Проект по дисциплине ОУД.14 Естествознание "Определение содержания аскорбиновой кислоты и нитратов в яблоках различных сортов с различным сроком хранения"

 МЕТОДИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ УЧЕБНОГО ПРОЕКТА

Методический паспорт проекта.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Окружающая среда прямо и косвенно влияет на здоровье человека. Воздухом человек дышит, вода входит в состав пищевых продуктов, на почве произрастают необходимые для нашего питания продукты — вот основные способы воздействия окружающей среды на здоровье человека, и в каждом случае необходимо 'рассматривать конкретные факторы и соответствующие показатели.

Цель: «Изучить содержание нитратов и аскорбиновой кислоты в яблоках различных сортов с различным сроком хранения» Данную цель я буду решать с помощью следующих последовательных задач:

1. Установить возможное влияние качества яблок на здоровье человека
2. Определить содержание нитратов и витамина С в предложенных образцах яблок
3. Определить зависимость содержания нитратов и витамина С в предложенных образцах яблок от времени и температуры

Объектом моего исследования являются яблоки следующих сортов:
«Семеринка» (домашний образец), «Антоновка» (домашний образец), «Гольден» (покупной образец, «Джанатан» (покупной образец), «Семеринка» (покупной образец)

Для моей работы я выдвигаю следующую гипотезу исследования: качество яблок изменяется в зависимости от срока хранения и, следовательно, может оказывать как полезное, так и вредное воздействие на организм человека. Для получения результата в своей работе я использовал следующие методы исследования: эксперимент, самостоятельная работа с литературой.

Глава I. Питательная ценность яблок: химический состав и лечебное действие

Химический состав яблок зависит от многих факторов: сорта, района выращивания, возраста деревьев, погодных условий вегетационного периода, агротехники и многих других условий. Наблюдается большая изменчивость в содержании органических кислот, сахаров, витамина С и др.

Одним из важнейших витаминов, содержащихся в плодах яблони, является аскорбиновая кислота. А 250 - 300 г свежих яблок могут удовлетворить суточную потребность взрослого человека в витамине С. При хранении содержание аскорбиновой кислоты п; 1ает. Особенно резко оно понижается при перезревании яблок. Соединения плодов и листьев яблони укрепляют стенки сосудов, уменьшают их ломкость и проницаемость, способствуют усвоению витамина С, обладают защитным действием против ионизирующей радиации. В яблоках найдено около 30 микроэлементов, в том числе такие важные для человека, как кобальт, медь, марганец, цинк, молибден и др. Среди фруктов яблоко - самый распространенный в нашей климатической зоне продукт питания, который стараются употреблять в пищу в течение всего года. Ведь: Ни для кого не секрет, что яблоки очень полезны, особенно свежие. Многие диетологи придерживаются того мнения, что необходимо каждый день съедать хотя бы одно яблоко. Это поможет поддерживать организму баланс витаминов. Яблоко содержит в себе пятую часть дневной потребности организма в клетчатке. Употребление в пищу свежих яблок является профилактическим действием против многих заболеваний. Вещества, которые содержатся в яблоках, могут снизить риск развития ишемической болезни сердца. С помощью яблок можно сражаться и инсультами, раком, сахарным диабетом, а также с астмой. При гиповитаминозах (витаминная недостаточность) у детей очень полезны смеси соков свежих овощей и фруктов, которые готовятся перед употреблением. Лечебными свойствами обладают и переработанные яблоки.

