58
Vitamin C-master rad 1 Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultet Departman za hemiju Vitamin C istorijski, biološki i nastavni aspekt -Master rad- Mentor: Autor: Dr Danijela Kostić, redovni prof. Aleksandar Jovanović U Nišu, 2014.

-Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

1

Univerzitet u Nišu

Prirodno-matematički fakultet

Departman za hemiju

Vitamin C – istorijski, biološki i nastavni aspekt

-Master rad-

Mentor: Autor:

Dr Danijela Kostić, redovni prof. Aleksandar Jovanović

U Nišu, 2014.

Page 2: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

2

УНИВЕРЗИТЕТ У НИШУ

ПРИРОДНO-MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

KLjUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA

Redni broj, RBR:

Identifikacioni broj, IBR:

Tip dokumentacije, TD: Monografska publikacija

Tip zapisa, TZ: Tekstualni štampani material

Vrsta rada, VR: Master rad

Autor, AU: Aleksandar Jovanović

Mentor, MN: Danijela Kostić

Naslov rada, NR: Vitamin C- Istorijski, biološki i nastavni aspect

Jezik publikacije, JP: Srpski (latinica)

Jezik izvoda, JI: Srpski/Engleski

Zemlja publikovanja, ZP: Republika Srbija

Uže geografsko područje, UGP: Republika Srbija

Godina, GO: 2014

Izdavač, IZ: Autorski reprint

Mesto i adresa, MA: Niš, Višegradska 33.

Fizički opis rada, FO: 58 strana, 6 poglavlja, 7 tabela, 1 grafički prikaz, 28 navoda

literature Naučna oblast, NO: Hemija

Naučna disciplina, ND: Istorija hemije, nastava hemije

Predmetna odrednica/Ključne

reči, PO:

Vitamin C, Istorijat otkrića, biološki značaj, nastava

UDK 577.164.2 : 371.3

577.164.2 : 94 Čuva se, ČU: Biblioteka

Page 3: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

3

Važna napomena, VN: /

Izvod, IZ: Na osnovu analize nastavnog plana i programa za IV

razred gimnazije utvrđeno je da je zastupljenost nastavne teme

Vitamini manja od 3% u teorijskom i eksperimentalnom delu. S

obzirom na to da ne postoji mogućnost povećanja broja časova

za obradu ove nastavne teme izvršili smo prestruktuiranje

nastavnog sadržaja i na primeru vitamina C dizajnirali

jednostavnu nastavnu šemu i eksperiment koji su omogućili:

-aktuelizaciju nastavnih sadržaja i povezivanje sa realnim

životom

-upoznavanje sa biološkim značajem vitamina C; namirnicama

koje su bogate vitaminom C; zdravstvenim problemima koje

nastaju usled nedostatka vitamina C; podizanje nivoa

zdravstvenog vaspitanja

-dizajniranje eksperimenta i njegovo izvođenje upoznaje

učenike sa praktičnim radom u laboratoriji i doprinosi

povećanju očiglednosti nastave; slični eksperimenti se mogu

dizajnirati i koristiti kao istraživački radovi na takmičenjima

-inoviranje znanja nastavnika i profesora u stručnom i

metodičkom pogledu

-poboljšanju znanja iz ove nastavne teme na nivou razumevanja

i povezivanja i znanja iz hemije uopšte.

-povećanje interesovanja za izučavanje hemije u

profesionalnom smislu.

Datum prihvatanja teme, DP:

Datum odbrane, DO:

Članovi komisije,

KO:

Predsednik:

Član:

Član:

Page 4: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

4

UNIVERSITY OF NIS

FACULTY OF SCIENCE AND MATHEMATICS

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO:

Identification number, INO:

Document type, DT: Monographic publication

Type of record, TR: Textual material, printed

Contents code, CC: Masterthesis

Author, AU: Aleksandar Jovanović

Mentor, MN: Danijela Kostić

Title, TI: Vitamin C-history, biological and educational aspect

Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: Serbian/English

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2014

Publisher, PB: Author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD:

58 pages, 6 chapters, 7 tables, 1 graphs, 28 references

Scientific field, SF: Chemistry

Scientific discipline, SD: History of chemistry, educational chemistry

Subject/Key words, S/KW: Vitamin C, history, biological importance, education

UC 577.164.2 : 371.3

577.164.2 : 94 Holding data, HD: Library

Note, N: /

Page 5: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

5

Abstract, AB:

Based on the analysis of the curriculum for the Senior Year of

High school, it was determined that the “Vitamins” topic is

covered in less than 3%(percent) of both theoretical and

practical part. Given that there is no option for maximizing the

number of classes that cover this particular topic, we

restructured the curriculum on this topic and based on the

example of Vitamin C, we designed a unique academic

program and an experiment that allowed the following:

-actualization of the content and the connection with real life

situations

-familiarization with the biological importance of Vitamin C;

products that are rich with Vitamin C; health problems that

occur due to a Vitamin C deficiency; raising the awareness of

health education.

-designing experiments and its presentation gets the students

more familiar with practical work in the laboratory and benefits

the main goal of the course; similar experiments can be

designed and used as a topic for a research paper in

competitions.

-innovation of knowledge of teachers in both scientific and

methodical way.

-improvement of knowledge from this topic, both the level of

understanding and connecting the whole knowledge of

Chemistry in general;

-increase in the interest of studying Chemistry in a more

professional way.

Accepted by the Scientific Board on,

ASB:

Defended on, DE:

Defended Board,

DB:

President:

Member:

Member, mentor

Mentor:Mentor:M

entor:

Mentor:Mentor:

Page 6: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

6

Eksperimentalni deo ovog master rada je urađen u labaratorijama

Departmana za hemiju Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu.

Zahvaljujem se mentoru dr Danijeli Kostić, redovnom profesoru

Prirodno-matematičkog fakulteta, Univerziteta u Nišu na nesebičnoj

stručnoj pomoći koju mi je pružila oko izbora teme, definisanju njenih

okvira i na savetima tokom izrade eksperimentalnog dela i pisanja

master rada.

Takodje se zavaljujem dr Ruzici Nikolić, redovnom profesoru, na

posvećenom vremenu, korisnim savetima i sugestijama.

Takodje dugujem zahvalnost dr Nenadu Krstiću, docent, na pomoći u

izradi postera za prezentaciju master rada.

Srdačno se zahvaljujem svojoj porodici i prijateljima na bezgraničnoj

podršci tokom studija i izrade masetr rada.

Page 7: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

7

Sadržaj:

UVOD ............................................................................................................................................. 8

1. TEORIJSKI DEO........................................................................................................................ 9

1.1. Istorijat otkrića vitamina C ............................................................................................... 10

1.1.2. Izolovanje vitamina C ................................................................................................. 14

1.1.3.Sinteza vitamina C ....................................................................................................... 15

2.OSOBINE VITAMINA C ......................................................................................................... 17

2.1.Fizičke i hemijske osobine vitamina C ............................................................................... 17

2.2.Biološki značaj vitamina C ................................................................................................. 18

2.3.Fiziološka uloga vitamina C ............................................................................................... 20

2.4.Prirodni izvori vitamina C .................................................................................................. 24

2.5. Pripremanje hrane .............................................................................................................. 26

2.6.Preporučeni dnevni unos ..................................................................................................... 27

2.7. Suplementi vitamina C i njegova primena ......................................................................... 30

2.7.1. Megadoziranje vitamina C .......................................................................................... 31

2.7.2. Neželjene pojave ......................................................................................................... 32

3. VITAMIN C- NASTAVNI ASPEKT ....................................................................................... 33

3.2. Predlog za dopunu nastavnog materjala ............................................................................ 37

3.2.1. Eksperiment ................................................................................................................ 41

LITERATURA ............................................................................................................................. 47

PRILOG ........................................................................................................................................ 49

Page 8: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

8

UVOD

U savremenom svetu ključne oblasti naučnog interesovanja jesu zdravlje i ishrana ljudi. U

nerazvijenim zemljama problem ishrane je direktni uzrok velike smrtnosti ljudi. U razvijenim

zemljama postoji problem nepravilne ishrane mladih u periodu odrastanja. U Srbiji je kod 35%

prekomerno gojazne dece ustanovljen metabolički sindrom .Pošto su Vitamini esencijalni

mikronutritienti neophodni za normalno funkcionisanje ljudi i životinja tо је разлог да тема

Vitamini нађе своје место у школским програмима. Храна је директно повезана с

хемијом, јер sadrži органскe и неорганскe супстанцe, a vitamini se u organizam unose

pretežno putem hrane.

Analizom postojećeg nastavnog plana za IV razred gimnazije utvrdili smo da je zastupljenost

ove nastavne teme (Vitamini i hormoni) u teorijskoj i eksperimentalnoj nastavi manja od 3%.

Pošto ne postoji mogućnost povećanja broja časova u okviru postojećeg programa, postoji

potreba za prestruktuiranjem sadržaja u okviru nastavne teme Vitamini.

Zbog značaja koji ima vitamin C, kao najprepoznatljiviji, najrasprostranjeniji odlučili smo da na

primeru ovog vitamina obradimo ovu nastavnu temu.

Cilj ovog rada je da se na osnovu analize postojećih nastavnih planova i programa

predmeta u o srednjoj školi (gimnazija), predloži dopuna i osavremenjivanje nastavnih teme

Vitamini ( sa posebnim osvrtom na vitamin C). Potrebno je izvršiti:

1. aktuelizaciju nastavnih sadržaja i povezivanje sa realnim životom

2. na osnovu podataka o strukturi, nalaženju, biološkom značaju vitamina C treba

dizajnirati jednostavnu šemu koja će poboljšati očiglednost nastave i koja će

moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama

3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim

radom u laboratoriji i povećanje očiglednosti nastave

4. upoznati učenike sa istorijatom otkrića vitamina C koji je veoma interesantan i

može inspirisati učenike da se bave hemijom i naučnim radom.

