Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №4 г. Брянска с углубленным изучением отдельных предметов»
ГОРОДСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ
«ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКУ»
Определение йода в пищевых продуктах
(предметная область биологии)
Выполнили:
Ученики 9а класса
Анишина Анна
Серкова Дарина
Руководитель
Учитель биологии и химии
Брянск 2013
Введение
Чаще всего, когда мы слышим про йод, мы представляем себе, лекарственное средство, а точнее йодный раствор, который издавна используется для дезинфекции ран и снятия воспалений. Йод обладает также прекрасным рассасывающим действием: всем известно, как делать йодную сеточку на синяках, ушибах, воспалённых тканях и т. д. Однако, прежде всего, йод – это химический элемент, и его свойства поистине удивительны.
По словам одного из известных учёных, именно йод – элемент, который отвечает за нормальный рост всех млекопитающих, включая человека. Если бы в природе не было йода, формы жизни, скорее всего, развивались бы совсем иначе – трудно даже вообразить, как могли бы выглядеть животные и человек.
Йод поступает в организм человека с водой и пищей, а также вместе с вдыхаемым воздухом и через кожу – в небольших количествах, и накапливается в щитовидной железе.
Однако каждый шестой житель Земли страдает от йодного дефицита. Анализ научной литературы показал, что в Российской Федерации не существует территорий, на которых население не подвергалось бы риску развития йодного дефицита.
И это, при том, что роль йода в организме просто колоссальна! Йод участвует в синтезе гормонов щитовидной железы - тироксина и трийодтиронина. Также он способствует формированию необходимых нашему организму клеток – фагоцитов, своеобразных санитаров, захватывающих и уничтожающих чужеродные микроорганизмы и повреждённые клетки. Йод очень важен для нормального роста и развития детей и подростков: он участвует в образовании костно-хрящевой ткани, синтезе белка, стимулирует умственные способности, улучшает работоспособность и уменьшает утомляемость. От содержания йода в организме зависит нормальная работа нервной системы и состояние психики: растут и развиваются клетки, формируется эмоциональный фон, снимается раздражительность. Необходим йод и для процесса обмена липидов. Нормальное содержание йода в организме облегчает сжигание жира во время соблюдения диеты, сохраняет активность и придаёт энергию, способствует здоровью кожи, волос, ногтей и зубов.
Для детей и подростков это нехватка йода проявляется задержкой физического развития, юношеский гипотиреоз, ухудшение физических и интеллектуальных способностей, сложности при обучении в школе, высокая заболеваемость и склонность к хроническим заболеваниям, у девочек-подростков— нарушения в становлении репродуктивной системы.
Кроме того, Брянская область — самая пострадавшая среди территорий России после аварии на Чернобыльской АЭС. Радиоактивному воздействию йода 131-го подверглось всё население области. Основной удар получили не юго-западные территории, а наши восточные и северные территории. Выражается это в накоплении радиоактивного йода в щитовидной железе, что вызывает рак щитовидной железы.
Сегодня в Брянской области действует целевая программа «Предупреждение и лечение заболеваний щитовидной железы на территории Брянской области», которая началась еще в 2000 году. Проводится йодопрофилактика: на предприятиях молочные продукты, хлебобулочные изделия, безалкогольные напитки обогащают витаминами и микроэлементами. Все это способствует восполнению йододефицита у населения и предотвращению заболеваний щитовидки.
Но йодную недостаточность нельзя устранить раз и навсегда, поскольку не устранима причина — дефицит йода в почве и воде. Поэтому необходимо постоянное, из поколения в поколение, восполнение этого микроэлемента, особенно у детей, подростков и беременных.
Таким образом, целью нашего исследования являлось изучение проблемы дефицита йода и определение содержания йода в некоторых продуктах питания.
В задачи нашего исследования входило:
1. Изучить по данным литературы значение и содержание йода в различных продуктах питания;
2. Изучить содержание йода в соли пищевой и йодированной, яблоке, банане, морской капусте, рыбе горбуши.
3. Выявить основные меры профилактики йоддефицитных заболеваний;
4. Сделать практические выводы.
