‫ויטמין ‪C‬‬ ‫המיץ שנוצר בפרי התפוז הוא בעל טעם וריח מרענן ומרווה אך נוסף לכך הנו מקור‬ ‫עשיר ומועדף של ויטמינים ומינרלים החיוניים לבריאותנו‪.‬‬ ‫הויטמינים הם חומרי קורט‪ ,‬כלומר לפעילותם די בריכוז של אלפיות הגרם‪ .‬במיץ התפוזים מצויים‬ ‫‪ 9‬ויטמינים חשובים אך שמונה מהם בריכוזים של מיליונית הגרם ורק אחד בכמות פי אלף מהם‬ ‫והוא ויטמין ‪ .C‬ואכן מיץ התפוזים (וכן שאר ההדרים) הם המקור החשוב ביותר לחומר זה‪ .‬ויטמין ‪C‬‬ ‫הוא חומר אורגני המסיס במים‪ .‬רגיש מאד לנוכחות חמצן‪ ,‬בייחוד בטמפרטורות גבוהות‪.‬‬ ‫במהלך המסעות שנערכו בסוף המאה ה‪ 14 -‬לצורך גילוי ארצות חדשות‪ ,‬חלו רבים מהמלחים‬ ‫במחלת הצפדינה )‪ .(Scurvy‬הסימנים למחלה הם דיכאון‪ ,‬פצעים מגרדים‪ ,‬גירויים על העור‪ ,‬חניכיים‬ ‫מדממות ואיבוד שיניים‪ .‬לרבים המוות היה הקלה‪ .‬כיום ידוע שגורם המחלה היה מחסור בויטמין ‪C‬‬ ‫המוכר בשמו הכימי‪ :‬חומצה אסקורבית‪.‬‬ ‫האדם הוא אחד מבעלי החיים המעטים אשר אינם מסוגלים לייצר חומצה אסקורבית בכבד ולכן יש‬ ‫צורך לצרוך אותה ממזונות כגון‪ :‬פירות הדר‪ ,‬קיווי‪ ,‬ברוקולי‪ ,‬כרובית‪ ,‬כרוב‪ ,‬פלפל אדום‪ ,‬פטרוזיליה‬ ‫*‬ ‫ועוד‪ .‬החומצה האסקורבית ממלאת תפקיד חשוב בייצור קולגן ‪.‬‬ ‫**‬ ‫ויטמין ‪ C‬פועל כחומר נוגד חמצון‪ .‬הוא מגיב עם רדיקלים חופשיים ובכך מגן על מערכת החיסון‬ ‫בגוף‪ .‬מסיבה זו מקובל להגביר את צריכת ויטמין ‪ C‬בעת הצטננות‪.‬‬ ‫גוף בריא יכול לצרוך עד ‪ 250‬מ"ג ויטמין ‪ C‬ומעבר למינון זה‪ ,‬יופרש הויטמין בשתן ולא ינוצל על ידי‬ ‫הגוף‪ .‬המנה היומית המומלצת של ויטמין ‪ C‬היא ‪ 60-50‬מיליגרם‪.‬‬ ‫גורמים רבים משפיעים על כמות הויטמינים בפירות או ירקות‪ ,‬ולעיתים אף קורה כי אוכלים סלט או‬ ‫שותים מיץ‪ ,‬ואין בהם ויטמינים כלל!!! כמות הויטמינים משתנה בהתאם לסוג האדמה שעליה גדל‬ ‫הירק או הפרי‪ ,‬בהתאם לדישון האדמה ואף בהתאם לאקלים‪ .‬גם דרגות הבשלות של הפרי או‬ ‫הירק משפיעים על כמות הויטמינים‪ .‬פרי שנקטף לפני זמן רב‪ ,‬עמד באחסון ברשתות השיווק‬ ‫ולאחר מכן במקרר הביתי‪ ,‬מאבד כמות ניכרת מתכולת הויטמינים שבו‪.