Исследовательский проект "Почему овощи и фрукты кислые?"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

"Средняя общеобразовательная школа №1 г.Нязепетровска"

Исследовательский проект

"Почему овощи и фрукты кислые?"

Разработчик: Устюгова Софья Владимировна

учащаяся 7 «А» класса

Наставник: Ведерникова Светлана Владимировна

г. Нязепетровск, 2021 г.

Содержание

1. Введение 3 стр.

2. Цель работы, задачи исследования 4 стр.

3. Разнообразие органических кислот 5 стр.

4. Кислотность пищевых продуктов 8 стр.

5. Польза и вред кислых овощей 9 стр.

6. Почему необходимо знать где находится витамин С ? 11 стр.

7. Анализ анкетного вопроса 12 стр.

8. Определение витамина С методом йодометрии 13 стр.

9. Заключение 17 стр.

10. Список литературы 18 стр.

2

Введение

Пищевые кислоты представляют собой разнообразную по своим свойствам группу веществ органической и неорганической природы. Пищевые кислоты в организме человека играют важную роль:

1. обладают энергетической ценностью, участвуют в обмене веществ: лимонная кислота – 2,5 ккал/г, яблочная – 2,4 ккал/г, молочная – 3,6 ккал/г;

2. участвуют в процессах пищеварения, активирует перистальтику кишечника и стимулирует секрецию пищеварительных соков;

3. влияют на формирование определенного состава микрофлоры путем снижения pH;

4. тормозят развитие гнилостных процессов в толстом кишечнике;

5. отдельные кислоты (лимонная) препятствуют образованию канцерогенных нитрозоаминов, обладают антисептическим действием (бензойная кислота).

3

Проблемная ситуация:

Я знаю, что мы употребляем в пищу много фруктов и овощей. На вкус многие из них кислые. Из различных источников мы знаем, что в них содержится большое количество кислоты. Хотелось бы узнать о содержании кислот в овощах и фруктах больше, и рассказать о новом изученном своим одноклассникам.

Цель: Изучить вопрос о наличии кислот в овощах и фруктах.

Задачи:

1. Рассказать о том, в каких овощах и фруктах содержатся пищевые кислоты.

2. Определить их роль в нашей жизни.

3. Экспериментально определить наличие витамина С во фруктах, которые мы часто употребляем в зимнее время.

4. Сделать выводы о том, какие фрукты наиболее богаты витамином С.

Гипотеза:

• выяснить, можно ли с помощью несложных химических опытов определить наличие витамина С во фруктах, которые нам рекомендуют есть каждый день,

• правда ли то, что витамины во фруктах сохраняются долгое время.

Были использованы методы исследования:

• метод эксперимента – йодометрия;

• тестирование (в котором приняло участие 50 человек)

4

3. Разнообразие органических кислот

Важнейшей составной частью фруктов и ягод, а также некоторых овощей (томаты, щавель) являются органические кислоты, которые имеют не только вкусовое значение, но и играют важную роль в некоторых процессах обмена веществ и в процессах пищеварения. Органические кислоты принимают активное участие в «ощелачивании» организма. Органические кислоты оказывают влияние на процессы пищеварения, являясь сильными возбудителями секреции поджелудочной железы в моторной функции кишечника. Органические кислоты представлены во фруктах и овощах в большом разнообразии. В плодах содержатся главным образом яблочная, лимонная и винная кислоты. Во фруктах преобладает яблочная кислота, в ягодах - лимонная. Цитрусовые содержат значительное количество лимонной кислоты (в лимонах 6-8 %). В винограде имеется винная кислота (0,2-0,8 %). Небольшое количество винной кислоты содержится в красной смородине, крыжовнике, бруснике, землянике, сливах, абрикосах. В небольших количествах в некоторых плодах обнаруживаются янтарная, щавелевая, муравьиная, бензойная, салициловая кислоты. Янтарная кислота содержится главным образом в незрелых яблоках, крыжовнике, смородине, винограде. Салициловая кислота - в землянике, малине, вишне. Муравьиная кислота - в малине. Особо следует остановиться на щавелевой кислоте, с которой связан ряд неблагоприятных влияний на состояние организма. Наиболее часто ограничиваются овощи и плоды с высоким содержанием щавелевой кислоты. К ним относятся щавель, шпинат, ревень, инжир. Количество щавелевой кислоты в щавеле 360 мг%, в шпинате 320 мг%, в ревене 240 мг% и в инжире 100 мг%. Щавелевая кислота образует неблагоприятные связи, способствующие нарушению обмена, особенно солевого. Она может образовываться в самом организме из углеводов, а также в процессе метаболизма аскорбиновой кислоты. Источником щавелевой кислоты в небольшой степени являются такие повседневно потребляемые продукты, как картофель и свекла (содержат 40 мг% щавелевой кислоты). Небольшим содержанием щавелевой кислоты отличаются помидоры, количество ее не превышает 5 мг%.

