Реферат: Определение содержания аскорбиновой кислоты в яблоках различных сортов

Название "витамины" не отражает химического состава этих веществ. К витаминам относятся вещества самого разнообразного строения и характера, принадлежащие к различным классам органических соединений. Среди них имеются углеводороды, спирты, кислоты и т.п. Поэтому естественно, что и методы определения отдельных витаминов не сходны между собой.

Витамины синтезируются растениями. Несмотря на малое содержание их в растениях, народнохозяйственное значение их огромно; оно заключается в их роли в народном здравоохранении, связанной с проблемой питания. Огромное значение имеют витамины также и в животноводстве. Универсальное распространение витаминов и в растительном мире говорит о том, что эти вещества играют самую значительную роль также и в физиологии самих растительных препаратов.

Витамины необходимы человеку, животным и растениям для нормального роста и поддержания жизни. Значение их, как регуляторов процессов обмена веществ в организме, очень велико. Витамины являются физиологически весьма активными веществами. В живой клетке они выполняют роль биологических катализаторов, участвуя в энзиматических системах, связанных с окислительно-восстановительными функциями организма. Многие из них, в виде соответствующих деривативов, выполняют роль коферментов.

Потребность в витаминах в основном удовлетворяется продуктами сельхохозяйственного производства. Поэтому задачей сельского хозяйства, в частности растениеводства, является проведение мероприятий, обеспечивающих высокое содержание витаминов во всех видах продукции, используемых в пищевых и кормовых целях и служащих сырьем для витаминной промышленности. Эту задачу нельзя разрешить без наличия быстрых и точных методов количественного учета витаминов в сельскохозяйственной продукции.

В настоящее время уже проведены довольно многочисленные исследования культурных и дикорастущих растений на содержание витаминов и провитаминов. Результаты этих исследований показывают, что любой витамин или его провитамин, вероятно, можно найти в любом растении. Однако количественное содержание их не одинаково у различных видов и сортов; оно сильно зависит также от воздействия внешних условий произрастания.

Отдельные ткани одного и того же растения значительно различаются по содержанию витаминов. Так, например, аскорбиновая кислота сконцентрирована в листьях и плодах; подземные части растений, как правило, содержат ее мало. Концентрация аскорбиновой кислоты больше в листьях верхних ярусов, чем нижних. Наружные слои плодов, кочанов или корнеплодов содержат ее больше, чем внутренние. Аневрин сконцентрирован преимущественно в семенах растений, в которых он находится главным образом в зародыше и в тех наружных слоях, которые при помоле отходят в виде отрубей. Некоторые количество аневрина находится в листьях, корнях и клубнях. Концентрация его в листьях и стебле постепенно снижается вниз по растению. Концентрация каротина, за редким исключением, наибольшая в зеленых листьях. Так, наружные зеленые листья кочанной капусты содержат его намного больше, чем внутренние, белые листья. Корни и клубни содержат лишь следы каротина, за исключением разве только красных корней моркови. Различные ткани корня моркови различаются по содержанию каротина.

Отдельные растения, плоды и даже отдельные семена могут значительно различаться между собой по содержанию витаминов. Между отдельными плодами существуют различия, связанные с их величиной и возрастом. Так, например, мелкие плоды и кочаны обычно содержат аскорбиновой кислоты больше, чем крупные, что, вероятно, определяется степенью их зрелости; некоторое значение приписывают и относительной величине поверхности плодов, освещаемой солнцем, которая больше у мелких плодов. По содержанию каротина были обнаружен значительные различия у плодов томата с одного и того же растения и у корней одного и того же сорта моркови при выращивании в одинаковых условиях. Различия в содержании аскорбиновой кислоты в плодах на одном растении или в плодах различных растений одного и того же сорта могут быть значительно больше, чем различия между отдельными сортами в одинаковых условиях их выращивания. Однако при правильном отборе средних проб для анализа эти различия не мешают рассматривать аскорбиновую кислоту как признак, связанные с определением биологической единицей – видом и сортом.

Изучение овощных и плодовых культур по видам и сортам дало возможность выявить образцы с высоким содержанием аскорбиновой кислоты. Так например некоторые виды дикого картофеля содержат в 2-3 раза больше аскорбиновой кислоты, чем обычные селекционные сорта; среди послдених также обнаружены значительные различия. Широкая амплитуда сорртовой изменчивости по этому витамину обнаружена у капусты (особенно кочанной) и томатов. Это указывает на большие возможности селекции путем отбора и выведения новых витаминных форм растений путем гибридизации.

