Выявление кислотности и количественного содержания витамина С в яблочных соках

Всероссийский конкурс исследовательских работ учащихся
«Дерзание-Юниор»
Пермский край Кунгурский район
Направление Химия
Выявление кислотности и
количественного содержания витамина С
в яблочных соках
Клюкова Юлия
МАОУ ДОД «Центр дополнительного образования детей»
детское объединение «Юный исследователь», 6 класс
Руководители работы:
Пушкарева Татьяна Борисовна
Борисова Ираида Геннадьевна
педагоги дополнительного образования, высшей категории
МАОУ ДОД «ЦДОД»
Консультант:
Голуб Елена Ефимовна, ассистент кафедры химии ПГГПУ
г. Пермь -2015
1
Оглавление
Введение
3
Глава I. Основная часть
4
1.1. Яблочный сок
4
1.2. Пищевая ценность и вкусовые свойства яблочного сока
4
1.3. Требования к качеству яблочных соков
5
Глава 2. Экспериментальная часть
7
2.1. Организация исследования
7
Выводы
11
Заключение
12
Список использованных источников и литературы
13
Приложение
2
Введение
Соки – это любимые напитки детей и взрослых. Фруктовые соки имеют не
только пищевое, но диетическое и лечебное значение. Они содержат
легкоусвояемые углеводы (глюкозу, фруктозу), пектиновые вещества, азотистые,
минеральные вещества (калий, кальций, магний, натрий), органические кислоты,
витамины С, Р, группы В.
Фруктовый сок получают из доброкачественных спелых, свежих или
сохраненных свежими, благодаря охлаждению, фруктов.
В результате опроса учащихся МАОУ «Комсомольская СОШ» наиболее
часто употребляемым является яблочный сок. Учащиеся свой выбор
обосновывают, тем что яблочный сок содержит витамин С, который необходим
для поддержания иммунитета организма человека. В отличие от искусственных
витаминов, натуральные обладают физиологической активностью в десятки раз
больше. Поэтому заменить натуральные витамины синтетическими практически
невозможно. Яблочный сок изготавливают без добавления сахара, что полезно как
детям, так и взрослым. (Приложение 1)
Цель исследования: выявление кислотности и количественного
содержания витамина С в яблочных соках.
Задачи:
1. рассмотреть пищевую ценность и вкусовые свойства яблочного сока;
2. рассмотреть требования к качеству яблочного сока;
3. исследовать количественное содержание витамина С и кислотность в
яблочных соках;
4. разработать рекомендации для потребителей яблочного сока.
Объект исследования: яблочный сок.
Предмет исследования:
количественное содержание витамина С и
кислотность в яблочных соках.
Гипотеза: в яблочных соках промышленного производства количественное
содержание витамина С и кислотность не соответствует ГОСТу.
3
Глава I. Основная часть
1.1. Яблочный сок
В соответствии с ГОСТ Р 51398-99 фруктовый сок - это жидкий продукт,
получаемый из фруктов путем механического воздействия и консервированный
физическими способами. [3]
Яблочный сок в зависимости от технологии производства получают с
мякотью плода или прозрачные (осветленные).
В настоящее время большинство отечественных предприятий вырабатывают восстановленные осветленные яблочные соки из концентрированных соков
(ГОСТ Р 52186-2003). При производстве концентрированного яблочного сока
могут быть использованы диффузионные соки, полученные при водной
экстракции мезги первого отжима. В концентрированный фруктовый сок могут
быть добавлены: лимонная и аскорбиновая кислоты, сахара и натуральные
летучие ароматические компоненты. [4]
1.2. Пищевая ценность и вкусовые свойства яблочного сока
Яблочный сок считается одним из полезных по своему составу.
Преимущество этого сока – это богатый набор минералов: калий, магний, йод,
железо, цинк, хром, бор, медь, кобальт. [5]
Пищевая ценность и вкусовые свойства яблочного сока обусловлены,
прежде всего, довольно высоким содержанием сахаров до 23-24% за счет
добавления сахарозы.
