ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ № 000
СВОУО г. МОСКВЫ
КАЧЕСТВЕННОЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ (ВИТАМИНА С)
В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО БИОЛОГИИ
Выполнили:
, 8 класс
, 8 класс
Руководитель проекта:
Абдрахманова Рафия Анвяровна,
учитель биологии
Москва
2017 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
РАЗДЕЛ 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
Часть 1. АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА (ВИТАМИН С) 5
1.1. Свойства аскорбиновой кислоты (витамина С). 5
1.2. Физиологическое действие аскорбиновой кислоты (витамина С) на организм человека: 5
1.3. Суточная потребность аскорбиновой кислоты (витамина С). 5
1.4. Источники аскорбиновой кислоты (витамина С) 6
Часть 2. МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ 6
2.1. Методы аналитической химии. 6
2.2. Метод титрования 7
РАЗДЕЛ 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 7
2.1. Приготовление крахмального клейстера. 7
2.2. Приготовление контрольного раствора аскорбиновой кислоты. 7
2.3. Анализ полученных результатов. 9
ВЫВОДЫ 10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 10
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 11
ВВЕДЕНИЕ
С давних времен люди страдали от многочисленных тяжелых болезней, причины которых были неизвестны. Одна из таких болезней — цинга. Часто этим заболеванием страдали мореплаватели и путешественники. Известно, что в экспедиции Васко да Гама от цинги погибло около 60% моряков. Такая же судьба постигла русского мореплавателя В. Беринга и многих членов его экипажа в 1741 г., русского полярника в 1914 г. и др. За время существования парусного флота от цинги погибло моряков больше, чем во всех морских сражениях, вместе взятых. Но в путешествии Джеймса Кука погибло всего несколько человек. Какой же секрет знал Кук?
Джеймс Кук был осведомлён о цинге, которая вызывалась недостатком витамина С. Кук отдал приказ есть продукты, насыщенные этим витамином. В рацион мореплавателей были введены лимоны и апельсины.
Витамин C (аскорбиновая кислота) образуется в растениях, а вот человеку не так повезло в данном смысле, и аскорбиновую кислоту мы вынуждены постоянно «поставлять» в свой организм с продуктами питания или со специальными препаратами.
Отсутствие витаминов в пище может приводить к тяжелым расстройствам в организме. Множество людей в наше время страдают дефицитом витамина С. Поэтому мы решили побольше узнать о воздействии аскорбиновой кислоты (витамина С) на организм человека, выяснить, в каких продуктах много витамина С и какими способами можно спасти человека от дефицита этого витамина.
Цель работы: экспериментально определить содержание витамина С в отдельных продуктах питания в условиях школьной лаборатории и рекомендовать рацион питания, богатый витамином С.
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- из доступных источников информации узнать свойства аскорбиновой кислоты;
- проанализировать физиологическое влияние витамина С на организм человека, его биологическую роль;
- изучить методы качественного и количественного определения витамина С;
- ознакомиться с методикой проведения эксперимента - йодометрии и экспериментально определить содержание аскорбиновой кислоты в продуктах;
- проанализировать полученные результаты, сделать выводы;
- разработать рекомендации по рациону питания жителей городов;
- оформить исследовательскую работу.
Объектом исследования являются продукты животного, растительного и грибного происхождения, аскорбиновая кислота (витамин С).
Предмет исследования – качественное и количественное содержание аскорбиновой кислоты в продуктах.
Гипотеза: мы предполагаем, что в продуктах животного происхождения аскорбиновой кислоты (витамина С) содержится меньше, чем в продуктах растительного происхождения.
Выполняя данную работу, были использованы следующие методы исследования:
- теоретические методы: сбор и анализ информации по данной теме с использованием различных литературных источников; эмпирические методы: наблюдение, сравнение, эксперимент; метод химического анализа - титриметрический анализ (метод йодометрии); методы измерения: отмерять определённый объём жидкости, проводить взвешивание; приготовление растворов определённой концентрации.
РАЗДЕЛ 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Часть 1. АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА (ВИТАМИН С)
1.1. Свойства аскорбиновой кислоты (витамина С).
Свойства: аскорбиновая кислота – порошок, по вкусу напоминает лимонную кислоту и по своему внешнему виду представляет бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте и нерастворимые в жирах и их растворителях. Аскорбиновая кислота—сильный восстановитель, легко окисляется даже слабыми окислителями [3].