Наиболее типичными в составе различных плодов и ягод являются лимонная и яблочная кислоты. Из числа других кислот часто обнаруживаются хинная, янтарная и щавелевая. К распространенным относятся также шикимовая, гликолевая, фумаровая, глицериновая и винная кислоты. Концентрации отдельных органических кислот в различных плодах и ягодах различны. Цитрусовые плоды содержат в основном лимонную кислоту и небольшие количества яблочной.

5

Содержание последней в апельсинах составляет 10 – 25%, в мандаринах – до 20%, в грейпфрутах и лимонах – до 5% по отношению к общей кислотности. В отличие от плодов, в кожуре апельсинов содержится значительное (примерно 0,1%) количество щавелевой кислоты . Лимонная кислота оказывается основной также в кислотном спектре ананасов, где ее содержание достигает 85%. На долю яблочной кислоты в этих плодах приходится около 10%. Доминирующей кислотой в составе семечковых и косточковых плодов является яблочная и её содержание в их кислотном спектре колеблется от 50 до 90%. В кислых сортах яблок яблочная кислота составляет более 90% общей кислотности, в черешне и вишне ее концентрация достигает 85 – 90%, в сливах (в зависимости от сорта) – от 35 до 90%. В числе других кислот в этих плодах – лимонная и хинная. Более 90% кислотности приходится на яблочную, лимонную и хинную кислоты в таких плодах как персики и абрикосы, причем соотношение яблочной и лимонной кислот может колебаться в широком диапазоне, что в некоторых случаях связывают с изменением содержания этих кислот в плодах в процессе созревания. Установлено, например, что при созревании персиков количество яблочной кислоты в них значительно возрастает, а лимонной уменьшается

В отличие от других видов плодов, в винограде основной является винная кислота, которая составляет 50 – 65% общей кислотности. Остаток приходится на яблочную (25 – 30%) и лимонную (до 10%) кислоты. Содержание винной кислоты в процессе созревания винограда снижается менее интенсивно, чем винной. В большинстве видов ягод, за исключением винограда, крыжовника, черники и ежевики, преобладает лимонная кислота. Например, в землянике на ее долю приходится 70 – 90%, в смородине – 85 – 90%. Содержание яблочной кислоты в этих ягодах – 10 – 15%. В ежевике 65 – 85% составляет изолимонная кислота, а в составе крыжовника – 45% яблочной и лимонной и 5 – 10% шикимовой. В плодах и ягодах некоторое количество кислот может находиться в виде солей. Например, их содержание в лимонах составляет до 3%, а в отдельных видах груш – 20 – 30%. В отличии от большинства органических кислот, молочная кислота в составе плодов и ягод, очевидно образуется только микробиологическим путем. Кислотный спектр овощей преимущественно представлен теми же органическими кислотами, соотношение которых колеблется в значительных пределах. Помимо уже известных, в составе овощей обнаруживаются янтарная, фумаровая, пироглутаминовая и некоторые другие кислоты различного строения. Присутствие в томатах неорганических кислот – фосфорной, серной и соляной, является их отличительной особенностью.

6

Основную функцию органических кислот, входящих в состав пищи, определяет их участие в процессах пищеварения.

К таким функциям органических кислот можно отнести: 1) активация перистальтики кишечника; 2)   стимуляция секреции пищеварительных соков; 3)   влияние на формирование определенного состава микрофлоры путем снижения pH среды; 4) торможение развития гнилостных процессов в толстом кишечнике. Для различных органических кислот обнаружены некоторые другие эффекты воздействия. Показано, что отдельные пищевые кислоты, например лимонная, предотвращают образование в организме канцерогенных нитрозаминов, способствуют снижению риска возникновения и развития онкологических патологий. Лимонная кислота (соответственно, цитрат) способствует также усвоению организмом кальция (ее содержание в костях и зубах составляет 0,5 – 1,5%), оказывает активирующее или ингибирующее действие на некоторые ферменты. Бензойная кислота обладает антисептическим действием. Однако известно негативное воздействие некоторых кислот. Например, щавелевая кислота в виде кальциевой соли способна откладываться в суставах или в виде камней – в мочевыводящих путях. Основными пищевыми источниками этой кислоты являются зеленый крыжовник, листья шпината, щавеля и крапивы.

