Определение витамина С в яблоках

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследовательская работа по биологии

 

 

 

«Определение  витамина С в яблоках»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили студентки

 

 

Гречко Ирина

Буксараева Полина

 

 

 

 

 

 

-2013 г.-

 

Содержание

 

 

 

  Глава 1. Цели и задачи.

 

 

Задачи:

Выяснить значение витамина С для повышения иммунитета организма.

Познакомиться со свойствами витамина С.

Выяснить методом йодометрии содержание витамина С в яблоках различных сортов.

 

Цель:

Исследовать  химическим путём содержание витамина С в  яблоках районированных сортов, выращенных в своём саду, и в яблоках, реализуемых через торговую сеть.

Актуальность  проблемы.

 

Большое значение для  поддержания нормальной жизнедеятельности организма играют витамины. Особенно важен среди них, витамин С. В нашей стране около 90% населения имеют слабый иммунитет и поэтому, страдают от вирусных и бактериальных инфекций.

Иммунная система защищает организм от его собственных клеток, у которых нарушена организация и которые утратили свои нормальные характеристики и функции. Она находит и уничтожает  клетки, являющиеся потенциальными источниками рака. Давно известно, что витамины необходимы для образования иммунных клеток, антител и сигнальных веществ, участвующих в иммунном ответе. Суточная потребность в витаминах может быть небольшой, но именно от обеспеченности витаминами зависит нормальная работа иммунной системы и энергетический обмен.

Наша  цель определить наличие витамина С в яблоках различных сортов.

Объект исследования: яблоки различных сортов.

Предмет исследования: витамин С. 

 

Глава 2. Введение.

 

Витамины - это низкомолекулярные  органические вещества. Основным источником витаминов для человека являются продукты питания растительного и животного происхождения.

Существует много витаминов  жизненно необходимых человеку. Одним  из них является витамин С. Именно его мы смогли исследовать в условиях школьной лаборатории.

Наша цель – исследовать яблоки различных сортов на содержание витамина.

Для нормальной жизнедеятельности  организма необходимы витамины. Они  участвуют практически во всех процессах, происходящих в организме: в процессе обмена веществ, роста, размножения  и т.д. Также витамины влияют на деятельность органов чувств и на нервную систему. Несмотря на то, что суточная норма витаминов выражается в миллиграммах и микрограммах, то есть ничтожно мала, витамины должны поступать в организм постоянно, т.к. они не синтезируются в организме либо синтезируются в недостаточном количестве. Организм не нуждается в большом количестве витаминов, потому что они не являются ни строительным, ни энергетическим материалом, а входят в состав биологических катализаторов (ферментов) и оказывают мощное биологическое воздействие на организм.

Аскорбиновая кислота (витамин С) – водорастворимый витамин, он синтезируется растениями из галактозы, животными из глюкозы (исключением является человек, приматы и некоторые другие животные, получающие витамин С с пищей). Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессах клеточного дыхания. Также он влияет на различные процессы организма: проницаемость капилляров, рост и развитие костной ткани. Витамин С повышает иммунобиологическую сопротивляемость организма, стимулирует продукцию гормонов надпочечников, способствует регенерации организма.

Отсутствие аскорбиновой кислоты в организме человека вызывает цингу или скорбут.    

Изучая специфические  заболевания, учёные обнаружили, что  причиной многих из них является недостаток витаминов. К таким заболеваниям относятся: пеллагра, цинга, злокачественная (пернициозная) анемия и др.

В 1912 году польский учёный К. Функ назвал существующие в продуктах  питания жизненно важные вещества витаминами (от лат. vita – «жизнь»).

Начало изучения витаминов  было положено русским врачом Н.И.Луниным, установившим, что для нормального развития и роста живого организма недостаточно белков, жиров, углеводов и воды, также требуются другие, в то время неизвестные науке, вещества. Отсутствие, которых, в пище приводит к истощению и гибели организма. В 1880 году опубликовал данные опытов на мышах. Если белых мышей вскармливать цельным молоком, то они развиваются и растут нормально. Но если мышей кормить пищей, состоящей из основных частей молока: казеина, молочного жира, сахарозы и дистиллированной воды, то они быстро гибнут. Из этого Лунин сделал вывод, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся ещё и другие вещества, незаменимые для питания.

