Дипломная работа: Изучение антиоксидантной активности растений

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЛАВЯНСКИЙ-НА-КУБАНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Факультет биологии и химии

Специальность биология

Кафедра естественно-биологических

и медицинских дисциплин

Выпускная квалификационная работа.

Изучение антиоксидантной активности растений

Выполнила Научный руководитель

Студентка 5 курса доцент,к.т.н.

Ольшанская Елена Петровна Избранова Светлана Иосифовна

_______________ __________________

Подпись Подпись

г. Славянск – на – Кубани

2008 г

Оглавление

Введение

Глава 1. Антиоксидантная активность растительных материалов

1.1 Антиоксиданты растительных материалов

1.1.1 Общая характеристика растительных антиоксидантов

1.1.2 Аскорбиновая кислота как антиоксидант

1.2 Биологическое описание растений, обладающих антиоксидантной активностью

1.2.1 Лимон обыкновенный (Citrus limon)

1.2.2 Калина обыкновенная (ViburnuvopulusL.)

1.2.3 Шиповник коричный (Rosa majalis)

1.3 Растения чая (Thea)

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Объекты

2.2 Материалы исследования

2.3 Методы исследования

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение. Изучение антиоксидантной активности растений

3.1 Определение содержания витамина С в калине обыкновенной в период созревания

3.2 Определение антиоксидантной активности растительных материалов

3.3 Определение содержания полифенольных соединений в различных сортах чая

3.4 Влияние компонентов чая на антиоксидантную активность

Методическая часть. Урок биологии в 8-м классе по теме: "Витамины"

Выводы

Список литературы

Приложения

Введение

Кислород является мощным окислителем, реакции окисления с его участием – источник энергии для многих живых организмов. С другой стороны, в процессе метаболизма образуются соединения кислорода, которые разрушают структуру и вещества клетки. В результате в клетке и во всем организме нарушается обмен веществ. Роль антиоксидантов - связать и вывести из организма свободные радикалы.

В организме имеется собственная система борьбы с излишним количеством свободных радикалов, но она ослабляется под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды. Известно, что многие растения содержат вещества, обладающие антиоксидантной активностью.

Большое внимание в настоящее время уделяется биофлавоноидам – большой группе соединений с полифенольной структурой. Имеются сведения о их антиоксидантной активности. Антиоксиданты растительного происхождения широко используют в медицине и пищевой промышленности в виде экстрактов и натуральных масел.

Объектом изучения являются плоды калины обыкновенной, шиповника коричного и лимона обыкновенного, различные сорта чая.

Предметом изучения является антиоксидантная активность исследуемых материалов.

Целью нашей работы явилось изучение антиоксидантной активности растений.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности калины обыкновенной, лимона, шиповника, чая и их антиоксидантную активность;

2. Определить содержание аскорбиновой кислоты в настоях плодов калины обыкновенной в период созревания;

3. Определить содержание аскорбиновой кислоты в плодах лимона обыкновенного, шиповника коричного и различных сортов чая;

4. Определить содержание полифенольных соединений в различных сортах чая;

5. Изучить влияние компонентов чая на антиоксидантную активность.

Гипотеза работы – если исследуемые растения обладают антиоксидантной активностью, то количество антиоксидантов зависит от вида растения.

Теоретическая значимость - в результате проделанной работы определено содержание аскорбиновой кислоты в калине обыкновенной, лимоне обыкновенном, шиповнике коричном, различных сортах чая.

Практическая значимость – установлено, что компоненты чая снижают антиоксидантную активность, поэтому не рекомендуется употреблять чай после приема пищи.

Глава 1. Литературный обзор. Изучение антиоксидантной активности растительных материалов

Антиоксиданты — вещества, замедляющие или предотвращающие окисление органических соединений. Они защищают организм от негативных воздействий свободных радикалов. Антиоксидант соединяется со свободным радикалом и ставит заслон разрушительному действию лишнего электрона. С помощью ферментной защитной системы организм преобразует клеточный оксидант в воду и кислород (нерадикал) [1].

1.1 Антиоксиданты растительных материалов

В организме имеется собственная система борьбы с излишним количеством свободных радикалов, но она ослабляется под воздействием загрязненной среды, курения, прямых солнечных лучей и нуждается в поддержке. Было обнаружено, что многие растения содержат вещества флавоноиды – большую группу соединений с полифенольной структурой, которые связывают свободные радикалы, т.е. являются антиоксидантами.

1.1.1 Общая характеристика растительных антиоксидантов

В организме постоянно образуются свободные радикалы, поэтому от них должна существовать антиоксидантная защита, являющаяся одним из важнейших компонентов иммунитета в целом. Важно дополнять свой пищевой рацион природными веществами – антиоксидантами , которые усиливают защиту от свободных радикалов, повышают тем самым иммунитет, устойчивость организма к воздействию неблагоприятных внешних факторов, замедляют процессы старения [8].

Важнейшими антиоксидантами являются: витамины С, Е, β-каротин, селен, биофлавоноиды (витаминоподобные вещества, содержащиеся в кожуре растений – апельсины, лимоны, томаты и прочее). Многие растительные экстракты, витамины, аминокислоты, минералы, микроэлементы обладают антиоксидантными свойствами или непосредственно, или опосредованно, так как входят в состав ферментов-антиоксидантов[3].

В растениях было обнаружено около 5000 флавоноидов – антиоксидантов с широким спектром целебного воздействия. Они обладают сосудорасширяющими, противоопухолевыми, противовоспалительными, бактерицидными, иммуностимулирующими и противоаллергическими свойствами [1].

Антиоксиданты, обнаруженные в растениях, являются полифенолами. Многие травяные добавки — сибирский женьшень (адаптоген), гингко билоба (стимулятор умственной деятельности), чертополох морской (защищает печень), куркума длинная (противовоспалительное действие) и черника (зрение, ревматоидный артрит) — помимо своих основных свойств, являются еще и антиоксидантами. В травяных экстрактах биоактивные ингредиенты освобождены от клеточных стенок – за счет этого они легче усваиваются организмом. Чтобы добавка давала максимальный эффект, она должна содержать строго стандартизированное количество биоактивных веществ: сибирский женьшень — 0,5% элеутерозида Е, гингко билоба — 24% флавокгликозидов, морской чертополох – 80% силимарина, куркума длинная — как минимум 80% куркуминоидов, черника — 25% антоцианидинов. Необходимо выбирать только такие травяные добавки, в которых точно соблюдены все эти показатели [31].

Характеристика антиоксидантов.

Бета-каротин. Каратиноидный предшественник витамина А. Связывает атомарный кислород и пероксильные радикалы. Защищает уязвимую (липидную) оболочку клетки. Содержится в апельсинах, желтых овощах, тыкве, моркови, в сладком картофеле и темно-зеленых овощах, например, в брокколи [50].

