Определение змісту аскорбінової кислоти в яблуках різних сортов

Міністерство загального користування та професійної освіти Російської Федерації Уральський Державний Технічний Університет — УПИ Учебно-исследовательская робота студента кафедри аналітичної химии:

Определение загальної кислотності та змісту p-активных речовин, у різних сортах яблок Выполнил: Студент грн. Х-349 Галкін И.В.

Преподаватель:

Марина Н.В.

Екатеринбург 2000.

Яблоки Большинство зимових сортів яблук вирізняється невисокою С-Р витаминностью, і них можна не зупинятися. Кількість вітаміну З навесні зазвичай складає в яблук половину колишнього до споживчої стиглості - Рактивні сполуки убувають за 3 — 6 місяців холодного зберігання на 15 — 30%.

Химическая класифікація яблок.

1. Поливитаминные. Схрещування грунтуються на об'єднанні ознак сортів, взаємно доповнюють одне одного захисними речовинами. Наприклад, якщо яблука сорти Первісток є багато вітамінів У і Р, а Полярне Олониченко багато З повагою та Р, то схрещуючи їх, можна отримати роботу поливитаминные гібриди, високий вміст Р-веществ буде приховуватися безліччю цукрів. 2. Каротиновые. Виходять схрещуванням желтомясых крупноплодных (Эдельстенер) друг з одним. Відбір ведеться за інтенсивності помаранчевої забарвлення м’якуші. 3. Антоциановые. Вихідні красномясые сорти Молдавії, Грузії й Казахстану є. При селекції посилюється червона забарвлення м’якуші (Р-активные сполуки) і усувається зазвичай низька її цукристість. 4. Гематогенные. Котрі Накопичують багато фолієвої кислоти і заліза. 5. Бактерицидні (эфироносные). Відрізняються ароматичной м’якоттю і накопиченням великої кількості ефірних масел.

Витамины Так звані органічні сполуки, нестача яких так в їжі викликає на початку захворювання середньої інтенсивності (гіповітамінози), а при тривалому нестачі найтяжчі захворювання (авітамінози). Дивлячись у тій, якого саме вітаміну бракувало в їжі виникають захворювання. Кожен потребує щоденному вступі 16 різних вітамінів, дві з них можуть замінюватись провитаминами, такі як каротин (провітамін А) і провітамін D (бета-ситостерин), які у організмі можуть перехолдить на відповідні вітаміни. Необхідний і кілька витаминоподобных речовин, у вигляді холіну, інозиту, вітаміну F та інших. У плодах і ягодах найчастіше присутній два вітаміну, саме: вітамін З (аскорбінова кислота) і вітамін Р. Оскільки вітамінна природа останнього багатьма заперечується, то речовини цього дії носять ще назва Рактивні сполуки, чи поліфеноли. Два універсальних вітаміну З повагою та Р часто зустрічаються разом і посилюють взаємне хід одне другу. Кожен вітамін має надходити у певному кількості. Приміром, добова норма вітаміну З становить для дорослого (але нестарого) здорового людини, зайнятого роботою середньої труднощі, 75 мг. За більш важкої фізичної чи розумової роботі чи більш похилому віці потреба у ньому зростає до 100 — 200 мг. Зміст біоактивних речовин, у плодах прийнято висловлювати як мг %, тобто. вказувати, скільки мг даного нас сполуки перебуває у 100 р плодів чи ягід чи 100 р м’якуші плодів. Іноді вказують вміст у мг в м’якуші зі ста р плодів, наприклад смородини чи агрусу. Там, коли речовини дуже багато, наприклад 300 — 500 мг%, висловлюють його зміст в %, прирівнюючи кожні 100 мг% - 0.1%. Для оцінки корисності плодів як джерела тієї чи іншої биоактивного сполуки необхідно зіставити добову потреба у ньому — із тих його кількістю, які міститься у 250 р оцінюваних фруктів. Винесемо зведені даних про змісті вітамінів у фруктах в таблицу:

|Витамин чи |Де міститься у великому |Дози в мг | |провітамін |кількості | | | | |Профилак-|Терапевти| | | |тическая |-ческая | |п-А |Шипшина, обліпиха, горобина, |3 -4 | | |(каротин) |абрикосі, хурма, деякі | |10 — 15 | | |сливи, мандарини. | | | | |Сливи, алича, персик, |2 — 3 | | |В2 |шипшина, гранат | |10 | | |Виноград, малина, земляника,|0.5 — 1 | | |В9 |вишня |60 — 75 |2 -3 | |З |Шипшина, смородина чорна, | |150 — 300| | |обліпиха, суниця, | | | | |цитрусові, унаби |25 | | |Є |Обліпиха, мигдаль, ліщина, | | | | |олива, шипшина, горобина |100 — 200|100 | |Р |Арония, горобини мичуринские, | | | | |мелкоплодные, яблука | |1000 — | |К1 |Смородіна, горобина, арония, |10 |2000 | | |обліпиха, виноград | | | | | | |50 |.

Визначення витаминов.

Особливості вітамінів і методів їх определения.

Серед інших хімічних речовин рослин вітаміни займають особливу увагу тим, що вони, зазвичай, зберігають у рослинах у винятково малому кількості. Якщо білків, жирів і вуглеводів в рослинних тканинах становить цілі відсотки, кількість вітамінів вимірюється лише тисячними чи десятитысячными частками відсотка. Ця обставина зумовлює особливі вимоги, які пред’являються хімічним методам визначення вітамінів; такі методи мають відрізнятися високої чутливістю, залишаючись до того ж час досить точними. Досягається це у вона найчастіше застосуванням фізико-хімічних методів аналізу (хроматографія, колориметрия, спектрофотометрия, флюорометрия тощо.). Труднощами розробки простих, чутливих і точних методів пояснюється та обставина, що на даний час ми ще маємо надійних хімічних методів для кількісного визначення деяких відомих вітамінів, як і раніше, що саме хімічне будова їх добре з’ясовано. Для встановлення наявності й у кількісного визначення таких вітамінів поки користуються біологічними чи мікробіологічними методами.

