

 

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- проанализировать и изучить  научную, популярную, учебную  литературу по данному вопросу;

- изучить строение и физико-химические свойства аскорбиновой кислоты;

- проанализировать влияние витамина С на организм человека, его      биологическую роль;

- изучить  методы количественного определения витамина С;

- ознакомиться с методикой проведения эксперимента - йодометрии и экспериментально определить содержание аскорбиновой кислоты;

- проанализировать полученные результаты и выяснить в каких фруктах и соках содержится наибольшее количество витамина С и, сравнив полученные результаты с литературными данными, разработать рекомендации для их употребления;

- выяснить причины недостаточного поступления витамина С в организм человека и попытаться найти возможные пути её решения.

Выполняя данную работу, были использованы следующие методы исследования:

Ø теоретические методы: сбор и анализ информации по данной теме с использованием различных литературных источников;

Ø эмпирические методы: наблюдение, сравнение, эксперимент;

Ø метод химического анализа - титриметрический анализ (метод йодометрии);

Ø методы измерения: отмерять определённый объём жидкости, проводить взвешивание;

Ø приготовление растворов определённой концентрации, растворение;

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 1 

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.  История открытия витамина С

Учение о витаминах начало развиваться сравнительно недавно и относится к концу XIX века и началу XX столетия. Однако первые сведения о цинге (авитаминоз С) относят к XIII столетию. Когда римские легионы вторглись во владения своих северных соседей и надолго задержались за Рейном, им пришлось познакомиться с заболеванием, поразившим многих воинов и, судя по описанию древнеримского историка Плиния, весьма похожим на цингу. Интересно, что врачи, не имея истинного представления о природе бедствия, постигшего подопечное им воинство, быстро нашли спасительное средство. Им оказалось какое-то растение, названное римлянами «британская трава». К сожалению, более определенных сведений об этом целебном растении история не сохранила, и мы не можем сейчас точно указать, какой именно представитель европейской флоры оказал столь ценную услугу древнему Риму. Так римляне, возможно впервые, познакомились с авитаминозом. Жак Картье в 1953 году описал эту болезнь, поразившую его спутников во время путешествия по реке Св. Лаврентия: «Они лишились всех своих сил и не могли стоять на ногах... Да к тому же появились на коже багровые пятна крови, которые покрывали голени, колени, бёдра, ягодицы, плечи, руки, изо рта стал идти зловонный запах, дёсны так загнили, что было видно всё мясо до корней зубов, а сами зубы почти все выпали» [22].

В дальнейшем цинга, или скорбут, стала довольно частым гостем в странах Европы. Так, например, по подсчётам некоторых историков, с 1556 по 1856 г. в Европе имело место 114 эпидемий, унесших в могилу многие тысячи человеческих жизней. В России было зарегистрировано 101 тыс. случаев цинги. Большой вред цинга наносила экипажам флотов европейских стран, особенно в период открытия морских путей в Индию и Америку. В 1848 году Васко да Гама, прокладывая путь в страну душистого перца и корицы (Индию), потерял от цинги 100 из 160 членов своей команды.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провёл своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу. В 1753 году Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу. 

Эмпирически, путём накопления многовекового опыта создавались методы борьбы с цингой. О противоцинготных  свойствах  фруктов и овощей хорошо был осведомлён знаменитый английский мореплаватель Джеймс Кук. В одном из длительных плаваний ни один член экипажа не заболел цингой, потому что все участники экспедиции пили морковный и лимонный сок и ели квашеную капусту.

О причинах цинги высказывались самые различные предположения. Ясность в этот вопрос внесли работы норвежских учёных Хольста и Фрелиха [2].

Учёные пришли к выводу, что цинга у морских свинок вызывается особым фактором, который почти отсутствует в зёрнах злаков, солонине, но в большом количестве содержится в свежих овощах, фруктах и лимонном соке. Работы Хольста и Фрелиха были опубликованы в 1912 году, они оказали большое влияние на формирование теории Казимира Функа о витаминах и позволили ему причислить цингу к авитаминозным заболеваниям.

Позже накопилось много данных о связи некоторых болезней с недостатком в пище каких-то специфических веществ. В 1912 году польский учёный К. Функ назвал существующие в продуктах питания жизненно важные вещества витаминами (от лат. vita – «жизнь»).