‬‬ ‫חמצן אטמוספרי בנוכחות האנזים אוקסידאז‪ ,‬שנפוץ בפרות וירקות רבים כגון מלפפונים‪ ,‬בננות‪,‬‬ ‫כרוב‪ ,‬גזר‪ ,‬עגבנייה‪ ,‬גורם לעיכוב פעילות ויטמין ‪ .C‬לכן‪ ,‬בתעשיית המזון מקפידים על סילוק החמצן‬ ‫כדי לשמור על פעילותו של ויטמין ‪ .C‬כאשר חותכים או סוחטים פירות כמו עגבניות המכילים ויטמין‬ ‫‪ C‬ואנזים אוקסידאז‪ ,‬מאבדים את הערך הויטמיני שלהם‪ .‬כמו כן‪ ,‬ערבוב מיצים מכילי ויטמין ‪ C‬כמו‬ ‫מיץ הדרים עם רסק פירות כמו בננות יגרום להרס הויטמין הנמצא בפרי הדר‪ .‬חלב מכיל גם ויטמין‬ ‫‪ C‬אולם נהרס בתהליך הפיסטור‪.‬‬ ‫*‬ ‫**‬ ‫‪1‬‬ ‫קולגן הינו משפחה של סיבים חלבוניים המהווה את המרכיב החשוב ביותר של העור‪ ,‬העצמות‪ ,‬השיניים‪,‬‬ ‫כדוריות דם אדומות ועוד‪.‬‬ ‫רדיקלים חופשיים הם חלקיקים בלתי יציבים הנוצרים בזמן חילוף החומרים בתאים ועלולים לפגוע‬ ‫ב‪.DNA -‬‬ ‫תחום הכימיה מהווה בסיס לתחומי מדע יישומיים רבים‪ .‬תחום המזון והתזונה‪ ,‬למשל‪ ,‬מתבסס על‬ ‫בדיקות כימיות רבות לצורך קביעת ערך קלורי והרכבים כימיים של מזון‪ .‬לאחר קריאת המידע ענו‬ ‫על השאלות הבאות‪.‬‬ ‫‪ .1‬ואסקו דה‪-‬גאמה איבד ‪ 100‬מתוך ‪ 160‬אנשיו במהלך מסעו סביב כף התקווה הטובה בשנת‬ ‫‪ .1498‬הסבירו ממה נגרם המוות‪.‬‬ ‫‪ .2‬כיום מקובל לצרוך ויטמינים סינתטיים שונים ובפרט ויטמין ‪ C‬כתוספי מזון‪ .‬חוו דעתכם ביחס‬ ‫לכך‪ .‬למי מיועדים ויטמינים אלו לדעתכם? מהם השיקולים בעד ומהם השיקולים נגד צריכת‬ ‫ויטמינים אלו בכדורים ולא רק במזון?‬ ‫‪ .3‬בעבר נהגו להאכיל תינוקות בדייסת בננות מעורבת במיץ תפוזים‪ .‬הסבירו מדוע כיום לא מומלץ‬ ‫לעשות זאת?‬ ‫‪ .4‬בקטע המידע כתוב‪" :‬ערבוב מיצים מכילי ויטמין ‪ C‬כמו מיץ הדרים עם רסק פירות כמו בננות‬ ‫יגרום להרס הויטמין הנמצא בפרי הדר"‪ .‬נסחו שאלת חקר הקשורה למידע זה‪.‬‬ ‫‪ .5‬מהו המשתנה התלוי?‬ ‫מהו המשתנה הבלתי תלוי?‬ ‫‪ .6‬התבססו על המידע בטקסט ונסחו שאלת חקר נוספת המעניינת אתכם לחקירה‬ ‫‪ .7‬שערו ‪ -‬היכן לדעתכם קיים ריכוז גבוה יותר של ויטמין ‪ C‬במיץ תפוז או במיץ לימון?‬ ‫במטרה להכיר את שיטת העבודה המעבדתית‪ ,‬בשלב ראשון בפעילות החקר‪ ,‬תחקרו את‬ ‫השערתכם ביחס לריכוז ויטמין ‪ C‬בתפוז ולימון‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫רקע על שיטת העבודה המעבדתית‬ ‫חומצה אסקורבית (ויטמין ‪ )C‬לכשעצמה חסרת צבע ולכן יוצרים תרכובת צבעונית בתגובה כימית‬ ‫בין יוני ברזל וחומצה אסקורבית‪ .