Количественное определение витамина а. Биохимия витамина с и методы его количественного определения. Условия выполнения испытания

Введение

Глава 1. Общая характеристика витамина С

1.1 Краткая историческая справка

2 Место витамина С в современной классификации витаминов

3 Химическое строение и свойства витамина С

4 Биологическая роль витамина С

1.4.2 Признаки гипо-, гипер- и авитоминоза

4.3 Суточная потребность в витамине С

Глава 2. Экспериментальное определение количественного содержания витамина С в пищевых продуктах и витаминных препаратах

1 Общая характеристика применяемых количественных методов анализа

1.1 Метод Тильманса

1.2 Метод Йодометрии

2 Химический анализ содержания витамина С по методу Тильманса в яблоках отечественных и импортных сортов

3 Йодометрическое определение содержания витамина С

3.1 Йодометрическое определение содержания витамина С в витаминных препаратах

3.2 Йодометрическое определение содержания витамина С во фруктовых соках

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

«Трудно найти такой раздел физиологии и биохимии, который бы не соприкасался с учением о витаминах; обмен веществ, деятельность органов чувств, функции нервной системы, явления роста и размножения - все эти и многие другие разнообразные и коренные по своей важности области биологической науки теснейшим образом связаны с витаминами»

А.Н. Бах

Актуальность темы. Рациональное питание человека складывается из пищи животного и растительного происхождения и одним из его условий является присутствие достаточного количества витаминов.

Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, которые необходимы человеку для нормальной жизнедеятельности. Одним из важнейших природных антиоксидантов является витамин С (аскорбиновая кислота), который, кроме того, принимает участие в целом ряде биохимических процессов. Каждому из нас необходимы витаминные и минеральные добавки каждый день для поддержания нормальной жизнедеятельности организма.

Во-первых, человеческий организм самостоятельно вырабатывает лишь очень немногие из витаминов, к тому же в малых количествах. А витамин С мы можем получать только с пищей или в качестве специальных препаратов.

Во-вторых, сложно получать витамин С в натуральном виде. Как отмечают специалисты, даже в самой здоровой и сбалансированной диете легко обнаружить дефицит витаминов - приблизительно 20-30% от рекомендуемой нормы. Лишь немногие люди и особенно дети едят достаточно фруктов и овощей, которые являются главными пищевыми источниками витамина С. Тепловая обработка, хранение и биохимическая переработка приводят к разрушению большей части витамина С, который мы в ином случае могли бы получать из пищи. Еще больше его сгорает в организме под влиянием стресса, курения и других источников повреждения клеток, наподобие дыма и смога. Повсеместно используемые медикаменты, такие как аспирин или противозачаточные средства, в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам все-таки удалось получить.

В-третьих, в России только 20% населения принимают витаминные препараты. Цифра неутешительная, особенно если учесть, что недостаток витаминов наблюдается у 60-80% населения (по данным Института питания РАМН). Но в каких же продуктах и сколько содержится витамина С? Ответ на этот вопрос можно найти в различных справочниках. Однако там говорится о фруктах или овощах вообще, а сколько витамина С содержится в данном продукте? Ответ на этот вопрос может дать лишь количественное определение с помощью различных методов окислительно-восстановительного титрования.

Цель работы: изучить биохимическую природу витамина С и определить его количественное содержание в некоторых пищевых продуктах и витаминных препаратах.

Объект исследования - химическое строение и свойства витамина С, его биологическая и валеологическая роли.

Предмет исследования - пищевые продукты, содержащие витамин С и некоторые витаминные препараты.

Провести анализ научно-популярной и учебной литературы по выбранной теме;

Рассмотреть общую характеристику, химическое строение и свойства витамина С;

Изучить биологическую и валеологическую роли витамина С;

Овладеть методами качественного и количественного определения витамина С и экспериментально определить его содержание в некоторых пищевых продуктах и витаминных препаратах;

Обобщить результаты исследования и сформулировать выводы по работе.

Методы исследования: теоретические (анализ учебной и научно-популярной литературы по теме исследования, методический анализ, сравнение, теоретическое обобщение), экспериментальное (химический эксперимент), статистические (статистическая обработка результатов и их интерпретация).

Теоретическая значимость: изучены общая характеристика, химическое строение, свойства витамина С и его биологическая роль, определено место данного витамина в общей классификации.

Практическая значимость: проведен количественный анализ (йодометрия, метод Тильманса) содержания витамина С в яблоках, фруктовых соках и наиболее распространенных витаминных препаратах; возможность использования собранного материала и полученных данных при изучении биологических и химических дисциплин в школе и в вузе.

Глава 1. Общая характеристика витамина С

В данной главе остановимся на рассмотрении вопросов истории изучения, классификации, химическом строении, свойствах и биологической роли витамина С , .

1 Краткая историческая справка

Учение о витаминах начало развиваться сравнительно недавно и относится к концу XIX века и началу XX столетия. Однако заболевания, впоследствии названные авитаминозами, были известны давно. Так, 2500 лет назад китайцы описали заболевание бери-бери (авитаминоз B 1). Упоминание о гемеролопии (авитаминоз А) встречается в рукописях древних греков. Первые сведения о цинге (авитаминоз С) относят к XIII столетию. Когда римские легионы вторглись во владения своих северных соседей и надолго задержались за Рейном, им пришлось познакомиться с заболеванием, поразившим многих воинов и, судя по описанию древнеримского историка Плиния, весьма похожим на цингу. Интересно, что врачи, не имея истинного представления о природе бедствия, постигшего подопечное им воинство, быстро нашли спасительное средство. Им оказалось какое-то растение, названное римлянами «британская трава». К сожалению, более определенных сведений об этом целебном растении история не сохранила, и мы не можем сейчас точно указать, какой именно представитель европейской флоры оказал столь ценную услугу древнему Риму. Так римляне, возможно впервые, познакомились с авитаминозом. Картье в 1953 году очень живо описал эту болезнь, поразившую его спутников во время путешествия по реке Св. Лаврентия: «Они лишились всех своих сил и не могли стоять на ногах...Да к тому же появились на коже багровые пятна крови, которые покрывали голени, колени, бедра, ягодицы, плечи, руки, изо рта стал идти зловонный запах, десны так загнили, что было видно всё мясо до корней зубов, а сами зубы почти все выпали» .

В дальнейшем цинга, или скорбут, стала довольно частым гостем в странах Европы. Так, например, по подсчетам некоторых историков, с 1556 по 1856 г. в Европе имело место 114 эпидемий, унесших в могилу многие тысячи человеческих жизней. В России было зарегистрировано 101 тыс. случаев цинги. Большой вред цинга наносила экипажам флотов европейских стран, особенно в период открытия морских путей в Индию и Америку. В 1848 году Васко да Гама, прокладывая путь в страну душистого перца и корицы, потерял от цинги 100 из 160 членов своей команды.

Рис.1 Васко да Гама Рис. 2Морской путь в Индию (1497-1499)

В 1775 году английский врач Линд заявил, что цинга нанесла большой ущерб британскому морскому могуществу, чем флоты Франции и Испании вместе взятые. В конце концов, моряки нашли средство от этого «бича рода человеческого». Старые морские волки рассказывали, цинга - страшна только в море, но стоит кораблю пристать и пополнить запасы продовольствия свежими фруктами и овощами, как цинга покидала корабль. Они не могли толком объяснить, почему это происходит, но на всякий случай имели в своем рундуке бутылочку лимонного сока. Эти сведения заинтересовали английского врача Линда, и он решил провести сравнительное изучение противоцинготных свойств различных фруктов и овощей. Опытным путем Линд установил ежедневную дозу лимонного сока, предохраняющего человека от цинги, она оказалась равной 30т., т.е. двум столовым ложкам.

О причинах цинги высказывались самые различные предположения. Виновником этого заболевания считали вначале дурной запах, затем испорченную воду, солонину и даже каких-то не установленных наукой возбудителей из мира микробов. Ясность в этот вопрос внесли работы норвежских ученых Хольста и Фрелиха . Ученые пришли к выводу, что цинга у морских свинок вызывается особым фактором, который почти отсутствует в зернах злаков, солонине, но в большом количестве содержится в свежих овощах, фруктах и лимонном соке. Работы Хольста и Фрелиха были опубликованы в 1912 году, они оказали большое влияние на формирование теории Функа о витаминах и позволили ему причислить цингу к авитаминозным заболеваниям. Начались поиски способов выделения противоцинготного витамина, которые с переменным успехом продолжались до 1932 года. В 1932 г. витамин, предотвращающий цингу, был выделен из лимонного сока американскими исследователями С.Гленом, а также венгерским биохимиком Сент-Дьерди (рис.3).

Рис.3 Альберт Сент-Дьёрди

В опытах на морских свинках он показал, что гексуроновая кислота предохраняет животных от цинги. Но глубокое изучение химической природы гексуроновой кислоты показало, что она все-таки не является изомером глюкуроновой кислоты, а представляет собой вполне самостоятельное соединение, в связи с чем Сент-Дьерди в 1933 г. дал ему название - аскорбиновая (противоскорбутная) кислота. В 1933 году двумя учеными Хирстом и Эйлером независимо друг от друга была установлена структурная формула аскорбиновой кислоты .

2 Место витамина С в современной классификации витаминов

Современная классификация витаминов не является совершенной. Она может быть основана на их физико-химических свойствах (в частности, растворимости) и химической природе , .

В зависимости от растворимости все витамины делятся на две большие группы: водорастворимые (энзимовитамины) и жирорастворимые (гормоновитамины). Это позволяет выявить в каждой из этих групп свои особенности и определить присущие им индивидуальные свойства. Водорастворимые витамины участвуют в структуре и функции ферментов, жирорастворимые витамины входят в структуру мембранных систем, обеспечивая их функциональное состояние.

Помимо этих двух главных групп витаминов, различают группу разнообразных химических веществ, частично синтезирующихся в организме и обладающих витаминными свойствами. Для человека и ряда животных эти вещества принято объединять в группу - витаминоподобных (см. табл. 1).

Таблица 1 Общая классификация витаминов и витаминоподобных веществ

Жирорастворимые витамины	Водорастворимые витамины	Витаминоподобные вещества
Витамин А (ретинол)	Витамин B1 (тиамин)	Пангамовая кислота (витамин В12)
Провитамины А (каротины)	Витамин В2 (рибофлавин)	Парааминобензойная кислота (витамин H1)
Витамин Д (кальциферолы)	Витамин РР (никотиновая кислота)	Оротовая кислота (витамин В13)
Витамин Е (токоферолы)	Витамин В6 (пиридоксин)	Холин (витамин В4)
Витамин К (филлохиноны)	Витамин В12 (цианкобаламин)	Инозит (витамин В8)
	Фолиевая кислота, фолацин (витамин Вс)	Карнитин (витамин Вт)
	Пантотеновая кислота, (витамин В3)	Полиненасыщенные жирные кислоты (витамин F)
	Биотин (витамин Н)	S - метилметионин- сульфоний-хлорид (витамин U)
	Липоевая кислота, (витамин N)
	Витамин С, (аскорбиновая кислота)

В основе так называемой химической классификации витаминов лежит их химическая природа . Однако витамины представляют собой сборную в химическом отношении группу органических соединений, поэтому с точки зрения химического строения им нельзя дать общего определения (см. табл. 2).