Page 9: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

9

1. TEORIJSKI DEO

Page 10: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

10

1.1. Istorijat otkrića vitamina C

Nedostatak vitamina C u ishrani dovodi do razvoja bolesti poznat kao skorbut . Ova tabela

prati istoriju skorbut, otkriće leka za bolesti, izolacije i identifikacije askorbinske kiseline

poznate i kao vitamin C.

Tabela 1. Istorijat otkrića vitamina C

GODINA ISTORIJA VITAMINA C

1550.

p.n.e.

Ebers Papyrys koji je ziveo oko 1550. godine p.n.e daje opis bolesti koja nalikuje na

skorbut. Preporuceni tretman za ovu bolest je da se koristi crni luk, za koji sadrži

malu kolicinu vitamina C.

400.

p.n.e.

Hipokrit sa Kosa, starogrčki lekar za koga se smatra da je “otac” zapadne medicine,

opisuje simptome povezane sa skorbutom:” Oni (pacijenti) imaju smrdljiv zadah,

olabavljene desni i krvarenje iz nosa.”

1535 Lek za skorbut Indijanaca domorodaca. U zimu, smrznuta reka Sveti Lorenc u

Kanadi je nasukala francuskog istraživaca Zaka Kartijea. Sa ograničenim zalihama

hrane, skrbut se brzo javio kod njegove posade. Indijanci su kao lek predložili piće

napravljeno od natopljene kore lokalnog drveta . Lek je delovao.

1747 Britanski mornarički hirurg Džejms Lind je odabrao 12 muskarca sa broda HMS

Salisbury koji su bili oboleli od skorbuta. Podelio ih je u 6 parova i svakoj grupi je

davao razćičite dodatke standardnoj ishrani. Oni koji su jeli citruse su doživeli

izvanredan oporavak.

1795 Lekar britanske mornarice Gilbert Blejn utiče na ministarstvo ratne mornarice da

izda regulativu za univerzalno korišćenje soka od citrusa kao dnevno sledovanje na

britanskim brodovima. Skorbut je tako zauvek proteran iz britanske mornarice.

1880 Britanski uticaj na Karibima dovodi do toga da se limete koriste umesto limuna i

pomorandze, jer su im bili dostupniji. Tako britanski mornari postaju poznati kao

“limiji”, zato što su britanskim mornarima davali sok od limete kao prevenciju

skorbuta.

1907 Norveski biohemičar Aksel Holst i Adolf Frolih pokazuju da stanja nalik skorbutu

mogu da se izazovu kod morskih prasića usled jednolične ishrane. Kada se nahrane

kupusom, simptomi nestaju. Time započinje intenzivna potraga za specifičnim

nutritijentom odgovornim za tu promenu.

Page 11: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

11

1928 Mađarski biohemicar Albert Sent-Djordji izoluje organski redukujći agens iz soka

biljaka i životinjskog tkiva i daje mu naziv heksuronska kiselina. Četiri godine

kasnije, on pomaze da se dokaze da je to jedinjenje antiskorbutski faktor koji su

Holst I Frolih otkrili 1907.

1932 Britanski hemičar Valter Hejvort utvrđuje molekulsku strukturu heksuronske kiseline

i preimenuje je u askorbinsku kiselinu. Danas je ta supstanca poznata kao vitamin C.

Naredne godine, Hejvort predvodi tim naučnika koji su uspeli da u laboratoriji

sintetisu askorbinsku kiselinu.

1937 Albert Sent-Djordji je nagradjen Nobelovom nagradom za medicinu zbog otkrića

vitamina C, a Valter Hejvort Nobelovom nagradom za hemiju za njegov rad sa

ugljenim hidratima i vitaminom C.

1970 Objavljena je knjiga hemičara Lajnusa Polinga: “Vitamin C i prehlada”. Ona postaje

bestseler i navodi mnoge ljude da veruju u vrednost vitamina kao preventive za

prehladu i njeno lečenje.

2007 Naučnici u “Plant & Food Research” prijavljuju da i dalje nije poznato kako tačno

biljke proizvode vitamin C. Radeći sa razlčcitim voćem sličnim kiviju i najvećom

bazom DNK kivija, tim izoluje poslednji do tada neotkriveni enzim u procesu

proizvodnje vitamina C.

Tokom dugotrajnih prekomorskih putovanja jedan od glavnih uzroka smrtnosti bila je

bolest po imenu skorbut. Prema nekim zapisima, skorbut se prvi put pominje još 400. godine

p.n.e. u slučajevima koje je opisao Hipokrit. Po zapisima Džonatana Lama, moreplovac Vasko

da Gama je 1499. godine izgubio 116 od 170 ljudi koji su se ukrcali na brod, a Magelan je 1520.

godine izgubio 208 od 230 ljudi, i smatra se da su skoro svi gubici bili vezani za nedostatak

vitamina C, odnosno da su svi ljudi umrli od posledica skorbuta.

Francuski istraživači su 1536. koristili lokalno domorodačko umeće da spasu svoje

ljudstvo od skorbuta na reci Sen Lorenu. Koristili su čaj od iglica drveta Arbor vitae za koje je

kasnije pokazano da sadrže 50 mg vitamina C na 100 grama.

Holandski pisac, Johan Bačstrom je 1734. izneo kategorično mišljenje da je "skorbut

isključivo posledica totalne apstinencije od upotrebe svežeg povrća i zeleniša, te da je to

primarni uzrok bolesti".

Prvi pokušaj davanja naučne osnove uzrocima bolesti skorbut izvršio je brodski lekar

britanske Kraljevske mornarice Džejms Lind. Skorbut se često javljao među mornarima i

vojnicima koji su imali nedovoljan pristup svežem voću i povrću (Slika 1.) [1]

Page 12: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

12

Slika 1. Voće i povrće bogato vitaminom C

Tokom prekomorskog putovanja maja 1747. godine , Lind je snabdeo neke članove posade

sa po dve pomorandže i jednim limunom dnevno (kao dodatak normalnim porcijama), dok su

drugi nastavili sa ciderom, sirćetom ili morskom vodom, uz njihove normalne obroke. Rezultati

su pokazali da citrusni plodovi sprečavaju bolest. Lind je objavio svoj rad 1753. godine u svojoj

knjizi :“Lečenje skorbuta”. U istoriji nauke, to se smatra prvim kontrolisanim eksperimentom.

Lindov rad dugo nije bio prihvaćen i to iz dva razloga. Prvi razlog bio je to što je Lind svoj

rad objavio 6 godina nakon dobijanja rezultata, a drugi je bio osporavanje njegove ispravnosti, tj.

korišćenja limunovog soka kao leka protiv skorbuta. Naime, u to vreme je čuvanje svežeg voća

na brodu bilo komplikovano i skupo, pa su moreplovci kuvali limunov sok i kao takav ga duže

čuvali na brodu. Primetili su da konzumiranje takvog limunovog soka ne smanjuje procenat

oboljevanja mornara od skorbuta i smatrali su da Lindovi rezultati nisu validni. Nekoliko godina

kasnije utvrđeno je da je problem bio u tome što je sok kuvan, čime se gubila njegova moć da

spreči skorbut i krajem 18. veka u britanskoj mornarici je uvedeno pravilo da limun mora biti

zastupljen u ishrani mornara. S obzirom da je limun u Britaniji bio jako skup, često je umesto

njega u ishrani korišćena limeta, mali zeleni citrus, koja nije bila tako efikasna u sprečavanju

skorbuta kao limun, ali je opet procenat obolelih mornara značajno smanjen. Kasnije je otkriveno

da je to posledica mnogo manjeg sadržaja vitamina C u limeti nego limunu.

Istaknuti britanski kapetan Džejms Kuk je dokazao da se umesto limuna, na brodu može

koristiti i kiseo kupus. On je svoju posedu odveo do Havajskih ostrva i vratio se bez ijednog

Page 13: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

13

gubitka od skorbuta, pri čemu im je u ishranu umesto limuna ubacio kiseli kupus. Zbog ovog, za

to vreme velikog, podviga britanski admiral ga je nagradio medaljom.

Tokom 18. i 19. veka za hranu koja je sprečavala skorbut koristio se termin ''antiskorbutik'',

ali još uvek se nije znao razlog za takvo njeno dejstvo.

Vilhjalmur Štefanson arktički antropolog je 1928. godine izneo teoriju da se

“antiskorbutici” ne nalaze isključivo u biljkama i priložio kao dokaz svoja istraživanja koje je

sproveo tokom misija na Antarktiku. Naime, on je utvrdio da Eskimi, iako se hrane skoro

isključivo sirovim mesom i ribom, a hrana bogata “antiskorbuticima” čini manje od 2% njihove

ishrane, nikada ne oboljevaju od skorbuta. Kako bi dokazao svoju teoriju, on i njegovi saradnici

su se podvrgli dijeti gde su jeli samo minimalno kuvano meso i ostali su zdravi. Kasnije je

utvrđeno da Eskimi ne oboljevaju od skorbuta zato što u njihovu tradicionalnu ishranu spada i

koža kitova kao i neki njihovi unutrašnji organi, koji sadrže vitamina C skoro koliko i

pomorandže. Njegovo istraživanje jeste izazvalo veliku pažnju, ali javnost je i dalje prednost

davala biljnim namirnicama kao bogatijim “antiskorbuticima”.

Početkom 20. veka, dva norveška lekara, Aksel Holest i Teodor Frolih, izučavali su bolest

beriberi. Do tada su za svoja ispitivanje koristili golubove, a 1907. su počeli da koriste zamorce i

hranili su ih brašnom i žitaricama, kao i golubove. Njihov eksperiment dao je iznenađujuće

rezultate, jer su umesto beriberi kao kod golubova, zamoraci dobili sve simptome skorbuta, iako

se do tada smatralo da je to ekskluzivno ljudska bolest. Utvrdili su da golubovi mogu sami

sintetisati vitamin C, što zamorci i ljudi ne mogu, a skorbut kod zamoraca bio je izlečen

dodatkom svežeg voća i povrća u ishranu. Podaci dobijeni iz ovog eksperimenta bili su važna

smernica za otkrivanje vitamina C.

