Полифенолы хорошо растворяются только в горячей воде. Именно поэтому чай заваривают кипятком. После того, как заварка остывает, она зачастую мутнеет -- это также свойство полифенолов. Если при охлаждении заварка не мутнеет -- это показатель того, что содержание полифенолов в сырье явно недостаточно. Если помутневшую заварку подогреть на несильном огне, то она вновь станет прозрачной [36].
Чем больше в чае танинов, тем более терпким и вяжущим вкусом он обладает [36].
Полифенолы чая сейчас активно исследуются, т.к. среди них еще многие не изучены; также исследуется химический синтез новых фенольных соединений в ходе ферментации [26].
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1 Объекты
Объектом изучения являются плоды калины обыкновенной, шиповника коричного и лимона обыкновенного, различные сорта чая. Предметом изучения является антиоксидантная активность исследуемых материалов.
В период с 12.09.2007 г. по 31.10.2007 г. отбирали 3 раза в неделю по 10-15 ягод с калины обыкновенной г. Славянска - на - Кубани, п. Кубрис. Ягоды срывали вместе с плодоножками, чтобы не повредить их герметичность, по несколько штук с разных кистей для большей достоверности опыта.
Для исследования содержания танинов в чае выбрали следующие сорта: мате зеленый, красный чай «Ройбуш», белый чай «Ветер поднебесный», зеленый чай «Лазурная россыпь» и черный чай «Лисма».
2.2 Материалы исследования
Реактивы и оборудование: бюксы, эксикатор, ступка с пестиком, вата, стеклянная воронка, установка для титрования, дистиллированная вода, 0,5% раствор крахмала, раствор 0,003 Н йода.
Приготовление растворов
1. 0,5 % раствор крахмала. В дистиллированную воду объёмом 30 мл прибавили 0,5 г порошка крахмала, тщательно перемешали и нагрели до кипения. В полученный раствор прилили 70 мл холодной дистиллированной воды и охладили.
2. Раствор 0,003 н йода. К 97 мл дистиллированной воды прилили 3 мл 0,1 н раствора йода.
3. Подготовка пробы чая к анализу для определения содержания танина.
2,5 г предварительно измельченной навески чая, взятой из средней пробы, с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г, помещают в колбу вместимостью 250 см3, приливают 200 см3 кипящей дистиллированной воды и ставят на водяную баню. Экстракцию ведут в течение 45 минут. Экстракт фильтруют под вакуумом через воронку Бюхнера в колбу вместимостью 500 см3, фильтрат переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают и доводят дистиллированной водой до метки.
2.3 Методы исследования
Определение влажности плодов
Растереть в ступке 2 г плодов. Полученную массу поместить в бюкс, массу которого определить заранее. Бюкс поставить в эксикатор при температуре 70єС на сутки. По истечении времени измерить массу бюкса. Вычислить абсолютно сухое вещество по формуле:
Mа.с.в.= m1-m2,
Где: Mа.с.в- - масса абсолютно сухого вещества;
m1 - масса пустого бюкса;
m2 - масса бюкса с плодами после высушивания.
Влажность вычислить по формуле:
W= ((а 1 - а 2 )\ а1) * 100%,
Где:
W- влажность,%;
а 1- масса навески до высушивания, г;
а 2 - масса навески после высушивания, г [33].
Определение витамина С в исследуемых материалах
2 г плодов растереть в ступке. Полученную массу перенести в стаканчик и добавить 10 мл 2% раствора HCl. Тщательно перемешать и отфильтровать через стеклянную воронку с ватой в коническую колбу на 50-100 мл. Массу на фильтре промыть несколькими каплями воды. В фильтрат прилить 1 мл 0,5% раствора крахмала и оттитровать рабочим раствором 0.003 Н йода до появления синего окрашивания.
При расчете содержания витамина С в продукте использовать формулу определения массы:
М= ((н*Э)\1000)*V,
Где : н- молярная концентрация эквивалента йода;
Э- молярная концентрация эквивалента витамина С, равная 88 г;
V- объем пошедшего на титрование йода, мл.
Для более точного количественного определения витамина С проводить параллельные опыты [33].
Определение содержания танина в чае [36]
Определение проводилось согласно ГОСТ 19885-74.
Метод основан на окислении танина чая марганцевокислым калием в присутствии индигокармина в качестве индикатора.