Таблица 2 Химическая классификация витаминов

Витамины алифатического ряда	Витамины алициклического ряда	Витамины ароматического ряда	Витамины гетероциклического ряда
Ненасыщенные алифатические кислоты (F)	Циклогексановые витамины (ипозит)	Аминозамещенные ароматические кислоты (витамин Н1)	Хромановые витамины (гр.Е)
Производные лактонов ненасыщенных полиоксикарбоновых кислот (аскорбиновая кислота)	Циклогексановые витамины с полиеновой цепью изопреноидного характера (ретинолы, витамины гр.А)	Производные нафтохиноинов (гр. К)	Фенолхромановые витамины (гр.Р)
Аминоспирты (холин)	Циклогексанолэтиленгидростериновые витамины гр.Д		Пиридинкарбоновые (гр. РР)
Пангамовые кислоты (В15)			Оксиметилен-пиридиновые (гр. В6)
			Пиримидинотиазоловые (гр.В1)
			Птериновые (гр. Фолиевой кислоты)
			Изоаллксазиновые (гр. В2)

Итак, по двум приведенным классификациям витамин С является водорастворимым витамином, относящимся к группе производных лактонов ненасыщенных полиоксикарбоновых кислот.

3 Химическое строение и свойства витамина С

Аскорбиновая кислота (С 6 Н 8 О 6) имеет следующую химическую формулу , , :

По физическим свойствам является бесцветным кристаллическим веществом с приятным острым кислым вкусом, температура плавления 192ºС. Аскорбиновая кислота легко растворима в воде, плохо растворима в этаноле и почти нерастворима в других органических растворителях. Наличие двух асимметричных атомов углерода в 4-м и 5-м положениях, свидетельствует о возможности <#"605263.files/image006.gif">

Рис. 4. Этапы окисления аскорбиновой кислоты

На рис. 4 показано, что продукт окисления аскорбиновой кислоты - L-дегидроаскорбиновая кислота, которая является обратимо окисленной формой аскорбиновой кислоты и обладает сильными кислотными свойствами, дегидроаскорбиновая кислота утрачивает их вместе с двумя диенольными атомами водорода. Отсутствие двойной связи между атомами углерода делает молекулу дегидроаскорбиновой кислоты довольно неустойчивой к гидролизу, особенно в щелочной и даже слабокислой среде, лактонного кольца с образование 2,3-дикето-L-гулоновой кислоты, которая затем окисляется с разрывом углеродного скелета молекулы и образованием L-треоновой и щавелевой кислот. Ни 2,3- дикето-L-гулоновая кислота, ни продукты ее разложения не обладают свойствами витамина С.

Изучение процесса окисления аскорбиновой кислоты показало, что в водных растворах в присутствии кислорода воздуха этот процесс не идет без катализаторов-ионов меди и серебра. Однако в обычной водопроводной воде ионы этих металлов всегда присутствуют, во всяком случае ионы меди, в достаточном для каталитического действия количестве.

Растворенный в водопроводной воде хлор также оказывает окисляющее действие и приводит к разрушению витамина С.

Существует целый ряд веществ, предохраняющий аскорбиновую кислоту от окисления. К ним относятся различные сернистые соединения и некоторые производные пурина, такие, как ксантин, мочевина.

При хранении или сушке плодов и овощей для большей сохранности витамина С их подвергают обработке сернистым газом. Проникая в клетки и растворяясь в клеточном соке, сернистый газ образует с водой сернистую кислоту, которая подавляет активность фермента (аскорбиноксидазы), катализирующего процесс окисления аскорбиновой кислоты. Сахар также способствует большей сохранности витамина С.

4 Биологическая роль витамина С

Аскорбиновая кислота присутствует в тканях всех животных и высших растений. Только люди и некоторые другие позвоночные должны получать ее с пищей, большинство же животных и, вероятно, все растения могут синтезировать это соединение из глюкозы , . Микроорганизмы не содержат аскорбиновой кислоты и не нуждаются в ней. L-аскорбиновая кислота синтезируется в растениях и у тех животных, которые обеспечивают себя этим витамином в процессе превращения: Д- глюкоза - L -гулонат - L -гулолактан - L-аскорбат (см. рис. 5).

Рис. 5. Синтез аскорбиновой кислоты у животных и высших растений

У человека и других животных, не могущих синтезировать витамин С, отсутствует фермент гулонолактоноксидаза. Видимо, некогда все организмы располагали набором ферментов, необходимых для синтеза аскорбиновой кислоты, но затем какие-то виды утратили эту способность к синтезу вследствие мутации, которая однако не оказалась для них летальной, поскольку обычную пищу данного вида составляли богатые витамином С растения.

Биохимическая функция витамина С мало известна , . Аскорбиновая кислота, по-видимому, играет роль кофактора в реакции ферментативного гидроксилирования, при котором остатки пролина и лизина в коллагене соединительной ткани позвоночных превращаются в остатки 4-гидроксопролина и 5-гидроксолизина. Гидроксипролиновые и гидроксилизиновые остатки обнаружены только в коллагене и не встречаются ни в одном другом белке животных. Аскорбиновая кислота принимает обязательное участие в образовании основного компонента соединительной ткани высших животных, стимулирует заживление ран, но пока не ясно, является ли это ее единственной и даже главной функцией. По мнению ряда ученых витамин С принимает весьма активное участие в биохимических процессах, :

1) Аскорбиновая кислота является поставщиком водорода для образования ядерной ДНК.

) Аскорбиновая кислота принимает участие в биохимических превращениях других витаминов. Установлено, что аскорбиновая кислота снижает потребность животного организма в витаминах комплекса В.

) Витамин С оказывает влияние на синтез еще одного весьма важного белка, недостаток которого в организме приводит к нарушению эластичности и проницаемости кровеносных сосудов.

4) Аскорбиновая кислота необходима для образования и обмена гормона адреналина в мозговом слое надпочечников и норадреналина (предшественника адреналина).

5) Аскорбиновая кислота повышает устойчивость организма к различным инфекционным заболеваниям, т.к. недостаток витамина С приводит к снижению иммунобиологической сопротивляемости организма. В своей книге «Витамин С и здоровье» лауреат Нобелевской премии Л.Полинг предлагает принимать витамин С в больших дозах- до 10 г в день для профилактики и лечения простудных заболеваний. При первых же признаках простуды целесообразно принять 1-1,5 г аскорбиновой кислоты в виде таблеток или порошка, через 4 часа еще столько же - и так в течение первых суток (есть сведения о том, что аскорбиновая кислота активирует действие интерферона, который защищает нас от вирусов). Если эффект налицо, то лечение продолжают и в последующие сутки (1 г витамина С 4-5 раз в день), а затем в течение нескольких дней постепенно снижают дозы до обычных. Но если после первых суток лучше не стало, то это значит, что патологический процесс зашел слишком далеко, защитные барьеры дали «сбой» и физиологическое лекарство - витамин С тут уже бессилен. В таком случае принимают обычные лекарственные препараты и витамины в обычных дозах.

6) Установлено, что витамин С оказывает влияние на активность лейкоцитов.

7) Витамин С способствует лучшему усвоению железа и тем самым усиливает образование гемоглобина и созревание эритроцитов.

) Аскорбиновая кислота не только активизирует защитные силы организма, но и способствует обезвреживанию токсина, выделяемых патогенными микроорганизмами.

9) Витамин С применяется в медицине при лечении целого ряда заболеваний не только инфекционных, но и при туберкулезе, в хирургической практике как средство, ускоряющее заживление ран, срастание костей и послеоперационных швов.

1.4.1 Пищевые источники витамина С

При употреблении пищевых продуктов, богатых белками и другими витаминами, потребность в витамине С значительно снижается и наоборот. Усиленная трата витамина С наблюдается также при охлаждении организма и при потоотделении, так как вместе с потом и мочой выделяется некоторая часть витамина С.

Если человек полностью зависит от поступления витамина С извне, то многие животные в этом не нуждаются. И все же несмотря на то, что организм многих животных способен вырабатывать витамин С, животные продукты довольно бедны этим витамином. В мышцах, например, содержится всего 0,9 мг% витамина С, в надпочечниках его содержится 130-150 мг%. Коровье молоко значительно беднее витамином С, чем женское молоко. Пастеризованное, т.е. нагретое до 80-85°С молоко практически не содержит витамина С. Наиболее богатыми источниками витамина С являются растения. Аскорбиновая кислота обнаруживается во всех зеленых частях растений, но в разных количествах. Много витамина С в большинстве овощей и фруктов, и только семена растений, как правило, бедны этим витамином (см. прил.). Плоды облепихи, актинидии, шиповника и грецкого ореха, цитрусовые, помидоры, капуста содержат большое количество витамина С .

Плоды шиповника оказались настоящими фабриками витамина С, и не только витамина С. В них обнаружены витамины В 2 , Р, К и каротин. Плоды шиповника - настоящий поливитаминный препарат, созданный самой природой. Приведем несколько примеров: в черной смородине (100 мг) содержится 200 мг витамина С, в шиповнике -1200 мг, в клубнике-60 мг, в апельсинах-60 мг.

Хранение овощей и фруктов в холодильнике снижает скорость процесса окисления и тем самым способствует более длительной сохранности витамина С.

Замораживание растительных продуктов приводит к нарушению целостности оболочек растительных клеток кристалликами льда и более свободному доступу кислорода воздуха к содержимому клеток. Пока растительные ткани находятся в замороженном состоянии, низкая температура в значительной степени сдерживает окислительные процессы, но при размораживании тканей их скорость возрастает по мере повышения температуры, и витамин С при этом быстро разрушается. Если при размораживании прекратить доступ кислорода клетки, например, производить его в атмосфере инертного газа, то содержание в нем витамина С остается на том же уровне, что и в замороженных продуктах. Вот почему при приготовлении первых блюд замороженные овощи следует сразу класть в кипящую воду, так как она содержит значительно меньше растворенного кислорода, чем холодная вода. Кроме того, высокая температура кипящей воды активирует растительные ферменты, в том числе и аскорбиноксидазу, что также является фактором, способствующим лучшей сохранности витамина.

Первый сухой препарат витамина С был получен А.Н.Бессоновым из сока капусты в 1922 году. Путем довольно сложной обработки ученому удалось получить светло-желтый порошок, который наряду с массой балластных веществ содержал 1% витамина С. Метод выделения витамина С, что дало возможность более чем в 50 раз повысить биологическую активность получаемого продукта.

4.2 Признаки гипо-, гипер- и авитаминоза

Витаминная недостаточность возникает при дефиците витаминов в пище или если поступающие с пищей витамины не всасываются из кишечника, не усваиваются или разрушаются в организме. Витаминная недостаточность может проявляться в виде авитаминозов, гиповитаминозов и скрытых форм , . Под авитаминозами понимают полное истощение запасов витаминов в организме; при гиповитаминозах отмечается та или иная степень снижения обеспеченности организма одним или несколькими (полигиповитаминозы).

Недостаточность аскорбиновой кислоты развивается, как правило, на почве недостаточного поступления витамина С с пищей, однако может возникнуть и эндогенно, при нарушениях всасывания витамина, обусловленных заболеваниями желудочно-кишечного тракта, печени и поджелудочной железы.

Полное прекращение в течение длительного витамина С вызывает цингу, основными симптомами которой являются мелкие кожные и крупные полостные кровоизлияния (в плевральную и брюшную полости, суставы и др.) (см.рис.6). К ранним симптомам цинги относятся кровоизлияния в окружности волосяных фолликулов (85% в области нижних конечностей, кровоточивость десен, ороговение кожных покровов и др.). При цинге возможно развитие анемии, а также нарушение желудочной секреции. С-витаминная недостаточность сопровождается снижением содержания аскорбиновой кислоты в крови до 22,7 мкмоль/л (0,4 мг %) и резким уменьшением ее выделения с мочой.

Рис.6. Поражение десен и слизистой оболочки ротовой полости при скорбуте

В современных условиях массовое развитие цинги вряд ли возможно и появление выраженного авитаминоза возможно только при каком-либо народном бедствии - изнурительной войне, сопровождаемой продовольственной недостаточностью и голодом. Цинга, как правило, возникает и развивается на фоне общей и особенно белковой недостаточности питания.

В настоящее время более вероятна неполная, частичная недостаточность аскорбиновой кислоты (гиповитаминоз С), не имеющая выраженных клинических симптомов. Гиповитаминозные состояния развиваются медленно и длительное время могут протекать в скрытой форме.