‬בשרשרת תגובות כימיות מתקבלת תרכובת שצבעה כחול (השם‬ ‫העממי לתרכובת הוא ‪ ,Turnbull blue‬והיא אחד המרכיבים של נייר קופי)‪.‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪+ [Fe2+(CN)6]4- + 2H+‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪[Fe3+(CN)6]-3‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪HO‬‬ ‫‪HO‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪HO‬‬ ‫‪CH2OH‬‬ ‫‪CH 2OH‬‬ ‫חומצה אסקורבית‬ ‫]‪KFe3+[Fe2+(CN)6‬‬ ‫‪[Fe2+(CN)6]4- + Fe3+ + K+‬‬ ‫צבע כחול‬ ‫מדידת ריכוז חומרים בעלי צבע נעשית באמצעות הספקטרופוטומטר המשמש למדידת אורכי הגל‬ ‫הנבלעים על ידי החומר‪ .‬בתהליך הספקטרופוטומטריה מקרינים את החומר הנבדק בסוג מסוים‬ ‫של קרינה; החומר בולע חלק מהקרינה ומפזר חלק אחר‪ ,‬אותו מנתח גלאי‪ .‬הגלאי שולח את‬ ‫ממצאיו למעבד מחשב‪ ,‬אשר מתרגם את התוצאות לצורה גרפית‪ .‬כדי לקבוע את ריכוז החומצה‬ ‫האסקורבית בפרי באמצעות ספקטרופוטומטר יש צורך בבניית עקומת כיול‪ .‬עקומת הכיול‬ ‫מאפשרת לנו לתרגם את עוצמת הבליעה של התמיסה לריכוז החומר‪.‬‬ ‫מהלך העבודה‬ ‫‪ ‬סחטו מיץ לימון ומיץ תפוז‪ .‬העבירו מעט מכל מיץ לסינון באמצעות נייר סינון המונח על‬ ‫ארלנמייר וסננו את הנוזלים המתקבלים‬ ‫‪ ‬העבירו ‪ 0.5‬מ"ל מיץ תפוז מסונן לבקבוק מדידה ‪ 100‬מ"ל והוסיפו מים מזוקקים עד לקו‬ ‫‪ ‬חזרו על הפעולה עם מיץ הלימון‬ ‫‪ ‬העבירו ‪ 3‬מ"ל מיץ תפוז למבחנה וסמנו את תכולתה‬ ‫‪ ‬העבירו ‪ 3‬מ"ל מיץ לימון למבחנה וסמנו את תכולתה‬ ‫‪ ‬הכינו במבחנה נוספת המסומנת כ”תערובת התגובה” את התמיסות הבאות (מגיבים)‪:‬‬ ‫‪ 1.5‬מ"ל תמיסת ]‪ [K3Fe(CN)6‬בריכוז ‪ 1%‬משקלי‬ ‫‪ 3‬מ"ל תמיסת ‪ FeCl3‬בריכוז ‪ 1%‬משקלי‬ ‫‪3‬‬ ‫‪ ‬ערבבו היטב את התערובת בעזרת וורטקס והעבירו ‪ 0.5‬מ"ל מן התערובת לכל אחת ממבחנות‬ ‫המיצים‬ ‫‪ ‬ערבבו שוב בוורטקס והמתינו כ‪ 10 -‬דקות להתייצבות הצבע‬ ‫‪ ‬הדליקו את מכשיר הפספקטרופוטומטר‬ ‫‪ ‬בחרו את אורך הגל‪ = nm( 700 nm :‬ננומטר)‪ ,‬ע"י לחיצה על החצים הסמוכים לחלון התצוגה‬ ‫‪ ‬מלאו מבחנה במים (על מנת לקבוע לאפס את הבליעה של הממס) הכניסו את המבחנה לתוך‬ ‫המכשיר וסגרו את המכסה‪ .