Витамин Е (d-альфа токоферол). Главный жирорастворимый антиоксидант. Защищает жирные кислоты внутри и вокруг клеток от свободных радикалов и липидного окисления. Содержится в растительном масле, приготовленном методом холодного прессования; в пшеничных ростках, хлебе и крупах из цельного зерна. [50]

Экстракт зеленого чая. Полифеноловый антиоксидант, богатый катехинами, связывает анионные радикалы, супероксиды, перекись водорода. Экстракт должен содержать как минимум 50 процентов катехинов и полифенолов. Рекомендуемая доза — 300-700 мг в день [50].

Экстракт чертополоха морского. Главный защитник печени. Экстракт должен содержать 70 или больше процентов силимарина. Рекомендуемая доза — 300-600 мг в день [50].

Экстракт гингко билоба. Защищает клеточные мембраны от липидного окисления, особенно миелиновую оболочку нервов и клеток мозга. Экстракт, полученный из листьев дерева гингко билоба, содержит 24 процента флавогликозидов. Рекомендуемая доза — 120мг в день [50].

Экстракт виноградных косточек. Мощный антиоксидант, содержащий 95% процианидов (полифеноловые олигомеры), которые обладают свойством связывать свободные радикалы и подавлять активность коантиновой оксидазы, фермента, включающего цепное производство кислородных радикалов. Экстрагируется из косточек красного винограда. Рекомендуемая доза 50-100 мг в день [50].

Экстракт китайского лимонника. Растение с ярко выраженной способностью защищать печень и обладающее антиоксидантным свойством. Рекомендуемая доза — 200-300 мг в день [50].

Ликопен. Мощный картиноид, связывающий атомарный кислород и пероксильные радикалы. Защищает липидную оболочку клетки. Содержится в помидорах. Рекомендуемая доза — 5-10 мг в день [50].

Альфа-липоидная кислота. Липоикная кислота не является витамином, но она существенна для жизнедеятельности организма. Она защищает клетки и преобразует окисленный глютатион в его более функциональную форму. Рекомендуемая доза — 50-100 мг в день [50].

Селен. Основной минеральный антиоксидант и дезактиватор свободных радикалов. Участвует в синтезе фермента глютатионной перексидазы. Рекомендуемая доза — 200-400 мг в день (I-селенометионинная форма) [50].

Любой организм можно рассматривать как образец работы сбалансированной и отлаженной антиоксидантной системы, состоящей из многих компонентов - это и витамины (витамины С, Е, Р), и ферменты (глутатионпероксидаза, супероксиддисмутаза), и микроэлементы (селен, цинк), и полифенольные соединения (флавоноиды), и серосодержащие аминокислоты (цистеин, метионин), а также трипептид глутатион. Это только некоторые соединения, обладающие антиокислительным действием. Химическая природа этих соединений разнообразна, среди них есть как водо- так и жирорастворимые компоненты. Основной принцип, на котором строится действие антиоксидантной системы живого организма - это синергизм. Он заключается в том, что компоненты системы работают сообща, восстанавливая друг друга и усиливая эффективность действия [1] .

Природные антиоксидантные системы, выработанные в ходе эволюции, прошли испытание "на прочность" в течение многих миллионов лет. Поэтому выглядит вполне логичным учесть опыт природы и использовать в косметических средствах естественные антиоксидантные комплексы, выделенные, например, из растений. Причин тому несколько:

1. Широкий выбор растений, обладающих не только антиоксидантным действием, но и другими полезными для кожи свойствами. Поэтому из растительного сырья можно готовить полифункциональные препараты;

2. При использовании растений нет риска инфекционного заражения, как в случае использования животного сырья;

3. Доступность растительного сырья [1].

1.1.2 Аскорбиновая кислота как антиоксидант

α-Лактон 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты

Витамин С - мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов. Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовоспалительное и потивоаллергическое действие [3].

Витамин С является фактором защиты организма oт последствий стресса. Усиливает репаративные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям. Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина С с целью профилактики раковых заболеваний. Известно, что у онкологических больных из-за истощения его запасов в тканях нередко развиваются симптомы витаминной недостаточности, что требует дополнительного их введения [41].

Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.

Важно, что в присутствии адекватного количества витамина С значительно увеличивается устойчивость витаминов В1, В2, A, E, пантотеновой и фолиевой кислот. Витамин С предохраняет холестерин липопротеидов низкой плотности от окисления и, соответственно, стенки сосудов от отложения окисленных форм холестерина [3].

Способность успешно справляться с эмоциональным и физическим стрессом в большей степени зависит от витамина С, чем от какого-либо другого витамина. Надпочечники, которые выделяют гормоны, необходимые, чтобы действовать в стрессовых ситуациях, содержат больше аскорбата, чем любая другая часть тела. Витамин С помогает выработке этих стрессовых гормонов и защищает организм от токсинов, образующихся в процессе их метаболизма.

Организм человека не может запасать витамин С, поэтому необходимо постоянно получать его дополнительно. Поскольку он водорастворим и подвержен действию температуры, приготовление пищи с термической обработкой его разрушает [32].

Источники растительные: цитрусовые, овощи листовые зеленые, дыня, брокколи, брюссельская капуста, цветная и кочанная капуста, черная смородина, болгарский перец, земляника, помидоры, яблоки, абрикосы, персики, хурма, облепиха, шиповник, рябина, печеный картофель в "мундире" [41].

Травы, богатые витамином С: люцерна, коровяк, корень лопуха, песчанка, очанка, семя фенхеля, пажитник сенной, хмель, хвощ, ламинария, мята перечная, крапива, овес, кайенский перец, красный перец, петрушка, сосновые иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, плоды шиповника, шлемник, листья фиалки, щавель [30] .

Полное и длительное отсутствие витамина С в рационе или прекращение его усвоения вследствие болезни ведет к возникновению заболевания, известного под названием цинги. Возникновению С-авитаминоза способствуют энергетическая и белковая недостаточность питания, суровые климатические условия и изнуряющий, непосильный труд. Начальные формы дефицита витамина С явление достаточно распространенное. Чаще и в большей степени при аскорбиновом гиповитаминозе отмечаются утомление, снижение устойчивости к холоду и возрастание подверженности к заболеваниям верхних дыхательных путей. Обнаруживается кровоточивость десен при чистке зубов. На коже голени, бедер и спины возникают мелкие кровоизлияния вокруг волосяных фолликулов, отмечается их приподнятость, что воспринимается как гусиная кожа при ознобе. Состояние С - витаминозного дефицита может длительно протекать в скрытой форме, создавая благоприятный фон для формирования атеросклероза, астенического состояния, неврозов, стрессовых реакций. Имеются наблюдения, свидетельствующие о том, что скрытая форма С-витаминной недостаточности является предрасполагающим фактором формирования избыточной массы тела. Возникающие в таком состоянии болезни протекают более тяжело и длительно, чаще возникают осложнения [25].