Američki biohemičar poljskog porekla Kazimir Fank je 1912 godine, dok je istraživao

beriberi na golubima, razvio koncept vitamina za opisivanje nemineralnih mikronutrijenata koji

su esencijalni za zdravlje. Naziv je nastao od reči „vital“, usled njihove vitalne biohemijske

uloge, i „amini“ jer je Fank smatrao da su sve te materije amini po hemijskoj strukturi. Mada je

kasnije pokazano da prisustvo aminske grupe nije presudno, reč vitamin se zadržala. On je

smatrao da je antiskorbutni faktor iz sveže hrane koji su otkrili Holst i Frolih vitamin, iako

njegova struktura još uvek nije bila poznata.

Page 14: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

14

1.1.2. Izolovanje vitamina C

Mađarski istraživački tim

predvođen Albertom Sent Đerđijem

(Slika 2.)[2] i Žozefom Svirbelijem, i

američki tim Čarlsa Glen Kinga u

Pitsburgu su prvi identifikovali

antiskorbutni faktor u periodu od 1928

do 1932. Sent Đorđi je izolovao

heksuronsku kiselinu iz životinjske

adrenalne žlezde na klinici Mejo, i

pretpostavio da je antiskorbutski

Slika 2. Albert Sent Đorđi

faktor, ali nije mogao da to dokaže bez pristupa biološkom testu. Istovremeno, tokom

perioda od pet godina, Kingova laboratorija na Pitsburškom univerzitetu je pokušavala da izoluje

antiskorbutni faktor iz limunovog soka, koristeći originalni model iz 1907. godine. Oni su

zamorcima koji su razvili skorbut usled odsustva sveže hrane, davali sok limuna i postigli

izlečenje. Oni su takođe razmatrali uticaj heksuronske kiseline, ali su odložili ispitivanje kad je

jedan saradnik izneo eksplicitnu (i pogrešnu) eksperimentalnu tvrdnju da ta supstanca nema

antiskorbutna svojstva.

Pred kraj 1931. godine, Sent Đorđi obezbedio je Svirbeliju uzorak heksuronske kiseline i

daje sugestiju da to može biti supstanca čiji nedostatak izaziva skorbut. Do kraja naredne godine

laboratorija u kojoj je radio Svirbeli to i dokazuje, objavljuje dobijene rezultate, ali bez davanja

zasluge Sent Đorđiju. Ovaj njegov postupak dovodi do spora oko zasluga. Na kraju su oba tima

dobila zasluge. Do kraja 1932. godine Sent Đorđi se vraća u Mađarsku i otkriva da ljuta paprika,

uobičajen začin u mađarskoj ishrani, bogata heksuronskom kiselinom. Otkriće ovog novog i

obilnog izvora antiskorbutika, je omogućilo Sent Đorđiju da pošalje čist uzorak poznatom

britanskom hemičaru Volteru Normanu Hejvortu, koji ga je hemijski identifikovao i dokazao

strukturu sintezom 1933. Hejvort i Sent Đorđi su predložili da ime supstance bude askorbinska

kiselina, zbog njene sposobnosti da spreči skorbut.

Page 15: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

15

1.1.3.Sinteza vitamina C

U periodu između 1933. i 1934. godine Edmund Hirs i Hejvort uspešno su sintetisali

vitamin C. Osim njih, veću količinu vitamina C je sintetisao i poljski hemičar Tadeus Rajhštajn.

Drugi proces za sintezu vitamina C bio je podesan za jeftinu masovnu proizvodnju vitamina u

većim količinama, zbog čega je ovaj proces počeo da se koristi u industrijskoj proizvodnji. Zbog

rada na sintetisanju vitamina, koji je najvećim delom doprineo, Hejvort bio nagrađen Nobelovom

nagradom za hemiju 1937. godine, dok je Sent Đorđi dobio Nobelovu nagradu za medicinu iste

godine zbog njegovog rada na otkriću vitamina C.

Rajhštajnov proces, koji predstavlja kombinaciju hemijskih reakcija i bakterijske

fermentacije se još uvek koristi za proizvodnju vitamina C. Kompanija Hofman la Roš, koja je

kupila patent na Rajhštajnov proces 1934. i postala prva farmaceutska kompanija da masovno

proizvodi i prodaje sintetički vitamin C koji se prodavao pod imenom Redokson [3].

Vitamin C se proizvodi iz glukoze premenom dva glavna procesa.

Reichsteinov proces, razvijen 1930-ih, koristi fermentaciju, kojoj sledi nekoliko čisto

hemijskih koraka. Moderni dvostepeni fermentacioni proces, originalno razvijen u Kini tokom

1960-ih, koristi dodatnu fermentaciju kojom se zamenjuje deo kasnijeg hemijskog procesa.

Prinos oba procesa je aproksimativno 60% vitamina C iz glukoze.[4,5]

Page 16: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

16

Šema 1. Postupci za sintezu vitamina C

Procenjuje se da je svetska produkcija sintetičkog vitamina C aproksimativno na nivou od

110 hiljada tona godišnje.

Page 17: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

17

2.OSOBINE VITAMINA C

2.1.Fizičke i hemijske osobine vitamina C

Po IUPAC nomenklaturi askorbinska kiselina, odnosno vitamin C predstalja (R)-3,4-

dihidroksi-5-((S)- 1,2-dihidroksietil)furan-2(5N)-on i njegova strukturna formula prikazana je na

slici 3.[6]

Slika 3. Struktura vitamina C

To je bezbojna, kristalna supstanca molarne mase 176 g/molu, gustine 1.694 g/cm³, kiselog

ukusa. Jako dobro je rastvorna u vodi i metanolu, a oko pet puta manje u etanolu. Tačka topljena

je 190 °C, a tačka ključanja 533 °C. Biološki je aktivna supstanca, ali gubi biološku aktivnost

već na 60 °C. Uništava se kuvanjem, oksidacijom i delovanjem baza, ali je otporna na

zamrzavanje. U prirodi se može naći samo L- oblik askorbinske kiseline koji je biološki aktivan.

Askorbinska kiselina se relativno lako oksiduje vazdušnim kiseonikom, a naročito u prisustvu

jona teških metala (na primer gvožđa ili bakra). U odsustvu kiseonika askorbinska kiselina može

izdržati zagrevanje i do 100°C [7].

Page 18: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

18

2.2.Biološki značaj vitamina C

Vitamin C je vitamin ljudi i viših životinja. U živim organizmima deluje kao antioksidans i

tako štiti organizam od posledica oksidativnog stresa. Kao kofaktor učestvuje u najmanje šest

enzimskih reakcija, među kojima je nekoliko reakcija sinteze kolagena, čija se disfunkcionalnost

manifestuje simptomima karakterističnim za skorbut. Ove reakcije su vrlo važne kod životinja

jer učestvuju u procesu zarastanja rana i sprečavanja krvarenja iz kapilara. Askorbat (anjon

askorbinske kiseline) je neophodan u nizu esencijalnih metaboličkih reakcija kod svih životinja i

biljaka. Njega formira veliki broj životinja, najviše sisari,a ne sintetišu ga pojedine vrste ptica i

riba. Vrste koje ne mogu da sintetišu vitamin C moraju da ga unose putem shrane, zbog toga što i

kod njih deficit ovog vitamina izaziva skorbut. Ribe koje imaju nedostatak vitamin C obolevaju

od skorbuta, čiji su najuočljiviji simptomi skolioza i tamna boja kože. Tipičan primer su

košljoribe, zatim slatkovodne pastrmke kod kojih se nedostatak vitamina manifestuje kao

krvarenje na perajima, krivljenje kičme, prestanak formiranja kolagena i unutrašnje krvarenje.

Kada bi ove ribe živele u morskoj vodi sa algama i fitoplanktonima, vitaminska suplementacija

bila bi od manje važnosti.

Vitamin C predstavlja L-enantiomer askorbinske kiseline, dok D-enantiomer nema

fiziološkog značaja. L-askorbat je jak redukujući agens, i kada deluje u tom svojstvu konvertuje

se u oksidovani oblik, L-dehidroaskorbat.(Slika 4).

L-dehidroaskorbat se može zatim redukovati nazad u aktivnu L-askorbatnu formu

dejstvom enzima i glutationa u telu. Tokom ovog procesa formira se radikal

semidehidroaskorbinske kiseline. Slobodni radikal askorbata slabo reaguje sa kiseonikom, tako

da se ne formira superoksid. Umesto toga dva radikala semidehidroaskorbata reaguju i formiraju

jedan askorbat i jedan dehidroaskorbat. Uz pomoć glutationa, dehidroksiaskorbat se konvertuje

nazad u askorbat. Prisustvo glutationa je esencijalno, jer on omogućava obnavljanje askorbata i

poboljšava antioksidansni kapacitet krvi. Bez njega ne bi

Page 19: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

19

dolazilo do konverzije dehidroksiaskorbata nazad u askorbat [7,8].

Slika 4. Transformacije askorbinske kiseline u dehidroaskorbinsku kiselinu

Page 20: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

20

2.3.Fiziološka uloga vitamina C

Vitamin C ima brojne uloge u razvoju i normalnom funkcionisanju brojnih organa kod

sisara. Deluje kao donor elektrona za osam različitih enzima.

Tri enzima učestvuju u hidroksilaciji kolagena. Te reakcije dodaju hidroksilne grupe na

aminokiseline prolin ili lizin u molekulu kolagena posredstvom prolil hidroksilaze i lizil

hidroksilaze. Vitamin C je kofaktor za oba enzima. Hidroksilacija omogućava molekulu

kolagena da poprimi svoju strukturu trostrukog heliksa, te je vitamin C esencijalan za razvoj i

održavanje tkiva ožiljaka, krvnih sudova, i hrskavičavog tkiva.

Dva enzima su neophodna za sintezu karnitina. Karnitin je esencijalan za transport masnih

kiselina u mitohondrije za formiranje adenozin trifosfata.

