Определение содержания аскорбиновой кислоты в яблоках различных сортов

щелочной среде к бледнокрасному в кислой среде. Переход окраски происходит

между рН 4 и 5, в этом интервале индикатор имеет фиолетовый цвет. Второй

вид реакции – это ОВ-переход от темносинего окисленного состояния к

бесцветному. Эту последнюю реакцию и используют для определения

аскорбиновой кислот. Кислотные вытяжки из растений титруют раствором

индикатора (известного титра) до наступления розового окрашивания,

обуславливаемого избытком индикатора в кислой среде. На одну молекулу

аскорбиновой кислоты (молекулярный вес 176) приходится две молекулы

индикатора. При приготовлении этой краски получается натриевая соль 2,6-

дихлорфенолиндофенола, имеющая молекулярный вес 290.

Точность метода во многом зависит от применяемой техники анализа. Так

как аскорбиновая кислота является весьма лабильным веществом, то в

растертой растительной ткани она быстро окисляется, превращаясь в

дегидроаскорбиновую кислоту. Поэтому все операции, связанные со взятием

средней пробы материала для анализа, измельчением и растиранием навески и

т.п., должны быть выполнены возможно быстрее. Дегидроаскорбиновая кислота

может быть определена после восстановления ее, например, сероводородом, что

в значительно степени усложняет технику анализа. Дегидроаскорбиновая

кислота в небольших количествах присутствует и в нерастертых тканях

растений, но ввиду сравнительно незначительного содержания ее можно и не

учитывать при выполнении массовых анализов культур и сортов на аскорбиновую

кислоту.

При оценке свежего растительного материала не допускается

предварительная сушка его или какой-либо друго способ консервирования, так

как количество аскорбиновой кислоты при консервировании уменьшается.

Такие объекты, которые обладают очень короткой лежкостью (листовые

овощи, мелкие плоды, ягоды и пр.), следует анализировать в день их сбора,

так как изменения в содержании витаминов в них происходят быстро.

Реактивы и аппаратура.

1) 1-процентная соляная кислота (23 мл концентрированой соляной

кислоты, удельного веса 1.19 доводят дистилированной водой до 1 л);

2) 2-процентная метафосфорная кислота (НРО3) ; 20 грамм кристаллической

кислоты растворяют и доводят водой до 1л; она может хранится в

холодильнике 2-3 недели, не подвергаясь порче; 1-процентный водный

раствор щавелевой кислоты может заменить метафосфорную;

3) 2-процентная серная кислота; 11.4 мл концентрированной кислоты,

удельного веса 1.84, доводят водой до 1 л;

4) аскорбиновая кислота, кристаллическая;

5) иодистый калий, кристаллический;

6) крахмал, 1-процентный раствор (как индикатор);

7) 10-процентный раствор сернокислой меди (9.25 г CuSO4 ( 5H2O

растворяют в 50 мл воды);

8) 0.001 н. раствор иодата калия (KJO3); на аналитических весах берут

0.3568 г иодата, высушенного в течение 2 часов при 102о, растворяют

и доводят водой до 1л; полученный таким образом децинормальный

раствор разбавляют в 10 раз и доводят водой до 1л; раствор удобно

хранить в склянке со вставленной в нее микробюреткой, наполняющейся

раствором снизу при помощи груши;

9) 0.001 н. раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола; на технических весах

отвешивают 60 мг сухой краски, переносят в мерную колбу на 200 мл,

прибавляют 100-150 мл теплой дистилированной воды и 4-5 капель 0.01

н. щелочи; сильно взбалтывают колбу руками 10 минут, затем доливают

до метки водой и фильтруют через плотный фильтр в сухую колбу;

10) 2 микробюретки с градуировкой на 0.01 мл, емкостью 1-5 мл.

11) пипетки на 5 и 10 мл;

12) мерные колбы на 100, 200 и 1000 мл;

13) коническая колба на 100 мл;

14) мерный цилиндр на 50 мл;

15) химические стаканы на 50 мл;

16) стеклянная воронка;

17) часовое стекло

18) фарфоровые чашки диаметром 20 см;

19) ступка диаметром 15 см;

20) технохимические весы на 200 г;

21) нож из нержавеющей или хромированной стали.