Важнейшие источники витамина С приведены в приложении 1.

Ученые говорят, что уже давно известно, что для растений витамин С очень важен - он выступает как антиоксидант, помогающий растениям противостоять засухе, озону и активному ультрафиолетовому излучению. Однако до сих пор было неизвестно, что витамин С также форсирует и рост растительных культур [23] .

При длительном хранении овощей, фруктов и ягод их витаминная ценность снижается. Сохранность витамина С зависит также от способа кулинарной обработки продуктов [41].

Суточная потребность взрослого здорового человека в аскорбиновой кислоте колеблется в пределах 70-100 мг [41].

1.2 Биологическое описание растений, обладающих антиоксидантной активностью

1.2.1 Лимон обыкновенный (Citrus limon)

Вечнозеленое дерево семейства рутовых высотой до 5 м. Крона раскидистая, пирамидальная. Листья темно-зеленые, овальной формы, длиной 7-15 см. Они плотные и кожистые, с короткими черешками. На просвет можно увидеть светлые точки - железки, выделяющие эфирные масла. Если слегка потереть поверхность листьев, можно почувствовать легкий цитрусовый запах. Лимон - хорошо известное культурное растение, выращиваемое уже несколько тысячелетий. Происхождение его неизвестно; некоторые ученые считают, что его родина - Северо-Западная Индия. Примерно в начале III века н.э. лимон начали выращивать на юге Италии, в VIII веке - в Египте и Ираке, в конце первого тысячелетия - в Китае. К началу второго тысячелетия арабы распространили его по всему средиземноморскому региону. Христофор Колумб в одной из своих экспедиций привез семена этого растения в Новый Свет. Сейчас лимоны выращиваются во многих странах мира. В России их выращивают в субтропических областях Черноморского побережья. Ветви искривленные, листья глянцевые овальной формы, цветы очень душистые, белого или розового цвета. Белые цветы диаметром 2-3 см появляются в пазухах листьев или на кончиках ветвей, одиночные или собраны в соцветия. Лепестки, а их бывает 4 или 5, обычно слегка закручиваются назад. Запах цветов похож на жасминовый и имеет специфический оттенок, агрессивный у некоторых экземпляров. Каждый цветок держится несколько дней. Опавшие лепестки продолжают пахнуть, поэтому их можно собирать и использовать для ароматизации. Плоды, у некоторых культиваров достигающие диаметра 10 см, окрашены в цвета зеленоватых или желтоватых оттенков. Кожура может быть тонкой или толстой (до 10 мм), с железками, выделяющими эфирные масла.

Селекционерами выведено множество культиваров и получены гибриды с родственными видами. Они отличаются размером и формой, цветом кожуры и мякоти, балансом сладкого и кислого вкуса, количеством семян или их отсутствием, лежкостью и некоторыми другими свойствами [35].

Лимон обыкновенный выращивают в Грузии, на Северном Кавказе, в Молдавии и Средней Азии. Широко культивируют как комнатное растение. В диком виде неизвестен[4].

Используют в пищевой и кондитерской промышленности. Соком мякоти лимона выводят пятна на одежде и других вещах, им чистят ножи, металлические ложки и вилки. Из плодов готовят соки и безалкогольные напитки, применяют в качестве приправы к диетическим блюдам. В косметической практике применяют для удаления веснушек и пигментных пятен, в парфюмерии - для отдушки лосьонов и мазей[22].

Лекарственным сырьем служат свежие плоды.

Из плодов лимона получают эфирное масло, в состав которого входят лимонен (90%), альфа-пинен, гамма-терпинен, фалландерн, метилгептенон, а также октиловый, каприловый и нониловый альдегиды. Лимонный сок содержит лимонную кислоту, сахара, витамины С, А, В и D. В мякоти плода Обнаружены пектиновые вещества, соли калия, меди и другие микроэлементы. В кожуре содержатся витамин Р, флавоновые гликозиды, кумарины и ситостерол [10], [14].

1.2.2 Калина обыкновенная ( Viburnuv opulus L .)

Родовое название растения viburnum - от "viere" - вить, плести; "opulus" - древнее латинское название одного из видов клена - из-за сходства с его листьями [16].

Ветвистый кустарник или небольшое дерево семейства жимолостных высотой 1,5-4 м с морщинистой буровато-серой корой, усеянной коричневыми бородавками, и голыми молодыми побегами. Листья супротивные, длиной и шириной 5-10 см, черешковые, широкояйцевидные или округлые, трех- и пятилопастные, сверху почти голые, снизу пушистые, летом зеленые, осенью пурпурные, красные. Цветки белые или бело-розовые, ароматные, собраны в щитковидные соцветия - метелки. Метелки шириной 5-10 см, плоские, находятся наверху облиственных веточек. Краевые цветки соцветия бесплодные, на тонких цветоножках, длиной 1-2 см, белые, плоские шириной 1,3-2,5 см, колосовидный венчик с 5 неравными лопастями служит для привлечения насекомых; остальные срединные цветки обоеполые, сидячие или почти сидячие, белые или розовато-белые, колокольчатые, мелкие (до 0,5 см в диаметре), с широкими тупыми лопастями. Тычинок 5, они в 1,5 раза длиннее венчика [21],[29].

Плоды красные, шаровидные, внутри с одной плоской косточкой диаметром 0,8-1,2 см. На одной кисти бывает 80-100 плодов. Цветет в мае-июне. Созревают в августе-сентябре. Калина плодоносит на 3-4-м году. После созревания плоды калины имеют горьковато-сладкий вкус, поэтому есть поговорка "Не быть калине малиной". Но после первых морозов (или после варки) горечь исчезает и калина становится "малиной", отсюда - "калинка-малинка". Однако по своей полезности калина превосходит малину: железа в ее плодах больше в 1,5 раза, витамина С - в 2, сахаров - даже в 3 раза [21] .

В мире насчитывается около 125 видов калины, в России растет 10, из них самая распространенная калина обыкновенная. Она распространена в европейской части России, особенно в средней полосе, лесной и лесостепной зонах, на Урале и в Сибири. Встречается также в горно-лесных районах Кавказа, Крыма и Восточного Казахстана. В степные районы проникает только по долинам рек. Растет рассеянно в сырых лесах, преимущественно на опушках, полянах, среди зарослей кустарников, на вырубках, по берегам водоемов. Наиболее обильна в долинах рек. Разводят в садах и парках как декоративный кустарник [6].

