Исследовательский проект по теме "Выявление количественного содержания рутины (витамина Р) в черном чае разных сортов"

Разделы: Химия, Биология, Экология


Содержание:

  1. Введение.
    1.1. Общие сведения о витаминах.
    1,2. Объект исследования.
    1.3. Актуальность проблемы.
    1.4. Гипотеза.
    1.5. Цель исследования.
  1. Обзор литературы.
  2. 2.1. История открытия витаминов.
    2.2. Кому нужны витамины?
    2.3. Характеристика рутина.

  3. Методика “Количественное определение витамина Р в чае”. Ход эксперимента.
    3.1. Метод химического анализа.
  1. Результаты исследования.
  2. Вывод.
  3. Список литературы.
  4. Приложения.

Ход урока

1. Введение.

1.1. Общие сведения о витаминах.

Витамины – это группа органических соединений, т. е состоящих из углерода, водорода и кислорода, иногда азота, серы, фосфора и изредка других химических элементов, соединенных в различном порядке. Они необходимы организму для хорошего здоровья и нормального функционирования. Их отсутствие в вашем питании обязательно приведет к развитию вполне определенного и повторяющегося заболевания или расстройства. Витамины, за некоторым исключением, не могут создаваться или синтезироваться нашим организмом. Питательных веществ, которые организма не может выработать самостоятельно, всего 40: основные жирные кислоты, 15 витаминов, 14 минеральных элементов и 10 аминокислот. Из них наш организм синтезирует приблизительно 10 000 различных соединений, необходимых для поддержания здоровья. И плюс к этому, известно более 3 000 соединений, большинство из которых – витаминосодержащие энзимы, которые при содействии минеральных веществ поддерживают работу клеток. В естественном состоянии их можно найти в весьма небольших количествах во всех продуктах питания органического происхождения. Учитывая то, что витамины присутствуют во всех продуктах органического происхождения, некоторые из них содержат одного витамина больше, чем другого и в большем или меньшем количестве, вы могли бы сказать, что если вы едите "правильные продукты питания при хорошо сбалансированной диете, вы получаете все необходимые витамины. Проблема в том, что лишь немногие из нас в состоянии обеспечить себе эту мифическую диету. Каждый, кто когда-либо употреблял сахар, белую муку или консервированные продукты, страдает каким-либо заболеванием, вызванным недостатком витаминов.

1.2. Объект исследования.

Объектом моего исследования являются три сорта черного чая марки “AKBAR”: крупнолистовой, мелколистовой и пакетированный, которые я собираюсь протестировать с целью выявления количества рутина в них.

1.3. Актуальность проблемы.

Витамин Р (рутин) обладает антисклеротическим действием и необходим организму для обеспечения процессов клеточного дыхания и питания стенок сосудов. Рутин в сочетании с витамином С способствует накоплению витаминов в тканях организма, укрепляет стенки сосудов и капилляров, уменьшая их хрупкость и проницаемость. Как известно, в настоящее время в мире свирепствует эпидемия гриппа АН1N1. Вирус гриппа повышает сосудистую проницаемость, делает их более хрупкими и уязвимыми. Т.к. рутин укрепляет стенки сосудов и капилляров, то его применение будет очень полезно в целях профилактики и лечения от любого типа вируса гриппа.

1.4. Гипотеза.

Чем крупнее размер чайных листьев, тем больше содержание рутина в данном сорте чая. Сроки хранения также влияют на количество рутина.

1.5. Цель исследования.

В соответствии с гипотезой, целью моего исследования является проверить, действительно ли размер чайных листьев и сроки хранения влияют на количество витамина Р в чае и каким образом?

2. Обзор литературы.

2.1. История открытия витаминов.