Начальная форма недостаточности аскорбиновой кислоты проявляется рядом общих симптомов: пониженной работоспособностью, быстрой утомляемостью, снижением устойчивости организма к холоду, склонностью к «простудным» заболеваниям (насморк, катар верхних дыхательных путей, острые респираторные заболевания и др.).

Витаминная недостаточность, приняв скрытую форму, представляет собой благоприятный фон для формирования и развития ряда патологических состояний - атеросклероза, астенических состояний, пероксидации, неврозов, стрессовых состояний и др. Изучается роль скрытой витаминной недостаточности в развитии избыточной массы тела.

Витаминная недостаточность в современных условиях протекает не изолированно в виде самостоятельного, специфического, выраженного симптомокомплекса, а преимущественно в сочетании с какой-либо другой патологией, способствуя ее развитию и осложнению, отягощая процесс выздоровления. Так, витаминная недостаточность является фактором, осложняющим течение ишемической болезни сердца и реабилитацию после перенесенного инфаркта миокарда. Возможно, что все виды лечения, особенно у пожилых людей, а также у людей с избыточной массой тела, следует начинать с ликвидации витаминной недостаточности, используя для этого высокоэффективные поливитаминные комплексы и комбинированные гериатрические средства.

Сегодня все больше людей, задумываясь о правильном питании, стараются разнообразить свой рацион употреблением всевозможных витаминных комплексов. Однако последствия влияния таких добавок на организм изучено недостаточно, и переизбыток витаминов порой может оказаться гораздо более опасным, чем их недостаточное употребление.

Гипервитаминоз - это реакция на передозировку витаминов, проявляющаяся в различных расстройствах и дисфункциях организма человека. Существует ошибочное мнение, что переизбыток витаминов невозможен: организм возьмет то, что ему необходимо, а остальное выведет с мочой. Это не так. Только некоторые элементы выводятся самостоятельно (водорастворимые), но и они могут нанести определенный вред. Постоянная передозировка витаминов группы С <#"605263.files/image010.gif">

х = ,

где А - объем краски, пошедшей на титрование вытяжки, мл; В - объем краски, пошедшей на контрольное титрование, мл; Т кр/аск - титр краски по аскорбиновой кислоте, мг/мл (0,05 г аскорбиновой кислоты соответствует 1 мл краски Тильманса); V к - общий объем экстракта, мл; V п - объем экстракта, взятого для титрования, мл; m - масса исследуемого материала в г.

1.2 Метод йодометрии

Аскорбиновая кислота легко окисляется благодаря наличию ендиольной группировки, поэтому для ее определения можно использовать различные методы редоксиметрии, в том числе и такой относительно слабый окислитель, как йод. Метод йодометрии в данном случае также является наиболее простым и доступным при организации исследовательской работы со школьниками.

Количественное определение аскорбиновой кислоты основано на окисленни ее раствором йода:

Стандартный потенциал окисления аскорбиновой кислоты Е = -0,71В

С 6 Н 8 О 6 - 2е → С 6 Н 6 О 6 + 2Н +

Стандартный потенциал восстановления йода Е = 0,53В

2 + 2e → 2I -

Разность потенциалов аскорбиновой кислоты и йода будет достаточно большой ЭДС = 0,53 - (-0,71) = 1,24В, поэтому йод может быть использован для ее количественного определения.

Йодометрическое определение аскорбиновой кислоты представляет собой характерный пример способа прямого титрования анализируемого вещества стандартным раствором йода в иодиде калия.

Титрование проводят методом отдельных навесок, сущность которого заключается в следующем. Несколько (3-5) приблизительно равных навесок анализируемого вещества, взятых на аналитических весах, растворяют в произвольном минимальном (приблизительно 10 мл) объеме растворителя и полностью титруют.

Несколько навесок анализируемого материала помещают в пронумерованные конические колбы для титрования, в которые предварительно налито около 10 мл дистиллированной воды. Затем добавляют 1-2мл 6н раствора серной кислоты и титруют при комнатной температуре 0,1н раствором йода в иодиде калия в присутствии индикатора крахмала до появления синей окраски раствора.

где С э - нормальная концентрация рабочего раствора, моль/л; V - объем рабочего раствора, пошедшего на титрование, мл; М Э - эквивалентная масса аскорбиновой кислоты, г/моль; m - масса навески исследуемого материала, г.

2 Химический анализ содержания витамина С по методу Тильманса в яблоках отечественных и импортных сортов

Одним из главных источников витамина С являются свежие фрукты и овощи (см. прил.). В ходе работы было проведено исследование количественного содержания аскорбиновой кислоты в яблоках отечественных и импортных сортов. Выбор данного объекта обусловлен наибольшей доступностью яблок для российского потребителя по сравнению с другими фруктами. Методика данного определения описана в п. 2.1.1. Результаты исследования приведены в табл. 4 и рис. 7.

Таблица 4 Количественное содержание витамина С (мг/%) в яблоках различных сортов

Сорт яблок	Т краски/ аск. к-те		V кр. опыт.	V кр. контр.	Вит.С мг/%
		Т кр/аск к-те
Звездочка (Россия)
Антоновка (Россия)
Айдаред (Польша)
Грени (ЮАР)
Фуджи (Япония)
Гала (Китай)
Джонаголд (Бельгия)
Брэберн (Новая Зеландия)
Гольден делишес (США)
Джонатан (США)

Рис.7 Количественное содержание витамина С (мг/%) в яблоках различных сортов

Анализируя полученные данные, можно констатировать, что в яблоках отечественных производителей содержание витамина С существенно больше, чем в импортных.

3 Йодометрическое определение содержания витамина С

3.1 Йодометрическое определение содержания витамина С в витаминных препаратах

Наиболее эффективным методом коррекции витаминной обеспеченности человека является регулярный прием поливитаминных препаратов профилактического назначения ("Ревит", "Гексавит", "Ундевит" и др.). Препараты этого типа содержат более или менее полный набор основных витаминов в дозах, близких к физиологической потребности или немного превышающих ее. Регулярный прием таких препаратов (по 1 драже или таблетке в день или через день), не создавая избытка, гарантирует оптимальное обеспечение организма витаминами. Для оптимизации витаминной обеспеченности детей дошкольного возраста можно рекомендовать "Ревит" или "Гексавит", для школьников младших классов - "Гексавит", для старшеклассников, студентов, взрослого населения - "Гексавит" или "Ундевит". Во время беременности и кормления грудью целесообразно принимать "Гендевит", "Ундевит" или "Глутамевит". Последний препарат, содержащий кроме витаминов медь и железо, препятствует развитию анемии и может быть рекомендован в этих целях женщинам детородного возраста, а также донорам крови. В пожилом возрасте обычно назначают "Ундевит" или "Декамевит", содержащий широкий спектр В. в дозах, превышающих физиологическую потребность практически здорового человека в 2-10 раз. Этот же препарат показан при нарушениях всасывания и утилизации витаминов, при подготовке к хирургическим операциям, в послеоперационном периоде, а также в течение длительного времени после выписки из стационара.

Для проведения анализа на количественное содержание витамина С были выбраны наиболее известные, часто применяемые и распространенные на потребительском рынке г. Арзамаса витаминные препараты средней стоимости. Методика исследования приведена в п. 2.1.2. Результаты показаны в табл. 5 и рис. 8.

Таблица 5 Количественное содержание витамина С (мг/%) в различных витаминных препаратах

Исследуемый препарат	V раб. раствора, мл.	Вит.С мг/%	Вит.С сред., мг/%		Другие витамины, входящие в состав витам. препарата
1. Драже кислоты аскорбиновой, ЗАО «Алтайвитамины», г.Бийск.


2. Аскорбиновая кислота, ОАО «Марбиофарм», г.Йошкар-Ола.


3. Аскорбиновая кислота с глюкозой, ОАО «Марбиофарм», г.Йошкар-Ола.


4. Аскорбиновая кислота, вкус - черная смородина, «Марбиофарм», г.Йошкар-Ола.				не указано


5. Аскорбиновая кислота, аптечный препарат, 2010г.


6. Аскорбиновая кислота, аптечный препарат, .2009г.


7. Ревит, ОАО «Марбиофарм», г. Йошкар-Ола.


8. Аэровит, ОАО «Фармстандарт - УфаВИТА»					А, В1, В2, В5, В6, В9, В12, Р


9. Гексавит, ОАО «Фармстандарт - УфаВИТА»					А, В1, В2, В5, В6

Таким образом, установлено, что наибольшее количество витамина С (мг%) содержит препарат - драже кислоты аскорбиновой, г.Бийск, а среди исследованных поливитаминных препаратов - аэровит, г.Уфа. Чаще всего, содержание витамина С, указанное на упаковке производителем, не соответствует фактическому и завышено.

В литературных данных неоднократно указывается на тот факт, что аскорбиновая кислота легко окисляется кислородом воздуха , . В связи с этим, был исследован свежий аптечный препарат аскорбиновой кислоты и препарат годичной давности. Результаты приведены на рис.9.

Драже кислоты аскорбиновой, г.Бийск;

Аскорбиновая кислота, г.Йошкар- Ола;

Аскорбиновая кислота с глюкозой, г. Йошкар - Ола;

Аскорбиновая кислота, вкус - черная смородина, г.Йошкар-Ола;

Ревит, г. Йошкар-Ола,

Аэровит, г.Уфа;

Гексавит, г.Уфа.

Рис.9 Изменение содержания витамина С в аптечном препарате аскорбиновой кислоты в ходе хранения

В ходе анализа аптечного препарата аскорбиновой кислоты выявлено значительное снижение содержания витамина С в ходе хранения, что вероятнее всего связано с постепенным окислением его кислородом воздуха.

2.3.2 Йодометрическое определение содержания витамина С во фруктовых соках

Свежие фрукты и овощи как источники витаминов не всегда доступны. Поэтому большой популярностью пользуются соки. Наиболее полезны свежевыжатые соки. Они содержат все витамины и микроэлементы, а также клетчатку и другие биологически активные вещества, которые содержит и свежий фрукт или овощ. Соки нашему организму усвоить проще, чем фрукт или овощ. К сожалению, возможность пить свежеприготовленные соки есть не у всех. Тогда стоить обратить внимание на консервированные соки. В процессе промышленной обработки соков часть витаминов, и прежде всего аскорбиновая кислота, разрушаются. Но в большинство соков промышленного производства все утерянные витамины вводятся дополнительно. Если продолжить разговор о полезных веществах, то в соках есть и калий, и железо. В них содержатся и такие важные вещества, как органические кислоты. Все это и составляет всем известную пользу соков. Кроме того, в ряде случаев сок служит хорошим подспорьем для стимуляции аппетита. К тому же, он достаточно питателен, в нем много углеводов, в основном сахаров фруктов и ягод. В соки, предназначенные специально для детского питания, запрещено добавлять какие-либо консерванты, кроме лимонной кислоты. Наиболее полезны соки с мякотью. Они содержат больше полезных веществ.

В связи с этим, нами было исследовано содержание витамина С в некоторых свежеприготовленных и консервированных соках. Методика исследования описана в п. 2.1.2. Результаты представлены в табл. 6 и рис. 10, 11.

Таблица 6 Количественное содержание витамина С (мг/%) в свежеприготовленных и консервированных соках

	Вит. С мг/%	Вит.С, указанное производителем, мг/%	срок годности
1.смородиновый сок (из свежемороженых ягод)
2.сок облепихи (из свежемороженых ягод)
3.сок лимона (свежевыжатый)
4.апельсиновый сок (свежевыжатый)
5.шиповник (отвар)
6. сок "Тонус" (мультифрукт.)
7. сок "Тонус" (яблочн.)
8.сок J - 7 100% (мультифрукт.)
9.мультифрукт. сок "Моя семья"
10. персиковый нектар "Моя семья"
11. яблочный сок "Моя семья"
12. яблочный сок - нектар
13.сок - нектар яблоко - мультифрукт.
14.сок - нектар яблоко - персик

1. сок "Тонус" (мультифрукт.)