Preostala tri enzima imaju između ostalih sledeće zajedničke funkcije:

1. dopaminska beta hidroksilaza učestvuje u biosintezi norepinefrina iz dopamina.

2. peptidilglicin alfa amidirajuća monooksigenaza dodaje amidne grupe na peptidne

hormone, znatno povećavajući njihovu stabilnost.

3. jedan drugi enzim modulira metabolizam tirozina.

Vitamin C se lako apsorbuje u crevima, te se zbog toga deficit ovog nutrijenta pripisuje

neadekvatnom unosu hranom. Ovaj vitamin se u organizmu čoveka može pretvoriti u oksalat,

koji se izlučuje mokraćom. Međutim, kalcijumova so askorbinske kiseline, koja lako nastaje iz

oksalata, je potpuno nerastvorna u vodi, te može graditi bubrežni kamenac.

Biološka uloga askorbinske kiseline se vezuje za učešće u oksido-redukcionim procesima,

koagulaciji krvi, regeneraciji tkiva, građenju steroidnih hormona, pretvaranju folne u tetrafolnu

kiselinu i aktivaciji mnogih enzima. Vitamin C deluje na funkcije centralnog nervnog sistema,

stimuliše funkciju endokrinih žlezda, pojačava funkciju jetre, omogućava usvajanje gvožđa u

crevu i učestvuje u građenju krvi (obzirom da učestvuje u sintezi prokolagena i kolagena, kao i u

normalizaciji propustljivosti kapilara). Jedna od veoma važnih uloga vitamina C je i njegova

antioksidativna aktivnost. Ovaj vitamin vezuje slobodne radikale i time može da odigra značajnu

ulogu u prevenciji raznih teških oboljenja, kao što su tumori na primer. To se pre svega odnosi

na stomačni tumor, tumor jednjaka i debelog creva, a kod pušača i alkoholičara i tumor grkljana.

Postoje podaci, da vitamin C sprečava rast ćelija leukemije kod ljudi. Međutim, vitamin C ima

Page 21: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

21

ulogu samo u prevenciji od dobijanja tumora, ali kada se tumor već razvio, njegova uloga postaje

zanemarljiva.

Vitamin C snižava nivo holesterola u krvi, kao i mogućnost razvoja kardiovaskularnih

bolesti. Još pre oko 50 godina ruski naučnici su utvrdili, da visoke doze vitamina C mogu da

spreče aterosklerozu (suženje arterija). Vitamin C ima ulogu u zaštiti drugih vitamina (vitamina

A i vitamina E) od štetnih uticaja oksidacije. S obzirom na svoje antioksidativno delovanje i

ulogu u sintezi kolagena, usporava starenje, stvaranje bora na koži i opšte starenje organizma.

Odstranjuje toksične metale iz organizma, pruža zaštitu od stresa i jača opštu fizičku kondiciju.

Vitamin C održava i vid, tako što sprečava stvaranje katarakte (sive mrene na oku), a može biti

od koristi i u tretiranju glaukoma (zelena mrena na oku, koja ukoliko se ne leči može dovesti i do

slepila).

Vitamin C ublažava posledice astme (smetnje u disanju). Višegodišnja istraživanja ukazuju

na to, da se kod astmatičara smanjuje nivo vitamina C u organizmu, pa je stoga neophodno

unositi dodatne doze ovog vitamina. Dokazano je da jača imunološki sistem organizma i

sprečava razvijanje simptoma prehlade, a ublažava simptome koji su se već razvili. Utvrđeno je

naime, da funkcionisanje belih krvnih zrnaca delimično zavisi od vitamina C. Nivo ovog

vitamina se pri raznim infekcijama, izlaganju zračenjima, lekovima, alkoholu, cigaretama

smanjuje u belim krvnim zrncima i time se smanjuje i njihova aktivnost. Ne manje važna uloga

vitamina C je i učešće vitamina C u čišćenju organizma od opojnih sredstava, duvanskog dima i

alkohola, a pomaže i u lečenju šećerne bolesti. U svim ovim slučajevima zapažen je niži nivo

vitamina C u krvi i ćelijama. Kod muškaraca može pomoći u lečenju neplodnosti, koja je

uzrokovana aglutinacijom (sjedinjavanjem, lepljenjem u grumenje) spermatozoida, pri čemu je

spermatozoid nesposoban da prodre u jajnu ćeliju. Vitamin C povećava usvojivost cinka,

magnezijuma, bakra i kalijuma, koji su neophodni za normalno funkcionisanje spermatozoida.

Askorbinska kiselina prisutna je u tkivima svih životinja i viših biljaka. Najveća količina

askorbinske kiseline se nalazi u jetri i nadbubrežnim žlezdama. Ljudi, majmuni, morske svinje i

neki drugi kičmenjaci ovaj vitamin ne sintetizuju i stoga ga moraju unositi hranom.

Mikroorganizmi ne sadrže ovaj vitamin, ali i nemaju potrebu za njim.

Page 22: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

22

Askorbinska kiselina ima mogućnost da bude razložen u ljudskom telu i to je moguće uz

prisustvo enzima L-askorbatna oksidaza. Ovaj enzim je vrlo važan, zbog toga što se askorbat koji

nije izbačen iz tela putem urina uz pomoć ovog enzima razlaže i izbacuje iz tela.

Nedostatak vitamina C u organizmu izaziv bolest skorbut. Simptomi te bolesti su između

ostalog nemogućnost sinteze kolagena, a uključuju smeđe pege na koži, zatim krvarenja iz

mukoznih membrana, smanjena pokretljivost, a nakon nekog perioda javljaju se otvorene

gnojave rane i ispadanje zuba. Ukoliko se ne leči na vreme, dolazi do smrti. Ljudsko telo može

da sadrži samo određenu količinu vitamina C, tako da ako se ta količina ne dopunjava putem

ishrane nakon nekog vremena se iscrpi. Vreme pojave simptoma skorbuta kod odraslih osoba bez

stresa moze da varira, ood jednog do šest meseci, u zavisnosti od predhodnog unosa vitamina C.

Slika 5. Pacijent koji pati od nedostatka vitamina C(a) i boluje od skorbuta(b)

http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Scorbutic_gums.jpg

Pokazano je da pušači čija je ishrana siromašna vitaminom C imaju povišeni rizik pojave

plućnih bolesti od pušača čiji organizam sadrži veću koncentraciju vitamina C u krvi.

Nobelovci Lajnus Poling i G. C. Vilis su pokazali da su hronični dugotrajni niski nivoi

vitamina C u krvi (hronični skorbut) jedan od uzroka arteroskleroze[8,9,10].

Biljke imaju sposobnost formiranja askorbata na bar jedan biohemijski način koji se

razlikuje od glavnog načina kod životinja, mada delovi sintetičkog puta nisu potpuno razjašnjeni.

Page 23: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

23

Sve biljke mogu da sintetišu ovaj vitamin iz glukoze. Kod biljaka vitamin C predstavlja

supstrat askorbat peroksidaze, i enzimski kofaktor za biosintezu važnih biohemikalija, a takođe

deluje kao donor elektron. Askorbinska kiselina je prisutna u hloroplastima, gde učestvuje u

amelioraciji oksidativnog stresa fotosinteze i ima brojne uloge u ćelijskog deobi i

modifikacijama proteina [11]

U tabeli 2. prikazan je detaljan spisak bolesti koje mogu biti uzrokovane nedostatkom

vitamina C.

Tabela 2. Efekat vitamina C na različite bolesti

ZDRAVSTVENO

STANJE

EFEKTI VITAMINA C

Pušenje Vraća narušeni koronarni protok(velocity reserve)

Zarastanje rana Ubrzava zarastanje rana

Prehlada zaštitni efekat od respiratornih infekcija, smanjuje učestalost

prehlade bez efekata na njeno trajanje i ozbiljnost

Astma Zaštitni efekat na hiperaktivnost disajnih puteva kod nekih

pacijenata sa astmom koja je izazvana fizičkom aktivnošću

Kardiovaskularne

bolesti

Povećana fibrinolitička aktivnost kod pacijenata sa bolešću

koronarne arterije, negativna veza izmedju serumskog vitamina

C i totalnog holesterola kompletno štiti ljudsku plazmu od

lipidne peroksidacije

Neurodegenerativni

poremećaji

Poboljšava pamćenje i redukuje rasprostranjenost i učestalost

Alchajmerove bolesti kod starije populacij,

Kancer Toksično deluje na različite ćelija raka, smanjuje rizik od raka,

indukuje apoptozu kod ćelija melanoma

Dijabetes Poboljšava elastičnost krvnih sudova

Katarakta Preventivno deluje na pojavu i učestalost katarakte

Page 24: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

24

2.4.Prirodni izvori vitamina C

Biljke su generalno dobri izvori vitamina C. Njegova količina u hrani biljnog porekla

zavisi najviše od biljne vrste, zemljišta, klime u kojoj su biljke rasle, dužine vremenskog perioda

od branja do upotrebe, uslova skladištenja i metoda pripreme.

Sledeća tabela je aproksimativna i pokazuje relativnu zastupljenost različitih sirovih biljnih

izvora.

Tabela. 3. Sadržaj vitamina C u različitim vrstama voća i povrća[12] .

NAMIRNICA

SADRŽAJ

VITAMINA C

(MG / 100 G

NAMIRNICE)

NAMIRNICA

SADRŽAJ

VITAMINA C

(MG / 100 G

NAMIRNICE)

Šipak 1025 Blitva 39

Peršunov list 166 Ribizla 35

Paprika –

sveža 139 Praziluk 30

Ribizla – crna 136 Rotkva 29

Ren 114 Rotkvica 29

Kelj – zeleni 105 Grašak 25

Mirođija 93 Malina 25

Karfiol 70 Paradajz 24

Jagoda 59 Ananas 21

Limun 53 Boranija –

zelena 20

Keleraba 53 Paškanat 18

Pomorandža 51 Krompir 15

Kupus –

crveni 50 Orah 15

Spanać 47 Luk – beli 14

Luk 47 Dunja 13

Kupus – beli 46 Cvekla 10

Kelj – običan 59 Peršun –

koren 41

Grejpfrut 45

Page 25: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

25

Neke biljke su analizirane u svežem stanju, dok su druge bile osušene, tako da su podaci

podložni varijacijama i poteškoćama pri poređenju. Količine su date u miligramima po 100

grama voća ili povrća.

