Качественное и количественное определение витамина а. Витаминам, минеральным веществам и пищевым волокнам. Определение витамина B1

Незаменимые вещества пищи, объединяемые под общим названием «витамины», относятся к различным классам химических соединений, что само по себе исключает возможность использования единого метода их количественного определения. Все известные для витаминов аналитические методы основаны либо на определении специфических биологических свойств этих веществ (биологические, микробиологические, ферментативные), либо на использовании их физико-химических характеристик (флуоресцентные, хроматографические и спектрофотометрические методы), либо на способности некоторых витаминов вступать в реакции с некоторыми реагентами с образованием окрашенных соединений (колориметрические методы).

Несмотря на достигнутые успехи в области аналитической и прикладной химии методы определения витаминов в пищевых продуктах еще трудоемки и длительны. Это обусловлено рядом объективных причин, основные из которых следующие.

1. Определение ряда витаминов часто осложняется тем, что многие из них находятся в природе в связанном состоянии в виде комплексов с белками или пептидами, а также в виде фосфорных эфиров. Для количественного определения необходимо разрушить эти комплексы и выделить витамины в свободном виде, доступном для физико-химического или микробиологического анализа. Это достигается обычно путем использования особых условий обработки (кислотным, щелочным или ферментативным гидролизом, автоклавированием).

2. Почти все витамины – соединения весьма неустойчивые, легко подвергающиеся окислению, изомеризации и полному разрушению под воздействием высокой температуры, кислорода воздуха, света и других факторов. Следует соблюдать меры предосторожности: максимально сокращать время на предварительную подготовку продукта, избегать сильного нагрева и воздействия света, использовать антиоксиданты и др.

3. В пищевых продуктах, как правило, приходится иметь дело с группой соединений, имеющих большое химическое сходство и одновременно различающихся по биологической активности. Например, витамин Е включает 8 токоферолов, сходных по химическим свойствам, но отличающихся по биологическому действию; группа каротинов и каротиноидных пигментов насчитывает до 80 соединений, из которых только 10 в той или иной степени обладают витаминными свойствами.

4. Витамины принадлежат к различным классам органических соединений. Поэтому для них не могут существовать общие групповые реакции и общие методы исследования.

5. Кроме того, анализ затрудняет присутствие в исследуемом образце сопутствующих веществ, количество которых может во много раз превышать содержание определяемого витамина (например, стерины и витамин D). Для устранения возможных погрешностей при определении витаминов в пищевых продуктах обычно проводят тщательную очистку экстрактов от сопутствующих соединений и концентрирование витамина. Для этого используют различные приемы: осаждение мешающих анализу веществ, методы адсорбционной, ионобменной или распределительной хроматографии, избирательную экстракцию определяемого компонента и др.

В последние годы для определения витаминов в пищевых продуктах с успехом стали использовать метод ВЭЖХ. Этот метод является наиболее перспективным, так как позволяет одновременно разделять, идентифицировать и количественно определять различные витамины и их биологически активные формы, что позволяет сократить время анализа.

Физико-химические методы исследования витаминов. Методы основаны на использовании физико-химических характеристик витаминов (их способности к флуоресценции, светопоглощению, окислительно-восстановительным реакциям и др). Благодаря развитию аналитической химии, приборостроения физико-химические методы почти полностью вытеснили длительные и дорогостоящие биологические методы.

Определение витамина С. Витаминб С (аскорбиновая кислота) может присутствовать в пищевых продуктах как в восстановленной, так и в окисленной форме. Дегидроаскорбиновая кислота (ДАК) может образовываться при обработке и хранении пищевых продуктов в результате окисления, что вызывает необходимость ее определения. При определении витамина С в пищевых продуктах используют различные методы: колориметрические, флуоресцентные, методы объемного анализа, основанные на окислительно-восстановительных свойствах АК, и ВЭЖХ.

Ответственный момент количественного определения АК – приготовление экстракта образца. Извлечение должно быть полным. Наилучшим экстрагентом является 6% раствор метафосфорной кислоты, обладающей способностью осаждать белки. Используются также уксусная, щавелевая и соляная кислоты, а также их смеси.

1. Для суммарного и раздельного определения окисленной и восстановленной форм АК часто используют метод Роэ с применением 2,4-динитрофенилгидразинового реактива. АК (гулоновая кислота) под действием окислителей переходит в ДАК, а затем в 2,3-дикетогулоновую кислоту, которая образует с 2,4-динитрофенилгидразином соединения, имеющие оранжевую окраску. Сам 2,4-динитрофенилгидразин представляет собой основание, неспособное существовать в аци-форме. Однако соответствующие гидразоны под влиянием щелочей превращаются в интенсивно окрашенные аци-соли. При определении витамина С этим методом мешает присутствие восстановителей (глюкоза, фруктоза и др). Поэтому при большом содержании сахаров в исследуемом продукте используют хроматографию, что осложняет определение.

2. В последнее время для определения общего содержания витамина С (сумма АК и ДАК) получил признание весьма чувствительный и точный флуоресцентный метод. ДАК конденсируясь с о-фенилендиамином, образует флуоресцирующее соединение хиноксалин, обладающее максимальной флуоресценцией при длине волны возбуждающего света 350 нм.

Интенсивность флуоресценции хиноксалина в нейтральной среде при комнатной температуре прямо пропорциональна концентрации ДАК. Для количественного определения АК ее предварительно окисляют в ДАК. Недостатком метода является достаточно дорогое оборудование.

Методы, основанные на окислительно-восстановительных свойствах АК.

3. Из методов, основанных на окислительно-восстановительных свойствах АК, наибольшее применение нашел метод титрования раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола, имеющим синюю окраску. Продукт взаимодействия АК с реактивом – бесцветный. Метод может быть использован при анализе всех видов продуктов. При анализе продуктов, не содержащих естественных пигментов, в картофеле, молоке используют визуальное титрование. В случае присутствия естественных красителей, используют потенциометрическое титрование или метод индофенол-ксилоловой экстракции. Последний метод основан на количественном обесцвечивании 2,6-дихлорфенолиндофенола аскорбиновой кислотой. Избыток краски экстрагируется ксилолом и измеряется оптическая плотность экстракта при 500 нм.