Назва «вітаміни «не відбиває хімічного складу цих речовин. До вітамінів ставляться речовини найрізноманітнішого будівлі та характеру, належать до різним класам органічних сполук. У тому числі є вуглеводні, спирти, кислоти тощо. Тож природно, як і методи визначення окремих вітамінів не подібні між собой.

Вітаміни синтезуються рослинами. Попри мале їх в рослинах, народногосподарське значення їх величезна; воно залежить від їх роль народному охороні здоров’я, що з проблемою харчування. Величезне значення мають вітаміни й у тваринництві. Універсальне поширення вітамінів й у рослинному світі свідчить, що це речовини грають найбільшу роль й у фізіології самих рослинних препаратов.

Вітаміни необхідні людині, тварин та рослин для нормального розвитку і підтримки життя. Значення їх, як регуляторів процесів обміну речовин, у організмі, дуже велике. Вітаміни є фізіологічно дуже активними речовинами. У живої клітині виконують роль біологічних каталізаторів, беручи участь у энзиматических системах, що з окислительновідбудовними функціями організму. Чимало їх ми, як відповідних деривативів, виконують роль коферментов.

Потреба у вітамінах переважно задовольняється продуктами сельхохозяйственного виробництва. Тому завдання сільського господарства, в частковості рослинництва, є проведення заходів, які забезпечують високий вміст вітамінів в усіх проявах продукції, які у харчових і кормових мету і службовців сировиною для вітамінною промисловості. Це завдання не можна дозволити без наявності швидких і точних методів кількісного обліку вітамінів у сільськогосподарській продукции.

Нині вже зроблено досить численні дослідження культурних і дикорослих рослин утримання вітамінів і провитаминов. Результати цих досліджень показують, що кожен вітамін або його провітамін, мабуть, можна знайти у будь-якому рослині. Проте кількісне їх не однаково в різних видів тварин і сортів; воно дуже залежить також від впливу зовнішніх умов произрастания.

Окремі тканини однієї й тієї ж рослини значно різняться по змісту вітамінів. Приміром, аскорбінова кислота сконцентрована в листі і плодах; підземні частини рослин, зазвичай, містять її мало. Концентрація аскорбінової кислоти більше коштів у листі верхніх ярусів, ніж нижніх. Зовнішні верстви плодів, качанів чи коренеплодів містять її більше, ніж внутрішні. Аневрин сконцентрований переважно у насінні рослин, у яких перебуває головним чином зародку й у зовнішніх шарах, які за помоле відходять як висівок. Деякі кількість аневрина перебуває у листі, коренях і клубнях. Концентрація його в листі і стеблі поступово знижується вниз по рослині. Концентрація каротину, за рідкісними винятками, найбільша у зелених листі. Так, зовнішні зелене листя кочанной капусти містять її якомога більше, ніж внутрішні, білі листя. Коріння і бульби містять лише сліди каротину, за винятком, хіба лише червоних коренів моркви. Різні тканини кореня моркви різняться за змістом каротина.

Окремі рослини, свої плоди й поодинокі насіння можуть істотно різнитися між собою за змістом вітамінів. Між окремими плодами існують відмінності, пов’язані зі своїми величиною і віком. Приміром, дрібні свої плоди й качани зазвичай містять аскорбінової кислоти більше, ніж великі, що, мабуть, визначається мірою їхнього зрілості; деяке значення приписують і відносній величині поверхні плодів, освітлюваної сонцем, яка більше в дрібних плодів. За змістом каротину були виявлено значні відмінності у плодів томату з однієї й того рослин та при корінні однієї й тієї ж сорти моркви при вирощуванні в однакових умов. Відмінність змісті аскорбінової кислоти в плодах на рослині чи плодах різних рослин однієї й тієї ж сорти можуть бути значно більший, чому відмінності між окремими сортами в однакових умови їх вирощування. Проте за правильному відборі середніх проб для аналізу ці відмінності не заважають розглядати аскорбінову кислоту як ознака, пов’язані з визначенням біологічної одиницею — виглядом і сортом.

Вивчення овочевих і плодових культур за видами і сортів дозволило виявити зразки із високим вмістом аскорбінової кислоти. Приміром деяких видів дикого картоплі перебувають у 2−3 рази більше аскорбінової кислоти, ніж звичайні селекційні сорти; серед послдених також виявлено значні відмінності. Широка амплітуда сорртовой мінливості у цій витамину виявлено у капусти (особливо кочанной) і томатів. Це вказує великі можливості селекції через відбір і виведення нових вітамінних форм рослин шляхом гибридизации.

Вивчення сортовий мінливості змісту вітамінів в культурних рослинах показує, що сортові відмінності різко виявляються лише у більш більш-менш однакових умов середовища. Зовнішні умови в одному й тому самому пункті значно змінюються, унаслідок чого змінюється і змістом вітамінів. Тому, за дослідженні культур і сортів щодо вітамінів постійно треба враховувати вплив умов вирощування. Було б неправильно казати про сортових розбіжностях культур щодо вітамінів, не вказуючи конкретно де, за яких вирощувалися рослини, бо у інших сортові відмінності може бути иные.

На велике значние умов середовища для накопичення в рослині вітамінів вказує мінливість змісту їх у тому ж сорт при вирощуванні у різних географічних пунктах. Приміром, знайдено, що сорти яблук, які ростуть Півдні (Кавказ, Крим, Середня Азія), містять аскорбінової кислоти менше, ніж які ростуть північ від. Аналогічна мінливість було виявлено у питаннях змісту цього вітаміну в плодах північних і південних видів шиповника.

Вплив географічний чинник утворилася не так лише за пересуванні із півночі на південь, а й у залежність від висоти місцевості над рівнем моря. І так було виявлено для овочів, вирощених на Памірі, збільшення змісту вітаміну із заввишки; в розквіті 3860 м капуста, шпинатом і салат містять вітаміну З в 2−3 рази більше, ніж у долині. Південні високогірні види шипшини за змістом цього вітаміну не поступаються північним шиповникам.