1. Характеристика йода
Йод (лат. Iodum), I, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам (в литературе встречается также символ J); атомный номер 53, атомная масса 126,9045. Йод открыл в 1811 французский химик Б. Куртуа.
Поступление йода в организм
Поступление йода в организм человека на 90% обеспечивается продуктами питания и лишь 10% за счет воды и воздуха. Больше всего йода содержится в морепродуктах (кальмарах, печени трески, крабах, морской рыбе), морской капусте. Из растительных продуктов можно выделить фейхоа, финики, черноплодную рябину и смородину, чернослив, яблоки, вишню, огурцы, картофель, свеклу, морковь, капусту, баклажаны, чеснок, редьку, салат, шпинат, помидоры, лук. Из круп можно отметить гречку, пшено. Достаточное количество йода содержится в мясе, молоке, сыре, твороге, яичном желтке.
Потребность йода для организма человека. Йод относится к так называемым эссенциальным микроэлементам питания, то есть к таким, которые организм человека не способен вырабатывать сам и поэтому нуждается в постоянном поступлении его извне.
Потребность в йоде зависит от возраста. Для грудных детей это 50 мкг, в 2-6 лет - 90 мкг, 7-12 лет - 120 мкг, у взрослых - 150 мкг, для беременных и кормящих женщин - 200 мкг йода в сутки.
То есть элементарный подсчет показывает, что за всю жизнь человеку необходимо получить 3-5 гр. йода (около 1 чайной ложки).
До 90% потребностей в йоде удовлетворяется за счет продуктов питания. Но только при этом пути его поступления среднестатистический россиянин получает в день 40-60 мкг йода. Вывод один - одного питания явно недостаточно чтобы решить эту задачу.
Дозы йода рекомендуемые в профилактических целях
С целью предупреждения йоддефицитных заболеваний рекомендуются следующие дозы йода: для детей - 50-100 мкг, для подростков - 100-200 мкг, для взрослых - 150-200 мкг, для беременных и кормящих грудью женщин - 200 мкг йода в день. Лечебные дозы препаратов йода необходимо в обязательном порядке согласовать с врачом.
Но следует учитывать, что опасно превышение допустимых доз йода, особенно при предшествующем его дефиците, что имеет место в нашей области, так как при этом резко возрастают побочные явления и провоцируется развитие ряда заболеваний щитовидной железы.
Последствия недостатка йода в организме
Спектр йоддефицитных заболеваний очень обширен: аборты, мертворождения, врожденные аномалии, эндемический кретинизм: гипотиреоз, карликовость, явный гипотиреоз, нарушения умственного и физического развития, детский и подростковый эндемический зоб, репродуктивные нарушения, риск рождения ребенка с эндемическим кретинизмом, все возраста - повышение поглощения радиоактивного йода при ядерных катастрофах, нарушения когнитивной функции
Таким образом, заболевания, вызванные дефицитом йода, представляют собой важную медико-социальную проблему!
Йодная профилактика
В чистом виде йод в нашем организме, хотя и существует, но не делает ничего. Он нужен нам только для того, чтобы, попав в щитовидную железу, войти в состав её гормонов. А сама эндокринная железа только тогда работает хорошо и в достаточном количестве производит свои гормоны, когда в полном объёме насыщена этим микроэлементом. Поэтому всегда, когда говорят о нехватке йода у человека, подразумевают «скрытый голод» щитовидной железы и её недостаточную гормональную активность. И если сырья (йода) в организм поступает мало, то и продукту (гормонам) в нужном количестве взяться неоткуда. Из-за этого начинают страдать все клетки, ткани и органы нашего организма, но раньше всего и особенно серьёзно – те, которым гормонального йода (гормонов щитовидной железы) нужно особенно много.