Во второй половине XIX века считалось, что пищевая ценность продуктов определяется содержанием в них белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Меж тем за века человечество накопило немалый опыт длительных морских путешествий, когда при достаточных запасах продовольствия люди гибли от цинги. Почему? На этот вопрос не было ответа до тех пор, пока в 1880 году русский ученый Николай Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, не заметил, что мыши, поглощавшие искусственную пищу, составленную из всех известных частей молока (казеина, жира, сахара и солей), чахли и погибали. А мышки, получавшие натуральное молоко, были веселы и здоровы. "Из этого следует, что в молоке... содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания", – сделал вывод ученый. Еще через 16 лет нашли причину болезни "бери-бери", распространенной среди жителей Японии и Индонезии, питавшихся в основном очищенным рисом. Врачу Эйкману, работавшему в тюремном госпитале на острове Ява, помогли... куры, бродившие по двору. Их кормили очищенным зерном, и птицы страдали заболеванием, напоминавшим "бери-бери". Стоило заменить его на рис неочищенный – болезнь проходила.Первым выделил витамин в кристаллическом виде польский ученый Казимир Функ в 1911 году. Год спустя он же придумал и название – от латинского "vita" – "жизнь".Открытие витамина Р (фактора проницаемости сосудов) было связано с установлением того, что чистая аскорбиновая кислота недостаточно эффективна при цинге. В то же время оказалось, что при употреблении лимонного сока, содержащего не только аскорбиновую кислоту, но и другие вещества, эффект выражен сильно. Сравнительно недавно, только в 1936 г., из паприки и лимонов было выделено вещество, которое исследователи предложили назвать витамином Р (от английского слова permeability — “проницаемость”). По своим биологическим свойствам и действию он имеет много общего с витамином С. Кроме того, эти витамины взаимно усиливают действие друг друга

2.2. Кому нужны витамины?

Рациональное питание – важнейшее условие сохранения здоровья, нормального роста и развития организма человека. По последним данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), состояние здоровья человека лишь на 15% зависит от организации медицинской службы, на столько же – от генетических особенностей, а на 70% – от образа жизни и питания. Сегодня не вызывает сомнения, что полноценное питание определяется не только энергетической ценностью пищи, сбалансированностью рациона по белкам, жирам и углеводам, но и обеспеченностью витаминами, микроэлементами и минералами. Витаминодефицитные состояния сегодня рассматриваются Всемирной организацией здравоохранения, в том числе как проблема голодания. Расчеты показывают, что соответствующий средним энергозатратам современного человека рацион питания, даже сбалансированный и разнообразный, дефицитен по большинству витаминов на 20-30%. Результаты популяционных исследований, проведенных Институтом питания РАМН, свидетельствуют о весьма тревожной ситуации, сложившейся в последние годы в России. Отмечаются крайне недостаточное потребление и все более нарастающий дефицит витаминов (А, группы В, С, Е) и ряда микроэлементов (железо, цинк, йод) у значительной части населения. Так, дефицит витаминов группы В выявляется у 30-40%, бета-каротина – более чем у 40%, витамина С – у 70-90% обследуемых. При этом витаминный дефицит носит сочетанный характер и обнаруживается не только зимой и весной, но и в летнее-осенний период. Общую ситуацию можно рассматривать как массовый круглогодичный полигиповитаминоз. Учитывая необходимость не только массовой, но и целенаправленной профилактики витаминной недостаточности у населения, целесообразно выделить следующие группы риска развития витаминодефицитных состояний:

  • дети и подростки в период наиболее интенсивного роста;
  • женщины, применяющие оральную контрацепцию;
  • пожилые люди;
  • курильщики;
  • лица, употребляющие высокие дозы алкоголя;
  • люди с хроническими заболеваниями или с недавно перенесенными острыми бактериальными и вирусными инфекциями;
  • женщины, придерживающиеся жесткой диеты;
  • люди с повышенными физическими нагрузками или перегрузками;
  • люди с повышенными умственными нагрузками;
  • беременные женщины;
  • вегетарианцы;
  • дети и взрослые с низким социально-экономическим уровнем.

2.3. Характеристика рутина.

К настоящему времени из растений выделено большое число соединений, обладающих Р-витаминной активностью. Все они получили название биофлавоноиды. Основные функции биофлавоноидов — укрепление капилляров и снижение проницаемости сосудистой стенки. Кроме этого, витамин Р активизирует окислительные процессы в тканях, влияет на работу эндокринных желез, а также способствует накоплению в тканях витаминаС.

Суточная потребность в витамине Р—35-50мг.

  • Обладает мощным капилляроукрепляющим действием, снижает проницаемость сосудистой стенки, предотвращает и излечивает кровоточивость десен.
  • Необходим для нормального всасывания и обмена витамина С, предохраняет
    витамин С от разрушения и окисления, а также способствует его накоплению
    в организме.
  • Оказывает влияние на работу щитовидной железы.
  • Предохраняет адреналин от окисления.
  • Повышает устойчивость к инфекциям.
  • Помогает при отеках и головокружении, связанных с болезнями внутреннего
    уха.
  • Используется при лечении заболеваний, характеризующихся повышенной проницаемостью сосудов, диатезов, кровоизлияний в сетчатку, аллергических заболеваний, инфекционных болезней.