Neki životinjski proizvodi mogu koristiti kao prehrambeni izvori vitamina C. Vitamin C je

najprisutniji u jetri, a najmanje prisutan u mišićima. Pošto mišići sačinjavaju najveći deo mesa u

ishrani, životinjski proizvodi nisu pouzdan izvor vitamina C. On je prisutan u majčinom mleku,

ali nisu prisutni u sirovom kravljem mleku.Sav suvišan vitamin C se izbacuje urinarnim

sistemom.

Sledeća tabela pokazuje relativnu zastupljenost vitamina C u hrani životinjskog porekla.

Količine su u miligramima vitamina C na 100 grama hrane.

Tabela 4. Sadržaj vitamina C u različitim proizvodima životinjskog porekla

ŽIVOTINJSKI IZVOR KOLIČINA

(mg / 100g)

Teleća jetra (sirova) 36

Goveđa jetra (sirova) 31

Ostrige (sirove) 30

Bakalar (pržen) 26

Svinjska jetra (sirova) 23

Jagnjeći mozak (kuvan) 17

Pileća jetra (pržena) 13

Jagnjeća jetra (pržena) 12

Teleća nadbubrežna žlezda (sirova) 11

Jagnjeće srce (dinstano) 11

Jagnjeći jezik (kuvan) 6

Ljudsko mleko (sveže) 4

Kozje mleko (sveže) 2

Mleko kamile (sveže) 5

Kravlje mleko (sveže) 2

Page 26: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

26

2.5. Pripremanje hrane

Vitamin C postaje hemijski nestabilan pod određenim uslovima koji mogu, ali i ne

moraju biti ispunjeni termičkom obradom hrane. Kuvanjem hrane postižemo temperaturu od

100 °C što ne uzrokuje veći raspad vitamina C. Vitamin C se raspada na 190 °C. Međutim

prženjem hrane postižemo temperaturu raspadanja vitamina C, isti efekt dobijemo dužim

kuvanjem hrane, tako što izlažemo askorbat duže vremena temperaturi od 100 °C.

Još jedan razlog smanjenja sadržaja vitamina C u namirnicama je ispiranje namirnica vodom

zbog njegove rastvorljivosti, vitamin se rastvara u vodi u kojoj se ta namirnica kuva. Isto tako je

dokazano da se vitamin C iz različitih namirnica ne rastvra podjednakom brzinom, pa na

primjer brokoli najduže zadržavaju vitamin C od bilo kojeg drugog voća i/ili povrća. [13]

I straživanja su pokazala da sveže ubrane namirnice koje stoje u hladnjaku nekoliko dana ne

gube značajne količine vitamina C, suprotno tvrdnjama nekih naučnika. [14]

Page 27: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

27

2.6.Preporučeni dnevni unos

Postoje različita mišljenja o optimalnom rasporedu doza (količini i frekvenciji unosa)

vitamina C za održavanje optimalnog zdravlja ljudi. Smatra se da balansirana dijeta bez

suplemenata sadrži dovoljno vitamina C da se spreči pojava skorbuta kod prosečne zdrave osobe,

dok je kod trudnica, pušača duvana, i osoba pod stresom potrebna nešto veća količina. Međutim,

količina vitamina C potrebna da se spreči skorbut je manja od količine potrebne za optimalno

zdravlje. Postoje brojne druge hronične bolesti čiji je rizik povećan pri niskom unosu vitamina C,

među njima su kancer, bolesti srca, i katarakte. Zvanični podaci predlažu dozu od 90–100 mg

vitamina C dnevno kao neophodni dnevni unos za optimalnu zaštitu protiv tih bolesti, dok je

doza neophodna za sprečavanje skorbuta 45 mg dnevno.

Kada je stepen unosa vitamina C regularan, stepen apsorpcije je u opsegu između 70-95%,

sa povećanjem unosa stepen apsorpcije se smanjuje. Na primer pri unosu od 1,2 grama,

apsorpcija opada čak na 33%, dok pri niskom unosu npr. do 20 mg stepen apsorpcije je čak 98%.

Kada koncentracija askorbinske kiseline pređe realnu granicu, dolazi do resorpcije i prelaska u

urin, odakle se višak izbacuje. Tako da ne može doći do hipervitaminoze. Na visokim dijetarnim

dozama (koje su kod ljudi nekoliko stotina mg/dan) askorbat se akumulira u telu dok nivoi u

plazmi ne dostignu granicu renalne resorpcije, koja je oko 1,5 mg/dL kod muškaraca i 1,3 mg/dL

kod žena. Koncentracije u plazmi veće od tih vrednosti (za koje se smatra da predstavljaju

telesno zasićenje) se brzo izlučuju u urin sa poluživotom od oko 30 minuta. Koncentracije manje

od granične količine se aktivno zadržavaju u bubrezima, i poluživot ekskrecije ostatka vitamina

C je znatno veći. Poluživot vitamina C u telu se produžava sa smanjenjem telesnih zaliha.

Poluživot se može povećati do 83 dana, nakon čega se pojavljuju prvi simptomi skorbuta.

Maksimalana telesna zaliha vitamina C u telu je određena renalnom granicom krvi. Mnoga

tkiva održavaju koncentraciju askorbinske kiseline na znatnom većem nivou u odnosu na mogući

nivo u krvi. Bioološka tkiva koja mogu da akomuliraju i do sto puta vecu koncentraciju

askorbinske kiselina u odnosu na krvnu plazmu su adrenalne žlezde hipofiza, grudne žlezde itd.

Tkiva sa 10-50 puta vecom koncentracijom su pluća, testisi, mozak, jetra , štitasta žlezda,

bubrezi, pankreas i pljuvačne žlezde [15,16].

Page 28: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

28

Preporuke vezane za prehranu

Referentni prehrambeni unosi (engl. dietary reference intakes, DRI) predstavljaju najnoviji

skup prehrambenih preporuka koje je u SAD-u doneo Odbor za ishranu Zavoda za medicinu, a

koje se temelje na četiri kategorije:

preporučenoj dnevnoj količini (eng.recommended dietary allowance, RDA) -

prosečnoj količini dnevnog unosa hranjive materije koja sprečava manjak u 98%

populacije;

procenjenoj prosečnoj potrebi (engl. estimated average requirement, EAR) -

vrednosti unosa prehrambene materije za koju se procenjuje da zadovoljava potrebe

50% populacije;

adekvatnom unosu (engl. adequate intake, AI) - vrednosti koja je određena kao

ciljna za individualan unos prehrambenih tvari za koje ne postoje RDA;

podnošljivoj gornjoj količini unosa (engl. tolerable upper intake level, UL) -

najvišoj količini prehrambene materije za koju je verojatno da ne predstavlja rizik

nepovoljnih zdravstvenih učinaka u 98% populacije.

AI se određuje umesto RDA ukoliko ne postoji dovoljno naučnih podataka za

izračunavanje EAR, kao što je to slučaj kod dojenčadi. Proces određivanja RDA zavisi od

mogućnosti određivanja EAR .

Kako bi se osigurala zaštita od oksidativnog stresa, određene su RDA vrednosti za vitamin C .

Page 29: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

29

Tabela 5. Preporuke za unos vitamina

Preporuke za unos vitamina C(USA) [17].

RDA (odrasli muškarci) 90 mg /dan

RDA (odrasle žene) 75 mg /dan

UL (odrasli muškarci) 2000 mg/ dan

UL (odrasle žene)) 2000 mg/dan

Mnoge su studije, međutim, pokazale da bi unos vitamina C za optimalno smanjenje rizika

hroničnih bolesti kao što su karcinom i kardiovaskularne bolesti trebao biti viši od najnovijih

vrednosti RDA . Preporučuje se pet obroka voća i povrća dnevno zbog toga što se čini da je

vitamin C kao dodatak manje delotvorant u sprečavanju bolesti i bolesnih stanja.

Page 30: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

30

2.7. Suplementi vitamina C i njegova primena

Slika 6. Suplementi vitamina C

Vitamin C je široko dostupan u obliku tableta i praškova. Kompanija Hofman la Roš je

proizvela Redokson 1934. godine. To je bio prvi suntetički vitamin C koji se masovno

proizvodio.

Vitamin C je jedan od najšire korišćenih dijetarnih suplemenata.On je u prodaji u obliku kapi,

tableta, kapsula, smeša za piće, multivitaminskih formulacija, višestrukih antioksidansnih

formulacija, i kao kristalni prah. Postoje formulacije sa odloženim otpuštanjem, kao i formulacije

koje sadrže bioflavonoide poput kvercetin, hesperidina i rutina. Veličine tableta i kapsula su u

opsegu od 25 mg do 1,5 g. Kristali vitamina C (kao askorbinska kiselina) su tipično dostupni u

bocama od 300 g do 1 kg praha (5 ml ili čajna kašika kristala vitamina C sadrži oko 5 g).

Askorbinska kiselina i njene natrijumove,kalijumove i kalcijumov soli su u širokoj upotrebi

kao antioksidansni prehrambeni aditivi. Ta jedinjenja su rastvorna u vodi te stoga ne mogu da

zaštite masti od oksidacije. Za tu svrhu, u masnoći rastvorni estri askorbinske kiseline sa dugim

lancima masnih kiselina (askorbil palmitat ili askorbil stearat) se mogu koristiti kao prehrambeni

antioksidansi. Osamdeset procenata svetske ponude askorbinske kiseline se proizvodi u Kini.

[18].

Relevantni evropski prehrambeni aditivi (E brojevi) su:

E300 askorbinska kiselina (odobrena za upotrebu kao prehrambeni aditiv u Evropskoj

Uniji, [19], SAD-u [20] i Australiji i Novom Zelandu) [21].