Но казалось бы, восполнить нехватку йода очень просто: «Ешь побольше пищи, богатой йодом, и ни о чём не думай». Во всех растительных продуктах питания содержание йода крайне невелико. Исключение составляет только морская капуста. В ней йода много. В Японии нет проблемы йодного дефицита именно потому, что жители потребляют много морепродуктов и особенно морской капусты. Можно рекомендовать салат из морской капусты для профилактики. Но это не слишком привычный для нас продукт питания – много его не съешь, тем более каждый день, и стоит он намного дороже, чем йодированная соль. Что касается морской рыбы, то содержание йода в ней выше, чем в речной. Однако, чтобы удовлетворить суточную потребность в йоде, надо съедать почти килограмм морской рыбы - причём не реже 1-2 раз в неделю! Вряд ли это возможно. Намного проще использовать качественную йодированную соль и пить специально обогащенную йодом питьевую воду.
2. Методика определения йода
В ходе исследования было проведено определение содержания йода в некоторых продуктах питания. Методика определения йода в поваренной соли предложена в Государственном Стандарте Российской Федерации ( ГОСТ Р 51575 – 2000 ), определение йода в продуктах питания проводили по методике, предложенной в статье , «Определение содержания йода в продуктах питания журнала « Химия в школе».
Определение йода в соли, обработанной йодистым калием.
20 г йодированной пищевой поваренной соли помещают в коническую колбу с притѐртой пробкой и растворяют в 100 см3 дистиллированной воды. К полученному раствору добавляют при помешивании 4 см3 раствора гидроокиси натрия и по каплям 5см3 раствора марганцовокислого калия, раствор приобретает зеленовато-бурую окраску. После тщательного перемешивания в полученную смесь прибавляют градуированной пипеткой 1,5 см3 раствора серной кислоты и нагревают до 70-80 °С.
Избыток марганцовокислого калия разрушают добавлением пипеткой 5 см3 щавелевой кислоты, при этом раствор обесцвечивается. После охлаждения раствора до комнатной температуры прибавляют цилиндром 10 см3 свежеприготовленного раствора йодида калия массовой доли 1%, колбу закрывают пробкой и выдерживают в тёмном месте 10-15 минут. По истечении указанного времени колбу извлекают, добавляют 1 см3 1 %-ного раствора крахмала, по интенсивности окраски определяют качественное наличие йода в данном продукте.
Определение йода в соли, обработанной йодистым калием.
Навеску исследуемой пробы массой 10 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и растворяют в 100 cм3 дистиллированной воды. К полученному раствору прибавляют градуированной пипеткой 1 см3 раствора серной кислоты (1 моль/дм3), пипеткой 5 см3 приливают раствор иодида калия с массовой долей его 10%, перемешивают, закрывают колбу пробкой и помещают её на 10 мин в тёмное место. По истечении указанного времени колбу извлекают, добавляют 1 см3 1 %-ного раствора крахмала, по интенсивности окраски определяют качественное наличие йода в данном продукте.
2NaI + 2H2SO4 = I2 + SO2 + Na2SO4 + 2H2O
Определение массовой доли йода в хлебе включает обработку образца хлеба раствором гидроксида калия, высушивание и озоление. После полной минерализации из образца извлекают водой иодид калия. Действуя на раствор иодида калия бромной водой, получается йодат калия, который взаимодействует с добавляемым раствором иодида калия с выделением свободного йода. Образовавшийся йод определяли добавлением крахмала.
Определение содержания йода в таких продуктах, как рыба и ламинария осуществлялось по методике определения йода в соли, навеска массой 10г помещалась в дистиллированную воду, выдерживалась в течение суток, при добавлении серной кислоты и иодида калия выделялся свободный йод. В лабораторных условиях невозможно количественное определение йода, поэтому было проведено качественное его определение по интенсивности синей окраски после добавления к раствору крахмала.
3. Результаты исследования
После изучения литературы, мы разделили наше исследование на два этапа. Сначала провели опрос среднего звена школы, на признаки йодной недостаточности. Для этого разработали анкету (приложение 2). Мы проводили опрос среди 5-9 классов нашей школы. Всего в опросе приняли участие 318 человек – учеников среднего звена МБОУ СОШ №4. Полученные результаты оформили в виде диаграмм (приложение 3). Опрос проводи на наличие основных признаков дефицита йода. Из диаграмм видно, что примерно половина школьников нашей школы страдают от недостатка йода. Следовательно, в школе надо проводить профилактику йоддефецита.