Пипеткой отбирают 10 см3 экстракта и помещают в выпарительную чашу, добавляют 750 см3 водопроводной воды, 25 см3 раствора индигокармина и титруют 0,1 моль/дм3 раствором марганцовокислого калия при постоянном перемешивании стеклянной палочкой. Синяя окраска при этом постепенно переходит через сине-зеленую, темно- и светло-зеленую, желто-зеленую в желтую золотистого оттенка.
Конец реакции определяют по исчезновению зеленого оттенка и появлению чистого желтого цвета. Затем подсчитывают количество 0,1 моль/дм3 раствора марганцовокислого калия в см3, израсходованное на окисление танина.
Аналогичным образом устанавливают количество марганцовокислого калия, израсходованное на титрование раствора воды и индигокармина.
Количество танина (А1) в процентах определяют по формуле:
,
где а - количество 0,1 моль/дм3 раствора марганцовокислого калия, израсходованное на окисление танина, см3;
а1 - количество 0,1 моль/дм3 раствора марганцовокислого калия, израсходованное на титрование раствора воды и индигокармина, см3;
0,004157 - количество танина, окисляемое 1 см3 0,1 моль/дм3 раствора марганцовокислого калия, г;
х - количество полученного экстракта чая, см3;
х1 - количество экстракта чая, взятое для испытания, см3;
m - масса навески абсолютно сухого чая, г;
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,5% для р=0,95.
Если результат анализа попадает вблизи значения нормы содержания танина для соответствующего вида чая, то необходимо проведение двух дополнительных определений. В этом случае за результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,7% для р=0,95. [9]
Определение влияния компонентов чая на антиоксидантную активность
Количество витамина С в лимоне обыкновенном определяют по методике.
В экстракт чая каждого из сортов добавить 2 мл сока лимона, определить содержание витамина С. Через 1 час находят содержание аскорбиновой кислоты в каждом из сортов. Сравнивают содержание витамина С до и после выдерживаемого времени [33].
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение. Изучение антиоксидантной активности растений
3.1 Определение содержания витамина С в калине обыкновенной в период созревания
В измельченной массе плодов калины обыкновенной определили влажность всех отбираемых образцов. Влажность плодов калины обыкновенной во время созревания в период с 12.09 по 31.10 варьирует в пределах от 60% до 78,5%. Наибольшая влажность в плодах калины обыкновенной отмечмна в период созревания с 12 по 19 октября.
W,%
Рисунок 1. Влажность плодов калины обыкновенной в период созревания
Общеизвестно, что в калине высокое содержание витамина С. Плоды калины обыкновенной широко используют в качестве источника этого витамина.
С 12.03.2007 г по 31. 10. 2007 г с периодичностью в 3 дня были отобраны плоды калины обыкновенной, произрастающей в п. Кубрис Славянского района.
Используя метод йодиметрического титрования, определили содержание витамина С в каждой пробе согласно методике.
Анализ результатов показал, что содержание витамина С меняется в период созревания и зависит от срока созревания плодов калины обыкновенной. В период с 12 сентября по 12 октября содержание аскорбиновой кислоты изменяется с 1,44г по 2,78г на 100 г а.с.в. В период с 12 по 19 октября отмечена наибольшая интенсивность накопления витамина С, что составляет 3,1г кислоты на 100г сухого вещества. В период с 19 по 31 октября содержание падает до 2,37г на 100г сухого вещества.
Проследив динамику изменения витамина С можно сделать вывод о том, что оптимальным временем сбора калины является период с 12 по 19 октября, так как в этот период происходит максимальное накопление аскорбиновой кислоты в плодах калины обыкновенной.
3.2 Определение антиоксидантной активности лимона обыкновенного, шиповника коричного и различных сортов чая
Антиоксидантную активность растительных материалов определяли по содержанию витамина С методом йодиметрического титрования аналогично определению содержания витамина С в калине обыкновенной. Для исследования были взяты следующие растительные материалы: лимон обыкновенный, калину обыкновенная, шиповник коричный и сорта чая: мате зеленый, красный чай «Ройбуш», белый чай «Ветер поднебесный», зеленый чай «Лазурная россыпь» и черный чай «Лисма».
Полученные результаты представлены на рисунках 3,4.
