Выбор читателей
Популярные статьи
Методы количественного определения витаминов. Биохимия витамина с и методы его количественного определения
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
МОТИВАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ
Рациональное питание человека требует сбалансированности не только по содержанию белков, жиров, углеводов, но и по содержанию микронутриентов. Результаты изучения фактического питания различных групп населения свидетельствуют о значительной распространенности полигиповитаминозов, недостаточности основных минеральных веществ и пищевых волокон. Устранение недостаточностей микронутриентов не может быть достигнуто простым увеличением потребления продуктов питания. Современные условия жизни и труда большинства населения приводят к уменьшению энергетических затрат, что обусловливает необходимость снижения количества потребляемой пищи и влечет за собой недостаточное потребление содержащихся в ней микронутриентов. Знания клинических проявлений недостаточностей микронутриентов, источников витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон в питании, способах сохранения витаминной ценности продуктов, приемах профилактической витаминизации позволяют врачу оптимизировать статус питания пациентов.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: ознакомить с биологической ролью, нормированием и источниками в питании микронутриентов и пищевых волокон; научить определению химического состава рациона питания по содержанию витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон расчетным методом (на примере анализа меню-раскладки суточного рациона питания студента-медика), витаминосберегающим способам хранения и кулинарной обработки продуктов, профилактической витаминизацией.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ НА ЗАНЯТИИ
1. Определение качественного состава суточного рациона питания студента по содержанию витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон расчетным методом (по меню-раскладке, составленной к теме 3.2.) с использованием «Таблиц химического состава и энергетической ценности пищевых продуктов».
2. Решение ситуационных профессионально ориентированных задач двух типов, оформление решения в протоколе.
3. Лабораторная работа по определению содержания витамина С в овощах. 3.1. Определение содержания витамина С в сыром и вареном картофеле; расчет процента потери витамина С при кулинарной обработке.
3.2. Определение содержания витамина С в капусте; расчет процента потери витамина С при хранении.
4. Заслушивание и обсуждение рефератов, подготовленных студентами
по индивидуальному заданию преподавателя.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
1.Биологическая роль, нормирование, источники в питании водорастворимых витаминов.
2.Биологическая роль, нормирование, источники в питании жирорастворимых витаминов.
3. Виды витаминных недостаточностей.
4. Причины гиповитаминозов, их проявления.
5.Приемы сохранения и повышения витаминной ценности рационов питания, профилактика гиповитаминозов.
6.Биологическая роль, нормирование, источники в питании минеральных веществ.
7.Биологическая роль, нормирование, источники в питании пищевых волокон.
ПРОТОКОЛ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
"_____"___________20___г.
Таблица 46
Качественный состав суточного рациона питания студента
| Наименования блюд меню, набор продуктов на порцию | Масса, г | Витамины | Минеральные вещества | Пище-вые волок- на, г | ||||||||
| С мг | В мг | В мг | А мкг | D мкг | Ca мг | P мг | К мг | Fe мг | J мкг | |||
| ЗАВТРАК: | ||||||||||||
| 2-ой ЗАВТРАК: | ||||||||||||
| ОБЕД: | ||||||||||||
| УЖИН: | ||||||||||||
| ВСЕГО ЗА СУТКИ: |
2. Решение ситуационной задачи (тип 1) №____
__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Решение ситуационной задачи (тип2) №___
__________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Определение содержания витамина С в овощах:
вид продукта _____________, навеска продукта ____________г,
количество 0,0001н. раствора иодноватокислого калия, пошедшего на тит-
рование пробы _____мл;
Формула для расчета:
а) сырой картофель _______ м, вареный картофель _______ мг,
потеря витамина С при кулинарной обработке _________%
б) капуста ______ мг, среднее содержание в капусте _____ мг,
потеря витамина С при хранении _____ %.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Работу выполнил __________________
Подпись преподавателя _____________
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
Дефиниции темы
АВИТАМИНОЗ - полное истощение витаминных ресурсов организма.
АНТИВИТАМИНЫ - соединения, частью или полностью выключающие витамины из обменных реакций организма путем их разрушения, инактивации или препятствуя их ассимиляции. Антивитамины делятся на 2 группы:
а) структуроподобные соединения (конкурентные ингибиторы; вступают с витаминами или их производными в конкурирующие отношения в соответствующих биохимических реакциях обмена веществ), к ним относятся сульфаниламиды, дикумарин, мегафен, изониазид и др.
б) структуроразличные соединения (природные антивитамины; вещества,
которые путем изменения молекулы или комплексного соединения с метаболитами частично или полностью лишают витамин его действия), к ним относятся тиаминаза, аскорбиназа, авидин и др.
ВИТАМИНЫ - необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью, которые не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме и поступают в организм с пищей. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов, жирорастворимых витаминов - в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур.
ВИТАМИНЫ-АНТАГОНИСТЫ: В 1 и В 2 ; А и Д; никотиновая кислота и холин; тиамин и холин (при длительном введении с лечебными целями одного витамина обнаруживаются симптомы недостаточности другого).
ВИТАМИНЫ-СИНЕРГИСТЫ: С и Р; Р, С, К; В 12 и фолиевая кислота; С, К, В 2 ; А и Е; Е и инозит (при комплексном применении в поливитаминных препаратах могут усиливать биологический эффект друг друга). ГИПОВИТАМИНОЗ - резкое снижение обеспеченности организма тем или иным витамином.
СКРЫТАЯ (ЛАТЕНТНАЯ) ФОРМА ВИТАМИННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ не имеет каких-либо внешних проявлений и симптомов, однако, оказывает отрицательное влияние на работоспособность, устойчивость организма к различным неблагоприятным факторам, удлиняет выздоровление после перенесенного заболевания.
ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА – высокомолекулярные углеводы (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, лигнин, хитин и др.) главным образом растительного происхождения, устойчивые к перевариванию и усвоению в тонком кишечнике, но подвергающиеся полной или частичной ферментации в толстом кишечнике.
ВАЖНЕЙШИЕ ПРИЧИНЫ ГИПОВИТАМИНОЗОВ И АВИТАМИНОЗОВ
1. Недостаточное поступление витаминов с пищей.
1.1. Низкое содержание витаминов в рационе.
1.2. Снижение общего количества потребляемой пищи в связи с низкими энерготратами.
1.3. Потеря и разрушение витаминов в процессе технологической переработки продуктов питания, их хранения и нерациональной кулинарной
обработки.
1.4. Отклонения от сбалансированной формулы питания (преимущественно углеводное питание требует дополнительного количества тиамина;
при недостаточном введении полноценных белков витамины С, РР, В 1 быстро выводятся с мочой, не участвуют в обменных процессах, задерживается превращение каротина в витамин А).
1.5. Анорексия.
1.6. Присутствие витаминов в некоторых продуктах в неутилизируемой форме (инозит в виде фитина зерновых продуктов).
2. Угнетение кишечной микрофлоры, продуцирующей некоторые витамины (В 6 , К).
2.1. Болезни желудочно-кишечного тракта.
2.2. Последствия химиотерапии (дисбактериозы).
3. Нарушение ассимиляции витаминов.
3.1. Нарушение всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте
при заболеваниях желудка, кишечника, поражениях гепатобилиарной системы, а также в пожилом возрасте (нарушение секреции желчи, необходимое для всасывания жирорастворимых витаминов).
3.3. Нарушение обмена витаминов и образования их биологически активных (коферментных) форм при различных заболеваниях, действии токсических и инфекционных агентов, химиотерапии, в пожилом возрасте.
4. Повышенная потребность в витаминах.
4.1. Особые физиологические состояния организма (интенсивный рост, беременность, лактация).
4.2. Особые климатические условия (потребность в витаминах повышается на 30-60% в связи с повышенными энерготратами при низкой температуре воздуха в климатической зоне Севера).
4.4. Значительная нервно-психическая нагрузка, стрессовые состояния.
4.5. Воздействие вредных факторов производства (Рабочим горячих цехов в условиях воздействия высоких температур /32 градуса/ при одновременной физической нагрузке требуется вдвое больше витаминов С, В 1 , В 6 , пантотеновой кислоты, чем при 18 градусах).
4.6. Инфекционные заболевания и интоксикации (При тяжелых септических процессах потребность организма в витамине С достигает 300-500 мг в сутки).
4.7. Заболевания внутренних органов и эндокринных желез.
4.8. Повышенная экскреция витаминов.
5. Врожденные, генетически обусловленные нарушения обмена и функций витаминов.
5.1. Врожденные нарушения всасывания витаминов.
5.2. Врожденные нарушения транспорта витаминов кровью и через клеточные мембраны.
5.3. Врожденные нарушения биосинтеза витаминов (никотиновой кислоты из триптофана).
5.4. Врожденные нарушения превращения витаминов в коферментные
формы, простетические группы и активные метаболиты.
5.5. Нарушение включения витаминов в состав активного центра фермента.
5.6. Нарушение структуры апофермента, затрудняющее его взаимодействие с коферментом.
5.7. Нарушение структуры апофермента, приводящее к полной или частичной утрате ферментативной активности вне зависимости от взаимодействия с коферментом.
5.8. Усиление катаболизма витаминов.
5.9. Врожденные нарушения реабсорбции витаминов в почках.
