Проектно-исследовательская работа "Качественное определение витаминаС в различных растительных объектах" 11 класс

Научно – практическая конференция школьников Люберецкого муниципального района «Общество, наука, инновации». Тема: Качественное определение витаминаС в различных растительных объектах                                                                                                    Автор: Павлычева Арина Андреевна МОУ  ТСОШ № 14  класс 11 "а" Научный руководитель:Подшивалова Ирина Александровна Учитель химии и физики, МОУ ТСОШ № 14 1 2016 г Содержание 1. Введение  1.1 Типология проекта 1.2 Цель исследования 1.3 Обоснование цели 1.4 Гипотеза нашего исследования 1.5 Объект исследования 1.6 Предмет исследования                      3 1.7 Объект, предмет и цель исследования задач            2. Кое­что о витамине С:                                                                            4 2.1 Общее описание 2.2 История                                                                                                     5 2.3 Биологическая роль               6 2.4 Суточная норма потребления                                                                               7 2.5 Источники витаминаС и влияние обработки                                                      8 2.6 Авитаминоз и гиповитаминозС             10 3. Экспериментальная часть                                                                                 11 3.1 Методика эксперимента 3.2 Результаты эксперимента 4. Вывод 5. Приложение 6. Используемые материалы             12             13                                           16 2 1. Введение 1.1   Типология проекта: реферативно­исследовательский, многопредметный,  парный 1.2   Цель исследования: определить витаминСв растительных объектах 1.3Обоснование темы: мы выбрали эту тему, так как наступили холода, 1.4    процент болеющих увеличился, а как известно многим, витаминСобладает  лечебными свойствами и борется с болезнью. 1.4Гипотеза нашего исследования: состоит в том, что в растительных объектах содержится витаминС 1.5Объект исследования: овощи и фрукты: 1. Яблоко 2. Красный перец 3. Капуста белокочанная 4. Лук репчатый 5. Свитти 6. Вишня 7. Салат листовой 8. Лук 9. Лимон 10.Сельдерей 11.Грейпфрут 12.Шиповник 13.Брусника 14.Мандарин 15.Черная смородина 16.Чеснок 17.Укроп 18.Редис 19.Киви 3 20.Клубника 21.Апельсин 22.Аскорбиновая кислота (?) 1.6Предмет исследования:содержаниевитаминС 1.7Объект, предмет и цель исследования определяют круг исследовательских  задач:  1. Изучить материалы по теме. 2. Приобрести овощи и фрукты. 3.  Продумать методику экспериментов. 4.  Приготовить необходимые растворы. 5.  Провести эксперименты. 6.  Свести результаты в таблицу. 7.  Провести анализ результатов и сделать выводы. 8.  Создать презентацию и написать реферат. 2. Кое­что о витаминеС 2.1 Общее описание Витамин С является водорастворимым витамином. Впервые выделен в 1923­ 1927 гг. Зильва (S.S.Zilva) из лимонного сока. Витамин С ­ мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции  окислительно­восстановительных 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 потивоаллергическое  действие. 4 Витамин С является фактором защиты организма oт последствий стресса.  Усиливает репаративные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям.  Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много  теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина Сс  целью профилактики раковых заболеваний. Известно, что у онкологических  больных из­за истощения его запасов в тканях нередко развиваются симптомы  витаминной недостаточности, что требует дополнительного их введения. Существуют данные, показывающие профилактическую роль витамина С в  отношении рака толстой кишки, пищевода, мочевого пузыря и эндометрия  (Block G., Epidemiology, 1992, 3(3), 189­191). Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо,  выводить токсичные медь, свинец и ртуть. Важно, что в присутствии адекватного количества витамина С значительно  увеличивается устойчивость витаминов В1, В2, A, E, пантотеновой и фолиевой  кислот. Витамин С предохраняет холестерин липопротеидов низкой плотности  от окисления и, соответственно, стенки сосудов от отложения окисленных форм холестерина. Способность успешно справляться с эмоциональным и физическим бременем  стресса в большей степени зависит от витамина С, чем от какого­либо другого  витамина. Надпочечники, которые выделяют гормоны, необходимые, чтобы  действовать в стрессовых ситуациях, содержат больше аскорбата, чем любая  другая часть тела. Витамин С помогает выработке этих стрессовых гормонов и  защищает организм от токсинов, образующихся в процессе их метаболизма. Наш организм не может запасать витамин С, поэтому необходимо постоянно  получать его дополнительно. Поскольку он водорастворим и подвержен  5 действию температуры, приготовление пищи с термической обработкой его  разрушает. 