Мерехтливість змісту інших вітамінів під впливом різних умов середовища освітлена ще мало. Наявні дані показують, що неоднаковість умов місць проростання може значне впливом геть зміст аневрина в зерні пшениці і жита, ніж видовий чи сортовий чинник. На накопичення каротину в плодах, очевидно, впливають світлові умови. І так було знайдено, що томати кілька знижують зміст каротину при вирощуванні у зачиненому грунте.

Найбільшого впливу на біосинтез аскорбінової кислоти, очевидно, надає інтенсивність світла. Було показано, що тільки після збільшення інтенсивності світла 25 раз зміст аскорбінової кислоти в листі турнепсу збільшується в 8.3 разу (від 28.2 до 235 мг%). Показано також, що певне значення має тут фотопериод. Що ж до впливу різного спектрального складу світла, то, на підставі досить обмежених даних можна вважати, що биосинтезу аскорбінової кислоти більш сприяють довгохвильові, ніж короткохвильові промені спектра.

Визначення аскорбінової кислоти (вітаміну С).

Недолік аскорбінової кислоти в їжі людини веде до розвитку низки нездужання, призводять поступово до важку хворобу — цынге. Симптоми гиповитаминоза такі: загальна слабкість, легка стомлюваність, млявість, сонливість (особливо навесні), серцева недостатність. Знижується опірність різноманітних захворювань, зокрема простудним. Сповільнюється загоєння ран і одужання що за різних хворобах. Погіршується загальне самопочуття. Посилюються склеротичні зміни у посудинах. Збільшується зміст холестерину у крові, розвивається холестериновый атеросклероз. Відбуваються часті крововиливу з носа. З’являються сині цятки на шкірі (синці без забитих місць). Посилюється гіпертонія. Виникають біль, і кровотечі ясен, карієс, розхитування і випадання зубов.

Аскорбінова кислота (С6Н8О6) утворює безколірні кристали і є одноосновной кислотою, дає солі, типу С6Н7О6М.

Аскорбінова кислота відрізняється неміцністю внаслідок наявності подвійний зв’язку в молекулі. Вона здатна обративо окисляться і відновлюватися. При обратимом окислюванні утворюється дегидроаскорбиновая кислота (С6Н6О6), що обумовлюється наявністю в молекулі рідко трапляється у природі эндиольной группировки.

Остання здатна надзвичайно легко окисляться в дикетогруппировку, обумовлюючи цим виняткову восстановительную здатність аскорбінової кислоти. Молекулярний вагу аскорбінової кислоти 176, еквівалентний вагу 88. Вона легко розчинна у воді й в метиловом спирт, але у вищих спиртах (наприклад амиловом) майже нерастворима. Помірно розчинна в ацетоні і зовсім нерастворима в безводнім сірчаному ефірі і петролейном эфире.

Найбільш характерним властивістю аскорбінової кислоти є його здатність давати хімічно і термодинамічно обратимую ОВ-систему; з цією властивістю зазвичай пов’язують її фізіологічну функцию.

Кількісне визначення аскорбінової кислоты.

Принцип метода.

Метод грунтується на редуцирующих властивості аскорбінової кислоти. Синя фарба (індикатор), 2,6-дихлорфенолиндофенол, відновлюється в безкольорове з'єднання екстрактами рослин, що містять аскорбінову кислоту (реакція Тильманса).

2,6-дихлорфенолиндофенол показує два виду реакції. Один вид обумовлюється зміною pH середовища, як в звичайних ацидометрических індикаторів; у своїй відбувається перехід від інтенсивного синього кольору ще на лужної середовищі до бледнокрасному у кислому середовищі. Перехід забарвлення відбувається між рН 4 і п’яти, у тому інтервалі індикатор має фіолетовий колір. Другий вид реакції - це ОВ-переход від темносинего окисленого стану до безбарвному. Цю останню реакцію й використовують визначення аскорбінової кислот. Кислотні витяжки з рослин титруют розчином індикатора (відомого титру) до рожевого фарбування, обуславливаемого надлишком індикатора у кислому середовищі. На одну молекулу аскорбінової кислоти (молекулярний вагу 176) припадає дві молекули індикатора. При приготуванні цієї фарби виходить натрієва сіль 2,6- дихлорфенолиндофенола, має молекулярний вагу 290.

Точність методу великою мірою залежить відрізняється від застосовуваної техніки аналізу. Так як аскорбінова кислота є дуже лабильным речовиною, то растертой рослинної тканини вона швидко окислюється, перетворюючись на дегидроаскорбиновую кислоту. Тому всі операції, пов’язані з взяттям середньої проби матеріалу для аналізу, подрібненням і розтиранням навішення і т.п., потрібно виконати можливо швидше. Дегидроаскорбиновая кислота може бути оцінена після відновлення її, наприклад, сірководнем, що значно ступеня ускладнює техніку аналізу. Дегидроаскорбиновая кислота потроху присутня й у нерастертых тканинах рослин, але в силу порівняно незначного змісту її й не враховувати під час виконанні масових аналізів культур і сортів на аскорбінову кислоту.

Оцінюючи свіжого рослинного матеріалу заборонена попередня сушіння його будь-якої друго спосіб консервування, так як збільшується кількість аскорбінової кислоти при консервуванні уменьшается.

Такі об'єкти, які мають дуже короткій лежкостью (листові овочі, дрібні плоди, ягоди тощо.), слід аналізувати щодня їх збирання, оскільки зміни змісту вітамінів у яких відбуваються быстро.

Реактиви і аппаратура.