Таблица 47
(в 100 г съедобной части)
| Продукты | В 1 | В 2 | РР | В 6 | С | Е | А | В-ка-ро-тин | D | В 12 | Фо-лие-вая кисл. | ||||
| Мг/100г | Мкг/100 г | ||||||||||||||
| Хлеб ржаной | 0,18 | 0,11 | 0,67 | 0,17 | - | 2,2 | - | - | - | - | |||||
| Хлеб пшенич. | 0,21 | 0,12 | 2,81 | 0,3 | - | 3,8 | - | - | - | - | |||||
| Крупа овсян. | 0,49 | 0,11 | 1,1 | 0,27 | - | 3,4 | - | - | - | - | |||||
| Крупа манная | 0,14 | 0,07 | 1,0 | 0,17 | - | 2,5 | - | - | - | - | |||||
| Крупа рисовая | 0,08 | 0,04 | 1,6 | 0,18 | - | 0,4 | - | - | - | - | |||||
| Крупа гречнев. | 0,53 | 0,2 | 4,19 | 0,4 | - | 6,6 | - | - | - | - | |||||
| Пшено | 0,62 | 0,04 | 1,55 | 0,52 | - | 2,6 | - | 0,15 | - | - | |||||
| Макароны | 0,17 | 0,08 | 1,21 | 0,16 | - | 2,1 | - | - | - | - | |||||
| Говядина | 0,07 | 0,18 | 3,0 | 0,39 | Сл | - | - | - | - | 2,8 | 8,9 | ||||
| Свинина | 0,52 | 0,14 | 2,4 | 0,33 | Сл | - | - | - | - | - | 5,5 | ||||
| Печень говяж. | 0,3 | 2,19 | 6,8 | 0,7 | 1,3 | 3,8 | 1,0 | - | |||||||
| Колбаса варен. | 0,25 | 0,18 | 2,47 | 0,19 | - | - | - | - | - | - | |||||
| Куры | 0,07 | 0,15 | 3,6 | 0,61 | - | - | 0,1 | - | - | - | 5,8 | ||||
| Яйца куриные | 0,07 | 0,44 | 0,2 | 0,14 | - | 0,3 | - | 4,7 | 0,1 | 7,5 | |||||
| Треска | 0,09 | 0,16 | 2,3 | 0,17 | Сл. | 0,9 | Сл. | - | - | 1,6 | 11,3 | ||||
| Икра осетр. | 0,3 | 0,36 | 1,5 | 0,29 | 7,8 | - | 0,2 | - | - | ||||||
| Молоко Пастер. | 0,03 | 0,13 | 0,1 | - | 1,0 | - | Сл. | 0,01 | - | - | - | ||||
| Кефир | 0,03 | 0,17 | 0,14 | 0,06 | 0,7 | 0,1 | Сл. | 0,01 | - | 0,4 | 7,8 | ||||
| Сметана | 0,02 | 0,1 | 0,07 | 0,07 | 0,2 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,36 | 8,5 | ||||
| Творог | 0,04 | 0,27 | 0,4 | 0,11 | 0,5 | 0,4 | 0,1 | 0,03 | - | 1,0 | 35,0 | ||||
| Сыры твердые | 0,02 | 0,3 | 0,3 | 0,1 | 1,6 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | - | 2,5 | 10-45 | ||||
| Масло сливоч. | Сл | 0,01 | 0,1 | - | - | - | 0,5 | 0,34 | - | - | - | ||||
| Масло подсолнечное рафинирован. | _ | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||||
| Горох | 0,81 | 0,15 | 2,2 | 0,27 | - | 9,1 | - | 0,07 | - | - | |||||
| Картофель | 0,12 | 0,05 | 0,9 | 0,3 | 0,1 | - | 0,02 | - | - | ||||||
| Капуста белокачанная | 0,06 | 0,05 | 0,4 | 0,14 | 0,1 | - | 0,02 | - | - | ||||||
| Лук зеленый | 0,02 | 0,1 | 0,3 | 0,15 | - | - | - | ||||||||
| Томаты | 0,06 | 0,04 | 0,53 | 0,1 | 0,4 | - | 1,2 | - | - | ||||||
| Огурцы | 0,03 | 0,04 | 0,2 | 0,04 | 0,1 | - | 0,06 | - | - | ||||||
| Свекла | 0,02 | 0,04 | 0,2 | 0,07 | 0,1 | - | 0,01 | - | - | ||||||
| Морковь | 0,06 | 0,07 | 0,13 | 0,6 | - | - | - | ||||||||
| Грибы белые | 0,02 | 0,3 | 4,6 | 0,07 | 0,6 | - | - | - | - | ||||||
| Яблоки | 0,01 | 0,03 | 0,3 | 0,08 | 0,6 | - | 0,03 | - | - | 1,6 | |||||
| Абрикосы | 0,03 | 0,06 | 0,07 | 0,05 | 0,9 | - | 1,6 | - | - | ||||||
| Вишни | 0,03 | 0,3 | 0,4 | 0,05 | 0,3 | - | 0,1 | - | - | ||||||
| Малина | 0,02 | 0,05 | 0,6 | 0,07 | 0,6 | - | 0,2 | - | - | ||||||
| Земляника | 0,03 | 0,05 | 0,3 | 0,06 | 0,5 | - | 0,03 | - | - | ||||||
| Смородина чер. | 0,02 | 0,02 | 0,3 | 0,13 | 0,7 | - | 0,1 | - | - | ||||||
| Облепиха | 0,1 | 0,05 | 0,6 | 0,11 | - | - | - | ||||||||
| Шиповник сух. | 0,15 | 0,84 | 1,5 | - | - | - | 6,7 | - | - | - | |||||
| Виноград | 0,05 | 0,02 | 0,3 | 0,09 | - | - | Сл. | - | - | ||||||
| Лимоны | 0,04 | 0,02 | 0,1 | 0,06 | - | - | 0,01 | - | - | ||||||
| Апельсины | 0,04 | 0,03 | 0,2 | 0,06 | 0,2 | - | 0,05 | - | - | ||||||
| Пирожные, торты | 0,75 | 0,1 | 0,7 | - | - | - | 0,1 | 0,14 | - | - | - | ||||
| Дрожжи прессован. | 0,6 | 0,68 | 11,4 | 0,58 | - | - | - | - | - | - | |||||
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.
Нитроформа Ацидоформа
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.
о-Фенилендиамин ДАК Хиноксалин
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.
Тиамин Тиохром
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.
Рибофлавин Люмифлавин
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).
Индофенол
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.
При глубоком изучении процессов пищеконцентратного и овощесушильного производства, при установлении пищевой ценности готовых продуктов, а также при контроле производства витаминизированных изделий определяют содержание в них следующих витаминов: витамина С (аскорбиновой кислоты), B1 (тиамина), B2 (рибофлавина), PP (никотиновой кислоты), каротина (провитамина A).
Подготовка проб при определении витаминов. Пробы исследуемых продуктов приготовляют непосредственно перед анализом. При анализе свежих плодов и овощей из отдельных экземпляров вырезают ножом из нержавеющей стали пробы в форме продольных сегментов, которые быстро измельчают ножом (капуста, лук) или на терке (картофель, корнеплоды), тщательно перемешивают и из полученной однородной массы отбирают пробу не менее 200 г, которую немедленно направляют на исследование.
Свежие ягоды и мелкие сочные плоды предварительно не измельчают; из средней пробы отбирают в банку из разных мест по нескольку ягод, плодов, перемешивают их и берут навеску для анализа. Из плодов и ягод с косточками удаляют косточки, а в дальнейшем поступают так, как описано выше.
Сухие плоды и овощи не менее 50 г измельчают на лабораторной мельнице или ножницами и полученный измельченный материал ссыпают в банку с притертой пробкой. Из тщательно перемешанной массы отбирают пробу для лабораторного анализа.
Пищевые концентраты в количестве не менее 200 г измельчают на лабораторной мельнице, перемешивают и отбирают пробу для анализа.
Витаминизированные молочные пищевые концентраты (в брикетированном виде) не менее 100 г измельчают и растирают в ступке, тщательно перемешивают и отбирают пробу для анализа.
Порошкообразные продукты в количестве не менее 50 г перед отбором пробы для исследования тщательно перемешивают.
При исследовании жидких, пюреобразных и пастообразных продуктов навески для анализа берут после тщательного перемешивания пробы.
Определение витамина C
Витамин C, l-аскорбиновая кислота (С6Н8O6), может находиться в пищевых продуктах в двух формах: восстановленной и окисленной (дегидроаскорбиновая кислота).
Количественные химические методы определения аскорбиновой кислоты основаны на ее восстановительных свойствах. Основными методами определения содержания аскорбиновой кислоты в препаратах и в пищевых продуктах является индофенольное или йодометрическое титрование. Применяемый индофенольный реактив - 2,6-дихлорфенолиндофенол, синего цвета, при титровании аскорбиновой кислоты восстанавливается и переходит в бесцветное лейкосоединение. Об окончании реакции судят по окрашиванию испытуемого раствора в розовый цвет, вызванному избытком индикатора, который в кислой среде имеет розовую окраску. По количеству индофенола, израсходованного на титрование, определяют содержание витамина С в продукте. При йодометрическом титровании применяют раствор йодноватокислого калия, индикатором служит крахмал.
При определении витамина C в пищевых продуктах применяют методы индофенольного титрования: арбитражный, с применением сероводорода и контрольный (упрощенный). Выбор метода зависит от свойств исследуемого продукта и назначения анализа.
Арбитражный метод (индофенольный с применением сероводорода)
Навеску исследуемого продукта 10-50 г в зависимости от предполагаемого содержания витамина C, взятую с точностью до 0,01 г, количественно при помощи 5%-ного раствора уксусной кислоты переносят в мерную колбу (или цилиндр) и этой же кислотой доводят содержимое колбы до объема 50-100 мл. При анализе концентратов и сушеных овощей и фруктов навеску 5-10 г растирают в ступке с 5-10 г стеклянного порошка или кварцевого песка (предварительно очищенного от примесей железа, промытого и прокаленного) и с трехкратным по отношению к навеске количеством 5%-ного раствора уксусной кислоты. При растирании анализируемый продукт должен быть полностью покрыт уксусной кислотой. Тщательно растертую смесь оставляют в ступке для настаивания на 10 мин, после чего содержимое ступки переливают в мерную колбу (или цилиндр) через воронку, стараясь не переносить осадка. Ступку, воронку и палочку несколько раз ополаскивают 5%-ным раствором уксусной кислоты, давая каждый раз отстояться осадку. Промывные жидкости сливают к испытуемому раствору в мерной колбе (или цилиндре) и доводят до объема 50-100 мл в зависимости от величины взятой навески и предполагаемого содержания витамина C. Содержимое мерной колбы или цилиндра тщательно перемешивают и центрифугируют или быстро фильтруют через слой ваты.
