Исследовательский проектОпределение качества фруктовых яблочных соков с помощью титрования и бумажной хроматографии

Определение качества фруктовых яблочных соков с помощью
титрования и бумажной хроматографии

Оглавление
Стр.
Введение 3
Глава 1. Материалы и методы исследования
1.1 Титрование и бумажная хроматография 4
1.2 Влияние наиболее значимых компонентов пищевых продуктов на биохимические процессы в организме 5
Глава 2.Экспериментальная часть и результаты 6-8
2.1. Использование бумажной хроматографии для определения содержания ионов железа в соках различных марок 6
2.2. Использование бумажной хроматографии для определения содержания аскорбиновой кислоты в соках различных марок 7
2.3. Использование титрования для определения содержания общей кислотности фруктовых соков различных марок 7
2.4. Определение количества сахаров в соках различных марок 7
2.5. Результаты 8
Выводы 10
Список литературы 11
Приложения 12
1. Анкета
2.Таблица содержания сахаров и кислот в яблоках различных сортов
Введение
Вряд ли какой-нибудь другой предмет, служащий для удовлетворения потребностей человека, в такой степени нуждается в контроле за чистотой и качеством, как пища. Поэтому и не является неожиданным, что законы, регулирующие производство и продажу пищевых продуктов, были разработаны еще в древние времена. Известно, что более 3600 лет тому назад вавилонский царь Хаммурапи в своем законодательстве предусмотрел наказания за подделку пива и наживу на пищевых продуктах низкого качества. В Древнем Риме, да и в Древней Греции существовали специальные учреждения для контроля за продуктами питания.
В настоящее время задача состоит в том, чтобы уметь быстро оценивать состав сельскохозяйственной продукции. Важно знать, не содержатся ли в пищевом сырье и продуктах питания вредные искусственные и токсические вещества.
"Пейте соки!" - призывает нас реклама, демонстрируя веселых, довольных потребителей сих полезных напитков. Казалось бы, разумная рекомендация: соки хорошо утоляют жажду, обладают приятным вкусом, в них полно витаминов... Однако все далеко не так просто, и соки, даже самые лучшие, не могут служить полноценной заменой натуральным фруктам. Нами было опрошено 60 учащихся школы, (Приложение 1) многие из которых отметили, что яблочный сок является одним из наиболее часто употребляемых соков. Более половины опрошенных отмечают полезность сока, так как считают, что он содержит различные микроэлементы, в том числе железо и витамин С.
Большое разнообразие всевозможных соков привлекает внимание детей и взрослых. Мы ждем от производителей фруктовых соков, что их продукция будет полезна для здоровья. Но как узнать, полезен ли сок для здоровья человека и стоит ли доверять производителям? Из рекламных роликов мы узнаем, что все соки – “кладовая витаминов”. Правда это или нет, мы попытались выяснить практически, проведя титрование и хроматографические исследования . Совпадут ли “выводы” рекламы с нашими результатами исследованиями соков?
Объект исследования: фруктовые яблочные соки марок «Сады Придонья» прямого отжима, «Сады Придонья» из зеленых яблок, «Я», «Туса Джуса», «Здрайверы», «J-7» «Добрый», «Любимый», свежеприготовленный сок из яблок плодосовхоза «Незлобненский» сорта «Гольден».
Целью исследования является определение качества фруктовых яблочных соков с помощью титрования и бумажной хроматографии
Задачи исследования:
1. Выявить наиболее значимые для здоровья человека компоненты пищевых продуктов и их влияние на биохимические процессы в организме.
2. Определить экспериментальным путем возможность использования бумажной хроматографии и титрования для определения качественного состава фруктовых соков
3.Сделать заключение о качестве пакетированных фруктовых соков, сравнив их со свежеприготовленным яблочным соком из яблок плодосовхоза «Незлобненский».
Глава 1. Материалы и методы исследований
1.1Титрование и бумажная хроматография
Хроматографический метод разделения и очистки органических веществ был открыт М. С. Цветом в 1903 г. Л. С Цвет (1872-1919) -русский ботаник, физиолог и биохимик растений. Оставил 74 труда, из них 5 - посмертных издания, 386 литературных публикаций. Он изучал состав хлорофилла и сумел разделить его на слои с различной окраской, пропуская раствор хлорофилла через трубку с порошком мела. Цветовая гамма подсказала ему, вероятно, название метода (по-гречески «хрома» - «цвет», «графо» - «пишу»). В большинстве современных методик анализа цвет исследуемых образцов не играет никакой роли, но название этого способа исследования сохранилось.
Хроматографией называется физико-химический метод разделения смеси веществ, заключающийся в перемещении смеси потоком подвижной фазы вдоль слоя сорбента (неподвижная фаза).
