Качественное и количественное определение аскорбиновой кислоты (витамина с) в продуктах питания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ № 1554

СВОУО г. МОСКВЫ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО БИОЛОГИИ

Качественное и количественное определение аскорбиновой кислоты (витамина с) в продуктах питания

Князькова Алина

Москва 2017 г.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Часть 1. АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА (ВИТАМИН С)

1.1 Свойства аскорбиновой кислоты (витамина С)

1.2 Физиологическое действие аскорбиновой кислоты (витамина С) на организм человека

1.3 Суточная потребность аскорбиновой кислоты (витамина С)

1.4 Источники аскорбиновой кислоты (витамина С)

Часть 2. МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

2.1 Методы аналитической химии

2.2 Метод титрования

РАЗДЕЛ 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Приготовление крахмального клейстера

2.2 Приготовление контрольного раствора аскорбиновой кислоты

2.3 Анализ полученных результатов

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



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 Г.Я.Седова 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. аскорбиновая кислота питание потребность

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)

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.Авакумов В.М. Современное учение о витаминах. - М., Химия 1991

2. Ольгин О.М. Опыты без взрывов. - М., Химия 1986

3. Романовский В.Е., Синькова Е.А. Витамины и витаминотерапия - Ростов-на-Дону, серия «Медицина для вас» Феникс 2000

4. Сминов М.И. Витамины. - М., Медицина 1984

5. Сапожникова А.В. Анализ химический или аналитическая химия. - М., Большая советская энциклопедия, т.2, 1966

6.Тутельян В.А. Витамины: 99 вопросов и ответов. - М.,2000



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.

Ф.И.О. учащихся, проводивших исследование:

Князькова Алина Павловна,

Данилин Егор Александрович

Место проведения: исследования проводились на базе кабинета биологии ГБОУ Гимназии № 1554

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

Размещено на Allbest.ru

...