10 мл полученной уксуснокислой вытяжки пипеткой переносят в колбочку, стаканчик или центрифужную пробирку емкостью 60-80 мл и туда же прибавляют для создания необходимого pH и осветления раствора последовательно, при легком встряхивании, 0,4 г углекислого кальция и 5 мл 5%-ного раствора уксуснокислого свинца, приготовленного на 5%-ном растворе уксусной кислоты. Эту операцию следует проводить осторожно, так как прибавление углекислого кальция сопровождается пенообразованием. Раствор быстро центрифугируют или фильтруют в сухую колбочку через заранее приготовленный маленький складчатый фильтр.
Если фильтрат окажется мутным, то осветление повторяют на другой порции уксуснокислой вытяжки анализируемого продукта. Прибавляют к ней увеличенное в 2, 3 или 4 раза количество углекислого кальция и 5%-ного раствора уксуснокислого свинца, затем отфильтровывают или центрифугируют, как указано выше. Через прозрачный фильтрат в течение 5-15 мин пропускают ток сероводорода, получаемого из аппарата Киппа действием разведенной соляной (1:1) или серной (1:3) кислоты на сернистое железо. Для быстрого и полного осаждения сернистого свинца раствор в начале пропускания сероводорода энергично взбалтывают. Пропускание сероводорода заканчивают, когда слой жидкости над черным осадком сернистого свинца становится прозрачным. Раствор фильтруют через маленький сухой беззольный фильтр в сухую колбочку и из прозрачного фильтрата полностью удаляют сероводород током углекислого газа из баллона или аппарата Киппа, заряженного мрамором и разбавленной (1:1) соляной кислотой. Углекислый газ может быть заменен азотом. Контроль на полноту удаления сероводорода проводят при помощи фильтровальной бумаги, смоченной раствором уксуснокислого свинца, которую подносят к горлышку колбочки, в отсутствие сероводорода бумажка остается бесцветной, появление на ней желточерного пятна указывает на наличие сероводорода. Пропускание сероводорода и инертного газа следует проводить в вытяжном шкафу.
В колбочку предварительно приливают пипеткой 5 мл 80%-ного раствора уксусной кислоты и столько дистиллированной воды, чтобы общий объем жидкости с испытуемым раствором составил 15 мл. Затем вносят пипеткой от 1 до 10 мл испытуемого осветленного раствора, полученного после удаления сероводорода, и титруют из микробюретки или микропипетки 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30-60 сек. Титрование проводят каплями при непрерывном легком встряхивании титруемого раствора. Титрование должно продолжаться не более 2 мин. После окончания титрования необходимо при энергичном взбалтывании раствора прибавить еще две капли раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола; если окраска испытуемого раствора усилится, можно считать, что конец реакции был найден правильно, и в этом случае объем прибавленных капель индикатора не учитывают. При установлении количества испытуемого раствора, необходимого для титрования, следует исходить из того, чтобы на титрование израсходовалось не более 2 мл 0,001 н. раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола.
Определение витамина C проводят не менее чем в двукратной повторности, причем результаты параллельных титрований не должны отличаться между собой более чем на 0,04 мл. Содержание витамина C вычисляют как среднюю арифметическую величину из 2-3 параллельных определений. При вычислении результатов титрования следует вводить поправку на контрольное определение: титрование 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола смеси 5 мл 80%-пой уксусной кислоты и 10 мл дистиллированной воды до появления розового окрашивания. Эту поправку, равную обычно для объема 15 мл 0,06-0,08 мл, вычитают из общего количества индикатора, пошедшего на титрование испытуемого раствора.
где V - количество 0,001 н. раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола, пошедшего на титрование с учетом поправки на контрольное титрование, мл; К - коэффициент пересчета на точно 0,001 н. раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола; V1 - объем, до которого доведена навеска при прибавлении к ней экстрагирующей жидкости, мл; V2 - объем анализируемой жидкости, взятой для титрования, мл; V3 - объем первоначального раствора или экстракта, взятого для анализа после прибавления уксуснокислого свинца, мл; V4 - объем первоначального раствора или экстракта, взятого для анализа перед обработкой уксуснокислым свинцом; g - навеска продукта, г; 0,088 - количество аскорбиновой кислоты, соответствующее 1 мл точно 0,001 н. раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола.
Определение витамина C следует проводить не на прямом солнечном свете. Продолжительность анализа должна быть не более 1 ч.
Приготовление 0,001 н. раствора индикатора 2,6-дихлорфенолиндофенола
0,25-0,3 г индикатора взбалтывают в однолитровой мерной колбе с 600 мл дистиллированной воды в течение 1,5-2 ч (можно оставлять для растворения на ночь), доливают дистиллированной водой до 1 л, хорошо смешивают и фильтруют. Раствор индикатора пригоден для анализа в течение 5-10 дней. Хранить его следует в темноте, в прохладном месте, желательно в холодильнике.
Титр индикатора проверяют ежедневно. Появление при проверке титра грязноватого оттенка указывает на непригодность раствора индикатора для анализа.
Определение титра раствора индикатора - 2,6-дихлорфенолиндофенола
Титр раствора индикатора можно установить двумя способами.
Первый способ. К 5 мл раствора индикатора прибавляют 2,5 мл насыщенного раствора щавелевокислого натрия и титруют из микробюретки 0,01 н. раствором соли Мора, приготовленным на 0,02 н. растворе серной кислоты, до исчезновения синей окраски и перехода синевато-зеленоватого цвета в янтарно-желтый. Титр раствора соли Мора устанавливают по 0,01 н. раствору марганцовокислого калия, а титр последнего - по 0,01 н. раствору щавелевокислого натрия или щавелевой кислоте по общепринятым методикам.
Раствор соли Мора остается пригодным для анализа в течение 2-3 месяцев при хранении его в темном прохладном месте. Титр раствора соли Мора проверяют не реже 1 раза в месяц.
Второй способ. Несколько кристалликов аскорбиновой кислоты (примерно 1-1,5 мг) растворяют в 50 мл 2%-ного раствора серной кислоты. 5 мл этого раствора, взятого пипеткой, титруют раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола из микробюретки до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 3 мин. Параллельно такой же объем (5 мл) раствора аскорбиновой кислоты титруют из другой микробюретки точно 0,001 н. раствором йодноватокислого калия (0,3568 г KJO3, высушенного в течение 2 ч при 105° С, растворяют в 1 л дистиллированной воды, полученный 0,01 н. раствор KJO3 перед анализом разбавляют в мерной колбе дистиллированной водой в 10 раз). Титрование проводят в присутствии нескольких кристалликов (1-2 мг) йодистого калия и 2-3 капель 1%-ного раствора крахмала до появления голубого окрашивания. Это титрование удобно проводить в фарфоровой чашечке.
Титр раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола (х) по аскорбиновой кислоте вычисляют по формуле
где V - количество 0,001 н. раствора KJO3, пошедшего на титрование раствора аскорбиновой кислоты, мл; V1 - количество раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола, пошедшего на титрование раствора аскорбиновой кислоты, мл; 0,088 - количество аскорбиновой кислоты, соответствующей 1 мл точно 0,001 н. раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола, мг.
Контрольный упрощенный метод определения витамина С
Метод применяется при массовых анализах свежих плодов и овощей. Он позволяет определять аскорбиновую кислоту только в восстановленной форме. Точность метода ±20%.
Методика определения. Во взвешенный стаканчик берут в зависимости от предполагаемого содержания витамина C в продукте навеску 10-30 г и быстро заливают ее 50 мл 4%-ного раствора соляной кислоты; навески, залитые кислотой, можно хранить в течение 10-15 мин. Навеску вместе с кислотой переносят в фарфоровую ступку. Часть кислоты из ступки сливают в мерную колбу или цилиндр емкостью 100 мл, а навеску с небольшим количеством оставшейся кислоты тщательно растирают. Затем содержимое ступки переносят в тот же цилиндр (или колбу), в котором находится остаток соляной кислоты, смывая дистиллированной водой остаток из фарфоровой ступки в ту же мерную колбу (или цилиндр). Раствор в мерной колбе доводят дистиллированной водой до метки. Содержимое колбы хорошо перемешивают и быстро фильтруют через марлю или воду. Из этого раствора отбирают пробу для титрования.
В случае труднорастираемых продуктов к навеске в фарфоровой ступке прибавляют 2-5 г взвешенного, хорошо промытого и прокаленного кварцевого песка или стеклянной пудры. После того как все содержимое ступки перенесено в мерную колбу (или цилиндр) и объем вытяжки доведен до 100 мл, к вытяжке добавляют дистиллированную воду в количестве 0,35 мл на каждый грамм взятого песка и всю жидкость снова хорошо перемешивают.
При исследовании жидкого материала его разбавляют в цилиндре 4%-ным раствором соляной кислоты и дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы конечная концентрация соляной кислоты составляла 2%. Соляная кислота может быть заменена метафосфорной или щавелевой кислотой. Для получения вытяжки пользуются 2%-ным раствором метафосфорной кислоты, приготовленной на 2 н. растворе серной кислоты. Сначала приготовляют 20%-ный раствор метафосфорной кислоты на 2 н. растворе серной кислоты, а перед употреблением этот раствор разбавляют в 10 раз 2 н. раствором серной кислоты.
Навеску исследуемого продукта растирают в ступке с 2%-ным раствором метафосфорной кислоты (навеска должна быть покрыта кислотой), затем ее переносят в мерный цилиндр. Ступку несколько раз промывают небольшим количеством раствора метафосфорной кислоты, сливают эти растворы в цилиндр, доводя содержимое до 100 мл. Витамин C в растворе метафосфорной кислоты стабилен в течение нескольких часов. При отсутствии метафосфорной кислоты можно пользоваться щавелевой кислотой. Навеску исследуемого материала быстро растирают в ступке под 20 мл 1%-ного раствора соляной кислоты и затем переносят содержимое фарфоровой ступки в мерный цилиндр емкостью 100 мл и доводят объем вытяжки до 100 мл при помощи 1%-ного раствора щавелевой кислоты. После перемешивания вытяжку фильтруют. Для титрования 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола отбирают от фильтрованной вытяжки не более 5 мл.