В реакцию вступает только АК. ДАК предварительно восстанавливают цистеином. Для отделения АК от восстановителей, присутствующих в пищевых продуктах, подвергшихся тепловой обработке, или длительно хранившиеся экстракты обрабатывают формальдегидом. Формальдегид в зависимости от рН среды избирательно взаимодействует с АК и посторонними примесями восстановителей (рН = 0). Указанным методом определяют сумму АК и ДАК.

2,6-дихлорфенолиндофенол может быть использован и для фотометрического определения АК. Раствор реактива имеет синюю окраску, а продукт взаимодействия с АК – бесцветен, т.е. в результате реакции уменьшается интенсивность синей окраски. Оптическую плотность измеряют при 605 нм (рН = 3,6).

4. Еще одним методом, основанным на восстановительных свойствах АК, является колориметрический метод, в котором используется способность АК восстанавливать Fe(3+) до Fe(2+) и способность последнего образовывать с 2,2’-дипиридилом соли, интенсивно окрашенные в красный цвет. Реакцию проводят при рН 3,6 и температуре 70ºС. Оптическую плотность раствора измерят при 510 нм.

5. Фотометрический метод, основанный на взаимодействии АК с реактивом Фолина. Реактив Фолина представляет собой смесь фосфорномолибденовой и фосфорновольфрамовой кислот, т.е. это – известный метод, основанный на образовании молибденовых синей, поглощающих при 640–700 нм.

6. Для определения витамина С во всех пищевых продуктах с успехом может быть использован высоко чувствительный и специфичный метод ВЭЖХ. Анализ достаточно прост, лишь при анализе продуктов, богатых белками, необходимо предварительно удалить их. Детектирование осуществляется по флуоресценции.

Кроме названных методов определения витамина С существует еще целый ряд способов, например, окисление хлоридом золота и образование гидроксамовых кислот, но эти методы не имеют практического значения.

Определение тиамина (В 1 ). В большинстве природных продуктов тиамин встречается в виде дифосфорного эфира – кокарбоксилазы. Последняя, являясь активной группой ряда ферментов углеводного обмена, находится в определенных связях с белком. Для количественного определения тиамина необходимо разрушить комплексы и выделить исследуемый витамин в свободном виде, доступном для физико-химического анализа. С этой целью проводят кислотный гидролиз или гидролиз под воздействием ферментов. Объекты, богатые белком, обрабатывают протеолитическими ферментами (пепсином) в среде соляной кислоты. Объекты, с высоким содержанием жира (свинина, сыры), для его удаления обрабатывают эфиром (тиамин практически нерастворим в эфире).

1. Для определения тиамина в пищевых продуктах используют, как правило, флуоресцентный метод, основанный на окислении тиамина в щелочной среде гексацианоферратом калия (3+) с образованием сильно флуоресцирующего в ультрафиолетовом свете соединения тиохрома. Интенсивность его флуоресценсции прямо пропорциональна содержанию тиамина (длина волны возбуждающего света 365 нм, испускаемого – 460–470 нм (синяя флуоресценция)). При использовании этого метода возникают трудности, связанные с тем, что в ряде объектов присутствуют флуоресцирующие соединения. Их удаляют очисткой на колонках с ионообменными смолами. При анализе мяса, молока, картофеля, пшеничного хлеба и некоторых овощей очистка не требуется.

2. Тиамин характеризуется собственным поглощением в УФ области (240 нм – в водном растворе, 235 нм – в этаноле), а значит он может быть определен методом прямой спектрофотометрии.

3. Для одновременного определения тиамина и рибофлавина используют ВЭЖХ.

Определение рибофлавина (В 2 ). В пищевых продуктах рибофлавин присутствует главным образом в виде фосфорных эфиров, связанных с белками, и, следовательно, не может быть определен без предварительного протеолитического расщепления. Свободный рибофлавин в значительном количестве содержится в молоке.

При определении рибофлавина наибольшее распространение получили микробиологический и физико-химический (флуоресцентный) методы анализа. Микробиологический метод специфичен, высоко чувствителен и точен; применим ко всем продуктам, но длителен и требует специальных условий.

Физико-химический метод разработан в двух вариантах, которые отличаются способом оценки флуоресцирующих веществ:

· вариант прямой флуоресценции (определение интенсивности флуоресценции рибофлавина) и

· люмифлавиновый вариант.

1. Свободный рибофлавин и его фосфорные эфиры обладают характерной желто-зеленой флуоресценцией при длине волны возбуждающего света 440–500 нм. На этом свойстве основан наиболее широко используемый флуоресцентный метод определения рибофлавина. Рибофлавин и его эфиры дают очень сходные спектры флуоресценции с максимумом при 530 нм. Положение максимума не зависит от рН. Интенсивность флуоресценции значительно зависит от рН и от растворителя (по-разному для рибофлавина и его эфиров), поэтому предварительно разрушают эфиры и анализируют свободный рибофлавин. Для этого используют гидролиз с соляной и трихлоруксусной кислотами, автоклавирование, обработку ферментными препаратами.

Интенсивность желто-зеленой флуоресценции рибофлавина в УФ-свете зависит не только от его концентрации, но и от значения рН раствора. Максимальная интенсивность достигается при рН=6-7. Однако измерение проводят при рН от 3 до 5, так как в этом интервале интенсивность флуоресценции определяется только концентрацией рибофлавина и не зависит от других факторов – значения рН, концентрации солей, железа, органических примесей и др.

Рибофлафин легко разрушается на свету, определение проводят в защищенном от света месте и при рН не выше 7. Следует отметить, что метод прямой флуоресценции не применим к продуктам с низким содержанием рибофлавина.

2. Люмифлавиновый вариант основан на использовании свойства рибофлавина при облучении в щелочной среде, переходить в люмифлавин, интенсивность флуоресценции которого измеряют после извлечения его хлороформом (голубая флуоресценция, 460–470 нм). Поскольку при определенных условиях в люмифлавин переходит 60–70% общего рибофлавина, при проведении анализа необходимо соблюдать постоянные условия облучения, одинаковые для испытуемого и стандартного раствора.

Определение витамина В 6 . Для определения витамина могут быть использованы следующие методы:

1. Прямая спектрофотометрия. Пиридоксина гидрохлорид характеризуется собственным поглощением при 292 нм (e = 4,4·10 3) при рН = 5.