‬לאיפוס המכשיר לחצו על הכפתור ‪ABS‬‬ ‫‪ ‬מדדו את עוצמת הבליעה של שתי המבחנות הנבדקות‪:‬‬ ‫עוצמת הבליעה במבחנת מיץ התפוז‪:‬‬ ‫עוצמת הבליעה במבחנת מיץ הלימון‪:‬‬ ‫אם הקריאה בספקטרופוטומטר אינה מתייצבת המתינו כ‪ 5 -‬דקות נוספות לסיום התגובה הכימית והתייצבות הצבע‬ ‫וחזרו על המדידה‪.‬‬ ‫בניית עקומת הכיול‬ ‫בסעיף הקודם מדדתם את עוצמת הבליעה בשני כלי התגובה‪ .‬על – מנת שתוכלו לתרגם את‬ ‫עוצמת הבליעה שנמדדה ליחידות של ריכוז‪ ,‬עליכם להכין גרף כיול המתאר את תלות הבליעה‬ ‫באורך גל ‪ 700 nm‬בריכוז החומצה האסקורבית‪..‬‬ ‫לשם כך היעזרו בנתונים המוצגים בטבלה מס' ‪ ,1‬המכילה נתונים של בליעה סטנדרטית של‬ ‫תמיסת חומצה אסקורבית בריכוזים ידועים‪.‬‬ ‫ריכוז חומצה אסקורבית‬ ‫עוצמת הבליעה‬ ‫(מ"ג‪/‬ליטר)‬ ‫)‪(700 nm‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0.7‬‬ ‫‪0.525‬‬ ‫‪1.4‬‬ ‫‪0.979‬‬ ‫‪2.1‬‬ ‫‪1.467‬‬ ‫‪2.8‬‬ ‫‪1.996‬‬ ‫‪3.5‬‬ ‫‪2.401‬‬ ‫טבלה מס' ‪ :1‬בליעה סטנדרטית של חומצה אסקורבית בריכוזים שונים‬ ‫‪4‬‬ ‫סמנו את הערכים שבטלה במערכת הצירים שבעמוד הבא ובנו עקומת כיול מתאימה‪.‬‬ ‫הוסיפו לגרף את ערכי הבליעה שמדדתם עבור תמיסות המיצים ומצאו את ריכוזי החומצה‬ ‫האסקורבית בעזרת גרף הכיול שהכנתם‪.‬‬ ‫ריכוז החומצה האסקורבית במיץ התפוז‪:‬‬ ‫ריכוז החומצה האסקורבית במיץ הלימון‪:‬‬ ‫מהי מסקנתכם? האם השערתכם הייתה נכונה?‬ ‫‪5‬‬ ‫שרטוט גרף כיול‪:‬‬ ‫‪2.4‬‬ ‫‪2.2‬‬ ‫‪2.0‬‬ ‫‪1.8‬‬ ‫‪1.6‬‬ ‫‪1.4‬‬ ‫‪1.2‬‬ ‫ע‬ ‫ו‬ ‫צ‬ ‫מ‬ ‫ת‬ ‫‪0.8‬‬ ‫ב‬ ‫ל‬ ‫י‬ ‫ע‬ ‫ה‬ ‫‪1.0‬‬ ‫‪0.9‬‬ ‫‪0.7‬‬ ‫‪0.6‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫‪0.4‬‬ ‫‪0.3‬‬ ‫‪0.2‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫‪4.9‬‬ ‫‪4.2‬‬ ‫‪3.50‬‬ ‫‪2.80‬‬ ‫‪2.1‬‬ ‫ריכוז חומצה אסקורבית‬ ‫‪6‬‬ ‫‪1.4‬‬ ‫‪0.7‬‬ ‫אפשר לזהות חומצה אסקורבית ולקבוע את כמותה גם בעזרת אינדיקטור בשם ‪DPIP‬‬ ‫(דיכלורופנול אינדפנול)‪ .‬בנוכחות חומצה אסקורבית‪ ,‬האינדיקטור הופך מכחול לחסר צבע‪.