Титрование и вычисление содержания витамина C (в миллиграммах на 100 г продукта) производят так же, как и в арбитражном методе. Расхождение между результатами анализов двух параллельных навесок из одного продукта не должно превышать 3-4%.
Метод определения витамина C в сульфитированных сушеных продуктах
Метод основан на том, что сернистые соединения (в кислой среде) блокируются формальдегидом и не мешают титрованию аскорбиновой кислоты.
Навеску сушеного продукта, взятого с таким расчетом, чтобы витамина C в вытяжке содержалось 0,04-0,1 мг, растирают в ступке с 5%-ным раствором метафосфорной кислоты. Вытяжку фильтруют и в случае исследования несульфитированного продукта титруют 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола.
При анализе сульфитированного сушеного продукта полученную метафосфорную вытяжку подкисляют 50%-ным раствором серной кислоты и обрабатывают формальдегидом, концентрация которого в конечном растворе должна быть 4%. Раствор оставляют стоять на 8 мин, а затем титруют 0,001 н. раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола, как указано выше.
Определение каротина
Методы определения каротина основаны на извлечении его из растительных тканей бензином или петролейным эфиром и последующем освобождении от сопутствующих веществ при помощи адсорбционной хроматографии. Количественное определение каротина проводят колориметрированием полученных растворов, содержащих каротин. Для определения каротина предложены три варианта метода.
Методика определения. Первый вариант. Каротин извлекают из растительного материала после обезвоживания его спиртом или ацетоном, а затем омыляют вещества, перешедшие в экстракт, спиртовым раствором щелочи. Повторно извлекают каротин, фильтрат пропускают через адсорбционную колонку и затем определяют интенсивность окраски фильтрата.
Навеску измельченного продукта берут в количестве от 1 до 50 г в зависимости от содержания каротина и растирают ее в фарфоровой ступке с небольшим количеством промытого и прокаленного песка или измельченного стекла. К растертой массе в ступку приливают спирта или ацетона пятикратное количество, растирают, а затем добавляют порциями 20-30 мл бензина или петролейного эфира. Смесь растирают, экстракт фильтруют через бумажный фильтр; экстрагирование повторяют до тех пор, пока последние порции экстракта не станут бесцветными.
Фильтрат переносят в делительную воронку, добавляют несколько миллилитров дистиллированной воды для разделения слоев: верхний - бензиновый, нижний - спиртовой или ацетоновый. В другую делительную воронку сливают спиртовой или ацетоновый слой и промывают 2 раза бензином или петролейным эфиром, присоединяя эти вытяжки к основному фильтрату. Соединенные вытяжки переносят в колбу и концентрируют до объема 20-30 мл на водяной бане при температуре не выше 50° С в вакууме. К экстракту добавляют приблизительно равный объем 5%-ной спиртовой щелочи и омыляют в течение 30 мин-1 ч на водяной бане с обратным холодильником при кипении раствора. Омыленный раствор переносят в делительную воронку, прибавляют несколько миллилитров воды, взбалтывают и отделяют бензиновый слой, который затем промывают 8-10 раз дистиллированной водой. Бензиновый экстракт переносят в колбу и сушат обезвоженным сульфатом натрия при взбалтывании до исчезновения мутности раствора, затем фильтруют и концентрируют до объема 5-10 мл, как указано выше. Сгущенный экстракт пропускают при небольшом разрежении через адсорбционную колонку, наполненную окисью магния или окисью алюминия. Каротин, адсорбированный на колонке, элюируют (растворяют) эфиром или бензином, пропуская их через адсорбент до тех пор, пока выходящая из колонки жидкость не станет бесцветной.
Полученный фильтрат собирают в мерную колбу, доводят объем жидкости до метки петролейным эфиром или бензином и колориметрируют в колориметре Дюбоска или на фотоэлектроколориметре, используя для сравнения стандартный раствор азобензола или бихромата калия.
Второй вариант. Вначале проводят омыление исследуемого вещества, а затем экстрагирование каротина, адсорбцию и колориметрирование. Навеску измельченного вещества (от 1 до 50 г), растертую в ступке, переносят в колбу, прибавляют 20-40 мл 5%-ной спиртовой щелочи, омыляют в течение 30 мин-1 ч и дальше поступают так же, как и при первом способе.
Третий вариант (упрощенный). При этом способе исключается омыление, а все остальные стадии анализа те же, что и при первом способе.
Полученные экстракты промывают водой, сушат над безводным сернокислым натрием, концентрируют до малых объемов, пропускают через колонку с адсорбентом и колориметрируют.
При определении каротина в моркови можно исключить применение адсорбционной колонки, так как в моркови содержится незначительное количество других каротиноидов, которые практически мало влияют на результат определения. Анализ по третьему варианту проводят в тех случаях, когда результаты определения каротина совпадают с результатами, полученными при работе по первому варианту. Определение каротина в сухом растительном материале (овощи, плоды, ягоды и другие продукты). Навеску измельченного вещества берут от 2 до 10 г, каротин извлекают бензином или петролейным эфиром без предварительной обработки спиртом. Полученные экстракты сгущают до объема 20-30 мл и омыляют спиртовым раствором КОН. Далее анализ проводят, как указано в первом варианте.
Вычисление содержания каротина. При использовании для колориметрирования колориметра Дюбоска и стандартных растворов азобензола или бихромата калия содержание каротина (х) в мг % в исследуемом продукте рассчитывают по формуле
где К - коэффициент пересчета (количество каротина в миллиграммах, соответствующее 1 мл стандартного раствора азобензола, - 0,00235 или стандартного раствора биххромата калия 0,00208); H - показание шкалы стандартного раствора, мм; H1- показание шкалы испытуемого раствора, мм; g - навеска исследуемого продукта, г; V - объем фильтрата после хроматографической адсорбции, мл.
При использовании электрофотоколориметра применяют следующую формулу:
где H2 - показание шкалы реохорда для стандартного раствора; H1 - то же, для испытуемого раствора. Остальные обозначения такие же, как и в предыдущей формуле.
Приготовление стандартных растворов
Раствор азобензола. 14,5 мг кристаллического химически чистого азобензола растворяют в 100 мл 96%-ного этилового спирта.
Раствор бихромата калия. 360 мг трижды перекристаллизованного бихромата калия растворяют в 1 л дистиллированной воды.
Приготовление адсорбционной колонки
Для адсорбционной колонки используют стеклянную трубку длиной 12-15 см, диаметром 1-1,5 см, суженную книзу. Трубку вставляют через пробку в колбу Бунзена. В нижнюю часть адсорбционной трубки помещают вату, а затем адсорбент - окись магния или окись алюминия. Для этого приготовляют кашицу из адсорбента и бензина или петролейного эфира. Кашицей заполняют колонку на 4-6 см и промывают небольшими порциями растворителя, избегая образования пузырьков воздуха.
Определение витамина B1
Витамин B1 (тиамин, аневрин) находится в естественных продуктах как в свободном, так и в связанном виде. В первом случае - это свободный тиамин или его хлорид - гидрохлорид (C12H18O4Cl2); в связанном состоянии он представляет собой пирофосфорнокислый эфир тиамина, соединенный с белковым носителем, т.е. является коферментом карбоксилазы. В основу метода определения витамина B1, положена способность тиамина окисляться в тиохром феррицианидом калия в щелочной среде и свойство образовавшегося тиохрома давать голубую флуоресценцию при освещении ультрафиолетовыми лучами. В ходе анализа тиохром извлекают из водно-щелочного раствора изобутиловым, бутиловым или изоамиловым спиртом, отделяя его таким образом от флуоресцирующих и других нежелательных примесей, нерастворимых в указанных спиртах.
Содержание тиамина в исследуемом веществе устанавливают проводя на флуорометре сравнительное определение интенсивности флуоресценции испытуемого и стандартного растворов. Описанный метод применим для определения не только свободного тиамина, но и общего содержания тиамина. В этом случае связанную форму тиамина предварительно подвергают расщеплению ферментным препаратом, содержащим фосфатазу.
Флуорометрический метод определения витамина B1. Навеску исследуемого продукта в количестве 5-10 г, помещенную в ступку, тщательно растирают с 10-25 мл 0,1 н. раствора серной кислоты и переносят количественно в колбу при помощи того же раствора кислоты; общий объем жидкости в колбе доводят приблизительно до 75 мл. Колбу закрывают пробкой с обратным холодильником (воздушным), опускают в кипящую водяную баню и в течение 45 мин при периодическом перемешивании содержимого ее ведут экстракцию тиамина. В случае определения свободного тиамина полученную вытяжку охлаждают, добавляют 2,5 молярного раствора уксуснокислого натрия до pH 5,0, доводят объем до 100 мл дистиллированной водой, перемешивают, фильтруют и 10-20 мл раствора берут для дальнейшего анализа.
При определении общего содержания тиамина вытяжку охлаждают до 35-40° С и добавляют в нее ферментный препарат, который в количестве 0,03 г на 1 г сухого вещества навески предварительно растирают в ступке с 2-3 мл 2,5 молярного раствора уксуснокислого натрия, затем полученную взвесь препарата переносят в колбу при помощи 2-3 мл раствора уксуснокислого натрия и этим же раствором доводят pH вытяжки до 5,0.
Колбу с вытяжкой после добавления ферментного препарата закрывают ватной пробкой и помещают на 12-15 ч в термостат при температуре 37° С. Затем содержимое колбы охлаждают, доводят объем дистиллированной водой до 100 мл, перемешивают и фильтруют. Дальнейшее определение свободного тиамина и общего его содержания проводят одинаково.
