Конкурс: "Определение йода в продуктах питания"

Федеральное агентство по образованию и науке РФ

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №9»

Брянской области города Новозыбкова

Областной конкурс исследовательских работ школьников старших классов

"Будущие ученые"

Номинация "Химия"

Тема: «Определение йода в продуктах питания».

Выполнила:

Ученица 10 «А» класса Куликова Маргарита Дмитриевна

Научный руководитель:

учитель химии

Романченко Галина Юрьевна

2023 год

Содержание работы : стр.

1.Введение…………………………………………………………………....3-5

1.1. Проблема йодного дефицита...................................................................5-7

1.2 Роль йода в организме человека...............................................................7-8

2.Методика и материалы лабораторных исследований...............................8-11

3. Результаты……………………………………………................................11-13

4.Выводы…………………………………………………………..………....14

5.Заключение ..................................................................................................14-15

6.Литература…………………………………………………….…………...15-16

7.Приложение..................................................................................................17-25

1.Введение.

В настоящее время в мире возросло внимание к проблеме дисбаланса йода в системе «окружающая среда-организм человека». Низкое содержание йода в почве и воде обуславливает низкое содержание его в продуктах питания и как следствие ведёт к недостатку йода в организме человека. Современная жизнь ставит перед нами не мало проблем, связанных со здоровьем человека. Йод относится к жизненно важным микроэлементам, имеющим высокую биологическую активность, и часто поступает в организм в недостаточном количестве. Его соединения играют важную роль в процессах обмена веществ в организме человека. В этой своей функции йод не может быть заменен никаким другим химическим элементом. В условиях постоянного дефицита йода нормальная выработка гормонов щитовидной железой нарушается. Недостаток йода в организме вызывает нарушения обмена веществ, способствует развитию зоба. Проблема дефицита йода остаѐтся актуальной на всей территории Брянской области. За последние годы заболевание щитовидной железы стало самой распространѐнной эндокринной патологией и составляет 79,4% от всех эндокринологических заболеваний. Внешний признак йодной недостаточности — увеличение щитовидной железы. В результате недостатка йода щитовидная железа увеличивается, что бы обеспечивать организм достаточным количеством гормонов (защитная реакция организма).

Брянская область относится к регионам Российской Федерации, в наибольшей степени пострадавшим в результате аварии на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 г. В условиях хронического некомпенсированного дефицита йода в питании в первые месяцы после аварии происходил активный захват радиоактивного йода тканью щитовидной железы (ЩЖ), что неизбежно реализовалось в росте заболеваний ЩЖ у населения в последующем

Исследование проводилось в общеобразовательных школах трех районов Брянской области (гг. Брянск, Новозыбков и Клинцы). В исследование были включены 337 школьников допубертатного возраста (8–10 лет), всем детям выполнено: измерение роста и веса непосредственно перед осмотром врача, включавшим пальпацию ЩЖ; ультразвуковое исследование (УЗИ) ЩЖ с использованием портативного аппарата LOGIQe (China) с мультичастотным линейным датчиком 10–15 МГц; определение концентрации йода в разовых порциях мочи. Качественное исследование на наличие йодата калия в образцах пищевой поваренной соли (n=344), полученной из домохозяйств и школьных столовых, осуществлялось на месте экспресс-методом.

 По результатам обследования 337 детей допубертатного возраста медианная концентрация йода в моче составляет 98,3 мкг/л (диапазон от 91,5 до 111,5 мкг/л, доля проб мочи со сниженной концентрацией йода составила 50,1%). По данным УЗИ ЩЖ у 17% обследованных детей был выявлен диффузный зоб, частота которого варьировала от 9,4 до 29% по областям исследования. Доля йодированной соли, употребляемой в семьях школьников районов исследования, составила 17,8% (диапазон значений от 15,6 до 19%), что свидетельствует о крайне низком уровне потребления йодированной соли населением. Вся соль, используемая для приготовления пищи в школьных столовых районов исследования, была йодированной, что подтверждает соблюдение требований СанПиН 2.4.5.2409-08.