2.2 История Впервые в чистом виде витамин С был выделен в 1928 году венгерско­ американским химиком Альбертом Сент­Дьёрди, а в 1932 году было доказано,  что именно отсутствие аскорбиновой кислоты в пище человека вызывает цингу. В ряде случаев фармакологи возлагали на витамин С большие надежды,  основанные прежде всего не на экспериментальных доказательствах  клинической эффективности препарата, а на теоретических предпосылках, в  первую очередь — относительно возможного антирадикального действия  аскорбиновой кислоты. В 1970 г. ЛайнусПолинг опубликовал в Докладах национальной академии США  статью «Эволюция и потребность в аскорбиновой кислоте», в которой выдвинул  концепцию необходимости высоких доз витамина С, предполагая их  оптимальными для здоровья. К этому выводу Полинг пришёл путём  теоретических рассуждений на основе доступной ему в то время литературы.  Полинг предполагал, что высокие дозы витамина С способны защитить человека  от многих заболеваний, в частности вирусных (ОРВИ, грипп) и онкологических.  Витамин С также необходим для формирования волокон коллагена, для защиты  тканей организма от свободных радикалов. Полинг предложил повысить  ежедневную дозу витамина С в 100—200 раз. Сам он сообщал, что вместе с  женой установил для себя дневную норму витамина С в 10 граммов. В настоящее время мнение об эффективности низких доз (до 1000 мг) витамина  С при простуде по­прежнему не находит подтверждения, а эксперименты с  дозировкой более 2000 мг/сут (согласно теории Полинга) так и не проведены. С  6 другой стороны, предположения о том, что дозы аскорбиновой кислоты,  существенно превышающие потребность, могут приводить к определённым  физиологическим расстройствам, также не доказаны. В 1996 г. в Норвегии был принят закон, запрещавший продавать капсулы,  содержавшие больше 250 мг аскорбиновой кислоты. За Норвегией в 1997 г.  последовала и Германия. Ограничительные законы запрещали рекламу  витаминов как лечебных препаратов против конкретных заболеваний, если не  было необходимой для лекарств серии клинических испытаний. Эти законы, как  оказалось, затрагивали интересы множества пищевых и фармакологических  фирм. Поскольку витамины классифицировались в Европейском союзе как  пищевые продукты, то для их поступления в коммерческую продажу никаких  клинических испытаний не требовалось. В 2005 г. Европейский суд принял решение об ограничениях дозировок  препаратов витамина С в странах ЕС с 1 августа 2005 г. Изменены  формулировки рекомендаций (слова «лечит», «излечивает», «продлевает» и т. п. заменены на «способствует сохранению», «защищает»). Высказанные Л. Полингом надежды на активацию защитных сил с помощью  витамина С, способствующую излечению от рака, также не нашли явного  подтверждения. Более того, доказано, что при лучевой терапии использование  аскорбиновой кислоты приводит к повышенной устойчивости опухолевых  клеток. Существуют исследования, проведённые Марком Левиным, в которых  витамин С вводился мышам инъекциями внутривенно в дозе до 4 граммов на  килограмм веса животного в сутки и в которых доказывалось противораковое  действие витамина С примерно на 75 % раковых клеток, без воздействия на  здоровые клетки. При этом рост опухоли замедлялся на 41­53 %. 7 2.3 Биологическая роль 1. Участие в синтезе веществ: ­ коллагена ­ гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата ­ компонентов соединительной  ткани ­ гормонов коры надпочечников ( кортикостероидов и катехоламинов) и  тиреоидных  гормонов ­ нейромедиатора серотонина ­ витаминоподобного вещества карнитина( витамин Вт ) 2. Улучшение всасывания железа в кишечнике, за счёт восстановления  двухвалентного железа в трёхвалентную форму. 3. Участие в  иммунных реакциях ­ повышение продукции защитных белков нейтрофилов, увеличение  бактерицидной активности нейтрофилов и их миграционной способности 4.  Антиоксидантная роль, защита мембран клеток 8 ­ ограничивает воспаление, снижает окисление липопротеинов крови, что  уменьшает их атерогенный эффект ( способность образовывать  атеросклеротические бляшки в сосудах) ­ уменьшает образование свободных радикалов в клетках. Свободные радикалы  могут повреждать клеточную мембрану и клеточные органеллы. 5.  