10-20 мл фильтрата пропускают через адсорбционную колонку для адсорбции тиамина. Для этой цели служит стеклянная трубка (рис. 25), имеющая следующие размеры: в верхней части - диаметр 25 мм и длину 90 мм, в средней части - диаметр 7 мм и длину 150 мм и в нижней части - диаметр 5 мм (внутренний диаметр 0,03-1,0 мм) и длину 30 мм. В среднюю часть трубки кладут стеклянную вату и сверху насыпают адсорбент; для катионита ОДВ-3 высота столбика должна быть около 8 см. Подготовленную к работе колонку укрепляют на пробке в мерном цилиндре емкостью 100 мл. Адсорбент промывают 10 мл 3%-ного раствора уксусной кислоты и пропускают через колонку испытуемый раствор. Затем адсорбент 3 раза промывают дистиллированной водой по 10 мл и элюируют тиамин с адсорбента нагретым до кипения 25%-ным раствором хлористого калия в 0,1 н. растворе соляной кислоты порциями по 6-7 мл. Элюат собирают в чистый градуированный цилиндр до объема 30 мл.
По 5 мл полученного раствора переносят пипеткой в две маленькие делительные воронки; в первую воронку добавляют 3 мл смеси для окисления тиамина (0,4%-ный раствор феррицианида калия в 15%-ном растворе едкого натра), перемешивают и приливают для извлечения образовавшегося тиохрома 12 мл изобутилового (бутилового или изоамилового) спирта. Во вторую воронку (контрольная проба) приливают 3 мл 15%-ного раствора едкого натра, перемешивают и добавляют 12 мл изобутилового спирта. Обе воронки встряхивают в течение 2 мин, оставляют смесь в покое до полного расслоения, отделяют нижний водно-щелочной слой, а спиртовой слой фильтруют через бумажный фильтр, в который предварительно помещают 2-3 г безводного сернокислого натрия; прозрачный фильтрат собирают в сухую пробирку, откуда его переносят в кювету флуорометра. Спиртовой раствор можно также обезвоживать сернокислым натрием непосредственно в делительной воронке; после внесения около 2 г реактива смесь встряхивают и обезвоженный раствор фильтруют через бумажный фильтр в сухую пробирку.
Раствор тиохрома из стандартного раствора тиамина готовят следующим образом: в две делительные воронки вносят градуированной пипеткой по 1 мл раствора, содержащего 1 мкг тиамина, добавляют по 4 мл 25%-ного раствора хлористого калия и затем в одну воронку приливают 3 мл смеси для окисления, а во вторую (контрольная проба) - 3 мл 15%-ного раствора едкого натра. Содержимое воронок перемешивают и добавляют в каждую воронку по 12 мл изобутилового спирта. В дальнейшем поступают, как описано выше.
Интенсивность флуоресценции подготовленных спиртовых растворов определяют на флуорометре (рис. 26) со специальными светофильтрами при помощи чувствительного гальванометра. Измеряют интенсивность флуоресценции в четырех растворах: в двух испытуемых (окисленном и контрольном неокисленном) и в двух стандартных (окисленном и контрольном неокисленном). В каждую кювету вносят около 8 мл изобутилового раствора.
где A - показание флуорометра для испытуемого окисленного раствора; B - показание флуорометра для испытуемого неокисленного раствора; A1 - показание флуорометра для стандартного окисленного раствора; B1 - показание флуорометра для стандартного неокисленного раствора; g - навеска исследуемого продукта, г; V1 - общий объем вытяжки, мл; V2 - объем вытяжки, взятый для адсорбции, мл; V3 - общий объем элюата, мл; V4 - объем элюата, взятый для окисления, мл; 1000 - коэффициент пересчета, мг.
Приготовление основных реактивов и препаратов
1. Стандартный раствор тиамина. 10 мг кристаллического тиамин-хлорида растворяют в 0,001 н. 25%-ном спиртовом растворе соляной кислоты в мерной колбе емкостью 100 мл. Раствор не изменяется в течение 1-1,5 месяцев при хранении его в темной склянке в прохладном месте. Для приготовления рабочего раствора 1 мл стандартного раствора вносят в колбу емкостью 100 мл и разводят дистиллированной водой до метки; раствор готовят перед анализом, он содержит 1 мкг тиамина в 1 мл.
2. 2,5 молярный раствор уксуснокислого натрия. 340 г уксуснокислого натрия растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л.
3. 25%-ный раствор хлористого калия. 250 г хлористого калия растворяют в дистиллированной воде, добавляют 8,5 мл концентрированной соляной кислоты и доводят объем водой до 1 л.
4. Смесь для окисления - 0,04%-ный раствор феррицианида калия в 15%-ном растворе едкого натра. Смесь готовят перед анализом, смешивая 4 мл свежеприготовленного 1 %-ного раствора феррицианида калия с 96 мл 15%-ного раствора едкого натрия.
5. Ферментные препараты из пенициллиума нотатум или из аспергиллуса ориза.
6. Адсорбент катионит СДВ-3. Катионит измельчают до размера частиц от 0,5 до 0,13 мм в количестве 70% и менее 0,13 мм - 30%. Для освобождения от примесей железа обрабатывают его троекратно 10%-ной соляной кислотой каждый раз по 2 ч при 40-60° С, промывают дистиллированной водой до исчезновения реакции на хлор и активируют подсушиванием при температуре не выше 60-70° С.
Определение витамина B2
Витамин B2 (рибофлавин) C17H20N4O6 содержится в естественных продуктах как в свободном, так и в связанном состоянии. Известны три формы связанного рибофлавина: флавинмононуклеотид, флавинадениндинуклеотид и третья форма, прочно связанная с белком.
Метод определения витамина B2 основан на свойстве водных растворов рибофлавина давать интенсивную желто-зеленую флуоресценцию в ультрафиолетовом свете. При определении общего содержания витамина В2 флуорометрическим методом рибофлавин связанных форм переводят в свободное состояние ферментативным и кислотным гидролизом. В ходе анализа вытяжки из естественных продуктов обрабатывают последовательно перманганатом и гидросульфитом натрия для уменьшения количества флуоресцирующих примесей. Затем в отдельной пробе определяют интенсивность неспецифической флуоресценции, которая зависит только от оставшихся примесей; в этой пробе предварительно восстанавливают рибофлавин в бесцветную лейкоформу и таким образом «гасят» его флуоресценцию. При расчете содержания витамина B2 в исследуемом продукте данные по неспецифической флуоресценции вводят как поправку в результат определения общей флуоресценции.
Определения общего содержания витамина B2. Навеску продукта (5-10 г) тщательно растирают в ступке с небольшим количеством фосфатного буфера (pH 7,8-8,0), после чего переносят в колбу при помощи того же буферного раствора, доводя общее разведение до соотношения 1:15 или 1:20. Колбу с содержимым нагревают на кипящей водной бане в течение 45 мин при частом перемешивании, охлаждают до 30° С, проверяют величину pH и в случае сдвига в кислую зону снова доводят pH до 7,8-8,0 добавлением фосфатного буфера. К вытяжке добавляют ферментный препарат (трипсин, панкреатин или препарат из пенициллиума нотатум) в количестве 30 мг на 1 г сухого вещества навески, который предварительно растирают в ступке с 2-3 мл фосфатного буфера или уксуснокислого натрия. Вытяжку выдерживают в термостате при 37° С в течение 12-20 ч; при ферментативном гидролизе отщепляется прочно связанная с белком форма рибофлавина. После охлаждения вытяжку доводят дистиллированной водой до объема, соответствующего общему разведению 1:25 или 1:30, и фильтруют через складчатый фильтр.
В небольшую колбу вносят 5 мл фильтрата, приливают 5 мл 20%-ного трихлоруксусной кислоты и нагревают на кипящей водяной бане в течение 10 мин. Раствор охлаждают и добавляют 1/4 объема 4-молярного раствора двузамещенного фосфата калия для доведения величины pH до 6,0. Затем к вытяжке приливают по каплям 4%-ный раствор перманганата для окисления флуоресцирующих примесей; раствор перманганата прибавляют обычно в количестве 0,2-0,4 мл до появления стойкой красноватой окраски вытяжки.
Вытяжку, обработанную перманганатом, оставляют в покое на 10 мин, а затем к ней приливают по каплям 3%-ный раствор перекиси водорода до тех пор, пока не исчезнет окраска; при добавлении перекиси водорода вытяжку непрерывно взбалтывают. К вытяжке прибавляют 0,2 мл рабочего раствора хлористого олова и 0,1 мл 2,5%-ного раствора гидросульфита натрия для восстановления флуоресцирующих примесей. Вытяжку энергично встряхивают в течение 20 мин для перевода обратимо восстановленного рибофлавина в окисленную флуоресцирующую форму. Объем вытяжки доводят водой до 15 мл, при наличии мути раствор фильтруют. В подготовленной вытяжке определяют интенсивность флуоресценции по сравнению с интенсивностью флуоресценции стандартного рабочего раствора рибофлавина. Для этого вытяжку и рабочий раствор рибофлавина (см. ниже «приготовление реактивов») наливают по 8-10 мл в кюветы флуорометра и измеряют интенсивность флуоресценции по шкале гальванометра. Далее в обе кюветы добавляют по 0,1 г кислого углекислого натрия и по 0,1 г гидросульфита, перемешивают содержимое кювет и снова измеряют интенсивность флуоресценции. В стандартном растворе рибофлавина флуоресценция гасится до нуля, а в исследуемой вытяжке сохраняется небольшая флуоресценция, что обусловлено наличием флуоресцирующих примесей, которые не удаляются полностью при обработке вытяжки указанными выше реагентами. Чтобы убедиться в полноте гашения флуоресценции рибофлавина, к пробам добавляют по 0,1 г гидросульфита и снова измеряют интенсивность флуоресценции. При полном гашении показания гальванометра не должны изменяться. Содержание рибофлавина в микрограммах на 1 г веществ (х) вычисляют по формуле
где А - показание флуорометра для испытуемого раствора (первый отсчет); В - показание флуорометра для испытуемого раствора после гашения (второй отсчет); С - показание флуорометра для стандартного раствора, содержащего 0,4 мкг рибофлавина в 1 мл; 0,4 - концентрация стандартного раствора, мкг; g - навеска продукта, г; V - объем общего разведения, мл.