2. Метод Кьельдаля. Определение осуществляется по аммиаку, образующемуся при окислении витамина.

3. Фотометрический метод, основанный на реакции с 2,6-дихлорхинонхлоримином (реактив Гиббса) при рН 8–10, в результате которой образуются индофенолы, имеющие синюю окраску. Индофенолы экстрагируют метил-этилкетоном и измеряют оптическую плотность экстракта при 660–690 нм (реакцию Гиббса дают фенолы со свободным пара-положением).

4. Флуоресцентный метод, основанный на том, что при облучении пиридоксина и пиридоксамина наблюдается синяя, а пиридоксаля – голубая флуоресценция.

Определение витамина В 9 . Определение фолатов в пищевых продуктах в тканях и жидкостях организма представляет значительные трудности, т.к. в этих объектах они обычно присутствуют в связанной форме (в виде полиглютаматов); кроме того, большинство форм чувствительно к воздействию кислорода воздуха, света и температуры. Для предохранения фолатов от гидролиза рекомендуется вести гидролиз в присутствии аскорбиновой кислоты.

В пищевых продуктах фолаты могут быть определены физическими, химическими и микробиологическими методами. Колориметрический метод основан на расщеплении птероилглутаминовой кислоты с образованием п-аминобензойной кислоты и родственных ей веществ и дальнейшем превращении их в окрашенные соединения. Однако из-за недостаточной специфичности этот метод применяется в основном для анализа фармацевтических препаратов.

Для разделения, очистки и идентификации фолатов разработаны также методы хроматографии на колонках, бумаге и в тонком слое адсорбента.

Определение витамина РР. В пищевых продуктах никотиновая кислота и ее амид находятся как в свободной, так и в связанной форме, входя в состав коферментов. Химические и микробиологические методы количественного определения ниацина предполагают наиболее полное выделение и превращение его связанных форм, входящих в состав сложного органического вещества клеток, в свободную никотиновую кислоту. Связанные формы ниацина освобождают воздействием растворов кислот или гидрооксида кальция при нагревании. Гидролиз с 1 М раствором серной кислоты в автоклаве в течение 30 минут при давлении 0,1 МПа приводит к полному освобождению связанных форм ниацина и превращению никотинамида в никотиновую кислоту. Установлено, что этот способ обработки дает менее окрашенные гидролизаты и может быть использован при анализе мясных и рыбных продуктов. Гидролиз с гидрооксидом кальция предпочтителен при определении ниацина в муке, крупах, хлебобулочных изделиях, сырах, пищевых концентратах, овощах, ягодах и фруктах. Ca(OH) 2 образует с сахарами и полисахаридами, пептидами и гликопептидами соединения, почти полностью нерастворимые в охлажденных растворах. В результате гидролизат, полученый при обработке Ca(OH) 2 , содержит меньше веществ, мешающих химическому определению, чем кислотный гидролизат.

1. В основе химического метода определения ниацина лежит реакция Кенига, протекающая в две стадии. Первая стадия – реакция взаимодействия пиридинового кольца никотиновой кислоты с бромцианом, вторая – образование окрашенного производного глутаконового альдегида в результате взаимодействия с ароматическими аминами. (Сразу после добавления к никотиновой кислоте бромистого циана появляется желтая окраска глутаконового альдегида. В результате взаимодействия его с ароматическими аминами, вводимыми в реакционную смесь, образуются дианилы, которые интенсивно окрашены в желтый, оранжевый или красный цвет, в зависимости от амина (бензидин – красный, сульфаниловая кислота – желтый). Реакцию Кенига применяют для фотометрического определения пиридина и его производных со свободным a-положением. Недостатком метода является его длительность, так как скорость реакций мала.

Получение CNBr возможно двумя способами:

1. CN – + Br 2 = CNBr + Br –

2. SCN – + Br 2 + 4H 2 O = CNBr + SO 4 2– + 8H + + Br –

Существует много модификаций проведения этой реакции в зависимости от температурного режима, рН, источника ароматических аминов. рН и амин существенно влияют на интенсивность и устойчивость развивающейся окраски. Наиболее устойчивую окраску дают продукты реакции никотиновой кислоты с бромродановым (бромциановым) реактивом и сульфаниловой кислотой или метолом (сульфатом пара-метиламинофенола).

2. Никотиновую кислоту и ее амид можно также определять спектрофотометрически благодаря их собственному поглощению в УФ-области. Никотиновая кислота характеризуется максимумом поглощения при 262 нм (Е = 4,4·10 3), а никотинамид при 215 нм, (Е = 9·10 3).

3. Для количественного определения ниацина широко используется микробиологический метод. Он простой, специфичный, но более длительный, чем химический. Микробиологический метод позволяет определять содержание ниацина в объектах, в которых химическим путем это сделать невозможно (продукты с высоким содержанием сахаров и низким уровнем ниацина).

Определение b -каротина . В ряде пищевых продуктов, особенно растительного происхождения, присутствуют так называемые каротиноиды. Каротиноиды (от лат. carota – морковь) – природные пигменты от желтого до красно-оранжевого цвета; полиненасыщенные соединения, содержащие циклогексановые кольца; в большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода.) Некоторые из них (a, b-каротин, криптоксантин и др.) являются провитаминами (предшественниками) витамина А, так как в организме человека и животных могут превращаться в витамин А. Известно около десяти провитаминов А, но самым активным из них является b-каротин.

При анализе пищевых продуктов необходима предварительная обработка образца для извлечения, концентрирования каротина и очистки его от сопутствующих соединений. В этих целях широко используют экстракцию (петролейный эфир, гексан, ацетон и их смеси), омыление и хроматографию. При определении b-каротина следует избегать нагревания. Но в некоторых случаях горячее омыление необходимо, например, когда отношение жира к b-каротину больше, чем 1000:1 (молочные продукты, животные жиры, маргарин, яйца, печень). Омыление проводят в присутствии антиоксиданта. Избыток щелочи ведет к разрушению b-каротина. Для отделения b-каротина от сопутствующих пигментов широко применяют адсорбционную хроматографию на колонках с оксидом алюминия, магния.

