Определение содержания витамина С в напитках
Наша пища - это топливо и сырьевой материал для образования необходимых живому организму веществ. Молекулы пищевых веществ служат материалом для построения всех клеток нашего организма. В то же время молекулы пищи «сгорают» внутри нас и снабжают организм энергией, необходимой для поддержания его постоянной температуры, физической и мыслительной деятельности.
Энергию дает практически любая пища, но углеводы (сахар и крахмал) содержат ее больше других продуктов. Чтобы успешно строить клетки нашего организма, нужны более специфичные вещества. Основной строительный материал в этом случае - белки и жиры. Также абсолютно необходимы витамины и минеральные соли, хотя и в очень небольших количествах.
Витамины выполняют в организме крайне специфические задачи.
По определению «витамины» - это биомолекулы, которые нужны в небольших количествах для роста, воспроизводства, здоровья и жизни. Несмотря на всю их важность, общее количество всех витаминов, необходимых организму, составляет 0,2 г. в день.
Витамины можно разделить на жиро- и водорастворимые. Водорастворимые витамины - это восемь витаминов группы В и витамин С (аскорбиновая кислота). В организме они не накапливаются и должны поступать в него с пищей каждый день.
Витамин С, известный также как аскорбиновая кислота, относится к водорастворимым витаминам. Очень неустойчив. Легко реагирует с кислородом и теряет активность под действием света и тепла.
Анализ основывается на взаимодействии витамина С с йодом. Раствор йода (J2) способен окислять аскорбиновую кислоту с образованием бесцветной дегидроаскорбиновой кислоты, ионов водорода и иодид-ионов (J-): J2(водн.) + С6Н8О6 
С6Н6О6 + 2Н+(водн.) + 2 J-(водн.)
аскорбиновая дегидроаскорбиновая
кислота кислота
Анализ будет выполняться методом титрования - часто используемых методом определения концентрации или количества веществ в растворах. Этот метод заключается в постепенном добавлении известного количества одного из реагентов к другому до тех пор, пока определяемое вещество не прореагирует полностью. Соотношение реагентов при этом соответствует конечной точке титрования. Зная количество одного из реагентов можно рассчитать количество другого.
В данном случае конечная точка титрования определяется по началу появления свободного иода в растворе. Свободный иод при взаимодействии с крахмалом дает синюю окраску. Перед началом анализа в анализируемую жидкость добавляют крахмал. Раствор иода медленно прикапывают из бюретки. Пока в жидкости имеется аскорбиновая кислота, иод быстро превращается в иодид-ионы и глубокого окрашивания не наблюдается. Как только аскорбиновая кислота окислится, следующая капля раствора иода вызовет образование синей окраски. Таким образом, появление устойчивой синей окраски означает конец титрования.
Сначала необходимо оттитровать раствор витамина С (аскорбиновой кислоты) известной концентрации. Это позволяет определить коэффициент пересчета. Этот коэффициент выражает массу аскорбиновой кислоты, реагирующей с 1 мг используемого вами раствора йода. На основании полученных данных можно рассчитать, сколько витамина С содержится в 25 мл исследуемого раствора.
Подготовьте следующую таблицу:
| напиток | кол-во исследуемого р-ра, мл | Коэффициент Пропорциональности | кол-во витамина С в 25 мл напитка, мг |
| 1. 2. 3. 4. |
ПОРЯДОК РАБОТЫ:
Часть 1. Определение коэффициента пересчета.
1. Отмерьте 25 мл. раствора витамина С в колбу емкостью 125 мл.
2. Добавьте 10 капель 1%-ного раствора суспензии крахмала.
3. Наполните бюретку раствором йода. Запишите его начальный объем.
4. Медленно, по каплям, добавляйте раствор йода к анализируемому раствору, постоянно взбалтывая его. Продолжайте добавлять, пока не достигнете конечной точки титрования (синяя окраска устойчива более чем 20 с.).
5. Рассчитайте коэффициент пересчета, разделив 25 мг витамина С на объем используемого раствора йода.
6. Запишите это значение в соответствующий столбик вашей таблицы (размерность: мг витамина С/мл раствора йода).
Часть 2. Определение витамина С в напитках.
1. Отмерьте 25 мл образца в колбу емкостью 125 мл.
2. Выполните пункты 2-3 первой части методики. Окраска анализируемого раствора может изменять цвет комплекса крахмала с йодом. Например, красный цвет раствора в сочетании с синей окраской комплекса приведет к тому, что в конце титрования появится фиолетовое окрашивание.
3. Выполните расчеты, необходимые для определения массы витамина С (в мг), находящегося в 25 мл образца.
4. Расположите выданные вам образцы в порядке уменьшения содержания витамина С.
ВОПРОСЫ:
1. Показались ли вам неожиданными полученные результаты? Почему?
2. Какие еще продукты питания содержат много витамина С?
