Определение аскорбиновой кислоты в растительной

Продукции йодатным методом

 

Аскорбиновая кислота (витамин С) проявляет биологическую активность в виде L-формы, синтезируется из глюкозы или галактозы и в водном растворе имеет кислотные свойства вследствие диссоциации отмеченного в формуле кружочком протона одного из енольных гидроксилов.

Основная функция аскорбиновой кислоты – участие в качестве восста-навливающего агента в реакциях гидроксилирования, в ходе которых проис-ходит включение кислорода воздуха в органические субстраты, при этом аскорбиновая кислота окисляется с образованием дегидроаскорбиновой кис-лоты. Дегидроаскорбиновая кислота также обладает витаминной актив-ностью, так как очень легко превращается в аскорбиновую кислоту. Благо-даря легкой окисляемости аскорбиновая кислота предохраняет от окисления другие соединения.

Аскорбиновая кислота повышает устойчивость организма человека к инфекции и простудным заболеваниям. Длительное отсутствие в пище человека витамина С приводит к заболеванию цингой. Для поддержания нормальных функций организма рекомендуется ежедневная норма витамина 30-70 мг.

Аскорбиновая кислота не синтезируется организмами человека, обезь-яны и морской свиньи, тогда как другие животные и птицы способны к синтезу этого витамина. Однако в ряде опытов показано, что добавление в зимний период аскорбиновой кислоты в кормовые рационы сельскохозяй-ственных животных существенно повышает их рост и продуктивность.

Аскорбиновая кислота очень активно синтезируется в листьях расте-ний. Особенно много её в молодой зелени. В ходе онтогенеза содержание аскорбиновой кислоты в листьях постепенно снижается, а после цветения резко уменьшается вследствие усиления гидролитических процессов. Кон-центрация аскорбиновой кислоты в растительной продукции зависит от природно-климатических условий, а также обеспеченности растений пита-тельными элементами.

Многие плоды и ягоды, выращенные в южных регионах, накапливают значительно меньше витамина С, чем при их возделывании в более северных районах, что обусловлено особенностями погоды. Как показывают опыты, в условиях прохладного лета в листьях и плодах растений синтезируется больше аскорбиновой кислоты, чем при жаркой и засушливой погоде.

Богаты аскорбиновой кислотой листья растений, свежие овощи, плоды и ягоды. Ниже показано содержание витамина С в некоторых растительных продуктах, мг%:

Черная смородина	100-400	Лимон	40-60
Шиповник	1000-4000	Перец сладкий	100-400
Капуста: белокочанная	20-60	Баклажаны Кабачки	2-10 10-15
цветная	50-150	Щавель	50-70
Картофель	10-25	Редис	20-30
Морковь	5-10	Столовая свекла	5-20
Томаты	20-30	Виноград	1-5
Лук зеленый	40-60	Зеленый горошек	30-50
Огурец	2-10	Кормовая свекла	3-6
Петрушка	100-200	Кормовые травы перед цветением	40-60
Укроп	150-200	Молодая зелень (в
Яблоки	5-30	расчете на сухую
Вишня	5-15	массу)	400-500
Земляника	40-60	Брусника	100-200
Малина, красная смородина	20-40	Молоко	1-2

Томаты, выращенные в открытом грунте, богаче аскорбиновой кисло-той, чем выросшие в теплице. Однако указанная закономерность повидимо-му не является универсальной. Известны плодово-ягодные культуры, кото-рые способны больше накапливать аскорбиновой кислоты в условиях южных регионов – груши, айва, абрикосы, персики, черника, земляника и др.

Концентрация витамина С резко снижается при ухудшении режима питания растений макро- и микроэлементами, а также при нарушении агротехники возделывания культуры. Снижение содержания этого витамина происходит при избыточном азотном питании. Содержание аскорбиновой кислоты в плодоовощной продукции может снижаться в процессе хранения, в наибольшей степени это характерно для картофеля (в 1,5-2 раза) и в меньшей степени для цитрусовых. Особенно сильно понижается концен-трация витамина С при нарушении технологических режимов хранения.

Значительные потери аскорбиновой кислоты могут наблюдаться при варке, сушке и переработке растительных продуктов. Это обусловлено тем, что она является очень нестойким соединением, которое довольно легко подвергается разрушению под воздействием окислителей (окислительные ферменты, следы меди или железа), повышенной температуры и солнечных лучей, щелочного гидролиза. Почти полное разрушение витамина С происходит при естественной сушке сена в полевых условиях. Некоторые вещества являются стабилизаторами витамина С, к ним относятся белки, аминокислоты, поваренная соль, сахара, крахмал, жиры. Каротиноиды предотвращают переход аскорбиновой кислоты в дегидроформу.

В растительной продукции аскорбиновая кислота содержится в трёх формах – в виде восстановленной формы (аскорбиновая кислота), окислен-ной формы (дегидроаскорбиновая кислота) и в виде аскорбиногенов, в которых аскорбиновая кислота связана с другими соединениями и может высвобождаться при гидролизе. В зрелых плодах и овощах преимущественно накапливается восстановленная форма аскорбиновой кислоты, а в незрелых и перезрелых продуктах возрастает доля дегидроаскорбиновой кислоты, кото-рая менее устойчива к действию окислителей и поэтому больше теряется при хранении и переработке плодоовощной продукции. В капусте значительная часть аскорбиновой кислоты содержится в виде аскорбиногена, поэтому при хранении данного продукта потери витамина небольшие. В квашеной капусте аскорбиновая кислота также хорошо сохраняется, так как образующаяся молочная кислота повышает стабильность этого витамина.