Бумажная хроматография. Этот вариант распределительной хроматографии чрезвычайно широко применяется для аналитических целей. Для бумажной хроматографии используют специальные сорта фильтровальной бумаги.
В этом случае стационарной фазой является вода, адсорбированная бумагой, или органическая жидкость, которой бумага пропитана
Поток элюента может перемещаться вверх по полоске бумаги благодаря капиллярным силам (восходящая хроматография) или вниз самотеком (нисходящая хроматография). Зоны отдельных компонентов проявляются в виде пятен.
При работе с неокрашенными веществами приходится «проявлять» хроматограмму обработкой соответствующим реактивом, дающим цветную реакцию с компонентами смеси.
Нейтрализационное титрование – прием количественного анализа, при котором концентрацию раствора кислоты количественно определяют добавлением раствораконцентрации (нормальный или титрующий раствор). Определенное количество (10 мл) анализируемого раствора помещают в стакан, затем к раствору в колбе медленно прикапывают из бюретки титрующий раствор до тех пор, пока изменение окраски индикатора не покажет, что реакция нейтрализации закончена. В Процессе титрования колбу следует постоянно покачивать, чтобы жидкость в ней перемешивалась. По окончании реакции кран бюретки закрывают и по шкале бюретки устанавливают объем раствора, пошедший на титрование.. Исходя из количества затраченного раствора известной концентрации, рассчитывают массу исходного вещества.
1.2Влияние наиболее значимых компонентов пищевых продуктов на биохимические процессы в организме
Аскорбиновая кислота или витамин С.
Это вещество представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, оно довольно неустойчиво, легко разрушается при кипячении водных растворов. Витамин С - прекрасный восстановитель, именно на этом свойстве и основано его участие в биологических процессах. Он принимает участие в синтезе гормонов, предохраняет важное биологическое соединение - адреналин от окис-ления, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных - коллагена. Аскорбиновая кислота входит в состав некоторых ферментов.
Витамин С является средством против цинги, его полезно принимать при усиленной физической и умственной работе. Растения и многие виды животных «умеют» сами воспроизводить аскорбиновую кислоту. А вот, например, человек и морская свинка утратили эту способность в ходе эволюции. Так что нам всем необходимо получать витамин С вместе с пищей по 50-100 мг в сутки. «Аскорбинкой» богата растительная пища, особенно цитрусовые. .
Железо имеет громадное значение для биологии животных организмов, так как является основным катализатором дыхательных процессов. Организм взрослого человека содержит около 3 г Fе, из которых приблизительно 75 % входит в состав гемоглобина. В случае большого недостатка железа в организме возникает заболевание - железодефицитная анемия (малокровие), так как основная часть входящего в состав организма железа сосредоточена в красных кровяных клетках (эритроцитах), каждая из которых содержит 280 млн. молекул гемоглобина - дыхательного пигмента. Железо содержится в мышечном белке, во многих ферментах. Главное депо железа - печень: здесь у взрослого человека может быть запасено до 1 г железа. В организме взрослого человека всего 3,5 г железа. Избыточное количество железа приводит к образованию нерастворимого в воде железо-содержащего белка. Этот белок уже не может быть использован организмом и, откла-дываясь в тканях и органах, вызывает нарушение их функций и приводит к заболеванию.
Органические кислоты играют важную роль в некоторых процессах обмена веществ и функции желудочно-кишечного тракта. Полностью окисляясь в организме, они дают ему большое количество ценных щелочных компонентов, образуя углекислоту и воду. Эти продукты быстро выводятся из организма вместе со шлаками и излишней жидкостью, уменьшая отеки. В современных условиях малоподвижного образа жизни, стрессовых ситуаций, загрязнений окружающей природной среды и воздействия других неблагоприятных факторов, приводящих к накоплению кислых продуктов неполного окисления, ощелачивающее действие органических кислот имеет важное значение в оздоровлении организма
Углеводы (сахара)
Молекулы этих веществ построены всего из - углерода, кислорода и водорода. Углеводы являются основным источником энергии для живых организмов. Доказано, что, разрушаясь в организме, 1 г углеводов дает энергию, равную 16,7 кДж, или 4 ккал, необходимую для жизни человека.
Глава 2.Экспериментальная часть и результаты.
2.1.Использование бумажной хроматографии для определения содержания ионов железа в соках различных марок
На бумагу нанесли капилляром каплю 1% раствора хлорида железа (III) и рядом, нанесли пробу сока яблока и поместили эту бумагу в прибор, содержащий смесь растворителей: спирта и соляной кислоты в отношении 1:4.
Через час вынули бумагу из прибора и обнаружили ионы железа опрыскиванием раствором гексацианоферрата калия. Появилось синее окрашивание - образование берлинской лазури. Такой сравнительный эксперимент мы провели и с яблочными соками марок «Сады Придонья» прямого отжима, «Сады Придонья» из зеленых яблок, «Я», «Туса Джуса», «Здрайверы», «J-7» «Добрый», «Любимый», а также со свежеприготовленным натуральным соком из яблок сорта «Гольден».