В настоящее время  известно более 20 различных витаминов, большинство из которых удалось синтезировать. Витамины принято обозначать заглавными буквами латинского алфавита и указывать их химическую формулу. Также в названии может звучать заболевание, вызываемое недостатком данного витамина, с прибавлением отрицательной частицы анти-. Например: витамин С получил своё название из-за болезни, которая называется - скорбут и развивается при недостатке этого витамина.

Недостаток или авитаминоз витамина С – цинга была известна давно. В период средневековья эта  болезнь была одной из  самых опасных. Даже при исследовании ископаемых людей на территории Скандинавии у них были обнаружены характерные для цинги изменения костей.

 

Первые симптомы цинги  – кровоточивость дёсен, выпадение  зубов, общая слабость, позднее –  опухание всех суставов, разрушение костей, возникновение пороков сердца, резкое ухудшение деятельности желудка и кишечника, в которых образуются множественные кровоточащие язвы. В конечном итоге наступает смерть. Достоверные сведения о цинге, как о массовом заболевании относятся к 13 веку, ко времени крестовых походов с длительной осадой крепостей. В Европе с 1556 по 1857гг. зарегистрировано 114 эпидемий цинги, а в дореволюционной России в неурожайные годы более 30. Таким образом, в 1849 г. в 16 губерниях заболело 260444 человека, из которых умерло почти 6100. Как ни абсурдно, но в 18 веке в России цинга считалась «благородной болезнью», так как ею обычно болели богатые купцы и высшее дворянство, так как они употребляли овощи в виде солений и маринадов. Люди низких сословий редко болели цингой, потому что основными продуктами их питания были овощи.

 

С древних времён цинга  была бичом мореплавателей. Отправляясь  в длительные плавания, моряки брали  с собой муку, зерно, сушеное мясо, то есть продукты с длительным сроком хранения, овощи же к таким продуктам не относятся, поэтому, как правило, они не входили в рацион питания моряков во время плаваний. Следствием этого был авитаминоз витамина С (цинга).Известны случаи когда от цинги погибал весь экипаж. Так в 1498 г. Васко да Гамма во время плавания вокруг мыса Доброй надежды потерял 150 человек из 160. Мореплаватели заметили, что цинга быстро излечивалась, когда корабль приставал к берегу и команда ела овощи и фрукты. Особенно благотворно действовал сок лимонов.

 

Ученые также пришли к выводу, что цинга есть следствие недостатка витамина, содержащегося в овощах и фруктах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В 1928 г. венгерский ученый Сцент-Георги получил витамин С в кристаллическом виде из «венгерского» перца и установил его эмпирическую и структурную формулу. 

              

          Вещество получило название – витамин С или аскорбиновая кислота

 

Глава 3. Физиология витамина С.

 

Физиологическое значение витамина С теснейшим образом  связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте (заболевание, обусловленное недостатком в организме человека витаминов С и Р, то же что и цинга), заключающемся в постепенном исчезновении гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче. Большое значение имеет витамин С для образования коллаген (фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани животных и обеспечивающий ее прочность)  и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах.

  Недостаточное поступление витамина С с пищей проявляется в форме авитаминоза (цинги). Основные симптомы С-витаминной недостаточности в порядке их развития следующие: снижение мочевой экскреции аскорбиновой кислоты, уменьшение концентрации аскорбиновой кислоты в плазме крови и лейкоцитах, повышенная ломкость кровеносных капилляров, общая слабость, апатия, повышенная утомляемость, снижение аппетита, задержка роста, повышенная восприимчивость к инфекциям, болезненность дёсен, их отечность, разрыхленность, кровоточивость при чистке зубов.

Наиболее часто встречаются  С-гиповитаминозные состояния. При  этом часто имеются лишь субъективные признаки, которые выражаются в понижении общего тонуса организма. Люди с гиповитаминозом С более подвержены заболеваниям, причем эти заболевания протекают, как правило,  длительно и тяжело.

Особенно часто С-гиповитаминозные состояния возникают в период повышенной потребности организма в витамине С при беременности, кормлении, усиленной физической и умственной работе, при инфекционных заболеваниях. Чаще гиповитаминоз можно наблюдать в весенние месяцы, когда, с одной стороны, уменьшается употребление овощей, а с другой – содержание в них витаминов вследствие длительного хранения.  

