ДИПЛОМНА РОБОТА
Освітньо-кваліфікаційний рівень – МАГІСТР
на тему: РОЗРОБКА МЕТОДИЧНОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИВЧЕННЯ ТЕМИ “ВІТАМІНИ” І ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ АНАЛІЗУ ВІТАМІНУ А
Завантажити дипломну роботу - http://lebage.ucoz.ua/load/0-0-0-131-20
Завантажити презентацію до дипломної роботи - http://lebage.ucoz.ua/load/0-0-0-132-20
Зміст
ВСТУП………...4
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ……1
1.1.Історія відкриття, загальна характеристика вітамінів А, Е, С
та каротиноїдів….11
1.2. Фізико- хімічні властивості і основні функції вітаміну А
і каротинів…….14
1.3. Хімічний і біологічний синтез вітаміну А і каротиноїдів……...31
1.4. Прояви нестачі і надлишку вітаміну А в організмі людини
і тварини …….31
1.5. Потреба людини і тварин у вітаміні А…….35
1.6. Основні методи аналізу вітаміну А і каротиноїдів…38
РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ…..40
2.1. Впровадження програмно методичного пакету “Вітаміни та їх роль в життедіяльності організму людини”...40
2.2. Методи дослідження…..54
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА….59
3.1. Практичні аспекти використання пластинок «Сілуфол» для аналізу жиророзчинних вітамінів …59
3.2. Визначення залежності рухливості вітамінів на пластині від умов проведення хроматографії….61
3.3. Визначення динаміки змінення інтенсивності забарвленого комплексу ефiрату трифториду бору з вітаміном А….62
3.4. Визначення вітаміну А за допомогою ВЕРХ..64
3.5. Визначення вітаміну А і каротиноїдів у жовтку яєць та печінці сільськогосподарської птиці……67
3.6. Визначення вітаміну А і каротиноїдів у продуктах харчування………73
РОЗДІЛ 4. ВИКОРИСТАННЯ ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ В КУРСІ ХІМІЇ ЗАГАЛЬНО – ОСВІТНЬОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ……..74
4.1. Вивчення вітамінів у шкільному курсі хімії………74
4.2. Інформатизація навчального процесу…….78
ВИСНОВКИ……82
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……84
Завантажити дипломну роботу - http://lebage.ucoz.ua/load/0-0-0-131-20
Завантажити презентацію до дипломної роботи - http://lebage.ucoz.ua/load/0-0-0-132-20
Вступ
Особливе значення в раціоні людини займають вітаміни (від латинського vita — життя й хімічний клас амінів). Сьогодні нікого не треба переконувати, що вітаміни нам необхідні в будь-якому віці. Вітаміни, як і ферменти чи гормони, відіграють надзвичайно важливу роль. Вітаміни це — група складних різноманітних органічних сполук, необхідних для росту і розвитку людини і зв’язаних з основними функціями організму та його процесами.
Овочі, фрукти і ягоди є джерелами багатьох вітамінів, які регулюють процеси обміну речовин в організмі людини і тварини. Нестача вітамінів в їжі викликає хворобливі явища, загальні нездужання, а інколи призводить і до великих захворювань (цинга, пелагра, бері-бері тощо). Порушення синтезу вітамінів або їх засвоєння буває внаслідок зловживання алкоголем, курінням, під впливом сульфаніламідів і антибіотиків, при шлунково-кишкових (проноси, виразкова хвороба) та інфекційних захворюваннях, різних отруєннях, при хворобах печінки, нирок і сечового міхура та при ураженні нервової системи. Без вітамінів неможливий синтез ферментів, гормонів. Завдяки вітамінам підвищуються захисні функції організму, зберігається працездатність і міцне здоров’я.
Це жиророзчинний вітамін, накопичується в печінці й у силу цієї здатності до депонування досить токсичний, якщо його довгостроково приймати у високих дозах. Вітамін А не розчиняється у воді, хоча деяка частина його (від 15 до 35%) втрачається при варінні, обварюванні окропом і консервуванні овочів. Вітамін витримує теплову обробку при готуванні, але може руйнуватися при тривалому зберіганні на повітрі.
Головною природною формою вітаміну А є ретинол. Він зустрічається у тваринних жирах, особливо в печінці, у вигляді складних ефірів жирних кислот, головним чином пальмітинової.
Іншою формою вітаміну А є ретиналь-альдегід вітаміну А. Ретиналь у невеликих кількостях зустрічається в сітківці ока, у ікрі риб, у яйцях птахів, а також у невеликих кількостях у тканинах і крові ссавців. Виникає він у процесі метаболізму ретинолу й трансформації каротину у вітамін А.
Промисловість виробляє стабільну форму вітаміну А: вітамін А-пальмітат, який використовується для вітамінізації кормів. Деякі природні джерела вітаміну А, головним чином печінкові жири океанських тварин і риб, містять менш активні цис-стерео-ізомери вітаміну А, а також, у невеликих кількостях, ангідровітамін і регідровітамін.