1.2. Физиологическое действие аскорбиновой кислоты (витамина С) на организм человека:
1) участвует в укреплении сосудов, костной ткани, кожи, зубов;
2) витамин С – антиоксидант;
3) помогает успешно справляться со стрессами;
4) повышает устойчивость организма к инфекциям;
5) оказывает противовоспалительное действие;
6) появились сведения о противоопухолевых свойствах витамина С;
7) влияет на состояние десен и зубов: устраняют кровоточивость десен, предохраняет зубы от кариеса.
8) было установлено, что прием витамина С способен повышать IQ (коэффициент интеллекта) в среднем на 5 пунктов (что довольно значительно) [1,4,6].
1.3. Суточная потребность аскорбиновой кислоты (витамина С).
Средневзвешенная норма физиологических потребностей составляет 60-100 мг в день. Обычная терапевтическая доза составляет 500-1500 мг ежедневно [3] .
1.4. Источники аскорбиновой кислоты (витамина С)
Первоисточником витаминов служат главным образом растения. В организме человека аскорбиновая кислота не образуется, и отсутствуют ее накопления. Человек и животные получают витамины непосредственно с растительной пищей и косвенно - через продукты животного происхождения. В продуктах животного происхождения витамин С представлен незначительно (печень, надпочечники, почки) [3].
Нормы содержания витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г) смотри таблицу 1 (Приложение 1).
Часть 2. МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
2.1. Методы аналитической химии.
"В зависимости от задач, аналитическая химия подразделяется на качественный анализ, нацеленный на определение того, какие вещества и в какой форме нааходятся в образце, и количественный анализ, нацеленный на определение, сколько данного вещества находится в образце.
Для определения аскорбиновой кислоты используются методы аналитической химии – хроматография и титриметрический.
Хроматография - это физико-химический метод разделения смеси веществ, заключающийся в перемещении смеси потоком подвижной фазы вдоль слоя сорбента.
Титриметрическими называют методы анализа, основанные на точном измерении объёма раствора реагента, вступившего в реакцию с данным количеством анализируемого вещества.
Методика титриметрического анализа состоит в следующем:
берётся строго определённый объём исследуемого раствора. Готовится раствор вещества, которое может вступать в химическую реакцию с исследуемым веществом – полученный раствор называют титрантом. К раствору исследуемого вещества небольшими порциями прибавляют титрант. Этот процесс называется титрованием" [8].
2.2. Метод титрования
Мы использовали для титрования раствор йода. Этот метод получил название – метод иодометрии. В качестве рабочего раствора мы использовали раствор 5%-ой аптечной йодной настойки, которую мы разбавили в 2 раза кипяченой водой, и получили 2,5% раствор иода. Иод вступает в реакцию с аскорбиновой кислотой и дает синие окрашивание, которое не исчезает в течение 10-15 сек. Этот метод анализа наиболее простой, точный и доступный, поэтому мы использовали йодометрический метод для качественного и количественного определения содержания витамина С в продуктах питания [5] (Приложение 2).
РАЗДЕЛ 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
(как мы проводили йодометрию)
Для йодометрии нам необходимо было приготовить рабочие растворы.
2.1. Приготовление крахмального клейстера.
Вскипятили стакан воды, и, пока вода нагревалась, размешали 1/2 чайной ложки крахмала с ложкой холодной воды так, чтобы не было комочков. Вылили полученный раствор в кипящую воду и охладили. Крахмальный клейстер готов (хранится не более недели).
2.2. Приготовление контрольного раствора аскорбиновой кислоты.
Отмерили на весах (лаборатория "Архимед") 0,1 г чистой аскорбиновой кислоты, купленной в аптеке в пакетике в дозировке 2,5г. Полученное количество аскорбиновой кислоты растворили в 0.5 л кипяченой воды. Контрольный раствор аскорбиновой кислоты готов.
Далее мы определяем содержание аскорбиновой кислоты в контрольном растворе аскорбиновой кислоты, а затем в продуктах питания йодометрическим способом.
А. Проводим титрование приготовленного контрольного раствора аскорбиновой кислоты.
1) рассчитаем количество мг аскорбиновой кислоты в 25 мл приготовленного контрольного раствора.
100 мг (0,1 г) аскорбиновой кислоты – 500 мл раствора
Х мг аскорбиновой кислоты – 25 мл раствора
Х = 5 мг аскорбиновой кислоты содержится в 25 мл контрольного раствора.
