Метод определения витамина с фрукты

Изучение содержания витамина С в разных фруктах

учебно-исследовательская работа ученицы 10 класса по изучению содержания витамина в различных фруктах + презентация

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное автономное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2»

Новый Образовательный Центр

Определение содержания витамина С в различных фруктах

Работу выполнила: Бадретдинова Екатерина,

ученица 10 класса

Руководитель: Лобес Светлана Геннадьевна,

учитель биологии высшей категории

г. Чернушка, 2012

В настоящее время, когда ритм жизни чрезвычайно высок и на здоровье человека влияет множество неблагоприятных факторов, особенно важно иметь полноценный рацион питания. Одним из жизненно важных компонентов рациона являются витамины. Отсутствие витаминов в пище приводит к повышенной утомляемости и ряду заболеваний. Особо высока потребность организма человека в витамине С (аскорбиновая кислота), так как он участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость организма человека к экстремальным воздействиям. Особенно много витаминов содержится в фруктах.

Цель работы : определить количество витамина С в различных фруктах.

Для реализации поставленной цели были поставлены следующие задачи :

Подобрать и освоить методики определения витамина С в фруктах;

Провести эксперимент, позволяющий выявить фрукт, содержащий оптимальное количество витамина С;

Проанализировать полученные результаты и сформулировать практические рекомендации о значении фруктов в жизни человека.

Фрукты и витамины

Фрукты ( лат . fructus — плод) – сочные съедобные плоды культурных и дикорастущих растений. Подразделяются на фрукты семечковых (яблони, груши, айвы), косточковых (абрикоса, сливы, вишни, персика и др.), цитрусовых (апельсина, лимона, мандарина, грейпфрута и др.), субтропических и тропических (инжира, граната, манго, ананаса, банана, авокадо) пород, ягоды (смородины, крыжовника, винограда, клюквы и др.). Фрукты имеют большое значение в питании человека. Приятный вкус и биологическая ценность фруктов обусловлены наличием в них значительного количества полезных веществ.

Фрукты — один из источников легкоусваемых углеводов. В фруктах семечковых пород преобладает фруктоза, косточковых — глюкоза и сахароза. Наибольшее количество сахарозы содержится в бананах, ананасах, апельсинах, мандаринах, меньшее — в ягодах. Высоким содержанием крахмала характеризуются бананы. В фруктах много витаминов: аскорбиновой кислоты (витамин С), витамина Р, каротина. В цитрусовых накапливается 50—90 мг витаминов; особенностью их является сохранение исходного количества витамина без значительных потерь в процессе хранения (в цитрусовых отсутствуют ферменты, окисляющие аскорбиновую кислоту). Некоторые фрукты представляют собой как бы природные витаминные концентраты: в шиповнике до 1500 мг витамина С и 5 мг каротина, в рябине соответственно 50 и 8, в облепихе 120 и 8, в чёрной смородине до 400 мг витамина С. Калорийность фруктов невелика и составляет в среднем 50—70 ккал в 100 г (1 ккал — 4,19 кдж). Институтом питания РАМН определена ежегодная норма потребления фруктов — 106 кг на человека.

Находящиеся в фруктах вещества играют существенную роль в процессах пищеварения и метаболизма. Органические кислоты — сильные возбудители секреции поджелудочной железы и моторной функции кишечника. Из дубильных веществ фруктов танин и катехины обладают наиболее выраженным биологическим действием. Высоким содержанием танина отличаются черника, груши, айва, кизил. Многие фрукты применяют как лечебные средства (например, малину) и в диетическом питании.

Многие виды фруктов хорошо и в течение длительного срока сохраняются в свежем виде в холодильниках с искусственным охлаждением и регулируемым составом газовой среды. Наиболее долго сохраняются яблоки, груши, цитрусовые, виноград, бананы. Фрукты подвергают замораживанию, высушиванию и консервированию (варенье, компоты и др.).

Глава 2. Витамин С

2.1. Общая характеристика

Витамины (лат. vita — жизнь + амин) — пищевые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций. По строению витамины являются низкомолекулярными соединениями различной химической природы. Организм человека и животных не синтезирует витамины или синтезирует в недостаточном количестве и поэтому должен получать их в готовом виде.