Русский ученый Н.И. Лунин в 1880 году опубликовал данные опытов на мышах. Если белых мышей вскармливать цельным молоком, то они развиваются и растут нормально. Но если мышей кормить пищей, состоящей из основных частей молока: казеина, молочного жира, сахарозы и дистиллированной воды, то они быстро гибнут. Из этого Лунин сделал вывод, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся ещё и другие вещества, незаменимые для питания.

Начались поиски способов выделения противоцинготного витамина, которые с переменным успехом продолжались до 1932 года. В 1932 г. американский биохимик Чарльз Глен Кинг выделил витамин, предотвращающий цингу из лимонного сока. В 1927 г. венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрди выделил вещество, которое назвал гексуроновой кислотой. В опытах на морских свинках Дьёрди  показал, что гексуроновая кислота предохраняет животных от цинги. Но глубокое изучение химической природы гексуроновой кислоты показало, что она всё-таки не является изомером глюкуроновой кислоты, а представляет собой вполне самостоятельное соединение, в связи, с чем учёный в 1933 г. дал ему название - аскорбиновая кислота («против скорбута», от лат. скорбут—цинга).

 Строение аскорбиновой кислоты было установлено в 1932-33 гг. двумя английскими учёными Хирстом и Эйлером независимо друг от друга была установлена структурная формула аскорбиновой кислоты [8,13,20].

 

1.2. Строение и биохимические свойства  аскорбиновой кислоты

 Аскорбиновая кислота (витамин С), С₆Н₈О₆, водорастворимый витамин.

Синтезируется растениями (из галактозы), животными (из глюкозы), за исключением человека и приматов и некоторых других животных, которые получают аскорбиновую кислоту с пищей.

                                                                                          

Аскорбиновая кислота находится в тесной структурной связи  с моносахаридами и является производным L-гулоновой кислоты (γ-лактон 2,3-дегидро- L-гулоновая кислота).

Представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 192⁰ по Цельсию. Хорошо растворим в воде (1:3,5)  с образованием кислых растворов, хуже - в спирте, плохо - в глицерине и ацетоне. Кислота является неустойчивым соединением. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании. Витамин С разрушается не только при нагревании, но и при длительном хранении, при соприкосновении с железом; он очень чувствителен к свету. [7]

Аскорбиновая кислота—сильный восстановитель и легко окисляется даже слабыми окислителями, превращаясь при этом в дегидроаскорбиновую кислоту: 

     Это химическое свойство аскорбиновой кислоты  имеет большое биологическое значение, в частности она участвует в окислительно-восстановительных процессах.

1.3. Источники содержания витамина С

 

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов.

Основным источником аскорбиновой кислоты является растительная пища, в значительных количествах она содержится в овощах, фруктах, плодах, ягодах, хвое, шиповнике, в листьях чёрной смородины. Семена и зёрна высших растений лишены витамина С. Однако с первых дней прорастания в них появляется аскорбиновая кислота. Богаты витамином С листья, плоды, несколько беднее корнеплоды. Синтез и накапливание аскорбиновой кислоты в одном и том же виде растений варьируют в зависимости от многих условий: почвы, агротехники, удобрений, освещённости, водного режима, температуры. Так концентрация аскорбиновой кислоты в разных сортах чёрной смородины колеблется от 69 до 250 мг, а в яблоках – от 1 до 30 мг.   [21]

Основные источники витамина С и его содержание в мг на 100 г продукта: шиповник (470 мг), облепиха (200 мг), чёрная смородина (250 мг), болгарский перец (125 мг), хрен (110 – 200 мг). Немного меньше содержит витамина: клубника (60 мг), апельсин и лимон (50 мг), мандарин (30 мг), яблоки (от 5 – 30 мг), капуста белокочанная (свежая 40 мг и квашеная 69 мг), шпинат (30 мг), салат (15 мг), листья лука (27 мг), картофель свежесобранный (25 мг) и др.

Травы, богатые витамином С: люцерна, коровяк, корень лопуха, песчанка, очанка, семя фенхеля, пажитник сенной, хмель, хвощ, ламинария, мята перечная, крапива, овёс, красный перец, петрушка (зелень - 150 мг), сосновые иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, листья фиалки, щавель.  [12] 

В продуктах животного происхождения - витамин С  представлен незначительно (печень, надпочечники, почки, икра трески).

