Значение витамина С для организма человека. Определение содержания витамина С в продуктах питания методом йодометрии в домашних условиях. Влияние различных факторов на стабильность аскорбиновой кислоты



Введение

Витамины — группа органических соединений различной химической природы, необходимых для питания человека, животных и других организмов. Суточная потребность организма в витаминах, по сравнению с основными питательными элементами, такими как белки, жиры, углеводы, ничтожно мала, но их роль в нормальном обмене веществ и жизнедеятельности организма огромна.

Иммунитет защищает нас от влияния внешних неблагоприятных факторов, это так называемый «защитный барьер» против пагубного воздействия различных вирусов, грибов, бактерий и т. д. Без крепкой и правильно работающей иммунной системы человек ослабевает и чаще подвергается воздействию вирусных и бактериальных инфекций.

Недостаток витаминов, имеющих антиоксидантные свойства, влияющих на устойчивость организма человека к инфекционным заболеваниям, способствует снижению иммунитета. Витамин С является одним из важных природных антиоксидантов. Витамин С также участвует в целом ряде биохимических процессов и по праву считается биохимиками одним из чудес живой природы.

Актуальность : С самого детства мы слышим фразу: «эта пища полезна, в ней много витаминов». А так как каждый из нас хочет быть здоровым, нам необходимо следить за своим питанием. К незаменимым и необходимым компонентам пищи, относятся не только белки, жиры и углеводы, но и витамины. Исследования, проведенные Институтом питания РАМН показали, что в России за последние годы сложилась тревожная ситуация. Количество вирусных заболеваний возрастает, а коллективный иммунитет ослабевает. Ученые отмечают недостаточное потребление витаминов, следовательно, витаминный дефицит выявляется круглогодично. Недостаток витамина С обнаружен практически у 90 % обследуемых пациентов. Поэтому очень важно установить наличие витамина С в продуктах питания, установить факторы влияющие на изменение количества витамина, а также рекомендовать для систематического применения продукты, наиболее богатые витамином С.

Целью исследования является изучение содержания витамина С в продуктах питания. Его изменение при тепловой обработке и замораживании.

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу.
2. Провести опрос с целью определения у респондентов знаний о пользе витамина С и определение самых популярных торговых марок сока.
3. Провести оценку вкусовых качеств сока различных торговых марок при участии фокус-группы.
4. Определить содержание витамина С в свежих фруктах и овощах.
5. Определить содержание витамина С в замороженных фруктах и после термической обработки. Установить влияет ли микроволновое излучение на устойчивость витамина С.
6. Проверить содержание витамина С в соках различных торговых марок.
7. Составить рекомендации, основанные на результатах исследования.

Объект исследования: витамин С (аскорбиновая кислота).

Предмет исследования: овощи и фрукты, соки различных торговых марок.

Гипотеза: в домашних условиях возможно определить содержание витамина С в продуктах питания; установить количество витамина С в свежих овощах и фруктах, соках промышленного производства.

Методы исследования: анкетирование; наблюдение; йодометрия.

1. История открытия витаминов

Давно прошли времена, когда витамины считались загадочными веществами неизвестного строения. Термин «витамин» происходит от греческих «вита» — жизнь и «амин» — вещество. В настоящее время витамины производят в чистом виде, их научились синтезировать, понимают механизм действия, влияние, которое они оказывают на жизнедеятельность организма.

Витамины — незаменимые компоненты пищи. Большинство из них не может накапливаться в организме, поэтому витамины должны поступать с пищей ежедневно. Заменить их в процессе жизнедеятельности организма ничем нельзя. При недостатке или избытке витаминов могут развиваться особые болезненные состояния, называемые гипо или гипервитаминозами.

Из истории известно, что в 1535 году на берег острова Ньюфаунленд, который расположен у восточных берегов Северной Америки, высадились участники экспедиции Жака Картье. За время плавания по Атлантическому океану 25 членов экипажа из 100 погибли от цинги, остальные были тяжело больны. В ожидании близкой гибели моряки в отчаянии молили о чуде. Чудо пришло в облике индейца, напоившего их отваром хвои. По-видимому, так впервые европейцы познакомились с чудесным действием одного из важнейших витаминов — аскорбиновой кислоты... Хотя до открытия витаминов русским педиатром Н. И. Луниным должно было пройти еще почти триста пятьдесят лет [1, с.54].

Научные факты, свидетельствующие о наличии определенных веществ, необходимых для человеческого организма, накапливались учеными постепенно. В 1880 году, 25-летний русский педиатр Николай Иванович Лунин, в своей диссертации предположил, что для полноценного функционирования живого организма, помимо белков, жиров и углеводов необходимы дополнительные вещества. В качестве доказательства он привел результаты своего эксперимента на мышах. В ходе эксперимента он разделил мышей на две группы. Первая группа питалась основными компонентами молока: белками, жирами и углеводами, а вторая — натуральным молоком. В течение месяца мыши из первой группы начали терять в весе, перестали расти, заболели и в итоге погибли. А мыши из второй группы полноценно развивались. Результаты опыта дали Н. И. Лунину возможность сделать вывод, что в молоке, помимо основных компонентов, содержится небольшое количество неизвестных, но значимых веществ, без которых жизнедеятельность организма невозможна. Научная деятельность Лунина не нашла понимания среди коллег. Результаты оспаривались и подвергались критике, их объясняли тем, что пища, которой ученый кормил мышей могла быть просто невкусной и не особо непривлекательной для мышей и т. д.