Из полученных результатов видно, что самое высокое содержание витамина С в калине обыкновенной - 3,1 г/ 100 г а.с.в., в шиповнике витамина меньше по сравнению с содержанием его в калине и составляет 1,2 г/ 100 г а.с.в. Содержание аскорбиновой кислоты в лимоне обыкновенном - 0,04 г/ 100 г а.с.в., что по значению меньше, чем содержание витамина в калине и шиповнике.
Для анализа антиоксидантной активности сортов чая было определено содержание витамина С в мате зеленом, красном чае «Ройбуш», белом чае «Ветер поднебесный», зеленом чае «Лазурная россыпь» и черном чае «Лисма». Полученные результаты исследования приведены на рисунке 4.
Из полученных результатов видно, что содержание витамина С зависит от сорта чая. Определено, что в наибольшем количестве аскорбиновая кислота содержится в черном чае. В чае мате и в красном чае содержание витамина С наименьшее по сравнению с другими сортами чая.
3.3 Определение содержания полифенольных соединений в различных сортах чая
Для исследования использовались экстракты нескольких сортов чая: мате зеленый, красный чай «Ройбуш», белый чай «Ветер поднебесный», зеленый чай «Лазурная россыпь» и черный чай «Лисма».
Содержание полифенольных соединений проводили согласно ГОСТ 19885-74 . Измельченную навеску чая поместили в колбу залили кипящей дистиллированной воды и выдержали 45 минут. В фильтрате экстракта каждого сорта чая определили содержание полифенольных соединений.
Определение количества полифенольных соединений проведено в перерасчете на танин. Результаты исследования показаны на рисунке 5.
Анализ полученных результатов показал, что содержание полифенольных соединений в экстрактах чая имеет разное значение и зависит от сорта чая. Наибольшее содержание танина в белом чае. Наименьшее содержание танина из исследуемых материалов содержится в зеленом и красном чаях.
3.4 Влияние компонентов чая на антиоксидантную активность
Количество витамина С в лимоне обыкновенном определяли по методике.
В экстракт чая каждого из сортов добавили сок лимона и определили содержание витамина С. Изменение антиоксидантной активности определяли по изменению содержания витамина С в экстрактах чая каждого сорта до и после времени выдержки. Полученные результаты показали, что во время выдержки концентрация витамина снизилась. Далее рассчитывали процент снижения содержания витамина С. Полученные результаты представлены на рисунке 6.
Из полученных результатов видно, что содержание витамина С уменьшается после выдержки на 23-33% в зависимости от сорта чая. Концентрация витамина С в черном чае снизилась на 32,8 %, в белом - на 29%, в зеленом - на 26,5%, в красном - на 24,7%, в мате - на 23%. Из этого можно сделать вывод о том, что компоненты чая снижают антиоксидантную активность.
Выводы
В результате проделанной работы были сделаны следующие выводы:
1.Определено, что содержание аскорбиновой кислоты в плодах калины обыкновенной изменяется в период созревания. Оптимальным временем сбора калины является период с 12 по 19 октября. Плоды калины обыкновенной содержат максимальное количество витамина С в этот период;
2. Определено содержание аскорбиновой кислоты в плодах калины обыкновенной, лимона обыкновенного, шиповника коричного и в различных сортах чая. Выявлено, что содержание витамина С в калине обыкновенной составляет 3,1 г/ 100 г а.с.в., в шиповнике коричном - 1,2 г/ 100 г а.с.в., в лимоне обыкновенном - 0,04 г/ 100 г а.с.в. Установлено, что в наибольшем количестве аскорбиновая кислота содержится в черном чае. В чае мате и в красном чае содержание витамина С наименьшее по сравнению с другими сортами чая.
3. Определено содержание полифенолов различных сортов чая. Установлено, что наибольшее содержание танина в белом чае. Наименьшее содержание танина из исследуемых материалов содержится в зеленом и красном чаях.
4. Установлено, что компоненты чая влияют на содержание витамина С. Наибольшее снижение витамина С отмечено для черного чая и составляет 32,8%. Наименьшее снижение концентрации аскорбиновой кислоты отмечено для чая мате и составляет 23%.
Методическая часть. Урок биологии в 8-м классе по теме: "Витамины - чудесные вещества"
При подготовке урока использовались книги по методике преподавания биологии [7], [17], [18], [24].
Цели урока:
Образовательные - сформировать представление о витаминах и авитаминозах, нормах рационального питания;
Развивающие - продолжить развитие знаний учащихся о биологически активных веществах клетки, обеспечивающих постоянство состава внутренней среды организма; развитие логического мышления; развитие памяти.