Органическая кислота – яблочная придает соку освежающий, а в сочетании
с сахарами гармонично сбалансированный кисло-сладкий вкус. Она способствуют
выработке желудочного сока, и повышает его кислотность. Природные энзимы
позволяют расщеплять питательные вещества, тем самым улучшая пищеварение.
Массовая доля титруемых кислот яблочного сока составляет до 0,3-1,4% .
[2]
По рекомендациям Института питания РАМН, в напитках массового
применения должно содержаться не более 1/3-1/2 суточной дозы витаминов на 1
стакан. Это составляет 15-16 мг витамина С на 100 г продукта. [4]
Массовая доля витамина С в яблочном соке - 30 мг/кг, при этом рН сока
должен быть не более 4,4. Витамин C (аскорбиновая кислота) не синтезируется в
организме людей в отличие от растений и большинства животных. Основные
симптомы витаминной недостаточности: повышенная ломкость кровеносных
капилляров, общая слабость, апатия, утомляемость, снижение аппетита, задержка
роста, повышенная восприимчивость к инфекциям, болезненность десен. Поэтому
яблочный сок может являться дополнительным источникам аскорбиновой
кислоты для человека.
Врачи рекомендуют пить сок из яблок кислых сортов людям страдающим
гастритами с пониженной кислотностью. Пектин способствуют улучшению
перистальтике кишечника, помогает справиться с запорами и очистить организм
от шлаков и вредных веществ. [5]
4
Ученые доказали, что ежедневное употребление 200-300 мл яблочного сока
помогает нормализовать жировой обмен, кровь очищается от холестерина, а
стенки капилляров становятся прочными и эластичными.
Яблочный сок традиционно считается одним из первых продуктов, с
которым знакомится грудной ребенок, он рекомендуется как полезный и
гипоалергенный. [1]
1.3. Требования к качеству яблочных соков
Качество фруктовых соков оценивают по органолептическим, физикохимическим и бактериологическим показателям.
Вкус, аромат и цвет соков должны соответствовать натуральным плодам, из
которых они получены. Осветленные соки должны быть прозрачными, без осадка;
соки с мякотью - в виде однородной непрозрачной массы с равномерно
распределенной тонкоизмельченной мякотью.
Фальсификация соков (введение добавок, не предусмотренных рецептурой;
разбавление водой; замена одного типа напитка другим) очень широко
применяется как в процессе их производства, так и в процессе реализации.
Наиболее опасная качественная фальсификация напитков связана с заменой
сахара на сахарозаменители без соответствующей надписи на этикетке. Больной
сахарный диабетом, зная, что в напитке должны быть сахара, перед его
употреблением вкалывает себе дополнительную дозу инсулина. В то же время в
напитке сахара отсутствуют, и больной соответственно передозирует инсулин,
что приводит к гипогликемии его организма. [1]
Кислотность характеризует гармоничность вкуса сока. В стандартах
указывается либо нижний предел кислотности, либо минимально и максимально
допустимые ее пределы. Кислоты играют вкусообразующую роль и служат
консервантами, но при больших концентрациях даже, например, лимонная
кислота (Е330) способна воздействовать на эмаль зубов и причинять болевые
ощущения.
Подкисление яблочных соков лимонной кислотой не противоречит
технологии приготовления соков, но в данном случае о добавках посторонних
кислот для подкисления соков должно сообщаться на товарных этикетках
производителям, т.е. не вводить в заблуждение покупателей соков о 100 %-ном
содержании в них натуральных компонентов яблок.
При
пониженной
кислотности
размножаются
очень
быстро
слизеобразующие бактерии - лейкопосток, которые превращают сахарозу в
слизистый продукт декстран. Пектиновые, белковые, дубильные и красящие
вещества, которые содержатся в соках в виде коллоидных растворов, при
изменении кислотности среды, влиянии тепла могут коагулировать с
образованием взвесей. [7]
Основные дефекты соков связаны с возникновением в них осадков.
Нарушение стойкости вызывается причинами биологического и небиологического характера. Биологические помутнения появляются в результате развития
5
различных видов микроорганизмов, которые в напитках могут потреблять сахар,
органические кислоты, другие растворимые вещества.