В коре калины содержатся гликозид вибурнин, дубильные вещества пирокатехиновой группы (около 2%), а также до 6,5% смолы, в состав омыляемой части которой входят органические кислоты: муравьиная, уксусная, изовалериановая, каприновая, каприловая, масляная, линолевая, церотиновая, пальмитиновая, в состав неомыляемой - фитостеролин, фитостерин, тритерпеновые сапонины (около 6%). Содержит иридоидные гликозиды (опулусиридоид, ацетилопулусиридоид), хлорогеновую, неохлорогеновую, кофейную, урсоловую и олеаноловую кислоты, соли валериановой и каприловой кислот, витамины, сахара [2].

Плоды содержат до 32% инвертного сахара, дубильные вещества (до 3%), пектиновые вещества, эфирное масло, фитостерины, аминокислоты, танниды (3%), провитамин А, витамины Р, К, изовалериановую, уксусную и аскорбиновую кислоты. Кроме того, есть пектиновые вещества и органические кислоты. В семенах содержится до 21% жирного масла. Калина выделяет много фитонцидов, убивающих болезнетворные организмы [2].

Плоды калины усиливают работу сердца, оказывают вяжущее, антисептическое, кровоостанавливающее, желчегонное, мочегонное действие, понижают кровяное давление, ускоряют заживление ран, язв, останавливают кровотечения при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки [34].

Кора калины улучшает функции желудка, кишечника, понижает кровяное давление, оказывает противоспазматическое, успокаивающее, кровоостанавливающее, противовоспалительное, антисептическое действие, тонизирует, повышает трудоспособность. Кора калины усиливает также тонус мускулатуры матки и оказывает сосудосуживающее действие, связанное с гликозидом вибурнином, находящимся в коре растения [34].

1.2.3 Шиповник коричный ( Rosa majalis )

С конца мая до июля на лесных опушках среди кустарниковых зарослей и по речным поймам зацветает привлекающий нас крупными душистыми цветками шиповник. Название растения уже говорит о том, что оно покрыто шипами. Особенно много шипов на молодых ветвях, которые этим защищаются от поедания их травоядными животными. На одеревеневших стеблях шиповника шипов меньше, так как он достаточно хорошо защищен корой [5].

Шиповник был первым растением, которое еще в глубокой древности человек стал разводить для красоты и за многие века вырастил из него большое количество видов роз [11].

В России произрастает свыше 60 видов шиповника. Шиповник представляет собой красивый колючий кустарник. Для заготовок большое значение имеют два вида: шиповник иглистый и шиповник коричный [12].

Шиповник иглистый имеет буроватые ветви, густо усаженные тонкими, прямыми, равномерными щетинками. Цветет в июне — июле розовыми цветками. Плоды яйцевидной формы, гладкие, блестящие. Шиповник иглистый произрастает в лесной зоне, заходит в тундру от Тихого океана до Ленинграда, но к западу, от Онежского озера, изреживается [11].

Шиповник коричный в отличие от шиповника иглистого растет по поймам рек, среди кустарников и в лесах. Ветви блестящие, красно-коричневые. Цветоносные стебли снабжены загнутыми книзу шипами, расположенными попарно у основания черешка, а листоносные побеги, кроме того, усажены тонкими прямыми шипами неравной длины. Шиповник коричный произрастает почти по всей Европейской территории России, особенно на севере [21].

Неприхотливый колючий кустарник — дикая роза.

Витамина С в плодах шиповника больше, чем в смородине и лимоне. Имеются витамины группы В, К, Р, каротин, сахара, дубильные вещества, органические кислоты, пектины, микроэлементы. В семенах содержится витамин Е. Препараты плодов этого природного поливитаминного концентрата используют для профилактики и лечения цинги, куриной слепоты и других авитаминозов, при малокровии, хлорозе, атеросклерозе, гипертонии, различных кровотечениях, других заболеваниях. Собирают плоды шиповника до заморозков [20], [34].

В корнях много дубильных веществ, поэтому их используют в качестве вяжущего средства.

Из семян шиповника получают масло, содержащее жирные кислоты и витамины. Оно обладает противовоспалитёльными и ранозаживляющими свойствами [22].

1.2.4 Биология чайного листа (Thea)

Большинство потребителей привыкло различать чаи в основном по району произрастания: китайский, индийский, цейлонский, грузинский, краснодарский и т.д.

Все многообразие чаев делится на три основные типа: черный, зеленый, оолонги (красные и желтые чаи). Цвет является лишь внешним отражением различий в биохимических процессах обработки чайного листа, что в конечном счете оказывает влияние на химический состав и основные вкусовые и ароматические признаки каждого типа чая [28], [38], [42], [44].

Красный и желтый чаи являются промежуточными типами между черным и зеленым. Красные чаи ближе стоят к черным, а желтые – к зеленым [44].

Биологическое название чая каркаде – гибискус сабдарифа. Гибискус сабдарифа относится к семейству мальвовых (Malvaceae).

В мире насчитывается более 150 видов гибискуса. Гибискус сабдарифа представляет собой кустарниковое однолетнее, высотой до 3.5 м, растение разветвленной формы, с глубоко внедренной в грунт корневой системой [46].

Стебель и листья - зеленого цвета, с красноватыми оттенками. Листья верхней части кустарника гладкие, пальмообразные, разделенные на 3-7 долей с зубчатыми опушками; в нижней части растения форма листьев - овальная. Цветки очень крупные, (5-7) cм в диаметре, с короткой цветоножкой и толстыми лепестками. По цвету они ярко-красные с темно-фиолетовым венчиком снаружи и темно-пурпурным внутри. У основания лепестков встречается желтое, иногда коричневое пятно. Чашечки цветков гибискуса (та часть, которая высушивается и используется в качестве чая) красноватого, иногда зеленоватого цвета. После окончания цветения, чашечка приобретает светло-красный оттенок, увеличивается в размерах, становятся мясистой и сочной [46].

Мате - чаеподобный напиток, который получается из сухих листьев вечнозеленого тропического дерева Illex Paraguariensis. Оно представляет собой ветвистое дерево-кустарник, которое в диких условиях живет до 50 лет и достигает в высоту до 15 метров [39].

Доля белков и аминокислот в составе чая — 16-25%, доля сахаров и углеводов — 10-16%.

Белков в чайном листе больше, чем всего остального, т.к. именно из них состоит в основном клетчатка чайного листа. Кроме того, в чае много разных белковосодеращих соединений, например, ферментов [47].

Основными растворимыми белками чая являются альбумины, которых в зеленом чае до 10% (в черном поменьше).

В экстремальных ситуациях чай является комплексной диетической пищей, которая полноценно восполняет в организме нехватку белков и витаминов.

В чае содержится также более 17 аминокислот, часть из которых находится в свободном состоянии. Аминокислоты вносят значительный вклад в создание своеобразного аромата чая [38].