Участвует в метаболизме глюкозы в клетке, за счёт активации  фермента гексокиназы  Витамин С играет важную роль в окислительно­восстановительных процессах,  происходящих в организме. Недостаточность витамина С проявляется в  воспалении десен, повышенной ломкости и кровоточивости сосудов, понижении  сопротивляемости организма простудным и инфекционным заболеваниям.  Биохимические исследования показывают, что пониженное содержание  аскорбиновой кислоты в крови, особенно в зимне­весенний период является  отнюдь нередким явлением. Вот почему столь важным является круглогодичное  потребление свежих овощей и фруктов, а в тех случаях, когда обнаруживается  их недостаточность, целесообразно прибегать к использованию аскорбиновой  кислоты в виде витаминных препаратов. Витамин С (аскорбиновая кислота)  повышает защитные силы организма, ограничивает возможность заболеваний  дыхательных путей. Витамин оказывает благоприятное действие на функции  центральной нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез,  способствует лучшему усвоению железа и нормальному кроветворению,  препятствует образованию канцерогенов. Большие дозы полезны для больных  сахарным диабетом, заядлых курильщиков, женщин, пользующихся  9 противозачаточными препаратами, для пожилых людей с пониженной  способностью пищеварительного тракта всасывать витамины. 2.4Суточная норма потребления 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. Молодой организм лучше усваивает  витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в  витамине С несколько повышается. Люди должны получать аскорбиновую  кислоту с пищей.  Физиологическая потребность для взрослых — 90 мг/сутки (беременным  женщинам рекомендуется употреблять на 10 мг больше, кормящим — на 30 мг).  Физиологическая потребность для детей — от 30 до 90 мг/ сутки в зависимости  от возраста. Верхний допустимый уровень потребления в России — 2000  мг/сутки. Для курящих людей и тех, кто страдает от пассивного курения,  необходимо увеличить суточную норму потребления витамина C на 35 мг/сутки. В зимнее время большинство населения в нашей стране получает сравнительно  большие количества витамина Сс картофелем, а также со свежей и квашеной  капустой. Хотя в картофеле в это время содержится сравнительно немного  витамина С (около 10 мг % в 100 г), а в квашеной капусте менее 20 мг %, все же  благодаря потреблению их в больших количествах в сумме количество витамина С, поступающего с этими продуктами, значительно.   Делите суточную дозу витамина С на несколько частей. Организм быстро  расходует витамин С, как только его получит. Намного полезнее  10 поддерживать постоянно высокую концентрацию витамина, чего легко  достичь, поделив суммарную дневную дозу на несколько меньших доз,  принимаемых в течение дня.Повышайте и снижайте дозу постепенно. Не  шокируйте свой организм внезапным введением большого количества  витамина С. Значительное количество аскорбиновой кислоты содержится в продуктах  растительного происхождения (цитрусовые, овощи листовые зеленые, дыня,  брокколи, брюссельская капуста, цветная и кочанная капуста, черная  смородина, болгарский перец, земляника, помидоры, яблоки, абрикосы, персики, хурма, облепиха, шиповник, рябина, печеный картофель в «мундире»). В  продуктах животного происхождения – представлена незначительно (печень,  надпочечники, почки). Травы, богатые витамином С: люцерна, коровяк, корень лопуха, песчанка,  очанка, семя фенхеля, пажитник сенной, хмель, хвощ, ламинария, мята  перечная, крапива, овес, кайенский перец, красный перец, петрушка, сосновые  иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, плоды  шиповника, шлемник, листья фиалки, щавель. Помимо витаминных препаратов для профилактики гиповитаминоза  используются плоды шиповника. Плоды шиповника отличаются относительно  высоким содержанием аскорбиновой кислоты (не менее 0,2%) и широко  11 применяются в качестве источника витамина С. Используют собранные в период созревания и высушенные плоды разных видов кустарников шиповника. Они  содержат, помимо витамина С, витамины К, Р, сахара, органические, в том числе дубильные, и другие вещества. Применяют в виде настоя, экстрактов, сиропов,  пилюль, конфет, драже. На содержание витамина С в пищевых продуктах значительно влияют  длительность и способы хранения продуктов, их кулинарная обработка. Так, в  пищевой зелени через сутки хранения остается от 40 до 60% первоначального  количества аскорбиновой кислоты. Витамин С быстро разрушается в очищенных овощах, даже если они погружены в воду. Яблоки через 3 мес. хранения теряют  16% , через 6 мес.