Установление титра краски по аскорбиновой кислоте (по С.М.Прокошеву).

Метод установления титра краски основан на параллельном титровании раствора

аскорбиновой кислоты краской и 0.001 н. раствором иодата калия. Так как 1

мл 0.001 н. раствора иодата эквивалентен 0.088 мг аскорбиновой кислоты, то

легко рассчитать титр краски.

Перед установлением титра краски растворяют несколько кристалликов

аскорбиновой кислоты приблизительно в 50 мл 2-процентной серной кислоты. 5

мл этого раствора титруют краской из микробюретки. Тотчас же после этого

такой же объем раствора аскорбиновой кислоты титруют из другой микробюретки

точно 0.001 н. раствором иодата с прибавлением в колбочку перед титрованием

нескольких кристалликов (около 5-10 мг) иодистого калия и 5 капель 1-

процентного раствора растворимого крахмала. Применение больших концентраций

иодистого калия недопустимо, ибо при высоких концентрациях этой соли сильно

тормозится оксисление аскорбиновой кислоты иодом.

Подготовка материала.

Среднюю пробу предварительно грубо измельчают ножом на стеклянной

пластине, либо фарфоровой чашке. Необходимо помнить, что следы железа и

меди катализируют разрушение витамина С. Весь процесс измельчения

необходимо выполнить как можно быстрее.

Из измельченного и хорошо перемешанного материала берут на часовые

стекла две параллельные навески на технохимических весах для определения

аскорбиновой кислоты. При одновременном анализе нескольких образцов следует

стремиться все навески для определения аскорбиновой кислоты сразу залить

кислотой и после уже растирать до образования гомогенной смеси.

Ход определения.

Приготовление вытяжек.

Навеску исследуемого материала в 5-10 г заливают в ступке 20 мл 1-

процентной соляной кислоты и быстро растирают в присутствии кислоты до

образования гомогенной массы. Процесс растирания не должен длиться больше

10 минут. Полученную массу сливают из ступки (через стеклянную палочку и

воронку) в мерную колбу на 100 мл. Ступку споласкивают несколько раз 2-

процентной метафосфорной кислотой, которую выливают в ту же мерную колбу.

Содержимое колбы доводят до метки 2-процентной метафосфорной кислотой,

колбу закрывают пробкой, сильно встряхивают и оставляют стоять около 5

минут. Затем содержимое колбы выливают на сухой фильтр и отфильтровывают

часть экстракта (около 50 мл) в сухой стакан или колбу.

Соляная кислота извлекает из растительной ткани как свободную, так и

связанную аскорбиновую кислоту. Метафосфорная же кислота осаждает белки и

улучшает стойкость аскорбиновой кислоты в экстрактах.

Метафосфорная кислота не извлекает связанной аскорбиновой кислоты из

тканей. Поэтому если хотят определить отдельно свободную форму аскорбиновой

кислоты, то экстракцию материала производят одной только 2-процентной

метафосфорной кислотой. По разности же между результатами титрования

экстрактов, полученных путем использования для экстракции смеси соляной и

метафосфорной кислот и одной метафосфорной килоты, узнается количество

связанной аскорбиновой кислоты.

Определение аскорбиновой кислоты в окрашенных вытяжках (по И.К. Мурри).

Многие растительные материалы дают окрашенные экстракты, что

затрудняет определение аскорбиновой кислоты путем прямого титрования

краской (2,6-дихлорфенолиндофенолом). При анализе таких объектов

аскорбиновую кислоту в экстракте окисляют краской, прибавляя значительный

избыток ее. Избыток краски извлекают из экстракта таким растворителем,

который сам не растворим в воде, растворяет краску и не растворяет

пигментов экстракта. По разности между количеством прибавленной к экстракту

краски и ее остатком после реакции (определенном колориметрически) узнают

какое количество краски идет на окисление аскорбиновой кислоты.

