В процессе проведения работы над исследовательским индивидуальным проектом по биологии на тему "Методики определения витамина С в продуктах питания" учащаяся 8 класса изучила значение витаминов для организма человека и рассмотрела классификацию витаминов и особенности жирорастворимых витаминов.

Подробнее о работе:

В научно-исследовательской работе по биологии на тему «Методики определения витамина С в продуктах питания» обучающаяся 8 класса с помощью различных методик определила содержание витамина С в разных овощах и фруктах, собрала результаты опытов в таблицах, подкрепив их фотографиями.

Содержание экспериментально-исследовательской работы (проекта) о методиках определения витамина С в продуктах питания ученицы 8 класса отражает выводы о том, что самыми богатыми витамином С являются цитрусовые. В работе присутствует интересная практическая часть, представленная экспериментами с овощами и фруктами.

Оглавление

Введение
Глава 1. Теоретическая часть
1.1. Историческая справка
1.2. Значение витаминов для организма человека
1.3. Классификация витаминов
Глава 2. Практическая часть
Заключение
Список литературы

Великий медик Гиппократ в свое время сказал: «Мы есть то, что мы едим». Он полагал, что болезни человека - это результат неправильного питания. Согласно учению Гиппократа, при правильном питании организм работает правильно, так как он формируется из тех элементов, которые в него поступают, приобретая свойства этих элементов. Это касается и витаминов, необходимых человеку в очень малых количествах, но играющих невероятную роль.

Здоровый образ жизни является ключевым аспектом нашей жизни, поскольку данная тема актуальна на сегодняшний день для людей всего мира. Здоровое питание - это здоровая жизнь, а равно и здоровая нация. К этому стремятся все страны.

Объектом нашего исследования являются витамины.

Предмет исследования – содержание витамина С в разных продуктах питания.

Целью исследования является выявление витамина С в продуктах питания различными методами.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. анализ источников информации по выбранной теме;
2. подбор методик проведения опытов на выявление витамина С в продуктах питания;
3. проведение опытов и анализ полученных результатов.

В ходе исследовательской работы были использованы следующие методы исследования: анализ литературы, проведение опытов, сравнение, анализ.

Практическая значимость проекта заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при составлении рациона питания. С этой целью, мы распространили результаты исследования среди учащихся школы.

Во второй половине 19 века ученые, изучающие пищевую ценность продуктов, были уверены, что она зависит только от содержания в них жиров, белков, углеводов, воды и минеральных солей. Однако, человечество не раз сталкивалось с ситуациями, когда морские путешественники погибали от цинги даже при достаточном количестве продуктов [1].

Ответить на этот вопрос не могли вплоть до 1880 года, когда русский ученый Николай Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, которые питались искусственным молоко, из казеина, жира, сахара и соли, все равно погибали, в то время как животные, получавшие натуральное молоко, были здоровы. Ученый сделал вывод, что в молоке есть и другие незаменимые для питания вещества.

Позже была найдена причина болезни «бери-бери», распространенной среди жителей Индонезии и Японии, которые питались в основном очищенным рисом. Удивительную помощь врачу Эйкману, трудившемуся в тюремном госпитале на острове Ява, оказали бродившие по двору курицы. Когда им давали очищенное зерно, птицы страдали заболеванием, похожим на «бери-бери». Как только им начинали давать неочищенный рис, это состояние проходило. Намного позже было выявлено, что болезнь «бери-бери» обусловлена недостатком витамина В1 [1].

Впервые витамин в кристаллическом виде выделил польский ученый Казимир Функ. Это произошло в 1911 году. Через год они придумал ему название, оттолкнувшись от латинского vita – «жизнь» [2].

Витамины - это органические вещества, которые необходимы для нормального функционирования организма [2].

Витамины – жизненно важные вещества, необходимые нашему организму для поддержания многих его функций. Поэтому достаточное и постоянное поступление витаминов в организм с пищей крайне важно. Биологическое действие витаминов в организме человека очень обширно.