1. Большинство применяемых в настоящее время физико-химических методов определения b-каротина в пищевых продуктах основано на измерении интенсивности светопоглощения его растворов. Как соединения с сопряженными двойными связями, каротиноиды имеют характерные спектры поглощения в УФ и видимой области. Положение полосы поглощения зависит от числа сопряженных двойных связей в молекуле каротиноида и от применяемого растворителя. Максимальное поглощение b-каротина наблюдается в бензоле при 464–465 нм, в гексане и петролейном эфире при 450-451 нм.

2. В последнее время для определения b-каротина и других каротиноидов чаще используется метод ВЭЖХ. Метод позволяет сократить время анализа, а значит и вероятность их разрушения под действием света и кислорода воздуха. Метод ВЭЖХ каротиноидов является классическим примером демонстрации возможностей метода разделять и количественно определять пространственные изомеры a- и b-каротина в овощах.

Для определения b-каротина могут быть использованы и химические методы, например, основанные на реакции с хлоридом сурьмы (3+) в хлороформе (синий, 590 нм), аналогично витамину А, и с реактивом Фолина (синий, 640–700 нм). Однако из-за неспецифичности этих реакций они не нашли широкого применения.

Определение витамина А. Важнейшими представителями витамина являются, как уже говорилось, ретинол (А 1 -спирт), рентиналь (А 1 -альдегид), ретиноевая кислота (А 2).

При количественном определении витамина А в пищевых продуктах используют различные методы: колориметрический, флуоресцентный, способ прямой спектроскопии и ВЭЖХ. Выбор метода определяется наличием той или иной аппаратуры, целью исследования, свойствами анализируемого материала, предполагаемым содержанием витамина А и характером сопутствующих примесей.

Выделение витамина осуществляют кипячением со спиртовым раствором КОН в среде азота; и последующей экстракцией петролейным эфиром.

1. Для количественного определения веществ, обладающих А-витаминной активностью, может быть использован метод прямой спектрофотометрии, основанный на способности этих соединений к избирательному светопоглощению на разных длинах волн в УФ области спектра. Поглощение пропорционально концентрации вещества при измерении на тех длинах волн, где наблюдается свойственный данному соединению максимум абсорбции в используемом растворителе. Метод – наиболее простой, быстрый, достаточно специфичный. Дает надежные результаты при определении витамина А в объектах, не содержащих примесей, обладающих поглощением в той же области спектра. При наличии таких примесей метод может быть использован в сочетании со стадией хроматографического разделения.

2. Перспективным является флуоресцентный метод, основанный на способности ретинола флуоресцировать под действием УФ лучей (длина волны возбуждающего света 330–360 нм). Максимум флуоресценции наблюдается в области 480 нм. Определению витамина А этим методом мешают каротиноиды и витамин D. Для устранения мешающего влияния используют хроматографию на оксиде алюминия. Недостаток флуоресцентного метода – дорогостоящая аппаратура.

3. Ранее наиболее распространенным являлся колориметрический метод определения витамина А по реакции с хлоридом сурьмы. Используют раствор хлорида сурьмы в хлороформе (реактив Карр-Прайса). Механизм реакции точно не установлен и предполагают, что в реакцию вступает примесь SbCL 5 в SbCl 3 . Образующееся в реакции соединение окрашено в синий цвет. Измерение оптической плотности проводят при длине волны 620 нм в течение 3–5 секунд. Существенным недостатком метода является неустойчивость развивающейся окраски, а также высокая гидролизуемость SbCl 3 . Предполагается, что реакция протекает следующим образом:

Эта реакция для витамина А не специфична, аналогичное окрашивание дают каратиноиды, но хроматографическое разделение этих соединений позволяет устранить их мешающее влияние.

Определению витамина А перечисленными методами, как правило, предшествует подготовительная стадия, включающая щелочной гидролиз жироподобных веществ и экстракцию неомыляемого остатка органическим растворителем. Часто приходится проводить хроматографическое разделение экстракта.

4. В последнее время вместо колоночной хроматографии находит все более широкое применение ВЭЖХ, которая позволяет разделить жирорастворимые витамины (A, D, E, K), обычно присутствующие одновременно в пищевых продуктах, и количественно их определить с большой точностью. ВЭЖХ облегчает определение различных форм витаминов (витамин А-спирт, его изомеры, эфиры ретинола), что особо необходимо при контроле за внесением витаминов в пищевые продукты.

Определение витамина Е . К группе веществ, объединяемых общим названием «витамин Е» относятся производные токола и триенола, обладающие биологической активностью a-токоферолла. Кроме a-токоферолла, известно еще семь родственных ему соединений, обладающих биологической активностью. Все они могут встречаться в продуктах. Следовательно, главная трудность при анализе витамина Е состоит в том, что во многих случаях приходится рассматривать группу соединений, имеющих большое химическое сходство, но одновременно различающихся по биологической активности, оценить которую можно только биологическим методом. Это трудно и дорого, поэтому физико-химические методы почти полностью вытеснили биологические.

Основные стадии определения витамина Е: подготовка образца, щелочной гидролиз (омыление), экстракция неомыляемого остатка органическим растворителем, отделение витамина Е от мешающих анализу веществ и разделение токоферолов с помощью различных видов хроматографии, количественное определение. Токоферолы очень чувствительны к окислению в щелочной среде, поэтому омыление и эктсракцию проводят в атмосфере азота и в присутствии антиоксиданта (аскорбиновой кислоты). При омылении могут разрушаться ненасыщенные формы (токотриенолы). Поэтому при необходимости определения всех форм витамина Е, содержащихся в продукте, омыление заменяют другими видами обработки, например, кристаллизацией при низких температурах.

1. Большинство физико-химических методов определения витамина Е основано на использовании окислительно-восстановительных свойств токоферолов. Для определения суммы токоферолов в пищевых продуктах наиболее часто используют реакцию восстановления трехвалентного железа в двухвалентное токоферолами с образованием окрашенного комплекса Fe(2+) с органическими реагентами. Наиболее часто используют 2,2’-дипиридил, с которым Fe(2+) дает комплекс, окрашенный в красный цвет (λ max = 500 нм). Реакция не специфична. В нее также вступают каротины, стиролы, витамин А и др. Кроме того, интенсивность окраски существенно зависит от времени, температуры, освещения. Поэтому для повышения точности анализа токофероллы предварительно отделяют от соединений, мешающих определению, методом колоночной, газожидкостной хроматографии, ВЭЖХ. При определении Е-витаминной ценности продуктов, в которых a-токоферол составляет более 80% общего содержания токоферолов (мясо, молочные продукты, рыба и др.), часто ограничиваются определением суммы токоферолов. Когда в значительных количествах присутствуют другие токоферолы (растительные масла, зерно, хлебобулочные изделия, орехи), для их разделения используют колоночную хроматографию.