1) 1-процентная соляна кислота (23 мл концентрированой соляної кислоти, частки 1.19 доводять дистильованої водою до 1 л);

2) 2-процентная метафосфорная кислота (НРО3); 20 грам кристалічною кислоти розчиняють і доводять водою до 1 л; вони можуть зберігається не в холодильнику 2−3 тижня, не наражаючись псування; 1-відсотковий водний розчин щавлевої кислоти може замінити метафосфорную;

3) 2-процентная сірчана кислота; 11.4 мл концентрованої кислоти, частки 1.84, доводять водою до 1 л;

4) аскорбінова кислота, кристаллическая;

5) иодистый калій, кристаллический;

6) крохмаль, 1-відсотковий розчин (як индикатор);

7) 10-відсотковий розчин сернокислой міді (9.25 р CuSO4 (5H2O розчиняють в 50 мл воды);

8) 0.001 зв. розчин иодата калію (KJO3); на аналітичних терезах берут.

0.3568 р иодата, висушеного протягом 2 годин при 102о, розчиняють і доводять водою до 1 л; отриманий в такий спосіб децинормальный розчин розбавляють удесятеро і доводять водою до 1 л; розчин зручно зберігати в склянці зі вставленої у ній микробюреткой, наполняющейся розчином знизу з допомогою груши;

9) 0.001 зв. розчин 2,6-дихлорфенолиндофенола; на технічних терезах відважують 60 мг сухий фарби, переносять в мірну колбу на 200 мл, додають 100−150 мл теплою дистильованої води та 4−5 крапель 0.01 зв. луги; сильно збовтують колбу руками 10 хвилин, потім доливають до мітки водою і фільтрують через щільний фільтр в суху колбу;

10) 2 микробюретки з градуировкой на 0.01 мл, ємністю 1−5 мл.

11) піпетки п’ять і десяти мл;

12) мірні колби на 100, 200 і 1000 мл;

13) конічна колба на 100 мл;

14) мірний циліндр на 50 мл;

15) хімічні склянки на 50 мл;

16) скляна воронка;

17) годинникове стекло.

18) порцелянові чашки діаметром 20 см;

19) ступка діаметром 15 см;

20) технохимические ваги на 200 г;

21) ніж з нержавіючого чи хромованою стали.

Встановлення титру фарби по аскорбінової кислоті (по С.М.Прокошеву). Метод встановлення титру фарби грунтується на паралельному титровании розчину аскорбінової кислоти фарбою і 0.001 зв. розчином иодата калію. Оскільки 1 мл 0.001 зв. розчину иодата еквівалентний 0.088 мг аскорбінової кислоти, то легко розрахувати титр краски.

Перед встановленням титру фарби розчиняють кілька кристаликів аскорбінової кислоти приблизно 50 мл 2-відсотковою сірчаної кислоти. 5 мл цього розчину титруют фарбою з микробюретки. Відразу після цього той самий обсяг розчину аскорбінової кислоти титруют з іншої микробюретки точно 0.001 зв. розчином иодата з додатком в колбочку перед титруванням кількох кристаликів (близько 5−10 мг) йодистого калію і п’яти крапель 1- відсоткового розчину розчинної крохмалю. Застосування великих концентрацій йодистого калію неприпустимо, бо при високих концентраціях цієї солі сильно гальмується оксисление аскорбінової кислоти иодом.

Підготовка материала.

Середню пробу попередньо грубо подрібнюють ножем на скляній пластині, або порцелянової чашці. Необхідно пам’ятати, що сліди заліза і міді катализируют руйнація вітаміну З. Весь процес подрібнення необхідні як і быстрее.

З подрібненого і добре перемішаного матеріалу беруть на годинникові скла дві паралельні навішення на технохимических терезах визначення аскорбінової кислоти. При одночасному аналізі кількох зразків слід прагнути все навішення визначення аскорбінової кислоти відразу залити кислотою і після вже розтирати до освіти гомогенної смеси.

Хід определения.

Приготування вытяжек.

Навішення досліджуваного матеріалу в 5−10 р заливають в ступці 20 мл 1- відсоткової соляної кислоти і швидко розтирають у присутності кислоти до освіти гомогенної маси. Процес розтирання ні тривати більше 10 хвилин. Отриману масу зливають з ступки (через скляну паличку і вирву) в мірну колбу на 100 мл. Ступку споліскують кілька разів 2- відсоткової метафосфорной кислотою, яку виливають ж мірну колбу. Вміст колби доводять до мітки 2-відсотковою метафосфорной кислотою, колбу закривають корком, сильно встряхивают і вони залишають стояти майже п’ять хвилин. Потім вміст колби виливають на сухий фільтр і отфильтровывают частина екстракту (близько 50 мл) в сухий склянка чи колбу.

Соляна кислота витягує зі рослинної тканини як вільну, і пов’язану аскорбінову кислоту. Метафосфорная ж кислота бере в облогу білки, й покращує стійкість аскорбінової кислоти в экстрактах.

Метафосфорная кислота не дістає пов’язаної аскорбінової кислоти з тканин. Тому якщо хочуть визначити окремо вільну форму аскорбінової кислоти, то екстракцію матеріалу виробляють самої лише 2-відсотковою метафосфорной кислотою. По різниці ж між результатами титрування екстрактів, отриманих шляхом застосування для екстракції суміші соляної і метафосфорной кислот та однієї метафосфорной килоты, впізнається кількість пов’язаної аскорбінової кислоты.

Визначення аскорбінової кислоти в забарвлених вытяжках (по И. К. Мурри).

Багато рослинні матеріали дають забарвлені екстракти, що утрудняє визначення аскорбінової кислоти шляхом прямого титрування фарбою (2,6-дихлорфенолиндофенолом). При аналізі таких об'єктів аскорбінову кислоту в екстракті окисляют фарбою, додаючи значний надлишок її. Надлишок фарби беруть із екстракту таким розчинником, яка сама не розчинний у питній воді, розчиняє фарбу і розчиняє пігментів екстракту. По різниці між кількістю прибавленной до экстракту фарби і його залишком після реакції (певному колориметрически) дізнаються скільки фарби йде окислювання аскорбінової кислоты.

Хід определения.