На втором этапе нашего исследования, мы определяли содержание йода в продуктах питания. Для исследования мы старались выбрать продукты, которые наиболее часто используют в своем рационе школьники и те продукты, которые содержат в себе большое количество йода.
Поэтому мы выбрали соль пищевую и йодированную, салат морской капусты (ламинария), хлеб, рыба, банан, яблоко. Данные, полученные в ходе исследования, представлены в таблице 1 и таблице 2 (приложение 1).
К основным направлениям программы ликвидации йодного дефицита относятся йодирование соли и хлеба, а также употребление в пищу морепродуктов. Однако исследование содержания йода в соли показало, что не все пробы содержат этот элемент. Обычная пищевая соль, как и следовало ожидать, йода не содержит. В йодированной соли йода оказалось в достаточном количестве. Ежедневное употребление 5 г такой соли обеспечивает суточную потребность организма. Но следует знать, что при неправильном хранении йодированной соли содержание йода в ней будет снижаться. Йодированную соль следует хранить в герметично закрытых стеклянных банках при нормальной температуре и в сухом месте.
Содержание йода в хлебе не обнаружено. Это можно объяснить тем, что в хлебе йод мог содержаться в виде йодказеина. Учёные пришли к выводу, что организм человека лучше всего усваивает соединение йода с белком молока. После долгих исследований была получена пищевая добавка йодказеин. На сегодня это единственный препарат, выдерживающий, не распадаясь, не только температуру кипения воды, но и нагревание до 200 °С. Он рекомендуется для обогащения йодом различных продуктов питания. Для обогащения 1 т хлеба достаточно всего 5 г йодказеина.
Исследование морской рыбы и морепродуктов показало, что наибольшее содержание йода в ламинарии и среднее – в горбуше.
Такие продукты, как банан и яблоко содержат очень малое количество йода или он в них вообще отсутствует.
Итак, в исследованных продуктах наблюдается недостаточное содержание важнейшего для организма микроэлемента — йода.
4. Выводы
1. Изучена литература и определено значение йода, содержание его в различных продуктах и выявлены признаки его нехватки;
2. Опрос школьников МБОУ СОШ №4 выявил у большинства детей признаки нехватки йода;
3. По интенсивности окраски крахмала определено качественное наличие йода в выбранных объектах исследования;
4. Исследование показало, что необходимая суточная потребность йода содержится в йодированной соли, а также её большое содержание в морской капусте и горбуше.
5. Предложения по практическому использованию результатов
Исходя из наших результатов, мы можем рекомендовать употреблять в пищу йодированную соль и использовать её в школьной столовой.
Также, провести в школе соответствующие классные часы, где школьники узнаю о значении йода и мерах по профилактике йоддефецита. И провести раздачу листовок (приложение 4) из которых дети узнают для чего нам нужен йод.
Для тех, кто заботится о своём здоровье, можно приложить меню для щитовидной железы (приложение 5). Не обязательно включать в рацион все перечисленные продукты, но ежедневное потребление рыбы, морепродуктов и йодированной соли обеспечит вам суточную норму йода.
Литература
1.Журнал «Химия в школе» №2, 2009, с.11-13
2. , социально – гигиенически мониторинг и профилактика йоддефицитных заболеваний. – М., 2000
3. роль питания в профилактике эндемического зоба. – М., 1979.
4. Козлов охраны здоровья населения. – Абакан: Март», 2002
5. Государственный Стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51575 – 2000 «Соль поваренная пищевая йодированная.
6. Айметова, -валеологическая направленность обучения химии // Химия в школе. – 2005. - № 5. – С.
7. Воробьѐв, здоровья / ѐв. – М.: Знание, 1987. – 192с.
8. Гельджинс, содержания йода в продуктах питания / Ю. А.
Гельджинс, // Химия в школе. – 2007. - № 10. – С. 61-64.
9. http://thyronet. _spec/gerasimov. htm Тиронет – всё о щитовидной железе.
10. http://www. *****/ThyreoSchool/d_index. pht Для определения уровня йода в соли можно использовать две методики.