Основные источники витамина Р:

- цитрусовые (лимоны, апельсины, грейпфруты, особенно белая кожура и междольковая часть)

- гречиха, ежевика, черешня, шиповник, черная смородина, черноплодная рябина, петрушка, салат.

Значительное количество биофлавоноидов содержится в таких напитках, как чай, кофе, вино, пиво.  Витамин Р не любит воду, тепловую обработку, свет, кислород.

Недостаточность витамина Р возникает при длительном отсутствии в рационе достаточного количества свежих овощей, фруктов и ягод, особенно в зимне-весенний период. Обычно Р-витаминная недостаточность сопутствует недостаточности витамина С. Р-гиповитаминоз ведет к хрупкости и ломкости капилляров (мелких кровеносных сосудов). Для Р-гиповитаминоза характерны боли в ногах при ходьбе, боли в плечах, общая слабость, вялость, быстрая утомляемость.

3. Методика

Количество витамина Р (рутина) в чае.

3.1. Метод химического анализа.

Оборудование:

Мерные цилиндры 50 мл.
Конусные колбы – 50 мл.
Бюретка.
Весы для взвешивания ингредиентов.
KMnO4 (перманганат калия) – 0, 05 н.
Индигокармин – индикатор.
Чай “AKBAR” крупнолистовой.
Чай “AKBAR” мелколистовой.
Чай “AKBAR” пакетированный.
Стаканчики.

Ход эксперимента:

Опыт необходимо начать с взвешивания. В результате взвешивания каждого сорта чая на химических весах мы получили такие результаты:

g1 (пакетированный чай) = 120 мг
g2 (мелколистовой чай) = 98 мг
g3 (крупнолистовой чай) =139 мг

Затем навеску каждого сорта чая переносим в стаканчики и приливаем 50 мл горячей дистиллированной воды. Производим экстракцию в течение 5 мин. Затем охлаждаем каждый стаканчик с экстрактом чая до комнатной температуры. Следующий шаг: 10 мл экстракта чая переносим в коническую колбу, добавляем 10 мл дистиллированной воды и 5 капель индигокармина (появляется синее окрашивание). Приступаем к процессу титрования: к содержимому конической колбы добавляем такое количество перманганата калия, чтобы раствор в колбе приобрел устойчивую желтую окраску.

А1=1,8 мл
А2=1,1 мл
А3=1 мл; где А – количество добавленного перманганата калия.

Определяем процентное содержание рутина по формуле:

X = (3,2*A*V1*100)/(V2*g*100), где Х – содержание витамина Р в препарате, г%; 3Б2 – стандартный коэффициент пересчета; А – количество мл 0,05 н раствора перманганата калия, пошедшего на титрование; V1 – объем, в котором растворена навеска чая( 50 мл), V2 – объем экстракта, отобранный для анализа (10 мл); 100 – множитель для расчета процентного содержания; 1000 – множитель для перевода микрограммов в миллиграммы; g – масса, мг.

Х1 = (3,2* 1,8 *50*100)/(10*120*1000)=0,024 г%

Х2 = (3,2* 1,1*50*100)/(10*98*1000) = 0,018 г%

Х3 = (3,2* 1 *50*100)/(10*139*1000) = 0,012 г%

Результат расчета переводим в мг%.В одном грамме 1000 миллиграмм. Значит,

Х1 = 24 мг%; Х2 = 18мг%; Х3 = 12 мг%.

4. Результаты исследования.

Проведя исследование, мы обнаружили, что:

Сорта чая

Содержание рутина, мг%

Дата упаковки

крупнолистовой

12

05.2009

мелколистовой

18

10.2009

пакетированный

24

10.2009

5. Вывод.

В ходе проведенного исследования было установлено, что в пакетированном чае содержится наибольшее количество рутина, максимально близкое к суточной норме потребления. Это означает, что размер чайных листьев влияет на содержание рутина в чае противоположно тому, что мы предположили в первоначальной гипотезе. Также было установлено, что чем больше времени прошло со времени упаковки, тем меньше полезных витаминов, а именно рутина, содержит чай.

6. Список литературы:

  1. Журнал “Здоровье”.
  2. Т.П.Кустова, Кочетова Л.Б.Методическое пособие “Биологическая химия и молекулярная биология” (на базе ИвГУ) – Иваново, 2007 г.
  3. www.vitamini.ru
  4. www.budolife.narod.ru
  5. Филиппович Ю.Б. “Основы биохимии”. М.:Высшая школа ,1993.
  6. Т.А.Попова “Экология в школе”, Москва: “Сфера”, 2005.

23.07.2010