Приготовление основных реактивов
1. Стандартный раствор рибофлавина. Навеску рибофлавина в количестве 10 мг растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе емкостью 250 мл. 1 мл такого раствора содержит 40 мкг рибофлавина. Раствор не изменяется в течение 1 месяца при хранении на холоду и в темноте. Перед определением приготовляют рабочий раствор, для чего в мерную колбу емкостью 100 мл вносят 37,5 мл 20%-ного раствора трихлоруксусной кислоты, 25 мл 4-молярного раствора двузамещенного фосфата калия, 1 мл стандартного раствора рибофлавина и доводят водой до метки. 1 мл рабочего раствора содержит 0,4 мкг рибофлавина.
2. Фосфатная буферная смесь (pH 7,8-8,0). Приготовляют 1/15-молярный раствор двузамещенного фосфата натрия (11,876 г перекристаллизованного Na2HPO4-2H2O в 1 л воды) и 1/15-молярный раствор однозамещенного фосфата калия (9,078 г перекристаллизованного КН2РO4 в 1 л воды). Смешивают 9,5 части первого раствора и 0,5 части второго раствора.
3. Раствор хлористого олова. 10г хлористого олова (SnCl2) растворяют в 25 мл концентрированной соляной кислоты. Полученный основной раствор хранят в темной склянке с притертой пробкой при комнатной температуре. Перед каждым определением готовят рабочий раствор разбавлением 0,2 мл основного раствора водой до 100 мл.
4. Раствор гидросульфита натрия. 0,25 г Na2S2O4-2Н2O растворяют в 10 мл 2%-ного раствора двууглекислого натра. Раствор готовят перед употреблением.
5. Ферментные препараты: трипсин, панкреатин или ферментный препарат из пенициллиума нотатум.
Определение никотиновой кислоты (витамина PP)
В естественных продуктах витамин РР (никотиновая кислота) встречается в свободном и связанном виде: как никотиновая кислота C6H5O2N или ее амид C6H6ON2. Для определения никотиновой кислоты , который основан на взаимодействии никотиновой кислоты с бромистым роданидом или цианом. Образующееся при этом соединение в присутствии ароматических аминов (анилин, метол) в нейтральной или слабокислой среде дает производное, окрашенное в желтый цвет. Интенсивность окраски испытуемых растворов прямо пропорциональна количеству никотиновой кислоты и измеряется колориметрически.
Методика определения. Навеску измельченного исследуемого продукта берут в количестве 5 г, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл и приливают 75 мл 2-н. раствора серной кислоты, смывая воронку и горлышко колбы раствором этой кислоты. Содержимое колбы энергично перемешивают. Колбу помещают в кипящую водяную баню и нагревают содержимое в течение 90 мин при периодическом перемешивании. После этого колбу охлаждают, доводят смесь до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр. (Полученный гидролизат можно оставить на холоду до следующего дня).
Берут 25 мл фильтрата, помещают в мерную колбу емкостью 50 мл, добавляют одну каплю фенолфталеина и вносят 10 н. раствор едкого натра до получения слабо-розового окрашивания (примерно 4 мл). Избыток щелочи устраняют 1-2 каплями 5 н. серной кислоты (до исчезновения розового окрашивания). Если раствор нагрелся, его охлаждают, а затем добавляют 2 мл раствора сернокислого цинка и 1-2 капли изоамилового спирта (для устранения пены). Затем при перемешивании содержимого колбы добавляют по каплям раствор 4 н. едкого натра до образования густого осадка гидроокиси цинка. Осаждение заканчивают добавлением раствора 1 н. едкого натра до появления бледно-розового окрашивания. В колбу добавляют 1-2 капли 5 н. серной кислоты (до исчезновения розового окрашивания) и оставляют стоять в течение 10 мин при периодическом помешивании. Смесь в колбе доводят до 50 мл дистиллированной водой, перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр. Полученный фильтрат используют для проведения цветных реакций, для этого применяют специальные пробирки с пришлифованными пробками, которые вставляют в штатив круглой формы. Одновременно при проведении цветных реакций испытуемых растворов аналогичные операции повторяют со стандартными растворами никотиновой кислоты. При этом ставят контроль на реактивы к стандартным растворам и на амины к испытуемым.
Перечень растворов, используемых при проведении анализа, приведен в табл. 5.
Для проведения цветных реакций в две пробирки (параллельные определения) приливают по 5 мл стандартного раствора никотиновой кислоты и в две пробирки по 5 мл дистиллированной воды, затем в четыре другие пробирки приливают по 5 мл испытуемого раствора. Все пробирки, помещенные в штатив, погружают в баню при температуре 50° С на 5 мин, после чего под тягой из бюретки добавляют по 2 мл роданбромидного раствора согласно табл. 5 (исключая контроль на амины). Жидкость в пробирках перемешивают и оставляют их в бане на 10 мин при температуре 50° С. Пробирки охлаждают в холодной воде до комнатной температуры, помещают в деревянный ящичек с гнездами для пробирок, закрывают ящик крышкой и оставляют стоять в темном месте в течение 10 мин. В пробирки добавляют по 3 мл раствора метола, содержимое перемешивают и оставляют в закрытом ящике на 1 ч в темном месте.
По истечении часа полученные растворы колориметрируют на фотоэлектроколориметре при синем светофильтре в кювете при толщине слоя 10 мм. Содержание никотиновой кислоты вычисляют следующим образом. Устанавливают величины оптической плотности испытуемого (n) и стандартного (n1) растворов с учетом поправок на контроль
где А - оптическая плотность испытуемого раствора; А1 - то же, стандартного; В - оптическая плотность контрольного раствора на амины; B1 - оптическая плотность контрольного раствора на реактивы.
В дальнейшем для расчета содержания никотиновой кислоты в мг% (x) используют следующую формулу:
где G - содержание никотиновой кислоты в 1 мл стандартного раствора, мгк; n - оптическая плотность испытуемого раствора с учетом контрольного раствора; n1 - оптическая плотность стандартного раствора с учетом контрольного раствора; g - навеска, г; V - общий объем гидролизата, мл; V1 - объем гидролизата, взятый для очистки сернокислым цинком, мл; V2 - конечный объем раствора после добавления сернокислого цинка, мл.
Приготовление реактивов
1. Стандартный раствор никотиновой кислоты (основной). 500 мг никотиновой кислоты помещают в колбу емкостью 500 мл, добавляют 5 мл 10 н. H2SO4 и, когда кристаллы растворятся, доводят до метки дистиллированной водой. 1 мл такого раствора содержит 1000 мкг никотиновой кислоты. Раствор пригоден в течение 1 года при хранении на холоде.
2. Стандартный раствор - рабочий. 5 мл основного стандартного раствора разбавляют до 1 л дистиллированной водой. 1 мл такого раствора содержит 5 мкг никотиновой кислоты (раствор приготовляют ежедневно).
3. Роданбромидный раствор (готовят перед употреблением). Приготовляют бромную воду, внося в дистиллированную воду бром до прекращения растворения капель брома. К охлажденной на льду бромной воде, взятой в количестве необходимом для анализа, прибавляют по каплям 10%-ный раствор роданистого калия или аммония до светло-желтого окрашивания, а затем 1 %-ный раствор тех же реактивов до полного обесцвечивания бромной воды. Добавляют постепенно, небольшими порциями, по 20-50 мг углекислого кальция до прекращения выделения пузырьков и образования мути. Раствор фильтруют в склянку из темного стекла с притертой пробкой и хранят на холоде.
4. Раствор метола 8%-ный (приготовляют перед употреблением). 8 г перекристаллизованного метола растворяют в 0,5 н. растворе НСl и переносят в мерный цилиндр или колбу емкостью 100 мл, раствор доводят до метки 0,5 н. НСl.
Перекристаллизация метола. 500 мл 0,1 н. H2SO4 нагревают до кипения, в кипящий раствор добавляют 100 г метола, предварительно смешанного с 0,7 г NaHSO3; смесь нагревают до кипения. Если раствор сильно окрашен, добавляют 10 г активированного угля. Смесь немедленно переносят на предварительно нагретую воронку Бюхнера и фильтруют. В химический стакан переносят фильтрат, добавляют 0,3 г бисульфита натрия и 700 мл 96%-ного спирта; все перемешивают, погружают в ледяную воду и оставляют в темном месте на несколько часов. Выпавшие кристаллы метола фильтруют через Бюхнеровскую воронку, промывают на воронке 96%-ным спиртом из пульверизатора и высушивают на воздухе в темноте. Перекристаллизованный метол хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой в темном месте.
Введение
Определение витамина В1 (обзор литературы)
1 Историческая справка
2 Классификация витаминов
4 Синтез витамина В1
Методы определения витаминов
1 Биологические методы
2 Химические методы
3 Физические методы
4 Физико-химические методы
Аналитическое определение витамина В1 (экспериментальная часть)
1 Потенциометрическое определение витамина В1
2 Аргентометрическое определение витамина В1
Заключение
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, 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.
Витамины принадлежат к различным классам органических соединений. Поэтому для них не могут существовать общие групповые реакции; каждый из витаминов требует особого аналитического подхода.
Химическая структура витамина В1 (антиневритический витамин, аневрин, бери-бери витамин, анти-бери-бери витамин), позволяет применить различные методы химического и физико-химического количественного определения:
кислотно-основное титрование, осадительное титрование (аргентометрия), физико-химические методики (спектрофотометрические), гравиметрия.
Целью данной курсовой работы, является количественное определение витамина В1. Было выбрано два способа количественного определения- химический и физико-химический методы.
Задачи курсовой работы: Произвести анализ литературы, выполнить два количественных определения тиамина- потенциометрическим титрованием и аргентометрическим методом.