‬‬ ‫עקומת כיול‬ ‫לפניכם עקומת כיול של חומצה אסקורבית המציגה את הקשר בין ריכוזה למספר טיפות‬ ‫האינדיקטור שנדרשו לטיטור‪.‬‬ ‫השפעת בננה על כמות ויטמין ‪ C‬במיץ תפוז‬ ‫לפניכם הכלים והחומרים הבאים‪:‬‬ ‫‪ 2‬כוסות כימיות בנפח ‪ 50‬מ"ל‪ ,‬פיפטה (‪ 1‬מ"ל)‪ ,‬מסחטת פרי‪ ,‬מאזניים לשקילה‪ ,‬מזלג‪ ,‬צלחת‬ ‫פטרי‪ ,‬אינדיקטור אינדופנול ‪ ,0.1%‬תפוז‪ ,‬בננה‪.‬‬ ‫מהלך הניסוי‪:‬‬ ‫‪ ‬סמנו את הכוסות הכימיות במספרים ‪1-2‬‬ ‫א‪ .‬לכוס כימית מס' ‪ 1‬הוסיפו ‪ 1‬מ"ל מיץ תפוזים טרי וסחוט‪ ,‬בעזרת פיפטה‪ .‬הוסיפו ‪ 3‬מ"ל מים‬ ‫מזוקקים‬ ‫‪7‬‬ ‫ב‪ .‬טפטפו טיפות אנדופנול למבחנה זו עד לקבלת צבע סגול יציב‬ ‫מה מספר טיפות האנדופנול שנדרשו עד לקבלת הצבע הסגול‬ ‫ג‪ .‬היעזרו בעקומת הכיול והעריכו מהו ריכוז החומצה האסקורבית‪:‬‬ ‫‪ ‬שקלו ‪ 3‬גר' בננה בשלה לתוך צלחת פטרי; רסקו את פיסת הבננה בעזרת המזלג‪ .‬העבירו את‬ ‫הבננה המרוסקת לכוס כימית קטנה‬ ‫א‪ .‬ערבבו ‪ 1‬מ"ל מיץ תפוזים עם ‪ 3‬מ"ל מיס מזוקקים במבחנה‪ .‬שפכו את המיץ המהול לתוך רסק‬ ‫הבננה‬ ‫ב‪ .‬ערבבו היטב את המיץ המהול עם רסק הבננה‪ .‬העמידו ל – ‪ 2‬דקות וערבבו מידי פעם‬ ‫ג‪ .‬בתום ‪ 2‬דקות הוסיפו אינדופנול טיפה אחר טיפה‪ ,‬תוך כדי ערבוב מתמיד על ידי ספטולה‪ ,‬עד‬ ‫שיתקבל צבע סגול בהיר‪ ,‬יציב למשך ‪ 1‬דקה‬ ‫מה מספר טיפות האנדופנול שנדרשו עד לקבלת הצבע הסגול‬ ‫ד‪ .‬היעזרו בעקומת הכיול וקבעו מהו ריכוז החומצה האסקורבית‪:‬‬ ‫מהי מסקנתכם מהניסוי?‬ ‫תהליך חקר פתוח‬ ‫חזרו וקראו את קטע המידע בעמוד הראשון ונסחו שאלת חקר נוספת הקשורה לריכוז ויטמין‬ ‫‪ C‬ומתבססות על שיטות העבודה (ספקטרופוטומטר‪/‬אינדיקטור) בהן התנסיתם בפעילות‬ ‫מהו המשתנה התלוי?‬ ‫מהי השערתכם?‬ ‫‪8‬‬ ‫מהו המשתנה הבלתי תלוי?‬ ‫הציעו מערך חקר (ניסוי) המתאים לבדיקת השערתכם‪:‬‬ ‫לצורך היערכות צוות המעבדה לביצוע הניסוי הכינו רשימת ציוד וחומרים‪:‬‬ ‫חומרים‬ ‫בצעו את הניסוי ורשמו את תוצאותיכם ומסקנותיכם‪:‬‬ ‫‪9‬‬ ‫ציוד‬ ‫משימת בית‪ :‬ועוד על כימיה ותזונה‪...‬‬ ‫חומרי גלם המופקים מחומרי מזון משמשים במגוון תהליכי בנייה המתרחשים בגופנו‪ :‬הרכבת‬ ‫חומרים‪ ,‬בניית תאים‪ ,‬רקמות ואיברים‪ .