До 12% полисахаридов, содержащихся в чае (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза и др.), нерастворимы, и потому бесполезны. Мало того, чем больше сахаров и углеводов в чае, тем хуже его качество.
1) Сахара (такие как фруктоза, глюкоза, мальтоза) — 0,73-1,41%.
2) Крахмал — 0,82 - 2,96 %.

3) Пектины — 6,1% [47].

Пектины способствуют заживлению ран, снижают содержание холестерина в крови, улучшают обмен желчных кислот, нейтрализуют токсичность и побочные эффекты антибиотиков. Пектины благотворно влияют на слизистые оболочки носоглотки, горла, пищевода, желудка и т.д., обволакивая их своеобразным защитным слоем [47].

Например, обжечься горячим чаем сложнее, чем голым кипятком, т.к. именно пектины защищают слизистые от ожога. Это свойство, в сочетании с дубильными способностями танинов делает чай отличным противоожоговым и противовоспалительным средством [15].

От содержания пектинов напрямую зависит и гигроскопичность сухой заварки. Чем больше пектинов, тем лучше чай защищен от посторонних запахов, тем дольше он сохраняет свой аромат и тем дольше хранится [47].

Минеральных веществ в чае 4-7%. Но в общем, можно выделить макро- и микроэлементы [48].

Макроэлементы чая, мг/г: калий–17,90, кальций–4,70, магний–2,20, железо – 0,20.

Про макроэлементы. С одной стороны нормальная концентрация калия в крови является обязательным условием функционирования сердечной мышцы; с другой стороны, в нервных клетках существует такая вещь как калиево-натриевый баланс, без которого невозможно нормальное ее функционирование [48].

Таблица 1

Микроэлементы чая, мкг/г

Есть также данные о большом содержании в чае – примерно 0,3% от сухого веса – фосфора. Фосфор – это незаменимое вещество для активизации работы мозга. Также есть данные о весьма значительном содержании фтора в чае – около 0,2% от сухого веса [48].

Кроме этого чай преимущественно накапливает в себе и является ценным носителем таких элементов: алюминий, марганец, бор, барий, цинк, медь, никель. Очень хорошо из чая организмом усваиваются прежде всего марганец, цинк, медь, никель [40].

Доля пигментов в химическом составе чая – 1-12%. Пигменты – это красители. В чайном настое можно увидеть желто-зелено-красно-фиолетово – коричнево-бурые цвета и оттенки, которые задаются немногочисленными пигментами. Причем первые два более актуальны для неферментированных чаев, а вторые два – для улунов и черных [36].

1) Хлорофилл. Этот пигмент дает зеленую окраску живому растущему чайному листу. При термических обработках он в значительной мере разрушается и в большей мере остается лишь в неферментированных чаях (белом, зеленом и т.п.)

2) Каротин и ксантофилл. При термической обработке темнеют, отчасти участвуют в придании чаю красновато-бурого цвета. Хотя их в чае немного.

3) Теофлавин. В чае около 1-2%. Придает чайному настою золотисто-желтую гамму. Высокое содержание теофлавина характерно для качественных сортовых чаев. Если его мало, чай тусклый, блеклый, производит впечатление слегка мутноватого.

4) Теарубигин. В чае 10-20%. Придает чайному настою красно-коричневую гамму. В идийском агротипе чая теарубигин более темный (коричневый, бурый), в китайском – более светлый (красный) [36].

Теофлавин и теарубигин являются производными от чайных полифенолов. Оба пигмента образуются в процессе ферментации. Их химические структуры весьма похожи, но при этом теофлавин является более химически активным (соответственно – легче разрушается) и легко переходит в теарубигин.

В хорошем черном чае соотношение теафлавина и теарубигина должно быть 1/10 [36].

Наиболее важной составной частью чайного листа и готового чая является комплекс дубильных веществ, или так называемый чайный танин, обуславливающий не только органолептические свойства, но и биологическую ценность продукта. Теотанин - белое вещество вяжущего вкуса растворимое в воде и сообщающее напитку специфическую терпкость и крепость, выделил голландский химик Деусс. Установлено, что основными аккумуляторами танина служат двух-трехлетние побеги, а еще точнее - почка и первый лист, где его накапливается до 30%. В огрубевшем листе запасы дубильных веществ резко снижаются. Чем выше сорт сырья, тем больше танина в готовой продукции – до 18%. Окислительные во время ферментации лимонно-желтые танины придают настою характерную темно-золотую окраску, дополняют аромат [38].

Танин – полимерное фенольное соединение. Вместе с полифенолами в растении присутствуют и разнообразные мономерные соединения фенола. Среди них – группа окислительных кислот (галловая, салициловая и протокатехиновая), производные коричной кислоты и лактоны (кумарины, теогалин, кофейная, хлорогеновая, и кумаричная кислоты). В создании вкуса байхового чая участвуют также красящие вещества – антоцианы с их красно-фиолетовой палитрой [31].

Вопрос образования, превращения и условий накопления фенольных соединений – центральный в биохимии и физиологии чая. Основным компонентом сложного танинового комплекса являются катехины. Эти бесцветные кристаллические вещества впервые выявлены в 30-х годах прошлого века Ф. Руже. Хорошо растворимые в горячей воде, легко окисляются, они теряют при этом горький вкус и приобретают красновато-коричневый оттенок. Их экстракт применяют не только для дубления кож, но и для крашения х/б тканей, ароматизации какао, кофе, чая, вина, пива и табака. Сегодня известно более чем двести видов растений – носителей катехина, выполняющего функции передатчиков водорода в процессе дыхания [31].

Являясь составной частью дубильных веществ, катехины во многом превосходят те свойства, которыми славятся танины. Как и танины, катехины обладают антимикробными свойствами. Отваром зеленого чая успешно излечивают больных дизентерией. Чайные катехины способны увеличивать отложение витамина C, задержать его выведение из организма, предохранить от заболевания цингой [27].

Доля полифенолов в составе чая колеблется от 9 до 35% .Фенольные соединения — один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью. Активность обеспечивается наличием свободного или связанного фенольного гидроксила. Фенольные соединения делятся на три группы:

1) Простые фенолы (фенилы, фенолоспирты, фенолокислоты, кумарины и др.) с одним ароматическим кольцом;

2) Фенолы с двумя ароматическими кольцами (флавоноиды, флавоны, изофлавоноиды и др.);

3) Полимерные фенолы (полифенолы).

Эпикатехин. Один из полифенолов чая. Молекулярный вес — 290.

Более активными являются фенольные соединения первой и второй групп, которые обладают широчайшим спектром фармакологического действия (антимикробное, адаптогенное и стимулирующее, мочегонное, Р-витаминное, кровоостанавливающее, гипотензивное, протиивораковое), и которые в незначительном количестве содержатся и в чае. К сожалению, многие фенольные соединения 1 и 2 групп, которые в значительной мере присутствуют в растущем чайном листе, при изготовлении чая в значительной мере утрачиваются, остаются преимущественно полифенолы. Следует отметить, что наиболее богаты активными фенольными соединениями белый и зеленый чаи [36].

