Проекты

Определение оптимального способа консервирования для сохранения витаминов в продуктах питания

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Прикладная химия. Материаловедение» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Аналитическая химия, Физиология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1502
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года

Актуальность

По данным НИИ питания, у 70−80 % жителей России наблюдается дефицит трёх и более витаминов. Многие пренебрегают употреблением этих веществ в качестве биологически активных добавок к пище. Зимой недостаток витаминов ощущается наиболее остро, потому что наличие витаминов в овощах и фруктах резко сокращается. Поэтому стоит задуматься о правильном способе консервации продуктов, чтобы количество витаминов осталось таким же или незначительно уменьшилось.

Суточная норма потребления витамина С для взрослых − 90 мг/сутки, для детей − от 30 до 90 мг/сутки в зависимости от возраста. Верхний допустимый уровень потребления в России − 2000 мг/сутки. Суточная норма потребления витамина К для взрослых – 300 мкг/сутки. Бактерии в кишечнике вырабатывают в среднем от 100 мкг/сутки. В итоге человек должен потреблять примерно 200 мкг/сутки, чтобы обеспечить достаточное количество витамина.

Цель работы: убедиться в целесообразности консервации продуктов питания для сохранения витаминов и определить наиболее эффективный способ.

Содержание работы

Процесс разрушения витамина С происходит при воздействии окислительных ферментов, высвобождающихся в результате нарушения целостности клетки, т. е. уже в процессе нарезания, измельчения растительных продуктов. Для уменьшения потерь витамина С овощи, например, капусту, следует перед шинкованием недолго бланшировать; при этом инактивируются окислительные ферменты, разрушающие витамин С. Окислительные ферменты становятся неактивными также в кислой среде. Поэтому в квашеной капусте витамин С сохраняется лучше, чем в свежей. Если к капусте при приготовлении салата добавить лимонную кислоту, то витамин С сохранится лучше.

Подсолнечное масло, сметана и другие жиры предохраняют витамин С от разрушения, так как затрудняют его контакт с кислородом воздуха.

Разрушение витамина С ускоряется при постепенном нагревании, поэтому продукты следует варить, погружая их сразу в кипящую воду, так как при этом происходит инактивация окислительных ферментов; к тому же в кипящей воде меньше кислорода, чем в холодной. Варить овощи нужно в посуде с закрытой крышкой. Будучи растворимым в воде, витамин С при варке продуктов переходит в отвар, который также следует использовать в пищу.

Здоровые люди не испытывают недостатка в витамине К, так как организм самостоятельно вырабатывает его в необходимом количестве. Однако основная причина дефицита витамина K у взрослых − болезни печени, при этом витамин нетоксичен даже в достаточно больших количествах. Но концентрация витамина K в организме может понижаться под воздействием алкоголя и газированных напитков, а также при потреблении очень больших доз токоферола (или витамина Е). Витамины A, E, K, B2, B6 и каротин (провитамин A) страдают от света и кислорода воздуха, но при этом стойко переносят высокую температуру.

Методика химического исследования

1.      Качественный анализ аскорбиновой кислоты

1.1.   Реакция с раствором калия гексацианоферрата:

К4Fе(СN)6 + FеСl3 ® KFеIII[FеII (СN)6] ↓+ 3КСl

1.2.   Серебряная проба на витамин С:

аскорбиновая   +   2АgNО3      2Аg + 2НNО3 + дегидроаскорбиновая кислота

2.      Количественный анализ аскорбиновой кислоты (определение аскорбиновой кислоты методом прямого йодометрического титрования)

C6H8O6 + I2 = C6H6O6 + 2HI

________________________

C6H8O6 - 2e → C6H6O6 + 2H+ I2 + 2e → 2I –

3.      Качественное определение витамина K (метод основан на его способности давать жёлтую окраску в присутствии цистеина в щелочной среде (NaOH))

4.      Количественный анализ витамина K (метод основан на способности витамина К в щелочной среде давать с диэтилмалоновым эфиром окрашенное соединение синего цвета, интенсивность окраски которого определяют колориметрически.)

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы: бюретка, штатив, ступка с пестиком, пробирки, химический стакан, мерные пробирки, колба коническая, колба плоскодонная, пипетки, колориметр, регистратор данных LabQuest (AFS), воронка Бюхнера, колба Бунзена, водоструйный насос.

Выводы

Во всех исследуемых продуктах содержатся витамины K и C. Наибольшее количество витамина K содержится в петрушке, наибольшее количество витамина С − в высушенной цедре апельсина и лимона.

В результате опроса выяснилось, что люди считают наиболее эффективным способом сохранения витаминов заморозку.

Самый эффективный способ консервирования продуктов, по данным проведенного исследования, − сушка. Все остальные методы сохраняют витамины, но в значительно меньшем количестве.

При длительной термической обработке, в том числе и при заваривании продуктов, богатых витамином С, его концентрация начинает уменьшаться по истечении 40 минут.

Перспективы использования результатов работы

Рекомендации людям, в каком виде хранить продукты питания, какие лучше употреблять, чтобы получить суточную норму витаминов С и K.

Награды/достижения

Диплом III степени в XXVIII открытой московской инженерной конференциb школьников «ПОТЕНЦИАЛ», призёр.

74-е Дни науки НИТУ «МИСиС».

Особое мнение

«Работа достаточно актуальна, тема понятна и интересна каждому человеку, будь то гость, участник или член жюри конференции. Проект «Академический класс в московской школе» помог нам окунуться в научную деятельность, сделать выбор будущей профессии, понять, что значит «быть учёным». Конференция «Наука для жизни» дала возможность представить наш труд участникам конференции, услышать мнение жюри и просто гостей о минусах и плюсах нашей работы: что следует доделать, на что обратить больше внимания, какой метод лучше использовать»