E301 natrijum askorbat (odobren za upotrebu kao prehrambeni aditiv u Evropskoj Uniji,

[19], SAD-u [20] i Australiji i Novom Zelandu) [21].

Page 31: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

31

E302 kalcijum askorbat (odobren za upotrebu kao prehrambeni aditiv u Evropskoj Uniji,

[19], SAD-u [20] i Australiji i Novom Zelandu) [21].

E303 kalijum askorbat

E304 masno-kiselinski estri askorbinske kiseline: askorbil palmitat i askorbil stearat.

U proizvodnji plastike, askorbinska kiselina se može koristiti za ubrzavanje formiranja

molekulskih lanaca i sa manje otpada nego tradicionalni sintetički metodi [22].

Ona formira isparljiva jedinjenja kad se pomeša sa glukozom i aminokiselinama [23].

Askorbinska kiselina je kofaktor u oksidaciji tirozina [24]

Registrovani lekovi koji sadrže vitamin C:

Andol C, Aspirin C, Upsavit vitamin C, Hermes Cevitt, Daleron C, Ca-C 500, Daleron C

Junior, Ca-C 1000 , Coldrex, Calciumvita C, Efferalgan + vit. C, Fervex , Grippostad ,

Lekadol + C, Lupocet Flu , Maxflu, Strepsils s vit. C, Upsarin plus vit. C i mnogi drugi.

2.7.1. Megadoziranje vitamina C

Nekoliko organizacija zastupaju primenu velikih doza vitamina C, 10–100 puta više od

preporučene doze u obliku oralne ili intavenozne terapije. Velika, randomizovana klinička

ispitivanja efekata visokih doza na opštu populaciju nisu sprovedena. Argumenti za

megadoziranje su bazirani na ishrani blisko srodnih čovekolikih majmuna, i pretpostavljenoj

ishrani praistorijskih ljudi, kao i činjenici da većina sisara sintetiše vitamin C umesto da se

oslanja na prehrambeni unos. Lajnus Poling je proveo znatan deo svojih kasnijih godina zalažući

se za upotrebu megadoza vitamina C. [25]. On je smatrao da je uspostavljanje preporučenih

dnevnog unosa dovoljno za sprečavanje skorbuta, ali da nije optimalno doziranje za zdravlje.

Megadoze su promovisane za lečenje i prevenciju različitih oboljenja, među kojima su kancer,

prehlada i koronarne bolesti. Megadoziranje vitaminom C nije podržano rezultatima kliničkih

ispitivanja evidencijom, i u nekim slučajevima može da bude i štetno. [26].

Page 32: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

32

2.7.2. Neželjene pojave

Relativno velike doze askorbinske kiseline mogu da uzrokuju indigestiju, posebno kad se

uzimaju na prazan stomak. Međutim, uzimanje vitamina C u obliku natrijum askorbata i

kalcijum askorbata može da umanji taj efekat. Kad se uzima u velikim dozama, askorbinska

kiselina uzrokuje dijareju kod zdravih osoba.

Vitamin C povećava apsorpciju gvožđa, te trovanje gvožđem može da postane problem

kod ljudi sa retkim poremećajima predoziranja gvožđa, kao što je hemohromatoza. Genetički

poremećaj koji dovodi do neadekvatnih nivoa enzima glukoza-6-fosfat dehidrogenaza (G6PD)

može da uzrokuje razvoj hemolitičke anemije kod bolesnika nakon unosa specifičnih oksidujućih

supstanci, kao što su velike doze vitamina C.

Već dugo vremena postoji verovanje da vitamin C uzrokuje nastanak kamena u bubrezima

i nedavna ispitivanja su ustanovila da postoji izvesna relacija, međutim jasna veza između unosa

viška askorbinske kiseline i formiranja kamenja u bubrezima nije uspostavljen. Postoji nekoliko

specifičnih slučajeva pacijenta sa oksalatnim naslagamakoji su upotrebljavali visoke doze

vitamina C.

U ispitivanja sprovedenom na pacovima je utvrđeno da tokom prvog meseca trudnoće

visoke doze vitamina C mogu da potisnu proizvodnju progesterone. Progesteron, koji je

neophodan za održavanje trudnoće, se formira u corpus luteumu tokom prvih nekoliko nedelja,

dok se materica dovoljno ne razvije da preuzme tu ulogu. Spekulisalo se da blokiranje ove

funkcije corpus luteuma, visokim dozama vitamina C (1 g) indukuje rani pobačaj. U grupi žena

koje su imale spontani abortus na kraju prvog tromesečja, srednje vrednosti vitamina C su bile

znatno više, međutim autori izveštaja napominju da to ne mora da bude uzrok.

Page 33: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

33

3. VITAMIN C- NASTAVNI ASPEKT

U savremenoj školi cilj svih nastavnih predmeta treba da bude povezivanje nauke, tehnologije i

društva, odnosno svakodnevnog života u nastavnom procesu. Nastava prirodnih predmeta je

posebno pozvana da kroz nju učenici razumeju korelaciju nauka i tehnologija ↔ društvo. [27]

Slika 7. Povezanost prirodnih nauka i svakodnevnog života

Pri sagledavanju i traženju načina za reformu nastavnih programa i planova u osnovnoj i srednjoj

školi kod nas, trebalo bi proučiti programe iz STS (nauka, tehnologija društvo) projekta.

Programi koji se nakon toga predlože trebalo bi da sadrže STS principe, ali moraju biti

prilagođeni potrebama i uslovima svake škole. Preliminarna istraživanja vezana za određene

nastavne sadržaje kao što je, na primer, tema Vitamini (sa posebnim osvrtom na vitamin C),

mogu pomoći pri odlučivanju o programima i planovima hemije, ali i drugih prirodnih nauka u

reformisanoj školi. Kako ovakvi sadržaji mogu da doprinesu sticanju funkcionalnih hemijskih

znanja, opisano je u ovom master radu. Učenici STS pristupom sami uviđaju da su im za

razumevanje, analizu, sintezu i evaluaciju pojava i promena iz okruženja neophodni naučni

Page 34: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

34

pojmovi iz makrosveta, submikrosveta i hemijske simbolike. Nastava osmišljena i organizovana

na ovaj način više ne bi predstavlja samo obavezu, već i potrebu.

Ovakav pristup nastavnim sadržajima promoviše naučni pristup, načine rada i interpretaciju

postignutih rezultata u svakoj nauci. Čini se da je originalnost ovakvog pristupa učenju u tome

što je u njegovoj primeni izbegnut rigidan stav prema nauci i uspostavljen „aktivan odnos“

između učenika i nastavnika, nastavnih sadržaja i nastavnih dostignuća. U takvom pristupu

učenik „vidi“ hemiju i druge prirodne nauke i razume njihov smisao i značaj što nije slučaj i u

tradicionalnom pristupu. Ovakav pristup zahteva brojne izmene u tradicionalnoj koncepciji

nastave koje se najpre odnose na ulogu nastavnika. On prestaje da bude samo „izvor“ znanja, već

postaje i moderator novog odnosa učenika prema prirodnim naukama.

Takođe, porodica i šira društvena zajednica, strukovna udruženja, organizacije imaju značajnu

ulogu u stvaranju novog odnosa učenika prema prirodnim naukama, konkretno prema hemiji.

Svojim iskustvom i angažovanjem oni mogu da pomognu u tehničkoj pripremi praktičnog rada, u

obezbeđivanju materijala, predmeta i ilustracija iz svakodnevnog života i u organizovanju

vanškolskih aktivnosti (na primer, posete muzejima sa interaktivnim sadržajima, institucijama,

institutima, fakultetima).

Problem opremljenosti škola u skladu sa zahtevima STS projekata je moguće rešiti uz relativno

male investicije I veliko angažovanje nastavnika. Naime, trebalo bi nabaviti materijale

(supstance), predmete i ilustracije iz svakodnevnog okruženja čiji se uobičajeno pragmatični

sadržaji izjednačavaju s naučnim pojmovima, pravilima, principima i zakonima prirodnih nauka.

3.1. Analiza postijećeg nastavnog plana i nastavnog sadržaja u okviru nastane teme Vitamini u

IV razredu gimnazije.

U ovom master radu je prvo analizirana zatupljenost nastavne teme Vitamini u postojećem

nastavnom planu za IV razred gimnazije.[28]

Prikazan je nastavni plan za IV razred srednje škole, IV razred, (2 časa nedeljno, 62 časa

godišnje))

Page 35: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

35

Tabela 6. Sadržaji programa

1.1. Struktura i nomenklatura.

- Podela.

1.2. Monosaharidi.

- Poluacetalni i acetalni oblici saharida.

- Dijastereoizomeri.

- Važniji predstavnici.

1.3. Disaharidi.

- Građenje glikozidne veze.

- Redukujući i neredukujući disaharidi.

1.4. Polisaharidi.

- Skrob i celuloza.

2. Lipidi. Struktura i podela (6)

2.1. Neutralne masti.

- Više masne kiseline.

- Građenje triglicerida.

- Hidroliza masti.

- Sapuni i detergenti.

2.2. Fosfogliceridi.

2.3. Steroidi.

- Holesterol i kalciferol.

- Žučne kiseline.

- Steroidni hormoni.

3. Proteini (7)

3.1. Aminokiseline kao gradivne jedinice

proteina.

- Reakcije aminokiselina.

:

1. Saharidi.

1.1. Polarimetrijsko određivanje koncentracije

šećera. (2) 1.2. Ispitivanje rastvorljivosti

glukoze i fruktoze. (2)

1.3. Ispitivanje redukujućih sposobnosti

glukoze i fruktoze. (2)

- Reakcija "srebrnog ogledala".

- Reakcija sa Felingovim rastvorom.

- Nilanderova reakcija.

- Molišova reakcija.

1.4. Hidroliza saharoze. (2)

- Ispitivanje redukujućih osobina saharoze.

- Ispitivanje osobina meda.

