Правильный выбор апельсинового сока – залог красоты и здоровья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы

(ГБОУ "Школа № 773 "Центр образования "Печатники")

Исследовательская работа

Правильный выбор апельсинового сока - залог красоты и здоровья

Выполнили:

Тамбовцева Татьяна Андреевна

Тимофеева Елизавета Андреевна

Руководитель:

Минаева Ирина Ивановна

Москва 2017

Обоснование темы

Характером нашего питания в значительной степени определяется то, как мы себя чувствуем, как выглядим, как ведем себя, находимся в плохом настроении или радуемся жизни. Именно питание во многом делает из нас либо унылого и слабого, либо энергичного человека.

Питание определяет наш вкус к жизни вообще, нашу жизненную активность и способность получения удовольствия от жизни.

Нас объединила общая любовь - любовь к науке химии. Великий М.В. Ломоносов писал: "Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции". Мы искренне верим, что успешным в профессии будет не химик-теоретик, а теоретически грамотный химик-практик.

Постановка цели и задач

Мы поставили перед собой цель: определить из известных апельсиновых напитков, напиток с наибольшим содержанием аскорбиновой кислоты (витамина С) и ответить на вопрос одноклассников, сколько его необходимо для ежедневного приема.

В ходе подготовительного этапа исследований возникла необходимость в решении следующих задач: познакомиться с качественными реакциями на аскорбиновую кислоту, количественными методами ее определения; изучить строение, свойства аскорбиновой кислоты, ее физиологическим действием на организм человека; список продуктов питания, имеющих витамин С в своем составе. напиток апельсиновый аскорбиновый

Гипотеза

Мы предположили, что наибольшее содержание витамина С будет в свежевыжатом апельсиновом соке.

Методика

Количественными методами определения аскорбиновой кислоты являются:

1. физико-химические методы: электрохимические (потенциометрическое титрование), хронометрические (ВЭЖХ); оптические (спектрофотометрия, флуорометрия).

2. химические методы: йодатометрия, йодометрия, титрование раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия, цериметрическое определенние, окислительно-восстановительная титриметрия (титрование).

Для отработки практических навыков мы посетили мастер-классы в ГБОУ "Образовательный комплекс "Юго-Запад", в ГБОУ "Лицей № 1502 при МЭИ"; кафедру токсикологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова, где познакомились с использованием методик проведения химических исследований.

Собственные данные

Качественное определение витамина С (аскорбиновой кислоты).

Для исследования были выбраны апельсиновые соки торговых марок: 1- "Фруктовый сад", 2- "Rich", 3- "J 7 Тонус", 4- "Добрый", 5- "J 7", а также свежевыжатый апельсиновый сок.

В образцы соков (1-2 мл) добавили по 2 капли 5%-ного раствора КОН, 2 капли гексациано-(III) феррата калия (красной кровяной соли), встряхнули. Добавили 7 капель 10%-ного раствора соляной кислоты и 2 капли 1%-ного раствора хлорида железа (III).

Во всех пробирках выпадает синий осадок берлинская лазурь (турнбулева синь), что доказывает наличие аскорбиновой кислоты.

Количественное определение витамина С (аскорбиновой кислоты) методом прямого йодометрического титрования.

А) приготовление крахмального клейстера

Взвесили 1 г крахмала, добавили 5 мл холодной воды, взмутили до образования суспензии и понемногу вылили, активно перемешивая, в 200 мл кипящей воды.

Б) приготовление стандартного (титрованного) раствора йода

Растворимость йода в воде очень мала: насыщенный раствор содержит около 0,03% йода. Поэтому обычно готовят раствор йода в водном растворе иодида калия, вследствие образования трииодид-иона (I3-):

I2 + I- = I3-

Приступая к приготовлению раствора йода, нужно помнить, что йод летуч и его пары вызывают коррозию металлических частей приборов. Поэтому особенно тщательно следует защищать от воздействия паров йода аналитические весы. Мы поступили следующим образом:

1 - взвесили пустой бюкс с крышкой на аналитических весах,

2 - взяли рассчитанную навеску йода в бюксе на технических весах,

3 - взвесили бюкс с йодом при закрытой крышке на аналитических весах.

Практическая масса навески на аналитических весах несколько отличалась от массы на технических (весы показали 6,3465г вместо нужных по расчетам 6,345 г).