В чае содержится более 30 полифенолов, которые по традиции называют дубильными веществами или танинами. Дело в том, что полифенолы способны образовывать весьма устойчивые химические соединения с белками, что и приводит к «дубильному эффекту». Данный эффект имеет хорошее фармацевтическое применение — полифенолы чая действуют как кровоостанавливающие, ранозаживляющие, вяжущие, противовоспалительные и бактерицидные средства [44].

Преобладающими водорастворимыми полифенолами чая являются: галлокатехингаллат, l-эпикатехингаллат, l-эпигаллокатехин, dl-галлокатехин, l-галлокатехингаллат, l-эпикатехин, свободная галловая кислота. Некоторые дубильные вещества находятся в связанном состоянии с протеинами и алкалоидами [26].

Некоторые из полифенолов обладают свойствами витамина Р: улучшают пищеварение, укрепляют кровеносные сосуды и мелкие капилляры, снижают проницаемость их стенок. В соединении с кофеином придают чаю значение уникального стимулятора мозга. Следует также отметить, что полный набор кахетинов характерен лишь для зеленого чая, в черном их весьма мало [26].

При заваривани чая необходимо учитывать, что танины активно реагируют с железом. При заваривании чая в железной посуде (или с использованием богатой железом воды) получается мутная бурая («ржавая») заварка. Кислая среда, напротив, осветляет заварку (всем известно действие на чай лимона) [28].

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», белыйчай «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 70ºС 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;

υ – количество полученного экстракта чая, см³ ;

υ₁ – 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», белыйчай «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», беломчае «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», белыйчай «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).

“И” (2 балла) ВИЧ – вирус разрушает защитный механизм. Какой? (Иммунитет).

“И” (1 балл). Она может быть бактериальная, вирусная, капельная, кишечная, пылевая. В больнице имеется специальное отделение. (Инфекция).

Открываем на табло букву “И”.

“Т” (3 балла) Какая железа играет центральную роль в сохранении гормонального равновесия в организме? (Таламус).

“Т” Плазма крови, лишённая фибриногена. (Тромб).

“Т” Орган дыхательного аппарата, представляющий собой трубку, выстланную слизистой оболочкой. (Трахея).

Открываем на табло букву “Т”

“А” (3 балла) Гормон, вырабатываемый мозговым веществом надпочечников. (Адреналин).

“А” (2 балла) Данные вещества используются в борьбе с кишечными инфекциями. (Антибиотики).

“А” (1 балла). Конечный продукт расщепления белков в пищеварительном тракте. (Аминокислота).

Открываем на табло букву “А”.

Получилось слово “Вита” именно она означает “жизнь”. К “Вита” Функ прибавил ещё “амин” – жизненно важный амин и получилось всем знакомое слово “Витамин”. Посчитаем, какая фирма больше всех заработала баллов, и та фирма хором произносит заветное слово. Вот и наш “Тайник чудес” и открылся. ( Вынимаем из сундука капусту, морковь, душицу, рыбий жир, лук и т.д.)

2. Этап изучения нового материала.

Учитель: Итак, витамины – 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 учённый – Казимир Функ. Он и дал им название. Корень этого слова означает в переводе с латинского “жизнь”. Витамины – это биологически активные вещества, действующие в очень незначительных количествах. Они способствуют нормальному протеканию биохимических процессов в организме, т.е. обмену веществ. Витамины входят в состав почти всех ферментов и вместе с ними являются ускорителями процессов обмена веществ, влияют на превращения питательных веществ в клетках и тканях. В отличие от ферментов, витамины не могут синтезироваться организме человека, они поступают в организм с пищей. Лишь некоторые витамины вырабатываются бактериями, имеющимися в нашем кишечнике.

2 конкурс.

1.Название группы витаминов. (А - ретинол, С - аскорбиновая кислота и т.д.);

2.В каких продуктах встречается. (Привести несколько примеров);

3. Биологическое воздействие и суточная доза, заболевание при недо­статке в пище);

4.Кратко история открытия.

Ученики коллективно работают с учебниками, затем оформляют результат в виде свободной схемы.

3 конкурс.

Учитель: Хорошие врачи, компетентные врачи должны уметь правильно поставить диагноз. Именно от правильного диагноза зависит дальнейшее лечение и выздоровление больного. Каждой фирме предлагаем жалобы больного. Вы должны поставить правильный диагноз, т.е назвать название болезни и обосновать свой ответ. Отвечает, тот специалист, который должен заниматься лечением такого больного. Главный врач представляет ведущего приём врача.

1 фирма. Жалобы. У меня странная болезнь, днём, на свету, я вижу хорошо, а вот, как захожу в комнату, я ничего не вижу. Будто на глаза надеты тёмные очки. Выхожу на свет, зрение восстанавливается. Доктор, помогите, пожалуйста. (А – куриная слепота – врач окулист).

2 фирма. Уважаемый доктор. У меня болят руки, вернее кожа на руках, покраснение и трещины кожи вызывают страшные боли при движении, я всё время нервничаю, без причины могу плакать, или наоборот начинаю смеяться, могу накричать. И ещё у меня часто повторяется расстройства кишечника, если даже придерживаться диеты. Что со мной, доктор? ( РР – пеллагра – врач дерматолог).

3 фирма. Уважаемый доктор! Помогите! Меня замучили постоянные носовые кровотечения и боли в спине, точнее в позвоночнике. Суставы болят, как после тяжёлой нагрузки. (Д – рахит – врач хирург).

Учащиеся: Фирмы получают карточки с описанием заболевания, после обсуждения должны поставить диагноз и обосновать свой ответ. За правильный ответ получают 3 балла.

3. Формирование знаний, умений и навыков.

4 конкурс.

Учитель: Фирмы молодцы. Правильно поставили диагноз. Но и лечить надо правильно. Сейчас очень эффективно применяют фитотерапию. Перед вами листы бумаги с данными о содержании витаминов в разных лекарственных растениях и перечень некоторых продуктов питания. Сейчас весна, время авитаминоза, какой рацион питания Вы можете на конкретный период времени предложить населению.

Учащимся предлагается презентация «Витамины». На основе увиденного фирмы составляют суточный рацион питания.Получают карточки для составления суточного рациона питания: завтрак, обед, полдник, ужин. За правильный ответ получают – 3 баллов.

5 конкурс.

Учитель: Самое ответственное для всех фирм задание, врачи каждой фирмы должны пройти викторину. Фирмы отвечают на вопросы викторины.

1.Почему людям с пониженным уровнем зрения рекомендуют употреблять чернику, морковь?