Признаки микробиологической порчи напитков:
-внешние изменения: появление мути, слизи, осадка, изменение окраски,
появление на поверхности колец, пленок;
-изменение вкуса, запаха, появляется переброженный вкус, маслянистый привкус
(признак развития лейкопостока), вкус плесени и др.
Наиболее часто во фруктовых соках развиваются дрожжи. Они
размножаются при наличии хотя бы небольшого количества кислорода. [6]
6
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Организация исследования
Определение кислотности соков и выявление количественного содержания
витамина С в яблочных соках было проведено в лаборатории кафедры химии
естественнонаучного факультета Пермского государственного гуманитарного
педагогического университета под руководством студентки 3 курса Кокшаровой
Ирины. (Приложение 1)
Методы исследования:
1. Органолептический метод определяет вкус, цвет аромат, прозрачность сока.
1. Титриметрический метод определения витамина С в яблочном соке. Метод
основан на экстрагировании витамина С раствором йода с последующим
титрованием визуально до установления светло-розовой окраски.
2. Потенциометрический метод определения кислотности в яблочном соке.
Метод основан на титровании стандартным раствором гидроксида натрия
до значения рН 8,1. [4]
Опыт 1 «Органолептический анализ яблочных соков»
1. Органолептические показатели качества готового напитка - внешний вид,
прозрачность, цвет, аромат и вкус определяют по ГОСТ 6687. [2]
Таблица 1. Органолептический анализ яблочных соков
Наименов
ание сока
Rich
Сады
Придонья
G7
Производитель
ЗАО «Мултун»
Россия г. СанктПетербург
ОАО «Сады
Придонья»
Россия
Волгоградская
область,
Городищенчски
й район с. Сады
Придонья
ОАО «ВБД
Напитки»
Россия
Московская
Органолептические показатели
Прозрачнос
Цвет
Аромат
Вкус
ть
Темножелтый
Слабый
Кислосладкий
Светложелтый
Сильный
Кислый
Жёлтый
Сильный
Кислосладкий
Прозрачная
жидкость с
посторонни
ми
включениям
и
Прозрачная
жидкость,
без
посторонни
х
включений
Прозрачная
жидкость,
без
посторонни
7
область с.
х
Раменское
включений
Вывод: в ходе органолептического анализа яблочных соков выявлено
образца сока «Сады Придонья», «G7» прозрачные, без посторонних включений. В
соке «Rich» обнаружены посторонние включения, в виде тянущейся слизи,
возможно, это деятельность слизеобразующих бактерий - лейкопосток.
Вкус и цвет соков соответствует натуральным плодам, из которых они
получены.
Аромат соков «Сады Придонья» и «G7» сильный, свойственный
соответствующим фруктам – яблокам, кроме сока «Rich», который имеет слабый
аромат. (Приложение 2)
Опыт 2 «Определение кислотности яблочных соков»
Кислотность – это содержание органических и минеральных кислот,
определяемых титрованием в соответствии с ГОСТ Р 51434-99. [3]
Показатель массовой доли титрируемых кислот показывает, насколько
кислым или сладким является напиток. Яблочный сок отличается большой
кислотностью и относительно низким содержанием сахара. Поэтому для
нормализации вкуса его часто разбавляют водой и подслащивают сахаром.
Реактивы и оборудование: стакан, бюретка, пипетка, раствор NaOH, колбы
для титрования, продукт для анализа (яблочный сок), стеклянная воронка,
магнитная мешалка, термометр.
Порядок и техника проведения:
В стакан вносят пипеткой 25 см неразбавленного сока. Пробу в стакане при
температуре 20°С начинают перемешивать магнитной мешалкой и титруют из
бюретки раствором гидроксида натрия до значения рН 8,1. Измеряют объем
раствора, пошедший на титрование.