 Несмотря на активное проведение в Брянской области различных профилактических программ йододефицитных заболеваний и социальных мероприятий по пропаганде использования йодированной соли, в условиях отсутствия по настоящее время массовой профилактики при помощи йодированной соли, следует констатировать их неудовлетворительные результаты.. ( https://www.probl-endojournals.ru/jour/article/view/12793)

По различным литературным источникам от 70 до 80 % йода в организм человека поступает с пищей. В последнее десятилетие на прилавках магазинов стали появляться различные йодированные продукты, на прилавках аптек - биологически активные добавки, содержащие соединения йода и призванные увеличить поступление йода в организм человека. В средствах массовой информации широко рекламируются йодсодержащие препараты, которые рекомендуются к применению.

Меня заинтересовал данный вопрос. А могут или нет продукты питания обеспечить человека необходимой суточной дозой йода.

Цель исследования: изучение проблемы дефицита йода и определение содержания йода в некоторых продуктах питания.

Задачи исследования:

1) провести обзор литературы по данной теме;

2) определить есть ли йододифицит у учащихся 10 класса

3) выявить наличие продуктов питания, обогащённых йодом.

4) определить содержание йода в некоторых продуктах питания;

5) сделать выводы.

Объект исследования: соль поваренная пищевая, йодированная; продукты питания входящие в рацион питания человека.

Предполагаемый результат: повышение уровня осведомленности населения, учащихся школы и их родителей по проблеме йододефицита, влияния дефицита йода на интеллектуальные возможности человека и мерах йодной профилактики.

1.1. Проблема йодного дефицита.

Йоддефицитные заболевания являются одними из наиболее распространенных неинфекционных заболеваний человека. На пороге третьего тысячелетия всемирная организация здравоохранения поставила проблему йоддефицитных заболеваний в один ряд с увеличением сердечно-сосудистой, онкологической патологии как глобальную: во всем мире ими поражено около 200 миллионов человек и еще около миллиарда подвергаются реальному риску их развития. Более чем для 1,5 млрд. жителей Земли существует повышенный риск недостаточного потребления йода, у 600 млн. человек имеется увеличенная щитовидная железа (так называемый эндемический зоб), а у миллионов - выраженная умственная отсталость в результате йодной недостаточности .

Практически на всей территории России поступление йода с пищей и водой снижено в 2-3 раза по сравнению с рекомендуемой дозой и составляет всего 40-80 мкг в сутки. Ежедневно наши соотечественники от мала до велика недополучают 100-200 мкг йода. Недостаточное потребление этого жизненно важного элемента создает реальную угрозу здоровью около 100 миллионов россиян.

Особое биологическое значение йода заключается в том, что он является составной частью молекул гормонов щитовидной железы: тироксина (Т4) и трийодтиронина (ТЗ). Недостаточность поступления йода в организм приводит к развертыванию цепи последовательных приспособительных процессов, направленных на поддержание нормального синтеза и секреции гормонов щитовидной железы. Если в организме не хватает йода (а это случается, когда извне поступает меньше 50 мкг), щитовидная железа начинает работать в экстремальном режиме, уровень ее гормонов крови снижается. Гипофиз, контролирующий и направляющий деятельность всех органов внутренней секреции, тут же бьет тревогу. Он увеличивает выпуск собственного тиреотропного гормона (ТТГ). Щитовидная железа тем самым изо всех сил пытается восстановить статус-кво, наращивая количество тиреоидных фолликулов, что в конце концов приводит к увеличению ее массы и образованию зоба. Однако если дефицит этих гормонов сохраняется достаточно долго, то появляются предрасполагающие факторы для развития многих более тяжелых заболеваний щитовидной железы, в том числе узловых форм зоба. Некоторые исследователи полагают, что йодный дефицит способствует более частому развитию рака щитовидной железы. Самое страшное последствие йододефицита – рождение умственно отсталых детей. Доказано: если у 10-15% населения щитовидная железа увеличена на 10%, снижается так называемый индекс АйКью (IQ) – показатель интеллекта личности. Если же в популяции имеется зоб у 15-20%, общий уровень интеллекта снижен примерно на 10-15%.