 

1.4. Физиологическое действие витамина С на организм человека

 

Витамины, содействующие защите иммунной системы, относятся к группе сильных антиоксидантов и способствуют в первую очередь борьбе организма со свободными радикалами — молекулами, образующимися вследствие воздействия на организм сильнодействующего излучения (в том числе - ультрафиолетового), вредных химических веществ и газов, а также из-за микромутаций в клетках, которые происходят в нашем теле каждый день. Не будь у нас этой защиты, и все эти мутации быстро превращались бы в раковые клетки. Витамин С, или аскорбиновая кислота, считающийся антиоксидантом наиболее широкого спектра действия. Помимо борьбы со свободными радикалами поддерживает интенсивное производство антител и усиливает активность фагоцитов – клеток крови, в буквальном смысле пожирающих вирусы и бактерии прямо в кровяном русле. Кроме того, аскорбиновая кислота повышает сопротивляемость организма различным инфекциям, благодаря устойчивости самих клеток к проникновению болезнетворных агентов.

Физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами.

Биологическая роль аскорбиновой кислоты связана с участием в окислительно-восстановительных процессах в организме и входит в состав ряда сложных ферментов, обусловливающих процессы клеточного дыхания. [10]

Самостоятельно участвует в организме во многих ферментативных реакциях. Он активирует пищеварительные ферменты, необходим для  синтеза белка соединительной ткани животных – коллагена, входящего в состав тканей суставов, стенок кровеносных сосудов.

Витамин С участвует в процессах углеводного и белкового обмена, в обмене фолиевой кислоты, в нормальном функционировании желудка, кишечника и поджелудочной железы.

Влияет на различные функции организма: совместно с витамином Р  нормализует эластичность и проницаемость стенок кровеносных  капилляров, регулирует свёртываемость крови, необходим для кроветворения. [19]

Аскорбиновая кислота применяется при лечении цинги, инфекционных заболеваний, ревматизма, туберкулеза, язвенной болезни, при гепатитах, шоковом состоянии и др.

Оказывает влияние на рост и развитие костной ткани, повышает иммунобиологическую сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям, стимулирует продукцию гормонов надпочечников, способствует регенерации. [9,14,]

Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.  [19]

Витамин C обеспечивает устойчивость к стрессу. Во время стресса в организме идёт интенсивная выработка гормонов – например, кортизола и адреналина. Он принимает участие в биосинтезе и превращениях этих гормонов.

Витамин C — это здоровые десны и крепкие зубы. Повышенные дозы витамина C устраняют кровоточивость дёсен, так как он способен буквально за полчаса укрепить бесчисленные мелкие сосуды в тканях десен.

 Витамин C убивает бактерии, вызывающие кариес зубов.  Современные биохимики в качестве доказательства  ссылаются на найденные при археологических раскопках челюсти людей, живших 5 или даже 10 тысяч лет назад, у которых все зубы были здоровыми, хотя тогда не было ни зубной пасты, ни дантистов.

Витамин C стабилизирует вес тела, т.к. он принимает участие в синтезе карнитина из аминокислоты лизина. Карнитин «подхватывает» из крови молекулы жира и доставляет их внутрь клеток для окисления и получения энергии.

Отсутствие или недостаток витаминов в организме приводит к нарушению обмена веществ и в конечном итоге вызывает гиповитаминоз, а в тяжёлых случаях — авитаминоз (цинга, скорбут - язва во рту).

Особенно часто С-гиповитаминозные состояния возникают в период повышенной потребности организма в витамине С при беременности, кормлении, усиленной физической и умственной работе, при инфекционных заболеваниях. Чаще гиповитаминоз можно наблюдать в весенние месяцы, когда, с одной стороны, уменьшается употребление овощей, а с другой – содержание в них витаминов вследствие длительного хранения.  

При скрытой недостаточности наблюдается: уменьшение аскорбиновой кислоты в плазме крови и лейкоцитах, повышенная ломкость кровеносных капилляров. У детей — задержка роста, неустойчивость к инфекциям.

При выраженной недостаточности наблюдается цинга: утомляемость, сухость кожи, болезненность и отёчность дёсен, кровоточивость, гингивит, расшатываются и выпадают зубы, наблюдаются боли в конечностях, снижается сопротивляемость к инфекциям. В конечном итоге, цинга приводит к летальному исходу. Болеют цингой только человек, приматы и морские свинки. Главные проявления авитаминоза обусловлены в основном нарушением образования коллагена в соединительной ткани. Анемия при цинге может быть связана с нарушением способности использовать запасы железа, а также нарушением метаболизма фолиевой кислоты.