2.2.Использование бумажной хроматографии для определения содержания аскорбиновой кислоты в соках различных марок
Вначале мы провели контрольный эксперимент: таблетку витамина С растворили в 5 мл воды. Нанесли пробу на фильтровальную бумагу и опустили в систему растворителей спирт - гексан (3:1). Так как витамин С, является нестойким, проводили исследование при мягком свете и постоянной температуре 20-23 °С. Обнаружение проводили парами иода.
Такую же методику использовали для обнаружения аскорбиновой кислоты в яблочных соках марок«Сады Придонья» прямого отжима, «Сады Придонья» из зеленых яблок, «Я», «Туса Джуса», «Здрайверы», «J-7» «Добрый», «Любимый» », а также со свежеприготовленным натуральным соком из яблок сорта «Гольден». На стартовую линию наносили несколько раз по капле каждого сока для увеличения концентрации и рядом по капле раствора витамина С.
2.3.Использование титрования для определения кислотности фруктовых соков
В вертикально установленную бюретку наливали щелочную жидкость. Затем брали мерный цилиндр, отмеряли 10 мл сока и помещали отмеренное количество сока в пробирку. Затем пробирку ставили под бюретку с щелочью и осторожно, добавляли по каплям щелочной раствор. После каждой прибавки щелочи содержимое пробирки перемешивали и наносили каплю на лакмусовую бумажку. Если бумажка краснеет, значит кислота еще не нейтрализована и в пробирку необходимо прибавить щелочной жидкости до тех пор, пока лакмусовая бумажка начнет синеть, т е вся кислота уже соединилась со щелочью.
2.4.Определение количества сахара в соках различных марок. Общее количество сахара можно определить по удельному весу сока. Удельный вес определяют следующим образом: в предварительно взвешенный цилиндр наливают100 мл сока и взвешивают на точных весах. Вес отмеренного сока делят на вес воды того же объема и получают удельный вес сока. Процентное содержание сахара в соке вычисляют по формуле. В составе сока, помимо cахаров, имеются еще и другие вещества, а так как в показатель удельного веса входят все вещества, то этот способ определения сахара в соке дает не совсем точные результаты, допуская отклонения в пределах +1. Поэтому при исследовании яблочного сокак показателю сахаристости надо прибавить 1. Расчет ведут по формуле: С = (У : 5) + 1, где С — содержание сахара в соке в % или в г на 100 мл сока; У — показатель удельного веса, в котором исключены впереди стоящие единицы и нули.
2.5.Результаты
Наиболее значимыми для здоровья человека компонентами пищевых продуктов (фруктовых соков) являются ионы железа, аскорбиновая кислота, органические кислоты, сахара. Витамин С принимает участие в синтезе гормонов, предохраняет важное биологическое соединение -адреналин от окисления, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных - коллагена, входит в состав некоторых ферментов, является средством против цинги, его полезно принимать при усиленной физической и умственной работе. Железо является основным катализатором дыхательных процессов, содержится в мышечном белке, во многих ферментах. Органические кислоты играют важную роль в обмене веществ. Углеводы являются основным источником энергии для живых организмов.
При этом было установлено, что содержимое упаковок «Сады Придонья» прямого отжима, «Сады Придонья» из зеленых яблок, «Я», «Туса Джуса», «Здрайверы», «J-7» «Добрый», «Любимый» в основном, соответствует составу, указанному на упаковке, причем в соке «Сады Придонья» прямого отжима, «Туса Джуса», «Добрый» и «Любимый» содержание железа несколько больше, чем в соках «Сады Придонья» из зеленых яблок, «Я», «Здрайверы, «J-7»,, которые практически не содержат железа, но несравненно меньше, чем в свежеприготовленном натуральном соке.
Аскорбиновая кислота не может содержаться ни в каком упакованном соке, поскольку является нестойким соединением, а совместное пребывание с яблочной кислотой приводит к увеличению скорости ее распада. Поступление в организм аскорбиновой кислоты, так необходимой для здоровья, возможно только при употреблении свежеприготовленного сока овощей или фруктов.
При сравнивании кислотности яблочных соков можно сделать вывод о том, что кислотность соков намного выше той, которая должна быть при использовании качественного натурального сырья. (смотри Приложение 2)
Марка сока Кислотность,%
«Сады Придонья» (прям.отжим) 2,1
«Сады Придонья» (из зеленых яблок) 2,6
«Я» 1,9
«Туса Джуса» 1,9
«Здрайверы» 2,2
«J-7» 2,4
«Добрый» 1,7
«Любимый» 1,7
Свежевыжатый натуральный сок 0,8
Либо для консервации применялась лимонная кислота дополнительно к яблочной, содержащейся в яблоках, , либо для сокосодержащей продукции было использовано низкокачественное сырье.