Глава II. Нитраты в химии и повседневной жизни

1. Нитраты как химические соединения

Проблема загрязнения продуктов питания нитратами (повышенное содержание нитратов в продуктах питания) актуальна для оценки качества овощей, фруктов, различных соков. Эта проблема возникла сравнительно недавно, в связи с развитием знаний о причинах онкологических заболеваний. Загрязнение почв и поверхностных вод соединениями азота обусловлено не столько глобальными процессами, сколько бесконтрольным использованием азотных удобрений в сельском хозяйстве. Нитрат-анион очень подвижен в естественных условиях, так как нитраты хорошо растворимы в воде и не связываются частицами почвы. Говоря о нитратах, мы подразумеваем, в основном, растворимые соли азотной кислоты с катионами натрия, калия, кальция и магния. Нитраты являются естественными компонентами почвенного раствора. Попадая в растения, они частично усваиваются и становятся естественным компонентом тканей организма. Существует несколько механизмов токсического воздействия нитратов на организм человека. Сами по себе нитраты относительно малотоксичны, но в биологической среде в результате биохимических реакций они превращаются в нитриты, или соли азотистой кислоты. Нитриты далее в желудочно-кишечном тракте человека в кислой среде взаимодействуют с соединениями и превращаются в канцерогенные соединения, т. е. способствуют образованию злокачественны. опухолей.

Нитриты токсичнее нитратов в 450 раз. Поступая в кровь, они взаимодействуют с гемоглобином крови и блокируют его дыхательную функцию, превращая часть гемоглобина в метгемоглобин, не способный переносить кислород от лёгких к тканям. При образовании большого количества метгемоглобина (30-40%) возникает кислородное голодание тканей, что может вызвать поражение ЦНС. При содержании в крови метгемоглобина 15-20% у человека возникает лёгкая слабость, головная боль, синюшность. Поэтому необходимо следить за содержанием нитратов в воде продуктах питания. Активно нитраты попадают в организм человека с консервами и свежими овощами (40 — 80% суточного количества нитратов). Незначительное количество нитратов поступает с хлебными изделиями, фруктами, с молочными продуктами. Часть же нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ. Кроме того, нитраты могут попасть в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает около 70 — 80% всех имеющихся. В настоящее время появляются так называемые «чистые» фермерские хозяйства. В данных хозяйствах абсолютно вся продукция выращивается в значительном удалении, от каких бы то ни было возможных источников загрязнения, а также без применения не только любых видов удобрений. Для защиты, например, от вредителей в так.' х хо=.яйствах применяют не химические способы, а естественных врагов и конкурентов для насекомых вредителей. В основном продукция с таких хозяйств используется для детского питания, хотя продукты полученные таким способом, являются весьма дорогостоящими и они находят своего покупателя.

Экспериментальная часть I

1.Определение количества нитратов в яблоках (фотоотчет в приложении)

Цель: Определить количества нитратов в яблоках и дать оценку качества яблок

Для работы использую тест-системы «Нитрат-тест»

1. Готовлю к тестированию образцы яблок, надрезав их.

2. Вынимаю полоску тест-системы «Нитрат-тест» из упаковки и отрезаю кусочек индикаторной полоски размером примерно 5*5 мм.

3. Зажав отрезанный участок полоски пинцетом, смачиваю его выделившимся соком плода, через 3 минуты сравниваем окраску с контрольной шкалой на обложке тест-системы и определяем содержание нитратов. Данные в таблице:

§2. Динамика изменения содержания нитратов в яблоках в зависимости от срока хранения оценка изменения содержания нитратов в яблоках в зависимости от срока хранения через месяц и два месяца хранения)

Ход работы: аналогичен действиям в первом опыт

Данные через 2 месяца хранения

Вывод: В каждом образце наблюдается прямая зависимость снижения концентрации нитратов в зависимости от срока хранения. ~

§3. Динамика изменения содержания нитратов в яблоках в зависимости от термической обработки оценка изменения содержания нитратов в яблоках в зависимости от термической обработки.

Ход работы

1. Готовим к тестированию образцы яблок, надрезав их и 5-минут выдерживаем в кипящей воде..

2. Ход работы: аналогичен действиям в первом опыте.

Данные в таблице:

Вывод: Концентрация нитратов после термической обработки уменьшилась каждом образце.

Следующий этап моей работы выяснить содержание аскорбиновой кислоты в яблоках различных сортов с различным сроком хранения

Глава Ш. Значение витаминов для нормального функционирования организма человека

Значение витаминов для жизни человека .