10 р досліджуваного матеріалу екстрагують 2-відсотковою метафосфорной кислотою і доводять обсяг екстракту кислотою до 100 мл. Після фільтрування беруть градуйований піпеткою певний обсяг пофарбованого екстракту і наливають в мірний циліндр. Туди ж наливають 2 мл 0.001 зв. розчину фарби і добре перемішують. Через 2 хвилини доливають піпеткою 10 мл. суміші толуолу і изобутилового спирту, закривають циліндр корком і обережно збовтують опрокидыванием їх у руках 8−10 раз. Залишають у спокої до поділу верств. Надлишок фарби перетворюється на верхній шар і забарвлює його в червоний колір (в темному місці інтенсивної фарби не змінюється протягом кількох годин). Частина розчину наливають в колориметрическую пробірку і колориметрируют. Для зручності наливания краще видалити кульковою пипетко з циліндра водний, нижній, шар. Розчином порівняння, наливаемым до іншої колориметрическую пробірку, служить розчин фарби, який приготовляется як і, як розчин, з тією різницею, що замість рослинного екстракту беруть рівний обсяг щавлевої чи метафосфорной кислоти, якої користувалися при экстрагировании досліджуваного материала.

Визначення дегидроаскорбиновой кислоты.

Дегидроаскорбиновая кислота у кількості виявлено у багатьох рослинах, її наявність пов’язані з фізіологічної роллю вітаміну З в рослинних тканинах. При звичайній оцінці рослинного сировини за змістом вітаміну З можна обмежуватися визначенням восстановленой форми аскорбінової кислоти через незначного змісту дегидроаскорбиновой кислоти. Дегидроаскорбиновая кислота може утворюватися у досить значних кількостях під час занадто длительнго розтирання і подрібнення рослинної тканини переду аналізом завдяки зіткненню з атмосферним киснем і активності окисних ферментов.

Оскільки дегидроаскорбиновая кислота не титруется 2,6- дихлорфенолиндофенолом, вона може бути оцінена тільки після відновлення їх у аскорбінову кислоту.

Принцип метода.

Спочатку призначають у рослинному екстракті описаним вище методоа зміст восстановленой аскорбінової кислоти. Потім у тому самому екстракті дегидроаскорбиновую кислоту відновлюють в аскорбінову кислоту сірководнем і знову визначають загальний вміст восстановленой аскорбінової кислоти. По різниці між другим й першим визначеннями впізнається кількість дегидроаскорбиновой кислоти в экстракте.

При визначенні всіх форми аскорбінової кислоти (вільної, пов’язаної і дегидро-формы) кількість фільтрату 100 мл може бути недостатнім, в цьому випадку слід збільшити величину навішення і обсяг екстракту, зберігаючи їх початкове соотношение.

Хід определения.

Наливають в склянку 50 мл. профільтрованого рослинного екстракту. Через екстракт пропускають сірководню протягом 20 хвилин (робота ведеться в вытяжном шафі). Сірководень має відбуватися через екстракт безупинно. Потім видалення сірководню через екстракт пропускають вуглекислоту. Повноту видалення сірководню через екстракт контролюють уксусно свинцевій папірцем, почорніння якої указывае на наявність сірководню. Після повного видалення сірководню экстрак, коли він каламутний, фільтрують, а при наявності центрифуги — центрифугируют. Потім беруть дві паралельні порції екстракту по 10 мл і титруют фарбою як обычно.

Якщо потрібно визначення кількості титруемых фарбою сторонніх домішок, чи до іншим 2 паралельним порціям по 10 мл додають 0.1 мл 10- відсоткового розчину сернокислой міді, нагрівають 10 хвилин при 110 градусах, охолоджують і титруют фарбою. Отриману поправку віднімають з результату першого титрування й довідаються суму відновленої і дегидроаскорбиновой кислоти в мг%. По різниці між цією величиною і пишатися кількістю мг% восстановленой форми аскорбінової кислоти (точно до обробки сірководнем) впізнається кількість дегидроаскорбиновой кислоты.

Визначення активної кислотности.

Біологічна значення активної кислотности.

Біологічна значення концентрації водневих іонів в рослинних тканинах дуже велике. Багато ферментативные процеси в рослинах регулюються реакцією середовища, що створюється внаслідок надходження, і освіти різних речовин (мінеральних солей, органічних кислот). Швидкість різних біохімічних процесів управляється активної кислотністю среды.

Культурні рослини та їхні сорти у свого формування (як біологічних особин) пристосувалися до визначеної активності кислотності грунту. Наприклад, місцеві сорти, сформовані внаслідок тривалого обробітку на кислих грунтах слабко реагують на вапнування грунтів, тоді як сорти, сформовані (за умов разделывания) на нейтральних грунтах, сильно реагують на вапнування кислих почв.

Точний метод визначення концентрації водневих іонів то, можливо використаний як для характеристики культур і соротов, а й у ролі біохімічного методу контролю за що відбуваються змінами у рослинних матеріалах у процесі їхньої переробки. Наприклад, в соку свежеполученной мезги коренеплоду буряків було отримано рН 6.00, після закінчення ж чотирьох годин зберігання мезги в отжатом з її соку знайшли рН 6.30. У подрібнених листі шпинату й соняшнику також спостерігаються зрушення в нейтральну і лужний бік. У неизмельченных листі стаються інші зміни у концетрации водневих іонів, ніж у подрібнених. За характером і швидкості зрушень на концентраціях водневих іонів можна будувати висновки про сортових различиях.

Оскільки ці відмінності пов’язані з характером окислительновідбудовних та інших процесів, то визначення рН дає можливість швидко встановити що відбуваються зміни. Отже, визначення рН може бути для контроля.

Слід також відзначити велике значення визначенні рН щодо різноманітних біохімічних процесів, наприклад, щодо ферментів, вітамінів й у інших анализах.

Слід зазначити, що рН витяжок чи суспензий зерна змінюється в щодо вузьких межах внаслідок великий буферної здібності білкових речовин і фосфатов.

Поняття про активної кислотности.

Вода і водні розчини диссоциирующих речовин, у тій чи іншій ступеня ионизированы. У воді безупинно протікає процес дисоціації води на водневий і гидроксильный іони і рекомбінація цих іонів в недиссоциированные молекули води. Швидкість розпаду води на іони пропорційна діючої масі реагують молекул води, а швидкість рекомбінації води пропорційна твору діючих мас реагують іонів. Цей стан виражається формулой.