Изучение сортовой изменчивости содержания витаминов в культурных растениях показывает, что сортовые различия резко выявляются только в более или менее одинаковых условиях среды. Внешние условия даже в одном и том же пункте значительно меняются, вследствие чего изменяется и содержание витаминов. Поэтому при исследовании культур и сортов в отношении витаминов постоянно следует учитывать влияние условий выращивания. Было бы неправильно говорить о сортовых различиях культур в отношении витаминов, не указывая конкретно где, в каких условиях выращивались растения, ибо в других условиях сортовые различия могут быть иные.

На большое значние условий среды для накопления в растении витаминов указывает изменчивость содержания последних в одном и том же сорте при выращивании в различных географических пунктах. Так, например, найдено, что сорта яблок, произрастающие на юге (Кавказ, Крым, Средняя Азия), содержат аскорбиновой кислоты меньше, чем произрастающие на севере. Аналогичная изменчивость была обнаружена и в отношении содержания этого витамина в плодах северных и южных видов шиповника.

Влияние географического фактора наблюдается не только при передвижении с севера на юг, но и в зависимости от высоты местности над уровнем моря. Так, было обнаружено для овощей, выращенных на Памире, увеличение содержания витамина С с высотой; на высоте 3860 м капуста, шпинат и салат содержат витамина С в 2-3 раза больше, чем в долине. Южные высокогорные виды шиповника по содержанию этого витамина не уступают северным шиповникам.

Изменчивость содержания других витаминов под влиянием различных условий среды освещена еще очень мало. Имеющиеся данные показывают, что неодинаковость условий мест произрастания может оказывать значительное влияние на содержание аневрина в зерне пшеницы и ржи, чем видовой или сортовой фактор. На накопление каротина в плодах, очевидно, влияют световые условия. Так, было найдено, что томаты несколько снижают содержание каротина при выращивании в закрытом грунте.

Наибольшее влияние на биосинтез аскорбиновой кислоты, очевидно, оказывает интенсивность света. Было показано, что после увеличения интенсивности света в 25 раз содержание аскорбиновой кислоты в листьях турнепса увеличивается в 8.3 раза (от 28.2 до 235 мг%). Показано также, что определенное значение имеет фотопериод. Что касается влияния различного спектрального состава света, то на основании довольно ограниченных данных можно полагать, что биосинтезу аскорбиновой кислоты более способствуют длинноволновые, чем коротковолновые лучи спектра.

Определение аскорбиновой кислоты (витамина С)

Недостаток аскорбиновой кислоты в пище человека ведет к развитию ряда недомогания, приводящих постепенно к тяжелой болезни – цынге.

Симптомы гиповитаминоза следующие: общая слабость, легкая утомляемость, вялость, сонливость (особенно весной), сердечная недостаточность. Снижается устойчивость к различным заболеваниям, в том числе простудным. Замедляется заживление ран и выздоровление при различных болезнях. Ухудшается общее самочувствие. Усиливаются склеротические изменения в сосудах. Увеличивается содержание холестерина в крови, и развивается холестериновый атеросклероз. Происходят частые кровоизлияния из носа. Появляются синие пятнышки на коже (синяки без ушибов). Усиливается гипертония. Возникают боль и кровотечения десен, кариес, расшатывание и выпадение зубов.

Аскорбиновая кислота (С₆ Н₈ О₆ ) образует бесцветные кристаллы и является одноосновной кислотой, дающей соли, типа С₆ Н₇ О₆ М.

Аскорбиновая кислота отличается непрочностью вследствие наличия двойной связи в молекуле. Она способна обративо окисляться и восстанавливаться. При обратимом окислении образуется дегидроаскорбиновая кислота (С₆ Н₆ О₆ ), что обуславливается наличием в молекуле редко встречающейся в природе эндиольной группировки.

Последняя способна чрезвычайно легко окисляться в дикетогруппировку, обуславливая тем самым исключительную восстановительную способность аскорбиновой кислоты. Молекулярный вес аскорбиновой кислоты 176, эквивалентный вес 88. Она легко растворима в воде и в метиловом спирт, но в высших спиртах (например амиловом) почти нерастворима. Умеренно растворима в ацетоне и совсем нерастворима в безводном серном эфире и петролейном эфире.

Наиболее характерным свойством аскорбиновой кислоты является ее способность давать химически и термодинамически обратимую ОВ-систему; с этим свойством обычно связывают ее физиологическую функцию.

Количественное определение аскорбиновой кислоты

Принцип метода.

Метод основан на редуцирующих свойствах аскорбиновой кислоты. Синяя краска (индикатор), 2,6-дихлорфенолиндофенол, восстанавливается в бесцветное соединение экстрактами растений, содержащими аскорбиновую кислоту (реакция Тильманса).

2,6-дихлорфенолиндофенол показывает два вида реакции. Один вид обусловливается изменением pH среды, как у обычных ацидометрических индикаторов; при этом происходит переход от интенсивного синего цвета в 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);