Ход определения

10 г исследуемого материала экстрагируют 2-процентной метафосфорной

кислотой и доводят объем экстракта кислотой до 100 мл. После фильтрования

берут градуированный пипеткой определенный объем окрашенного экстракта и

наливают в мерный цилиндр. Туда же наливают 2 мл 0.001 н. раствора краски и

хорошо перемешивают. Через 2 минуты приливают пипеткой 10 мл. смеси толуола

и изобутилового спирта, закрывают цилиндр пробкой и осторожно взбалтывают

опрокидыванием его в руках 8-10 раз. Оставляют в покое до полного

разделения слоев. Избыток краски переходит в верхний слой и окрашивает его

в красный цвет (в темном месте интенсивной краски не изменяется в течение

нескольких часов). Часть раствора наливают в колориметрическую пробирку и

колориметрируют. Для удобства наливания лучше удалить шариковой пипетко из

цилиндра водный, нижний, слой. Раствором сравнения, наливаемым в другую

колориметрическую пробирку, служит раствор краски, который приготовляется

так же, как опытный раствор, с той лишь разницей, что вместо растительного

экстракта берут равный объем щавелевой или метафосфорной кислоты, которой

пользовались при экстрагировании исследуемого материала.

Определение дегидроаскорбиновой кислоты.

Дегидроаскорбиновая кислота в небольшом количестве обнаружена во многих

растениях, ее наличие связано с физиологической ролью витамина С в

растительных тканях. При обычной оценке растительного сырья по содержанию

витамина С можно ограничиваться определением восстановленой формы

аскорбиновой кислоты ввиду незначительного содержания дегидроаскорбиновой

кислоты. Дегидроаскорбиновая кислота может образовываться в довольно

значительных количествах во время слишком длительнго растирания и

измельчения растительной ткани переда анализом благодаря соприкосновению с

атмосферным кислородом и активности окислительных ферментов.

Так как дегидроаскорбиновая кислота не титруется 2,6-

дихлорфенолиндофенолом, то она может быть определена только после

восстановления ее в аскорбиновую кислоту.

Принцип метода

Сначала определяют в растительном экстракте описанным выше методоа

содержание восстановленой аскорбиновой кислоты. Затем в том же экстракте

дегидроаскорбиновую кислоту восстанавливают в аскорбиновую кислоту

сероводородом и снова определяют общее содержание восстановленой

аскорбиновой кислоты. По разности между вторым и первым определениями

узнается количество дегидроаскорбиновой кислоты в экстракте.

При определении всех формы аскорбиновой кислоты (свободной, связанной и

дегидро-формы) количество фильтрата 100 мл может оказаться недостаточным, в

таком случае следует увеличить величину навески и объем экстракта, сохраняя

их изначальное соотношение.

Ход определения.

Наливают в стакан 50 мл. профильтрованного растительного экстракта.

Через экстракт пропускают сероводорода в течение 20 минут (работа ведется в

вытяжном шкафу). Сероводород должен проходить через экстракт непрерывно.

Затем для удаления сероводорода через экстракт пропускают углекислоту.

Полноту удаления сероводорода через экстракт контролируют уксусно свинцовой

бумажкой, почернение которой указывае на наличие сероводорода. После

полного удаления сероводорода экстрак, если он мутный, фильтруют, а при

наличии центрифуги – центрифугируют. Затем берут две параллельные порции

экстракта по 10 мл и титруют краской как обычно.

Если необходимо определить количество титруемых краской посторонних

примесей, то к другим 2 параллельным порциям по 10 мл прибавляют 0.1 мл 10-

процентного раствора сернокислой меди, нагревают 10 минут при 110 градусах,

охлаждают и титруют краской. Полученную поправку вычитают из результата

первого титрования и узнают сумму восстановленной и дегидроаскорбиновой

кислоты в мг%. По разности между этой величиной и количеством мг%

восстановленой формы аскорбиновой кислоты (определенно до обработки

сероводородом) узнается количество дегидроаскорбиновой кислоты.

Определение активной кислотности

Биологическое значение активной кислотности.