Позже голландский ученый Х. Эйкман, работавший тюремным врачом на острове Ява, подтвердил теорию Лунина. Он заметил, что куры, питавшиеся на тюремном дворе остатками пищи заключенных, в основном рисом с шелухой, не страдают параличами. В то время как куры, выращенные на свободных территориях, постоянно болели и погибали. Среди свободных людей острова Ява тоже бушевало заболевание «бери-бери», которым заключённые не страдали. Изучив их рацион, Эйкман понял, что заключённые едят неочищенный рис, и сделал вывод, что шелуха содержит некое полезное вещество.

И только через 32 года предположения Н. И. Лунина смог полностью подтвердить польский ученый Казимир Функ. Он сумел выделить из оболочек риса кристаллическое вещество, которое помогло бороться с полиневритом у животных. Это вещество включало в себя аминогруппу с атомами азота и как выяснилось в дальнейшем, являлось необходимым для сохранения жизни человеку. Это вещество Функ назвал «витамином», т. е. амином жизни. Термин «витамин» прижился в науке и повседневной жизни. Таким образом, Николай Иванович Лунин, Х. Эйкман и Казимир Функ являются основоположниками науки о витаминах.

Но впервые в чистом виде витамин С был выделен из капусты в 1932 году американским биохимиком Чарльзом Г. Кингом, примерно в это же время аскорбиновая кислота была химически синтезирована американским химиком венгерского происхождения Альбертом Сент-Дьёрди.

1.2 Классификация витаминов

Удивительно, но механизм действия витаминов был изучен гораздо раньше, чем их строение, но он и послужил началом их классификации.

Буквенная классификация использовалась изначально, она не давала четкой характеристики каждому витамину, но тем ни менее она устойчиво закрепилась в научном и повседневном использовании, и мы пользуемся этой классификаций до сих пор.

Витамины принято обозначать буквами латинского алфавита: A, В, C, D, K и др. или специальными названиями.

По своим физическим свойствам витамины делятся на две большие группы: водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые	Жирорастворимые
В1 (Тиамин)	А (Ретинол)
В2 (Рибофлавин)	D (Кальциферол)
В3 (Пантотеновая кислота)	Е (Токоферол)
В5 (РР) (Никотинамид)	К (Филлохинон)
В6 (Пиридоксин)
В9 (Фолиевая кислота)
В12 (Цианокобаламин)
Н (Биотин)
С (Аскорбиновая кислота)
Р (Рутин)

Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, главным образом, в жировой ткани и печени. Основная особенность водорастворимых витаминов заключается в том, что они либо не накапливаются в организме совсем, либо в очень малом количестве и при избытке выводятся с мочой.

Основным источником витаминов являются продукты питания.

1.3 Значение витаминов в жизни человека

Витамины — залог долгой полноценной, здоровой жизни. Без них невозможна правильная работа всех систем организма. Витамины — незаменимые компоненты пищи.

Дефицит витаминов в организме может развиваться вследствие недостаточного поступления их с пищей, нарушения микрофлоры кишечника, которая участвует в вырабатывании ряда витаминов, болезненных состояний, при которых витамины не усваиваются.

До открытия витаминов, многие заболевания казались необъяснимыми. Люди не могли понять, почему болеет сытый человек и не обращали внимания на скудный и однообразный рацион. Объяснить болезнь было проще «наказанием свыше», так как знаний о необходимости определённых элементов в питании было недостаточно.

Смелые и физически крепкие мужчины, путешественники и моряки, вдруг ощущали упадок сил, головокружение, у них выпадали зубы и кровоточили десны. На коже появлялись кровоизлияния и раны, начинали болеть суставы, ломались кости. На этом фоне присоединялись и различные инфекции. Все эти проявления были симптомами такого заболевания как цинга, которая возникает при нехватке витамина С.

Такое заболевание как рахит появилось еще в древние времена. Им страдали дети, кости которых изменяли форму. Это заболевание отображалось даже на картинах художников эпохи Ренессанса (XIV). У детей на картинах непропорционально большие головы и искривленные конечности. В это время рахит носил характер эпидемии.

Вспышки различных заболевания наблюдались в основном в тех странах, где пища была однообразной. Например, в Румынии, на Балканах, Италии, Испании и США люди в основном питались кукурузой и еще в прошлом веке массово страдали от пеллагры. Симптомами этого заболевания были: воспаление и шелушение кожи, расстройства желудочно-кишечного тракта, тяжелейшие психические расстройства.

Причиной этих и многих других заболеваний был дефицит витаминов, относят эти заболевания к авитаминозам.

Несмотря на то, что строение и роль витаминов были изучены в ХХ веке, люди старались бороться с подобными болезненными состояниями задолго до этого. Они противодействовали авитаминозам, основываясь на своих наблюдениях и жизненном опыте. Так, в 1753 году корабельный доктор Джеймс Линд определил, что употребление цитрусовых предотвращает цингу. Через несколько лет после этого, военный врач из Японии, Канехеро Такаки, выявил, что моряки, в состав пищи которых входит исключительно полированный рис, страдают от заболевания бери-бери. Он рекомендовал добавить в меню овощи, фрукты, мясо и рыбу и тем самым решил проблему.

Удивительно, но витамины сами по себе не являются ни строительным материалом для клеток и тканей, ни источником энергии, они не способны вызывать бодрость, не могут заменить собой пищу, белки, жиры и углеводы.

Витамины — это низкомолекулярные органические соединения, так как их молекулы намного меньше молекул тех же белков или углеводов. Их относят к органическим соединениям так как в состав входит углерод, водород, кислород, некоторые соединения содержат также азот, серу, фосфор и иногда другие химические элементы.