При розщепленні вітаміну А в організмі була виявлена нова форма вітаміну А - ретиноєва кислота. Ретиноєва кислота підтримує ріст тварин на дефіцитному раціоні, однак вона не може замінити ретинол у зоровому акті й у підтримуванні плідності тварин.
Харчові джерела вітаміну А – вершкове масло, яйця, риб’ячий жир, печінка, диня, морква, помідори, шпинат, брокколі, гарбуз, абрикоси (у сирому вигляді), молоко.
Найбільш широко відома функція вітаміну А - запобігання курячої сліпоти. Навіть у єгипетських папірусах, датованих 1500 р. до н.е., є згадування про курячу сліпоту: у цьому стані лікарі того часу пропонували їсти телячу печінку. Це було правильно, оскільки печінка ссавців і риб містить багато вітаміну А.
Крім збереження зору, вітамін А забезпечує цілісність епітеліальних клітин, які формують шкіру, слизову оболонку рота, кишечнику, дихальних і статевих шляхів. Цим клітинам також необхідні вітамін А для нормального продукування слизу, що захищає й змазує їх.
У статевих шляхах вітамін А - необхідний кофактор при продукуванні сперми й розвитку яйцеклітин. Крім того, вітамін необхідний для нормального росту й розвитку кісток.
Недавно у Швеції було проведене дослідження вітаміну А і його попередника (речовини, що в організмі перетворюється в активний вітамін) бета-каротину й розвитку рака легенів у групах ризику - курців і людей, що працюють із азбестом – речовини, що збільшує ризик раку легенів. Воно показало, що в групі, яка приймала вітамін, рак легенів спостерігався на 50%, рідше, ніж у контрольній групі.
Дефіцитний за вітаміном А раціон викликає в людини й тварин порушення процесу зору, атрофію й дегенерацію зорових (слизових) покривів і ураження центральної нервової системи. У результаті з’являються “куряча сліпота” (погана видимість у сутінках), пневмонія, диспепсія, паралічі. Картина патологічних змін супроводжується множинними змінами в активності ряду ферментів, у обміні білків, ліпідів, вуглеводів і мінеральних речовин. Участь вітаміну А в фізіологічному акті зору - одна з найбільш вивчених біохімічних реакцій, пов’язаних безпосередньо з похідними вітаміну А. У сітчастій оболонці очей й її паличковому шарі був виявлений світлочутливий зоровий пігмент родопсин, що складається з ліпопротеїну (опсина) і цис-ізомера вітаміну А - А-альдегіду (11-цис-ретиналя).
Прийнятий з їжею транс-ретинол, при участі алкоголь-дегідрогенази перетворюється в транс-ретиналь. Останній під впливом ретинальізомерази на світлі переходить в 11-цис-ретиналь, що у темряві разом з білком опсином утворює родопсин. На світлі родопсин розпадається на транс-ретиналь, що може перетворитися назад в 1-цис-ретинол.
Однак ретиналь частково зазнає метаболізму й не перетворюється повністю назад у вітамін-спирт, тому постійно потрібне нове надходження вітаміну А с їжею. При авітамінозі поступово наступає виснаження запасів вітаміну А, у результаті чого знижується гострота зору й наступає куряча сліпота.
Дослідження показали, що чутливі до червоного й зеленого світла пігменти сітківки людини й приматів містять в основі хромофора також 11-цис-ретиналь, який формує з опсинами різні сполуки, що визначають не тільки зір, але й сприйняття кольорів.
Велике значення має вітамін А в синтезі мукополісахаридів у слизових оболонках, хрящах і смакових рецепторах. При А-авітамінозі виявлені дегенеративні зміни мієлінової оболонки нервових волокон.
Вітамін А бере участь у забезпеченні нормального функціонування мембран. Характерно, що порушення мембранної цілісності спостерігаються й при А-гіпервітамінозі.
Місцем дії ретинолу є ліпопротеїдні мембрани клітин й їх органел, тобто його функція полягає в регулюванні проникності мембран.
Аналіз літератури й результати власних досліджень дозволили Lucy J.A. сформулювати теорію мембранних функцій вітаміну А. Відповідно до цієї теорії ретинол сприяє утворенню в мембранах глобулярних структур й, таким чином, змінює їхню проникність, у результаті цього ферменти вивільняються з органел у міжклітинне середовище. Змінюючи частку глобул у ліпідному шарі плазматичних мембран, ретинол може регулювати також піноцитоз, секрецію білків, мукоїдів й ін. При цьому Lucy припустив, що бічний ланцюг вітаміну А може брати участь у специфічних реакціях, що протікають на поверхні субклітинних органел. Пізніше ця гіпотеза експериментально підтвердилася.
Важливим аргументом на користь мембранної теорії дії вітаміну А слугує його виявлення безпосередньо в мембранних утвореннях. Таким чином, наявність вітаміну А в складі плазматичних й ендоплазматичних мембран можна вважати твердо встановленим фактом.
Питання про те, у якому ступені здатність вітаміну А змінювати властивості біологічних мембран відбиває його фізіологічні функції залишається до кінця не з'ясованим. Однак багато авторів відводять мембранній функції вітаміну А вирішальну роль у патогенезі порушень, що відбуваються як при недостатньому, так і при надлишковому його надходженні в організм.