В противоположность этому, в процессах, предотвращающих выпадение солей кальция в мочеточниках, важную роль играет цитрат мочевины. Образование комплексов с кальцием и магнием лежит также в основе процесса торможения кровотечения. Винная кислота организмом человека не усваивается.

7

4. Кислотность пищевых продуктов

Кислый вкус пищевого продукта обусловливают ионы водорода, образующиеся в результате электролитической диссоциации содержащихся в нем кислот и кислых солей. Активность ионов водорода (активная кислотность) характеризуется показателем pH (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов). Значение pH Апельсиновый сок 3,2 – 3,5, Ананасовый сок 3,6, Виноградный сок 3,2, Грейпфрутовый сок 3,1, Банановый нектар 3,66, Цельное молоко 6,6 – 6,8, Сгущенное молоко 6,1 – 6,4, Йогурт 4,0 – 4,3, Какао напиток 6,3 – 6,4. Пищевые кислоты в составе продовольственного сырья и продуктов осуществляют различные функции, обусловленные качеством пищевых объектов. В составе комплекса вкусоароматических веществ они участвуют в формировании вкуса и аромата, принадлежащих к числу основных показателей качества пищевого продукта.

Именно вкус, наряду с запахом и внешним видом, оказывает более существенное влияние на выбор потребителем того или иного продукта, если сравнивать с такими показателями, как состав и пищевая ценность. Изменения вкуса и аромата часто являются характерными признаками начала порчи пищевого продукта или наличия в его составе посторонних веществ. Главное вкусовое ощущение, вызываемое присутствием кислот в составе продукта, – кислый вкус, который в общем случае пропорционален концентрации ионов Н+ (с учетом различий в активности веществ, вызывающих одинаковое вкусовое восприятие). Например, пороговая концентрация (минимальная концентрация вкусового вещества, воспринимаемая органами чувств), позволяющая ощутить кислый вкус, составляет для лимонной кислоты 0,017%, для уксусной–0,03%

8

5. Польза и вред кислых овощей и фруктов

В большинстве фруктов содержится витамин С, но в разной концентрации. Плоды с содержанием аскорбиновой кислоты относятся к категории кислых. Они имеют ярко выраженный вкус и послевкусие. Благодаря фруктозе во фруктах есть приятный кисло-сладкий привкус с терпкой ноткой. Самый кислый фрукт – лимон. В 100 г продукта содержится 40 г аскорбиновой кислоты. Элемент помогает бороться с простудными заболеваниями, улучшает метаболизм.
При правильном сочетании кислых плодов с другими продуктами, они принесут только пользу. Небольшие порции очищенных груш, слив, персиков способны укрепить иммунитет и повысить сопротивляемость к вирусам, бактериям. Польза от употребления кислых плодов: улучшают усвоение пищи, помогают пищеварительной системе; расщепляют жиры; заряжают энергией на весь день; помогают справиться с быстрой утомляемостью; приводят организм в тонус; разжижают кровь; предотвращают возникновение тромбоза; снижают высокую температуру тела. Плоды оказывают положительный эффект на женский организм во время вынашивания ребенка. Они подавляют рвотный рефлекс. Детям рекомендованы фрукты, но в умеренном количестве и при отсутствии индивидуальной непереносимости. В мире есть мнение, что кислые плоды наносят вред, потому что повышают кислотность в ЖКТ. Если переборщить с употреблением грейпфрутов, ананасов, апельсина, существует риск возникновения изжоги, обострения гастрита или язвы. Если человек превысит норму витамина С, то столкнется с аллергической сыпью. Иногда от фруктов появляется вздутие, боли в животе.

Кислые фрукты богаты клетчаткой и биофлавоноидами. В апельсинах и грейпфрутах содержатся противораковые вещества. Несладкие фрукты богаты: калием; пектином; фосфором; аминокислотами; цинком; натрием. Все составляющие улучшают самочувствие женщин, положительно влияют на психоэмоциональное состояние, дают бодрость, повышают тургор кожи. При сердечно-сосудистых заболеваниях желательно употреблять в небольшой дозировке кислые плоды. Они положительно влияют на организм и кровообращение.
Апельсины и лимоны полезно давать детям с диагнозом гиповитаминоз. При частых заболеваниях вирусными инфекциями, проблемах с пищеварительной системой, рекомендованы кислые плоды, но под присмотром доктора. Желательно давать кислые фрукты ребенку после 3-х лет. В них содержится много витамина С, укрепляющего иммунную систему. Родители должны следить, чтобы ребенку не попалась косточка от сливы, персика или лимона.