Нормальное, полноценное функционирование организма невозможно без всех необходимых витаминов. Витамины регулируют все обменные процессы в организме. Витамины — очень важные элементы ферментной и гормональной систем. Они обеспечивают полноценный энергообмен в организме, влияют на самочувствие и хорошую физическую форму. Витамины действуют на организм «комплексно». Но витамины каждого комплекса должны содержаться в организме строго в определенном количестве, так как избыток витаминов также опасен для организма, как и недостаток.

1.4. Витами С. Физиологическая роль и биохимические свойства

Физиологическая роль:

Витамин С является мощнейшим антиоксидантом, так как защищает иммунную систему и содействует борьбе организма со свободными радикалами, которые образуются в организме каждый день в процессе жизнедеятельности клеток, а также в результате воздействия на организм неблагоприятных факторов, таких как ультрафиолетовое излучение, химические вещества, газы и тд.

Витамин С участвует в окислительно-восстановительных процессах, а также в составе ферментов участвует в клеточном дыхании. Аскорбиновая кислота «запускает» ферменты пищеварения. Для синтеза белка соединительной ткани, входящей в состав тканей суставов и стенок кровеносных сосудов тоже необходим витамин С.

Витамин С нормализует эластичность и проницаемость стенок кровеносных сосудов, участвует в углеводном и белковом обмене, регулирует работу желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы. Повышает сопротивляемость организма к различным вирусам и инфекциям, стимулирует выработку гормонов надпочечников, содействует регенерации тканей. Способствует усваиванию организмом кальция и железавыведению токсичных веществ, таких как свинец, ртуть и тд.

Витамин С уничтожает патогенные бактерии, вызывающие кариес зубов, укрепляет ткани и сосуды десен.

Аскорбиновая кислота обеспечивает устойчивость к стрессу, так как принимает участие в синтезе гормонов кортизола и адреналина. Стабилизирует вес тела, так как участвует в биосинтезе карнитина из алифатической аминокислоты лизина. Карнитин переносит молекулы жира в клетку, где она окисляется и высвобождается энергия.

Аскорбиновая кислота применяется при лечении цинги и инфекционных заболеваний. В составе комплексной терапии при носовых, легочных и других кровотечениях, переломах костей и плохозаживающих ранах, туберкулезе, гепатите, ревматизме и т. д. Рекомендуют Витамин С также при повышенных физических и умственных нагрузках, в период беременности и грудного вскармливания, в период выздоровления после тяжелых длительных заболеваний, при стрессовых и шоковых состояниях.

Биохимические свойства:

Аскорбиновая кислота (витамин С), С6Н8О6, водорастворимый витамин (рис.1).

Рис. 1 Формула аскорбиновой кислоты

Витамин С в соответствии с его структурой имеет следующее наименование: γ-лактон (внутренний эфир) 2,3-диенол-L-гулоновой кислоты.

Представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 192 °C. Хорошо растворяется в воде, при этом образуются кислые растворы. В спирте, ацетоне и глицерине растворятся плохо.

Витамин С — неустойчивое соединение. Быстро разрушается при наличии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании.

Разрушает витамин С не только воздействие температуры, но и длительное хранение, ультрафиолетовое излучение.

Аскорбиновая кислота — сильный восстановитель и легко окисляется даже слабыми окислителями, превращаясь при этом в дегидроаскорбиновую и дикетогулоновую кислоту (рис. 2).

Рис. 2 Окисление аскорбиновой кислоты

Как видно из формулы, аскорбиновая кислота является ненасыщенным соединением и не содержит свободной карбоксильной группы. Кислый характер этого соединения обусловлен наличием двух енольных гидроксилов, способных к диссоциации с отщеплением водородных ионов, по-видимому, в основном у третьего углеродного атома.

Аскорбиновая и дегидроаскорбиновая кислоты резко отличаются по своим физико-химическим свойствам. Аскорбиновая кислота имеет 2 ассиметричных атома углерода и обладает оптической активностью, реагирует как одноосновная кислота (кислотные свойства связаны с ОН-группой у С3). Биологически активна L-аскорбиновая кислота. L-аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легкорастворимое в воде с образованием кислых растворов. Сухая аскорбиновая кислота устойчива к действию света, водные растворы легко разрушаются. При окислении аскорбиновая кислота превращается в дегидроаскорбиновую кислоту, которая является уже нейтральным веществом.

Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде, при нагревании, особенно в присутствии кислорода. 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) [2, с.65].

В отличие от большинства млекопитающих у приматов и человека аскорбиновая кислота не синтезируется, а значит должна поступать с пищей.

Она хорошо всасывается в тонком кишечнике, затем поступает в кровь и распространяется по всем органам и тканям.

1.5. Источники содержания витамина С

Витамин С можно смело называть самым распространенным и доступным витамином в природе. Основное его содержание приходится на растительную пищу. Содержание витамина значительно выше у молодых растений. Семена и зерна не содержат витамин С, но при прорастании концентрация его в молодых побегах очень высока. В большом количестве витамин С содержат фрукты, особенно цитрусовые, ягоды, зленые овощи, помидоры, все виды капусты, шпинат, все виды салата, петрушка, шиповник, хвоя, мята перечная, щавель, ламинария, листья винограда, черной смородины, малины и т. д. Образование и накапливание аскорбиновой кислоты в растениях одних и тех же видов может сильно отличаться в зависимости от внешних факторов и условий хранения. Количество витамина С в овощах и фруктах напрямую зависит от качества почвы, используемых удобрений, техники, полива, температурного режима хранения, влажности и т. д.