3. Используя таблицу 1 рассчитайте - какое количество исследуемого Вами напитка необходимо потреблять, чтобы удовлетворить суточную норму витамина С?
Определение содержания железа в продуктах питания
Неорганические минеральные вещества - одна из важнейших компонентов продуктов питания.
Минеральные вещества входят в состав структурных элементов организма (например, костных тканей), помогают ферментам выполнять их функции, играют жизненно важную роль в поддержании работы сердца и других органов.
Минеральные вещества для удобства подразделяют на две большие группы: макроэлементы, присутствующие в больших количествах; и микроэлементы, присутствующие в следовых количествах. В теле каждого взрослого человека по крайней мере 5 г. каждого из микроэлементов. Несмотря на такое малое их содержание, микроэлементы чрезвычайно важны. Любой из них может стать лимитирующим.
Железо относится к незаменимым минеральным веществам в организме. Железо является составной частью белков - переносчиков кислорода (гемоглобина и миоглобина). При недостатке железа в организме наблюдается железодефицитная анемия, усталость и апатия.
Железо находится в пище в виде ионов железа (II) и железа (III). Ионы железа (II) легче проникают в кровь через стенки кишечника, чем ионы железа (III). Поэтому средством против железодефицитной анемии почти всегда являются соединения железа (II).
Метод анализа, используемый в данной работе, основан на крайне чувствительной реакции взаимодействия ионов железа (III) с роданид-ионом, приводящей к появлению ярко-красной окраски. Экспериментальные условия подбираются так, чтобы ионы железа, присутствующие в образцах, превратились в ионы железа (III).
Интенсивность окраски определяется количеством присутсвующих в исходном растворе ионов железа (III). Метод настолько чувствителен, что заметное красное окрашивание появляется при содержании этих ионов в миллионных долях.
Для удаления органических веществ, мешающих проведению анализа, образцы продуктов питания прокаливают при высокой температуре. Органические соединения при этом сгорают с образованием воды и диоксида углерода. Минеральные соли, в частности, соли железа, остаются в золе и затем растворяются в соляной кислоте.
Fe3+(водн.)+ SCN-(водн.) Fe(SCN)2+(водн.)
ион железа (III) тиоцианат - ион комплексный ион железа и тиоцианат-иона (красная окраска)
Ход работы:
1. Приготовить 6 цветных стандартных растворов хлорида железа (III). Для этого сначала необходимо приготовить исходный раствор с концентрацией железа (III) - 1%. Затем из этого раствора методом разбавления приготовить растворы объемом 100 мл следующих концентраций: 0,01%; 0,0050%; 0,0025%; 0,0005%; 0,00025%; 0,000125%.
2. Поместить по 10 мл каждого раствора в пробирки и добавить по 5 мл 0,1 М раствора роданида аммония.
3. Образцы продуктов мелко нарезать.
4. Положить в отдельные фарфоровые тигли по 2,5 г каждого продукта.
5. Прокалить образцы в муфеле до превращения их в золу серовато-голубого цвета.
6. Когда тигли остынут, перенести всю золу в стакан емкостью не менее 50 мл. Добавить в стакан 10 мл 2М соляной кислоты и интенсивно перемешать в течении 1 мин. Затем добавить 5 мл дистиллированной воды.
7. Собрать прибор для фильтрования. Под воронку подставить пробирку для сбора фильтрата.
8. Вылить содержимое стакана на фильтр и собрать 5 мл фильтрата в пробирку.
9. Добавить к фильтрату 5 мл 0,1 М раствора роданида аммония. Закрыть пробирку пробкой, перевернуть и интенсивно перемешать встряхиванием.
10. Сравнить полученную окраску со стандартной.
11. Записать примерные концентрации ионов железа в анализируемом растворе.
Проверить полученные результаты на спектрофотометре ( L = 490 нм).
13. Сравнить результаты вашего анализа с результатами других студентов; запишите, сколько железа содержится в каждом из образцов продуктов.
Для сдачи работы необходимо ответить на следующие вопросы:
1. Какой из исследованных в вашей группе продуктов питания богаче всего и какой беднее всего железом?
2. Какие элементы могут присутствовать в сухих остатках после прокаливания?
Определение пищевых добавок
Витамины и минеральные соли - это незаменимые вещества, присутствующие в продуктах питания в небольших количествах с самого начала. Некоторые пищевые продукты, особенно подвергнутые переработке содержат небольшие количества добавок - веществ, добавляемых в продукты при переработке для повышения питательной ценности, способности к более длительному хранению, улучшению внешнего вида и т.п.
Многие пищевые добавки очень важны, особенно предназначенные для увеличения срока хранения и повышения питательной ценности продуктов. Другие улучшают внешний вид. Консистенцию, вкус.
Многие добавки применялись с древнейших времен (например, поваренная соль). По мере того как производство пищи все более во времени и пространстве отделялось от потребления, росла и нужда в консервирующих добавках.