2. сок "Тонус" (яблочн.)

Сок J - 7 100% (мультифрукт.)

Мультифрукт. сок "Моя семья"

Персиковый нектар "Моя семья"

Яблочный сок "Моя семья"

Яблочный сок - нектар

Сок - нектар яблоко - мультифрукт.

Сок - нектар яблоко - персик

Анализируя полученные данные, можно констатировать, что в свежеприготовленных соках содержание витамина С значительно больше, чем в консервированных. Наибольшее (мг%) выявлено - из исследуемых - в смородиновом соке. Низкое содержание витамина С в отваре шиповника, по сравнению с литературными данными, указывает на разрушение его в ходе термической обработки.

Заключение

В ходе проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

Витамин С является водорастворимым витамином, относящимся к группе производных лактонов ненасыщенных полиоксикарбоновых кислот. По химической природе является легко окисляющейся слабой кислотой за счет присутствия ендиольной группировки.

Аскорбиновая кислота - необходимый компонент в ежедневном рационе человека, так как выполняет целый ряд незаменимых биохимических функций, но при этом не способна синтезироваться самим организмом. Ее дефицит может быть восполнен за счет целого ряда пищевых источников и витаминных препаратов.

Проведенный количественный анализ (метод Тильманса) показал, что содержание витамина С в яблоках отечественных сортов колеблется в пределах от 13,5 до 15,5 мг%, а в импортных - от 1,34 до 6,5 мг%. В целом, содержание витамина С в яблоках отечественных сортов выше.

4. В ходе йодометрического определения содержания аскорбиновой кислоты в витаминных препаратах было установлено, что содержание витамина С в них колеблется в пределах 22,42 - 0,85мг% для моновитаминных и в пределах 12,66 - 6,91мг% для поливитаминных препаратов. В ходе анализа аптечного препарата аскорбиновой кислоты выявлено значительное снижение содержания витамина С в ходе хранения, что вероятнее всего связано с постепенным окислением его кислородом воздуха.

5. В ходе йодометрического определения в соках установлено, что содержание аскорбиновой кислоты в свежеприготовленных соках значительно выше, чем в консервированных. Однако и консервированные соки могут служить хорошим источником витамина в рационе в условиях их дефицита.

Список литературы

1. Абрамова Ж.И. Справочник по лечебному питанию для диет-сестер и поваров. - М.: Медицина, - 1984. - 304с.

Авакумов В.М. Современное учение о витаминах. М.: Химия, 1991. - 214 с.

3. Алексенцев В.Г. Витамины и человек. - М.: Дрофа, 2006.- 156 с.

4. Афиногенова С.Г. Витамины. Учебно-методическое пособие для студентов биолого-химического факультета / С.Г. Афиногенова, Э.А. Сидорская. - Арзамас: АГПИ им. А.П. Гайдара, 1990.- 65 с.

Ванханен В.Д. Гигиена питания. - М.: Медицина, - 1982.- 345 с.

Витамины и методы их определения. - Горький, ГГУ,1981.- 212 с.

7. Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985.- Т.1-3.

Марри Р. Биохимия человека/ Р. Марри, Д. Греннер, П. Майес.- М.: 1993. -Т. 2. - 414 с.

Ольгин О. Опыты без взрывов. - М.: Химия, 1986.- 130 с.

10. В.А. Волков, Л.А. Волкова. Определение витамина С //Химия в школе. - 2002. - № 6. - С.63-66.

11. Романовский В.Е. Витамины и витаминотерапия. Серия "Медицина для вас"/ В.Е. Романовский., Е.А. Синькова - Ростов н/Д. "Феникс", 2000.- 320 с.

12. Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1984. - Т.1-3.

Филлипович Ю.Б. Основы биохимии. М.: Высшая школа, 1985.- 450 с.

Филлипович Ю.Б. Практикум по общей биохимии/ Ю.Б. Филлипович, Т.А. Егорова, Г.А. Севастьянова. М.: Химия, 1982.- 330 с.

Химия биологически активных природных соединений / Под ред. Преображенского Н.А., Евстигнеевой Р.П. - М.: Химия, 1970. - 320 с.

16. Чухрай Е.С. Молекула, жизнь, организм. М.: Просвещение, 1991.-276 с.

Шульпин Г.Б. Химия для всех. - М.: Знание. 1997. - 135 с.

Эйдельман М.М. Сверхдозы аскорбиновой кислоты - кому и когда // Химия и жизнь.- 1985.- №1.- С. 66-69.

Яковлева Н.Б. Химическая природа нужных для жизни витаминов. - М.: Просвещение, 2006. - 120 с.

Приложение

Таблица 1. Содержание витамина С в овощах

Наименование продукта	Количество аскорбиновой кислоты
Баклажаны
Горошек зеленый консервированный
Горошек зеленый свежий

Капуста белокочанная
Капуста квашеная
Капуста цветная
Картофель лежалый
Картофель свежесобранный
Лук зеленый


Перец зеленый сладкий
Перец красный




Томатный сок
Томат-паста
Томаты красные

Таблица 2. Содержание витамина С в некоторых фруктах и ягодах

Наименование продукта	Количество аскорбиновой кислоты
Абрикосы
Апельсины


Брусника
Виноград




Земляника садовая

Крыжовник


Мандарины


Смородина красная
Смородина черная

Шиповник сушеный
Яблоки, антоновка
Яблоки северных сортов
Яблоки южных сортов

Таблица 3. Сохранность витамина С при кулинарной обработке

Наименование блюд	Сохранность витамина по сравнению с исходным сырьем в %
Капуста вареная с отваром (варка 1 час)
Щи, простоявшие на горячей плите при 70-75° 3 часа
То же при подкислении
Щи, простоявшие на горячей плите при 70-75° 6 часов
Щи из кислой капусты (варка 1 час)
Капуста тушеная
Картофель, жаренный сырым, мелко нарезанным
Картофель, варившийся 25-30 минут в кожуре
То же, очищенный
Картофель очищенный, пролежавший 24 часа в воде при комнатной температуре
Картофельное пюре
Картофельный суп
То же, простоявший на горячей плите при 70-75° 3 часа
То же, простоявший 6 часов
Морковь отварная

1. Витамин В 1 (тиамин)

а) с диазореактивом

Принцип метода. Сначала образуется диазобензолсульфат (диазобензолсульфокислота):

Раствор тиамина при добавлении диазобензолсульфата и щелочи дает окрашенное соединение.

Ход работы. В пробирку последовательно добавляют:

б) окисления в тиохром

Принцип метода. При действии K 3 Fe(CN) 6 в щелочной среде тиамин окисляется в желтый тиохром, обладающий голубой флуоресценцией в УФ-свете.

Ход работы. 10 мг порошка тиаминбромида или тиаминхлорида растворяют в 5 мл воды, прибавляют 1мл 5%-го раствора железосинеродистого калия K 3 Fe(CN) 6 (феррицианид калия) и 1 мл 10%-го раствора едкого натра, и перемешивают. Половину получившегося объема нагревают и наблюдают окрашивание в желтый цвет в результате превращения тиамина в тиохром. К другой половине добавляют 3 мл бутилового или изоамилового спирта, хорошо встряхивают и оставляют на несколько минут. Верхний, спиртовой слой дозатором отбирают в емкость из нефлуоресцирующего стекла и рассматривают в УФ-свете (можно – в лучах ртутно-кварцевой лампы в темном посещении). Хорошо заметна голубая флуоресценция.

в) снять спектр поглощения (модуль “спектральный”, диапазон от 350 до 220нм) и наблюдать максимум при λ=250-260 нм. График сохранить, перевести в Paint, затем вставить в файл “Графики” (документ Word), подписать и вклеить в отчет. ВНИМАНИЕ! Спектры всех витаминов сниматьодновременно , чтобы включать и прогревать спектрофотометр только один раз.

УФ-спектр тиамина гидрохлорида (8 мкг/мл) в растворе HCl 0,9%. Максимум при 246 нм.

2. Витамин В 2 (рибофлавин)

а) с металлическим цинком

Принцип метода. Рибофлавин восстанавливается выделяющимся водородом в бесцветный лейкофлавин. Наблюдается изменение окраски из желтой в зеленоватую, позже в малиновую, розовую, а затем – цвет исчезает.

Ход работы. В пробирку наливают 1мл взвеси рибофлавина в воде (0,015 - 0,025% раствор), добавляют 10 капель концентрированной HCl и опускают кусочек металическо-го цинка. Начинается бурное выделение пузырьков водорода, и жидкость постепенно окрашивается в розовый или красный цвет, затем окраска жидкости начинает бледнеть и обесцвечиваться (обратное окисление лейкофлавина в рибофлавин).

б) с азотнокислым серебром

Принцип метода. Нейтральные или слабокислые растворы рибофлавина (рН 6,5-7,2), реагируя с AgNO 3 , дают соединение розово-красных тонов. Интенсивность окраски зависит от концентрации витамина.

Ход работы. К 1 мл р-ра рибофлавина (0,015 - 0,025%) добавляют 0,5 мл р-ра AgNO 3 (0,1%). Появляется розовое окрашивание.

в) флуоресценция в УФ + ее тушение после добавления SnCl 2 +Na 2 S 2 O 4 , которые тушат флуоресценцию самого витамина, но не примесей. Флуоресценция рибофлавина максимальна при рН 3,5-7,5. Снять спектр в растворе ацетата натрия.

УФ-спектр рибофлавина (35 мкг/мл) в растворе ацетата натрия CH 3 COONa

0,01%. Максимум при 266,5 нм. Дополнительные пики при 223,0 нм, 373,5 нм и 444,5 нм.

3. Витамин В 5 (РР, никотиновая кислота)

а) с ацетатом меди

Принцип метода. При нагревании никотиновой кислоты с уксуснокислой медью образуется осадок медной соли никотиновой кислоты.

Ход работы. 5-10 мг никотиновой кислоты растворяют при нагревании в 10-20 каплях 10%-го раствора уксусной кислоты (или готовят 0,75% р-р никотиновой кислоты в горячей воде, а затем к 2 мл этого р-ра добавляют 1 мл 15%-ного р-ра уксусной к-ты). К нагретому до начала кипения раствору добавить равный объем 5%-го раствора уксуснокислой меди. Жидкость становится голубоватой мутной, а при стоянии и охлаждении выпадает осадок никотината меди синего цвета.

б) на запах пиридина

Принцип метода. При нагревании никотиновой кислоты с безводным Na 2 CO 3 ощущается неприятный запах пиридина.

Ход работы. В небольшом сухом фарфоровом тигле смешивают 0,05 г никотиновой к-ты с 0,1-0,15 г безводного углекислого натрия и подогревают. Появляется резкий запах пиридина.

4. Витамин В 6 (пиридоксин)

а) с хлорным железом

Принцип метода. Витамин В 6 образует с хлорным железом комплекс кроваво-красного цвета.

Ход работы. 4 мл 0,5-1% р-ра пиридоксина + 0,5мл 1%-ного FeCl 3 → встряхнуть и наблюдать красный цвет.

б) ДОПОЛНИТЕЛЬНО –

в) снять спектр в 0,1М NaOH (наблюдать максимумы при λ=245 и 308 нм) или воде (см.рис).

УФ-спектр пиридоксина гидрохлорида (15мкг/мл) в воде (рН≈6,0). Максимум при 291 нм.

5. Витамин В 12 – оформить в отчете, на практике не делаем в связи с высокой токсичностью действующего реактива.

Витамин В 12 реагирует с цианидом при рН=10 с образованием пурпурного дицианкобаламина, так как Со окисляется до 3х-валентного и 5’-дезоксиаденозин замещается на анион CN.