— 25% , через 1 год — до 50% первоначального содержания  аскорбиновой кислоты. Лимоны и апельсины через 10 мес.— от 10 до 30%.  Соление и маринование также разрушают витамин С. Кулинарная обработка, как правило, приводит к снижению содержания  аскорбиновой кислоты в продукте. Так, при очистке картофеля в зависимости  от величины клубней теряется от 16 до 22% витамина С. Если картофель и  овощи варят, опуская в горячую воду, витамин С почти полностью сохраняется,  при погружении в холодную воду потери составляют 25—35%, когда же готовят картофельные пюре, запеканку, котлеты — до 80—90%. Наиболее в витамины  сохраняются в неочищенном картофеле. Варка капусты сопровождается  разрушением от 20 до 50% аскорбиновой кислоты. В листовых овощах (шпинате, салате, щавеле) ее по зависят от способа обработки: варке в воде разрушается  70%, на пару в закрытой посуде — лишь 8—12. Витамин С лучше сохраняется в  кислой среде; если добавляют к пище соду, его содержание быстро снижается.  Значительная (до 80% ) потеря аскорбиновой кислоты происходит при тушении.  Особенно разрушительно действует на витамин С разогревание овощных супов:  каждый разогрев уменьшает его содержание 30%. Не следует оставлять готовый  12 суп на горячей плите. Картофельный или щи в процессе приготовления теряют  почти половину аскорбиновой кислоты, постояв 3 часа на плите,— еще 20— 30%, а через 6 часов  хранения витамин в них уже отсутствует. Витамин С  разрушается под действием металлов. Даже незначительное количество меди,  свинца, цинка и других металлов, проникающих в пищу из посуды, разрушает  аскорбиновую кислоту. Поэтому лучше не использовать для приготовления  пищи металлическую, нелуженую и не покрытую лаком посуду, предпочитая ей  сделанную из алюминия и нержавеющей стали: тепловая обработка овощей  такой посуде не разрушает витаминов. Разогревание и длительное хранение пищи ведут к увеличению потери. Во время  жаренья он разрушается незначительно. При квашении продуктов витамин С  сохраняется. После оттаивания свежезамороженных плодов и овощей витамин С становится нестойким, поэтому размороженные продукты надо быстро  употреблять в пищу. Весной в качестве источника витамина С рекомендуется  свежий зелёный лук и некоторые консервированные продукты, в которых  витамин С хорошо сохраняется, например томат­паста, зелёный горошек. При обработке овощей витамин С сравнительно быстро разрушается, поэтому  важно знать правильные приемы их кулинарной обработки. Витамин С легко  растворяется в воде, мало устойчив по отношению к кислороду воздуха и  нагреванию. Витамин С очень нестойкий. Он разлагается при высокой температуре, при  соприкосновении с металлами, при долгом вымачивании овощей переходит в  воду, быстро окисляется. При хранении овощей, фруктов и ягод содержание  витамина C быстро уменьшается. Уже через 2 ­ 3 месяца хранения в  большинстве растительных продуктов витамин С наполовину разрушается. В  свежей и квашенной капусте в зимний период сохраняется больше витамина С,  чем в других овощах и фруктах ­ до 35%. Еще больше разрушается при  13 кулинарной обработке, особенно при жарении и варке ­ до 90%. Например, при  варке очищенного картофеля, погруженного в холодную воду, теряется 30% ­  50% витамина, погруженного в горячую, ­ 25% ­ 30%, при варке в супе ­ 50%.  Для большего сохранения витамина С овощи для варки следует погружать в  кипящую воду. Витамин С легко переходит в воду, поэтому варка картофеля в  кожуре сокращает потери витамина С вдвое по сравнению с варкой очищенного  картофеля. 2.6 Авитаминоз и гиповитаминозС К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на  почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в  Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавшей иногда характер  повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее и  весенние время года, когда население европейских стран было лишено  возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты. Авитаминоз С (цинга, скорбут), как и другие болезни витаминной  недостаточности, обычно начинается исподволь. Ранние его симптомы  неспецифичны, они присущи различным формам пищевой недостаточности:  общая слабость, пониженная работоспособность, легкая утомляемость, плохой  аппетит, апатия. Затем начинаются типичные для цинги явления  кровоточивости: точечные кровоизлияния в кожу, преимущественно на ногах,  десны становятся разрыхленными, приобретают синюшный оттенок и при  14 небольшом трении (еда, чистка зубов) кровоточат. Появляются ноющие боли в  мышцах, суставах, главным образом ног. При