В стакан емкостью 100 мл поместили 20 г иодида калия (взвешивали на технических весах), добавили 12,5 мл воды, перемешали. Внесли в бюкс примерно 10 мл раствора иодида калия, осторожно перемешивали, добились полного растворения кристаллов йода. Количественно перелили через воронку в мерную колбу объемом 500мл. Тщательно смыли в колбу остатки раствора йода из бюкса и с воронки, разбавили раствор водой до метки 500 мл (нижний мениск должен лежать точно на метке).

Концентрация раствора йода может изменяться из-за летучести йода, поэтому раствор необходимо хранить в сосудах с плотно пришлифованными стеклянными пробками. При концентрации иодида калия не менее 4% раствор йода устойчив.

Рассчитали концентрацию полученного стандартного раствора йода:

М(J2) = 253,8 г/моль,

n (J2) = m(J2) / М(J2) = 6,3465г/253,8 г/моль = 0,025006 моль

С(J2) = n(J2) / V(р-ра) = 0,025006 моль / 0, 5л = 0,05 моль/л

Согласно проходящей ОВР С 6H8O6 + J2 > C6H6O6 + 2H+

C6H8O6 - 2e > C6H6O6 + 2H+

J2 + 2e > 2J-

Фактор эквивалентности йода = Ѕ.

В) Титрование

Помним, что аскорбиновая кислота легко разрушается под влиянием солнечного освещения, повышенной температуры, кислорода, увеличения рН среды. Поэтому процесс ведем в быстром темпе, свежевыжатый сок готовим непосредственно перед опытом.

Титрант - раствор йода, титруемый раствор - сок, индикатор - раствор крахмала. Порядок действий:

1. привели бюретку в рабочее состояние

2. заполнили стандартным раствором йода

3. вывели нижний мениск на нулевую отметку

4. в коническую колбу с помощью пипетки поместили аликвоту исследуемого сока (V = 20 мл)

5. добавили с помощью пипетки раствор крахмала (V = 2 мл)

6. титрование проводим с работающей магнитной мешалкой

7. следим за появлением светло-синей окраски, не исчезающей в течение 30-40 секунд.

В результате предварительного титрования окраска титруемого раствора резко изменилась после добавления 2 мл титранта.

Приходим к выводу, что для выполнения эксперимента концентрацию стандартного раствора йода необходимо уменьшить в 10 раз.

Для этого произвели количественный отбор 50 мл ранее приготовленного раствора (С экв(J2) = 0,1 моль/л) в мерную колбу объемом 500 мл и добавили дистиллированной воды до метки.

Таким образом, получили раствор Сэкв(J2) = 0,01 моль/л.

Каждый образец титровали 4 раза (предварительный в расчет не брали). Результаты трех последующих вносили в лабораторный журнал, расхождений более чем на 0,1 мл не было.

Анализ полученных результатов

Результаты титрования аскорбиновой кислоты в апельсиновых соках

№ обр. название	№ пробы	V аликвоты, мл	V(J2), мл	Vср.(J2), мл	Cэкв(C6H8O6), моль/л	m(C6H8O6), мг/100мл
1 Фрукт. сад	1	20	4,1	4,1	0,002050	18,05
	2	20	4,1
	3	20	4,1
2 Rich	1	20	14,1	14,033	0,007016	61,79
	2	20	14,0
	3	20	14,0
3 J7 Тонус	1	20	17,4	17,367	0,008684	76,47
	2	20	17,3
	3	20	17,4
4 Добрый	1	20	5,6	5,6	0,002800	24,66
	2	20	5,6
	3	20	5,6
5 J7	1	20	9,2	9,167	0,004584	40,36
	2	20	9,2
	3	20	9,1
0 Свежевыж сок	1	20	9,3	9,267	0,004634	40,80
	2	20	9,3
	3	20	9,2

Расчет среднего объема раствора йода произвели по формуле:

Vср. (J2) = (V1+ V2 +V3)/ 3

Cэкв (C6H8O6) находим по закону эквивалентов:

Сэкв(J2) • V (J2) = Cэкв(C6H8O6) • V(C6H8O6), где

Сэкв(J2) - эквивалентная концентрация раствора йода, моль/л

Cэкв (C6H8O6) - эквивалентная концентрация раствора аскорбиновой кислоты, моль/л

V (J2) - объем раствора йода, пошедший на титрование, мл

V (C6H8O6) - объем раствора аскорбиновой кислоты (аликвоты), мл

М(C6H8O6) = 176,12 г/моль,

Согласно прошедшей ОВР:

C6H8O6 - 2 е > C6H6O6 + Н+

Фактор эквивалентности аскорбиновой кислоты = Ѕ, следовательно

Мэкв(C6H8O6) = Ѕ• М(C6H8O6) =Ѕ• 176,12 = 88,06 г/моль

Масса содержащейся аскорбиновой кислоты в 1л раствора будет равна произведению Мэкв(C6H8O6) • Cэкв(C6H8O6), таким образом для 100 мл раствора m(C6H8O6) = Мэкв(C6H8O6) • Cэкв(C6H8O6) /10.

Для более удобного сравнения полученных результатов массу аскорбиновой кислоты в 100 мл раствора представим в мг, тогда окончательная формула для расчета будет иметь вид:

m (C6H8O6) = Мэкв(C6H8O6) • Cэкв(C6H8O6) • 100

Выводы

Проанализировав полученные результаты, мы можем ответить на вопрос, поставленный до начала исследований:

1. Наибольшее содержание аскорбиновой кислоты в апельсиновом соке J7 Тонус.

2. Для восполнения ежесуточной потребности организма в витамине С (в среднем 100 мг), достаточно выпить 250 мл свежевыжатого апельсинового сока или 130 мл "сока-чемпиона" (J7 Тонус).

Синтез аскорбиновой кислоты происходит у всех хлорофиллсодержащих растений, пресмыкающихся и земноводных. В процессе эволюции, потеряв способность синтеза ряда ферментов, у некоторых млекопитающих (человека, обезьяны, морских свинок), высокоорганизованных видов птиц, рыб утрачена способность к синтезу аскорбиновой кислоты

Витамин С, пожалуй, самый известный из витаминов, о пользе которого мы слышали неоднократно. И так как он не образуется в организме человека, а его значение для здоровья огромно, совершенно необходимо, чтобы витамин С в организм поступал ежедневно в необходимом количестве.

Для нас, выпускников, важно, что в условиях стресса и болезни потребность в витамине С возрастает и дозу можно увеличить в 2 раза.

Признаемся честно, что полученные экспериментальные данные нас немного удивили. Мы ожидали максимальное количество аскорбиновой кислоты встретить в свежевыжатом соке. После проведенных исследований мы более детально рассмотрели состав выбранных нами соков. На "соке-чемпионе" была отметка "с экстрактом ацеролы".

На подготовительном этапе, в ходе работы с информационными источниками, в справочнике "Мир культурных растений" мы встретились с данными о вишне ацероле (барбадосской вишни) и занесли эту информацию в таблицу "Источники витамина С". Результат ее присутствия в продуктах мы увидели своими глазами.

К сожалению, в нашей климатической зоне ацерола не культивируется, но использовать ее плоды в сухом виде возможно! И это будет новой ступенькой наших исследований!

Литература и интернет-источники

1. Химическая энциклопедия в 5-ти томах, М.: "Советская энциклопедия", 1988,том 1 с.746;

2. Мир культурных растений. М.: Мысль,1994;

3. Мецлер Д. Биохимия, тт. 1-3. М., 1980

4. Марри Р., Греннер Д., Майес П., Родуэлл В. Биохимия человека, т. 2. М., 1993

5. Цветков Л.А. Эксперимент по органической химии, М., "Просвещение", 1973

6. Павлов Б.А., Терентьев А.П. Курс органической химии. М., "Химия", 1972

7. Аналитическая химия. Учебное пособие. http://www.chemastu.ru/chair/study/anchem/r_4_6_3.htm

8. Основы аналитической химии, под ред. Золотова Ю.А., в 2-х томах, том 2, М., "Академия", 2012

9. БИОХИМИЯ для студента.biochemistry.terra-medika.ru

10. IMMUNALOGIA.RU, Медицинский справочник;

11. Дэвис, Аделия и др. Нутрицевтика. Питание для жизни, здоровья и долголения. Пер. с англ.- М.: Саттва, ООО "Профиль",2008;

12. Гаммерман А.Ф., Гром И.И. Дикорастущие лекарственные растения СССР, М.: Медицина, 1976.