Продукты животного происхождения не так богаты витамином С, но в некоторых из них он может содержаться в достаточном количестве, например в печени, почках, в икре некоторых видов рыб. А также витамин С в некоторых продуктах может находиться в связанной форме, что усложняет процесс его определения, например в грудном молоке.

Содержание витамина С в пищевых продуктах

Наименование продуктов	Содержание витамина С(мг) в 100 г продукта
Шиповник сухой/свежий	1200/650
Смородина черная	200,0
Щавель	45,0
Земляника	40,0
Печень	31,6
Капуста свежая	30,0
Салат	30,0
Редис	20,0
Ананас	20,0
Вишня	15,0
Картофель	10,0
Свекла	10,0
Лук репчатый	10,0
Абрикос	7,0
Виноград	6,0
Морковь	5,0
Говядина	2,0
Свинина	1,3
Молоко	1,0
Судак	0,6

1.6. Суточная норма витамина С

Так как витамин С не синтезируется в организме и является водорастворимым, его запас в организме должен постоянно пополняться.

Физиологическая суточная потребность для взрослого человека в витамине С составляет 60 -100 мг, для ребенка — 30–70 мг. Такое количество аскорбиновой кислоты содержится в 200 граммах лимона или всего в 50 граммах плодов смородины. Но, к сожалению, в настоящее время резко ухудшилась экологическая обстановка, недобросовестные фермеры в погоне за быстрым заработком используют запредельные нормы вредных удобрений, ухудшается и эпидемиологическая ситуация, следовательно реальная потребность в витамине С в данных условиях намного выше установленного ранее уровня. Поэтому такое большое значение имеет определение содержание витамина С в продуктах питания.

Суточная потребность человека в витамине С также зависит от следующих факторов: возраст (у пожилых людей витамин С усваивается хуже), пол, физические нагрузки, высокая подверженность респираторным заболеваниям, беременность и кормление грудью. Работа на вредном производстве и вредные привычки также увеличивают расход витамина С. А также у людей, живущих в условиях жаркого и холодного климата потребность в витамине С, возрастает практически в 2 раза.

Рекомендуемая суточная потребность в витамине С (для здоровых людей в благоприятных условиях):

Категория	Дети					Девочки подростки	Мальчики подростки
Возраст	0–6 мес	6–12 мес	1–3 лет	4–8 лет	9–13лет	14–18 лет	14–18 лет
Вит.С(мг/сут.)	40	50	40	45	50	65	75

Категория	Мужчины	Женщины	Беремен.женщины	Кормящие женщины
Возраст	Старше 18	Старше 18	Старше 18	Старше 18
Вит.С(мг/сут.)	95	90	100	120

2. Собственные исследования

2.1. Опрос

С целью изучения осведомлённости населения о пользе витамина С, а также для определения наиболее популярных торговых марок сока и предпочитаемых овощей и фруктов, мной был проведен опрос, в котором приняли участие 35 человек (Приложение 1).

Респондентам были поставлены следующие вопросы и даны варианты ответов:

1. Ваш возраст
2. Знает ли вы о пользе витамина С?

ᴏ да ᴏ нет

3. Как вы думаете содержание витамина С больше в продуктах животного или растительного происхождения?

ᴏ животного ᴏ растительного

4. Вы часто употребляете цитрусовые (лимон, лайм, апельсин и др.)?

ᴏ да ᴏ нет

5. Как часто вы употребляете свежие овощи и фрукты?

ᴏ каждый день ᴏ несколько раз в неделю ᴏ редко

6. В каком виде вы предпочитаете фрукты

ᴏ в натуральном виде ᴏ сок ᴏ компот

7. Какие фрукты и овощи вы употребляете чаще всего?

— -------------------------------------------------------------------------

8. Соки каких торговых марок вы предпочитаете?

— -----------------------------------------------------------------------

9. Изучаете ли вы информацию, предоставленную производителем о содержании витамина С?

ᴏ да ᴏ нет

10. Употребляете ли вы аптечные препараты, содержащие аскорбиновую кислоту?

ᴏ да ᴏ нет

11. Часто ли вы болеете простудными заболеваниями?

ᴏ да ᴏ нет

12. Дата

В опросе приняли участие люди различных возрастных групп (от 11 до 70 лет). Для удобства я разделил их на 4 группы, примерно подходящие по возрасту.

По результатам опроса видно, что представители абсолютно всех возрастных категорий знают о пользе витамина С и что его содержание выше в продуктах растительного происхождения.

Респонденты младшей возрастной группы (11–19 лет) в основном отдают предпочтение цитрусовым и фруктам своего региона (яблоки, груши, персики).

Возрастная группа (20–36 лет) предпочтение отдает фруктовым сокам и овощам местного происхождения (капуста, картофель, морковь, огурцы)

Возрастная группа (37–55 лет) отдаёт предпочтение свежим овощам и фруктам, но употребляет их не так часто. Из устного опроса я сделал вывод, что это связано с некоторой дороговизной товаров и недоверием к поставщикам, т. к. некоторые участники опроса, считают, что фрукты и овощи «напичканы» удобрениями.

Участники опроса старшей возрастной группы (56–70 лет) чаще остальных возрастных групп используют аптечные препараты, содержащие витамин С.

Данный опрос показал, что лишь небольшой процент респондентов обращает внимание на состав соков промышленного производства, а именно на содержание в нем витамина С.

