СКОЛЬКО В ЯБЛОКЕ ВИТАМИНА С?

 

Составитель В.Е. Никитин

ЯблокоАскорбиновая кислота  (витамин С) — органическое соединение, родственное глюкозе, является одним из основных веществ в человеческом рационе, которое необходимо для нормального функционирования соединительной и костной ткани. Выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболических процессов, является антиоксидантом. Биологически активен только один из изомеров — L-аскорбиновая кислота, который называют витамином C. В природе аскорбиновая кислота содержится во многих фруктах и овощах.

Люди должны получать аскорбиновую кислоту с пищей. Физиологическая потребность для взрослых — 90 мг/сутки (беременным женщинам рекомендуется употреблять на 10 мг больше, кормящим — на 30 мг). Физиологическая потребность для детей — от 30 до 90 мг/ сутки в зависимости от возраста. Верхний допустимый уровень потребления в России — 2000 мг/сутки. Для курящих людей и тех, кто страдает от пассивного курения, необходимо увеличить суточную норму потребления витамина C на 35 мг/сутки.

Так сколько же витамина С содержится в яблоке? Ответ на этот вопрос можно найти в справочной литературе, но не в конкретном яблоке, а в среднем во всех яблоках.

Определение витаминов – дело сложное. Но витамин С – аскорбиновую кислоту – можно определить и в домашних условиях.

Возможно, вы решили: коль скоро витамин С – кислота, то определять его количество надо с помощью щелочи. Хорошо бы... Но в нашем случае такой анализ не годится. В плодах, кроме аскорбиновой, есть много других органических кислот: лимонная, яблочная, винная и прочие, все они вступают со щелочью в реакцию нейтрализации. Значит, щелочь не поможет.

Мы воспользуемся характерной особенностью аскорбиновой кислоты – легкостью ее окисления. Вы, конечно, знаете, что при хранении и при готовке теряется много витамина С. Связано это с тем, что молекула аскорбиновой кислоты неустойчива, она легко окисляется даже кислородом воздуха, превращаясь в другую кислоту, дегидроаскорбиновую, которая не имеет витаминных свойств:

Презентация1

Мы же используем для анализа еще более сильный окислитель – йод.

Презентация2

Для этого можно взять аптечный спиртовой раствор йода (йодную настойку) с концентрацией йода 5 %, т. е. 5 г в 100 мл. Далее приготовим раствор крахмала: разведем 1 г его в небольшом количестве холодной воды, выльем в стакан кипятка и прокипятим еще с минуту. Такой раствор пригоден для опытов в течение недели. Теперь все готово для определения витамина. Но прежде чем приступить к анализу, потренируемся на чистой аскорбиновой кислоте.

Возьмите 0,5 г аптечной аскорбиновой кислоты (без глюкозы), растворите ее в 500 мл воды и отберите 25 мл раствора. Добавьте примерно полстакана воды – точное ее количество значения не имеет – и еще 2-3 мл раствора крахмала. Теперь осторожно, по каплям, прибавляйте из аптечной пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое (удобнее делать это в конической колбе). Внимательно считайте капли и следите за цветом раствора. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что наша операция – титрование – закончена.

Но как узнать, сколько мы израсходовали йодной настойки? Капли – не единицы измерения... В химических лабораториях есть специальные бюретки с делениями  сразу в миллилитрах. Мы же воспользуемся другим, вполне точным методом, хотя и более долгим. С помощью той же пипетки посчитаем, сколько капель содержится в аптечной склянке с йодом (она вмещает обычно 10 мл). Не пугайтесь – вся работа займет несколько минут.       Зная объем одной капли, можно довольно точно определить объем раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты. И теперь, воспользовавшись уравнением реакции,  можно проверить, сколько в таблетке было аскорбиновой кислоты:

Презентация3

А можно решить и обратную задачу: зная количество кислоты, определить концентрацию йодной настойки – действительно ли она пятипроцентная? Этот несложный способ анализа химики часто используют для определения йода и других окислителей. Он называется аскорбинометрией.

Теперь приступим к решению нашей основной задачи – определению количества витамина С. Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5 %-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты (кстати, именно столько ее содержится в одном драже поливитаминов).