Массовую концентрацию титруемых кислот, г/дм3, в расчете на яблочную
кислоту вычисляют по формуле: X =V1cM/V0
Где, M - молярная масса, г/моль, равная для яблочной кислоты =67,0;
V1- объем раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование, см3;
C - точная концентрация раствора гидроксида натрия, моль/дм3;
V0 - объем пробы образца, взятый на титрование (25 см3), см3. (Приложение 4)
Таблица 3. Массовая концентрация титруемых кислот
Сок
Проба
NaOH
Массовая
Среднее
концентрация
значение,
титруемых
массовая
3
кислот, г/дм
концентрация
титруемых
кислот, г/дм3
1
1,4
0,9
0,8
Rich
2
1,3
0,8
3
1,4
0,9
8
Сады
Придонья
1
2,4
1,6
1,4
2
2,2
1,4
3
2,2
1,4
G7
1
1,5
1
1
2
1,6
1
3
1,5
1
Вывод: массовая доля титруемых кислот яблочных соков «Rich», «G7» и
«Сады Придонья» находится в норме, что соответствует Госту.
Опыт 3 «Количественное определение витамина С в яблочных соках»
Аскорбиновая кислота может быть определена при титровании йодом. [2]
Реактивы и оборудование: 0,05 % раствор крахмала; бюретка; раствор йода
0,01Н; дистиллированная вода; 2% раствор соляной кислоты; колбы для
титрования; продукты для анализа (сок); стеклянная воронка.
Порядок и техника выполнения работы:
Добавить к 10 мл яблочного сока 2% раствора соляной кислоты.
Перемешать. Прилить 1мл 0,5% раствора крахмала и титровать рабочим
раствором 0,003Н, 0,01Н раствор йода до появления синего окрашивания.
(Приложение 4)
Расчёт количественного содержания витамина C в яблочном соке
производят по формуле: m(кислоты) 
С ( I 2 )  Э(к  ты)  V ( раствораI 2 )
1000
Где, C(I2) - молярная концентрация эквивалента йода;
Э (к-ты) - молярная масса эквивалента аскорбиновой кислоты в г, равная в данном
случае 88г;
V (раствора I2) – объём раствора йода, пошедшего на титрование, в мл.
Расчет массовой доли аскорбиновой кислоты в продукте по формуле
ω (массовая доля) = m123/3*100 % (Приложение 3)
Результаты исследования:
Таблица 4. Количественное содержание витамина С
ω (массовая доля), %
Яблочный
Проба
m (кислоты), гр.
сок
1
0,6
0,000528
0,17%
Rich
2
0,6
0,000528
3
0,8
0,000704
Сады
1
1,3
0,00114
0,35%
Придонья
2
1,3
0,00123
3
1,4
0,00114
G7
1
0,6
0,00051
0,18%
2
0,7
0,00052
3
0,8
0,00070
9
Вывод: исследование показало, что массовая доля содержания
аскорбиновой кислоты в яблочном соке «Сады Придонья» составляет 0,35%, в
соке «G7»-0,18%, « Rich»-0,17%.
10
Выводы
Таким образом, в результате проведенных исследований мы получили
следующие результаты:
1. Органолептические показатели качества яблочных соков цвет, вкус и
аромат в норме. Цвет у разных образцов от желтого до темно-желтого. Вкус
и аромат у всех образцов без посторонних привкусов и запахов. По
показателю внешний вид образцы оказались прозрачной жидкостью, но в
соке «Rich» обнаружены посторонние включения. [4]
2. Кислотность соков находится в норме.
3. Высокое значение аскорбиновой кислоты во всех исследуемых образцах
яблочного сока, при норме 0,02%, свидетельствует о том, что, возможно, в
сок добавлен синтетический витамин С. [7]
11
Заключение
Трудно найти человека, который не любит сок. Как узнать, какой сок
полезен для здоровья человека. Из рекламных роликов мы узнаем, что все соки «кладовая витаминов». Правда это или нет, мы выяснили в ходе
исследовательской работы.
Учащиеся МАОУ «Комсомольская СОШ» предпочитают яблочный сок.
С целью исследования были отобраны соки разных производителей «Rich»
(ЗАО «Мултун» Россия г. Санкт-Петербург), «Сады Придонья» (ОАО «Сады
Придонья» Россия Волгоградская область, Городищенчский район с. Сады
Придонья), «G7» (ОАО «ВБД Напитки» Россия Московская область с.
Раменское).
Качество соков оценивали по органолептическим и физико-химическим
показателям (кислотность и количественное содержание витамина С). При
оценке соков из яблок ориентировались на ГОСТ Р52186-2003 «Соки фруктовые
осветленные.