Биологическое значение концентрации водородных ионов в растительных

тканях очень велико. Многие ферментативные процессы в растениях

регулируются реакцией среды, которая создается в результате поступления и

образования различных веществ (минеральных солей, органических кислот).

Скорость различных биохимических процессов управляется активной

кислотностью среды.

Культурные растения и их сорта в процессе своего формирования (как

биологических особей) приспособились к определенной активности кислотности

почвы. Например, местные сорта, сложившиеся в результате длительного

возделывания на кислых почвах слабо реагируют на известкование почв, тогда

как сорта, сформировавшиеся (в условиях разделывания) на нейтральных

почвах, сильно реагируют на известкование кислых почв.

Точный метод определения концентрации водородных ионов может быть

использован не только для характеристики культур и соротов, но и в качестве

биохимического метода контроля над происходящими изменениями в растительных

материалах в процессе их переработки. Например, в соке свежеполученной

мезги корнеплода свеклы был получен рН 6.00, по истечении же четырех часов

хранения мезги в отжатом из нее соке был найден рН 6.30. В измельченных

листьях шпината и подсолнечника также наблюдаются сдвиги в нейтральную и

щелочную сторону. В неизмельченных листьях происходят другие изменения в

концетрации водородных ионов, чем в измельченных. По характеру и быстроте

сдвигов в концентрациях водородных ионов можно судить о сортовых различиях.

Поскольку эти различия связаны с характером окислительно-

восстановительных и других процессов, то определение рН дает возможность

быстро установить происходящие изменения. Таким образом, определение рН

может служить для контроля.

Следует также подчеркнуть большое значение определении рН для различных

биохимических процессов, например, при определении ферментов, витаминов и в

других анализах.

Необходимо отметить, что рН вытяжек или суспензий зерна изменяется в

относительно узких пределах вследствие большой буферной способности

белковых веществ и фосфатов.

Понятие об активной кислотности.

Вода и водные растворы диссоциирующих веществ в той или иной степени

ионизированы. В воде непрерывно протекает процесс диссоциации воды на

водородный и гидроксильный ионы и рекомбинация этих ионов в

недиссоциированные молекулы воды. Скорость распада воды на ионы

пропорциональна действующей массе реагирующих молекул воды, а скорость

рекомбинации воды пропорциональна произведению действующих масс реагирующих

ионов. Это состояние выражается формулой

[pic],

где К – константа диссоциации, а символы в квадратных скобках –

концентрации соответствующих ионов и молекул.

Кислоты в водных растворах диссоциируют на водородный ион и

отрицательно заряжнный остаток кислоты. Сильные кислоты почти нацело

диссоциированы на ионы, а слабый – диссоциированы в слабой степени.

Наприме, 0.1 н. раствора HCl диссоциирован на 91 %, а такой же раствор

уксусной кислоты только на 1.36%. Следовательно, сила кислот зависит не от

общего количества находящегося в них водорода, а только от ионов водорода.

От концентрации водородных ионов зависит истинная кислотность или

щелочность среды.

В настоящее время принято обозначать концентрацию водородных ионов

символом рН для растворов не крепче нормального. Численное выражение рН

представляет собой десятичный логарифм числа, показывающего количество

граммов водородных ионов в 1л. При этом отрицательный знак опущен.

Понятие о буферности

Измерение рН растворов сильных кислот в присутствии слабых концентраций

солей этих кислот показывает, что концентрация водородных ионов изменяется

мало (при разбавлении растворов). Совсем иначе обстоит дело для растворов

слабых кислот и их солей. Величина рН слабых кислот в значительной степени

зависит от присутствия в растворе щелочных солей этих кислот. Прибавление

щелочных солей в растворы слабых кислот может изменить рН на несколько

единиц от рН первоначального раствора. Величина концентрации протонов,

соответствующая сильнокислой реакции, может быть достигнута прибавление

кислот, более сильная щелочная область устанавливается прибавлением более

сильных оснований и их солей. Все эти смеси называют буферными растворами,

или смесями.

Примерное вычисление рН смесей солей и кислот может быть произведено по

Страницы: 1, 2, 3