[pic],.

де До — константа дисоціації, а символи в квадратних дужках — концентрації відповідних іонів і молекул.

Кислоти у водних розчинах диссоциируют на водневий іон і негативно заряжнный залишок кислоти. Сильні кислоти майже нацело диссоциированы на іони, а слабкий — диссоциированы в слабкої ступеня. Наприме, 0.1 зв. розчину HCl диссоциирован на 91%, а той самий розчин оцтової кислоти лише з 1.36%. Отже, сила кислот залежить немає від загальної кількості що у них водню, лише від іонів водню. Від концентрації водневих іонів залежить справжня кислотність чи лужність среды.

Нині прийнято позначати концентрацію водневих іонів символом рН для розчинів не міцніше нормального. Кількісна вираз рН є десятковий логарифм числа, що демонструє кількість грамів водневих іонів в 1 л. У цьому негативний знак опущен.

Поняття буферности.

Вимірювання рН розчинів сильних кислот у присутності слабких концентрацій солей цих кислот показує, що концентрація водневих іонів змінюється мало (при розведенні розчинів). Зовсім інакше стан справ для розчинів слабких кислот та його солей. Розмір рН слабких кислот значною мірою залежить від присутності розчині лужних солей цих кислот. Поповнення лужних солей в розчини слабких кислот може змінитися рН сталася на кілька одиниць від рН початкового розчину. Розмір концентрації протонів, відповідна сильнокислой реакції, можна досягти поповнення кислот, сильніша лужне область встановлюється додатком більш сильних підстав та його солей. Всі ці суміші називають буферними розчинами, чи смесями.

Зразкове обчислення рН сумішей солей і кислот можна виготовити по найпростішої формуле.

[pic], где.

До — константа диссоциации.

Необхідна концентрація водневих іонів то, можливо зроблена по нашому бажанню, що є велике практичного значення і що постійно доводиться пользоваться.

Суміші кислот зі своїми солями (буферні суміші) мають важливим властивістю, состоящимх в усталеному збереженні [H (] при сильних розведеннях. Це властивість представляє велику практичну цінність. Проте буферне цих розбавлених розчинів знижується. Кожен буферний розчин може нейтралізувати лише відоме граничне кількість кислоти чи луги тобто. має певної буферної ємністю. Ємність буфера тим більше, що більше молей буферного речовини міститиметься у цьому розчині. Витяжки з деяких рослинних об'єктів мають значної буферностью.

Визначення концентрації водневих ионов.

Для визначення рН є багато методів, заснованих на электрометрических і колориметрических принципах. Хороші результати можуть отримати щодо рН по колориметрическому методу Михаэльса з набором індикаторів та кольорової шкали в пробірках. Для точних визначень рН необхідно користуватися электрометрическим методом. Існуючі нині прилади, потенциометры, дозволяють виробляти визначення рН досить швидко і точно.

Їх колориметрических методів зручні для користування методи з індикаторними папірцями, просоченими індикаторами (колориметр Вульфа), чи з набором індикаторних олівців (колориметр, запропонований Є. Хорошою). Ці методи відрізняються широкої можливістю застосування у випадках, коли точність визначення рН достатня від 0.1−0.2, оскільки помилка у визначенні рН можлива у тих межах. Нерідко така точність є задовільною. Під час вивчення біохімічних процесів необхідна велика точность.

Визначення рН з допомогою олівцевого колориметра.

Весь прилад полягає у коробку розміром 9×17×5 див і складається з набору 6 індикаторних олівців і шість кольорових шкал, порівнювати об'єднаних попарно, предметного скельця, скляній палички і фільтрувальної бумаги.

Метод грунтується на вимірі забарвлення індикатора, завданого олівцем тонким шаром на змочену досвідченим розчином фільтрувальну папір, під впливом рН цього розчину. Кожен олівець чутливий лише у певному межі шкали рН і кожному олівця соотвествует своя шкала, позначена у тому ж номером.

Граничні значення чутливості кожного карандаша:

№ 1…1.2−2.4 № 4…6.6−8.6.

№ 2…2.6−5.0 № 5…8.6−10.4.

№ 3…5.2−6.6 № 6…10.6−12.6.

Цей метод застосуємо на приготування розчинів з деякими межами рН, для швидких орієнтованих визначень в польових умовах і експедиціях, для швидких але наближених визначень рН в соках і мезге, особливо в наявності невеликих проб матеріалу. Точність методу вбирається у 0.1. Для вивчення біохімічних процесів необхідно застосовувати точніші методы.

Хід определения.

На предметне скло кладуть смужку беззольной фільтрувальної папери, і змочують її испытуемой жикдостью до рівного зволоження. Щойно крапля розпливлася у всій папірці, у ньому роблять олівцем кілька легких рівномірних по тиску штрихів. Очікують кілька днів, щоб завдані на папір штрихи прийняли постійну забарвлення. Після цього отримані відтінок відшукують на відповідної взятому олівця шкале.

Якщо рН рідини приблизно відомий, одразу вибирають олівець, відповідний предпологаемому рН. Що стосується, якщо рН невідомий, визначення починають із олівця № 3 (рН 5.2 — 6.6). Якщо за порівнянні зі шкалою знаходять, що відтінок штриха совпадается з забарвленням, відповідної рН 6.6 (чи 5.2), тоді беруть сусідній олівець № 4 (чи № 2) і завдають штрихи. Що стосується збіги відтінку, відповідного рН 6.6 (чи 5.2) по інший шкалою (4 і 2, з якою слід порівнювати відтінки), тоді справжнє значення рН лежить між крайніми значеннями рН двох шкал. Цим методом можна визначати рН суспензії, забарвлених витяжок, соків і мезги. Що стосується визначення рН в мезге беруть смужку фильтровально папери завширшки 1 див і занурюють її одним кінцем в мезгу. Зволоження папери скоро поширюватися до протилежного кінцю. Цю зволожену, але з забарвлену мезгой частина папери завдають штрихи індикаторним олівцем. У разі забарвлених соків чи витяжок на папір завдають кілька великих крапель і штрихи завдають на зволожені, але з забарвлені частини бумаги.