Витаминами ' называют группу биологически активных органических соединений различной химической природы, поступающих в организм с пищей растительного и животного происхождения. Они присутствуют в пище в ничтожно малых количествах, но играют очень важную роль в процессах обмена, часто являясь составной частью ферментов. Некоторые витамины синтезируются микробной флорой кишечника. При отсутствии какого-либо витамина или его предшественника возникает болезненное состояние авитаминоз, при недостаточном поступлении витамина с пищей -гиповитаминоз. Авитаминоз и гиповитаминоз могут возникать не только при отсутствии витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания, а также при подавлении микрофлоры кишечника антибиотиками.

Дисбаланс в питании приводит с годами к многочисленным нарушениям здоровья и появлению лишнего веса. Вот почему современному человеку так важно знать, как можно больше о целительной силе витаминов и минералов, особенно в условиях современной жизни с ее далеко не всегда благоприятной экологией и постоянными стрессами. Иммунная система защищает нас от воздействия внешних неблагоприятных факторов, это своего рода «линия обороны» против агрессивного действия бактерий, грибков, вирусов и т. д.

§1. Витамин С

Витамин С (аскорбиновая кислота С6Нв06) является растворимым в воде витамином. Витамин С важен для роста и восстановления клеток тканей, десен, кровеносных сосудов, костей и зубов, способствует усвоению организмом железа, ускоряет выздоровление. Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.

Способность успешно справляться с эмоциональным и физическим бременем стресса в большей степени зависит от витамина С, чем от какого-либо другого витамина. Витамин С помогает выработке стрессовых гормонов и защищает организм от токсинов, образующихся в процессе их метаболизма. Наш организм не может запасать витамин С, поэтому необходимо постоянно получать его дополнительно. Поскольку он водорастворим и подвержен действию температуры, приготовление пищи с термической обработкой его разрушает.

Наиболее богаты аскорбиновой кислотой продукты растительного происхождения киви, шиповник, болгарский перец, дыня, цитрусовые, черная смородина, лук, томаты, земляника, яблоки, абрикосы, персики, хурма, облепиха, рябина, печеный картофель в "мундире" листовые овощи (салат, брюссельская капуста, брокколи, цветная и кочанная капуста и т.д.).

В продуктах животного происхождения аскорбиновая кислота представлена незначительно (печень, надпочечники, почки). Травы, богатые витамином С: мята перечная, крапива, овес, кайенский перец, красный перец, петрушка, сосновые иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, плоды шиповника, листья фиалки, щавель.

Организм быстро израсходует витамин С, как только его получит. Поэтому суточную дозу витамина С необходимо разделить на несколько частей. Так легче поддерживать постоянно высокую концентрацию витамина в течение дня. Организм человека способен усвоить только ограниченное количество витамина. Избыточные количества сразу выводятся почками в неизмененном состоянии

Экспериментальная часть II

§1. Определение количества витамина С в яблоках.

Витамин С в яблоке распределен неравномерно, поэтому для его определения берётся ломтик от кожуры до сердцевины с семечками, так как делался анализ не какой-то зоны, а яблока в целом. Анализ проводится в кислой среде (соляной кислоте), потому что аскорбиновая кислота быстро окисляется на воздухе. Для получения более достоверных данных для приобретённых в магазине образцов каждый опыт мы проводили три раза, что и отражали в соответствующих таблицах. Титрование проводилось из мерной пипетки (на 10 мл). 1 мл О. 125%-ного раствора йода соответствует 0.875 мг аскорбиновой кислоты.

Цель эксперимента: Определить наличие в яблоках аскорбиновой кислоты и сравнить данные для различных сортов яблок и после термической обработки.

Приготовление вытяжек.

1.Взвешиваем взятое для исследований яблоко, заносим данные в таблицу.

2.Ножом из нержавеющей стали вырезаем ломтик яблока. Проба должна быть взята от кожуры до сердцевины.

3. Взвешиваем остаток яблока и вычисляем массу пробы. Заносим данные в таблицу.