 

1.5. Суточная потребность  витамина С

 

Витамины (лат. vita жизнь + амины) - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, абсолютно необходимые для нормальной жизнедеятельности организмов.

Являются незаменимыми пищевыми веществами, т.к.  они не синтезируются организмом человека и поступают главным образом в составе продуктов питания. Витамин С – водорастворимый витамин, поэтому запас его в организме должен постоянно пополняться.

Суточная потребность человека в витамине С составляет от 50 до 100 мг (в среднем 70 мг).

В то же время, в некоторых случаях (тяжёлые физические нагрузки, простудные заболевания) показаны увеличенные (ударные) дозы аскорбиновой кислоты (до 0,5-1,0 г и более на приём).

 

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин:

·                    возраста, пола, выполняемой работы, состояния беременности или кормления грудью, климатических условий, вредных привычек.

·                    Болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям (таким, как сигаретный дым) увеличивают потребность в витамине С.

·                    В условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 процентов.

·                    Молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается. [4]

 

Рекомендуемая суточная потребность в витамине С

 

Категория	Возраст (лет)	Витамин С (мг)
Грудные дети	0-0,5	30
	0,5-1	35
Дети (1)	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
В период лактации		95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 2

МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

 2.1. Предмет аналитической химии

 

Аналити́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий химический состав и отчасти структуру веществ; имеет целью определение химических элементов или групп элементов, входящих в состав веществ. [17] 

Предмет её как науки — совершенствование существующих и разработка новых методов анализа, поиск возможностей их практического применения, исследование теоретических основ аналитических методов.

В зависимости от задач, аналитическая химия подразделяется на качественный анализ, нацеленный на определение того, что (или какие вещества), в какой форме находится в образце, и количественный анализ, нацеленный на определение, сколько данного вещества (элементов, ионов, молекулярных форм и др.) находится в образце.

Определение элементного состава материальных объектов называют элементным анализом. Установление строения химических соединений и их смесей на молекулярном уровне называют молекулярным анализом. Одним из видов молекулярного анализа химических соединений является структурный анализ, направленный на исследование пространственного атомного строения веществ, установление эмпирических формул, молекулярных масс и др.

В задачи аналитической химии входит определение характеристик органических, неорганических и биохимических объектов. Анализ органических соединений по функциональным группам называют функциональным анализом.

 

2.2. Хроматографический метод анализа

 

Хроматография - это физико-химический метод разделения смеси веществ, заключающийся в перемещении смеси потоком подвижной фазы вдоль слоя  сорбента. Этот метод широко применяется в пищевой промышленности для определения микроэлементов и стабильности витаминов.

Хроматографический  метод разделения и очистки органических веществ был открыт М. С. Цветом в 1903 г. Он изучал состав хлорофилла и сумел разде­лить его на слои с различной окраской, пропуская раствор хлорофилла через трубку с порошком мела. Цветовая гамма подсказала ему, веро­ятно, название метода (по-гречески «хрома» - «цвет»; «графо» - «пи­шу»). В большинстве современных методик анализа цвет исследуемых образцов не играет никакой роли, но название этого способа исследо­вания  сохранилось.

В хроматографии разделение смесей основывается на различной способности веществ, адсорбироваться на поверхности какого – либо инертного материала. ( Инертным считается материал, который не подвергается при этом химическому превращению.) Различные компоненты раствора перемещаются с разной скоростью в зависимости от степени их адсорбции наполнителем. Если адсорбирующим материалом является бумага и раствор, содержащий разделяемую смесь, движется вверх по бумаге, такая методика называется хроматографией на бумаге (метод бумажной хроматографии). По мере перемещения вверх по бумаге жидкость переносит с собой разделяемую смесь. Те компоненты смеси, которые прочнее адсорбируются бумагой, движутся с меньшей скоростью. [6]

 

2.3. Титриметрический метод анализа

 

 Титриметрические методы анализа имеют ряд преимуществ: скорость выполнения, относительную простоту операций, достаточную точность получаемых результатов (0,1–0,2 %). Эти преимущества ставят титриметрические методы анализа на одно из первых мест в лабораторной практике химических, пищевых, металлургических и других производств.

Титриметрическими называют методы анализа, основанные на точном измерении объёма раствора реагента, вступившего в реакцию с данным количеством анализируемого вещества.