По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения, недостаточность йода

является самой распространенной причиной умственной отсталости, которую можно

предупредить эффективной йодной профилактикой.

1.2. Роль йода в организме человека

Дефицитом  йода  страдают около 1,5 миллиарда  человек  в мире, а в России – примерно 70 % населения. В регионах с выраженным йодным дефицитом средний показатель умственного развития на 20 % ниже, чем в других местностях Каждому  человеку  необходимо следить за  содержанием   йода   в   организме, особенно женщинам и детям. Одно из самых грозных проявлений йододефицита:

• врожденные уродства плода,

• рождение мертвых детей,

• бесплодие,

• невынашивание беременности,

• отставание детей в росте и развитии,

• умственная отсталость,

• риск развития рака щитовидной железы.

Признаки йодной недостаточности:

• сильная усталость и быстрая утомляемость;

• повышенная раздражительность, чувство разбитости по утрам;

• гипотериоз, то есть недостаточная функция щитовидной железы;

• эндометрический зоб.

Как недостаток, так и избыток  йода   в   организме  оказывается вреден для него, хотя встречается очень редко. Это состояние характеризуется увеличением количества слизи в носу, появлением признаков простуды, крапивницы и других аллергических реакций. Суточная потребность взрослого  человека  в  йоде  составляет 0,1-0,2 мг. Она увеличивается у беременных и кормящих грудью женщин, в условиях очень высоких и низких температур окружающей среды, при недостатке кислорода.

Таблица содержания йода в продуктах питания.(Приложение 1)

Основные источники  йода  – вода и пища, а также соль. Поскольку  содержание   йода  в овощах и крупах зависит от почвы, на которой они выращены, то оно может быть намного ниже приведенных стандартных значений, а значит, ориентироваться на них можно лишь условно. Другое дело плоды, выращенные на собственном участке. Хотя почвы Севера России и бедны  йодом, огородники могут использовать йодсодержащие удобрения, которые повысят  содержание  полезного элемента в овощах и фруктах. Для восполнения запасов  йода  необходимо как можно чаще употреблять морепродукты – креветки, устриц, крабы, морскую рыбу, морскую капусту, морские водоросли. Обязательно включайте в рацион богатые  йодом  овощи: редьку, спаржу, морковь, помидоры, шпинат, картофель, ревень, горох, клубнику, капусту, бананы, грибы, яичный желток, лук. Летом и осенью обогащайте свой стол ягодами, особенно черной смородиной и черным виноградом, черноплодной рябиной и свежими томатами. При длительном хранении и кулинарной обработке  содержание   йода  в пищевых продуктах уменьшается. В связи с этим йодированную соль следует добавлять в пищу после тепловой обработки

2. Методика и материалы лабораторных исследований

Практическая часть нашего исследования состояла из трех этапов:

1. Определить есть ли йододифицит у учащихся 10 класса

2.Определение содержания йода в поваренной соли.

3.Определение содержания йода в продуктах питания, домашнего производства, входящих в рацион человека

Материалы: учащиеся 10 класса, йод, крахмал, дистиллированная вода, йодид калия, соляная кислота, пробирки, колбы, серная кислота, пипетка, 4 образца соли, руккола, петрушка, хурма. цветная капуста, молоко, овсяные хлопья, куриное яйцо.

2.1. Определения йододифицита в организме человека.

Существует два теста для  определения  йодной недостаточности. Первый – наиболее простой, но менее показательный. Однако с его помощью вы узнаете, нуждается ли ваш организм  в  йоде  вообще. Второй тест помогает выявить, насколько серьезен или нет йододефицита или же его нет вообще, то есть он наиболее точный. Итак, первый простой тест состоит в следующем. Обмакнув ватную палочку в спиртовой раствор йода, нанесите йодную сетку на любой участок кожи, кроме области щитовидной железы. На следующий день внимательно рассмотрите это место. Если вы ничего не обнаружите, то ваш  организм  нуждается в  йоде, если следы  йода  останутся – у вас нет йододефицита. А вот второй более точный тест. Перед тем как ложиться спать, нанесите на кожу в области предплечья три линии йодного раствора: тонкую, чуть толще и самую толстую. Если утром исчезла первая линия – с  йодом  у вас все в порядке. Если исчезли первые две – обратите внимание на состояние здоровья. А если не осталось ни одной линии – у вас явный недостаток  йод.