2. Для определения суммы токоферолов может быть использован также флуоресцентный метод. Гексановые экстракты имеют максимум флуоресценции в области 325 нм при длине волны возбуждающего света 292 нм.

3. Для определения индивидуальных токоферолов несомненный интерес представляет метод ВЭЖХ, обеспечивающий в одном процессе как разделение, так и количественный анализ. Метод также характеризуется высокой чувствительностью и точностью. Детектирование проводят по поглощению или по флуоресценции.

Определение витамина D. Количественное определение витамина в продуктах представляет собой чрезвычайно сложную задачу ввиду его низкого содержания, отсутствия чувствительных специфических реакций на витамин D и трудностей отделения его от сопутствующих веществ. До недавнего времени использовались биологические исследования на крысах или цыплятах. Биологические методы основаны на установлении минимального количества исследуемого продукта, излечивающего или предотвращающего рахит у крыс (цыплят), находящихся на рахитогенной диете. Степень рахита оценивается рентгенографически. Это достаточно специфичный и точный метод, позволяющий определять витамин D в концентрации 0,01–0,2 мкг%.

1. При исследовании продуктов с содержанием витамина D свыше 1 мкг% может быть использован фотометрический метод, основанный на реакции кальциферолов с хлоридом сурьмы (образуется продукт, окрашенный в розовый цвет). Метод позволяет определять как холекальциферол (D 3), так и эргокальциферол (D 2). Анализ состоит из следующих операций: омыление (щелочной гидролиз), осаждение стеринов, хроматография (колоночная или распределительная) и фотометрическая реакция с хлоридом сурьмы. Метод пригоден для определения содержания витамина D в рыбьем жире, яйцах, печени трески, икре, сливочном масле, продуктах, обогащенных витамином. Описанный метод трудоемок, длителен.

Витамин D 2 необходимо защищать от света и воздуха, иначе происходит изомеризация. D 3 – более устойчив.

2. Более быстрым, надежным и точным является все чаще применяемый метод ВЭЖХ, который успешно используется при анализе детских и диетических продуктов, обогащенных витаминов D.

3. Кальциферолы характеризуются собственным поглощением в УФ и могут быть определены методом прямой спектрофотометрии.

В последние годы в целях определения витамина D успешно применяются хроматографические методы разделения, особенно тонкослойная и газо-жидкостная хроматография. В экспериментальных исследованиях для изучения обмена витамина D в организме животных и человека широко используются радиохимические методы в сочетании с тонкослойной или колоночной хроматографией на силикагеле или оксиде алюминия.

Определение витамина К. Для определения витамина К применяют физические, химические, биологические методы, а также методы спектрографии, основанные на чувствительности витамина К к УФ-излучению.

Для определения 2-метил-1,4-нафтохинонов предложено много колориметрических методов, основанных на цветных реакциях, которые они дают с рядом реактивов: 2,4-динитрофенилгидразином, N,N-диэтилдитиокарбаматом натрия, солями тетразолия и др. Но все эти методы и ряд других физических и химических методов недостаточно специфичны и полученные с их помощью результаты имеют весьма относительную ценность для определения содержания витамина К в пищевых продуктах, органах и тканях человека и животных. Удовлетворительные результаты дают колориметрические и спектрофотометрические методы в сочетании с хроматографией, очисткой и разделением витаминов К на колонках, на бумаге или в тонком слое адсорбента.



Термин «Витамины» в переводе означает «амины жизни». Ныне таких веществ насчитывается более 30, и все они жизненно необходимы человеческому организму, входя в состав всех тканей и клеток, активизируя и определяя ход многих процессов.

Потребность в витаминах неодинакова и разнится в зависимости от возрастного периода жизни человека, заболевания, погодных условий. Повышается потребность в витаминах во время беременности, при физической и умственной нагрузках, при гиперфункции щитовидной железы, надпочечной недостаточности, стрессовых ситуациях.

Следует отметить, что гипервитаминизация, то есть повышенное поступление витаминов в организм человека, также неблагоприятна для обменных функций. Передозировка витаминов происходит в основном при использовании концентрированных препаратов. Большая часть витаминов поступает в организм человека из растений и незначительная часть – из продуктов животного происхождения. Более 20 витаминных веществ не могут быть синтезированы в организме человека, а другие синтезируются во внутренних органах, причем доминирующее значение в таких процессах имеет печень.

Поэтому мы выбираем данную тему для своего исследования.

Ведь в наше время все больше приоритетным становиться здоровье человека, здоровый образ жизни. Сейчас выпускается много различных биологических добавок (БАД), стимулирующих и лекарственных препаратов, помогающих укреплению здоровья.

Но, к сожалению, приходиться признать, что в аптечную сеть попадает и много фальсифицированной, некачественной продукции. После торговли оружием, наркотиками, фальсификация лекарственных препаратов занимает постыдное третье место. Следует отметить, что витаминные препараты и витаминные комплексы отнюдь не дешевая продукция, стоят они дорого. Интересно было узнать, что скрывается за этикетками лекарственных препаратов, продаваемых в аптеках нашего города. Провести качественный анализ всех абсолютно препаратов мы не можем, нужны определенные реактивы, средства, методики. В основу своей исследовательской деятельности мы использовали методики качественного анализа Кучеренко Н. Е. , Северина С. Е. по определению витаминов.

Гипотеза: предполагаем, что за этикетками лекарственных витаминных препаратов скрываются, не фальсифицированные витамины, а натуральные препараты, так как здоровье человека и наших амурчан – наивысшая ценность.

Объект исследования: витаминные препараты, приобретенные в аптеках города.

Цель нашей работы: провести качественный анализ витаминов, купленных в аптеках г. Амурска и Комсомольска – на – Амуре.

