分光光度法测定维生素C的含量

PAGEPAGE15化学与生物科学学院2011届本科毕业生毕业论文（设计）【中国】【新疆】毕业论文（设计）论文题目：分光光度法测定维生素C的含量院(系)：化学与生物科学学院姓名：学号：指导老师：摘要本实验的目的是测定西红柿中维生素C的含量，测定西红柿中维生素C含量的方法有很多种，本实验中我们采用2,4-二硝基苯肼分光光度法测定西红柿样品溶液的维生素C含量的测定。经测定计算，每百克新疆鲜西红柿中维生素C含量为:1.7mg／100g，西红柿干中为0.44mg／100g，内地的小西红柿中为1.6mg/100g,新疆大西红柿中维生素C含量高于内地小西红柿。三种西红柿中，新疆鲜西红柿维生素C含量高，西红柿干中维生素C含量低。新疆大西红柿维生素C含量高与内地小西红柿的。文献中西红柿中维生素C的含量为11mg／100g。由于各种原因西红柿中维生素C含量的测定与文献值很远，以上测出的结果均出现在文章里。关键词：西红柿；维生素C；2,4-二硝基苯肼分光光度法目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ目录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ一、引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1西红柿概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2西红柿的药用，营养价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.3维生素C的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21．3.1缺乏维生素C．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31．3.2维生素C过量的危害．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4二、选题依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4三、实验部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.1实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.2材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.3实验仪器和药品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.4实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73．4.1样品的处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73．4.2定量分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.73.4.2.1标准曲线绘制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.4.3样品测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.4.3.1显色反应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.4.3.285％硫酸处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.4.4样品比色测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.4.5计算结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10四、结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14一、引言1、文献综述随着我国经济发展和人民的生活水平的提高，人们对食品的安全与营养的要求越来越高，对绿色食品的要求也不断提高。我们所说的绿色食品是指遵循可持续发展的原则，按照特定生产方式生产，并经专门机构认证、许可、使用绿色食品标志、无污染的安全、优质、营养类食品的总称。它是未来农业和食品发展的一种新兴主导食品，包括蔬菜、水果、粮食、肉以及奶蛋类等。西红柿就是一种含维生素C丰富的绿色天然食品，西红柿是新疆特色天然绿色蔬菜之一，其营养价值和药用价值丰富[1]。1.1西红柿的概况西红柿是不少人餐桌上的美味。西红柿含有丰富的胡萝卜素、维生素B和维生素C，尤其是含维生素P的含量蔬菜之冠。西红柿也称番茄、番李子、洋柿子。原产南美洲，相传16世纪英国公爵旅游时带到欧洲，也可能是从西部传入中国，故称番茄。西红柿可生吃、可炒菜、可榨汁、可做酱，被人们称作“蔬菜腮红的水果”,因此遍及世界。1.2西红柿的药用，营养价值西红柿既是美味果蔬，又是一种良药。现代生物学和生理学研究表明，人体获得维生素C的含量，是控制和提高机体抗癌能力的决定因素，癌症患者对维生素C的需要显著增加，因此，西红柿是妨碍抗癌的首选果蔬。西红柿内的苹果酸和柠檬酸等有机酸既有保护所含维生素C不被烹调所破坏的作用，还有增加胃液酸度、帮助消化、调整胃肠功能的作用。对消化力虚弱和胃酸过少者，适当吃些西红柿或饮其汁液，有助于疾病的康复。西红柿中含有的果酸，还能降低血中胆固醇的含量，对高脂血症赤有益处。据药理研究西红柿汁有缓慢降血压和利尿消肿作用，对高血压，肾脏病病人有良好的辅助治疗作用。为我国医学事业进步做出了重要贡献。西红柿营养特别丰富，含有人体所需的营养成分，是营养学家们一直公认的绿色食品。据测定每百克西红柿中所含营养物质如下表：项目水分蛋白质糖脂肪碳水化合物粗纤维维生素C含量（ｍｇ）95×1031.2×1032.2×1030.4×1032.2×1030.611项目铁维生素B1维生素B2尼克酸胡萝卜素磷钙含量（ｍｇ）0.50.030.020.60.31378表1.西红柿营养成分分析表除了较多的苹果酸、柠檬酸等有机酸以外还有维生素Ｐ,其Ｐ含量在果蔬中名列前茅。这种维生素是构成人体脱氢酶的辅酶成分，参与机体氧化还原过程、有促进消化功能、维护皮肤和神经健康的重要作用。据计算，每人每天食用300克左右的番茄（约3个），就可以满足对维生素和无机盐的需要。中医认为，西红柿性味酸甘、有生津止渴、健胃消食、清热解毒功效。对热性病口渴，过食油腻厚味所致的消化不良、中暑、胃热口苦、虚火上炎等病症有较好的治疗效果。在炎热的夏天，人们食欲减退，常吃些糖拌西红柿、西红柿汤、可解暑热、增进食欲、帮助消化，果实以鲜吃为主。1.3维生素C的作用维生素C为无色晶体，熔点为190～192℃，味酸，溶于水及乙醇，水溶液呈现酸性，是六碳多羟基酸性化合物，又称抗坏血酸，不耐热、容易被光及空气氧化微量金属离子可加速其氧化，在酸性溶液中较在碱性溶液中稳定，它是人体不可缺少的营养素。对于宝宝的生长发育尤为重要。它能够促进使钙质沉淀积在牙齿和骨骼上，维持它们的正常生长，可促进铁质在肠道吸收，防止发生缺铁性贫血，能够增强宝宝身体的抵抗力，避免经常感冒发烧，还可增强毛细管壁的弹性和致密性，避免骨和皮肤出血[2]。它能促进各种支持组织及细胞间黏合物的形成；还能促进体内氧化作用，其发生的氧化还原反应在人体内起传递氢的作用；参与促进或调节体内氨基酸、叶酸、胆固醇以及糖等许多物质的代谢、神经递质的合成、胶原蛋白和组织细胞间质的合成，具有降低毛细管的通透性、刺激凝血功能，增加对感染的抵抗作用；它还能够参与解毒功能，具有抗组胺及阻止致癌物生成的作用，在临床上维生素C可用于补充营养及治疗坏血病、齿龈肿胀、齿龈出血以及用于各种隐慢性传染病或其他疾病以增强抵抗力，病后恢复期，创伤愈合期的辅助治疗，也用于过敏性疾病的辅助治疗，保持正常的生理机能。它是人体所需营养素中六类物质中一种，是维持正常生命过程所必需的一类有机物。维生素C是一种己糖醛，广泛存在于植物组织中，有抗坏血酸的作用，维生素C又称抗坏血酸、脱氢抗坏血酸、己糖醛酸、抗坏血病，是一种十分重要的物质，在人体的代谢过程中起着重要作用[3][4]。维生素是对动物的健康，生长，繁殖和生活所必须的有机物质，是生命的要素。它对维持健康十分重要。大多数维生素需要从食物中获得，我们主要讨论的是维生素C，它易溶于水，具有很强的还原性。维生素C是人类营养中最重要的维生素之一，因为人体自身不能合成维生素C，必须由新鲜的水果，蔬菜中提供，尤其是新鲜的西红柿,相对其它蔬菜其维生素C的含量很高,但不同的西红柿维生素含量也不尽相同,因此测定西红柿在内的新鲜蔬菜的维生素C的含量是营养分析的重要内容[5][6][7]。维生素C在医药上和化学上应用非常广泛，它是人体维持尚明不可缺少的维生素之一，是影响胶原蛋白的合成，参与人体多种氧化还原反应，并具有解毒作用，地球上多种动物都能自身制造维生素C，只有人和几种动物（如猿和猪鼠）不能自身制造，为了满足本身的需要，人体一般贮藏着大约能维持一个月需要的维生素C。在机体状况不佳及应用阿斯匹林或抗菌素等某些药物时，更需消耗维生素C，因此人体必须不断的摄入维生素C[8][9]。在日常生活中，烹调时食物过熟会破坏其中的维生素C，水果过熟维生素C含量也会减少。因此维生素C是一种还原剂，其烯二醇基极易被氧化。因此可间接地防止其他物质被氧化，所以维生素C也是一种抗氧化剂，可以抑制由吸烟而形成的活性生化氧化剂，延缓机体的衰老[10]。1.3.1缺乏维生素C维生素C是人类营养中最重要的维生素之一，人类食物中有很丰富的维生素C，维生素C摄入或吸收的不足可以出现坏血病，引起倦疲乏、急躁、呼吸急促、毛细管的脆性和透过性增大，身体很多地方容易出血和骨质脆弱，例如齿龈出血、皮下出血甚至形成淤班、关节内出血肿痛；如有创口或骨折时，难以复原；贫血、抵抗力差、容易传染疾病、肌肉退化、疲劳、虚弱、烦躁、牙齿疼痛出血等症，因病或过多的摄入，细胞的抗病能力明显下降会引起腹泻、多尿等，严重时发生致命的坏血病,长期缺乏维生素C还会引起食道癌和胃癌，因此维生素C被认为是最具有保健、抗氧化、甚至有防癌功效的维生素。正常情况下，成人每日须摄取维生素C75mg，预防感冒和癌症维生素C广泛存在于自然界中，主要是在植物组织如水果和蔬菜中存在。柑橘类、绿色蔬菜、番加、辣淑与铃薯及一些浆果中维生素C含量较丰富，而在刺梨，猕猴桃和番石榴等中维生素C含量非常高。当出现缺维生素C的时候，应注意多吃些含维生素C的水果蔬菜，如苹果、香蕉、西红柿、芹菜、韭菜、萝卜叶等。1.3.2尽管维生素C的毒性很小，但服用量过多时仍可产生一些不良反应。有报道指出，长期服用维生素C会给人体带来隐患，这是因为人体具有生理调节作用，会逐渐适应高剂量的维生素C，过量的维生素C不会引起中毒，达到饱和后，大部分维生素C会随尿排出体外。成人维生素C的摄入量超过2g，可引起渗透性腹泻。每日服用4g维生素C可仅尿液中尿酸的排出量增加一倍，并因此增加了形成尿酸盐结石的可能性。草酸是维生素C的代谢产物，维生素C长期摄入过多可由于草酸排泄增多而形成草酸钙结石。当每日维生素C的摄入量在2g～8g以上时，可出现恶心、腹部痉铁吸收过度、红细胞破坏以及泌尿道结石等副作用，除了这些以外还会发生诱发胃出血、贫血、以及加速动脉硬化的发生等，此外过量维生素C不但不能增强人体的免疫能力，反而会使其受到削弱[12][13]。二、选题依据随着生活水平的提高，人们对健康有了新的认识，健康不仅仅是不生病，还应该是在体内各微量元素和维生素达到均衡的前提下，没有疾病、心态良好、情绪稳定的一种状态。维生素也叫维他命，意思维持人体生命不可缺少的东西，所以它是人体必须的重要营养素之一。维生素C就是其中之一，它能促进各种组织及细胞间黏合物的形成；还能促进体内氧化作用，其发生的氧化还原反应在人体内起传递氢的作用；它还可以促进铁的吸收，提高机体的应激能力。它的摄入方式有多种，主要有从食物中摄取，口服含有维生素的补品，药剂。其中最让人接受的补充方式便是第一种，通过食用富含维生素C的粮食、水果、蔬菜等绿色食品来均衡体内微量元素的方式，这种方式对人体既无副作用，也避免了因为买补品药剂花费的大笔开销，安全又经济。西红柿是人类公认的富含维生素C的天然绿色食品之一，我国西红柿种植面积广泛富含有大量的维生素C，维生素C可用于补充营养及治疗坏血病、齿龈肿胀、齿龈出血、以及用于各种隐慢性传染病或其他疾病以增强抵抗力，病后恢复期，创伤愈合期的辅助治疗，也用于过敏性疾病的辅助治疗，保持正常的生理机能，所以患这些病的人可以吃西红柿。对其维生素C含量的测定正是基于此。维生素C含量的测定有多种方法，如典量法、荧光法、电化学分析法、化学发光法等除了这些方法以外还有动力学光度法、萃取催化光度法、2,4-二硝基苯肼分光光度法、2,6-二氯靛酚滴定法、线性扫描伏安法等[14]。其中2,4-二硝基苯肼分光光度法测定维生素C是一种既简便又准确的方法，现阶段我院实验室设备能够达到实验所需要求。三、实验部分3.1实验原理实验原理：总抗坏血酸包括还原型，脱氢型和二酮古乐糖酸，样品中还原型抗坏血酸经活性炭氧化为脱氢抗坏血酸，再与2,4-二硝基苯肼作用生成红色脎，其呈色强度与总抗坏血酸含量成正比，可进行比色定量。有关反应如下：3.2材料:西红柿（1）新疆大西红（2）新疆大西红柿干（3）内地小西红柿3.3实验仪器和药品3.3.1实验仪器表2.实验仪器仪器名称规格厂家分光光度计723PC型上海舜宁恒平科学仪器有限公司容量瓶100ｍＬ，500ｍＬ,1000ｍＬ移液管1ｍＬ,5ｍＬ,10ｍＬ,25ｍＬ量筒10ｍＬ,25ｍＬ,100ｍＬ烧杯50ｍＬ,100ｍＬ,250ｍＬ,500ｍＬ恒温箱HH-S型金坛市正基仪器有限公司厂产捣碎机光明北京市永光明医疗仪器厂托盘天平电子天平漏斗3.3.2实验药品表3.实验药品药品名称规格厂家硫酸（分析纯）98﹪北京化工厂草酸（分析纯）1﹪，2﹪天津市北联情细化学品开发有限公司硫脲（分析纯）1﹪，2﹪天津市科盟化工工贸有限公司抗坏血酸（分析纯）2﹪天津市光复精细化工研究所2,4-二硝基本经（分析纯）2﹪中国医药公司北京采购供应站4.5mol.L-1硫酸量取250mL浓硫酸小心加入700mL水中，冷却后用水稀释至1000mL。85％硫酸小心加900mL浓硫酸于100mL水中。2％2,4-二硝基苯肼溶解2g2,4-二硝基苯肼于100mL4.5mol.L-1硫酸中，过滤。保存于冰箱内，每次使用前必须过滤。2％草酸溶液。1％草酸溶液。1％硫脲溶液溶解1g硫脲于100mL1％草酸溶液中。2％硫脲溶液溶解2g硫脲于100mL1％草酸溶液中。1mol.L-1盐酸取100mL盐酸，加水稀释至1200mL。抗坏血酸标准溶液称取100mg纯抗坏血酸溶解于100mL2％草酸溶液中，此溶液每毫升相当于1mg抗坏血酸。活性炭将100mg活性炭加到750mL1mol.L-1盐酸中，回流1～2h，过滤后用水洗数次，至滤液中无铁离子（Fe离子）为止，然后置于110℃烘箱中烘干。3.4实验步骤3.4.1样品的处理（1）鲜样的制备称取100g鲜样，加入100ｍＬ2%草酸溶液，倒入捣碎机中打成匀浆，称取10.00～40.00g匀浆，加入100mL容量瓶，用1%草酸溶液定容并混匀。过滤备用。(2)干样制备称取1～4g干样，加入等量的1%草酸溶液磨成匀浆，连固形物一起倒入100mL容量瓶内，用1%草酸溶液定容并混匀，过滤备用。3.4.2定量分析3.4.2.1标准曲线绘制（3）加2g活性炭于50mg标准溶液中，振动1min后过滤。吸取10.00ｍＬ滤液放入500ｍＬ容量瓶中加5.0g硫脲，用1％草酸溶液稀释至刻度。抗坏血酸浓度20μg／ｍＬ吸取5，10，20，25,40,50,60,70ｍＬ稀释液，分别放入8个100ｍＬ容量瓶中，用1％硫脲溶液稀释至刻度，使最后稀释液中抗坏血酸的深度分别为1,2,4,5,8,10,12,14μg／ｍＬ，为抗坏血酸标准使用液。（2）分别吸取4ｍＬ各不同深度的抗坏血酸标准使用液，于8个试管中，吸取4ｍＬ水于试剂空白管，各加入1,0ｍＬ2％2,4-二硝基苯肼溶液，混匀，讲全部试管放入37℃±0.5℃恒温箱或恒温水浴中保温3ｈ.3ｈ后将9试管取出，全部放入冰水冷却后，向每一试管中加入5ｍＬ85％硫酸，滴加时间至少1min，边加边摇。将试管自冰水取出，在室温放置30min后以试剂空白管调零，并比色测定，首先测定不同浓度的抗坏血酸的浓度之前我们就拿50ｍＬ浓度为10μg/ｍＬ的抗坏血酸标准溶液来测定波长，测定结果的波长扫描如：图3-1（波长扫描图）表4.吸光度和波长的关系波长（nm）470480490500510光度（A）0.1410.1440.1600.1670.173波长（nm）520530540550560吸光度（A）0.1810.1690.1210.0630.022从上面的图可以看出我们测定抗坏血酸最大吸光度相应的波长为520nm，在520nm波长处测定不同深度的标准溶液吸光度。表5：抗坏血酸标准溶液的吸光度浓度抗坏血酸标准溶液体积（ｍＬ）510202540506070抗坏血酸含量μg/ｍＬ12458101214A0.0230.0550.110O.137O.216O.2710.329O.385根据抗坏血酸标准溶液的含量和吸光度值绘制标准曲线，如图3-2所示：以抗坏血酸含量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。Y=A+B*XA＝0.00144，B＝0.02754Y=0.00144﹢0.02754Xｒ＝0.999883.4.3样品测定样品还原型抗坏血酸的氧化处理量取25.00mL上述样品滤液，加入2g活性炭，振摇1min，过滤（弃去最初数毫升滤液）。吸取10.00ml滤液，加入10.00mL2%硫脲溶液并混匀，此为样品稀释液。3.4.3.1显色反应（1）取两支试管，各加入2ｍＬ经氧化处理的样品稀释液。其中一支试管作为空白，向其余一支试管加入1.00ｍＬ2％2,4-二硝基苯经溶液，将所有试管放入37℃±0.5℃恒温箱或恒温水浴中，保温3ｈ.（2）3ｈ后取出，除空白管外，将一个试管放入冰水中，空白管取出后使其冷到室温，然后加入2％2,4-二硝基苯经溶液1.00ｍＬ，在室温中放置10min～15min，后放入冰水内。3.4.3.285％硫酸处理当试管放入冰水冷却后，向每一试管中加入85％硫酸5ｍＬ，滴加时间至少需要1min，需边加边摇动试管。将试管自冰水中取出，在室温放置30min后比色。3.4.4样品比色测定用1ｃｍ比色皿，空白液调零点，与520ｎｍ波长测定吸光值。表6.样品吸光度值种类新疆大西红柿新疆大西红柿干内地小西红柿抗坏血酸浓度（μg/mL）12.63.312吸光度（A）0.348O.O930.3333.4.5计算结果品中总抗坏血酸含量由式（3-13）求得，计算结果保留小数点后两位。X＝C/m×100%式中X——每百克样品中总抗坏血酸含量，mgC——由标准曲线查得或由回归方程算得试样测定夜总抗坏血酸含量，mgM——测定时所取滤液相当于样品的用量，g。表7：西红柿中维生素C的含量（mg/100g）新疆大西红柿新疆大西红柿干内地小西红柿1.70.441.6由表可以看出，所测西红柿中维生素C含量由高到低顺序为：新疆大西红柿，新疆内地小西红柿，新疆大西红柿干。四.结果与讨论本次实验中提取并测定了西红柿中维生素C的含量,使自己体会并学到了很多从课本上不能直接学到的东西。从开始查找资料,初步设计实验方案到与同学们交流设计思想，再到老师的讲解，确实是一个使自己受益匪浅的过程。本实验采用2,4-二硝基苯经分光光度法测定了新疆大新鲜西红柿、新疆大西红柿干，内地小西红柿等三种西红柿中维生素C的含量。经测定计算，新疆新鲜大西红柿中的维生素C含量为1.7mg／100g，新疆干西红柿干中维生素C的含量为0.44mg／100g，内地小西红柿中维生素C含量为1.6mg／100g。经比较可得：新疆大西红柿中维生素C的含量高于新疆大西红柿干和内地小西红柿。三种西红柿中维生素C含量进行比较，含量较高者为新疆新鲜大西红柿。新疆新鲜大西红柿中维生素C的含量高于新疆大西红柿干维生素C的含量，这是因为在西红柿干中维生素C以挥发的形式消失在空气中，所以维生素C的含量降低。因此可以说人们食用新鲜西红柿得到维生素C的含量比食用西红柿干得到的维生素C高一些，新疆新鲜大西红柿中维生素C含量又大于内地新鲜小西红柿中维生素C含量，这是因为两个地区的生长环境不一样，所以它们所含维生素C的含量也不一样。参考文献中每100g维生素C含量为11mg，我们测定出的上述西红柿中维生素C的测定值差距较大导致这种现象的可能原因如下：（1）样品处理过程中在空气中放置的时间比较长，这样会影响维生素C挥发减少。（2）样品的来源，使用仪器和方法不一样。（3）实验操作者知识水品，实验技能，以及与实验仪器精密度有关。我本次实验的研究目的是比较新疆新鲜大西红柿和新疆西红柿干中维生素C的含量，在实验过程中我已经达到了预测的目的，内地小西红柿只是一个做对照，通过本次实验,我了解了用药品不仅补充人体必须的维生素C和微量元素,而且也可以通过常用的西红柿来补充人体必须的微量元素和维生素,西红柿中维生素C的含量较丰富，成人每日须提取75mg