Отже, до теперішнього часу в літературі нагромадилася достатня кількість експериментальних даних, що вказують на виражений вплив ретинолу й ретиноїдів на біомембрани in vitro й in vivo. На підставі цих даних була висунута гіпотеза, відповідно до якої вітамін А розглядається як необхідний мінорний компонент біомембран, і зміна його концентрації в мембранах як убік надлишку, так й убік недоліку веде до значних порушень у їхньому стані.
Вітамін Е (токоферол) захищає вітамін А від окислювання як у кишечнику, так й у тканинах.
Дефіцит цинку може привести до порушення перетворення вітаміну А в активну форму. Ці два компоненти взаємозалежні: вітамін А сприяє засвоєнню цинку, а цинк так само діє відносно вітаміну А.
Мінеральне масло, яке можна іноді прийняти як проносне, може розчинити жиророзчинні речовини (такі як вітамін А и бета-каротин). Ці вітаміни потім проходять по кишечнику, не засвоюючись, оскільки вони розчинені в мінеральному маслі, з якого організм не може їх вилучити. Постійне застосування мінерального масла, таким чином, може привести до нестачі вітаміну А.
З іншого боку, для нормального поглинання вітаміну А необхідна присутність у раціоні жирів і білків. Різниця між харчовим і мінеральним маслом полягає в тому, що організм може засвоїти харчовий жир разом з вітаміном А, розчиненим у ньому; мінеральне ж масло організм не засвоює.
Добові потреби вітаміну А такі: для дорослих жінок - 800 мкг у день, для чоловіків - 1000 мкг. (за старою номенклатурою 1 МЕ дорівнює 0,3 мкг вітаміна А або 0,6 мкг бета-каротину). Для дітей і підлітків денна доза повинна становити від 375 до 700 мкг - залежно від віку й ваги.
Каротиноїди, такі як бета-каротин, які в організмі перетворюються в активний вітамін А, що надходять з овочів і фруктів, нетоксичні на противагу вітаміну А, що надходить із тваринних джерел. Можна приймати додатково й більші кількості бета-каротину порядку 10-15 мг (15 000-25 000 МЕ) без усякого ризику.
Симптоми недостатності вітаміну А в організмі - вугри, сухе волосся, суха шкіра, стомлюваність, повільний ріст, безсоння, луската шкіра на долонях і підошвах, часті інфекції, куряча сліпота, втрата ваги, сухість очей (якщо не лікувати - аж до виразки роговиці), сухість у роті.
З вище згаданого випливає актуальність нашого дослідження.
Об’єкт дослідження: вітамін А та каротиноїди, як біологічно активні речовини організму.
Предмет дослідження: хроматографічні властивості ретинолу, b-каротину та особливості їх хімічної будови.
За мету: ми поставили створити програмно методичний посібник “Вітаміни та їх роль в життєдіяльності організму” (Рис. 2.1.1.), визначити хроматографічні властивості вітаміну А та β-каротину та вдосконалення методів аналізу вітаміну А на пластинках «Сілуфол» з силікагелем в різних органічних розчинниках, особливості визначення вітаміну А за допомогою ВЕРХ, а також визначити вміст вітаміну А і β-каротину у кормах та продуктах тваринництва та харчування людини.
Для вирішення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:
- Розробити програмно методичне забезпечення “Вітаміни та їх роль в життєдіяльності організму людини”.
- Визначити хроматографічні властивості вітаміну А та β-каротину на пластинках пластинках «Сілуфол» в різних органічних розчинниках та різні способи їх ідентифікації на пластині;
- Визначити оптимальне співвідношення розчинників в суміші для відділення вітаміну А і β каротину від супутніх речовин;
- Провести порівняльний аналіз методів визначення вітаміну А та β-каротину (методом ТШХ, ВЕРХ, фотометричні методи);
- Провести порівняльний аналіз будови, фізико-хімічних властивостей різних форм вітаміну А, хімічного і біологічного синтезу вітаміну А і каротиноїдів в сучасній науковій літературі;
- Встановити динаміку змінення забарвленого комплексу ефiрату трифториду бору з вітаміном А;
- Опрацювати метод визначення вітаміну А за допомогою високоефективної рідинної хроматографії.
- Визначення концентрацію вітаміну А і β-каротину в різних компонентах корму для тварин та птиці, жовтку яєць, печінці курей, молоці за допомогою кольорової реакції з ефіратом трифториду бору цього методу;
Методи дослідження: хроматографічний та колориметричний метод визначення вітаміну А та β-каротину за допомогою комплексного фарбування вітаміну з ефіратом трифториду бору; метод визначення вітаміну А за допомогою високоефективної рідинної хроматографії на хроматографі «Міліхром-4».
Завантажити дипломну роботу - http://lebage.ucoz.ua/load/0-0-0-131-20
Завантажити презентацію до дипломної роботи - http://lebage.ucoz.ua/load/0-0-0-132-20
| 