9

Кислота негативно влияет на слизистые оболочки, поэтому цитрусовые стоит давать с осторожностью и только после консультации с педиатром.

Первую пробу кислого фрукта ребенок обычно делает после 6 месяцев жизни. Сок лайма или лимона добавляется в теплую воду. Чтобы напиток не был очень кислым, добавляется немного сахара. Если через несколько часов не возникло никакой сыпи, доза прикорма увеличивается.

Стеариновая, пальмитиновая и муравьиная кислота содержится в кислых плодах, и каждая из них часто применяются в косметологии. Они входят в состав масок, кремов, скрабов. Кислоты оказывают положительное воздействие на эпидермис, делают его более гладким и эластичным, уменьшают заломы и питают полезными веществами кожу. Кислые плоды часто используются в медицине для лечения запоров. Из кожуры плодов делают целебные настойки и отвары. Некоторые натуральные продукты помогают избавиться от головной боли, улучшают настроение. Лайм, лимон, апельсин, грейпфрут и гранат оказывают благоприятный эффект на организм, борющийся с простудными болезнями. Яблоки, сливы, персики часто применяют кондитеры в приготовлении десертов. Разные соусы из фруктов и ягод придают основному блюду особый вкус и изысканный внешний вид. Из фруктов несложно сделать вкусные пюре, желе, конфеты. Из плодов делают начинки для выпечки. Пироги с грушами, сливами, апельсинами пользуются особым спросом.

10

6. Почему необходимо знать где содержится витамин С?

Иммунная система защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода "линия обороны" против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т.д. Без здоровой и эффективно работающей иммунной системы организм ослабевает и гораздо чаще страдает от вирусных и бактериальных инфекций. Витамин С повышает иммунобиологическую сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям, а также снижает риск возникновения заболеваний ОРЗ, ОРВИ.

Слова «витамины - источник здоровья» знакомы всем: мне, моим одноклассникам, друзьям, взрослым, мы настолько привыкли к ним, что перестаем придавать им значение. А напрасно! Ведь на самом деле без витаминов обеспечить полноценное здоровье совершенно невозможно.

Витамины играют очень важную роль в процессах усвоения пищевых веществ и во многих биохимических реакциях организма. Большая часть витаминов поступает с пищей, некоторые из них синтезируются микробной флорой кишечника и всасываются в кровь, поэтому даже при отсутствии таких витаминов в пище организм не испытывает в них потребности.

В одном стакане свежевыжатого яблочного сока содержится 4 – 4,5 мг витамина С (суточная норма – 60 мг). Таким образом, чтобы получить дневную норму витамина из яблочного сока С, нужно за день выпить около 15-ти стаканов сока.

Считается, что при простудах помогает лимон, богатый витамином С. На самом деле, лимоны, апельсины и другие цитрусовые всего лишь на 10-м месте по содержанию витамина С.

Например, намного больше витамина С в болгарском перце, помидорах разных видов, капусте (брокколи и цветной), шпинате, листовых салатах и петрушке. Даже в картофеле содержится больше витамина С, чем в лимонах.

Тем не мене, эффекта от Витамина С, содержащегося в картофеле, мало. При термической обработке витамин С разрушается почти на 90% – варёная и жареная картошка почти не содержат витамин С. Это же относится и ко всем остальным овощам и фруктам. Поэтому лучший источник витамина С – сырые овощи и фрукты.

11

7. Анализ анкетного опроса

Было опрошено 50 учащихся 6-7 классов (12-14лет) 24% опрошенных не знают, что недостаток витамина С может вызывать болезни.

Все знают о витамине С, о его влиянии на иммунитет и о том, что витамин С есть во всех фруктах.

А где витамина С больше, представлено на диаграммах

Половина опрошенных считают, что количество витамина С уменьшается при тепловой обработке.

Все опрошенные считают, что овощи и фрукты полезнее употреблять с кожурой.

12

8. Определение витамина С методом йодометрии.

Анализ витаминов в продуктах питания – дело сложное. Я проанализировала содержание витамина С ¬ в некоторых фруктах в домашних условиях. У аскорбиновой кислоты есть свойство, которого нет у других кислот: быстрая реакция с йодом. Один моль аскорбиновой кислоты (176 г) реагирует с одним молем йода (254 г). Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом происходит по уравнению: C6H8O6+I2= C6H6O6+2HI

В качестве рабочего раствора я применила раствор йода. В качестве индикатора реакции используем раствор крахмала. Как только вся аскорбиновая кислота прореагирует с йодом, следующая его капля окрасит раствор в синий цвет. Титрование ведем до появления устойчивого синего окрашивания. Отбираем 20 мл исследуемого сока из фрукта и измеряем объем использованного на титрование йода.