Термин «титриметрический» получил название от слова «титр» – масса растворенного вещества в 1 см³ раствора (г/см³).  [18]

Методика титриметрического анализа состоит в следу­ющем.

Берётся строго определённый объём исследуемого раствора. Готовится раствор вещества, которое может вступать в химическую реакцию с исследуемым вещест­вом. Тем или иным методом определяют точно концентрацию (титр) этого раствора. Полученный раствор называют титрованным раствором или титрантом. К рас­твору исследуемого вещества небольшими порциями при­бавляют титрант. Этот процесс называется титрованием (поэтому объёмный анализ называют титриметрическим). Для приготовления растворов используют мерные колбы и пипетки, а титрование производят с помощью бюретки. [5]

Титрование производят до достижения точки эквива­лентности, т. е. момента, когда количество добавленного титранта эквивалентно количеству определяемого вещества.

Момент титрования, в который достигается стехиометрическая эквивалентность соединяемых количеств веществ, называется точкой эквивалентности титрования. [6 ]

Для определения содержания аскорбиновой кислоты исполь­зуют различные методы окислительно-восстановительногo титрования. Наиболее часто в качестве окислителя применяют натриевую соль 2,6-дихлорфенолиндофенола (краску Тильманса), которая одновременно является индикатором. [21]

Поскольку в школьном кабинете химии такой реактив отсутствует,  я использо­вала для определения содержания аскорбиновой кислоты один из вариантов йодометрии.

 

 

 

2.4. Методика  определения  наличия витамина С методом  йодометрии

 

Йодометрия - метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакциях, связанных с окислением восстановителей свободным йодом I₂.

Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом происходит по уравнению:

С₆Н₈О₆ + I₂ = С₆Н₆0₆ + 2 НI.

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.

Цель  работы : исследовать содержание витамина С методом титрования в овощах и фруктах, чаще используемых нами в зимний период.

Оборудование:

·                      5% раствор йода;

·                      вода, крахмальный клейстер, 1% раствор соляной кислоты HCl;

·                      пестик, ступка, нож, колба, воронка;

·                      химический стакан, пипетка.

Объекты исследования: овощи и фрукты.

Ход работы:

1) отмеряем 20 мл отжатого сока  и разбавляем его водой до объёма 100 мл;

Свежевыжатый сок необходимо получать механически, руками выжимая сок из свежих фруктов, чтобы избежать контакта витамина С с металлическими деталями соковыжималок.

2) добавляем 1 мл крахмального клейстера (1г крахмала развести в небольшом количестве воды и вылить в стакан кипятка, прокипятить 1 мин);

3) добавляем по каплям 5% р-ра йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек;

4) с помощью пипетки посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл;

5) зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой  кислоты.

Зная, объём затраченного раствора йода можно определить количество аскорбиновой кислоты в определённом объёме исследуемого материала. [15] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Определение витамина С в натуральных соках

3.1.1. Определение витамина С в свежевыжатом соке апельсина

1. Последовательность действий по методике йодометрии:

-отмеряем 20 мл свежевыжатого сока апельсина и разбавляем его водой до    объёма 100 мл;

-добавляем 1 мл  крахмального клейстера;

- добавляем по каплям 5% раствора йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек.

-с помощью пипетки посчитаем, сколько капель содержится в одном мл (в 1 мл содержится 28 капель йода), зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой  кислоты.

2. Выполнение расчётов:  

Концентрация раствора йода нам известна:

1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты  

1 мл р-ра йода  – 30 капель р-ра йода

х мл р-ра йода — 35 капель р-ра йода

Следовательно, на окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 1,17 мл йода.

1мл 5% р-ра   – 35 мг аскорбиновой кислоты

1,17 мл 5% р-ра йода  — х мг аскорбиновой кислоты

Следовательно, х = 41 мг аскорбиновой кислоты содержится в 100 мл апельсинового сока.

 

3.1.2. Определение витамина С в свежевыжатом соке лимона

1. Последовательность действий по методике йодометрии.

2. Выполнение расчётов:  

1 мл р-ра йода – 30 капель р-ра йода

х мл р-ра иода ­- 48 капля  р-ра йода

На  окисление аскорбиновой кислоты потребовалось  1,6 мл йода.

1 мл 5 %р-ра иода - 35 мг аскорбиновой кислоты                                                                      

      1,6 мл 5 % р-ра иода – х мг аскорбиновой кислоты

 Следовательно, х = 0,7×35 = 56 мг аскорбиновой кислоты содержится в 100 мл лимонного сока.