4. Ломтик яблока помещаем в фарфоровую ступку с разбавленной соляной кислотой и тщательно растираем пестиком.

Навеску исследуемого материала в 5-10 г заливаю в ступке 20 мл 1-процентной соляной кислоты и быстро растираю в присутствии кислоты до образования гомотенной массы. Процесс растирания не должен длиться больше 10 минут. Полученную массу сливаю из ступки в мерную колбу на 100 мл. Ступку споласкиваю несколько раз 2-процентной фосфорной кислотой, которую выливаю в ту же мерную колбу. Содержимое колбы довожу до метки 2-процентной метафосфорной кислотой, колбу закрываю пробкой, сильно встряхиваю и оставляю стоять около 5 минут. Затем содержимое колбы выливаю на сухой фильтр и отфильтровываю часть экстракта (около 50 мл) в сухой стакан или колбу.

5. Добавляю раствор крахмала. 6. Титруем смесь раствором йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 с. Заношу данные в таблицу.

7. Рассчитываем количество раствора йода, необходимого для титрования целого яблока,

заносим данные в таблицу.

8. Рассчитываем массу аскорбиновой кислоты в целом яблоке, заносим в таблицу.

9. Рассчитываем содержание аскорбиновой кислоты в яблоке, заносим в таблицу.

Для удобства проведения опытов используем пипетку. Поэтому план расчетов следующий (при расчетах использовался микрокалькулятор и помощь учителя):
1. Расчёт количества капель раствора йода в 1 мл. В 1 мл. содержится 75 капель.

2. Расчёт объёма одной капли раствора йода:

Х=1(мл.)" 1(кап.)/75 (кап.)=0,13 мл.

3. Расчёт объёма капель раствора йода, необходимых для окисления аскорбиновой кислоты,
содержащейся в пробе яблока:

проба № 1«Джанатан» затрачено 14 капель, т. е. 14(кап.) ~0,13(мл.)=1,82 мл.

проба № 2» Антоновка»затрачено 9 капель, т. е. 9(кап.)~0,13(мл.)=1,17 мл.

проба № 3 Семеринка» затрачено 18 капель, т. е. 18(кап.)*0,13(мл.)=2,34 мл.

проба № 4«Гольден» затрачено 23 капли, т.е. 23 (кап.)*0,13 (мл.)=2,99 мл.

4.Расчёт объёма раствора йода, необходимого для окисления аскорбиновой кислоты,

содержащейся в целом яблоке:

проба№ 1«Джанатан»: х=142,5(г.)*1,82(мл.)/11(г.)=23,57 мл.

проба№2 Антоновка»: х=254,0(г.)*1,17(мл.)/6,5(г.)=45,72 мл.

проба№ 3 Семеринка»: х=174,2(г.)*2,34(мл.)/10,7(г.)=38,09 мл.
проба №4 Гольден»: х=174,4 (г.) ~2,99(мл.)/21,8(г.)=23,92 мл.

5. Расчёт массы аскорбиновой кислоты в целом яблоке:

проба№1«Джанатан»: х=0,875(мг.) *23,57(мл.) /1(мл.) =20,6=0,0206г.

проба№2 «Антоновка»: х=0,875(мг.) *45,72(мл.) /1(мл.) =40,0 мг. =0,04г

проба№3 «Семеринка»: х=0,875(мг.)"'38,09(мл. ) /1(мл.) =33,32мг .=0,033г.

проба №4» Гольден»: х=0,875 (мг.) ~23,92 (мл.) /1 (мл.) =20,93мг .=0,020 г.

6. Расчёт процентного содержания аскорбиновой кислоты в целом яблоке

Вывод: Самое большое содержание витамина С в образце №3, самое маленькое в образце №4

§2. Динамика изменения содержания витамина С в яблоках в зависимости от срока хранения.
В процессе хранения прослеживается тенденция к снижению содержания аскорбиновой кислоты в
плодах всех сортов яблок. Однако динамика снижения содержания витамина у разных сортов не
одинакова.