1. Определение витамина В1 (обзор литературы)
1 Историческая справка
Всем известное слово "витамин" происходит от латинского "vita" - жизнь. Такое название эти разнообразные органические соединения получили далеко не случайно: роль витаминов в жизнедеятельности организма чрезвычайно велика.
Витамины представляют собой группу разнообразных по строению химических веществ, принимающие участие во многих реакциях клеточного метаболизма. Они не являются структурными компонентами живой материи и не используются в качестве источников энергии. Большинство витаминов не синтезируются в организме человека и животных, но некоторые синтезируются микрофлорой кишечника и тканями в минимальных количествах, поэтому основным источником этих веществ является пища.
Ко второй половине XIX века было выявлено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.
Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.
Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря исследованиям русского ученого Николая Ивановича Лунина.
Он провел эксперимент с мышами, разделив их на 2 группы. Одну группу он кормил натуральным цельным молоком, а другую держал на искусственной диете, состоящей из белка-казеина, сахара, жира, минеральный солей и воды.
Через 3 месяца мыши второй группы погибли, а первой остались здоровыми. Этот опыт показал, что помимо питательных веществ, для нормальной жизнедеятельности организма, необходимы еще какие-то компоненты. Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании.
Блестящим подтверждением правильности вывода Н. И. Лунина установлением причины болезни бери-бери.
В 1896 году английский врач Эйкман заметил, что куры, питавшиеся полированным рисом, страдали нервным заболеванием, напоминавшим бери-бери у людей. После дачи курам неочищенного риса заболевание прекратилось. Он сделал вывод, что витамин содержится в оболочке зерен. В 1911 году польский ученый Казимир Функ выделил витамин в кристаллическом виде. Окончательное строение витамина В1 было установлено в 1973 году.
По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ, полагая, что во всех подобных веществах обязательно должны входить аминные группировки, предложил называть эти неизвестные вещества витаминами, т.е. аминами жизни. В дальнейшем было установлено, что многие из них аминных групп не содержат, но термин «витамин» прижился в науке и практике.
Согласно классическому определению, витамины - это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические вещества, которые не синтезируются организмом данного вида или синтезируются в количестве, недостаточном для обеспечения жизнедеятельности организма. Витамины необходимы для нормального протекания практически всех биохимических процессов в нашем организме.
2 Классификация витаминов
Современная классификация витаминов не является совершенной. Она основана на физико-химических свойствах (в частности, растворимости) или на химической природе. В зависимости от растворимости в неполярных органических растворителях или в водной среде различают жирорастворимые и водорастворимые витамины. В приводимой классификации витаминов, помимо буквенного обозначения, в скобках указан основной биологический эффект, иногда с приставкой «анти», указывающей на способность данного витамина предотвращать или устранять развитие соответствующего заболевания.
Витамины, растворимые в жирах
Витамин Л (антиксерофгальмический); ретинол
Витамин D (антирахитический); кальциферолы
Витамин Е (антистерильный, витамин размножения); токоферолы
Витамин К (антигеморрагический); нафтохиноны
Витамины, растворимые в воде
.Витамин В1 (антиневритный); тиамин
.Витамин В2 (витамин роста); рибофлавин
.Витамин В6 (антидерматитный, адермин); пиридоксин
.Витамин В12 (антианемический); цианкобаламии; кобаламин
.Витамин РР (антипеллагрический, ниацин); никотинамид
.Витамин Н (антисеборейный, фактор роста бактерий, дрожжей и грибков); биотин
.Витамин С (антискорбутный): аскорбиновая кислота
3 Строение и свойства витамина В1
Витамин В1-тиамин является хлористоводородной солью 4-метил-5-?-оксиэтил- N - (2-метил-4-амино-5-метилпиримидил) -тиазолийхлорида, получается синтетически обычно в виде хлористо-или бромистоводородной соли. В его структуру входят такие гетероциклические системы, как пиримидил и тиазол.
Витамин В1- белый кристаллический порошок горького вкуса, с характерным запахом, хорошо растворяется в воде(1г в 1 мг), ледяной уксусной кислоте, в этиловом спирте. В сильнокислой водной среде тиамин обладает высокой устойчивостью и не разрушается под действием таких энергичных окислителей, как перекись водорода, марганцовокислый калий и озон. При рН=3,5 тиамин может нагреваться до температуры 120ºС без заметных признаков разложения.
Витамин В1 способен окисляться. В щелочной среде под действием красной кровяной соли тиамин переходит в тиохром. Превращение тиамина в тиохром количественный необратимый процесс.
Эта реакция положена в основу одного из количественных методов определения витамина В1. Превращение тиамина в тиохром сопровождается утратой витаминной способности.
1.4 Синтез
Учитывая особенности строения витамина В1, его синтез может быть осуществлен тремя путями: конденсацией пиримидинового и тиазольного компонентов, на основе пиримидинового компонента и на основе тиазольного компонента.
Рассмотрим первый вариант. Оба компонента синтезируются параллельно, а затем соединяются в молекулу тиамина. Конкретно 2- метил-4-амино-5 хлорметилпиримидин взаимодействует с 4-метил-5-оксиэтиазолом, образуя четвертичную тиазолевую соль:
Конденсация проходит при температуре 1200С в толуоле или бутиловом спирте. Далее полученный тиамин выделяют из реакционной смеси осаждением ацетоном и очищают перекристаллизацией из метанола.
5 Распространение в природе и применение
Тиамин распространен повсеместно и обнаруживается у разных представителей живой природы. Как правило, количество его в растениях и микроорганизмах достигает величин значительно более высоких, чем у животных. Кроме того, в первом случае витамин представлен преимущественно свободной, а во втором - фосфорилированной формой. Содержание тиамина в основных продуктах питания колеблется в довольно широких пределах в зависимости от места и способа получения исходного сырья, характера технологической обработки полупродуктов и т. п.
В злаковых семенах растений тиамин, подобно большинству водорастворимых витаминов, содержится в оболочке и зародыше. Переработка растительного сырья (удаление отрубей) всегда сопровождается резким снижением уровня витамина в полученном продукте. Шлифованный рис, например, совсем не содержит витамина.
Витамин В1 широко применяется в медицинской практике для лечения различных нервных заболеваний (неврозов, полиневритов), сердечно - сосудистых расстройств(гипертония) и др.
Витаминизация хлебобулочных изделий и комбикормов в животноводстве и птицеводстве.
Суточная потребность взрослого человека в среднем составляет 2-3 мг витамина В1. Но потребность в нём в очень большой степени зависит от состава и общей калорийности пищи, интенсивности обмена веществ и интенсивности работы. Преобладание углеводов в пище повышает потребность организма в витамине; жиры, наоборот, резко уменьшают эту потребность.
2. Методы определения витаминов
Все методы исследования витаминов подразделяются на биологические (микробиологические), физические, химические и физико-химические.
1 Биологические методы
Несмотря на то, что биологические методы определения некоторых витаминов отличаются высокой чувствительностью и могут использоваться для исследования образцов с незначительным содержанием этих соединений, в настоящее время они представляют главным образом исторический интерес. Точность этих методов невысока, кроме того биологические методы требуют больших затрат времени и средств и неудобны для проведения серийных анализов.
Микробиологические методы основаны на измерении скорости роста бактерий, которая пропорциональна концентрации витамина в исследуемом объекте.
2.2 Химические методы
Специфичность свойств витаминов обусловлена наличием в их молекулах функциональных групп. Это свойство широко используется при количественном и качественном химическом анализе.
Химические методы анализа:
) Фотометрический;
) Титриметрический(заключается в том, что все вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах С*V = С*V);
3) Гравиметрический(заключается в выделении вещества в чистом виде и его взвешивании. Чаще всего такое выделение проводят осаждением. Реже определяемый компонент выделяют в виде летучего соединения(метод отгонки). Аналитический сигнал-масса);
) Оптический(основан на поглощении системой некоторого количества лучистой энергии атомами. Количество энергии поглощения находится в прямой зависимости от концентрации вещества в растворе).
3 Физические методы
Применение физических методов в анализе витаминов (например, ПМР) ограничено высокой стоимостью приборов.
Кондуктометрический - основан на измерении электропроводности раствора.
Потенциометрический(в основе метода лежит измерение зависимости равновесного потенциала электрода от активности(концентрации) определяемого иона определяемого иона. Для измерений необходимо сравнивать элемент из подходящего индикаторного электрода и электрода сравнения).
Масс-спектральный - применяется при помощи сильных элементов и магнитных полей, происходит разделение газовых смесей на компоненты в соответствии с атомами или молекулярными массами компонентов. Применяется при исследовании смеси изотопов, инертных газов, смесей органических веществ.
4 Физико-химические методы
В настоящее время в практике фармацевтического анализа находят все большее применение физико-химические методы анализа, как наиболее точные и экспрессные по своему исполнению. К ним относятся оптические, электрохимические и хроматографические методы анализа.
Среди оптических методов наибольшее распространение получили спектрофотометрические и фотоколориметрические методы, основанные на общем принципе - существовании в известных границах концентраций прямой пропорциональной зависимости между светопоглощением раствора и концентрацией растворенного вещества. Спектрофотометрический анализ по непосредственному измерению оптической плотности может быть проведен для веществ, обладающими определенными особенностями строения - в структуре должны быть хромофорные и ауксохромные группы (например, гетероатомы, системы сопряженных связей).
К достоинствам колориметрических (фотометрических) методов можно отнести доступность оборудования и средств измерения, экспрессность. Основным недостатком является низкая селективность, препятствующая применению этих методов к сложным по составу объектам. Сказывается влияние сопутствующих компонентов: провитаминов, антиоксидантов, производных витаминов, продуктов деструкции витаминов, способных подобно витаминам, давать окрашенные продукты. Встречаются трудности при подборе специфического реактива для взаимодействия с определенным витамином.
Несмотря на недостатки этого метода, для многих витаминов разработаны методики фотометрического определения.
Несмотря на разнообразие методик фотометрического определения витаминов ученые до сих пор интересуются этим методом, унифицируют старые методики и создают новые.