Электрометрическое визначення рН.

Метод грунтується у тому, що електродом, насиченим воднем і рідиною, имеющией водневі іони, виникає стрибок потенціалу, залежить від концентрації останніх. Потенціал електрода можна определеить з допомогою іншого електрода, має постійний потенціал. Останній називається стандартним полуэлементом. Якщо поєднати дві електрода, вийде елемент, ЭДС якого виміряти. Зазвичай невідому різницю потенціалів врівноважують протилежно спрямованої відомої. Принцип цей ілюструється схемою, зображеною на рис.

Здес З — свинцевий акумулятор і x — невідома ЭДС, і треба визначити. СА і РБ — товсті дроти з гаком опором, яким можна пренебречь.

АБ — дріт, має однакове поперечне перетин у всій довжині. Потенціал між АБ рівномірно падає вздовж дроту. Контакт У, ковзний по дроті, так з'єднаний із невідомим елементом x, що бажаний позитивний полюс акумулятора відповідає позитивному полюса елемента, а негативний полюс з'єднаний із негативним полюсом аккумулятора.

Отже, у подальшому ланцюгу О (через гальванометр) є дві ЭДС: Є між Проте й У й між А, x і У, спрямовані одна проти другої. Ковзний контакт рухають вздовж дроту АБ до того часу, поки гальванометр не обере відсутність струму. Це тим станом, коли різницю потенціалів зрівноважена. Оскільки дріт АБ протягом усього має однакове поперечне перетин, то різницю потенціалів між Проте й У буде (АВ:АБ)Е, де Є - ЭДС акумулятора, а АВ: АБ — ставлення опору, однакову відношенню довжин відрізків. Якщо вся довжина дроту дорівнює 1000 мм, то ЭДС невідомого елемента дорівнюватиме (АВ:1000)Е.

АВ представляє відлік по лінійці, а Є то, можливо легко визначено перемиканням цього разу місце x елемента з відомою електрорушійної силою (наприклад включення елемента Вессона).

Апаратура — электрометрическая устновка, включающая:

1) Акумулятор як джерело тока;

2) Нормальні элементы;

3) Гальванометр;

4) Каломелевые электроды;

5) Хингидронный электрод;

6) Реостати, ключ для короткочасного вмикання струму, перемикачі, агар-агаровые дугоподібні ключі (рис.).

Акумулятор должн мати напруга 2.0 У; якщо напруга впала нижче 1.9 У, його необхідно зарядити знову. ЭДС недавно зарядженого акумулятора змінюється трохи при розряді протягом хвилин, тому рекомендується дати розрядитися акумулятора протягом десяти — 15 хвилин, включаючи їх у систему перед измерением.

Як нормального елемента застосовується елемент Вессона, який містить розчин сульфату кадмію, насичений попри всі температурах. Позитивним полюсом елемента служить чиста ртуть, покрита шаром пасти з сернокислой закису ртуті, старанно змішаної з ртуттю. Негативний полюс — амальгама, що містить 12.5% кадмію (на вагу). Электродвижущая сила стандартного елемента між 15о і 25о дорівнює 1.0183 + 0.4 (20 — to).

Для визначення рН застосовуються чутливі стрілочні гальванометры. Вр час виміру струм ні безупинно проходити через прилад. Гальванометр то, можливо замінений капиллярным электродом.

Каломелевые електроди вживаються як стандартних полуэлементов. Вони складаються з ртуті і каломели, з яких перебуває розчин хлористого калію. Шар чистої ртуті поміщають на дно електродного судини. На ртуть поміщають шар, що з ртутно-каломелевой пасти. Ця суміш виходить за спільної растирании ртуті і каломели те щоб ртуть прийшла б у дрібно роздрібнене стан. Чорну чи серочерную суміш промивають кілька разів розчином хлористого калію, яким мають намір наповнити посудину. Зручною формою каломелевого електрода є посудину, зображений на рис.

Залежно від цього, який концентрації взятий розчин наповнення судини каломелевого електрода, їх позначають 0.1 зв., 1.0 зв., 3.5 зв., чи насичений каломелевый электрод.

Різниця потенціалів всіх стандартних електродів віднесена до нормальному оригінальному водородному электроду. Він равняется:

для 0.1 зв. каломелевого електрода. .. .. .. ... 0.3380 + 0.6 (to — 18) для 1.0 зв. каломелевого електрода. .. .. .. .. .0.2864 для 3.5 зв. каломелевого електрода. .. .. .. ... 0.2549 для насиченого каломелевого електрода. .. 0.2503.

Спорядження каломелевого электрода.

Виготовлений посудину наповнюють вщерть хромової сумішшю і вони залишають на 24 години. Скляну трубку з вплавленной у ній платинової дротом також витримують 24 години на цю суміш. Потім посудину і скляну трубку з платинової дротом промивають спочатку у водогінної воді, потім у дистильованій. Кран на бічний трубці не змазують вазеліном, щоб замикання відбувалося через змочений шліф навіть за закритому крані. Вода переганяється двічі; каломель, хлористий калій і металева ртуть повинні бути спеціально очищены.

У посудину наливають ртуті стільки, щоб нею була цілком покрита платинова дріт трубки, потім змазують штиф і добре вставляють скляну трубку, її не виймають. Посудина зміцнюють в горизонтальному становищі. Після цього, у порцелянової ступці розтирають кілька грамів каломели з приготовленим розчином хлористого калію (0.1 зв. і нормального чи насиченого); після певного часу стояння розчин зливають, доливають його знову; розтирання і сливание повторюють кілька разів. Потім кашку з каломели завдають тонким шаром на ртуть, усмоктуючи через бічну трубку (для цього користуються верхнім краном) разом із невеликою кількістю розчину хлористого калію. Коли каломель осяде, посудину на 2/3 також шляхом всмоктування наповнюють відповідним розчином хлористого калію (при наповненні насиченим розчином хлористого калію необхідно, щоб у каломели були кристали цієї солі). В усіх випадках переймаються тим, щоб в бічний трубку був пляшечки. Іноді в вигині трубку роблять невеличке раздутие для уловлювання пляшечки воздуха.