2) отмерили 25 мл раствора аскорбиновой кислоты при помощи мерного стаканчика и влили в стакан для титрования;
3) затем добавили 5-6 капель приготовленного крахмального клейстера;
4) медленно по каплям из пипетки добавили 2,5% раствор йода к анализируемому раствору, постоянно взбалтывая;
5) продолжали добавлять раствор йода до тех пор, пока не появилось устойчивое синее окрашивание, которое не исчезает в течение 10-15 сек. Полученный раствор синего цвета является эталоном при проведении дальнейших опытов;
6) записали объем раствора йода (в каплях), пошедший на титрование,
45 капель раствора йода, этот объём 2,5% раствора йода соответствует
5 мг аскорбиновой кислоты.
Выведение формулы для расчета количества аскорбиновой кислоты в продуктах питания
5 мг аскорбиновой кислоты титруется 45 каплями 2,5% раствором йода, а
m мг аскорбиновой кислоты титруется V раствора йода (количество капель иода, израсходованные на титрование)
m (аскорбиновой кислоты) = 5 мг*V йода / 45 капель
Б. Определение аскорбиновой кислоты в продуктах питания
1) Получаем свежевыжатый сок из фруктов и овощей механически, руками выжимая сок или при помощи пластмассовой соковыжималки и терки, чтобы избежать контакта аскорбиновой кислоты с металлическими деталями соковыжималки и ножей;
2) отмеряем 25 мл отжатого сока;
3) сыр, грибы, мясо мелко нарезаем, творог разминаем и помещаем по чайной ложке продукта в стаканчики, затем добавляем по100 мл охлажденной кипяченой воды и даем постоять 30 мин; затем полученную смесь фильтруем и отмеряем по 25 мл;
4) добавляем 5-6 капель крахмального клейстера;
5) добавляем, считая по каплям 2,5% р-р йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 сек.
6) определяем количество аскорбиновой кислоты в продуктах по формуле:
m = 5 мг*V йода / 45 капель
Затем посчитали количество капель раствора йода в 1 мл (1 мл - 28 капель) и сделали расчет количества раствора йода, пошедшего на титрование контрольного раствора аскорбиновой кислоты и продуктов питания, в мл.
Полученные результаты приведены в таблице 2 (Приложение 1).
Мы решили определить и сравнить содержание аскорбиновой кислоты в разных сортах яблок (зеленых и красных сортов). Результаты исследования приведены в таблице 3 (Приложение 1).
Протокол исследований продуктов питания указаны в Приложение 3.
2.3. Анализ полученных результатов.
По результатам проведенных исследований было установлено, что в продуктах животного происхождения аскорбиновой кислоты меньше, чем в продуктах растительного происхождения: в твороге – 4 мг, в сыре – 8,84 мг, в мясе – 13,36 мг, в то время как в растительной пище витамина С очень много:
в красном болгарском перце – 470,64 мг, свежевыжатом апельсиновом соке – 272,24 мг, свежевыжатом лимонном соке – 98,24 мг. Содержание аскорбиновой кислоты в продуктах растительного происхождения колеблется от 26,64 мг (картофель) до 470,64 мг (красный болгарский перец). Во взятых для эксперимента грибах (шампиньонах) аскорбиновой кислоты оказалось столько же, сколько в сыре – 8,84 мг. В пакетированных соках наименьшее содержание витамина С в яблочном соке "Добрый" - 6,24 мг, а больше всего в апельсиновом соке с мякотью "Добрый" - 62,24 мг и в томатном соке «Фруктовый сад» - 31,52 мг. В красных сортах яблок аскорбиновой кислоты содержится больше, чем в зеленых сортах: в красных сортах - от 113,8 до 89,32 мг, а в зеленых - от 52,44 до 23,12 мг.
ВЫВОДЫ
1. Изучая различные источники информации, мы пришли к выводу, что витамин С играет в организме человека важную физиологическую роль.
2. Мы установили, что йодометрическое титрование является доступным и достаточно точным способом для определения количественного анализа вещества в школе и даже дома.
3. Мы научилась определять содержание витамина С в продуктах питания методом йодометрии.
4. В свежевыжатых соках овощей и фруктов содержится более высокая концентрация аскорбиновой кислоты, в то время как в продуктах животного и грибного происхождения аскорбиновой кислоты мало.