Хроматографические методы анализа очень распространены в фармацевтической практике. Эти методы перспективны при анализе веществ, содержащих витамины и имеющих сложную структуру.
Вплоть до относительно недавнего времени наиболее часто из хроматографических методов использовали газожидкостную хроматографию (ГЖХ).
В настоящее время альтернативным способом быстрого определения витаминов в разнообразных объектах является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ).
Определение витаминов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии не требует длительной пробоподготовки, достаточно высока чувствительность метода, однако высокая стоимость оборудования существенно ограничивает применение этого метода.
Электрохимические методы анализа основаны на использовании ионообменных или электрообменных процессов, протекающих на поверхности электрода или в при электродном пространстве. Аналитическим сигналом служит любой электрический параметр (потенциал, сила тока, сопротивление, электропроводность и т.д.), функционально связанный с составом и концентрацией раствора.
Электрохимические методы анализа играют важную роль в современной фармацее, поскольку характеризуются высокой чувствительностью, низкими пределами обнаружения, широким интервалом определяемых содержаний. Самыми распространенными методами являются полярография и вольтамперометрия. Литературные данные по полярографическому исследованию витаминов самые многочисленные. Полярографически можно определять количественное содержание каждого витамина в индивидуальных и в сложных фармацевтических препаратах.
Метод достаточно чувствительный, но использование полярографии ограничено применением токсичного ртутного электрода.
Вместе с тем метод потенциометрического титрования является экспрессным, простым в выполнении, не требует дорогостоящего оборудования и реактивов.
3. Экспериментальная часть
1 Потенциометрическое определение витамина В1
В структуру витамина В1 входит подвижный хлор (С12Н18ОN4Cl2S):
витамин тиамин титрование потенциометрический
Это дало возможность использовать осадительное потенциометрическое титрование для определения тиамина. В качестве индикаторного электрода использовался серебряный электрод. Титрантом служил раствор нитрата серебра с концентрацией 0,05 моль/л.
Для проведения анализа готовили растворы с концентрацией витамина В1 0,02968моль/л. Для этого содержимое 10 ампул количественно переносили в колбу на 50 мл и доводили до метки дистиллированной водой. Объем ампул равен 1 мл, содержание витамина В1 - 50 мг (Производитель: ОАО «Мосхимфармпрепараты» им. Н.А.Семашко). Отбирали аликвоты, объемом по 5 мл и проводили потенциометрическое титрование. Эквивалентный объем раствора нитрата серебра при титровании 5 мл раствора витамина 6 мл. Было выполнено 8 потенциометрических измерений.
Примеры кривых титрования представлены на рисунках 1, 2, 3, 4, 5. Кривые титрования построены в координатах- интегральные кривые V, мл- Е, Вт, а дифференциальные кривые в координатах - ?V -
Рис.1 Кривая потенциометрического титрования витамина В1(Val=5 мл)
Рис.2 Кривая потенциометрического титрования витамина В1(Val=5 мл)
Рис.3 Кривая потенциометрического титрования витамина В1(Val=5 мл)
Рис.4 Кривая потенциометрического титрования витамина В1(Val=5 мл)
Рис.5 Кривая потенциометрического титрования витамина В1(Val=5 мл)
где ТAgNO3/вит.В1.= (0,05*337)/1000=0,01685г/мл; Vэ- объем нитрата серебра, пошедший на титрование.
где Vколбы = 50мл, ТAgNO3/вит.В1 =0,008425г/мл, Vэ - объем нитрата серебра, пошедший на титрование, Val = 5 мл, N - число ампул (10 шт).
Результаты анализа представлены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты анализа потенциометрического титрования.
№V, мла, мгm, г160.10110,05055260.10110,0505536,50,10950,05476460.10110,05055560.10110,05055660.10110,05055760.10110,05055860.10110,05055<среднее>6,06250,102150,051076
где x - "подозрительное" значение (вероятный промах) - это максимальное или минимальное значение выборки, xближайшее - ближайшее к подозрительному значение, xmin и xmax - максимальное и минимальное значения выборки. Значение Q сравнивают с табличным значением(Таблица 2). Доверительную вероятность берут равной 0.90 или 0.95. Если Q> Qтабл - подозрительный результат является промахом и исключается из дальнейшего рассмотрения;Q< Qтабл - подозрительный результат не является промахом.
Таблица 2. Критические значения Q-критерия для различной доверительной вероятности p и числа измерений n.
np0.900.950.9930.9410.9700.99440.7650.8290.92650.6420.7100.82160.5600.6250.74070.5070.5680.68080.4680.5260.63490.4370.4930.598100.4120.4660.568
Вычисления: n=8; р=0.90;= =1,0>0,468 критерий свидетельствует, что результат является промахом, и мы его не учитываем.
Исключая промах получаем m= 0,05055 г, по нормативным документам содержание витамина В1 должно быть равным 0,05 г.
Погрешность составляет:
Х= 0,05055-0,05= 0,00055 г
1,1%
. Среднее квадратичное отклонение, характеризующее разброс результатов КХА:
Таблица 3. Вспомогательная таблица для расчета СКО.
mimi - (mi - )2S0,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,05055000
. Доверительный интервал:
0,05055
3.2 Аргентометрическое определение витамина В1
Аргентометрическое определение по методу Фаянса,. Метод Фаянса - это метод прямого титрования галогенидов раствором AgNO30,1М в слабо кислой среде с применением адсорбционных индикаторов, которые показывают изменение цвета не в растворах, а на поверхности выпавшего осадка. Использовали раствор, приготовленный для первого метода количественного определения тиамина с концентрацией витамина 0,02968моль/л. Val= 5 мл. Прибавляли 2-3 капли раствора бромфенолового синего и по каплям разведенную уксусную кислоту до получения зеленовато-желтого окрашивания. Полученный раствор титровали 0,1 М раствором нитрата серебра до фиолетовой окраски.
Титрование идет по уравнению:
(С12Н17N4ОS)Cl- .HCl +2AgNO3= 2AgCl + (С12Н17N4ОS)NO3- .HNO3
Таблица 4. Результаты аргентометирического определения витамина В1
№V, млm, г11,50,0505521,50,0505531,50,0505541,50,0505551,40,0471861,50,0505571,50,0505581,50,0505591,40,04718101,50,05055<среднее>1,480,04988
Приведённые результаты свидетельствуют о наличии выпадающих результатов. Определение промахов ведем по Q-критерию: Тестовая статистика Q-критерия вычисляется по формуле:
Вычисления: n=10; р=0.90;
> 0,412критерий свидетельствует, что результат является промахом, и мы его не учитываем в дальнейших расчетах.
1.Установление титра AgNO3 0,1 N по раствору NaCl 0,1 N
= ;
V-объем AgNO3, пошедший на титрование, мл.
2.Погрешность составляет:
Х= 0,05055 -0,05= 0,00055 г
1,1%
Математическая обработка результатов КХА (количественного химического анализа)
. Среднее квадратичное отклонение, характеризующее разброс результатов КХА
Таблица 5. Вспомогательная таблица для расчета СКО.
mimi - (mi - )2S0,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,050550000,050550,05055000
. Доверительный интервал:
Верхнюю и нижнюю границы интервала, в котором погрешность результатов КХА находится с доверительной вероятностью 0,95, определяли следующим образом:
0,05055
Заключение
В данной курсовой работе стояла задача количественно определить витамин В1. Для определения витаминов применяют различные методы. Так же необходимо учитывать химическое строение каждого витамина. Широко используемые оптические методы анализа трудоемки, требуют больших затрат времени и дорогостоящих реактивов, применение хроматографических методов осложнено использованием дорогостоящего оборудования. Было выбрано два метода определения тиамина:
.Потенциометрическое титрование, который имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими методами анализа фармпрепаратов, на содержание в них витаминов: метод прост, экспрессен, не требует дорогостоящего оборудования, расход реактивов минимален, исключено влияние субъективных факторов.
По этому методу ошибка составляет 1,1%.
.Титрование, заключается в том, что все вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах С*V = С*V
В данном методе определения тиамина ошибка составляет 1,1%.
Доверительный интервал: 0,05055.
Список используемой литературы
1. Биохимия: учеб.для вузов 3-е изд., стереотип. / В.П. Комов; В.Н. Шведова М.: Дрофа, 2008. -638 с.
Химия витаминов/ В.М. Березовский М.: «Пищевая промышленность», 1973. -632 с.
Основы аналитической химии книга 2 методы химического анализа / Ю.А. Золотов «Высшая школа» год; 2002. -494 с.
4. Аналитическая химия, учебное пособие/ Н.Я. Логинов; А.Г.Воскресенский; И.С. Солодкин-. М.: «Просвещение» 1975.- 478 с.
5. Михеева Е.В. Вольтамперометрическое определение водорастворимых витаминов В1 и В2 в витаминизированных подкормках и кормах./ Е. В. Михеева, Л. С. Анисимова // Материалы 6 конференции « Аналитика Сибири и Дальнего Востока» г.Новосибирс.-2000.-с.367.
Химические методы в количественном анализе лекарственных средств: Методическое указание для студентов V курса по «Контроль качества лекарственных средств»/ Государственный Университет Медицины и Фармации им. Н. Тестемицану.- Кишинэу.- 2008
ГОСТ 29138-91
8. Л.Н. Корсун, Г.Н. Баторова, Э.Т. Павлова/- Математическая обработка результатов химического эксперимента: учебное пособие для студентов химических, медицинских и биологических специальностей и направлений-Улан-Удэ.- 2011.-70 с.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
| Статьи по теме: | |
|
Лимонный кекс на кефире с маком
Лимонный кекс на кефире без яиц (с пропиткой) — мой любимый рецепт к... Салат из сайры - простые и оригинальные рецепты аппетитной закуски Салат из сайры консервированной с рисом
Я очень люблю салаты с консервированной рыбой. Их можно готовить... Если во сне слышишь стук в дверь
Услышав стук в дверь, мы всегда испытываем приятное ожидание и трепетные... | |