дальнейшем развитии болезни  общее состояние больного ухудшается, десны покрываются кровоточащими  язвами, их слизистая оболочка подвергается омертвлению, обнажаются корни  зубов и зубы выпадают. Происходят обширные кровоизлияния в кожу, мышцы;  суставы опухают из­за излияния крови в суставные сумки, больной теряет  способность ходить. Постепенно все более обильные кровоизлияния заполняют  полости суставов, плевры, сердечную сумку, резко нарушается деятельность  сердца, почек и при явлениях крайнего истощения больной погибает. Скорбут  очень ослабляет защитные силы организма, и потому больные нередко умирают  от других, присоединяющихся к цинге заболеваний. Недостаток проявляется в  быстрой утомляемости, кровоточивости десен, в общем снижении устойчивости  организма против инфекций, при далеко зашедшем гиповитаминозе С может  появится цинга, для которой характерны разрыхление, опухание и  кровоточивость десен и выпадение зубов, мелкие подкожные кровоизлияния.  Гиповитаминоз С — наиболее распространенная форма витаминной  недостаточности. Это объясняется двумя причинами: сезонными колебаниями  потребления пищевых продуктов — хороших источников витамина С (свежие  овощи, зелень, фрукты) и тем, что аскорбиновая кислота очень легко окисляется и среди всех витаминов наименее устойчива, легко разрушается при хранении,  консервировании и кулинарной обработке пищевых продуктов. Явно выраженному заболеванию предшествует скрытый период, который  проявляется неспецифическими симптомами общего недомогания, говоря о  начальных стадиях авитаминоза. При питании, которое обеспечивает человека  недостаточными количествами витамина С, гиповитаминозное состояние,  подтачивающее здоровье, может длиться месяцами и годами. Многочисленные  наблюдения над большими контингентами людей в разных странах показали, что 15 очень часто за так называемым практически здоровьем скрывается второй  половине лета и осенью, когда люди потребляют достаточные количества  пищевых продуктов, богатых аскорбиновой кислотой: овощей, фруктов, ягод. С  началом зимы, параллельно снижению потребления этих витаминоносителей,  уменьшается содержание витамина С в организме, развивается С­  гиповитаминоз. 3. Экспериментальная часть 3.1 Методика экспериментов 1. Определение содержания витаминаС в растительных объектах. a) Размять в ступке объект b) Добавить 10 капель крахмала c) Добавить несколько капель р­раHCl d) Перенести содержимое ступки в химический стакан, смывая ступку водой e) Наполнить бюретку р­ром йода. Записать его начальный объем f) Медленно по каплям, добавлять р­р йода к анализируемой пробе,  постоянно его взбалтывать. Оттитрировать пробу р­ром йода до  соломенного цвета g) Записать конечный объем жидкости. Рассчитать, какое кол­во йода  израсходовано. h) Содержание аскорбиновой кислоты в процентах (Х) вычислить по  формуле: 16 Х=V×T×100 m =V×0,008806 m , где V­ объем 0,01 н р­ра йода, мл Т ­ титр р­ра йода, 0,008806 г/мл m ­ масса объекта. 4. Вывод В результате эксперимента мы выяснили, что в растительных объектах  действительно содержится витамин С. На примере 19 различных проб мы доказали, что в одних продуктах содержание  витамина Сбольше, а в других меньше. В период заболеваний, авитаминоза необходимо принимать много фруктов и  овощей с высоким содержанием витаминаС, чтобы оградить себя и своих  близких от вредоносных явлений. И, конечно же, не забывать про суточную норму потребления других жизненно  необходимых и важнейших витаминов. Таблица суточной нормы потребления витаминаС Приложение 1 Содержание витаминаС 17 3.2 Результаты эксперимента Образец V р­раI2 m аск.к­ты  m образца m на 100г Яблоко Красный перец Капуста белокочанная Лук репчатый Свитти 2,5 60 2,5 3,5 5,1 2,187 52 2,187 3,062 4,462 18 4,5 6,3 1,65 1,7 2,5 0,106 0,825 0,132 0,112 0,321 Вишня Салат листовой Лимон Сельдерей Грейпфрут Шиповник? Брусника Мандарин Черная смородина Чеснок Укроп Редис Киви Клубника 1,5 1,7 4,7 2 4,5 2мл(50%) 4 4,5 104 3 3 7,5 4,5 54,8 4,275 1,487 4,112 1,75 3,937 70 3,5 3,94 91 2,63 2,64 6,56 3,94 50,6 3 1,5 5,2 1 2,9 22 1,2 5,6 3,7 2,7 0,8 2,9 6,7 6 0,099 0,139 0,369 0,175 0,203 0,318 ? 0,291 70 2459 97 390 226 59 843 5. Приложение Приготовление растворов Наши пробы 19 Измельчение исходного вещества Перенесение смеси в колбу Титрование раствором йода Результаты 20 6. Используемые материалы 1. http://sebulfin.com/ 2. http://refoteka.ru/ 3. http://www.medportal.gomel.by/ 4. http://www.vitamini.ru/ 5. http://www.missfit.ru/ 6. Скурихин И. М., Волгарев М. Н. Химический состав пищевых  продуктов : Справочник (книга 1). 21