2.2.Определение содержания йода в поваренной соли.

Для исследования я взяла образцы соли, купленные в магазинах г. Новозыбкова с разным сроком производства. (Приложение 5)

1.Соль Илецкая йодированная пищевая высший сорт , ООО " Руссоль" , Оренбургская область, Соль-Илецкий район, г. Соль-Илецк, ул. Южная, зд 1\1, состав: йодид калия 40+15 мг/кг;

2.Соль пищевая выварочная экстра йодированная, изготовитель ООО ТДС г. Москва, улица Сторожева д. 26, стр.1;( в бумажной упаковке)

3.Morbella , Россия Ростовская область г. Тогонрог, ул. Николаевское Шоссе д.3

4. Соль пищевая выварочная экстра йодированная, изготовитель ООО ТДС г. Москва, улица Сторожева д 26, стр.1;( в пластиковой упаковке)

Качественное определение йода в поваренной соли методом «пятна» для йодата.

Цель: доказать наличие йода в йодированной поваренной соли.

Проведение работы.

Метод «пятна» для йодата.

I2 + крахмал = синяя окраска.

Приготовление реактивов:

25мл раствора крахмала (0,5г картофельного крахмала кипятили в 100г дистиллированной воды) смешали с 25мл 12% раствора йодида калия (3г в 25мл воды) и 12 каплями (0,6мл) раствора соляной кислоты (10мл конц. HCl + 15мл дистил. воды). Полученный раствор пригоден для анализа в течение 2-3 дней.

Ход работы:

Небольшое количество поваренной соли всех выше перечисленных марок поместила в пробирки и увлажнила её 2 каплями полученного раствора. Все марки соли окрашиваются в синий цвет.

Вывод: образцы йодированной соли содержат заявленный иодат и иодид калия.

Количественное определение йода в соли, обработанной йодистым калием.

Навеску исследуемой пробы массой 10 г помещают в коническую колбу вместимостью 250см³ и растворяют в 100 cм³ дистиллированной воды. К полученному раствору прибавляют градуированной пипеткой 1 см раствора серной кислоты (1 моль/дм³), пипеткой 5 см³ приливают раствор иодида калия с массовой долей его 10%, перемешивают, закрывают колбу пробкой и помещают еѐ на 10 мин в тѐмное место. По истечении указанного времени колбу извлекают, добавляют 1 см3 1 %-ного раствора крахмала, по интенсивности окраски определяют качественное наличие йода в данном продукте.

2NaI + 2H2SO4 = I2 + SO2 + Na2SO4 + 2H2O

3.Результаты исследований

Определения йодной недостаточности проводилось на учащихся 10 "А" класса МБОУ "СОШ №9" . Состав класса: 27 человек из них 20 девушек и 7 парней.

Результат: первый способ нанесения йодной сетки на ладонь левой руки (Приложение 2) показал, что у 20 учащихся йодная сетка исчезла, а у 5 человек осталась еле заметные следы, а у двух девушек исчезла в течении трех часов( из беседы было выяснено, что у данных испытуемых проблемы со щитовидной железой) ,что свидетельствует о недостатке йода в организме у учащихся.(Приложение 3)

Результат второго теста : нанесение трех полосок йода на предплечье (Приложение 4) показал, что у 10 человек явный недостаток йода (все полоски исчезли), у 16 человек недостаток йода (исчезли две полоски , тонкая и средней толщины , а третья была еле заметная) и у одного парня остались две полоски средней толщины и толстая (Приложение 5), что говорит о нормальном содержании йода в его организме. В результате беседы, было выяснен что он принимает лекарственные препараты, содержащие йод.