5. Можно порекомендовать жителям городов включать в рацион питания свежие фрукты и овощи, свежевыжатые соки, т. к. они содержат витамин С, а вместо печенья и конфет лучше всего употреблять варенье из фруктов; из пакетированных соков рекомендуем апельсиновые соки с мякотью или томатные соки, а также яблоки красных сортов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенное нами исследование подтвердило нашу гипотезу о том, что в продуктах животного происхождения аскорбиновой кислоты содержится меньше, чем в продуктах растительного происхождения. Мы узнали, что человеку необходимо включать в рацион продукты, содержащие витамин С, и определили группу продуктов, богатых этим витамином. Во время работы нас заинтересовало, что происходит с аскорбиновой кислотой в продуктах при длительном хранении. Поэтому в следующих наших исследованиях мы хотим провести ряд опытов, которые помогут нам найти способы сохранения витамина С в продуктах питания, в которых он содержится.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Современное учение о витаминах. – М., Химия 1991
2. Опыты без взрывов. - М., Химия 1986
3. , Витамины и витаминотерапия – Ростов-на-Дону, серия «Медицина для вас» Феникс 2000
4. Витамины. - М., Медицина 1984
5. Анализ химический или аналитическая химия. - М., Большая советская энциклопедия, т.2, 1966
6. Витамины: 99 вопросов и ответов. - М.,2000
Интерне-ресурсы
1. http://www. vitamini. ru
2. http://vitamini. solvay-pharma. ru/encyclopedia/info. aspx? id=13
3. http://www. /referat-108-1.html
4.http://healthline. me/nutrition/basics/biologicheskaya-tsennost-vitaminov. html
5.http:///medicina/vitamin-s-ili-1-askorbinovaya-kislot. html:
6. http://www. yugzone. ru/articles/270
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица 1
Содержание витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г)
Таблица 2
Содержание аскорбиновой кислоты в продуктах питания
(по количеству мл 2,5% раствора йода, затраченного на титрование 25 мл сока)
Анализируемый продукт | Объём 2,5% раствора йода (капли) | Объём 2,5% раствора йода (мл) | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 25 мл сока | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 100 мл сока |
1. Аскорбиновая кислота | 45 | 1,6 | 5,0 | |
2. Творог | 9 | 0,32 | 1,0 | 4,0 |
3. Сыр | 20 | 0,71 | 2,21 | 8,84 |
4. Мясо (свинина) | 30 | 1,04 | 3,34 | 13.36 |
5. Грибы (шампиньоны) | 20 | 0,71 | 2,21 | 8,84 |
2. Апельсиновый сок (свежевыжатый) | 612 | 21,86 | 68,06 | 272,24 |
3. Капуста белокочанная | 169 | 6,04 | 18,77 | 75,08 |
4. Яблочный сок (свежевыжатый) | 71 | 2,53 | 7,88 | 31,52 |
5. Мандариновый сок (свежевыжатый) | 153 | 5,46 | 17,0 | 68,00 |
6. Картофель | 60 | 2,14 | 6,66 | 26,64 |
7. Перец красный болгарский | 1059 | 37,82 | 117,66 | 470,64 |
8. Лимонный сок (свежевыжатый) | 221 | 7,89 | 24,56 | 98,24 |
9. Сок тыквенный (пакетированный) | 30 | 1,07 | 3,34 | 13,36 |
10. Сок яблочный "Добрый" | 14 | 0,5 | 1,56 | 6,24 |
11. Сок апельсиновый с мякотью "Добрый" | 141 | 5,03 | 15,56 | 62,24 |
12. Сок томатный "Фруктовый сад" | 71 | 2,53 | 7,88 | 31,52 |
13. Нектар апельсиновый "Мой" | 82 | 2,93 | 9,11 | 36,44 |
14. Сок яблочный "Фрутоняня" | 23 | 0,82 | 2,56 | 10,24 |
Сок яблочный "Сады Придонья" | 22 | 0,79 | 2,44 | 9,76 |
Таблица 3
Содержание аскорбиновой кислоты в разных сортах яблок
(по количеству мл 2,5% раствора йода, затраченного на титрование 25 мл сока)
Анализируемый продукт | Объём 2,5% раствора йода (капли) | Объём 2,5% раствора йода (мл) | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 25 мл сока | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 100 мл сока |
1. "Ред Делишес"(крас.) | 256 | 9,14 | 28,44 | 113,8 |
2. "Глостер" (крас.) | 201 | 7,18 | 22,33 | 89,32 |
3. "Гремми Смит" (зел.) | 118 | 4,21 | 13,11 | 52,44 |
4. "Семеринка" (зел.) | 98 | 3,5 | 10,89 | 43,56 |
5. "Антоновка" (зел.) | 52 | 1,86 | 5,78 | 23,12 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Фото 1. Начало эксперимента Фото 2. Метод йодометрии
Фото 3. Работа в команде
Фото 4. Оборудование для эксперимента.