13

Для начала я определила объем одной капли: с помощью мензурки отмерила 1 мл разбавленного раствора йода и посчитала, сколько капель из обычной пипетки содержится в этом объеме, и получилось, что в этом объеме 27 капель. Для опыта понадобится также крахмальный клейстер. Нужно приготовить очень жидкий крахмальный клейстер. Важно чтобы он был без комков и совершенно прозрачный, я вскипятила в небольшой кастрюльке примерно полстакана воды. Во время нагревания воды, я размешала немного крахмала (примерно четверть чайной ложки) со столовой ложкой холодной воды так, чтобы не было комков. Медленно, постоянно перемешивая, вылила мутную взвесь крахмала в кипящую воду, хорошо все размешала и охладила.

Что бывает, когда йод реагирует с крахмалом, знают, наверное, все. Если капнуть в чашку сначала крахмальный клейстер, а потом йодную настойку – все тотчас окрасится в синий цвет.

14

Прежде чем приступить к анализу сока, я потренировалась на растворе, в котором содержание витамина С уже известно. Лучше всего подойдет аскорбиновая кислота в таблетках – ее продают в аптеках. Взятая мной таблетка содержит 0,1 г чистого витамина, так написано на упаковке. Растворив ее в 0,5 л кипяченой воды, тщательно перемешала раствор и отобрала из него с помощью шприца 20 мл. В этом количестве раствора аскорбиновой кислоты будет в 25 (500мл/20мл=25) раз меньше, чем в таблетке. Долила к нему половину чайной ложки раствора крахмала и осторожно, по каплям, добавила из пипетки разбавленный раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое. Внимательно считала капли и следила за цветом раствора. Как только вся аскорбиновая кислота прореагировала с йодом, следующая же его капля окрасила раствор в синий цвет.

Титрование надо вести до появления устойчивого синего окрашивания.

Оказалось, что больше всего витамина C содержит грейпфрут. За ним идет лимон, банан, а на последнем месте по содержанию витамина C – яблоко. К этому выводу мне помогли прийти сами процессы протекания реакций. Меньше всего капель йода пришлось израсходовать на яблоко, что свидетельствует о малом содержании в нем витамина C (на меньшее количество капель йода приходилось меньшее количество аскорбиновой кислоты). А больше всего капель соответственно пришлось потратить на реакцию с соком грейпфрута.

15

16

9. Заключение

На основании полученных данных исследования, можно сделать вывод, что наиболее богатым витамином С является грейпфрут. Свежие фрукты: яблоко, банан, лимон содержат достаточное количество витамина С.

Мне очень хотелось проверить наличие витамина С в горячем чае с лимоном, не разрушается ли аскорбиновая кислота в горячей воде? Однако эксперимент показал, что витамин С содержится в напитке, хотя в малых количествах, значит, чай с лимоном пить полезно.

Проведя эксперименты, доказывая наличие витамина С в продуктах, я могу порекомендовать употреблять фрукты, соки и компоты. Особенно, в зимний и весенний период, когда иммунная система ослаблена, и тогда хорошее здоровье и настроение Вам обеспечено.

17

10. Список литературы

1. Дудкин М. С., Щелкунов Л. Ф. Новые продукты питания. — М.: Наука, 1998.

2. Леенсон И. Занимательная химия, - М.:Росмен, 1999.

3. Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. ‒ М.: Высшая школа, 1991.

4. Смирнов М.И. «Витамины», М.: «Медицина» 1974 год .

5. Тюренкова И.Н. «Растительные источники витаминов», Волгоград 1999

6. Химический состав пищевых продуктов / Под ред. И. М. Скурихина, М. Н. Волгарева. ‒ М.: Агропромиздат, 1987.

7. http://vitamini.solvay-pharma.ru/encyclopedia/info.aspx?id=13

8. http://kref.ru/infohim/138679/3.html

9. “Энциклопедический словарь юного химика” - Москва 1990 Педагогика,650с.

10. http://vitamini.solvay-pharma.ru/encyclopedia/info.aspx?id=13

11. https://yagodafrukt.ru/frukty/polza-i-vred-ot-kislyh-fruktovkt.ru/frukty/polza-i-vred-ot-kislyh-fruktov

12. https://yagodafrukt.ru/frukty/polza-i-vred-ot-kislyh-fruktov://yagodafru

13. https://yagodafrukt.ru/frukty/polza-i-vred-ot-kislyh-fruktov

18