Витамин С самый известный из витаминов. Он стимулирует рост, участвует в процессах тканевого дыхания, обмене аминокислот (структурных блоков белка), способствует усвоению углеводов. Аскорбиновая кислота повышает сопротивляемость организма к инфекциям, интоксикациям химическими веществами, перегреванию, охлаждению, кислородному голоданию. Одна из важнейших функций витамина С — синтез и сохранение коллагена — белка, который «цементирует» клетки и тем самым служит основой образования соединительных тканей. Коллаген скрепляет сосуды, костную ткань, кожу, сухожилия, зубы. Витамин С нормализует уровень холестерина в крови, способствует усвоению железа из пищи, требуется для нормального кроветворения, влияет на обмен многих витамине. Важнейшая функция витамина С — антиоксидантная. Он противодействует токсическому действию свободных радикалов — агрессивных элементов, образующихся в
организме при многих отрицательных воздействиях и заболеваниях. Аскорбиновая кислота участвует в выработке адреналина — гормона
«боеготовности», увеличивающего частоту пульса, кровяное давление, приток крови к мускулам.

В организме человека аскорбиновая кислота не образуется. Поступающий с пищей витамин С начинает всасываться уже в полости рта и желудке, но основное его количество усваивается в тонкой кишке. В теле здорового взрослого человека содержится от 4 до 6 г аскорбиновой кислоты.

Суточная потребность в витамине С . Детям 4-10 лет требуется 50-60 мг/сутки, детям более старшего возраста и взрослым — 60-80 мг/сутки витамина С. Людям курящим или работающим во вредных условиях, лучше принимать аскорбиновую кислоту 2-3 раза в день — до 100-150 мг/сутки.

Положительное влияние витамина С на организм человека:

Витамин С предохраняет организм от многих вирусных и бактериальных инфекций

Повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов.

Помогает очищать организм от ядов, начиная от сигаретного дыма и кончая ядом змей.

Активизирует работу эндокринных желез, особенно надпочечников.

Улучшает состояние печени.

Ослабляет воздействие различных аллергенов.

Способствует снижению холестерина в крови.

Защищает от окисления необходимые организму жиры и жирорастворимые витамины (особенно А и Е).

Ускоряет заживление ран, ожогов, кровоточащих десен.

Повышает сопротивляемость организма к любым неблагоприятным воздействиям.

Эффективен витамин С при лечении большинства заболеваний.

2.2. Физико-химические свойства витамина С

Аскорбиновая кислота по вкусу напоминает лимонную кислоту и по своему внешнему виду представляет бесцветные кристаллы с температурой плавления 190 – 192 о С, растворимые в воде и спирте и нерастворимые в жирах и их растворителях.

По химическому строению аскорбиновая кислота имеет генетическую связь с сахаром и оптически активна. Левовращающая ее форма биологически активна и является витамином С.

Витамин С легко окисляется и превращается в дегидроаскорбиновую кислоту. Реакция эта обратимая: дегидроаскорбиновая кислота может быть в свою очередь легко переведена в аскорбиновую (рис. 1)

Рис. 1. Окисление аскорбиновой кислоты

Аскорбиновая кислота хорошо растворяется в воде, но крайне нестойка и легко разрушается на свету кислородом воздуха, а также в присутствии следов железа и меди, при тепловой обработке, при длительном хранении, более устойчива в кислотной среде, чем в щелочной.

Аскорбиновая кислота весьма чувствительна к повышению температуры, при нагревании ее раствора до 50 о С при доступе воздуха она очень быстро разрушается. В сухом виде аскорбиновая кислота устойчива. Аскорбиновая кислота не имеет карбоксильной группы, и ее кислотные свойства обусловлены гидроксилом второго углеродного атома, который благодаря соседству с карбонилом и двойной связи обладает способностью реагировать с металлами с образованием солей (аскорбинатов).

Аскорбиновая кислота способна к обратному окислению потому, что в состав молекулы витамина С входит диенольная группировка (рис 2)

Рис. 2. Диенольная группировка

Эта группировка легко отдаёт водород гидроксильных групп.