Во-первых, заключается в активном участии этих веществ в обменных процессах. В обмене белков, жиров и углеводов витамины принимают участие либо непосредственно, либо входя в состав сложных ферментных систем. Витамины участвуют в окислительных процессах, в результате которых из углеводов и жиров образуются многочисленные вещества, используемые организмом, как энергетический и пластический материал.

Во-вторых, витамины способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма.
В-третьих, витамины играют важную роль в поддержании иммунных реакций организма, обеспечивающих его устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Это имеет существенное значение в профилактике инфекционных заболеваний.

В-четвертых, витамины смягчают или устраняют неблагоприятное действие на организм человека многих лекарственных препаратов.
В-пятых, недостаток витаминов сказывается на состоянии отдельных органов и тканей, а также на важнейших функциях: рост, продолжение рода, интеллектуальные и физические возможности, защитные функции организма.

В-шестых, витамины необходимы для синтеза гормонов – особых биологически активных веществ, которые регулируют самые разные функции организма [3].
Таким образом, длительный недостаток витаминов ведет сначала к снижению трудоспособности, затем к ухудшению здоровья, а в самых крайних, тяжелых случаях это может закончиться смертью.

В современной науке распространена химическая классификация витаминов, которая основывается на способности витаминов растворяться в воде или жирах. Согласно этой классификации, витамины разделяют на две основные группы, представленные на схеме ниже (Рис.1):

Рис. 1. Классификация витаминов [3].

Жирорастворимые витамины – органические соединения, которые усваиваются только вместе с жирами и растворяются в них. Они содержатся во многих продуктах, в организм поступают с пищей, но для быстрого восполнения дефицита продаются в капсулах или растворах – для восполнения возникающего недостатка. У каждого микронутриента своя функция и особенности, которые более подробно отражены в таблице 1 [4].

Таблица 1. Особенности жирорастворимых витаминов [3].

Названия	Особенности, польза для организма
«А» (ретинол)	Суточная доза – 800 мкг. Действие витамина А на организм: регулирует состояние клеточных мембран и обменные процессы; повышает иммунитет и сопротивление к респираторным и кишечным инфекциям; помогает определять цвета и поддерживает нормальное состояние сетчатки; улучшает состояние кожи, ускоряет заживление ранок; отвечает за сумеречное зрение; предотвращает развитие «ночной слепоты», конъюнктивита, эрозии роговицы и ее пересыхание; улучшает зрение; помогает формировать костные и мягкие ткани, зубы.
«Е» (токоферол)	Витамин Е – натуральный антиоксидант, предохраняет клетки от радикалов, окисления. Участвует в создании ДНК, способствует образованию белка. Необходим для работы центральной нервной системы, половых желез, мышц, предотвращает дегенеративные изменения в опорно-двигательном аппарате. Суточная дозировка витамина Е – 10 мг.
«К» (филлохинон)	Витамин К получил свое название от слова «коагуляция» и принимает важное участие в свертывании крови. Его назначают для нейтрализации лекарственных препаратов, которые разжижают кровь. Суточная доза витамина К – 0,3 мг.
«D» (кальциферол)	Витамин D имеет два вида – 2 (эргокальциферол, который получают из растений) и 3 (холекальциферол из животного жира). Он синтезируется организмом под солнечными лучами. Суточная дозировка витамина D – 5 мкг. Регулирует обмен фосфора и кальция, улучшает их всасывание, предотвращает рахит и остеомиелит. Кальциферол необходим для минерализации костей, укрепления иммунитета, подавляет размножение раковых клеток.

Водорастворимые витамины – органические соединения, которые растворяются в воде или нежирных жидкостях. Они содержатся во многих продуктах, но также продаются в растворах – для восполнения возникающего недостатка. У каждого микронутриента своя функция и особенности (таблица 2).

Таблица 2. Особенности водорастворимых жиров [3].