Соответственно теме были поставлены следующие задачи:

1. Познакомиться с характеристикой основных витаминов.

2. Провести качественный анализ препаратов.

3. Сопоставить полученные результаты с ходом исследования.

4. Сделать выводы.

Материалы и оборудование: набор витаминов, химические реактивы, методики качественного анализа Кучеренко Н. Е. , Северина С. Е. по определению витаминов.

1. Характеристика витаминов.

Чтобы человек был сильным и здоровым, ему нужны витамины. Это все мы знаем с раннего детства. Но вот что это за вещества такие – витамины, редко задумываемся. А когда о них идет речь, просто представляем себе коробочку с цветными драже или вазу с фруктами. Нужно ли человеку, далекому от медицины, знать о витаминах больше? Да, нужно – хотя бы для того, чтобы

Еще раз осознать, насколько важно разнообразное питание. Сегодня даже врачи призывают делать ставку не на аптечные витаминные препараты, а на богатые витаминами натуральными продукты (в первую очередь это овощи и фрукты, но не только). Итак, что же такое витамины, и откуда их черпать для нужд организма?

Витамины образуются путём биосинтеза в растительных клетках и тканях. Большинство из них связано с белковыми носителями. Обычно в растениях они находятся не в активной, но высокоорганизованной форме и, по данным исследований, в самой подходящей форме для использования организмом, а именно – в виде провитаминов.

Витамины обеспечивают экономичное и оптимальное использование организмом основных питательных веществ.

Недостаток витаминов вызывает тяжёлые расстройства. Скрытые формы витаминной недостаточности не имеют ярких внешних проявлений и симптомов. Часто все, на что жалуется человек,- это быстрая утомляемость, снижение работоспособности, общая слабость. Также при гиповитаминозе

Организм мене устойчив к воздействию всевозможных неблагоприятных факторов. Он дольше восстанавливает нормальные функции после перенесенных заболеваний и более подвержен разного рода осложнениям.

Все витамины делят на две большие группы: водорастворимые и жирорастворимые. К водорастворимым относятся все витамины группы B , витамины PP, H, C, P, а также в жирорастворимым – витамины A, E, K, D.

А теперь поближе познакомимся с наиболее известными витаминами.

Рибофлавин(B2)

Рибофлавин – витамин для «кожи». Он отвечает за то, чтобы кожа была здоровой, мягкой гладкой. Кроме того, этот витамин необходим глазам (например, при воспалении глаз рекомендуют принимать по 3 мг рибофлавина 3 раза в день перед едой).

Дефицит рибофлавина вызывает не только кожные болезни, но также расстройства пищеварения, хронические колиты и гастриты, заболевания нервной системы и общую слабость, приводит к снижению сопротивляемости организма инфекциям.

Пиридоксин (B6)

Этот витамин очень важен для организма, поскольку способствует лучшему усвоению ненасыщенных жирных кислот.

Кроме того, пиридоксин необходим для работы мышц: совместно с кальцием он способствует их эффективному функционированию и полноценному расслаблению. Установлено, что дефицит пиридоксина может стать фактором, провоцирующим развитие отита.

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Этот витамин выполняет в организме множество разных функций. Без его участия не обходятся окислительно-восстановительные процессы, он повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов, вместе с витамином А защищает организм от инфекций, блокирует токсичные вещества в крови, необходим для укрепления зубов и десен.

Кроме того, достаточное поступление аскорбиновой кислоты необходимо и для увеличения продолжительности жизни, поскольку она участвует в создании и оздоровлении соединительных тканей.

Нетрудно понять, что дефицит витамина С очень опасен. А между тем, организм не имеет возможности запастись им впрок, поэтому принимать аскорбиновую кислоту (в составе пищи и даже в виде аптечного препарата) нужно регулярно. Не бойтесь передозировки: витамин не токсичен, и избыток его легко выводится и организмов.

Никотиновая кислота (РР)

Этот витамин участвует во многих окислительных реакциях. Его недостаток, часто связанный с однообразием рациона (например, при питании исключительно зерновыми культурами), способствует развитию пеллагры.

Ретинол (витамин А)

Витамин А продлевает молодость, нормализует обмен веществ, участвует в процессе роста, предохраняет от поражений кожу и слизистые оболочки. В организме животных и человека образуется из каротина (так называемого провитамина А).

При дефиците этого витамина ухудшается зрение, изменяется состояние кожи (она становится сухой, может появиться мелкая сыпь), начинается интенсивное выпадение волос.

Кальциферол (витамин D)

Основные задачи витамина D в организме – способствовать усвоению кальция и регулировать фосфорно-кальциевый баланс. Он активно участвует в процессе образования и роста костной ткани.

Кроме того, витамин D необходим для нормальной свертываемости крови и работы сердца. Также он участвует в регуляции возбудимости нервной системы.

Несмотря на то, что витамин D содержат очень немногие продукты питания, да и то в небольшом количестве, его дефицит встречается не так уж часто. Дело в том, что организм умеет производить его самостоятельно под воздействием ультрафиолета (поэтому витамин D называют также «солнечным витамином»). Причем, для этого совсем не нужно часами загорать под палящими лучами солнца, достаточно всего лишь на несколько минут в день выбираться на улицу в светлое время суток.

Кстати, в организме светлокожих людей витамин D образуется в 2 раза быстрее, чем у людей со смуглой кожей.

Токоферол (витамин E)

Витамин Е известен как «витамин плодовитости», поскольку необходим для воспроизведения потомства. Кроме того, он обеспечивает нормальное функционирование сердечной мышцы и препятствует образованию тромбов в кровеносных сосудах.

С недавнего времени токоферол эффективно используется при лечении диабета и астмы.

Витамин Е нетоксичен, однако избыточное его содержание в организме приводит к повышению артериального давления.

Принимать токоферол следует только в сочетании с ретинолом (витамином А).

Укрепляет проницаемость стенок сосудов, снижает окисление аскорбиновой кислоты, способствует лучшей переносимости стрессовых ситуаций.

Теперь, когда мы многое узнали о том, какова роль витаминов и насколько они полезны, у нас возникает вопрос: «А откуда их можно получить?» Вопрос этот далеко не праздный. Можно потреблять аптечные синтетические витамины, но специалисты предупреждают: такие витамины усваиваются далеко не всегда. И потом, зачем прибегать к искусственным средствам, если можно получать витамины непосредственно с пищей.