2. Lipidi.

2.1. Ispitivanje rastvorljivosti ulja i masti.

Hidroliza masti. (2)

2.2. Određivanje saponifikacionog i jodnog

broja masti. (2)

2.3. Određivanje vode u sapunu. (2)

3. Proteini.

3.1. Ispitivanje rastvorljivosti amino kiselina u

vodi i alkoholu. (2)

- Ispitivanje rastvorljivosti tirozina pri

različitim pH vrednostima.

- Hemijske osobine amino kiselina.

Ninhidrinska reakcija. Ksantoproteinska

reakcija.

3.2. Taložne reakcije proteina: (2)

Page 36: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

36

1. Saharidi (6)

- Osobine bočnih nizova.

- Esencijalne amino kiseline.

3.2. Struktura proteina.

- Osobina peptidne veze.

- Oligopeptidi i polipeptidi.

- Fibrilarni i globuralni proteini.

- Fizičko - hemijska svojstva proteina.

- Podela proteina.

3.3. Enzimi. Glavna svojstva i mehanizam

delovanja. Uticaj različitih faktora na aktivnost

enzima.

4. Nukleinske kiseline (4)

4.1. Nukleinske kiseline i njihove osnovne

strukturne jedinice.

4.2. Struktura i funkcija DNA.

4.3. Struktura i funkcija RNA.

5. Alkaloidi i antibiotici (2)

6. Vitamini i hormoni (2)

6.1. Vitamini rastvorni u vodi i mastima.

6.2. Hormoni.

7. Biotehnologija i njene mogućnosti (2)

- Tradicionalna biotehnologija.

- Savremene biotehnologije.

- Biotehnologija budućnosti.

8. Zaštita životne sredine (2)

Laboratorijske vežbe

- toplotom,

- koncentrovanim mineralnim kiselinama,

- solima teških metala,

- fenolom i formaldehidom,

- alkoholom,

- amonijum sulfatom,

- biuretska reakcija.

3.3. Određivanje izoelektrične tačke proteina

želatina. (2)

3.4. Faktori koji utiču na aktivnost enzima

amilaze. (1)

- Temperatura.

- pH vrednost.

- Aktivatori i inhibitori.

4. Analiza mleka.

4.1. Određivanje kiselosti mleka. Izolovanje

masti iz mleka. (2)

4.2. Izolovanje kazeina iz mleka. (2)

4.3. Dokazivanje laktoze u mleku. (2)

5. Vitamini.

6.1. Određivanje sadržaja vitamina C. (2)

6. Alkaloidi.

7.1. Izolovanje kofeina iz čaja. (2)

7. Zaštita životne sredine. (2)

8.1. Određivanje hemijske potrošnje kiseonika

u otpadnim vodama.

Page 37: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

37

Takođe je prikazan skenirani prikaz nastavnog sadržaja iz Udžbenika za IV razred gimnazije u

prilogu. [28]

Analizirajući nastavni sadržaj u gimnaziji, u nastavnim temama u kojima se proučavaju

vitamini, utvrđeno je da je nivo informacija o vitaminima, biološkom značaju vitamina, a

posebno o vitaminu C , predviđen udžbenikom veoma oskudan. Zastupljenost nastavne teme

Vitamini i hormoni u nastavi je manja od 3 % u teorijskom i 3% u eksperimentalnom delu.

3.2. Predlog za dopunu nastavnog materjala

Koncepcija ovog master rada je postavljena tako da omogućava sticanje upotrebljivih

znanja, njihovo primenjivanje u svakodnevnom životu, a ima i doprinos u razvoju sposobnosti

zaključivanja. Takođe ima zadatak da poveća nivo zdravstvenog obrazovanja. Zato je predložena

dopuna nastavnog sadržaja sa ciljem povećanja interesovanja učenika za proučavanje hemije i

lakšeg usvajanja znanja. Predlog za dopunu je u skladu sa pedagoško, psihološko, metodičkim

zahtevima.

Page 38: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

38

Slika 8. Struktura obrade nastavnog sadržaja

Na slici koja sledi data je šematska ilutracija o različitim aspektima obrade vitamin C kao

model za obradu i drugih vitamin i primer za upotrebu ovog nedovoljno korišćenog nastavnog

sredstva.

ISTORIJAT

OTKRIĆA

PREPORU-

ČENE DNEVNE

DOZE

BOLESTI

SINTEZA

NALAŽENJE U

PRIRODI

BIOLOŠKA

ULOGA

FIZIČKE I

HEMIJSKE

OSOBINE

VITAMIN C

Page 39: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

39

Page 40: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

40

Suština dopune nastavnog sadržaja i dizajniranja šeme kao pomoćnog i jeftinog sredstva je

da učenici postignu bolje rezultate na testu provere usvojenog znanja. Ova nastavna šema se

može uspešno koristiti u školama koje su materjalno slabije opremljene.

Predlog dopune sadrži jednostavan laboratorijski eksperiment koji ima za cilj da ukaze na

visok sadržaj vitamina C u svežem povrću i voću i da kuvanje smanjuje sadržaj vitamina C.

Određivali smo sadržaj vitamina C u koprivi zato sto je to jedna samonikla , veoma lekovita, a

skoro zaboravljena biljka koja ima visok sadržaj vitamina i koja bi trebala da se rekultiviše i više

koristi u ishrani, posebno ako se zna da ima visok sadržaj gvožđa.

Očekuje se da ovaj predlog dopune nastavnog sadržaja omogući aktuelizaciju nastavnih

sadržaja i povezivanje sa realnim životom.

Upoznavanje sa biološkim značajem vitamina C, namirnicama koje su bogate vitaminom C;

zdravstvenim problemima koje nastaju usled nedostatka vitamina C, dnevnim potrebama za ovim

vitaminom u krajnjoj liniji utiče podizanje nivoa zdravstvenog vaspitanja.

Pored poboljšanja u usvajanju znanja iz hemije, očekujemo da dođe i do povećanje interesovanja

za bavljene hemijom profesionalnom smislu.

Ovaj master rad moze poslužiti za inoviranje znanja nastavnika i u stručnom i u metodičkom

pogledu.

Ukoliko se ovaj predlog za dopunu nastavnog sadržaja pokaže efikasnim, može se ispitati

na brojnijim grupama, a onda integrisati u okviru kasnijih reformi školstva.

Page 41: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

41

3.2.1. Eksperiment

Zeleno lisnato povrće sadrži malo kalorija, a dosta lekovitih sastojaka, neophodnih svakom

organizmu. Istraživanja sprovedena poslednjih dvadesetak godina samo su potvrdila stare izreke

i verovanja da je zeleno povrće (tamno lisnato povrće) lekovito i pomaže u očuvanju zdravlja i

lečenju mnogih bolesti. Istraživanja takođe pokazuju da su te namirnice nepopularne kod dece

školskog i predškolskog uzrasta.

Slika 9. Kopriva (Urtica dioica )

Predmet našeg eksperimenta je:

- određivanje vitamina C u zelenom povrću (kopriva) sa različitih lokacija i njihovo upoređivanje

- ispitavanje uticaja visoke T na sadržaj vitamina C u istom povrću i upoređivanje rezultata

Hipoteza je da je sveže zeleno povrće bogato vitaminom C i da se sadržaj vitamina C

smanjuje na temperaturama tokom termičke obrade smanjuje.

Priprema uzorka za analizu:

Izmeri se po 4g uzorka sa tri razlicita reona (sa tačnošću na drugu decimalu) koprive.

Uzorak se usitni u avanu sa tučkom. Zatim se od usitnjenog uzorka pripremaju po tri probe

svakog uzorka od po 1g.

Za to vreme se na rešou zagreva voda do ključanja, svih 9 proba od 3 različita uzorka se

preliju vrelom vodom i pokriju sahatnim staklom u vremenskom intervalu od 30 min. Nakon 30

min sledi ceđenje na kvali levku.

Slepa proba sa askorbinskom kiselinom: 3 probe- 2ml askorbinske kiseline + 48ml vode

Page 42: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

42

dodaje se 0,1g NaHCO3; 25ml KIO3; 5ml H2SO4; 1g KI, titruje se do posvetljenja boje sa

Na2S2O3, zatim se dodaje skrob 1% i titruje do promene boje.

Titracija (titrimetrija) je uobičajen laboratorijski metod za kvantitativnu hemijsku analizu

koji se koristi za određivanje nepoznate koncentracije poznatog analita. Pošto je merenje

zapremine ključno u titraciji, ona je takođe poznata kao volumetrijska analiza. Reagens, koji se

naziva titrant ili titrator je pripremljen kao standardni rastvor. Poznata koncentracija i zapremina

titranta reaguje sa rastvorom analita ili titranda da bi se odredila koncentracija.

Uzorak koji sadrži askorbinsku kiselinu se rastvara se u vodi i tretira s kiselim rastvorom

jodida (I-) i tačno izmerenom količinom rastvora jodata, IO3 3-, u višku, pri čemu nastaje crveno-

smeđi trijodid, I3-, (blaži oksidacioni agens nego jodat, IO3 3-):

IO3 3- + 8I- + 6H+ =3I3- + 3H2O (Stupanj 1.)

Kod analize, askorbinska kiselina iz uzorka redukuje deo od poznate količine I3-nastale u

rastvoru u Stupnju 1.

C6H8O6 + I3- + H2O =C6H8O7 + 3I- + 2H+ , (Stupanj 2).

Višak I3- se titruje sa standardnim rastvorom tiosulfata, S2O3 2-, i nastaje I- i S4O6

2-

S2O3 2-+I3-= 3I-+ S4O6

2-, ( Stupanj 3)

Razlika između I3- nastalog iz IO3 3- (Stupanj 1.) i onog koji je određen kao višak (Stupanj

3.) odgovara sadržaju askorbinske kiseline u uzorku. Stehiometrijska tačka (završna tačka

titracije) je određena korištenjem skroba kao indikatora. Nakon toga je rađena titracija serije

rastvora. Od svakog uzorka uzimane su po 3 probe.