При окислении витамина С первоначальным продуктом окисления аскорбиновой кислоты является дегидроаскорбиновая кислота, которая, в свою очередь, является обратимо-окисленной формой аскорбиновой кислоты и обладает всеми свойствами витамина С. Но химические свойства этих двух веществ различны. В то время как аскорбиновая кислота обладает сильными кислотными свойствами, дегидроаскорбиновая кислота утрачивает их вместе с двумя енольными атомами водорода.

В организме человека и животных аскорбиновая кислота находится как в свободном состоянии, так и в связанном виде и называется аскорбиногеном. В этом состоянии она является более устойчивой, но менее активной.

2.3 Биохимическая роль витамина С

Витамин С принимает весьма активное участие в биохимических процессах, как в составе ферментных систем, так и в виде свободной аскорбиновой кислоты. Главная «обязанность» этого витамина заключается в том, чтобы перераспределять атомы водорода между различными участками сложного «химического хозяйства» клеток. Такая роль витамина С вытекает из его свойства переходить в обратимо-окисленную форму с выделением двух атомов водорода. Потребность в акцепторах – переносчиках атомов водорода при биохимических превращениях – довольно велика, поэтому не только одна аскорбиновая кислота, но и целый ряд других веществ занимаются «перевозками» водорода. Аскорбиновая кислота, например, переносит водород к тем участкам, где происходят процессы фосфорилирования аденозинфосфорной кислоты, а «обратным рейсом» может забрать водород, выделяющийся в результате сложного процесса окисления аминокислоты – тирозина.

Витамин С оказывает активирующее влияние на целый ряд ферментов. Он активирует амилазу, липазу крови.

Витамин С оказывает влияние на синтез хондромукоида, недостаток которого в организме приводит к нарушению эластичности и проницаемости кровеносных сосудов. Если в организме существует нехватка витамина С – кофактора гидроксилаз, то синтезируется неполноценный коллаген. Прежде всего, от этого страдает сосудистая стенка, в которую он входит. Прочность, обеспечиваемая коллагеном, понижается. Развивается геморрагический синдром – повышенная кровоточивость. С этим же эффектом связано и то, что аскорбиновую кислоту рекомендуют принимать на начальных стадиях заболеваний типа гриппа. Особенность патологического воздействия вируса гриппа на организм заключается в увеличении проницаемости стенки сосудов, что вызывает множественные кровоизлияния в легких (причина большинства осложнений при гриппе). Если опосредованно через витамин С увеличить и улучшить синтез коллагена, то осложнений можно избежать.

Многообразие функций аскорбиновой кислоты в животном организме не ограничивается сказанным выше. Но и этого материала достаточно, чтобы убедиться в той важной роли, которую играет витамин С для нормального течения биохимических процессов и, в конечном счете, для сохранения нашего здоровья.

2.4 Источники содержания витамина С

Животные продукты довольно бедны аскорбиновой кислотой. В мышцах, например, содержится всего 0,9 мг витамина С. Немного аскорбиновой кислоты имеется и в молоке. Причем женское молоко в три-четыре раза богаче витамином С, чем коровье, которое по этому не может полностью заменить молоко матери при вскармливании ребенка.

Наиболее богатыми источниками витамина С являются растения.

О содержании аскорбиновой кислоты в различных растительных продуктах можно судить по таблице 1.

Источник

Метод определения витамина с фрукты

Исследование содержания витамина С в свежих фруктах

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

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

Конечно, витамины нужны всем, больным и здоровым любого возраста, в любое время года. Но существуют группы людей и ситуации, когда вопросу витаминов следует уделить особое внимание. В первую очередь, это дети.

Актуальность проблемы исследования.

Ежегодно большое число учащихся болеет простудными заболеваниями. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций.

Результаты исследований, проведенных Институтом питания РАМН, свидетельствуют о весьма тревожной ситуации, сложившейся в последние годы в России. Отмечаются крайне недостаточное потребление и все более нарастающий дефицит витаминов.

Так, дефицит витамина С выявился у 70-90% обследуемых. При этом витаминный дефицит обнаруживается не только зимой и весной, но и в летне-осенний период. Общую ситуацию можно рассматривать как массовый круглогодичный гиповитаминоз С.