 

3.1.3. Определение витамина С в свежевыжатом соке яблока сорт «Ренет Семеренко»

Затруднения эксперимента: в яблоках содержится фермент аскорбиноксидаза, в присутствии которого аскорбиновая кислота быстро окисляется на воздухе. Чтобы этого не произошло, анализ проводим в кислой среде.

Последовательность действий:

- взвешиваем яблоко до эксперимента  240 г;

- тонким ножом из нержавеющей стали вырезаем из предварительно взвешенного яблока пробу (40 г) в виде ломтика, от кожуры до сердцевины с семечками.

- ломтик переносим в фарфоровую ступку с разбавленной соляной кислотой и тщательно  растираем пестиком;

 - определяем наличие витамина С в свежевыжатом соке яблока методом йодометрии.

1 мл р-ра йода  — 30 капель р-ра йода

х мл р-ра йода  — 5 капель р-ра йода      

Следовательно, на окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 0,17 мл йода.

1 мл 5% р-ра йода  – 35 мг аскорбиновой кислоты

0,17 мл 5% р-ра йода — х мг аскорбиновой кислоты

Следовательно, х = 5,95 мг аскорбиновой кислоты содержится в 40 г яблока

Определяем  сколько содержится в 100 г:

5,95 мг аскорбиновой кислоты  - 40 г яблока

х мг  аскорбиновой кислоты—100 г яблока 

Следовательно, х =14,9 мг, а в целом яблоке массой 240 г – 35,76 мг аскорбиновой   кислоты.

Содержание витамина С  в фруктах в зимний период (в 100 г продукта)

 

 

3.2. Определение витамина С в соках промышленного производства

Поиск консервированных соков, содержащих витамин С, осуществлялся в магазинах розничной торговли г. Новоазовска в соответствие с  содержанием этикеток.

Результаты определения содержания витамина С в консервированных  соках представлены в таблице.

Содержание витамина С в консервированных фруктовых соках.

ВЫВОДЫ

1. Изучение  информации о витамине С в литературных источниках и ресурсах Интернет позволило прийти к выводу, что витамин С играет в организме человека фундаментальную биохимическую и физиологическую роль. Аскорбиновая кислота - необходимый компонент в ежедневном рационе человека, так как выполняет целый ряд незаменимых биохимических функций, но при этом не способна синтезироваться самим организмом. Её дефицит может быть восполнен за счёт целого ряда пищевых источников и витаминных препаратов. Основные биохимические свойства связаны с участием кислоты в окислительно-восстановительных процессах.

2. При подготовке к работе я изучила научную литературу по вопросу содержания и определения витамина С в продуктах питания. После  проведённого анализа методов был выбран метод йодометрии, поскольку он  оптимально подходит под условия школьной лаборатории. Я установили, что йодометрическое титрование – является доступным и точным способом для определения количественного анализа вещества.

3. Научилась определять содержание витамина С методом  йодометрии в продуктах питания. Метод количественного определения витамина С основан на характерной особенности аскорбиновой кислоты - лёгкости её окисления. Для анализа в качестве окислителя используется йод.

4. Проведённые мной измерения показали, что в свежевыжатых соках цитрусовых содержится высокая концентрация аскорбиновой кислоты, её доза в 100 мл сока соответствует или даже превышает суточную физиологическую норму. Мои данные не противоречат данным различных литературных источников.

5. Анализируя содержание консервированных соков по этикеткам, я обнаружила, что из 10 видов консервированных соков только у 2 в состав включена аскорбиновая кислота. То есть у 1/5 соков, поступающих в продажу содержание витаминов, в частности витамина С, не указано вообще, значит большинство консервированных соков не содержит витамина С. Это и не удивительно, аскорбиновая кислота является нестойким соединением и разрушается при термической обработке. Лабораторные исследования показали присутствие аскорбиновой кислоты в соках, где этикетки содержали указание на наличие этого витамина, но концентрация витамина С не совпадает с заявленной фирмами-производителями. Таким образом, просмотрев этикетки соков в магазинах, я обнаружила, что только 20% консервированных соков содержат витамин С, у 80% соков указания на содержание витаминов отсутствовало вообще.