Цель эксперимента: Определить зависимость наличия в яблоках аскорбиновой кислоты от

срока хранения (1 месяц) и сравнить данные для различных сортов яблок.

Ход эксперимента: пользуясь тем же алгоритмом, что и для свежих яблок, получаем

Вывод: Динамика содержания витамина С после 1 месяца хранения сохранилась, но в каждом образце уменьшилась.

§3. Динамика изменения содержания витамина С в яблоках в зависимости от термической обработки.

Цель: Определить зависимость наличия в яблоках аскорбиновой кислоты от температурной обработки и сравнить данные для различных сортов яблок.

Ход эксперимента: пользуясь тем же алгоритмом, что и для свежих яблок, получаем

Вывод: После термической обработки содержание витамина С в яблоках снизилось. Самое большое снижение содержания произошло в яблоках сорта «Гольден»», самое маленькое в яблоках сорта «Семеринка».

Заключение

В ходе выполнения исследования были получены следующие результаты:
1. Установлено возможное влияние качества яблок на здоровье человека.

2. Определено содержание нитратов и витамина С в предложенных образцах яблок.

3. Определена зависимость содержания нитратов и витамина С в предложенных образцах
яблок от времени и температуры: наблюдается прямая зависимость снижения содержания
нитратов и витамина С от термической обработки и длительного хранения.

Витамины являются органическими соединениями различной химической природы. Они

играют большую роль в процессах жизнедеятельности организма и синтезируются главным

образом в клетках растений и микроорганизмов. В малых количествах витамины входят в состав тканей животного организма. Источником большинства витаминов для человека и животных служит пища. Поэтому питание человека может быть рациональным лишь в том случае, если она удовлетворяет потребностям организма не только в белках, жира, углеводах, минеральных солях воде , но в различных витаминах. Изучив литературу и проведя соответствующий эксперимент, я пришла к выводу, что содержание аскорбиновой кислоты в свежих яблоках значительно выше чем в яблоках, которые хранятся в течении нескольких месяцев , а затем реализуемых через торговую сеть. Для этого была использована методика окисления аскорбиновой кислоты йодом.

В заключении хотелось бы отметить то, что цель моего исследования достигнута и задачи решены.

Список литературы

1. Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Настольная книга учителя. Химия: 10 класс. — М.: Дрофа, 2004. — 480с.

2. Гельфман М. И., Юстратов В. П. Химия для высшей школы. — С.-Пб.: Лань, 2001.— 473с.

3. Добринская М.А., Павлович Н.А. Учебник биологической химии. — Л.: Медгиз, 1961. — 232 с.

4. Зайнулина Ф. Ф. Организация исследовательской деятельности учащихся в школе. // Первое сентября: Химия. — 2008. - №10. — С. 18-20.

5. Кролевец А. А. Витамины с пользой для здоровья. // Химия в школе. — 2008. — №1.—

С. 7-12.

6. Кролевец А. А. Витамины с пользой для здоровья. // Химия в школе. —.'"'08. - №3.—

С. 7-16.

7. Ольгин О. Опыты без взрывов — М.: Химия, 1986.

8. Савенков А. И. Об организации учебно-исследовательской деятельности в

современном образовании. // Химия в школе. — 2008. - №8. — С.2-7.

9. Солодова В. И., Волкова Л. А., Волков В. Н. Определение витамина С в овощах и фруктах. // Химия в школе. — 2002. - №6. — С. 63-66.

10. Тяглова Е. В. Исследовательская деятельность учащихся по химии: методология, методика, практика. — М.: Глобус, 2007. — 224с.

11. Фримантл М. Химия в действии. Т.1. — М.: Мир, 2008. — 528с.

12. Черных Н. В. Об учебно-исследовательской деятельности учащихся. // Практика административной работы в школе. — 2007. — №3. — С. 55-56.

13. Жванко Ю.Н., Панкратова Г.В., Мамедова 3.И. Аналитическая химия и технологический контроль в общественном питании: Учеб. Пособие д,.',. техникумов. — 2-е изд., испр. и перераб. — М.: Высш.шк.2009-271 с.