Аскорбиновая кислота полезна для детей, она играет важную роль в обмене веществ, способствует росту организма, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, что особенно актуально в течение учебного года.

Одним из источников аскорбиновой кислоты являются овощи, фрукты, ягоды, зелень. У меня возникли следующие вопросы:

Сколько содержится витамина С в свежих фруктах?

Какие фрукты для детей наиболее полезны по содержанию в них витамина С?

Цель проекта:определить наиболее полезные фрукты для здоровья школьника по содержанию в них аскорбиновой кислоты.

Выяснить роль витамина С для детского организма.

Познакомиться с химической природой и методами определения аскорбиновой кислоты.

Исследовать содержание аскорбиновой кислоты в свежих фруктах.

Объект исследования: свежие фрукты.

Предмет исследования: содержание витамина С в свежих фруктах.

Гипотеза: мы предполагаем, что цитрусовые содержат достаточное количество витамина С для удовлетворения суточной потребности детского организма.

Этапы деятельности по проекту: анализ различных источников информации на заданную тему, обобщение информации, планирование экспериментальной деятельности, проведение экспериментов, обобщение результатов экспериментальной деятельности, анализ экспериментальных данных, выводы.

Метод – это способ достижения цели и задач исследования.

Эмпирические: наблюдение, эксперимент, моделирование.

Теоритические: анализ и сравнение, обобщение, классификация.

Математические: измерения, метод визуализации данных, моделирование.

Прогнозируемый результат: найдунаиболее полезные фрукты для здоровья школьника по содержанию в них аскорбиновой кислоты.

Глава 1. Результаты информационного поиска на заданную тему

Совместнос учителем был отобран материал для изучения темы по направлениям:

Химическая природа витамина С.

Значение витамина С для детского организма.

Суточная потребность в витамине С.

Методы определения аскорбиновой кислоты в фруктах.

Источники информации представлены в п.4.Библиография

По материалам сделано обобщение.

Химическая природа витамина С.

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

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

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

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

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

1.2 Значение витамина С для детского организма.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Суточная потребность в витамине С

Витамин С относится к наиболее изученным витаминам. Растительные и животные организмы (кроме обезьян и морской свинки) синтезируют его в своих клетках, регулируя уровень по своей потребности. Человеческий организм витамин С не синтезирует, его уровень в тканях зависит исключительно от поступления витамина с пищей. Источником витамина С являются свежие фрукты, овощи, ягоды, зелень. Лидерами по содержанию витамина С являются шиповник, сладкий перец, черная смородина, цитрусовые.

Продукты животного происхождения отличаются более низким содержанием витамина С.

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

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

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

1.4 Методы определения содержания аскорбиновой кислоты в фруктах.

Содержание аскорбиновой кислоты можно определить следующими методами:

1.41 Фотометрический метод.

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

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

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

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

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1Определение содержания аскорбиновой кислоты в свежих фруктах.

Для исследования я взяла следующие цитрусовые: апельсины, мандарины, лимоны, а также для сравнения были взяты фрукты, которые не относятся к цитрусовым: яблоки и виноград.

Содержание аскорбиновой кислоты в фруктах определяла методом йодометрии, поскольку этот метод нагляден, прост в исполнении.

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

В качестве индикатора использовала крахмал. При добавлении избыточного количества йода в титруемый раствор, содержащий крахмал, раствор приобретает синюю окраску.

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

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

Фрукты очистить от кожицы, натереть на мелкой пластмассовой терке.

Навеску перенести в колбу вместимостью 100 см 3 , добавить 20 см 3 1 ٪ — ной соляной кислоты и довести до метки 2 ٪ -ным раствором ортофосфорной кислоты, перемешать, оставить на 10 минут.

Затем раствор профильтровать.

В колбы для титрования отбираем пипеткой 10мл исследуемого раствора, добавляем по кристаллику иодида калия и несколько капель 1 ٪ -ного раствора крахмала.

Оттитровываем аскорбиновую кислоту 0.001н раствором иодата калия до устойчивого синего оттенка.

Содержание витамина С (мг в 100гр) в исследуемом растворе определяем по формуле.

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

Таблица 1. Определение витамина С в свежем винограде .

Источник