2. Ребята, а что это за витамин С?

3. Очень вкусные плоды

И полезные они.

Много жира, витаминов.

Как питательны они!

Ядра ели в шоколадке

Скорлупа – краситель яркий.

Угадай-ка поскорей:

Что за плод мы рвем с ветвей?

4.Каким лекарственным действием обладают плоды ореха?

5. Какие плоды использовали в древности лекари для промывания желудка и кишечника?

6. Эти листья и плоды

Содержат фитонциды.

Для кулинара и врача

Они незаменимы.

Источник витамина С-

От кашля избавленье.

Те разноцветные плоды-

Леченье с наслажденьем.

7. Зачем детям прописывают невкусный рыбий жир?

8. У детей чаще бывает искривление позвоночника и ног, чем у взрослых. Однако дети реже ломают кости, чем взрослые. От наличия какого вещества в костях это зависит? Из каких продуктов питания организм может получить это вещество? Какой витамин необходим организму для усвоения этого вещества костями?

9. Весна Петя «загорает» на закрытом окне. Жарко, а загара нет. Открыл окно – стало светло. А через час – на теле ожог. Чем это объяснить? Полезен ли загар?

10. В весенние месяцы повышается утомляемость, вялость, раздражительность. Кровоточат десны. На коже появляются синяки. Отчего это бывает? Как с этим бороться?

Ответы:

1.Морковь содержит витамин А, а черника – органические кислоты, влияющие на улучшение зрения.

2. Помогает росту костей, укрепляет стенки сосудов, повышает устойчивость к инфекциям.)

3. Орех.

4. В орехе витамина С в 50 раз больше, чем в цитрусовых – лимоне, апельсине. Содержит 45-75% масла, поэтому назначается ослабленным больным для восстановления сил. Листья и кора отвариваются используются для заживления ран.

5. Плоды тыквы.

6. Смородина.

7. Рыбий жир содержит витамин Д, который необходим для правильного формирования скелета.

8. Это вещество – кальций, он придает костям твердость. Много кальция содержит молочные продукты. Витамин Д способствует поступлению кальция в кости и предотвращает рахит.

9. Стекло не пропускает ультрафиолетовые лучи, поэтому при закрытом окне загореть не возможно. Но и открыв окно, Петя загорает неверно, так как длительность первого пребывания на солнце -5 -10 минут. Для того чтобы кожа не обгорала, следует применять солнцезащитные кремы. Загорать необходимо, так как под действием солнечных лучей в коже образуется витамин Д.

10. Это проявление авитаминоза. Весной организм испытывает недостаток витаминов, что можно исправить, употребляя в пищу поливитамины или вводя в свой рацион салаты из моркови, яблок, свеклы, капусты, лука, зелени и т.д.

Затем проверяют правильность ответов, сверяя с доской. Оценивают по следующей шкале: +8 –“5”; +7 –6 –“4”; +5–4 –“3”; меньше: прочитать учебник.

Затем находят среднюю арифметическую по фирме, если средняя арифметическая равна:“5” – фирма получает + 3 баллов.“4” – фирма получает +2 балла.“3” – фирма получает + 1 бал. Код баллов написан на доске.

Учитель: Уважаемые врачи фирмы! Вашему вниманию предлагаются следующие пословицы. В чем суть этих пословиц? (Пословицы и частушки написаны на доске, правильный анализ одной пословицы – 1 балл).

Обед без овощей – праздник без музыки.

Витя в счёте преуспел -

Яблок много летом съел.

В яблоках железо есть,

Это нужно всем учесть!

Что-то наш Максим грустит,

Очень бледный он на вид

На уроках он зевает –

Витаминов не хватает

А у Настеньки беда –

Не растёт совсем она.

Доктор Насте дал совет:

«Ешь морковку на обед».

Пейте соки, ешьте фрукты!

Это вкусные продукты

Витамины принимайте

И здоровье укрепляйте!

2.Овощи и фрукты – здоровые продукты. 3.Предпочти конфетам фрукты, очень важные продукты. 4.Ешь щи – будет шея бела, голова кудревата. 5.Поешь рыбки – будут ноги прытки.

6.Морковь прибавляет кровь.

7.Лук – от семи недуг. 8.Там, где нет мяса – свекла герой.

(Фирмы анализируют пословицы, в ходе анализа приходят к выводу о важности витаминов для здоровья людей.)

7 конкурс.

Учитель:

Для детей, их пап и мам

Устроим мы турнир реклам,

Реклам не простых –

Витаминных, овощных.

Во саду ли, в огороде

Фрукты, овощи растут,

Мы сегодня для рекламы

Их собрали тут.

Мы живём в мире конкуренции. Хорошая реклама – 50% успеха. Следующий конкурс – конкурс реклам. (Раздаём учащимся овощи из “Тайника чудес”)

Учащиеся за 5 мин. должны сочинить рекламу, она оценивается по 3 балла.

Перед показом реклам читаем следующее строки:

Для всего честного люда

Реклама есть к любому блюду.

Слушайте внимательно,

Запоминайте старательно.

4. Подведение итогов.

Учитель: Уважаемые фирмы, подсчитайте количество баллов. Если ваша фирма набрала 25–30 баллов – «5»; 20–24 балла – «4»; 12–20 баллов – «3».

Всем членам команды ставиться одинаковая оценка.

Поздравляем фирму, перешагнувшую 25-бальный барьер и вручаем им лицензию об открытии медицинской фирмы.

5. Домашнее задание: изучить текст по учебнику и заполнить 4 столбик таблицы с названиями продуктов питания вашего суточного рациона.

Учитель: Великие люди по разному относились к еде, но они в одном были едины. Всякая еда – должна быть полезной для здоровья. Урок хочу завершить словами Гиппократа: “Наши пищевые вещества должны быть лечебными средствами, а наши лечебные средства должны быть пищевыми веществами”.

Список литературы

1. Абдулин И.Ф. Органические антиоксиданты как объекты анализа / И.Ф. Абдулин, Е.Н. Турова, Г.К. Будников // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2001. – Т.167. № 6. – С.3-13.

2. Агрохимия / Б. А. Ягодин и др.; Под ред. Б. А. Ягодина. – М. : Агропромиздат, 1989. – 156 с.

3. Березовский В.М. Химия витаминов / В.М. Березовский. – М.: Пищевая промышленность, 1973. – 632 с.

4. Бабин Д. М. Энциклопедия цветоводства / Д.М. Бабин – Минск: Миринда, 2000. – 480с.

5. Боброва Т. А. Ботаника: Учебное пособие / Т.А. Боброва – М. :ТЕРРА, 2000. – 304с.

6. Ващенко И. М. Калина – интересный биологический объект / И. М. Ващенко, И. В. Трофимова // Биология в школе. – 1989. -№ 6 – с. 5-9.