6. Витамин Р (на примере рутина)

К веществам Р-витаминного действия относится ряд соединений фенольной природы, основное физиологическое действие которых – уменьшение проницаемости и повышение прочности капилляров. Они способствуют усвояемости вит.С в организме человека и животных, активно участвуют в окислительно-восстановительных процессах, обладают антиокислительными свойствами, залерживая, среди прочего, и окисление адреналина. Они также инактивируют фермент гиалуронидазу, тем самым тормозя распад гиалуроновой кислоты – гетерополисахарида в основном веществе соединительных тканей. Вит. Р угнетают активность холинэстеразы, сукцинатдегидрогеназы и ряда других ферментов.

Витаминными свойствами обладает ряд флавонолов (рутин, кверцетин), флаванонов, катехинов, кумаринов, галловая кислота и ее производные, антоцианы (красящие вещества из плодов, ягод, цветков).

Многие вещества Р-витаминного действия – это гликозиды флавонолов и флаванонов или агликоны (неуглеводные компоненты гликозидов). Например, рутин – это гликозид, в котором к дисахариду рутинозе присоединен агликон фенольного строения флавонол кверцетин.

а) с хлорным железом

б) с серной кислотой

Принцип: Конц серная к-та образует с флавонами (рутином) оксониевые соли, обладающие в растворе желтой окраской. Флаваноны (например, гесперидин) дают с серной к-той малиновое окрашивание.

7. Витамин С

а) качественно - с K 3 Fe(CN) 6

Принцип метода: восстановление феррицианида калия витамином С с изменением окраски до синей из-за образования берлинской лазури.

Ход работы. В двух пробирках смешивают 5 капель 5%-го раствора К 3 Fe(CN) 6 c 5 каплями 1%-го раствора FeCl 3 . В одну из пробирок к зеленовато-бурой жидкости прибавляют 20 капель 1%-го раствора аскорбиновой кислоты или сока капусты, а в другую - столько же дистиллированной воды. Жидкость в первой пробирке приобретает зеленовато-синюю окраску, выпадает синий осадок берлинской лазури; во второй пробирке (контроль) зеленовато-бурая окраска жидкости остается без изменения.

Бохан Иван

Людям еще в глубокой древности было известно, что отсутствие некоторых продуктов в пищевом рационе может быть причиной заболеваний.

Отсутствие витаминов в пище может приводить к тяжелым расстройствам в организме. Самым распространенным витамином является витамин С. С давних времен люди страдали от многочисленных тяжелых болезней, причины которых были неизвестны. Одна из таких болезней - цинга, ею обычно болеют люди на Крайнем Севере. Известно, что в экспедиции Васко да Гама от цинги погибло около 60% моряков, такая же судьба постигла русского мореплавателя В. Беринга и многих членов его экипажа в 1741 г., русского полярника Г.Я. Седова в 1914 г. и др. За время существования парусного флота от цинги погибло моряков больше, чем во всех морских сражениях, вместе взятых. И причиной тому был недостаток или гиповитаминоз витамина С.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 25»

Секция естествознания

Определение содержания витамина С в продуктах питания

Выполнил: Бохан Иван

Учащийся 7В класса

Руководитель: Бохан Вера Васильевна, учитель химии

Абакан 2015

Введение ………………………………………………………………………….3

I. Теоретическая часть……………………………………………………………4

История открытия и изучения витамина С………………………………4
Биологическая ценность витамина С……………………………………..5
Суточная потребность в витамине С……………………………………...5
Витаминная недостаточность – авитаминоз……………………………..6
Признаки гипервитаминоза……………………………………………….6
Профилактика авитаминоза……………………………………………....7
Источники витамина С…………………………………………………...8

II. Практическая часть. Количественное определение содержания

Витамина С в продуктах питания йодометрическим методом…..………… 9

Приготовление рабочих растворов для определения витамина С….….9

Испытание растворов на точность………………………………………10

Определение аскорбиновой кислоты в продуктах……………..………10

Обработка полученных результатов ……………………..…………….10

Заключение……………………………………………………………………….11

Литература……………………………………………………………………….12

Приложение………………………………………………………………………13

Введение

В настоящее время из года в год мы опасаемся сезонных заболеваний ОРЗ. Одним из профилактических средств, является витамин С. «По данным отечественных исследователей, недостаток аскорбиновой кислоты у школьников в 2 раза снижает способность лейкоцитов уничтожать попавшие в организм болезнетворные микробы, в результате чего частота острых респираторных заболеваний увеличивается на 26–40%, и наоборот, прием витаминов значительно снижает показатель частоты ОРЗ» Я увидел, что данная тема актуальна и сегодня. Это натолкнуло меня на мысль исследовать это очень важное для человечества вещество.

Целью данной работы является изучение источников витамина С и значение для организма человека.

Для достижения поставленной цели, требуется решить следующие задачи:

Проанализировать литературу по данной теме
Изучить источники витаминов и их функции в организме
Исследовать содержание витамина С в некоторых пищевых продуктах

Объект исследования : пищевые продукты.

Предмет исследования: процессы выявления витамина С в продуктах питания.

Методы исследования: анализ литературы, эксперимент, наблюдение.

Гипотеза: содержание витамина С можно выявить в домашних условиях.

I. Теоретическая часть

1. История открытия и изучения витамина С

Витамин С или аскорбиновая кислота представляет собой белые кристаллы, растворимые в воде и имеющие вкус лимонного сока.

История открытия витамина С связана с цингой. В те далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу. Болезнь проявлялась общей слабостью, кровоточивостью десен, вследствие чего выпадали зубы, появлялась сыпь, кровоизлияния на коже. Но все же был найден путь излечения. Так, моряки, следуя примеру индейцев, стали пить водный экстракт сосновой хвои, который является кладезем витамина С. В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты. Интересен еще другой факт: Альберт фон Сент- Дьердь, первооткрыватель витамина С, на самом деле открыл целый комплекс витаминов.

Огромная заслуга в исследовании его свойств принадлежит Лайнусу Полингу. Лайнус Карл Полинг один из немногих ученых, дважды в своей жизни удостаивавшихся высшей мировой оценки заслуг перед человечеством - Нобелевской премии. Лайнус Полинг - один из основателей современной химии и молекулярной биологии.

Надо отметить, что он является единственным человеком, получившим столь высокие награды единолично, ни с кем их не разделив. Исследованиями ученый занялся в середине 60-х годов. Его первая работа называлась “Витамин С и обычная простуда”. Но какую же волну возмущения и неприятия со стороны фармацевтической и медицинской общественности пришлось выдержать ученому, утверждавшему, что витамин С следует принимать в дозах, в 200 раз превышающих общепринятые! Между тем, Полинг, основываясь, как всегда, на строгих научных данных, призывал оппонентов обратиться к трудам Ирвина Стоуна, доказавшего, что печень большинства млекопитающих, за исключением человека и обезьян, синтезирует витамин С в количестве, пропорциональном весу тела животного. Составив пропорцию для человека, Полинг пришел к упомянутой цифре - доза витамина С, необходимая человеку для повышения сопротивляемости организма, должна в 200 раз превышать то количество, которое поступает с обычной пищей.

Полинг продолжал свои исследования, изучая влияние витамина С на развитие онкологических заболеваний. Поистине настоящий взрыв в американской медицине вызвала его книга “Рак и витамин С”, доказывающей фантастические возможности аскорбиновой кислоты. Именно в то время Лайнус Полинг получил прозвище Человек “Витамин С”. Но, несмотря на насмешки прессы, сопротивление медиков и фармацевтов, ученый продолжал работать. Его убеждения подтвердило время.

2. Биологическая ценность витамина С

Витамин С – мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов. Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовоспалительное и потивоаллергическое действие.

Витамин С является фактором защиты организма oт последствий стресса. Усиливает процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям. Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина С с целью профилактики раковых заболеваний. Известно, что у онкологических больных из-за истощения его запасов в тканях нередко развиваются симптомы витаминной недостаточности, что требует дополнительного их введения.

Существуют данные, показывающие профилактическую роль витамина С в отношении рака толстой кишки, пищевода, мочевого пузыря и эндометрия (Block G., Epidemiology, 1992, 3 (3), 189–191).

Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.

Важно, что в присутствии адекватного количества витамина С значительно увеличивается устойчивость витаминов В 1 , В 2 , A, E, пантотеновой и фолиевой кислот. Витамин С предохраняет холестерин липопротеидов низкой плотности от окисления и, соответственно, стенки сосудов от отложения окисленных форм холестерина.

Наш организм не может запасать витамин С, поэтому необходимо постоянно получать его дополнительно. Поскольку он водорастворим и подвержен действию температуры, приготовление пищи с термической обработкой его разрушает.

3. Суточная потребность в витамине С

Суточная потребность человека в витамине С зависит от ряда причин: возраста, пола, выполняемой работы, состояния беременности или кормления грудью, климатических условий, вредных привычек.

Болезни, стрессы, лихорадка и подверженность токсическим воздействиям (таким, как сигаретный дым) увеличивают потребность в витамине С.

В условиях жаркого климата и на Крайнем Севере потребность в витамине С повышается на 30-50 процентов. Молодой организм лучше усваивает витамин С, чем пожилой, поэтому у лиц пожилого возраста потребность в витамине С несколько повышается.

Средневзвешенная норма физиологических потребностей составляет 60-100 мг в день. Обычная терапевтическая доза составляет 500-1500 мг ежедневно.[ ]

Для детей:

0-6 мес. - 30 мг

6 мес. до года - 35 мг

1-3 года - 40 мг

4-6 лет - 45 мг

7-10 лет - 45 мг

11-14 лет - 50 мг

Для мужчин и женщин от 15 лет и до 50 суточная потребность около 70 мг.

4. Витаминная недостаточность – авитаминоз

Недостаточность снабжения организма витаминами ведет к его ослаблению, резкий недостаток витаминов – к разрушению обмена веществ и заболеваниям – авитаминозам, которые могут окончиться гибелью организма. Авитаминозы могут возникать не только от недостаточного поступления витаминов, но и от нарушения процессов их усваивания и использования в организме.

По данным руководителя лаборатории витаминов и минеральных веществ Института питания РАМН проф. В.Б. Спиричева, результаты обследований в разных регионах России, показывают, что подавляющее большинство детей дошкольного и школьного возраста испытывает недостаток необходимых для их нормального роста и развития витаминов.

Особенно неблагополучно обстоит дело с витамином С, недостаток которого был выявлен у 80–90% обследованных детей.

При обследовании детей в больницах Москвы, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода и других городов дефицит витамина С обнаруживается у 60–70%.

Глубина этого дефицита нарастает в зимне-весенний период, однако у многих детей недостаточная обеспеченность витаминами сохраняется даже в более благоприятные летние и осенние месяцы.

А ведь недостаточное потребление витаминов заметно снижает активность иммунной системы, повышает частоту и усиливает тяжесть респираторных и желудочно-кишечных заболеваний. Недостаточность может быть экзогенная (за счет недостатка аскорбиновой кислоты в продуктах питания) и эндогенная (за счет нарушения всасываемости и усвояемости витамина С в организме человека).

При недостаточности поступления витамина в течение длительного времени может развиваться гиповитаминоз.

5. Признаки гипервитаминоза

Витамин С хорошо переносится даже в высоких дозах.

Однако:

· При слишком больших дозах приема может развится диарея.

· Большие дозы могут вызвать гемолиз (разрушение красных кровяных клеток) у людей, страдающих отсутствием специфического фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Поэтому людям с таким нарушением можно принимать повышенные дозы витамина С только под строгим наблюдением врача.

· Если аскорбиновую кислоту принимать в больших дозах одновременно с аспирином, может возникнуть раздражение желудка, вследствие чего, разовьется язва (аскорбиновая кислота в виде аскорбата кальция имеет нейтральную реакцию и менее агрессивна по отношению к слизистой желудочно-кишечного тракта).

· При применении витамина С с аспирином следует также помнить, что большие дозы аспирина могут привести к усиленному выделению витамина С через почки и потере его с мочой и, следовательно, через некоторое время к дефициту витамина.