Важно заметить, что среди опрошенных, ежедневно употребляющих овощи, фрукты, цитрусовые, а также аптечные препараты с витамином С процент подверженности частым респираторным заболеваниям гораздо ниже.

Представители старшей возрастной группы болеют респираторными заболеваниями чаще, это значит, что витамин С у них усваивается хуже и его недостаток нужно строго контролировать и компенсировать.

2.2. Опрос фокус-группы. Органолептический анализ образцов сока

Для исследования было взято 9 образцов сока: «Вкусника», «Добрый», «Сочный фрукт», «Сочный фруктовый беспредел», «Rich», «Frux», «Villa Dini» «Buko» «Justik» Торговые марки сока отбирались согласно опросу, проведенному мной в пункте 2.1 (Приложение 1).

Для выявления особенностей вкусовых ощущений и объективности исследования, была организована фокус-группа (в составе 10 человек), которая оценивала органолептические показатели образцов сока (Фото 1).

Участникам была предоставлена таблица с основными органолептическими показателями (Приложение 2):

— соответствие вкуса и запаха исходным фруктам (яблоко)

— прозрачность

— однородность по всей массе

— запах (особенности)

— вкус/привкус (особенности)

— оценка (место в списке от более хорошего (1) к менее хорошему (9))

По мнению участников все образцы обладали прозрачностью и однородностью по всей массе. 20 % участников нашли, что запах и вкус в образце под номером 5 («Rich») слабо соответствует исходному фрукту. Еще 20 % нашли, что вкус и запах не соответствуют заявленному производителем фрукту в образцах 2 и 4 («Добрый» и «Сочный фруктовый беспредел»). 10 % опрошенных усомнились в запахе яблока в образцах: 3,7,8,9 («Сочный фрукт», «Villa Dini» «Buko» «Justik»). 60 % участников нашли, что образцы 3,4,8 («Сочный фрукт», «Сочный фруктовый беспредел», «Buko») имеют более резкий запах и концентрированный кислый вкус относительно других образцов.

Наивысшую оценку (место) получили образцы под номерами: 5 («Rich»), 9 («Justik»), 6 («Frux»).

Органолептические показатели — это показатели, определяемые с помощью органов чувств человека, они бесспорно важны, но только лабораторный анализ позволяет достоверно установить истинный состав продукта, выявить отклонения от нормы, содержание добавок и т. д.

2.3. Определение содержания витамина С в свежевыжатом соке яблока и в яблочном соке различных торговых марок.

Существует целый ряд лабораторных методов определения содержания витамина С в различных продуктах питания, но самый доступный из них — метод йодометрии. Этот метод обладает достаточной точностью, чтобы опираться на его результаты при контроле содержания витамина в своем рационе питания даже в домашних условиях.

Аскорбиновая кислота обладает, в отличие от других кислот, таким свойством как быстрое взаимодействие с йодом. Реакция протекает по следующей схеме:

I ₂ + C ₆ H ₈ O ₆ = C ₆ H ₆ O ₆ + 2HI

Известно, что 1 моль йода составляет 254г и реагирует с одним молем аскорбиновой кислоты, составляющим 176 г. Для более точного титрования используется 0, 125 % раствор йода, который готовится из 5 % аптечной настойки (ее концентрация составляет 0,2 моль/литр) разбавленной в 40 раз дистиллированной водой. Таким образом, концентрация раствора йода снизится до 0,005 моль/литр. 1 мл такого раствора соответствует 0, 88мг аскорбиновой кислоты, это показывают следующие расчеты:

Найдем n аскорбиновой кислоты на 1 мл раствора йода (концентрация 0,005 моль/литр)

=

Х = = 0,5 х 10– ⁵ моль/мл

Уравнение реакции между C ₆ H ₈ O ₆ и I ₂ показывает, что n(C ₆ H ₈ O ₆ ) = n(I ₂ )

Значит, n(C ₆ H ₈ O ₆ ) = n(I ₂ ) = 0,5 х 10– ⁵ моль/мл

Далее находим сколько г C ₆ H ₈ O ₆ содержится в 0,5 х 10– ⁵ моль/мл

Составим пропорцию:

= ⇒ х=176г х 05х10– ⁵ = 176000 мг х 0,5 х 10– ⁵ = 0,88 мг

Полученные результаты нужно умножить на 5, т. к. содержание аскорбиновой кислоты рассчитывается в мг на 100г или мл.

Следовательно, формула для расчета витамина С в 100 мл:

m(C ₆ H ₈ O ₆ ) = V(I ₂ ) x 0,88 х 5

Количество израсходованного раствора йода можно посчитать с помощью аптечной пипетки или шприца по количеству капель. В полученном мной растворе 0, 125 % йода получилось 26 капель в 1 мл.

Индикатором в данной реакции будет крахмал. Для приготовления жидкого крахмального клейстера берем 2 г крахмала, растворяем его в 10 мл дистиллированной воды комнатной температуры и постепенно вводим крахмальную взвесь в 100 мл горячей воды и доводим до кипения. Полученный клейстер охлаждаем до комнатной температуры и набираем в шприц для дальнейшего использования (Фото 2).

Для определения погрешности используемого метода я провел реакцию с аптечным препаратом, содержащим 100 мг аскорбиновой кислоты. Таблетку я растер (Фото 3) и полученный порошок растворил в 500 мл дистиллированной воды. К аскорбиновой кислоте я добавил 5 мл крахмального клейстера. С помощью шприца взял 20 мл раствора (аскорбиновой кислоты в нем стало в 25 раз меньше), подготовил 0,125 % раствор йода и приступил к титрованию до появления стойкого синего цвета (Фото 4).