Хингидронный електрод може замінити собою водневий електрод. Хингидрон є розчинну у питній воді (в незначних кількостях) порошок, що з сполуки хинона й гидрохинона в эквимолекулярных количествах.

При розчиненні хингидрон розпадається за свої складові, причому з-поміж них встановлюється динамічний равновесие.

С6Н4О2 + Н2 (С6Н4О2Н2 хинон гидрохинон.

Отже, хингидронный електрод можна як електрод, у якого невеликим тиском водню. Потенціал хингидронного електрода змінюється зі зміною концентрації водневих іонів, як і, як і потенціал водневого електрода. Різниця потенціалів між хингидронным і насиченим каломелевым електродами составляеит 0.4541 В.

Електрод є шматок дроту чи платівки з платини (гладкою). Для виміру електрод занурююється у розчин (5 — 10 мл), взболтанный за тридцяти секунд з десятьма — 50 мг хингидрона. Електрод перед вживанням попередньо очищаю нагріванням з хромової сумішшю і по визначення зберігають в ней.

Приготування хингидрона.

100 р залізних квасцов розчиняють в 300 мл води при 65о цей розчин виливають в розчин 25 р гидрохинона в 300 мл води. Кристали хингидрона глушаться як тонких голок. Після охолодження льодом їх відсмоктують. Вихід 15 р. Після перекристалізації із води цей хингидрон містить лише сліди железа.

Хід определения.

Для приготування витяжок беруть навішення борошна насіння 10 р і змішують з 100 мл добре прокипяченной дистильованій води. Після першої години стояння добре збовтують, дають відстоятися і набирають піпеткою з обрізаним чи оплавленим кінчиком, куди вставлено щільний тампон (для фільтрування), кілька мілілітрів екстракту. Листя, плоди, бульби подрібнюють на м’ясорубку (іноді двічі) і зазначеної вище піпеткою відбирають 20 — 30 мл соку. Зручно буває попередньо віджати мезгу. Розчин чи сік наливають в хімічний склянку на 50 — 100 мл (зручніше користуватися пробіркою з конусовидным дном), насипають до нього щіпку хингидрона (щоб після збовтування залишався осад), опускають до нього вичищений платиновий електрод, який з'єднаний із рухомим контактомю Вимірюваний елемент і двох електродів стандартного полуэлемента, з'єднаний з досліджуваним електродом (розчином, соком), куди додано трохи кристалів хингидрона (хингидронный електрод). У цей самий склянку вставляють дугообразную трубку, наповнену розчином хлористого калію і агар-агару в воді. Інший кінець її опущений у проміжний посудину з насиченим розчином хлористого калію; у цей посудину опущений каломелевый електрод (мала ланцюг). Після цього включають ланцюг і з допомогою рухомого контакту знаходять нульовий становище контакту на лінійці. Потім беруть у малу ланцюг нормальний елемент Вестона і знаходять нульовий становище, пересуваючи при цьому ковзний контакт.

Оскільки электродвижущая сила елемента Вестона відома, то ЭДС випробуваного хингидронно-каломелевого елемента знаходять по формуле.

[pic] при 18 градусах Цельсія, де l — відлік довжини відрізка по лінійці включення в ланцюг випробуваного елемента (сік, витяжка), l1 — відлік включення елемента Вестона.

Повторивши визначення з новою порцією розчину, беруть середнє і обчислюють рН по формуле:

[pic], где.

0.00068(t-18) і 0.0002(t-18) є температурними поправками.

Сильнокислая середовище — рН 0 — 3, слабокисла — рН 4 — 6, слабощелочная — рН 8 — 10, сильнощелочная — рН 11 — 14, нейтральна — рН 7.

Принципи виміру з цими двома реостатами (магазинами опорів). Замість вимірювальної лінійки зручною користуватися установками з магазинами опорів. У великій коло (рис.) включені реостати 1 і 2 на 1000 чи 1100 Ом кожен, в малий коло — реостат 2. У реостате 1 все ключі зняті, отже включено 1000 Ом, а реостате 2 все ключі у гніздах, і струм через реостат проходить без опору. Якщо ж із реостату 2 ми переставимо ключі на відповідні місця реостату 1, то цим введемо опір у малих колі ланцюга, не змінивши загального опору у великому колі цепи.

Хід визначення зводиться до того що, аби опір у малій ланцюга до компенсації струму у великих ланцюга. І тому у малій ланцюга при включеному стандартному елементі збільшують опір шляхом перестановки ключів з реостату 2 на такі самі гнізда реостату 1 (включаючи на мить гальванометр). Ключі підбирають до того часу, поки гальванометр не покаже відсутність струму. Тоді підраховують запроваджені опору, підсумовуючи опору (в омах) у книгарні 2, і записують. Потім включають випробовуваний каломельно-хингидронный електрод і так само досягають повну компенсацію струму перестановкою ключів. Підрахувавши, записують нове опір у книгарні 2. За формулою дізнаються ЭДС випробуваного элемента:

[pic],.

де, а — опір в омах включення випробуваного розчину, б — опір включення нормального елемента, Є - электродвижущая сила в вольтах. Спрощена формула:

[pic],.

де 0.4541 — різницю потенціалів хингидронного і насиченого каломелевого электрода.

У ланцюзі, де різницю потенціалів між розчином і металом визначається водневими іонами, однієї одиниці рН відповідає потенціал близько 58 мВ (0.058 В).

2.5н NaOH — 0.05 н.

5 мл NaOH — 245 мл H2O.

Vhcl (0.1000) = 5мл (v naoh = 10.6, 10.7).

Навеска ябл.

зел — 2 г. титровалось 2.6, 2.6 кр — 2 г титровалось 3.6, 3.7.