‬שלושה רכיבי מזון מרכזיים חיוניים לגופנו‪ :‬חלבונים‪,‬‬ ‫פחמימות ושומנים‪.‬‬ ‫גופנו זקוק להספקת חלבונים שוטפת לצורך בניית תאים ורקמות גוף ולתפקוד של הורמונים‬ ‫ואנזימים החיוניים לפעולתו‪ .‬השומנים מהווים מקור להפקת אנרגיה‪ ,‬מרכיב מרכזי בקרומי התא‪,‬‬ ‫נשאים של ויטמינים המסיסים בשומן ומקור לחומצות שומן חיוניות‪ .‬על אף שכמות הפחמימות‬ ‫(סוכרים) בגופנו היא הקטנה ביותר‪ ,‬הם משמשים כמרכיב המזון העיקרי של האדם בכל העולם‪.‬‬ ‫מזון מוערך על פי ערכו הקלורי‪ .‬היחידה הקלורית היא היחידה השימושית למדידת כמות האנרגיה‬ ‫הנמצאת במזון‪ .‬קלוריה היא יחידת מידה לחום ואנרגיה‪ .‬כמות החום (אנרגיה) הדרושה כדי לחמם‬ ‫‪ 1‬ליטר מים במעלת צלזיוס אחת בלחץ של אטמוספרה אחת‪.‬‬ ‫הערך הקלורי של מוצר מזון נקבע על פי הרכבו הכימי‪ .‬כל גרם אחד של חלבון מספק ‪ 4‬קלוריות‪,‬‬ ‫כל גרם אחד של פחמימות מספקות ‪ 4‬קלוריות וכל גרם אחד של שומן מספק ‪ 9‬קלוריות‪.‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪ .1‬לפניכם רשימת חומרי מזון‪ .‬מיינו אותם לפי סוגם‪ .‬תוכלו להיעזר במידע באתר הבא‪:‬‬ ‫‪http://stwww.weizmann.ac.il/g-junior/nutrition/index.htm‬‬ ‫לחם‪ ,‬עוף‪ ,‬מיונז‪ ,‬אורז‪ ,‬תירס‪ ,‬גבינה לבנה‪ ,‬בשר בקר‪ ,‬אבוקדו‪ ,‬תפוח אדמה‪ ,‬חומוס‪ ,‬זיתים‬ ‫מזון עשיר בפחמימות‬ ‫מזון עשיר בחלבונים‬ ‫מזון עשיר בשומנים‬ ‫‪ .2‬שערו מדוע הפחמימות מהוות את מרכיב המזון העיקרי לאדם על אף שכמותם בגוף‬ ‫הקטנה ביותר‬ ‫‪ .3‬לפניכם תמונות של תוויות המזון על גבי שני סוגי דגנים‪.‬‬ ‫א‪ .‬חשבו את הערך הקלורי של כל מוצר על פי הרכב הפחמימות‪ ,‬חלבונים ושומנים שבו‬ ‫‪11‬‬ ‫אנרגיה (קלוריות) ‪279.0‬‬ ‫חלבונים (גרם) ‪12.0‬‬ ‫פחמימות (גרם) ‪55.4‬‬ ‫סיבים תזונתיים (גרם) ‪20.0‬‬ ‫שומנים (גרם) ‪1.0‬‬ ‫כולסטרול (מ"ג) ‪0‬‬ ‫נתרן (מ"ג) ‪900.0‬‬ ‫ויטמין ‪( B1‬מ"ג) ‪1.0‬‬ ‫ויטמין ‪( B2‬מ"ג) ‪1.5‬‬ ‫ניאצין (מ"ג) ‪16.0‬‬ ‫ויטמין ‪( B6‬מ"ג) ‪1.8‬‬ ‫ויטמין ‪( B12‬מק"ג) ‪1.7‬‬ ‫חומצה פולית (מק"ג) ‪166.0‬‬ ‫ברזל (מ"ג) ‪6.7‬‬ ‫ב‪ .‬האם החישוב תואם למצוין על התווית? ממה יכולים לנבוע ההבדלים?‬ ‫‪12‬‬