7. Верзилин Н. М. Общая методика преподавания биологии/ Н. М. Верзилин, В. М. Корсунская – М.: Просвещение, 1976.

8. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в живых системах Биофизика. Итоги науки и техники / Ю.А. Владимиров и др.– М.: ВИНИТИ АН СССР, 1991. – 252 с.

9. ГОСТ 19885-74. Методы определения содержания танина и кофеина. Введено 01.07.75. – М.: Изд-во стандартов, 1975. – С. 77.

10. Генкель П. А. Физиология растений / Генкель П. А. – М. :Просвещение, 1985. – 335с.

11. Гроздова А. Б. Деревья, кустарники и лианы / Гроздова А. Б. – М. : Лесная промышленность, 1986.-354 с.

12. Дары природы / Н. В. Третьякова и др.; Под ред. Н. В. Третьяковой – М.: ТЕРРА - Книжный клуб, 1998. – 288с.

13. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта(с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов . – М. : Колос, 1968. - 230 с.

14. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. / А.И. Ермаков, В.В. Арасенович . - Л.: Агропромиздат, 1987. – 430 с.

15. Елизарова Л.Г. Алкогольные напитки / Л.Г. Елизарова, М.А. Николаева.- М.: ОАО «Издательство «Экономика», 1997.

16. Жолобова З. П. Калина / З. П. Жолобова – Мичуринск, 1994. – 174 с.

17. Зверев И. Д. . Общая методика преподавания биологии: Пособие для учителя / И. Д Зверев, А. Н. Мягкова – М. :Просвещение, 1985.-205с.

18. Калинова Г. С. Задания для самостоятельной работы учащихся по биологии / Г. С Калинова, А. Н. Мягкова – М. :Школа – Пресс, 1999.

19. Комаров И. А. Деревья и кустарники / И. А. Комаров – М. : изд-во Академии наук СССР, 1959. – 164с.

20. Кортиков В. Н. Лекарственные растения / В. Н. Кортиков, А. В. Кортиков – М. : АЙРИС ПРЕСС РОЛЬФ, 1999. – 768с.

21. Кузнецова М. А. Сказания о лекарственных растениях / М. А. Кузнецова, А. С. Резникова – М. : Высшая школа, 1992. – 372с.

22. Лаптев Ю. П. Растения от А до Я / Ю. П. Лаптев – М. : Колос, 1992.- 538с.

23. Либберт Э. В. Физиология растений / Э.В. Либберт – М. : Мир, 1976. –271с.

24. Мягкова А. Н. Методика обучения общей биологии / А. Н. Мягкова, Б. Д. Комиссаров – М. : Просвещение, 1985.-260с.

25. . «Медицинская популярная энциклопедия. Человек и здоровье» / Г.И. Билич, Л.А. Назарова; Под ред. Г.И. Билич. - Москва, 1998. – 753с.

26. Надиров Н.К. Токоферолы и их использование в медицине и сельском хозяйстве / Н.К. Надиров – М.: Наука, 1991. – 336 с.

27. «Популярная медицинская энциклопедия. Большая медицинская энциклопедия» / Б. В. Петровский и др.; Под ред.: Б. В. Петровского. Москва, 1979. – 489с.

28. Похлебкин В.В. Чай / В.В. Похлебкин. – М.: Центрополиграф, 1997. – 264с.

29. Рычин Ю. В. Древесно-кустарниковая флора / Ю. В. Рычин – М. : Просвещение, 1972. – 264с.

30. Решетняк Л.П. Пути улучшения качества и сохраняемости пищевых продуктов / Л.П. Решетняк, Н.И. Пилипенко. – Л.: ЛИСТ, – 1988. – 329 с.

31. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты: реакционная способность и эффективность / В.А. Рогинский – М.: Наука, 1988. – 247 с.

32. Русина И.Ф. Биохимия хранения овощей и плодов / И.Ф. Русина, И.С. Морозова. – М.: Наука, 1990. – 116 с.

33. Сборник описаний лабораторных работ по курсу «Биологическая химия» / Сост.: Избранова С.И. – Славянск – на – Кубани: Идательский центр СГПИ, 2006. – 44 с.

34. Тукачев С. Н. Лекарственные растения юга России / С. Н. Тукачев – М. , 1992. – 160с.

35. Хессайон Д. Г. Все о комнатных растениях / Д. Г. Хессайон – М. : Кладезь-Букс, 2000. – 256с.

36. Цоциашвили И.И. Химия и технология чая. / И.И. Цоциашвили, И.А. Бокучава. – М.: Агропромиздат, 1989. – 379 с.

37. Якушкина Н. И. Физиология растений / Н. И. Якушкина – М. : Просвещение, 1980. – 389с.

38. WWW.TEA4YOU.RU

39. www.mate.ru

40. www.mariamm.ru.files

41. www.GardenDigger.com

42. teatips.ru,.

43. http://www.tks.ru/

44. http://www.tea.ru/

45. http://www.okp.ru/

46. http://www.coffeetea.ru/

47. http://www.tea&coffee.ru/

48. http://www.teainfo.ru/article_tmarket.html

49. http://www.teainfo.ru/article_tmarket.html

50. www.antioxidant-of-food.bessmertie.ru

Приложение 1

Содержание витамина С в некоторых овощах, плодах и ягодах (на 100 г съедобной части продукта): [3]

Приложение 2.

Математическая обработка.

Вычисление содержания танина в различных сортах чая.

Таблица 2.

Содержание танина в различных сортах чая

А = (∑ Х ср)/5 = 4,274

∑ Х=0,6

Высчитываем значения коррелирующего фактора.

С = (Ʃ x)²/ N = 0,024

Cy = Ʃ x² ­ C = 60,106

Сv= (Ʃ V)²/ ( l - 1) = 42,681

Сz= Cy- Сv= 17,425

Так как Fпр> Fтеор,то различия между вариантами есть.

Сx = √(Sd²/N)= 0,66

Sd = √(2Sd²/N)=0,93

НСР = st95•Sd = 2,4

НСР0,5= ((st95•Sd)/ Хср)•100% = 55,8%

Таблица 3.

Влияние полифенолов чая на антиоксидантную активность.

А = (∑ Х ср)/6 = 33,68 ≈ 34

∑ V =-22,4

Высчитываем значения коррелирующего фактора.

С = (Ʃ x)²/ N = -11,23

Cy = Ʃ x² ­ C = 322,38

Сv= (Ʃ V²) / ( l - 1) = 177,728

Сz= Cy- Сv= 144,652

Так как Fпр> Fтеор,то различия между вариантами есть.

Сx = √(Sd²/N)= 1,41

Sd = √(2Sd²/N)=1,98

НСР = st95•Sd = 4,84

НСР0,5= ((st95•Sd)/ Хср)•100% = 14,2%