2. Описание лекарственных препаратов.

Витамины – это незаменимые для организма вещества, присутствие которых имеет принципиальное значение для нормального обмена веществ и поддержания жизнедеятельности вообще. Это низкомолекулярные соединения органической природы. Большинство витаминов не синтезируется в организме человека, а потому исключительно важно их поступления с пищей. (Исключение составляет витамин D). По сравнению с основными питательными веществами, витамины должны поступать в ничтожно малых дозах. В то же время дефицит или отсутствие того или иного витамина вызывает различные заболевания и физиологические расстройства.

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

Введение……………………………………………………………2

1. Общий обзор методов определения витаминов…………………3

2. Хроматографические методы определения витаминов…………5

3. Электрохимические методы определения витаминов…………10

4. Инверсионно вольтамперометрический метод определения

водорасторимых витаминов B 1 B 2 в пищевых продуктах………..13

Заключение………………………………………………………...18

Введение

В настоящее время на рынке появилось огромное количество витаминизированных продуктов питания для человека и кормов для животных, представляющих собой сухие многокомпонентные смеси. Ассортимент таких продуктов представлен достаточно широко. Это, прежде всего, биологически активные добавки к пище, премиксы, комбикорма для животных и птиц, поливитаминные препараты. Критерием качества таких продуктов может являться их анализ на содержание витаминов и, особенно, таких жизненно необходимых, как водорастворимые и жирорастворимые витамины, количество которых регламентируется нормативными документами и санитарными нормами качества.

Для определения витаминов применяют различные методы. Широко используемые оптические методы анализа трудоемки, требуют больших затрат времени и дорогостоящих реактивов, применение хроматографических методов осложнено использованием дорогостоящего оборудования. С каждым годом расширяется ассортимент и увеличивается производство продуктов питания, совершенствуется рецептура детского питания. Это в свою очередь предъявляет повышенные требования к контролю за качеством выпускаемой продукции и совершенствованию методов определения витаминов. Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов характеризуют пищевую ценность большинства видов и групп продуктов детского питания различного назначения.

1. Общий обзор методов определения витаминов

Почти все витамины легко подвергаются окислению, изомеризации и разрушаются под воздействием высокой температуры, света, кислорода воздуха, влаги и других факторов.

Из существующих методов определения витамина С (аскорбиновой кислоты) наиболее широко применяют метод визуального и потенциометрического титрования раствором 2,6-ди-хлорфенолиндофенола по ГОСТ 24556-81, основанный на редуцирующих свойствах аскорбиновой кислоты и ее способности восстанавливать 2,6-ДХФИФ. Темно-синяя окраска этого индикатора при добавлении аскорбиновой кислоты переходит в бесцветную. Важное значение имеет приготовление экстракта исследуемого продукта. Наилучшим экстрагентом является 6 %-ный раствор метафосфорной кислоты, который инактивирует аскорбинотоксидазу и осаждает белки.

Каротин в растительном сырье, концентратах и безалкогольных напитках контролируют физико-химическим методом по ГОСТ 8756.22-80. Метод основан на фотометрическом определении массовой доли каротина в растворе, полученном в процессе экстрагирования из продуктов органическим растворителем. Предварительно раствор очищают от сопутствующих красящих веществ с помощью колоночной хроматографии. Каротин легко растворяется в органических растворителях (эфир, бензин и др.) и придает им желтую окраску. Для количественного определения каротина используют адсорбционную хроматографию на колонках с окисью алюминия и магния. Такое определение пигментов на колонке зависит от активности адсорбента, количества пигментов, а также присутствия других компонентов в разделяемой смеси. Сухая смесь окиси алюминия задерживает каротин, а влажная пропускает в раствор другие красящие вещества.

Тиамин в основном находится в связанном состоянии в виде дифосфорного эфира - кокарбоксилазы, которая является активной группой ряда ферментов. С помощью кислотного гидролиза и под воздействием ферментов тиамин освобождается из связанного состояния. Этим способом определяют количество тиамина. Для расчета содержания витамина B1 используют флюрометрический метод, который применяют для определения тиамина в пищевых продуктах. Он основан на способности тиамина образовывать в щелочной среде с феррнцианндом калня тиохром, который дает интенсивную флюоресценцию в бутиловом спирте. Интенсивность процесса контролируют на флюорометре ЭФ-ЗМ.

В продуктах питания и напитках рибофлавин присутствует в связанном состоянии, т. е. в форме фосфорных эфиров, связанных с белком. Чтобы определить количество рибофлавина в продуктах, необходимо освободить его из связанного состояния путем кислотного гидролиза и обработки ферментными препаратами. Витамин B1 в безалкогольных напитках рассчитывают с помощью химического метода для определения количества легкогидролизуемых и прочно связанных форм рибофлавина в тканях. Метод основан на способности рибофлавина к флюоресценции до и после восстановления его гипосульфитом натрия. Определение общего содержания фенольных соединений. Для этого используют колориметрический метод Фолина - Дениса, который основан на образовании голубых комплексов при восстановлении вольфрамовой кислоты под действием полифенолов с реагентом в щелочной среде. Фенольные соединения определяют по хлорогеновой кислоте методом пламенной фотометрии на приборе ЕКФ-2.

2. Хроматографические методы определения витаминов

В последнее время за рубежом бурное развитие переживает метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Это связано, прежде всего, с появлением прецизионных жидкостных хроматографов, совершенствованием техники выполнения анализа. Широкое использование метода ВЭЖХ при определении витаминов нашло отражение и в числе публикаций. На сегодняшний день более половины всех опубликованных работ по анализу как водо- так и жирорастворимых витаминов посвящено применению этого метода.Широкое распространение при определении витаминов получили различные варианты хроматографии.