Воспитательные - показать приоритет отечественной науки в открытии витаминов. Воспитание собранности, сосредоточенности. Воспитание самостоятельного мышления. Воспитание санитарно-гигиенических навыков. Воспитание привычки к здоровому образу жизни.
Тип урока: комбинированный. Вид урока: урок - имитационная игра.
Средства обучения: презентация «Витамины», ящик с овощами, жетоны ( 3 цветов), карточки с заданиями, значки врачей - специалистов.
Методы обучения: беседа, самостоятельная работа, работа в группах.
Место урока: глава “Обмен веществ и энергии”, тема “Витамины”. Возраст учащихся: 8 класс.
1 этап. Подготовка к игре.
Краткий инструктаж учащихся. Учитель кратко напоминает правила коллективной работы, которые висят на стенде. ( Правила должны быть приняты коллективом в начале учебного года.)
Участвуют все! Выслушать каждого!
Высказываться только по теме! Критиковать идеи, а не личности!
Класс делится на 2-3 группы - фирмы, каждая фирма выбирает своего руководителя - главного врача, а главный врач назначает остальных должностных лиц медицинской фирмы и придумывает название фирмы. ( “Неотложка”, “Гиппократ”, “Белые халаты” и т.д.).
2 этап. Проведение игры - урока - 40 минут.
3 этап. Обобщение - 5 минут. Завершение игры.
Анализ и подведение итогов игры (выставление оценок).
Рекомендации школьникам.
Ход урока.
1. Этап вводно-организационный.
Повторение пройденного материала.
Суть игры. Совет района, обеспокоенный низким уровнем медицинского обслуживания, объявил конкурс на лучшую группу врачей (медицинскую фирму). Работу в районе получит медицинская фирма, чей персонал наиболее профессионально подготовлен и справится с заданиями лучше прочих. Вы выступаете в роли конкурирующих фирм. Какая фирма выиграет конкурс?
Для того чтобы выиграть, фирма должна набрать 25 баллов. У вас на столах имеются жетоны красные жетоны - 3 балла, зелёные жетоны - 2 балла, жёлтые жетоны - 1 балл.
1 конкурс
Главный врач управляет работой своей фирмы, организует поиск информации и запись ответов.
Наибольшее количество баллов -12.
Игра “Тайник чудес”. Чтобы открыть какой-либо тайник, нужно знать какой-то секрет или шифр. Например, Али-Баба попал в пещеру с сокровищами, услышав от разбойников пароль - (какой?) - “сим - сим”. В нашем тайнике (сундучок с призами) тоже что-то есть. Это призы. Остаётся только открыть его, назвав слово по принципу игры “Поле чудес”. Для открытия каждой буквы даются три попытки - три вопроса разной сложности. Правильный ответ на вопрос начинается на ту же букву, которая отгадывается в ключевом слове. Я задаю вам вопрос на 3 балла (красный жетон), 30 секунд на обдумывание, ответ вы пишите на листе бумаги, а капитан команды прочитает вслух. Команда, давшая правильный ответ получает три балла. Я открываю букву. Если правильного ответа не прозвучало - задаю вопрос на 2 балла (синий жетон), а если необходимо, и на 1 балл (жёлтый жетон). И если ответа так и не было, я открываю букву, но фирма остаются без баллов.
Просьба фирмам: если вы отгадаете слово раньше, чем мы его откроем по буквам, не говорите его вслух. Итак внимание.
Задание: Это не белки, не жиры и не углеводы, а особая группа веществ, с своеобразным химическим строением. Впервые их открыл русский учённый Николай Иванович Лунин, а через 30 лет, польский учёный - Казимир Функ. Он и дал им название. Корень этого слова означает в переводе с латинского “жизнь”.
Ну что же, посмотрим, кто больше наберёт очков, для кого откроется тайник. Я задаю вопрос для отгадывания первой буквы в этом слове.
“В”. (3 балла). Ослабленная культура микробов, вводимых в организм человека. (Вакцина).
“В”. (2 балла) Сложное вещество, которое составляет около 2/3 массы тела человека. (Вода).
“В”. (1 балл) Насекомое паразит, переносчик сыпного и возвратного тифа, питается кровью человека. (Вошь).
Открываем на табло букву “В”.
“И” (3 балла). Отсутствие или недостаток этого гормона вызывает заболевание “сахарный диабет.” (Инсулин).