На титрование ушло 117 капель йода, т. е. 4,5 мл (117: 26 (капель в одном мл раствора) = 4,5 мл)

Аскорбиновой кислоты в растворе получилось: 0,88 х 4,5 = 3,96 мг

Содержание аскорбиновой кислоты в таблетке составляло 100 мг, т. е. в 25 раз больше: 3,96 х 25 = 99 мг. Такая незначительная погрешность свидетельствует о достоверности титрования в домашних условиях.

Определение содержания аскорбиновой кислоты в свежевыжатом соке яблока

Берем 1 свежее зеленое яблоко, отрезаем от него кусок, весом 50 гр. Натираем его на пластиковой терке (чтобы избежать соприкосновения с металлом и окисления) и отжимаем сок при помощи марли. Полученные 20 мл сока доводим до 100 мл дистиллированной водой (Фото 5).

Добавляем в полученный раствор 1 мл крахмального клейстера. Далее по капле добавляем раствор йода до получения устойчивого синего цвета.

Также на терке перетираем еще 50 г яблока, но не выжимаем сок, а отбираем 20 мл взвеси вместе с мякотью и кожурой (Фото 6). Аналогичным образом доводим полученную взвесь до 100 мл. При помощи раствора йода проводим титрования до получения синего цвета (Фото 7).

Составим пропорцию для свежевыжатого яблочного сока согласно полученным данным:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 58 капель раствора йода

1 мл раствора йода соответствует 0,88 мг аскорбиновой кислоты

Х = 58: 26 = 2,23 х 0,88 = 2 х 5 = 10 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл раствора

Пропорция для сока яблока с мякотью и кожурой:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 82 капли раствора йода

1 мл раствора йода соответствует 0,88 мг аскорбиновой кислоты

Х = 82: 26 = 3,15 х 0,88 = 2,8 х 5 = 14 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл

По результатам эксперимента можно сделать вывод, что витамин С находится не только в соке яблока, но и в кожуре и мякоти.

Определение содержания аскорбиновой кислоты в промышленных соках

Для анализа были взяты соки торговых марок, которые отдают предпочтение участники опроса (Фото 8).

1. Сок ТМ «Сочный фруктовый беспредел»:

Для анализа было взято 20 мл сока (сок я не разбавлял водой, т. к. все соки восстановленные и производители указывают в составе воду) и 1 мл крахмального клейстера. Для титрования потребовалось 103 капли раствора йода (Фото 9).

Составим пропорцию:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 84 капли раствора йода

Х = 84: 26 = 3,23 х 0,88 = 2,84 х 5 = 14,2 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

2. Сок ТМ «Сочный фрукт. Яблоко»

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 70 капель раствора йода

Х = 70: 26 = 2,7 х 0,88 = 2,4 х 5 = 12 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

3. Сок ТМ «Добрый»

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 54 капли раствора йода

Х = 54: 26 = 2,08 х 0,88 = 1,8 х 5 = 9 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

4. Сок ТМ «Rich»:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 40 капель раствора йода

Х = 40: 26 = 1,53 х 0,88 = 1,35 х 5 = 6,75 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

5. Сок ТМ «Вкусника»:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 28 капель раствора йода

Х = 28: 26 = 1,07 х 0,88 = 0,94 х 5 = 4,7 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

6. Сок ТМ «Justik» (Фото 10, 11):

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 101 капля раствора йода

Х = 101: 26 = 3,9 х 0,88 = 3,43 х 5 = 17,15 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

7. Сок ТМ «FRUX»:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 18 капель раствора йода

Х = 18: 26 = 0,7 х 0,88 = 0,61 х 5 = 3,05 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

8. Сок ТМ «Buko»:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 118 капель раствора йода

Х = 118: 26 = 4,53 х 0,88 = 4 х 5 = 20 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

9. Сок ТМ «Villa Dini»:

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 68 капель раствора йода

Х = 68: 26 = 2,61 х 0,88 = 2,3 х 5 = 11,5 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

Полученные результаты я отобразил в сводной таблице:

№	Наименование	Содержание аскорбиновой кислоты (мг) в 100 мл сока
1	Свежевыжатый сок яблока (без мякоти)	10
2	Свежевыжатый сок яблока (с мякотью и кожурой)	14
3	ТМ «Сочный фруктовый беспредел»	14,2
4	ТМ «Сочный фрукт. Яблоко»	12
5	ТМ «Добрый»	9
6	ТМ «Rich»	6,75
7	ТМ «Вкусника»	4,7
8	ТМ «Justik»	17,15
9	ТМ «FRUX»	3,05
10	ТМ «Buko»	20
11	ТМ «Villa Dini»	11,5

2.4. Определение содержания витамина С в свежих ягодах и фруктах

Для эксперимента я использовал сезонные фрукты и ягоды нашего региона (Фото 12).