В результате исследования выявлено, что органолептические показатели
яблочных соков «Сады Придонья», «G7» соответствуют ГОСТ. Показатель
кислотность в норме у всех образцов сока.
Разработаны рекомендации для потребителей сока.
12
Список использованных источников и литературы
1. Биология: Энциклопедия/под ред. М.С. Гилярова.- М.: Большая Российская
энциклопедия, 2003. – с.384.
2. ГОСТ 24556-89. Продукты переработки плодов и овощей. Методы
определения витамина С.
3. Гост Р 51434-99 Соки фруктовые и овощные. Метод определения титруемой
кислотности.
4. Гост Р 52185-2003 Соки фруктовые концентрированные. Технические
условия.
5. Никифорова, Н.С. Справочник по товароведению продовольственных
товаров. В 2 т. Т.1:Учеб. для нач. проф. образованию/Н.С. Никифорова,
А.М. Новикова, С.А. Прокофьева.-М.: Издательский центр «Академия».2008.-с.128-131
6. Новикова,
А.М.
Товароведение
и
организация
торговли
продовольственными товарами: учебник для нач. проф. образования: учебн.
пособие для сред. проф. образование. 5-е изд./А.М. Новикова, Т.С.
Голубкина, Н.С. Никифорова, С.А. Прокофьева - М. Издательский центр,
2006.- с .14
7. Тимофеева, В.А. Товароведение продовольственных товаров/В.А.
Тимофеева. Учебник. Изд-е 6-е, доп.и перер.- Ростов н/д: Феникс, 2006.369- с.380.
8. Чепурной, И.П. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров: Учебник.-3е изд./И.П. Чепурной.-М.:Издательско-торговая корпорация «Дашков и К».2007.-с. 196-227
13
Приложение 1
Пермский государственный гуманитарный педагогический университет
лаборатория кафедры химии естественнонаучного факультета
Исследуемые яблочные соки
14
Приложение 2
Органолептический анализ яблочных соков
Исследуемые соки
Посторонние включения в яблочном соке «Rich»
15
Приложение 3
Определение количественного содержания витамина С в яблочных соках
Определение кислотности яблочных соков
16
Приложение 4
Расчет кислотности в яблочных соках
Сок «Rich»
C H+= 1000*14, 4*0, 2525=14
C H+= 1000*13, 8*0, 2525=13
C H+= 1000*14, 6*0, 2525=14
Среднее значение=14+13+14/3=14
Сок «Сады Придонья»
C H+= 1000*24, 2*0, 2525=24
C H+= 1000*22, 7*0, 2525=22
C H+= 1000*22, 5*0, 2525=22
Среднее значение=22+22+24/3=23
Сок «G7»
C H+= 1000*15*0, 2525=15
C H+= 1000*16, 1*0, 2525=16
C H+= 1000*15, 4*0, 2525=15
Среднее занчение=15+16+15/3=15
17
Приложение 5
Расчет массы титруемых кислот в яблочных соках
X =V1cM/V0
18
Приложение 6
Расчет содержания витамина C в яблочных соках
Сок «Rich»
0,01  88 * 0,6
 0,00052
1000
0,01  88 * 0,6
m2 (кислоты) 
 0,00052
1000
0,01 * 88 * 0,8
m3 (кислоты) 
 0,00070
1000
0,000528  0,000528  0,000704
 ( массоваядо ля) 
*100  0,17%
3
m1 (кислоты) 
Сок «Сады Придонья»
0,01  88 *1,3
 0,00114
1000
0,01  88 *1,3
m2 (кислоты) 
 0,00114
1000
0,01 * 88 *1,4
m3 (кислоты) 
 0,00123
1000
0,001144  0,001144  0,001232
 ( массоваядо ля) 
*100  0,35 %
3
m1 (кислоты) 
Сок «S7»
0,01  88 * 0,6
 0,00052
1000
0,01  88 * 0,7
m2 (кислоты) 
 0,00061
1000
0,01 * 88 * 0,8
m3 (кислоты) 
 0,00070
1000
0,000528  0,000616  0,000704
 ( массоваядо ля) 
*100  0,18 %
3
m1 (кислоты) 
19