Йодированная соль (четыре образца) приобреталась в торговых точках города Новозыбкова. Качественное определение йода в каждом образце поваренной соли определяли методом «пятна» для йодида и методом «пятна» для йодата. В результате данного исследования, было установлено, что все образцы содержат йод только в виде йодата и иодида (Приложение 7). Содержание (количественное) йода в виде йодата, определялся методом титриметрического анализа. Методом титриметрического анализа был исследован следующий ассортимент йодированной соли (Приложение 6):

Образец 1. Соль Илецкая йодированная пищевая высший сорт , ООО " Руссоль" , Оренбургская область, Соль-Илецкий район, г. Соль-Илецк, ул. Южная, зд 1\1, состав: йодид калия 40+15 мг/кг; (тара герметичная).

Образец 2. Соль пищевая выварочная экстра йодированная, изготовитель ООО ТДС г. Москва, улица Сторожева д 26, стр.1; ( в бумажной упаковке)(тара не герметичная).

Образец 3. Morbella , Россия Ростовская область г. Тогонрог, ул. Николаевское Шоссе д.3( тара не герметичная)

Образец 4. Соль пищевая выварочная экстра йодированная, изготовитель ООО ТДС г. Москва, улица Сторожева д 26, стр.1;( в пластиковой упаковке) (тара герметичная)

Математическая обработка полученных данных

1. Далее рассчитывается М – среднее арифметическое полученных значений по каждому образцу.

Затем рассчитывается SD – стандартные отклонения от значения (заявленного производителем, 0, 04 мг/г) по формуле

SD = ∑∆ ⁄ n,

где ∆ - абсолютные значения отклонений индивидуальных значений от среднего (± 0, 015 мг/г заявленного производителем);

n – число исследований образца.

Образец1. Соль Илецкая йодированная пищевая высший сорт

(М± SD) = 0,039 ± 0, 008

Образец 2. Соль пищевая выварочная экстра йодированная .

(М± SD) = 0,033 ± 0,009

Образец 3. Morbella

(М± SD) = 0,0034 ± 0,008

Образец 4.  Соль пищевая выварочная экстра йодированная

(М± SD) = 0,0022 ± 0,002

Все образцы йодированной соли, приобретённые в торговых точках г. Новозыбкова на начало эксперимента содержали заявленное производителем количество йода в соли (0,04 ± 0,015 мг/г) по ГОСТ Р 51574-2000.[Но за время эксперимента потери йода составили более 55% в образцах №1 и № 4 (упаковка герметичная); более 78% - в образцах № 2 и № 3 (упаковка бумажная негерметичная).

2. Определение содержания йода в продуктах питания.

Определение содержания йода в таких продуктах, как петрушка, руккола (Приложение 8), морская капуста, хурма (Приложение 9) ,цветная капуста, овсяные хлопья (Приложение 10), молоко (Приложение 11) и белок куриного яйца (Приложение 12) осуществлялось по методике определения йода в соли: навеска массой 10г помещалась в дистиллированную воду, выдерживалась в течение суток, при добавлении серной кислоты и иодида калия выделялся свободный йод. В лабораторных условиях невозможно количественное определение йода, поэтому было проведено качественное его определение по интенсивности синей окраски после добавления к раствору крахмала.

Данные, полученные в ходе исследования, говорят о том, что больше всего (исходя из интенсивности окраски растворов продуктов ) йода содержат такие продукты как ламинария( морская капуста), руккола свежая, меньше йода в петрушке свежей, цветной капусте, еще меньше в овсяных хлопьях, молоке и курином белке, а вот в хурме обнаружить йод нам не удалось.

4. Выводы

1. Выдвинутая гипотеза не подтвердилась, продукты питания могут обеспечить организм необходимой дозой йода.

2. Основными мерами профилактики йододефицитных заболеваний является потребление в пищу таких продуктов как ламинария, листовых салатов, цветной капусты, яиц, молока, овсяной каши ,йодированной соли и йодированных хлебобулочных изделий и других продуктов, обогащенных йодом.