Расчеты я проводил согласно той же формуле: m(C ₆ H ₈ O ₆ ) = V(I ₂ ) x 0,88 х 5

Из 100 мл готового нектара я отбирал 20 мл, добавлял к ним 1 мл крахмального клейстера и при помощи раствора йода проводил титрование до получения устойчивого синего цвета:

1. Красная смородина (ягоды тщательно растирались в ступке (Фото 13))

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 186 капель раствора йода

Х = 186: 26 = 7,15 х 0,88 = 6,29 х 5 = 31,45 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

2. Белая смородина (Фото 14)

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 212 капель раствора йода

Х = 212: 26 = 8,15 х 0,88 = 7,17 х 5 = 35,85 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

3. Черная смородина (Фото 15)

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 765 капель раствора йода

Х = 728: 26 = 29,42 х 0,88 = 25,88 х 5 = 129,4 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

4. Малина (Фото 16)

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 148 капель раствора йода

Х = 148: 26 = 5,7 х 0,88 = 5,01 х 5 = 25,05 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

5. Крыжовник (Фото 17)

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 273 капли раствора йода

Х = 273: 26 = 10,5 х 0,88 = 9,24 х 5 = 46,2 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

6. Абрикос (Фото 18)

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 57 капель раствора йода

Х = 57: 26 = 2,2 х 0,88 = 1,9 х 5 = 9,5 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

7. Ежевика (Фото 19)

1 мл раствора йода — 26 капель раствора йода

Х мл раствора йода — 93 капли раствора йода

Х = 93: 26 = 3,58 х 0,88 = 3,15 х 5 = 15,75 (мг) аскорбиновой кислоты в 100 мл сока

Полученные результаты я отобразил в сводной таблице:

№	Наименование	Содержание аскорбиновой кислоты (мг) в 100г продукта
1	Черная смородина	129,4
2	Крыжовник	46,2
3	Белая смородина	35,85
4	Красная смородина	31,45
5	Малина	25,05
6	Ежевика	15,75
7	Абрикос	9,5

По результатам эксперимента видно, что лидером по содержанию витамина С среди выбранных ягод и фруктов является черная смородина.

2.5. Влияние различных факторов на содержание витамина С в продуктах питания (на примере яблока)

Аскорбиновая кислота, содержащаяся в овощах и фруктах — соединение крайне нестабильное и легко разрушается при воздействии различных факторов. Для приготовления различных блюд мы чаще всего используем следующие способы обработки: замораживание, кипячение, нагрев. И для того, чтобы определить какой из этих способов наиболее «щадящий» я провел следующий эксперимент.

Я взял свежевыжатый сок красного яблока в объеме 100 мл и отобрал от него 20 мл для определения содержания витамина С при комнатной температуре (получилось 7 мг/100мл) и еще три пробы по 20 мл, которые поместил в три контейнера (Фото 20) для замораживания, кипячения и нагрева в микроволновой печи.

2.5.1. Содержание витамина С при заморозке

В нескольких источниках я нашёл противоречивую информацию. В одних говорилось, что при замораживании аскорбиновой кислоты в продуктах становится больше, в других говорилось о больших потерях витамина С, а третьи утверждали, что при замораживании содержание витамина С практически не меняется. Чтобы понять как дела обстоят на самом деле, я заморозил (в течение 2 часов) одну из трех проб яблочного сока (Фото 21). После разморозки содержание витамина С составило 6,7 мг, т. е. потеря составила 4, 28 %.

2.5.2. Содержание витамина С при кипячении

Основным способом приготовления пищи является варка (кипячение). Некоторые овощи практически невозможно употреблять без предварительной обработки (например картофель), а некоторые фрукты хозяйки любят консервировать на зиму, варить из них компоты и варенье. Известно, что при длительном кипячении разрушается большинство витаминов. Так ли это я решил проверить на примере яблочного сока (одна из трех проб 20 мл).

Так, как объем сока у меня был небольшой, я взял кастрюлю, закипятил в ней воду и при помощи мензурки и держателя нагревал сок в течение 5 минут (Фото 22). После того как сок остыл, я определил содержание аскорбиновой кислоты методом титрования. В соке после кипячения содержалось 5,1 мг аскорбиновой кислоты, потеря составила 27,14 %.

2.5.3. Содержание витамина С при воздействии микроволн

Использование микроволновой печи распространенный и очень удобный способ для разморозки и нагрева пищевых продуктов. Для того, чтобы понять, как влияет действие микроволновой печи на водорастворимый витамин С и проверить это на практике, я изучил работу Коденцовой В. М. — доктора биологических наук, профессора, заведующая лабораторией витаминов и минеральных веществ ФГБНУ «НИИ питания» «Влияние нагрева в микроволновой печи на жировой компонент и сохранность витаминов в пищевых продуктах». В данной работе указано, что содержание витамина С в овощах, приготовленных в микроволновой печи, выше, чем при отваривании или запекании. Сохранность витамина С и витаминов группы В, в блюдах, приготовленных с использованием микроволновой печи, сравнима или даже выше, чем при традиционных способах кулинарной обработки. Химические (образование канцерогенов) и микробиологические риски, связанные с приготовлением в микроволновой печи, зачастую ниже, чем в традиционной кулинарии [6, стр.16].

Для подтверждения изученного материала на практике, я взял контейнер с соком (3 проба 20 мл), сделал иглой несколько отверстий в крышке и поместил его в микроволновую печь на 1 минуту (Фото 23). После того как сок остыл, провел титрование, которое показало содержание аскорбиновой кислоты — 6, 62 мг, потеря составила 5,43 %.

№	Вид обработки	Содержание витамина С мг/100мл
1	При комнатной t 0	7
2	При кипячении (5 мин)	5,1
3	При замораживании	6,7
4	В СВЧ-печи (1 мин)	6,62

По результатам эксперимента можно сделать вывод, что даже при кратковременной варке (кипячении) витамин С разрушается быстрее. При замораживании содержание витамина С в продуктах можно сохранить на более длительный срок. Кратковременный нагрев в СВЧ-печи возможен без значительной потери качества продукта (по содержанию витамина С).