Фото 5. Результат эксперимента
Фото 6. Участники эксперимента
Фото 7-10. Объекты исследования
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРОТОКОЛ ИССЛЕДОВАНИЙ
Цель исследования: определить наличие и содержание аскорбиновой кислоты в различных продуктах питания растительного, животного и грибного происхождения.
Дата исследования: 24.10. 2016г., 26.10.2016 г., 14.12.16 г., 21.12.16 г.
Ф. И.О. учащихся, проводивших исследование:
,
Место проведения: исследования проводились на базе кабинета биологии ГБОУ Гимназии № 000
Оборудование и реактивы:
- 2,5% раствор йода; вода, крахмальный клейстер; приготовленный контрольный раствор аскорбиновой кислоты; колбы, воронки, мерные стаканы; пипетки; пластмассовая соковыжималка, пластмассовая терка, пластмассовый нож.
Исследуемые продукты: овощи, фрукты, творог, сыр, мясо, грибы шампиньоны, пакетированные соки.
Результаты исследований:
Содержание аскорбиновой кислоты в продуктах питания
(по количеству мл 2,5% раствора йода, затраченного на титрование 25 мл сока)
Анализируемый продукт | Объём 2,5% раствора йода (капли) | Объём 2,5% раствора йода (мл) | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 25 мл сока | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 100 мл сока |
1. Аскорбиновая кислота | 45 | 1,6 | 5,0 | |
2. Творог | 9 | 0,32 | 1,0 | 4,0 |
3. Сыр | 20 | 0,71 | 2,21 | 8,84 |
4. Мясо (свинина) | 30 | 1,04 | 3,34 | 13.36 |
5. Грибы (шампиньоны) | 20 | 0,71 | 2,21 | 8,84 |
2. Апельсиновый сок (свежевыжатый) | 612 | 21,86 | 68,06 | 272,24 |
3. Капуста белокочанная | 169 | 6,04 | 18,77 | 75,08 |
4. Яблочный сок (свежевыжатый) | 71 | 2,53 | 7,88 | 31,52 |
5. Мандариновый сок (свежевыжатый) | 153 | 5,46 | 17,0 | 68,00 |
6. Картофель | 60 | 2,14 | 6,66 | 26,64 |
7. Перец красный болгарский | 1059 | 37,82 | 117,66 | 470,64 |
8. Лимонный сок (свежевыжатый) | 221 | 7,89 | 24,56 | 98,24 |
9. Сок тыквенный (пакетированный) | 30 | 1,07 | 3,34 | 13,36 |
10. Сок яблочный "Добрый" | 14 | 0,5 | 1,56 | 6,24 |
11. Сок апельсиновый с мякотью "Добрый" | 141 | 5,03 | 15,56 | 62,24 |
12. Сок томатный "Фруктовый сад" | 71 | 2,53 | 7,88 | 31,52 |
13. Нектар апельсиновый "Мой" | 82 | 2,93 | 9,11 | 36,44 |
14. Сок яблочный "Фрутоняня" | 23 | 0,82 | 2,56 | 10,24 |
Сок яблочный "Сады Придонья" | 22 | 0,79 | 2,44 | 9,76 |
Таблица 3
Содержание аскорбиновой кислоты в разных сортах яблок
(по количеству мл 2,5% раствора йода, затраченного на титрование 25 мл сока)
Анализируемый продукт | Объём 2,5% раствора йода (капли) | Объём 2,5% раствора йода (мл) | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 25 мл сока | Кол-во аскорбин. кислоты (мг) в 100 мл сока |
1. "Ред Делишес"(крас.) | 256 | 9,14 | 28,44 | 113,8 |
2. "Глостер" (крас.) | 201 | 7,18 | 22,33 | 89,32 |
3. "Гремми Смит" (зел.) | 118 | 4,21 | 13,11 | 52,44 |
4. "Семеринка" (зел.) | 98 | 3,5 | 10,89 | 43,56 |
5. "Антоновка" (зел.) | 52 | 1,86 | 5,78 | 23,12 |