Приложения

Теоретическая подготовка, работа с литературой

Строение витамина С

"Витамин С группа соединений - производных L-гулоновой кислоты, обладающих противоцинготной активностью. Важнейшая: L-аскорбиновая кислота (г-лактон 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты) - "противоцинготный витамин".

Синтетически получен впервые в 1931 венгерским биохимиком Албертом Сент-Дьердьи (1893-1986).

Оптические изомеры аскорбиновой кислоты:

1a - L-аскорбиновая кислота, 2a - L-изоаскорбиновая кислота,

1b - D-изоаскорбиновая кислота, 2b - D-аскорбиновая кислота" [1]

Физические свойства

Бесцветные кристаллы; без запаха, кислого вкуса, т. пл. 190-192°С (с разл.); хорошо растворимы в воде (22,4%), хуже - в спирте (4,6%), плохо - в глицерине и ацетоне.

Физиологические действия аскорбиновой кислоты (витамина С) на организм человека

"Участие в окислительных процессах в качестве кофермента гидроксилаз.

1. Реакции гидроксилирования:

а) пролина и лизина в их гидроксиформы при "созревании" коллагена,

б) при синтезе гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата,

в) при синтезе гормонов надпочечников (кортикостероидов и катехоламинов) и тиреоидных гормонов,

г) при синтезе биогенного амина нейромедиатора серотонина,

д) при синтезе карнитина (Вт), необходимого для окисления жирных кислот

2. Восстановление иона Fe3+ в ион Fe2+ в кишечнике (улучшение всасывания) и в крови (высвобождение из связи с трансферрином).

3. Участие в иммунных реакциях:

а) повышает продукцию защитных белков нейтрофилов,

б) высокие дозы витамина стимулируют бактерицидную активность и миграцию нейтрофилов. Видимо, именно данная функция повышает потребность организма в аскорбиновой кислоте при простудных заболеваниях.

4. Антиоксидантная роль:

а) сберегает витамин Е,

б) лимитирует свободнорадикальные реакции в делящихся тканях,

в) ограничивает воспаление,

г) снижает окисление липопротеинов в плазме крови и, таким образом, оказывает антиатерогенный эффект.

5. Активация фермента гексокиназы ("ловушки глюкозы"), обеспечивающего метаболизм глюкозы в клетке.

Превращение аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбат необходимо для нормального протекания важнейших клеточных реакций. Действие витамина С как стимулятора иммунной системы еще не до конца изучено, но сам факт стимуляции не подлежит сомнению." [9],[4].

Химические свойства

"1. Устойчива в сухом виде в темноте.

2. В водных растворах быстро окисляется обратимо, особенно в щелочной среде, до дегидроаскорбиновой кислоты (на схеме II) и далее необратимо до 2,3-дикетогулоновой (III), а затем до щавелевой кислот (IV).



2. Аскорбиновая кислота является г-лактоном, содержащим два спиртовых гидроксила в 5 и 6 положениях и два енольных гидроксила во 2 и 3 положениях. Енольные гидроксилы обладают кислотными свойствами, дают кислую реакцию на лакмус, взаимодействуют и с NaОН и с NaHCO3. Кислотные свойства более выражены у гидроксила в 3-ем положении:

3. При действии сильных щелочей лактонное кольцо гидролизуется, а затем образуется фурфурол:

4. Кислотные свойства аскорбиновой кислоты используют для испытания подлинности. После добавления карбоната натрия в водном растворе происходит образование ионизированной формы кислоты аскорбиновой.

К полученной натриевой соли прибавляют сульфат железа (II). Появляется темно-фиолетовое окрашивание, обусловленное образованием железа аскорбината, исчезающего после добавления разведенной серной кислоты:

Восстановительные свойства:

5. При взаимодействии аскорбиновой кислоты с раствором нитрата серебра его катион восстанавливается до металлического серебра (реакция образования "серебряного зеркала"):

6. Восстановительными свойствами аскорбиновой кислоты объясняется превращение окрашенного в синий цвет 2,6-дихлорфенолидиндофенола в бесцветное лейкосостояние:



7. Аскорбиновая кислота легко окисляется раствором йода согласно уравнению:

8. При взаимодействии с раствором перманганата калия наблюдается обесцвечивание раствора вследствие восстановления марганца до Mn2+.