Page 43: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

43

Tabela 7.. Sadržaj vitamina C u uzorcima koprive sa različitih lokacija

Uzorak Količina vitamina C

(mg/100g)

Količina vitamina C(mg/100g),

nakon termičke obrade

Stepen degradacije

(%)

1a 40,35±1,48 33,85±1,96 16.10

1b 41,45±1,65 34,85±1,68 15,92

1c 40,15±1,89 33,25±1,91 17,18

2a 41,45±2.25 33,34±2,05 19.56

2b 40,35±2,30 33,15±2,22 17,84

2c 40,15±2,15 32,85±1,78 18,18

3a 35,56±2,42 28,85±1,86 18,87

3b 33,34±2.62 27,74±2,30 16,7

3c 33,34±2.80 27,24±2,14 11,70

*lokacije 1-Cerje-10 km od Niša, 2-Prosek-15 km od Niš, 3-Kopaonik 150km od Niša

Page 44: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

44

Slika.10: Sadržaj vitamina C u uzorcima koprive sa različitih lokacija, serija.1- hladna

voda, serija 2. termička obrada

Zaključak:

Lisnato povrće je bogat izvor vitamina C. Sadržaj vitamina C se kreće 33,34 mg do 41,45

mg vitamina C na 100g svežeg povrća (koprive), što omogućava da se konzumiranjem jedne

porcije povrća dnevno podmire potrebe oragnizama za ovim vitaminom. Uzorci sa istog

područja imaju sličan sadržaj, a sa različitih različit sadržaj vitamina C. Kopriva sa područja

Kopaonika ima znatno nizi sadržaj vitamina C. Pored vitamina C ove biljke sadrže i druge

nutritivno važne materije kao što su minerali, ostali vitamini, hlorofil itd. Njihov pozitivan uticaj

na zdravlje ljudi je posledica njihovog sinergističkog delovanja.

S obzrom na to da ne sadrže puno šečera, imaju nisku kaloričnu vrednost pa se mogu

koristiti u ishrani u većim količinama.

Ljudi, a posebno deca i omladina treba da koriste sveže voće i povrće u ishrani.

Posebno treba ukazati na veliki značaj samoniklog bilja, jer je svima dostupno i veoma

zdravo, posebno zato što se ne tretira hemijskim sredstvima i djubrivima.

Kuvanjem se smanjuje sadržaj vitamina C u svim uzorcima od 11,7 do 19, 56%. Što

ukazuje na činjenicu da treba konzumirati sveže voće i povrće.

Page 45: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

45

Dizajniranje eksperimenta pored ostalog ima cilj da upozna učenike sa praktičnim radom u

laboratoriji i na taj način da povećanja očiglednost nastave. Po ugledu na ovaj eksperiment mogu

se dizajnirati slični eksperimenti i koristiti kao istraživački radovi na takmičenjima.

Page 46: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

46

4. ZAKLjUČAK

Otkriće vitamina C kao i njegovih brojnih uloga u organizmu jedno je od velikih

dostignuća 20. veka. Iako su sprovedena opsežna naučna istraživanja iz više oblasti i smatralo se

da su utvrđene sve njegove funkcije i primene, veoma često se pojavljuju rezultati istraživanja

koja upućuju na još neku novu njegovu ulogu ili upotrebu u svakodnevnom životu.

Upoznavanje sa istorijatom otkrića vitamina C omogućilo bi inoviranje znanja nastavnika i

može posluziti u dodatnoj nastavi kao model kojim se mogu predstaviti učenicima praktičani

naučni aspekti istraživanja i dotignuća.

Upoznavanje sa biološkim osobinama vitamina C omogućilo bi proširivanje znanja o

njegovom značaju, kao mikronutritijenata koji je esencijalan za normalno funkcionisanje ljudi i

životinja. Takođe su istaknute bolesti koje su posledica nedostatka vitamina C u ishrani, kao i

njegov povoljan uticaj na različite bolesti. Ukazano je na značaj svežeg voća i povrća u ishrani i

na dnevne potrebe organizma za ovim vitaminom. Sve to pozitivno utiče na podizanje nivoa

zdravstvenog vaspitanja.

Na osnovu analize nastavnog plana i programa za IV razred gimnazije utvrđeno je da je

zastupljenost nastavne teme Vitamini manja od 3% u teorijskom i eksperimentalnom delu. S

obzirom na to da ne postoji mogućnost povećanja broja časova za obradu ove nastavne teme

izvršili smo prestruktuiranje nastavnog sadržaja i na primeru vitamina C dizajnirali jednostavnu

nastavnu šemu i eksperiment koji su omogućili:

aktuelizaciju nastavnih sadržaja i povezivanje sa realnim životom

upoznavanje sa biološkim značajem vitamina C; namirnicama koje su bogate vitaminom

C; zdravstvenim problemima koje nastaju usled nedostatka vitamina C; podizanje nivoa

zdravstvenog vaspitanja

dizajniranje eksperimenta i njegovo izvođenje upoznaje učenike sa praktičnim radom u

laboratoriji i doprinosi povećanju očiglednosti nastave; slični eksperimenti se mogu

dizajnirati i koristiti kao istraživački radovi na takmičenjima

inoviranje znanja nastavnika i profesora u stručnom i metodičkom pogledu

poboljšanju znanja iz ove nastavne teme na nivou razumevanja i povezivanja i znanja iz

hemije uopšte.

povećanje interesovanja za izučavanje hemije u profesionalnom smislu

Page 47: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

47

LITERATURA

1. http://zena.blic.rs/data/images/2009-05-23/421_voce-i-povrce_-

INMAGINE.jpg?ver=1314391457

2. https://encrypted-

tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ5EjIzPdzqR3lLLHa4xtrImjKtlSCnGQo8RneNh8v

3DCYd30co

3. Kiple K. F., Ornelas K. C. (2000). The Cambridge World History of Food ,

Cambridge:Cambridge University Press

4. The production of vitamin C“ (PDF). Competition Commission. 2001

5. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. 2005.

6. Hacisevki A. (2009). An Overview of ascorbic acid biochemistry, Journal of Faculty of

Pharmacy of Ankara, 38, 233-255

7. Padh H. (1991). Vitamin C: Newer insights into its biochemical functions, Nutrition Review,

49, 65-70

8. Banhegyi G., Braun L., Csala M., Puskas F., Mandl J. (1997). Ascorbate metabolism and its

regulation in animals, Free Radical Biology & Medicine, 23, 793-803

9. Wheeler G.L., Jones M.A., Smirnoff N. (1998). The Biosynthetic Pathway of Vitamin C in

Higher Plants, Nature, 393, 365-369

10. Douglas R.M., Hemila H., D’Souza R., Chalker E.B., Treacy B. (2004). Vitamin C for

preventing and treating the common cold, Cochrane Database of Systematic Review, 4

11. http://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_C

12. http://www.naturalhub.com/natural_food_guide_fruit_vitamin_c.htm

13. 13.Clark, Stephanie, Ph.D (8 January 2007). Comparing Milk: Human, Cow, Goat &

Commercial Infant Formula. Washington State University.

14. Combs GF. The Vitamins, Fundamental Aspects in Nutrition and Health. 2nd ed. San Diego,

CA: Academic Press, 2001:245–272

15. Douglas R.M., Hemila H., D’Souza R., Chalker E.B., Treacy B. (2004). Vitamin C for

preventing and treating the common cold, Cochrane Database of Systematic Review, 4

Page 48: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

48

16. Bjelakovic G., Nikolova D, Gluud L.L., Simonetti R.G., Gluud C. (2008). Antioxidant

supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various

diseases, Cochrane Database of Systematic Review, 2

17. Food and Nutrition Board, Institute of Medicine. "Dietary Reference Intakes (DRIs):

Estimated Average Requirements" (PDF). United States National Academy of Sciences.

Retrieved 2013-01-12.

18. Weiss, Rick (20. 5. 2007.), „Tainted Chinese Imports Common“, Washington Post,

19. UK Food Standards Agency: „Current EU approved additives and their E Numbers“

20. US Food and Drug Administration: „Listing of Food Additives Status Part I“

21. .Australia New Zealand Food Standards Code„Standard 1.2.4 - Labelling of ingredients“

22. Vitamin C, water have benefits for plastic manufacturing, Reliable Plant Magazine, 2007,

archived from the original on 2007-09-27, retrieved 2007-06-25

23. SOULEYMANE SECK , JEAN CROUZET “Formation of Volatile Compounds in Sugar-

Phenylalanine and Ascorbic Acid-Phenylalanine Model Systems during Heat Treatment” ,

Article first published online: 25 AUG 2006, DOI: 10.1111/j.1365-2621.1981.tb15349.x

24. The role of ascorbic acid in the oxidation of L-tyrosine by guinea pig liver extracts“

25. Pauling, Linus (1986). How to Live Longer and Feel Better, W. H. Freeman and

Company. ISBN 0-380-70289-4

26. Rivers J.M. (1987), Safety of High-level Vitamin C Ingestion, Annals of the NYC Academy

of Sciences, 498, 445-45

27. Јасминка Королија, Јелена Станишић ,Nастава природних наука у функцији

повезивања науке, технологије и друштва , Zbornik iнститутa за педагошка

истраживања, (2009 ), 2, 461-476

28. Dr Julijana Petrovic i Dr Smiljana Velimirovic , Hemija za IV razred gimnazije prirodno-

matematičkog smera, Zavod za udzbenike i nastavna sredstva Beograd , 2002.

Page 49: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

49

PRILOG

Nastavni sadržaj iz udžbenika za IV razred gimnazije.

Page 50: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

50

Page 51: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

51

Page 52: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

52

Page 53: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

53

Page 54: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

54

Page 55: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

55

Page 56: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

56

Page 57: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

57

Page 58: -Master rad- - pmf.ni.ac.rs · moći da se koristi u materjalno slabije opremljenim školama 3. dizajnirati eksperiment koji ima za cilj upoznavanje učenika sa praktičnim radom

Vitamin C-master rad

58