· Жевательные конфеты и жевательные резинки с витамином С могут повредить эмаль зубов, следует полоскать рот или чистить зубы после их приема.

6. Профилактика авитаминоза

Комитет экспертов ВОЗ ввел понятие о безусловно допустимой суточной дозе витамина С, которая не превышает 2,5 мг/кг веса тела, и условно допустимой суточной дозе витамина С, которая составляет 7,5 мг/кг (Шилов П.И., Яковлев Т.Н., 1974)

Профилактика витаминной недостаточности заключается в производстве пищевых продуктов, богатых витаминами, в достаточном потреблении овощей и фруктов, правильном хранении пищевых продуктов и рациональной технологической обработке их на предприятиях пищевой промышленности, общественного питания и в быту. При недостатке витаминов - дополнительное обогащение питания витаминными препаратами, витаминизированными пищевыми продуктами массового потребления.

Витамин C назначают при цинге, некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, кровотечениях, аллергиях, коллагенозах, атеросклерозе, инфекционных заболеваниях, профилактических интоксикациях.

Исследования позволили утверждать, что высокие дозы витамина C способствуют продлению жизни и улучшению состояния больных определенными видами рака. Имеются данные о том, что очень высокие дозы аскорбиновой кислоты могут препятствовать нормальному оплодотворению, вызвать выкидыши, повышать свертываемость крови, оказывать неблагоприятное действие на функцию почек и поджелудочной железы. Однако опасность передозировки аскорбиновой кислоты преувеличено. Результаты многочисленных исследований позволили считать, что гипервитаминоз C практически не проявляется.

Систематический прием больших доз витамина C снижает риск возникновения рака полости рта, пищевода, гортани, желудка, молочной железы, мозга. Большие дозы витамина C (около 1 г в сутки) несколько снимают крайне опасное воздействие табачного дыма на организм курильщика.

Помимо витаминных препаратов для профилактики гиповитаминоза используются плоды шиповника. Плоды шиповника отличаются относительно высоким содержанием аскорбиновой кислоты (не менее 0,2%) и широко применяются в качестве источника витамина С. Используют собранные в период созревания и высушенные плоды разных видов кустарников шиповника. Они содержат, помимо витамина С, витамины К, Р, сахара, органические, в том числе дубильные, и другие вещества. Применяют в виде настоя, экстрактов, сиропов, пилюль, конфет, драже.

Настой из плодов шиповника готовят следующим образом: 10 г. (1 столовую ложку) плодов помещают в эмалированную посуду, заливают 200 мл (1 стакан) горячей кипяченой воды, закрывают крышкой и нагревают в водяной бане (в кипящей воде) 15 мин, затем охлаждают при комнатной температуре не менее 45 мин, процеживают. Оставшееся сырье отжимают и доводят объем полученного настоя кипяченой водой до 200 мл. Принимают по 1/2 стакана 2 раза в день после еды. Детям дают по 1/3 стакана на прием. Для улучшения вкуса можно к настою прибавить сахар или фруктовый сироп.

Сироп из плодов шиповника готовят из сока плодов различных видов шиповника и экстракта ягод (рябины красной, рябины черноплодной, калины, боярышника, клюквы и др.) с добавлением сахара и аскорбиновой кислоты. Содержит в 1 мл около 4 мг аскорбиновой кислоты, а также витамин Р и другие вещества. Назначают детям (в профилактических целях) по 1/2 чайной или 1 десертной ложке (в зависимости от возраста) 2 – 3 раза в день, запивают водой.

7. Источники витамина С

Первоисточником витаминов служат главным образом растения. В организме человека аскорбиновая кислота не образуется, и отсутствуют ее накопления. Человек и животные получают витамины непосредственно с растительной пищей и косвенно - через продукты животного происхождения. В продуктах животного происхождения витамин С представлен незначительно (печень, надпочечники, почки). Значительное количество аскорбиновой кислоты содержится в продуктах растительного происхождения например, цитрусовые, овощи листовые зеленые, дыня, брокколи, брюссельская капуста, цветная и кочанная капуста, черная смородина, болгарский перец, земляника, помидоры, яблоки, абрикосы, персики, хурма, облепиха, шиповник, рябина, печеный картофель в «мундире». Травы, богатые витамином С: люцерна, коровяк, корень лопуха, песчанка, очанка, семя фенхеля, пажитник сенной, хмель, хвощ, ламинария, мята перечная, крапива, овес, кайенский перец, красный перец, петрушка, сосновые иглы, тысячелистник, подорожник, лист малины, красный клевер, плоды шиповника, шлемник, листья фиалки, щавель. Нормы содержания витамина С в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г) смотри в приложении 1.

На содержание витамина C в пищевых продуктах значительное влияние оказывает хранение продуктов и их кулинарная обработка. Витамин C быстро разрушается в очищенных овощах, даже если они погружены в воду. Соление и маринование разрушают витамин C. Кулинарная обработка, как правило, приводит к снижению содержания аскорбиновой кислоты в продукте. Витамин C лучше сохраняется в кислой среде.

Аскорбиновую кислоту можно получать и синтетическим путем, ее выпускают в виде порошка, драже, таблеток с глюкозой и т. д. Аскорбиновая кислота входит в состав различных поливитаминных препаратов.

Помните, что лишь немногие люди и особенно дети едят достаточно фруктов и овощей, которые являются главными пищевыми источниками витамина. Еще больше его сгорает в организме под влиянием стресса, курения и других источников повреждения клеток, наподобие дыма и смога. Повсеместно используемые медикаменты, вроде аспирина в огромной степени лишают наш организм тех количеств витамина, которые нам все-таки удалось получить.

II. Практическая часть. Количественное определение содержания витамина С в продуктах питания йодометрическим методом

У аскорбиновой кислоты есть свойство, которого нет у всех остальных кислот: быстрая реакция с йодом. Поэтому мы использовали к оличественное определение содержания витамина С в продуктах питания йодометрическим методом.

Одна молекула аскорбиновой кислоты - С 6 Н 8 О 6 , реагирует с одной молекулой йода – I 2 .

1. Приготовление рабочих растворов для определения витамина С

Для определения витамина С в соках и других продуктах необходимо взять аптечную йодную настойку с концентрацией йода 5 %, т.е. 5 г в 100 мл. Однако, аскорбиновой кислоты в некоторых соках может так мало, что на титрование определенного объема сока (например, 20 мл) уходит всего 1-2 капли йодной настойка. При этом ошибка анализа оказывается очень большой. Чтобы результат был точнее, нужно брать много сока, либо разбавить йодную настойку. В обоих случаях число капель йода, израсходованных на титрование, увеличивается, и анализ будет точнее.

Для анализа фруктовых соков удобно к 1 мл йодной настойки добавить прокипяченной воды до общего объема 40 мл, то есть разбавить настойку в 40 раз и 1 мл его соответствует 0,88 мг аскорбиновой кислоты.

Чтобы узнать, сколько будет израсходовано на титрование йодной настойки необходимо вначале определить объём 1 капли: с помощью шприца отмерим 1 мл разбавленного раствора йода и посчитаем, сколько капель из обычной пипетки содержится в этом объеме. В одной капе содержится 0.02 мл.

Далее готовим крахмальный клейстер: для этого вскипятим ½ кружки воды, пока вода нагревается, размешаем 1/4 чайную ложку крахмала с ложкой холодной воды, так чтобы не было комочков. Выльем в кипящую воду и охладим.

2. Испытание растворов на точность.

Прежде чем приступить к анализу продуктов, испытаем наш раствор на точность. Для этого возьмем 1 таблетку чистого витамина, 0.1 г, растворим ее в 0.5 л кипяченой воды. Возьмем для опыта 25 мл, что соответствует содержанию витамина в 20 раз меньшей чем в таблетке. Дольем к этому раствору 1/2 чайной ложки крахмального клейстера и по каплям, добавим раствор йода до синего цвета. Определяем число капель и следовательно, объём израсходованного раствора йода, рассчитываем содержание витамина в растворе по формуле: 0.88* V=А мг, где V- объём раствора йода. В исходной таблетке А – в 20 раз больше, то А* 20= содержание аскорбиновой кислоты в таблетке. Результаты показали, что на титрование ушло 6 мл раствора что соответствует 5.28 мг витамина, домножив на 20 находим цифру 105.6 . Это означает что точность нашего анализа вполне достаточна

3. Определение аскорбиновой кислоты в продуктах

Мы взяли 25 мл исследуемого продукта добавили крахмала. Затем провели титрование раствором йода исследуемой жидкости до появления устойчивого синего окрашивания крахмала, которое говорит о том, что вся аскорбиновая кислота окислилась (Смотри приложение 2). Записали количество раствора йода, пошедшего на титрование, и произвели расчёт. Для этого мы составили пропорцию, зная что 1 мл 0,125%-ного раствора йода окисляет 0,875 мг аскорбиновой кислоты.

4. Обработка полученных результатов

На титрование 25 мл сока лимона ушло 7.1 мл раствора йода. Составили пропорцию:

1 мл йодног о раствора – 0,875 мг аскорбиновой кислоты

7.1 мл – X

X= 7.1 * 0,875/1=6.25 (мг)

Итак, в 25 мл сока содержится 6.25 мг аскорбиновой кислоты. Тогда в 100 мл сока содержится 6.25*100/25=25 мг

Подобным образом мы рассчитали содержание витамина С в остальных продуктах. Полученные данные занесли в таблицу1

Таблица 1. Результаты исследований

Анализируемый продукт	Количество сока для анализа	Объем раствора йода (в мл)	Количество витамина С в 25 мл сока	Количество витамина С в 100мл
Сок лимона (свежевыжатый)			6,25
Сок апельсиновый из упаковки				15,2
Перец красный сладкий		22,7
Сок яблока (зимний сорт)		0,45
Отвар шиповника		109,4	96,25
Аскорбиновая кислота (в таблетках)		28,4
Капуста белокочанная

Таким образом, в ходе выполнения работы, мы пришли к практическому выводу, что витамином С, который необходим для укрепления иммунной системы организма человека, наиболее богатые продукты – отвар шиповника, перец красный, капуста и лимон. Мы бы рекомендовали самое простое – готовить настой из плодов шиповника. Он очень вкусный, особенно с мёдом или фруктовым сиропом, поэтому его с удовольствием можно пить.

Из плодов шиповника можно также готовить сироп, добавляя к ним ягоды красной и черноплодной рябины, калины, клюквы, боярышника. Такой сироп можно употреблять по 1 ст.л. 3 раза в день, а маленьким детям давать 0,5-1 ч.л. – это обеспечит профилактику многих заболеваний.

Заключение

На основании исследуемой литературы и проделанной работы можно сделать следующие выводы:

Витамины – это важнейший класс незаменимых пищевых веществ. Говоря о витаминах, можно сказать, что важны они все, но витамин С - аскорбиновую кислоту , большинство биохимиков считают одним из величайших чудес живой природы. Молекула аскорбиновой кислоты настолько проста, активна и подвижна, что она способна легко преодолевать множество препятствий, участвуя в различных процессах жизнедеятельности.
Для получения организмом достаточного витамина С необходимо есть либо местные овощи, либо полученную синтетическим путем аскорбиновую кислоту.
Витамин С является одним из самых мощных антиоксидантов, и впервые он был выделен из сока лимона. Он прекрасно растворяется в воде, и это даёт ему ряд преимуществ – например, благодаря этому свойству витамин С может легко и быстро проникать туда, куда нужно, помогать иммунной системе ликвидировать сбои в организме, и запускать процессы, необходимые для здоровья и жизни человека. Однако это же свойство делает его уязвимым – аскорбиновая кислота разрушается при тепловой обработке продуктов.
Исследовать содержание витамина С в пищевых продуктах можно не прибегая к помощи специальной лаборатории, а сделать это в домашних условиях, что подтверждает выдвинутую нами гипотезу.
Витамин С – аскорбиновая кислота, обнаружен во фруктах и овощах при помощи раствора йода.
Наибольшее количество витамина С содержится в свежих овощах и фруктах, особенно в плодах шиповника, красном перце, лимоне.