9. Аскорбиновая кислота - восстановитель. С растворами щелочей образует еноляты, с хлорангидридами высших жирных кислот - сложные эфиры, с катионами металлов (например: Са 2+, Mg2+, Fe3+) - комплексы.

10. Реакции алкилирования и ацилирования. Как и у многих углеводов, первичный гидроксил при С-6 L-аскорбиновой кислоты легко подвергается трифенилметилированию (тритилированию) под действием трифенилхлорметана в пиридине."[7],[10].

Качественные реакции на аскорбиновую кислоту

1. Реактив - метиленовый синий происходит обесцвечивание раствора.

2. Реактив - гексациано-(III) феррат калия

К 4[Fе(СN)6]+ FеСl3 KFеIIIFеII (СN)6 + 3КС

берлинская лазурь (или турнбулева синь) выпадает синий осадок берлинская лазурь.

3. Йодная проба



Источники витамина С [2],[3],[12]

Наименование продукта	Кол-во витамина С, мг / 100 г продукта
Плоды барбадосской вишни (или вишни ацеролы)	1000-3300
Высушенные листья Первоцвета лекарственного (порошок листьев стоек при хранении, принимают по чайной ложке с водой или заваривают как чай; свежие листья используют как салат)	до 5900
Слива какаду (Terminalia ferdinandiana) (свежие плоды) (аборигены Австралии употребляют в пищу)	2000-3000
Аонла (или амла, или индийский крыжовник) (мука из сушеной амлы, таблетки и кондитерские продукты во время Второй мировой войны входили в рацион солдат индийской армии)	600-1800
Шиповник (сухие плоды)	1200
Шиповник (свежие плоды)	470-650
Листья малины, черники, черной смородины	до 600
Болгарский красный перец	250
Черная смородина, облепиха (плоды)	200
Облепиха	200
Хвоя	до 200
Болгарский зеленый перец, петрушка, грибы сушеные, жимолость	150
Капуста брюссельская	120
Черемша, укроп, рябина садовая красная, листья крапивы	100
Киви, капуста брокколи	90
Капуста цветная	70
Земляника садовая, апельсины, капуста краснокочанная, грейпфруты	60
Хрен, шпинат	55
Белокочанная капуста	50
Щавель	43
Лимоны	40
Мандарины	38
Крыжовник, лук зеленый (перо), грибы белые свежие	30
Редька	29
Редис, томаты грунтовые, малина, горошек зеленый	25
Патиссоны	23
Фасоль стручковая, картофель, дыня	20
Брусника, салат, вишня, кабачки	15
Лук репчатый	10
Яблоки	4,6-10
Морковь красная	5

"Аскорбиновую кислоту применяют в медицине для лечения и профилактики авитаминозов (цинги) и гиповитаминозов. Потребность взрослых людей в витамине С колеблется в зависимости от возраста, пола и интенсивности труда от 48 до 108 мг в сутки.

Аскорбиновая кислота используется также как антиоксидант при производстве пищевых жиров и фруктовых соков, для предотвращения образования в мясных и колбасных изделиях канцерогенных нитрозаминов из нитритов, добавляемых к этим продуктам для сохранения их природного цвета, для витаминизации молока и молочных продуктов."[1],[4].

Результаты титрования аскорбиновой кислоты в апельсиновых соках

№ обр. название	№ пробы	V аликвоты, мл	V(J2), мл	Vср.(J2), мл	Cэкв(C6H8O6), моль/л	m(C6H8O6), мг/100мл
1Фрукт. сад	1	20	4,1	4,1	0,002050	18,05
	2	20	4,1
	3	20	4,1
2Rich	1	20	14,1	14,033	0,007016	61,79
	2	20	14,0
	3	20	14,0
3J7 Тонус	1	20	17,4	17,367	0,008684	76,47
	2	20	17,3
	3	20	17,4
4 Добрый	1	20	5,6	5,6	0,002800	24,66
	2	20	5,6
	3	20	5,6
5 J7	1	20	9,2	9,167	0,004584	40,36
	2	20	9,2
	3	20	9,1
0свежевыж.	1	20	9,3	9,267	0,004634	40,80
	2	20	9,3
	3	20	9,2

- Апельсинку будешь?

- Нет.

- А если почищу?

- Буду

Размещено на Allbest.ru

...