Приложение 1
Таблица 1 – Содержание йода в соли пищевой и йодированной
+ — интенсивность окраски (по десятибалльной шкале)
Исследуемый материал | Содержание йода в пробе соли | Содержание KIO3 или KI (указана на упаковке) | Содержание йода в мкг в суточной норме соли (5г) |
| Нет окрашивания | нет | нет |
| + + + + + + + + + + | 40 мг/кг | 120 мкг |
Соль пищевая
Соль йодированнаяТаблица 2 – Содержание йода в продуктах питания
Исследуемый материал | Содержание йода |
Салат морской капусты (ламинария) | + + + + + + + + + + |
Хлеб Брянский | Не обнаружено |
Рыба горбуша | + + + + + + + |
Банан | Не обнаружено |
Яблоко | + |
Приложение 2
Анкета – вопросник на выявление признаков нехватки йода
Вопросы | Да | Нет | Не знаю |
Часто ли Вы чувствуете вялость? | |||
Часто ли Вы чувствуете слабость? | |||
Вы быстро утомляетесь от занятий в школе? | |||
У Вас часто плохое настроение? | |||
Замечали ли Вы снижение аппетита? | |||
У Вас бывает сухость кожи, особенно на локтях? |
Приложение 3
Приложение 4
*Лицевая сторона листовки
| ||
Чаще всего, когда мы слышим про йод, мы представляем себе лекарственное средство, которое нужно нам для обработки ран и снятия воспалений. Йод также прекрасно устраняет синяки и ушибы. Однако, прежде всего, йод – это химический элемент. Йод был открыт очень давно – в начале XIX века во Франции. Потом учёные выяснили, что в небольших количествах он есть практически везде: в почве и минералах, в воде и растениях. Йод относится к так называемым эссенциальным микроэлементам питания, то есть к таким, которые организм человека не способен вырабатывать сам и поэтому нуждается в постоянном поступлении его извне. Значения йода в организме человека: · Именно йод отвечает за наш нормальный рост · Участвует в работе щитовидной железы, обмене веществ · Способствует формированию клеток – санитаров, уничтожающих чужеродные микроорганизмы и повреждённые клетки · Участвует в образовании костно-хрящевой ткани, синтезе белка · Стимулирует умственные способности · Улучшает работоспособность и уменьшает утомляемость. · Регулирует работу нервной системы · Способствует здоровью кожи, волос, ногтей и зубов.
· Йодированная соль · Морская капуста · Рыба морская · Хлеб · Молоко Суточная потребность в йоде: ·
   120 мкг для детей школьного возраста (от 7 до 12 лет);
· К сожалению, на сегодня в условиях постоянного дефицита йода находятся более 65% населения нашей страны. Среди школьников распространён недостаток йода, а его дефицит может привести к негативным изменениям наследственности – нарушениям в хромосомах и предрасположенности к онкологическим заболеваниям. Кроме того, у тех людей, которые постоянно испытывают дефицит йода, на 10-15% снижаются общие показатели умственных способностей: они редко проявляют инициативу и практически неспособны самостоятельно принимать решения. Для того, чтобы исправить положение, необходимо увеличить уровень потребления йода как минимум втрое. |
Источники йода:
150 мкг для подростков (от 12 лет и старше) и взрослых;Приложение 5
Меню для щитовидной железы
Продукты Содержание йода (мкг)
ЗАВТРАК
100 г. хлеба 8,5
20 г. масла 0,9
100 г. сыра 4
яйцо 20
Всего около 20 мкг
ВТОРОЙ ЗАВТРАК
Яблоко 4
ОБЕД
мясной рыбный
200 г. мяса 6
200 г. морского окуня 148
200 г. картофеля 7,2 7,2
200 г. салата 10,5 10,5
100 г. творога 3,4 3,4
Всего 27,1 169,1
ПОЛДНИК
На чашку 10 г (чайная ложка)
заварки чая или порошка 0,8
кофе – растворимого,
молотого
100 г. пирога 11,6
Всего 12,4
УЖИН
100 г. (½ стакана) молока 3,7
100 г. хлеба 8,5
20 г. масла 0,9
100 г. мяса 3,9
Всего 16,1