2.6. Рекомендации, основанные на результатах исследования

Рекомендации по употреблению и таблицы с содержанием витамина С в продуктах питания находятся в свободном доступе в сети Интернет, а также в справочниках и энциклопедиях. Дополнительное употребление витаминов может рекомендовать только врач.

Эксперименты, которые я провел, не являются лабораторными, а следовательно, не имеют высокую точность, но в тоже время могут быть подтверждением для научно-обоснованных фактов:

1. Употреблять лучше свежие овощи и фрукты
2. Производители пакетированных соков в основном не указывают содержание витаминов, т. к. после термической обработки сырья многие витамины (особенно витамин С) разрушаются. Естественного витамина С не остается или остается очень мало и добавляется аскорбиновая кислота промышленного производства (Фото 24). Некоторые производители указывают содержание витаминов на своей продукции (Фото 25, 26), что позволяет учитывать количество потребляемых витаминов в соке.
3. Витамин С разрушается при длительном хранении и наиболее эффективный способ его сохранности — замораживание.
4. При кипячении витамин С разрушается, и если для употребления продукта достаточно быстрого подогрева или приготовления, рационально использовать СВЧ-печь.

Выводы

Таким образом гипотеза моего исследования о возможности определения содержания витамина С в ягодах и фруктах, а также в соках промышленного производства в домашних условиях, подтвердилась.

Изучение литературы дало мне возможность получить больше информации о методе йодометрии (титрования), значении витамина С в жизнедеятельности организма, факторах, влияющих на его сохранность и разрушение.

Опрос населения показал, что люди знают о значении витамина С, стараются употреблять достаточное количество овощей и фруктов, но также часто употребляют пакетированные соки, считая их достаточным источником витамина С.

Опрос фокус — группы показал, что по органолептическим показателям определить качество сока очень сложно и по вкусу определить реальное содержание аскорбиновой кислоты и других витаминов невозможно. Производителям следует более детально расписывать состав своей продукции.

С помощью йодометрического метода мне удалось определить содержание витамина С в свежевыжатом соке и соке промышленного производства. В пакетированных соках содержание витамина С может быть выше и ниже (в зависимости от торговых марок), чем в свежевыжатом соке, но в свежих фруктах витамины естественного происхождения, легче усваиваются и, следовательно, приносят больше пользы.

Анализ сезонных ягод и фруктов показал, что содержание витамина С сильно отличается в различных образцах и в летний период желательно разнообразить свой рацион для получения полезных элементов.

Употребление овощей и фруктов в свежем виде гораздо полезней, но в связи с тем, что в нашем регионе они носят сезонный характер, мы вынуждены прибегать к различным способам хранения и переработки. Наилучшим способом хранения является замораживание.

Этот способ позволяет максимально сохранить содержание витаминов и других микроэлементов на продолжительное время. При возможности быстрого приготовления или нагрева того или иного продукта лучше использовать СВЧ-печь для сохранности полезных свойств. Варка овощей и фруктов при необходимости тоже возможна, но следует учитывать, что содержание полезных веществ при этом сильно уменьшается.

Результаты, полученные в процессе экспериментов, приблизительны, т. к. высокой точности можно достичь только в лабораторных условиях. Но используя метод йодометрии, можно приблизительно определить количество потребляемого витамина С в сутки, т. к. от этого зависит наше самочувствие и здоровье в целом.

Фото 1.Фото 2.

Фото 3.Фото 4.

Фото 5.Фото 6.

Фото 7. Фото 8.

Фото 9. Фото 10.

Фото 11.Фото 12.

Фото 13. Фото 14. Фото 15.

Фото 16. Фото 17.

Фото 18. Фото 19. Фото 20.

Фото 21. Фото 22. Фото 23.

Фото 24. Фото 25.

Фото 26.

Литература:

1. Сорока Н. Ф. С 65 Питание и здоровье.—Мн.: Беларусь, 1994,— 350 с.: ил.
2. Савченко А. А. Витамины как основа иммунометаболической терапии / А. А. Савченко, Е. Н. Анисимова, А. Г. Борисов, А. Е. Кондаков.– Красноярск: Издательство КрасГМУ, 2011. — 213 с.
3. Северин Е. С., Алейникова Т. Л., Осипов Е. В., Силаева С. А. Б63 Биологическая химия. — М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. — 364 с.
4. Эмануэль Н. М., Заиков Г. Е. Химия и пища. — М: Наука, 1986. — 173с., 6 ил. — (Серия «Наука и технический прогресс»).
5. Витамины [Электронный ресурс]: ФБУЗ «Центр гигиенического образования населения» Роспотребнадзора. — Режим доступа: http://cgon.rospotrebnadzor.ru/content/sostav-pitaniya/vitaminy-v-pitanii (дата обращения: 01.06.2022).
6. еLIBRARY — научная электронная библиотека: Влияние нагрева в микроволновой печи на жировой компонент и сохранность витаминов в пищевых продуктах; Коденцова В. М., Кочеткова А. А., Рисник Д. В., Саркисян В. А., Бессонов В. В. Вопросы питания. 2015. Т. 84. № 5. С. 16–30. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24336057 (дата обращения: 29.06. 2022).
7. Титрование [Электронный ресурс]: Энциклопедия Кругосвет Универсальная научно-популярная энциклопедия. Режим доступа: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/TITROVANIE.html#:~:text=Анализ %20основан %20на %20том %2C %20что,соответствует %20концентрации %20около %200 %2C2 %20моль %2Fл (дата обращения: 12.07. 2022).
8. Витамин С [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. — Режим доступа: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.c9eb0a37–62bb6aba-57950133–74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_C;(дата обращения: 03.08.2022).