Литература

Дудкин М. С., Щелкунов Л. Ф. Новые продукты питания. - М.: Наука, 1998.
Леенсон И. Занимательная химия, - М.:Росмен, 1999.
Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. ‒ М.: Высшая

школа, 1991.

Смирнов М.И. «Витамины», М.: «Медицина» 1974 год.
Тюренкова И.Н. «Растительные источники витаминов», Волгоград 1999 .
Химический состав пищевых продуктов / Под ред. И. М. Скурихина, М. Н. Волгарева. ‒ М.: Агропромиздат, 1987.
. http://vitamini.solvay-pharma.ru/encyclopedia/info.aspx?id=13
.http://kref.ru/infohim/138679/3.html
“Энциклопедический словарь юного химика” - Москва 1990 Педагогика,650с.
http://vitamini.solvay-pharma.ru/encyclopedia/info.aspx?id=13

Приложение 1

		Наименование пищевых продуктов	Количество аскорбиновой кислоты
Овощи		Фрукты и ягоды
Баклажаны		Абрикосы
Горошек зеленый консервированный		Апельсины
Горошек зеленый свежий		Арбуз
Кабачки		Бананы
Капуста белокочанная		Брусника
Капуста квашеная		Виноград
Капуста цветная		Вишня
Картофель лежалый		Гранат
Картофель свежесобранный		Груша
Лук зеленый		Дыня
Морковь		Земляника садовая
Огурцы		Клюква
Перец зеленый сладкий		Крыжовник
Перец красный		Лимоны
Редис		Малина
Редька		Мандарины
Репа		Персики
Салат		Слива
Томатный сок		Смородина красная
Томат-паста		Смородина черная
Томаты красные		Черника
Хрен	110-200	Шиповник сушеный	До 1500
Чеснок	Следы	Яблоки, антоновка
Шпинат		Яблоки северных сортов
Щавель		Яблоки южных сортов	5-10
Молочные продукты
Кумыс		Молоко кобылье
Молоко козье		Молоко коровье

Приложение 2

Исследование сока раствором йода на содержание витамина С

Количественное определение аскорбиновой кислоты в исследуемом материале часто осуществляют с помощью раствора 2,6-дихлофенолиндофенола натрия, который в щелочной среде имеет синюю окраску, в кислой – розовую. Химизм реакции можно выразить в виде следующего уравнения.

Принцип метода основан на способности аскорбиновой кислоты восстанавливать индофеноловый реактив. При титровании вытяжки исследуемого материала раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола происходит окисление аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую и восстановление индофенолового реактива. Конец титрования можно установить по изменению окраски. Окисленная форма 2,6-дихлорфенолиндофенола имеет синюю окраску в нейтральной и щелочной среде, восстановленная форма – приобретает розовую окраску в кислой среде.

Аскорбиновую кислоту извлекают из исследуемого материала 1 % раствором соляной кислоты и титруют раствором индофенолового реактива. По количеству краски, затраченной на титрование, рассчитывают содержание аскорбиновой кислоты.

Следует заметить, что точному определению содержания аскорбиновой кислоты в биологических объектах мешают другие, легко окисляемые вещества: глютатион, цистеин и т.п.

7.7.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА С В

РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ

Берут навеску исследуемого материала 5-20 г (в зависимости от предполагаемого содержания аскорбиновой кислоты), нарезают мелкими кусочками (картофель, морковь, черемша, яблоки и т.п.) тщательно растирают в ступке со щепоткой стекла или кварцевого песка, добавляя порциями по 4-5 мл раствора с массовой долей метафосфорной или соляной кислоты 2 % до получения однородной жидкой кашицы. Смесь из ступки количественно, с помощью раствора используемой при растирании кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и общий объем экстракта доводят до метки тем же раствором кислоты. Содержимое хорошо перемешивают, настаивают 5-7 мин и фильтруют через бумажный фильтр. Полученный фильтрат должен быть совершенно прозрачным.

Используемые для экстракции кислоты (соляная, метафосфорная, щавелевая) извлекают из исследуемого материала как свободную, так и связанную аскорбиновую кислоту, а также способствуют устойчивости аскорбиновой кислоты в экстрактах.

Берут две конические колбочки вместимостью 100-150 мл и в одну пипеткой вносят 20 мл полученного фильтрата, в другую – 20 мл раствора кислоты, используемой для растирания исследуемого материала. Содержимое колбочек титруют индофеноловым реактивом до слабо-розового цвета, удерживающегося 30 секунд. Результаты записывают, и титрование повторяют с новыми порциями того же фильтрата. На основании средней величины, полученной из 2-3 определений, рассчитывают содержание аскорбиновой кислоты по формуле:

(a-b) – разность между объемами индофенолового реактива, пошедшими на титрование опытной (а) и контрольной (b) проб, мл;

u - общий объем экстракта, мл;

u 1 – объем фильтрата, взятого для титрования, мл;

m – масса исследуемого материала, г,

100 – пересчет на 100г материала.

В растительных тканях в некоторых количествах содержатся и другие редуцирующие вещества, восстанавливающие 2,6-дихлорфенолиндофенол, поэтому при необходимости проведения особо точного анализа следует принять это в расчет. Для этого к двум другим порциям по 10-20 мл исследуемой вытяжки прибавляют по 0,1 или 0,2 мл 10 % раствора сернокислой меди и нагревают в термостате или сушильном шкафу 10 мин при температуре 110 ˚С. Охлаждают и титруют индофеноловым реактивом. В присутствии солей меди и при нагревании аскорбиновая кислота разрушается полностью. Полученную поправку вычитают из данных титрования опытных проб.

При анализе многих плодов и ягод, некоторых овощей получают окрашенные экстракты, что затрудняет определение аскорбиновой кислоты. Для определения аскорбиновой кислоты, окрашенную вытяжку переносят в широкую пробирку, приливают 2-5 мл дихлорэтана или хлороформа и титруют при взбалтывании раствором индофенолового реактива до появлении в слое дихлорэтана или хлороформа розового окрашивания, не исчезающего 30 сек.

При определении необходимо учитывать редуцирующую способность применяемых для экстракции кислот (смесь 20 мл 1 % соляной кислоты и 80 мл 2 % метафосфорной или 1 % щавелевой кислоты). Для этого две порции смеси кислот по 10 мл титруют индофеноловым реактивом до розового окрашивания. Полученную поправку (обычно не превышающую 0,08-0,10 мл раствора краски) вычитают из данных титрования опытных растворов.

7.7.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА

2,6-ДИХЛОРФЕНОЛИНДОФЕНОЛА НАТРИЯ (ПО АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЕ)

: R 4 – CH | NH | CO | R 3 – CH | NH | CO | R 2 – CH | NH | CO | R 1 – CH | NH | CO:

NaOH (избыток) Сu 2+

В две колбочки вносят по 5 мл раствора с массовой долей метафосфорной или соляной кислоты 2 % и по 2 мл стандартного раствора аскорбиновой кислоты (основной опыт). Содержимое каждой колбочки титруют индофеноловым реактивом до слабо-розового окрашивания, сохраняющегося 30 секунд. Параллельно с основным опытом проводят контрольное определение, где также берут две колбочки и в каждую вносят по 7 мл раствора с массовой долей метафосфорной или соляной кислоты 2 % и воду в объеме, равном объему индофенолового реактива, пошедшего на титрование в основном опыте. Содержимое этих колб титруют индофеноловым реактивом до слабо-розового цвета, сохраняющегося 30 секунд.

Мaccy аскорбиновой кислоты (в мг), соответствующую 1 мл индофенолового реактива (раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола натрия), рассчитывают пo формуле:

где М – масса аскорбиновой кислоты в мг, соответствующая 1 мл индофенолового реактива;

(u-u 1) - разность между объемами индофенолового реактива, пошедшими на титрование пробы с аскорбиновой кислотой (u) и пробы без аскорбиновой кислоты (u 1), мл;

2 – масса аскорбиновой кислоты в мг, содержащаяся в опытной пробе (основной опыт).

7.7.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА С В МОЛОКЕ

Для определения аскорбиновой кислоты в молоке предварительно осаждают белки.

В колбочку наливают 50 мл молока и добавляют 4 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты, взбалтывают, приливают 10 мл насыщенного раствора хлорида натрия, взбалтывают и оставляют при комнатной температуре на 5 мин. Затем содержимое колбочки фильтруют через бумажный складчатый фильтр, отмеривают пипеткой 20 мл фильтрата и титруют его индофеноловым реактивом до слабо-розового цвета, сохраняющегося 30 секунд. Берут еще 20 мл фильтрата и титрование повторяют. Для расчета берут средний результат.

Параллельно проводят контрольное определение, для чего в колбочке смешивают 50 мл воды, 4 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты и 10 мл насыщенного раствора хлорида натрия. Далее поступают как в основном опыте.

где (a-b) – разность между объемами индофенолового реактива, пошедшего на титрование опытной и контрольной проб, мл;

64 – общий объем молока после добавления осадителей белка и жира;

М – масса аскорбиновой кислоты, соответствующая 1 мл индофенолового реактива (см. пункт 7.7.2.), мг;

u - объем фильтрата, взятого для титрования, мл;

u 1 - объем молока, взятого для анализа, мл.

РЕАКТИВЫ. Вода дистиллированная; молоко свежее; картофель (лимоны,морковь, яблоки, капуста, черемша и т.п.); раствор с массовой долей метафосфорной или соляной кислоты 2 %; насыщенный раствор щавелевой кислоты; насыщенный раствор хлорида натрия; свежеприготовленный стандартный раствор аскорбиновой кислоты (в мерную колбу вместимостью 100 мл вносят 100 мг аскорбиновой кислоты квалификации «медицинская» и, растворяя, объем доводят до метки раствором с массовой долей метафосфорной или соляной кислоты 2 %; индофеноловый реактив (в мерную колбу вместимостью 500 мл вносят 140-150 мг 2,6-дихлорфенолиндофенола натрия и 200-300 мл воды, энергично встряхивают до растворения краски, объем доводят до метки водой, перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр в сухую склянку из темного стекла; раствор хранят в холодильнике не более трех суток).

МОТИВАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ

Рациональное питание человека требует сбалансированности не только по содержанию белков, жиров, углеводов, но и по содержанию микронутриентов. Результаты изучения фактического питания различных групп населения свидетельствуют о значительной распространенности полигиповитаминозов, недостаточности основных минеральных веществ и пищевых волокон. Устранение недостаточностей микронутриентов не может быть достигнуто простым увеличением потребления продуктов питания. Современные условия жизни и труда большинства населения приводят к уменьшению энергетических затрат, что обусловливает необходимость снижения количества потребляемой пищи и влечет за собой недостаточное потребление содержащихся в ней микронутриентов. Знания клинических проявлений недостаточностей микронутриентов, источников витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон в питании, способах сохранения витаминной ценности продуктов, приемах профилактической витаминизации позволяют врачу оптимизировать статус питания пациентов.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: ознакомить с биологической ролью, нормированием и источниками в питании микронутриентов и пищевых волокон; научить определению химического состава рациона питания по содержанию витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон расчетным методом (на примере анализа меню-раскладки суточного рациона питания студента-медика), витаминосберегающим способам хранения и кулинарной обработки продуктов, профилактической витаминизацией.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ НА ЗАНЯТИИ

1. Определение качественного состава суточного рациона питания студента по содержанию витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон расчетным методом (по меню-раскладке, составленной к теме 3.2.) с использованием «Таблиц химического состава и энергетической ценности пищевых продуктов».

2. Решение ситуационных профессионально ориентированных задач двух типов, оформление решения в протоколе.