При исследовании сахаристости соков были получены следующие результаты:
Марка сока Содержание сахара в соке,%
( указано)
Содержание сахара в соке,%
(по измерениям)
«Сады Придонья» (прям.отжим) 11 7,7
«Сады Придонья» (из зеленых яблок) 11,2 7,2
«Я» 11,5 10,1
«Туса Джуса» 11,2 6,8
«Здрайверы» 11,3 7,4
«J-7» 10,8 9,8
«Добрый» 11,2 9,7
«Любимый» 10,8 10,2
Свежевыжатый натуральный сок - 15,3
Проанализировав содержание сахара в пакетированных соках, а также их упаковку, мы выявили несоответствие между указанным содержанием углеводов и реально существующими цифрами их содержания. Незначительно различается сахаристость сока «Я», «J-7», «Любимый», что может быть отнесено к погрешности лабораторных исследований. Намного ниже содержание сахаристых веществ в соках «Сады Придонья» прямой отжим, «Сады Придонья» из зеленых яблок, «Здрайверы», «Туса Джуса», «Здрайверы».
Сахаристость натурального яблочного сока, выжатого из яблок сорта «Гольден, собранных в плодосовхозе «Незлобненский» выше остальных соков. Такие данные указывают либо на низкое качество исходного сырья при производстве пакетированных яблочных соков, либо на большую, чем нужно степень разбавления соков водой при восстановлении .
Выводы:
1. В ходе работы мы выявили влияние наиболее значимых компонентов пищевых продуктов на физиологические процессы в организме.
2. Экспериментальным путем доказана возможность использования таких методов, как бумажная хроматография и титрование для определения качественного состава фруктовых яблочных соков
3. Подвергнув наиболее популярные и рекламируемые пакетированные фруктовые яблочные соки исследованию и сравнив их качество со свежеприготовленным яблочным соком из яблок плодосовхоза «Незлобненский», мы доказали их более низкое качество, так как содержание таких компонентов пищевых продуктов, как количество ионов железа, аскорбиновой кислоты, содержание углеводов заметно ниже, а кислотность выше, чем у натурального сока
Список литературы
1. Гинзбург, О. Ф, Лабораторные работы по органической химии / О. Ф. Гинзбург. - М.: Высшая школа, 1970. - С. 45-51.
2. Грандберг, И. И. Органическая химия / И. И. Грандберг. - М.: Высшая школа, 1974.
3. Некрасов, Б. Н. Курс общей химии / Б. Н. Некрасов. - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1948.-С. 793.
4. Нифантьев, Э. Е, Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии / Э. Е. Нифантьев, М. К. Верзилина, О. С. Котлярова.-М, 1983. -С. 11-29.
5. Шульпин, Г. Б. Химия для всех // Основные понятия и простейшие опыты / Г. Б. Шульпин. - М.: Знание, 1987. - С. 125.
6. Эммануэль, Н. М. Химия и пища / Н. М. Эмануэль, Г. Е. Заикова -М.: Знание, 1986.
7. Крицман, В. А. Книга для чтения по неорганической химии Ч II / В. А. Крицман. - М.,1984.
8. Третьякова, Ю. Д. Химия. Справочные материалы / Ю. Д. Третьякова.-М., 1984.
9. Жиряков, В. Г. Органическая химия / В. Г. Жиряков. - М,: Химия, 1974.


Приложение 1
Анкетирование
Дорогие Друзья просим ответить на поставленные вопросы. Выберите один наиболее подходящий для вас.
Вопросы:
1. Как часто Вы употребляете сок:
а) реже чем 2 раза в день;
в) реже, чем два раза в неделю;
г) реже, чем два раза в месяц.
2. Для чего Вы употребляете сок:
а) в качестве столового напитка;
б) для утоления жажды;
в) для поддержания иммунитета.
3.Какой сок вы употребляете чаще других
а)яблочный
б)апельсиновый
в)виноградный
г)мультифрутовый
д)другой
4. Считаете ли вы, что сок полезен для здоровья, так как содержит
а) железо
б) витамин С
в) микроэлементы
Приложение2
НАЗВАНИЕ ПЛОДОВ И ЯГОД САХАРА КИСЛОТ
max min сред max min сред
яблоки 24,0 5,2 12,3 1,9 0,12 0,7
яблоки лесные и падалица — — 6,0 — — 1,5
яблоки кислосладкие хозяйственного сорта — — 10,0 — — 0,9
яблоки кислосладкие хорошего сорта — — 15,0 — — 0,7
яблоки кислые — — 6,0 — — 1,2
яблоки сладкие — — 20,0 — — 0,2
яблоки терпкие — — 18,0 — — 2,0