3. Возможно использование йодосодержащих медицинских препаратов, но только после консультации с врачом-эндокринологом.

5.Заключение

Исследования показали, что потребление только йодированной соли в количестве 5-6 г. в день, как заявляют производители йодированной соли, не смогут удовлетворить суточную потребность организма в йоде.

Данные, полученные в ходе исследования, говорят о том, что больше всего (исходя из интенсивности окраски растворов продуктов ) йода содержат такие продукты как ламинария( морская капуста), руккола свежая, меньше йода в петрушке свежей, цветной капусте, еще меньше в овсяных хлопьях, молоке и курином белке, а вот в хурме йода очень мало.

Чтобы обеспечить организм суточной долей йода необходимо употреблять в пищу не только йодированную соль, но и продукты богатые йодом.

Рекомендации потребителям йодированной соли:

При покупке йодированной соли обращайте внимание на такие показатели:

-соль должна быть мелкого помола класса “экстра”;

-обогащаться йодатом калия KIO3 (Существует 2 соединения йода в соли: йодид и йодат. Последний считается более стойким: такая соль может храниться 2 года, соль с йодидом – только 6 месяцев.);

-содержание йода в соли должно быть не менее 40 мкг/г;

Соблюдайте правила хранения:

- хранить йодированную соль нужно в закрытой солонке: если она долго находится в открытом виде или отсыревает, йод испаряется;

-храните йодированную соль в закрытой непрозрачной банке. Это предохранит продукт от попадания прямых солнечный лучей и испарения.

Для предотвращения потери йода при приготовлении пищи, вносимого с йодированной поваренной солью, необходимо соблюдать следующие правила использования:

1. В супы или вторые блюда добавлять йодированную соль не в начале варки, а в конце приготовления пищи. В этом случае йод не улетучится и полезный минерал в полном объеме сохранится в обеде;

2. Салаты, заправляемые уксусом или лимонным соком, следует солить только перед подачей на стол.

3. Нельзя использовать йодированную соль для квашения капусты, соления огурцов, приготовления маринадов.

4. Следует исключить использование алюминиевой посуды для приготовления кислых продуктов с йодированной солью.

6.Список литературы.

• Свободная энциклопедия «Википедия»/ http://ru.wikipedia.org/

• Гиляров М.С. Биологический энциклопедический словарь. Москва: Советская энциклопедия, 1986.

• Петровский Б.В. Краткая медицинская энциклопедия. Москва: Советская энциклопедия, 1989.

Голубкина Н.А. Лабораторный практикум по экологии. М.: ФОРУМ – ИНФРА, 2004г.

• Голубев И. М. Геохимическая экология и применение ее региональных данных в преподавании химии и биологии. М.: Прометей, 1992г.

• Голубкина Н. А. и др. Титрометрический, фотометриче­ский, флуорометрический методы. Руководство по методам анализа каче­ства и безопасности пищевых продуктов. Под ред. И. М. Скурихина. М.: Брандес; Медицина, 1998г.

• «Популярная библиотека химических элементов» / http://n-t.ru/ri/ps/pb013.htm

• Государственный Стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51575 – 2000 «Соль поваренная пищевая йодированная."

• Гельджинс, Ю.А. Определение содержания йода в продуктах питания / Ю.А.

Приложение 1.Таблица содержания йода в продуктах питания.

.

Приложение 2. Нанесение йодной сетки на ладонь руки

Приложение 3. Результаты нанесения йодной сетки на ладонь руки.

Приложение 4. Нанесение йода на запястье руки.

Приложение 5. Результаты нанесения йода на запястье руки.

Приложение 6. Соль, приобретенная в магазине для исследования.

Приложение 7. Определение содержание йода титрометрическим методом

Приложение 8. Определение содержания йода в петрушке и рукколе.

Приложение 9. Определение содержания йода в хурме и ламинарии (морской капусте).

Приложение 10. Определение содержания йода в цветной капусте и овсяных хлопьях.

Приложение 11. Определение содержания йода в молоке.

Приложение 12. Определение содержания йода в белке куриного яйца.