Норма витамина С в  сутки составляет 50-100 мг. Один стакан томатного сока удовлетворяет суточную потребность организма в витамине С. Особенностью витамина С является его быстрая окисляемость. Так, в организме человека в течение 16 дней он полностью окисляется, поэтому необходимо ежедневное введение витамина С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4. Химические свойства

 

Организм человека не способен сам синтезировать витамин  С, и в нем нет сколько-нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое ежедневное поступление этого витамина с пищей. Недостаток или отсутствие его приводят к развитию гипо- или авитаминоза (цинги).

Аскорбиновая кислота  была первым витамином, полученным синтетическим  путем. В настоящее время существует ряд методов искусственного получения   витамина С и аналогичных соединений.

 

В результате исследований ученых ( Херста, Каррера), было установлено, что витамин С имеет следующее строение:

             OH  H  OH  OH

                |     |      |      |

HO-CH2-C - C - C = C-C

                |     |                |

               H           O

Аскорбиновая кислота  является кристаллическим соединением, легко растворимым в воде с образованием кислых растворов. Наиболее замечательная особенность этого соединения – способность к обратимому окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты. Таким образом, аскорбиновая кислота и её дегидроформа образуют окислительно-восстановительную систему, способную как отдавать, так и принимать водородные атомы, точнее электроны и протоны. Аскорбиновая кислота, особенно её дегидроформа, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в дикетоулоновую кислоту, не обладающую витаминной активностью, является необратимым процессом, который заканчивается обычно окислительным распадом. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щёлочной 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 тяжелых металлов (железо, медь). В настоящее время, однако, разработаны способы приготовления консервированных фруктов и овощей с сохранением их полной витаминной активности.

В промышленном методе получения L-аскорбиновой кислоты исходят из L-сорбозы, образующейся при бактериальном окислении сорбита. L-сорбозу превращают в диацетоновое производное, которое окисляют до карбоновой кислоты, после чего ацетоновые остатки удаляют путем кислотного гидролиза. При этом образуется L-ксило-2-кетогексоновая кислота и собственно ее лактон, который является таутомером L-аскорбиновой кислоты и превращается в нее при кипячении с разбавленной кислотой:

В молекуле аскорбиновой кислоты имеются две енольные группы, которые обуславливают кислотность  этого соединения, образующего нейтральные растворимые монощелочные. Следует особо отметить чрезвычайно сильные восстановительные свойства аскорбиновой кислоты. Она дегидрируется слабыми окислителями, причем в качестве первого при окислении образуется дегидроаскорбиновая кислота, которая может быть снова восстановлена аскорбиновой кислоты; применение более сильных окислителей приводит к глубокому: разрушению соединения.

L-рибоза образуется  в соке рябины из D-сорбита в  результате окисления сорбозными  бактериями. Имеет сладкий вкус. Температура плавления 1650⁰ С. Не сбраживается дрожжами.

 

Глава 5. Источники витамина С.

 

 

Витамин С способствует увеличению сопротивляемости организма  к простудным заболеваниям, поддержанию  устойчивости к различным видам  стресса. Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов. Она синтезируется растениями и подавляющим большинством животных. Животные продукты в общем более бедны витамином С, хотя отдельные органы содержат относительно высокие концентрации. С другой стороны, семена и зерна высших растений лишены витамина С. Однако с первых дней прорастания в них появляется аскорбиновая кислота. Богаты витамином С листья, плоды, несколько беднее корнеплоды.

Недостаток витамина С (гиповитаминоз С) вызывает кровоточивость десен, приводит к снижению работоспособности, быстрой утомляемости, слабости и раздражительности. Причиной гиповитаминоза С может быть недостаточное потребление овощей и фруктов либо неправильное их хранение и кулинарная обработка, приводящие к разрушению крайне неустойчивой аскорбиновой кислоты. Наиболее богаты витамином С такие продукты, как шиповник, зеленый и красный перец, черная смородина, белокочанная капуста. Во всех продуктах питания содержится разное количество витамина С: вот сколько миллиграммов аскорбиновой кислоты содержится в 100 г свежих продуктов: морковь, виногpaд - 5, свекла, репчатый лук, чеснок, сливы, летние яблоки - 10, салат, зимние яблоки - 15, картофель - 20, редис, помидоры, малина - 25, зеленый лук, крыжовник - 30, лимон - 40, клубника, ранняя капуста - 60, укроп - 100, петрушка (зелень) - 150, черная смородина, облепиха - 200, красный перец (сладкий) - 250, шиповник свежий - 650.