Для очистки токоферола от посторонних примесей используют метод тонкослойной хроматографии В сочетании со спектрофотометрическими и флуориметрическими методами этим способом проводят и количественное определение витамина Е. При разделении используют пластинки с силуфолом, кизельгелем

Анализ изомеров токоферола в оливковом масле проводится методом газо-жидкостной хроматографии. Методики анализа ГХ и ГЖХ требуют получения летучих производных, что крайне затруднительно при анализе жирорастворимых витаминов. По этой причине данные способы определения не получили большого распространения. Определение витамина Е в пищевых продуктах, фармпрепаратах и биологических объектах проводят в градиентном и изократическом режимах как в нормально-фазовых, так и в обращенно-фазовых условиях. В качестве адсорбентов используют силикагель (СГ), кизельгур, силасорб, ODS-Гиперсил и другие носители. Для непрерывного контроля состава элюата в жидкостной хроматографии при анализе витаминов и увеличения чувствительности определения используют УФ (А,=292 нм), спектрофотометрический (Х=295нм), флуоресцентный (Х,=280/325нм), электрохимический, ПМР- и масс-спектроскопический детекторы.

Большинство исследователей для разделения смесей всех восьми изомеров токоферолов и их ацетатов предпочитают использовать адсорбционную хроматографию. В этих случаях подвижной фазой обычно служат углеводороды, содержащие незначительные количества какого-либо простого эфира. Перечисленные методики определения витамина Е, как правило, не предусматривают предварительного омыления образцов, что существенно сокращает время выполнения анализа.

Разделение с одновременным количественным определением содержания жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К) при их совместном присутствии в поливитаминных препаратах проводят как на прямой, так и на обращенной фазах. При этом большинство исследователей предпочитают использовать обращенно-фазовый вариант ВЭЖХ. Метод ВЭЖХ позволяет анализировать водорастворимые витамины В1 и В2 как одновременно, так и отдельно. Для разделения витаминов используют обращенно-фазный, ион-парный и ионообменный варианты ВЭЖХ. Применяют как изократический, так и градиентный режимы хроматографирования. Предварительное отделение определяемых веществ от матрицы осуществляют путем ферментативного и кислотного гидролиза пробы.

Преимущества метода жидкостной хроматографии:

Одновременное определение нескольких компонентов

Устранение влияния мешающих компонентов

Комплекс можно быстро перестроить на выполнение других анализов.

Состав и характеристика оборудования и программного обеспечения для жидкостного хроматографа "Хромос ЖХ-301":

Таблица 1

Достоинства хроматографа "Хромос ЖХ-301":

Высокая стабильность и точность поддержания расхода элюента обеспечивается конструкцией насосов высокого давления.

Легкий доступ к колонкам обеспечивается конструкцией прибора.

Эффективность разделения обеспечивается применением высокоэффективных хроматографических колонок.

Широкий линейный диапазон измерительного сигнала детекторов без переключений предела измерения, что позволяет с высокой точностью измерять пики как большой, так и малой концентрации.

Хроматограмма анализа водорастворимых витаминов:

1 аскорбиновая кислота (C),
2 никотиновая кислота (Niacin),
3 пиридоксин (B6),
4 тиамин (B1),
5 никотинамид (B3),
6 фолиевая кислота (M),
7 цианокобаламин (B12),
8 рибофлавин (B2).

Опыт 1. Количественное определение витамина С.

Принцип метода. Метод основан на способности витамина С восстанавливать 2,6-дихлорфенолиндофенол, который в кислой среде имеет красную окраску, а при восстановлении обесцвечивается; в щелочной среде окраска синяя. Для предохранения витамина С от разрушения исследуемый раствор титруют в кислой среде щелочным раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолом до появления розового окрашивания.

Для расчета содержания аскорбиновой кислоты в таких продуктах, как капуста, картофель, хвоя, шиповник и др., используют формулу:

где Х – содержание аскорбиновой кислоты в миллиграм­мах на 100 г продукта; 0,088 – содержание аскорбиновой кислоты, мг; А – результат титрования 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола, мл; Б – объем экстракта, взятый для титрования, мл; В – количество продукта, взятое для анализа, г; Г – общее количество экстракта, мл; 100 – пересчет на 100 г продукта.

Вывод: записать результаты опыта и расчётных данных.

Опыт 1.1. Определение содержания витамина С в капусте.

Порядок выполнения работы.

Отвешивают 1 г капусты, растирают в ступке с 2 мл 10% раствора хлористоводородной кислоты (HCl – Соляная кислота, хлористоводородная кислота, хлороводородная кислота), приливают 8 мл воды и фильтруют. Отмеривают для титрования 2 мл фильтрата, добавляют 10 капель 10% раствора хлористоводородной кислоты и титруют 2,6-дихлорфенолиндофенолом до розовой окраски, сохраняющейся в течение 30 с, на этом основан принцип метода реакции. Вычисляют содержание аскорбиновой кислоты в 100 г капусты по формуле, указанной выше. В 100 г капусты содержится аскорбиновой кислоты 25-60 мг, в 100 г шиповника 500-1500 мг, а в хвое 200-400 мг.

Опыт 1.2. Определение содержания витамина С в картофеле.

Порядок выполнения работы.

Отвешивают 5 г картофеля, растирают в ступке с 20 каплями 10 % раствора хлористоводородной кислоты (чтобы картофель не темнел). Постепенно приливают дистиллированную воду – 15 мл. Полученную массу сливают в стаканчик, ополаскивают ступку водой, сливают ее по стеклянной палочке в стаканчик и титруют 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до розовой окраски, на этом основан принцип метода реакции. В 100 г картофеля содержится витамина С 1-5 мг.

Вывод: записать результаты опыта.

Опыт 1.3. Определение содержания витамина С в моче.

Определение содержания витамина С в моче дает представление о запасах этого витамина в организме, так как наблюдается соответствие между концентрацией витамина С в крови и количеством этого витамина, выделяемым с мочой. Однако при гиповитаминозе С содержание аскорбиновой кислоты в моче не всегда понижено. Часто оно бывает нормальным, несмотря на большой недостаток этого витамина в тканях и органах.

У здоровых людей введение per os 100 мг витамина С быстро приводит к повышению его концентрации в крови и моче. При гиповитаминозе С ткани, испытывающие недостаток в витамине, задерживают принятый витамин С и его концентрация в моче не повышается. Моча здорового человека содержит 20-30 мг витамина С или 113,55-170,33 мкмоль/сут. У детей уровень этого витамина понижается при цинге, а также острых и хронических инфекционных заболеваниях.