6. В ходе йодометрического определения содержания витамина С в соках установлено, что содержание аскорбиновой кислоты в свежеприготовленных соках значительно выше, чем в консервированных. Поэтому поступление в организм витамина С, так необходимого  для здоровья, возможно только при употреблении свежих овощей и фруктов.

 7. На основании полученных данных исследования, можно сделать вывод о содержании витамина С в фруктах в зимний период: наиболее богатыми витамином С являются: лимон (56 мг), далее апельсин(41 мг) и яблоки (14,9 мг). Полученные данные согласуются с литературными данными.  

8. Можно порекомендовать, включать в рацион питания продукты, содержащие витамины, особенно витамин С, а именно свежие фрукты, овощи, цитрусовые, пить свежевыжатые соки. В зимнее время употреблять чай обогащённый витамином С, вместо консервированных соков использовать отвар шиповника, чёрной смородины. К чаю вместо печенья и конфет лучше всего употреблять варенье или джем из чёрной смородины, малины, облепихи, клубники. Рекомендую включать в свой рацион соки, компоты домашнего приготовления, хранящиеся не больше года.

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамова Ж.И. Справочник по лечебному питанию для диет-сестер и поваров. - М.: Медицина, - 1984. - 304с.

2. Авакумов В.М. Современное учение о витаминах. М.: Химия, 1991. - 214 с.

3. Алексенцев В.Г. Витамины и человек. - М.: Дрофа, 2006.- 156 с.

4. Н.И. Белова  Справочник медицинской сестры, Медицина, 1989г.

(режим доступа: http://medicina.dobro-est.com/vitamin-c-askorbinovaya-kislota-opisanie-istochniki-i-funktsii-vitamina-c.html)

5. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии: Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1999.

6. Т. Браун, Г. Ю. Лемей  Химия – в центре наук: Учебное пособие в 2-х частях. Пер. с англ.- Москва: Мир, 1983. – 448с.

7. Видаль: Лекарственные препараты в России: Справочник.- М.: Астра Фарм Сервис.- 2001.

8. Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Настольная книга учителя. Химия: 10 класс. – М.: Дрофа, 2004. – 480с.

9. Гауптман З., Грефе Ю. Органическая химия.—М.: «Химия» 1979.

10. Гессен А. Аскорбиновая кислота и ее практическое применение. - Л.: 1953. - С. 9.

11. Конь И. Я. Рациональное питание в сохранении здоровья детей. В кн.: Физиология роста и развития детей и подростков. Под ред. А. А. Баранова, Л. А. Щеплягиной. М., 2000, с. 515–545.

12. В.А. Крицман Энциклопедический словарь юного химика, Педагогика, 1989г

13. Кролевец А. А. Витамины с пользой для здоровья. // Химия в школе. – 2008. - №3. – С. 7-16.

14. Машковский М.Д. Лекарственные средства.—М.: «Медицина» 2002.

15. О.М. Ольгин  Опыты без взрывов, Москва: Химия, 1986г.

16. Пилат Т.Л. Способы коррекции питания при различных заболеваниях. Диагностика и терапия в клинике внутренних болезней. Лекции для практикующих врачей. Юбилейный X Российский национальный конгресс "Человек и лекарство". - М. - 2004.

(режим доступа: http://www.nedug.ru/news/)

17. А.В. Сапожников «Анализ химический или аналитическая химия» // Большая советская энциклопедия, 1 издание, — М.: Советская энциклопедия, 1926, Т. 2, С. 592

18. Сизова Л.С.,  В.П. Гуськова  Аналитическая химия. Титриметрический и гравиметрический методы анализа: учебное пособие  для студентов вузов/ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - 2-е изд. испр. и доп. - Кемерово, 2006. - 132 с.

19. В.А Тутельян  Витамины: 99 вопросов и ответов. М. 2000

20. Шульпин Г.Б. Химия для всех. - М.: Знание. 1997. - 135 с.

21. Энциклопедия для детей том 17, Химия, - М. Аванта+, 2008г.

22. Яковлева Н.Б. Химическая природа нужных для жизни витаминов. - М.: Просвещение, 2006. - 120 с.

 

ИНТЕРНЕТ РЕСУРСЫ

http://www.vitaminius.ru/vitaminy-dlja-immuniteta.php

http://medicina.dobro-est.com/vitamin-c-askorbinovaya-kislota-opisanie-istochniki-i-funktsii-vitamina-c.html

http://www.scienceforum.ru/2014/pdf/6785.pdf

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru