Определение концентрации витаминов В1, В2, С в биологических объектах
Кружок НИРС «Химические знания – в жизнь. Прикладные количественные методы анализа биологических объектов»
Биологические объекты:
Волосы, вода, молоко и молочные и др. продукты питания, растения.
Основные методы исследования: вольамперометрический, титриметрический, ионометрический.
Актуальность состоит в расширении знаний и углублении практических навыков актуализированных для жизни знаний по исследованию химического состава различных биологических объектов и развитии общекультурных, профессиональных компетенций.
Дискуссионное обсуждение рассматриваемых проблемных тем:
- Зачем определяют химический состав волос?
- Какие элементы в составе продуктов питания и воды полезны, а какие вредны? Оптимальные количества поступления различных микронутриентов с водой и пищей в организм человека.
- Как содержание элементов в молоке-сырье влияет на его технологические свойства?
- Что можно предпринять при недостаточном/избыточном поступлении того или иного микронутриента?
Проведение самостоятельных исследований:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ, ВИТАМИНОВ
И АНТИБИОТИКОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ
Лабораторная работа 1
Определение концентрации витаминов С, В1, В2 в биологических объектах
Лабораторная работа 2
Определение концентрации меди, цинка, кадмия, свинца, олова в биологических объектах
Лабораторная работа 3
Определение концентрации ртути в биологических объектах
Лабораторная работа 4
Определение концентрации йода и селена в биологических объектах
Лабораторная работа 5
Определение концентрации железа, марганца, сурьмы, висмута, мышьяка в биологических объектах
Лабораторная работа 6
Определение концентрации никеля в водах питьевых, природных и минеральных водах и жировых продуктах
Лабораторная работа 7
Определение концентрации серебра в водах питьевых, природных и минеральных водах
Лабораторная работа 8
Определение концентрации нитрат-ионов в водах питьевых, природных и минеральных водах
Лабораторная работа 9
Определение концентрации кобальта в молоке и молочных продуктах
Лабораторная работа 10
Определение (левомицетина) в молоке и молочных продуктах
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Проверка и подготовка лабораторной посуды
2. Приготовление и проверка работы электродов
3. Приготовление растворов
4. Трасса анализа с использованием программного обеспечения DOS
Литература
Введение
Современные приборные (физико-химические) методы анализа разделяют на три большие группы [1,2]:
- оптические;
- хроматографические;
- электрохимические.
Метод анализа, основанный на расшифровке поляризационных кривых (вольтамперограмм), получаемых в электролитической ячейке с поляризующимся индикаторным электродом и неполяризующимся электродом сравнения, называют вольтамперометрическим. Он относится к электрохимическим методам анализа и позволяет одновременно получить качественную и количественную информацию о веществах, восстанавливающихся или окисляющихся на индикаторном электроде. Концентрация определяемого компонента (витамина, элемента, антибиотика) определяется методом добавок аттестованной смеси определяемого компонента.
Методики аттестованы в соответствии с ГОСТ Р 8.563 (ГОСТ 8.010) для следующих биологических объектов: воды (питьевые, природные, минеральные, технологически чистые, очищенные сточные); продукты пищевые и продовольственное сырьё (зерно и продукты его переработки, корма, комбикорма, комбикормовое сырьё и кормовые добавки, мука, крупа, хлеб, хлебобулочные и мукомольно-крупяные изделия; мясо и мясопродукты; молоко и молочные продукты; продукты детского питания, соки, фрукты, ягоды, витаминно-минеральные препараты, БАДы; консервированные пищевые продукты.)
Отбор и хранение проб биологических объектов проводят по соответствующим государственным стандартам:
ГОСТ 5667 – для хлеба и хлебобулочных изделий;
ГОСТ 29238 – для муки;
ГОСТ 13928 – для молока и сливок;
ГОСТ Р51593 – для воды питьевой;
ГОСТ 6687.0 – для соков;
ГОСТ 15113.0 – для концентратов;
ГОСТ Р51447 – для мясных продуктов;
ГОСТ Р50436 – для зерновых;
ГОСТ 7047 – для детского питания, витаминно-минеральных препаратов и БАДов;
ГОСТ 10852 – для другой сельскохозяйственной продукции (унифицированный) и др.
Лабораторная работа 1
Определение концентрации витаминов В1, В2, С в биологических объектах
Диапазон содержания в биологических объектах витамина В1 – 2 ÷20000 мг/кг; витамина В2- 0,2÷5000 мг/кг; витамина С составляет 2 ÷3000 мг/кг.. При более высоких концентрациях допускается разбавление подготовленной к измерению пробы или уменьшение навески анализируемой пробы [3-7].
Проверка и подготовка лабораторной посуды проводится в соответствии с Приложением Приготовление и проверка работы электродов и приготовление растворов – по Приложению 2 и 3, соответственно.
При использовании вольтапмерометрического анализатора в комплекте с компьютером регистрацию и обработку концентраций компонентов в пробе выполняет система сбора и обработки данных анализатора. Выбор трассы анализа с использованием программного обеспечения DOS осуществляется по Приложению 4.
Выполняют не менее двух параллельных определений.
Подготовка проб для определения витаминов В1 и В2
1) Навеску пробы 10-50 г, взятой с точностью 0,01 г, перенести в мерную колбу на 250 см3,
2) Добавить 100 см3 бидистиллированной воды, 2 см3 соляной кислоты с молярной концентрацией 7 моль/дм3
3) Нагревают на кипящей водяной бане в течение 30 мин. Охладить до 30÷40 ºС
4) Добавить 0,5 г хлорида марганца четырёхводного, растворить его, отцентрифугировать в течение 15 мин или отфильтровать через двойной бумажный фильтр.
5) Центрифугат сливают в колбу, к нему добавляют 3-4 г хлорида калия, осадок отфильтровывают через бумажный фильтр. Полученный фильтрат является подготовленной пробой для анализа на содержание витаминов В1 и В2.
Подготовка проб для определения витамина С
Рекомендуемые навески проб:
Анализируемый объект (содержание вит. C, мг/100 г) | Навеска, г | |
1 | Пюре, продукты питания на фруктовой, овощной и молочной основе () | 5,0÷10,0 |
2 | Витаминизированные препараты | 0,1÷0,5 |
3 | Фрукты и ягоды | 5,0 ÷10,0 |
4 | Соки | 0,1÷2,0 |
5 | Молоко, кисломолочные напитки | 5,0 ÷50,0 |
6 | Молочные смеси сухие | 0,2÷2,0 |
7 | Крупы сухие | 0,1÷1,0 |
Навеску пробы, взятой с точностью 0,01 г, перенести в мерную колбу на 100 см3, в случае сухой пробы, предварительно измельчённой в фарфоровой ступке.
1) Для пюре овощных и фруктовых, круп сухих к пробе добавить 30 см3 НСl с молярной концентрацией С=0,1 моль/л; перемешать, довести до метки бидистиллированной водой.
2) Для фруктов и ягод пробу в мерной колбе на 100 см3 смыть бидистиллированной водой, добавить 30 см3 НСl с молярной концентрацией С=0,1 моль/л; 1 г сухого КСl, перемешать, довести до метки бидистиллированной водой.
3) Для соков навеску пробы растворить в растворе хлорида калия с молярной концентрацией С=0,1 моль/л, подкисленного НСl с молярной концентрацией С=0,1 моль/л до рН 3-4. Довести объём до метки раствором КСl с молярной концентрацией С=0,1 моль/л.
4) Для молока, кисломолочных напитков, молочных смесей сухих к навеске в колбе добавить 30 см3 бидистиллированной воды, 1 г сухого КСl, перемешать, довести до метки НСl с молярной концентрацией С=0,1 моль/л.
Доведённую до метки в колбе растворённую пробу выдержать 20-30 мин, отфильтровать через двойной бумажный фильтр. Фильтрат является подготовленной пробой для анализа на содержание витамина С.