Начнем с апельсинового или лимонного сока (только что выжатого или консервированного). Отмерьте 20 мл сока и разбавьте водой до объема примерно 100 мл. Влейте немного раствора крахмала, а затем, как и раньше, добавляйте по каплям раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 с. Правда, теперь в растворе значительно меньше аскорбиновой кислоты, чем в опыте с таблеткой, и йода пойдет на титрование тоже меньше. Если содержание витамина С очень мало, может случиться так, что потребуется всего 1–2 капли йодной настойки; при этом наш анализ будет, конечно, очень приблизительным. Чтобы результат был более точным, надо либо взять очень много сока, либо разбавить йодную настойку. Химики (да и все любители вкусного сока) предпочтут второй путь.

При анализе фруктовых соков удобно разбавить йод водой в 40 раз, при этом получится 0,125 %-ный раствор, 1 мл которого соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты. Не забудьте только, что поверхностное натяжение воды больше, чем спирта, и, следовательно, капли воды значительно крупнее. Значит, придется заново посчитать объем одной капли.

Приступим теперь к анализу яблок. Здесь мы встретимся с таким затруднением: в яблоках содержится фермент аскорбиноксидаза, в присутствии которого аскорбиновая кислота быстро окисляется на воздухе. Чтобы этого не произошло, анализ надо проводить в кислой среде.

Тонким ножом из нержавеющей стали вырежьте из предварительно взвешенного яблока пробу в виде ломтика, от кожуры до сердцевины с семечками. Витамин С распределен в толще яблока неравномерно, а мы хотим сделать анализ не какой-то одной зоны, а яблока в целом. Этот ломтик перенесите в фарфоровую ступку с разбавленной соляной кислотой и тщательно разотрите пестиком. Добавьте раствор крахмала и титруйте смесь разбавленным раствором йода. Массу пробы определим по разности: взвесим яблоко до анализа, целиком, а затем еще раз, без ломтика.

Но точен ли наш способ? Ведь в соке есть не только витамин С, но и другие органические вещества, которые тоже могут реагировать с йодом (хотя и медленнее, чем аскорбиновая кислота). И все же способ достаточно точен. Если учесть, что в различных плодах даже одного сорта содержание витаминов, как правило, колеблется, то следует признать, что метод дает достаточно полное представление о содержании витамина С.

Итак, вы научились быстро и довольно точно определять аскорбиновую кислоту. Теперь перед вами открывается огромное поле деятельности. Можно исследовать самые разные фрукты и ягоды (сок которых не окрашен сам по себе в красный цвет); можно узнать, зависит ли содержание витамина С от сорта. Помните только, что растворенная аскорбиновая кислота на воздухе окисляется, опыты надо проводить со свежевыжатым соком.

Вот несколько тем для исследований. Найдите содержание аскорбиновой кислоты в только что сорванных плодах и в тех, что хранились неделю, месяц, полгода. Иногда говорят, что железным ножом нельзя резать фрукты – от этого витамин С разрушается. Проверьте, так ли это, подержав сок в железной посуде. Кстати, если вы будете сравнивать содержание витамина в свежем соке и в консервиpованнoм, то учтите, что последний может содержать специально добавленную аскорбиновую кислоту. Наконец, исследуйте, как меняется содержание витамина С в соке при его нагревании,  и сами сделайте из этих опытов выводы.

ЛИТЕРАТУРА:

1.  Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Органическая химия: учебник для 11(10) класса общеобразовательных учреждений. Углубленный уровень / И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская. - М.: ООО «Русское слово - учебник», 2014. - 368 с. - (Инновационная школа).

2. Зыкова, Е.В. Оценка влияния сопутствующих веществ пробы на результаты количественного определения аскорбиновой кислоты различными методами) Е.В.Зыкова // Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии. Материалы 19 зимней молодежной научной школы. – Москва, 2007. – С. 52-52.

3. http://www.diagram.com.ua/tests/himija/himija022.shtml -  Опыты по химии. ДИАГРАММА. Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов

4. http://www.studfiles.ru/preview/2782203/ - А.А. Коновалов. Методы анализа кислоты аскорбиновой в растворе для инъекций и их валидация.

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Вы комментируете как Гость.

Яндекс.Метрика