Методы определения аскорбиновой кислоты в растительной продукции основаны на её редуцирующих свойствах. Одним из них является йодатный метод.

Принцип метода. При определении витамина С этим методом проводится реакция восстановления аскорбиновой кислотой йодата калия до свободного йода, который окрашивают при добавлении раствора крахмала и количественно оценивают.

Оборудование. Ступки фарфоровые с пестиками диаметром 8-10 см; мерные колбы на 100 мл; воронки диаметром 6-8 см; колбы конические на 100 мл; дозирующие пипетки на 1-10 мл; цилиндры мерные на 25 мл; стаканы стеклянные на 100 мл; микробюретка, лабораторные весы.

Реактивы. Соляная кислота концентрированная; йодистый калий; йодат калия; водорастворимый крахмал; дистиллированная вода.

Приготовление растворов. 2% раствор соляной кислоты: 45,5 мл концентрированной НCl (1,19 г/см³) растворяют дистиллированной водой в мерной колбе на 1 л.

1% раствор йодистого калия: 1 г KI растворяют растворяют дистиллированной водой в мерной колбе на 100 мл.

0,001 н раствор йодата калия: 0,3567 г KIO₃ растворяют дистилли-рованной водой в мерной колбе на 1 л и затем готовят рабочий раствор путём разбавления в 10 раз полученного исходного раствора.

0,5% раствор крахмала: 0,5 г водорастворимого крахмала разводят в 20 мл холодной дистиллированной воды и полученную смесь приливают в стакан с 80 мл горячей воды (80°С), затем при помешивании содержимое стакана нагревают до полного растворения крахмала.

Ход определения. Навеску растительного материала 5 г растирают в фарфоровой ступке с небольшим количеством кварцевого песка до получения однородной массы и количественно переносят дистиллированной водой в мерную колбу на 100 мл (несколько раз ополаскивая ступку и пестик водой), доводятобъём смеси в колбе до метки и содержимое колбы тщательно перемешивают. Затем полученную смесь фильтруют через сухой фильтр в коническую колбу на 100 мл. Фильтрат сразу же используется для дальнейшего анализа и не подлежит хранению.

После этого дозирующей пипеткой отбирают 10 мл фильтрата и переносят в коническую колбу на 100 мл. Затем к фильтрату, содержащему аскорбиновую кислоту, приливают 1 мл 2% раствора соляной кислоты, 0,5 мл 1% раствора йодистого калия, 2 мл 0,5% раствора крахмала и 10 мл дистиллированной воды. Полученную смесь перемешивают и титруют из микробюретки 0,001 н раствором йодата калия до появления синего окраши-вания. Одновременно с анализируемой пробой проводится титрование смеси используемых реактивов, в которую вместо фильтрата, содержащего аскор-биновую кислоту, приливают 10 мл дистиллированной воды.

Обработка и оценка результатов. Содержание аскорбиновой кислоты рассчитывают по формуле:

(V₁ - V₂) ∙ K ∙ 0, 08806 ∙ 100

С = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,

Н

где С – содержание аскорбиновой кислоты в 100 г растительного материала в мг (мг%);

V₁ – объём раствора йодата калия, затраченный на титрование раствора аскорбиновой кислоты, мл;

V₂ – объём раствора йодата калия, затраченный на титрование смеси реактивов, не содержащей аскорбиновой кислоты, мл;

К – поправка к титру раствора йодата калия;

0,08806 – коэффициент пересчёта мл 0,001 н раствора йодата калия в мг аскорбиновой кислоты;

100 – коэффициент пересчёта в мг%;

Н – масса растительного материала, соответствующая 10 мл раствора аскорбиновой кислоты, г (учитывая, что общий объём раствора аскорбиновой кислоты 100 мл, а взято для дальнейшего анализа 10 мл, указанная масса составляет десятую часть от исходной навески растительного материала).

Полученный результат сравнивают с теоретическими сведениями о содержании аскорбиновой кислоты в различной растительной продукции с учётом влияния на этот показатель природно-климатических условий, режима питания растений, способа и срока хранения продукции и делают выводы о качестве анализируемого растительного продукта.

Контрольные вопросы

1. Какова биологическая роль аскорбиновой кислоты в организмах растений, человека и животных?

2. Сколько содержится аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля, корнеплодах, овощах, плодах и ягодах, вегетативной массе кормовых трав?

3. Как изменяется содержание аскорбиновой кислоты в листьях растений в процессе их роста и развития?

4. Как влияют на содержание аскорбиновой кислоты в растениях природно-климатические условия?

5. Каково влияние режима питания растений на накопление аскорбиновой кислоты в растительной продукции?

6. При каких условиях происходят потери аскорбиновой кислоты?

7. Что такое аскорбиногены?

8. Как определяют содержание аскорбиновой кислоты в растительной продукции?

9. Какая реакция происходит при титровании раствора аскорбиновой кислоты раствором йодата калия?

10. По какому принципу ведётся расчёт содержания аскорбиновой кислоты при её определении йодатным методом?