3. Лабораторная работа по определению содержания витамина С в овощах. 3.1. Определение содержания витамина С в сыром и вареном картофеле; расчет процента потери витамина С при кулинарной обработке.

3.2. Определение содержания витамина С в капусте; расчет процента потери витамина С при хранении.

4. Заслушивание и обсуждение рефератов, подготовленных студентами

по индивидуальному заданию преподавателя.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1.Биологическая роль, нормирование, источники в питании водорастворимых витаминов.

2.Биологическая роль, нормирование, источники в питании жирорастворимых витаминов.

3. Виды витаминных недостаточностей.

4. Причины гиповитаминозов, их проявления.

5.Приемы сохранения и повышения витаминной ценности рационов питания, профилактика гиповитаминозов.

6.Биологическая роль, нормирование, источники в питании минеральных веществ.

7.Биологическая роль, нормирование, источники в питании пищевых волокон.

ПРОТОКОЛ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

"_____"___________20___г.

Таблица 46

Качественный состав суточного рациона питания студента

Наименования блюд меню, набор продуктов на порцию

Масса, г

Витамины

Минеральные вещества

Пище-вые волок- на, г

С мг

В мг

А мкг

D мкг

Ca мг

P мг

К мг

Fe мг

J мкг

ЗАВТРАК:

2-ой ЗАВТРАК:

ОБЕД:

УЖИН:

ВСЕГО ЗА СУТКИ:

2. Решение ситуационной задачи (тип 1) №____

__________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Решение ситуационной задачи (тип2) №___

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

3. Определение содержания витамина С в овощах:

вид продукта _____________, навеска продукта ____________г,

количество 0,0001н. раствора иодноватокислого калия, пошедшего на тит-

рование пробы _____мл;

Формула для расчета:

а) сырой картофель _______ м, вареный картофель _______ мг,

потеря витамина С при кулинарной обработке _________%

б) капуста ______ мг, среднее содержание в капусте _____ мг,

потеря витамина С при хранении _____ %.

__________________________________________________________________

Работу выполнил __________________

Подпись преподавателя _____________

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Дефиниции темы

АВИТАМИНОЗ - полное истощение витаминных ресурсов организма.

АНТИВИТАМИНЫ - соединения, частью или полностью выключающие витамины из обменных реакций организма путем их разрушения, инактивации или препятствуя их ассимиляции. Антивитамины делятся на 2 группы:

а) структуроподобные соединения (конкурентные ингибиторы; вступают с витаминами или их производными в конкурирующие отношения в соответствующих биохимических реакциях обмена веществ), к ним относятся сульфаниламиды, дикумарин, мегафен, изониазид и др.

б) структуроразличные соединения (природные антивитамины; вещества,

которые путем изменения молекулы или комплексного соединения с метаболитами частично или полностью лишают витамин его действия), к ним относятся тиаминаза, аскорбиназа, авидин и др.

ВИТАМИНЫ - необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью, которые не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме и поступают в организм с пищей. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов, жирорастворимых витаминов - в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур.

ВИТАМИНЫ-АНТАГОНИСТЫ: В 1 и В 2 ; А и Д; никотиновая кислота и холин; тиамин и холин (при длительном введении с лечебными целями одного витамина обнаруживаются симптомы недостаточности другого).

ВИТАМИНЫ-СИНЕРГИСТЫ: С и Р; Р, С, К; В 12 и фолиевая кислота; С, К, В 2 ; А и Е; Е и инозит (при комплексном применении в поливитаминных препаратах могут усиливать биологический эффект друг друга). ГИПОВИТАМИНОЗ - резкое снижение обеспеченности организма тем или иным витамином.

СКРЫТАЯ (ЛАТЕНТНАЯ) ФОРМА ВИТАМИННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ не имеет каких-либо внешних проявлений и симптомов, однако, оказывает отрицательное влияние на работоспособность, устойчивость организма к различным неблагоприятным факторам, удлиняет выздоровление после перенесенного заболевания.

ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА – высокомолекулярные углеводы (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, лигнин, хитин и др.) главным образом растительного происхождения, устойчивые к перевариванию и усвоению в тонком кишечнике, но подвергающиеся полной или частичной ферментации в толстом кишечнике.

ВАЖНЕЙШИЕ ПРИЧИНЫ ГИПОВИТАМИНОЗОВ И АВИТАМИНОЗОВ

1. Недостаточное поступление витаминов с пищей.

1.1. Низкое содержание витаминов в рационе.

1.2. Снижение общего количества потребляемой пищи в связи с низкими энерготратами.

1.3. Потеря и разрушение витаминов в процессе технологической переработки продуктов питания, их хранения и нерациональной кулинарной

обработки.

1.4. Отклонения от сбалансированной формулы питания (преимущественно углеводное питание требует дополнительного количества тиамина;

при недостаточном введении полноценных белков витамины С, РР, В 1 быстро выводятся с мочой, не участвуют в обменных процессах, задерживается превращение каротина в витамин А).

1.5. Анорексия.

1.6. Присутствие витаминов в некоторых продуктах в неутилизируемой форме (инозит в виде фитина зерновых продуктов).

2. Угнетение кишечной микрофлоры, продуцирующей некоторые витамины (В 6 , К).

2.1. Болезни желудочно-кишечного тракта.

2.2. Последствия химиотерапии (дисбактериозы).

3. Нарушение ассимиляции витаминов.

3.1. Нарушение всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте

при заболеваниях желудка, кишечника, поражениях гепатобилиарной системы, а также в пожилом возрасте (нарушение секреции желчи, необходимое для всасывания жирорастворимых витаминов).

3.3. Нарушение обмена витаминов и образования их биологически активных (коферментных) форм при различных заболеваниях, действии токсических и инфекционных агентов, химиотерапии, в пожилом возрасте.

4. Повышенная потребность в витаминах.

4.1. Особые физиологические состояния организма (интенсивный рост, беременность, лактация).

4.2. Особые климатические условия (потребность в витаминах повышается на 30-60% в связи с повышенными энерготратами при низкой температуре воздуха в климатической зоне Севера).

4.4. Значительная нервно-психическая нагрузка, стрессовые состояния.

4.5. Воздействие вредных факторов производства (Рабочим горячих цехов в условиях воздействия высоких температур /32 градуса/ при одновременной физической нагрузке требуется вдвое больше витаминов С, В 1 , В 6 , пантотеновой кислоты, чем при 18 градусах).

4.6. Инфекционные заболевания и интоксикации (При тяжелых септических процессах потребность организма в витамине С достигает 300-500 мг в сутки).

4.7. Заболевания внутренних органов и эндокринных желез.

4.8. Повышенная экскреция витаминов.

5. Врожденные, генетически обусловленные нарушения обмена и функций витаминов.

5.1. Врожденные нарушения всасывания витаминов.

5.2. Врожденные нарушения транспорта витаминов кровью и через клеточные мембраны.

5.3. Врожденные нарушения биосинтеза витаминов (никотиновой кислоты из триптофана).

5.4. Врожденные нарушения превращения витаминов в коферментные

формы, простетические группы и активные метаболиты.

5.5. Нарушение включения витаминов в состав активного центра фермента.

5.6. Нарушение структуры апофермента, затрудняющее его взаимодействие с коферментом.

5.7. Нарушение структуры апофермента, приводящее к полной или частичной утрате ферментативной активности вне зависимости от взаимодействия с коферментом.

5.8. Усиление катаболизма витаминов.

5.9. Врожденные нарушения реабсорбции витаминов в почках.

Таблица 47

(в 100 г съедобной части)

Продукты	В 1	В 2	РР	В 6	С	Е	А	В-ка-ро-тин	D	В 12	Фо-лие-вая кисл.
Мг/100г	Мкг/100 г
Хлеб ржаной	0,18	0,11	0,67	0,17	-	2,2	-	-	-	-
Хлеб пшенич.	0,21	0,12	2,81	0,3	-	3,8	-	-	-	-
Крупа овсян.	0,49	0,11	1,1	0,27	-	3,4	-	-	-	-
Крупа манная	0,14	0,07	1,0	0,17	-	2,5	-	-	-	-
Крупа рисовая	0,08	0,04	1,6	0,18	-	0,4	-	-	-	-
Крупа гречнев.	0,53	0,2	4,19	0,4	-	6,6	-	-	-	-
Пшено	0,62	0,04	1,55	0,52	-	2,6	-	0,15	-	-
Макароны	0,17	0,08	1,21	0,16	-	2,1	-	-	-	-
Говядина	0,07	0,18	3,0	0,39	Сл	-	-	-	-	2,8	8,9
Свинина	0,52	0,14	2,4	0,33	Сл	-	-	-	-	-	5,5
Печень говяж.	0,3	2,19	6,8	0,7		1,3	3,8	1,0	-
Колбаса варен.	0,25	0,18	2,47	0,19	-	-	-	-	-	-
Куры	0,07	0,15	3,6	0,61	-	-	0,1	-	-	-	5,8
Яйца куриные	0,07	0,44	0,2	0,14	-		0,3	-	4,7	0,1	7,5
Треска	0,09	0,16	2,3	0,17	Сл.	0,9	Сл.	-	-	1,6	11,3
Икра осетр.	0,3	0,36	1,5	0,29	7,8	-	0,2	-		-
Молоко Пастер.	0,03	0,13	0,1	-	1,0	-	Сл.	0,01	-	-	-
Кефир	0,03	0,17	0,14	0,06	0,7	0,1	Сл.	0,01	-	0,4	7,8
Сметана	0,02	0,1	0,07	0,07	0,2	0,5	0,2	0,1	0,1	0,36	8,5
Творог	0,04	0,27	0,4	0,11	0,5	0,4	0,1	0,03	-	1,0	35,0
Сыры твердые	0,02	0,3	0,3	0,1	1,6	0,5	0,2	0,1	-	2,5	10-45
Масло сливоч.	Сл	0,01	0,1	-	-	-	0,5	0,34	-	-	-
Масло подсолнечное рафинирован.	_	-	-	-	-		-	-	-	-	-
Горох	0,81	0,15	2,2	0,27	-	9,1	-	0,07	-	-
Картофель	0,12	0,05	0,9	0,3		0,1	-	0,02	-	-
Капуста белокачанная	0,06	0,05	0,4	0,14		0,1	-	0,02	-	-
Лук зеленый	0,02	0,1	0,3	0,15			-		-	-
Томаты	0,06	0,04	0,53	0,1		0,4	-	1,2	-	-
Огурцы	0,03	0,04	0,2	0,04		0,1	-	0,06	-	-
Свекла	0,02	0,04	0,2	0,07		0,1	-	0,01	-	-
Морковь	0,06	0,07		0,13		0,6	-		-	-
Грибы белые	0,02	0,3	4,6	0,07		0,6	-	-	-	-
Яблоки	0,01	0,03	0,3	0,08		0,6	-	0,03	-	-	1,6
Абрикосы	0,03	0,06	0,07	0,05		0,9	-	1,6	-	-
Вишни	0,03	0,3	0,4	0,05		0,3	-	0,1	-	-
Малина	0,02	0,05	0,6	0,07		0,6	-	0,2	-	-
Земляника	0,03	0,05	0,3	0,06		0,5	-	0,03	-	-
Смородина чер.	0,02	0,02	0,3	0,13		0,7	-	0,1	-	-
Облепиха	0,1	0,05	0,6	0,11			-		-	-
Шиповник сух.	0,15	0,84	1,5	-		-	-	6,7	-	-	-
Виноград	0,05	0,02	0,3	0,09		-	-	Сл.	-	-
Лимоны	0,04	0,02	0,1	0,06		-	-	0,01	-	-
Апельсины	0,04	0,03	0,2	0,06		0,2	-	0,05	-	-
Пирожные, торты	0,75	0,1	0,7	-	-	-	0,1	0,14	-	-	-
Дрожжи прессован.	0,6	0,68	11,4	0,58	-	-	-	-	-	-