Названия	Особенности, польза для организма
Аскорбиновая кислота (С)	Суточная норма – 90-200 мг. Он участвует в образовании коллагена, который необходим для: крепости кожи, связок, сосудов, сухожилий; ускорения заживления ран; укрепления костей, хрящей и зубов; предотвращения кровоточивости десен, авитаминоза, цинги. Блокирует деятельность радикалов, оберегая клетки от разрушения. В результате их обновление ускоряется, а эпидермис быстро омолаживается.
Тиамин (В1)	Он участвует в процессах преобразования пищи в энергию, а также стимулирует работу мозга, нервной, сосудистой, мышечной и сердечной системы. Улучшает пищеварение, переработку углеводов, замедляет старение, снижает негативное воздействие никотина и алкоголя. Суточная дозировка микронутриента – 1,5 мг
Рибофлавин (В2)	Витамин В2 участвует в создании эритроцитов, ускоряет выработку клеточной энергии, улучшает состояние кожи, ногтей, волос и работу ЖКТ, эндокринной, репродуктивной системы. Суточная дозировка рибофлавина – 1,8 мг.
Ниацин (РР или В3)	Витамин В3 необходим для поддержания в хорошем состоянии кожи, ногтей, волос, работы центральной нервной системы и ЖКТ. Помогает выделять энергию из еды и находится в составе ферментов, которые обеспечивают дыхание клеток. Суточная дозировка ниацина – 20-60 мг.
Пантотеновая кислота (В5)	Витамин В5 необходим для синтеза аминокислот, процессов окисления жирных кислот, углеводов. Он поддерживает эпидермис в хорошем состоянии, придает волосам красивый блеск. Необходим для работы центральной нервной системы, предотвращает аллергические реакции, ускоряет регенерацию поврежденных тканей, защищает от инфекций, замедляет старение. Суточная доза пантотеновой кислоты – 5 мг.
Пиридоксин (В6)	Участвует в метаболизме, росте, поддержке иммунитета, усиливает активность гормонов, стабилизирует работу печени. Отвечает за когнитивное развитие, степень усталости, отсутствие/наличие депрессии. Помогает вырабатывать гемоглобин и нужные антитела. Улучшает усвоение протеинов и работу ЦНС. Суточная доза пиридоксина – 2,5 мг.
Биотин (Н или В7)	Витамин В7 необходим для клеточного дыхания, расщепляет жиры, углеводы. Дефицит биотина может появиться у беременных женщин или людей, сидящих на голодной диете, получавших долгое время питание через трубочку. Суточная дозировка биотина – 50 мг.
Фолиевая кислота (В9)	Витамин В9 – очень важный компонент при закрытии у эмбриона трубки, в которой находится спинной и головной мозг. Суточная дозировка микронутриента – 400 мкг.
Цианокобаламин (В12)	Суточная доза цианокобаламина – 3 мкг. Витамин В12 необходим для формирования ДНК, эритроцитов, работе центральной нервной системы. Может стать противоядием при интоксикации цианида.

Поскольку цепи питания существуют не одну сотню лет, некоторые биологически активные вещества не вырабатываются в организме, а берутся из пищи в готовом виде. К ним относится и витамин С.

Аскорбиновая кислота - белый кристаллический порошок кислого вкуса. 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 [5].
Существует много различных методик для выявления содержания витаминов в продуктах питания. При написании работы, мы воспользовались двумя методиками, найденными на просторах Интернета.

Цель работы: определить содержание витамина С в овощах и фруктах.

Оборудование: апельсин, лимон, лук, морковь, картофель, вода, крахмальный раствор, йод.

Ход работы: в шесть пробирок (стаканов) напить по 10 мл воды, в пять из них добавить по 1 мл сока разных овощей и фруктов. После чего в каждую пробирку добавить по 1 мл крахмального раствора.

Примечание: 1 мл вещества соответствует 1 см высоты пробирки!
Далее в каждую пробирку добавить по одной капле 5%-ного раствора иода.
Провести наблюдение.

Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты (витамина С) легко окисляются иодом. Это проявляется слабым окрашиванием раствора или его отсутствием. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, остальной йод, вступит в реакцию с крахмалом и окрасит раствор в синий цвет.
В соответствии с описанной методикой, мы провели опыты и получили следующие результаты.

Шаг 1. Мы подготовили стаканчики с водой. Добавили в них свежевыжатый сок апельсина и лимона.
Шаг 2. Добавили в стаканчики крахмальный раствор.
Шаг 3. В каждый стаканчик добавили по капле йода и пронаблюдали реакцию. (Слева направо: лимон, апельсин, вода)
Шаг 4. Повторили тот же опыт с луком, морковью и картофелем. (Слева направо: Морковь, картофель, лук, вода).
Шаг 5. Сделали общий вывод по проведенным опытам. (Слева направо: лимон, апельсин, морковь, лук, картофель, вода).

Проведение опытов по методике №1 полностью удалось. Мы выявили, что наиболее высокое содержание витамина С характерно для лимона и апельсина. Средние значения отмечаются для моркови и лука. Низкое содержание витамина С выявлено в картофеле.
Методику №1 можно считать достоверной. Ее часто используют учителя биологии при проведении демонстрационных опытов для школьников.

Цель работы: определить содержание витамина С в овощах и фруктах.

Оборудование: апельсин, лимон, лук, морковь, картофель, йод, лист бумаги.

Ход работы: на чистый лист бумаги тонким слоем нанести раствор йода, в дальнейшем прикладывать разрезанные овощи и фрукты. Провести наблюдение.

Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты (витамина С) легко окисляются йодом. Это проявляется слабым окрашиванием раствора или его отсутствием. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, остальной йод, вступит в реакцию с крахмалом и окрасит раствор в синий цвет.
В соответствии с описанной методикой, мы провели опыты и получили следующие результаты.

Шаг 1. На белые листы бумаги нанесли раствор йода.
Шаг 2. Приложили к подготовленному листу разрезанные овощи и фрукты.
Шаг 3. Подождали некоторое время и провели наблюдение. Сделали выводы по проведенному опыту.

Проведение опытов по методике № 2 не удалось. Можно сделать вывод, о том, что методика является недостоверной. Скорее всего, причина заключается в отсутствии точных дозировок для веществ, используемых в опыте.

В ходе исследования в рамках индивидуального исследовательского проекта на тему "Методики определения витамина С в продуктах питания" мы пришли к выводу, что наиболее богаты витамином С цитрусовые (лимон, апельсин). Содержание витамина в овощах намного меньше, особенно в картофеле.
Но по разным причинам (материальным, сезонным, объективным) мы не всегда можем употреблять в пищу круглый год свежие фрукты и овощи, в этом случае можно заменить данные продукты соками и нектарами.

При проведение практической части исследовательской работы на тему "Методики определения витамина С в продуктах питания", мы столкнулись с тем, что не все методики, размещенные в интернете, являются достоверными. Проведение опытов по методике № 1 полностью удалось, получились очень наглядные результаты. Опыт по методике № 2 показал отрицательный результат.
Полученные результаты возможно использовать на уроках биологии по теме «Витамины» в 8 классе, а также в качестве общих рекомендаций для учащихся по сбережению здоровья.

1. История открытия витаминов / Информационный сайт компании «Компливит».
2. Сонин Н.И. Человек. 8 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений / Н.И. Сонин, М.Р. Сапин. – 6-е издание, стереотип. – М.: Дрофа, 2013. – 287 с.
3. Классификация и номенклатура витаминов (Дата обращения 15.03.2024 г.).
4. Что такое витамина и их классификация (Дата обращения 17.03.2024 г.).
5. Методика определения содержания витамина С в овощах и фруктах / Инфоурок. (Дата обращения 01.04.2024 г.).