Podstawy biotechnologii żywności

Ćwiczenie 3

Antyoksydacyjne właściwości niektórych witamin

Oznaczenie zawartości witaminy C w wybranych sokach owocowych metodą miareczkowania jodometrycznego.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest praktyczne zaznajomienie się z metodyką oznaczania zawartości witaminy C w wybranych sokach owocowych.

2. Stosowane odczynniki:

- Kwas askorbinowy (witamina C): organiczny związek chemiczny, pochodna

glukozy o wzorze sumarycznym C₆H₈O₆

- Jod (I₂)

- Jodek potasu (KI)

- Skrobia ziemniaczana

- Sok pomarańczowy (lub inny sok)

3. Stosowany sprzęt laboratoryjny:

- Biureta o poj. 50 ml

- Kolby miarowe o poj. 1000 ml i 500 ml

- Cylinder miarowy o poj. 50 ml

- Pipeta jednomiarowa o poj. 20 ml

- Zlewki

- Kolby stożkowe

- Waga analityczna

4. Przebieg ćwiczenia:

Zasada metody:

Witamina C jest dość silnym reduktorem. W środowisku kwaśnym reaguje ona z utleniaczami według poniższego schematu:

Z kolei roztwór jodu w jodku potasu jest utleniaczem. Reagują zawarte w nim jony wielojodkowe.

Reakcja połówkowa oraz z kwasem askorbinowym przedstawia się następująco:

I₃^- + 2e^- → 3 I^-
C₆H₈O₆ + I₃^- → C₆H₆O₆ + 2 H⁺ + 3 I^-

Jeśli w roztworze obecny jest nadmiar jodku potasu, to liczba moli jonów wielojodkowych równa jest liczbie moli jodu użytych do sporządzenia roztworu. Widać zatem, że jeden mol jodu (cząsteczkowego ) reaguje z jednym molem kwasu askorbinowego. Bardzo dobrym i dokładnym wskaźnikiem obecności jodu jest skrobia. Dopóki w roztworze jest jeszcze kwas askorbinowy, reaguje on na bieżąco z jodem, przez co skrobia nie zabarwia się. Po pojawieniu się nadmiaru jodu pojawia się granatowe zabarwienie. Mierząc objętość roztworu jodu potrzebną do wywołania zmiany zabarwienia wskaźnika (skrobi), możemy obliczyć zawartość kwasu askorbinowego w próbce.

Dokładność analizy zależy w dużym stopniu od dokładnego wyznaczenia miana titranta.
W danym oznaczeniu jest nim roztwór jodu.

Wykonanie oznaczenia:

• Przygotowanie roztworu jodu w jodku potasu:

Na wadze analitycznej odważyć 0,7-1 g jodu. Następnie ucierać go małym moździerzu z

ok. 1 g jodku potasu. Kolor całości powinien się zmienić na brunatno-czerwony. Następnie przenieś zawartość moździerza do kolby miarowej o poj. 1000 ml, dokładnie go spłukując wodą destylowaną. Wytrząsać zawartość kolby do całkowitego rozpuszczenia się substancji. Następnie uzupełnić kolbę do kreski wodą destylowaną. Roztwór przechowywać w butelce z czarnego szkła.

• Przygotowanie roztworu skrobi

Do zlewki o poj. 100 ml wrzucamy 1 g skrobi (nie musi być dokładnie odważone), po czym zalewamy wrzącą wodą. Mieszamy do rozpuszczenia. Następnie uzupełnić kolbę do kreski wodą destylowaną.

• Nastawianie miana roztworu jodu

Na wadze analitycznej odważyć około 0,5 g witaminy C i zapisać dokładny wynik do 4 miejsc po przecinku. Rozpuszczamy witaminę w kolbie miarowej na 500 ml, mieszamy i dopełniamy do kreski. Biuretem wypełniamy roztworem roztwór jodu w jodku potasu. Z przygotowanego uprzednio roztworu witaminy C w kolbie pobieramy pipetą jednomiarową 20 ml roztworu. Odmierzone objętość roztworu wzorcowego witaminy C wlewamy do kolby stożkowej i dopełniamy wodą destylowaną do ok. 50 ml. Następnie do kolby dodajemy ok. 1 ml roztworu skrobi oraz 2-3 ml stężonego kwasu solnego dla zakwaszenia. Kończymy miareczkowanie z chwilą pojawienia się granatowego zabarwienia nie znikającego po zamieszaniu roztworu. Odczytujemy wynik miareczkowania i zapisujemy go .

• Obliczanie miana roztworu:

Wiemy, że 1 mol jodu reaguje z 1 molem kwasu askorbinowego.

Znamy: ms- masa kwasu askorbinowego użyta do zrobienia roztworu [g]

M- Masa molowa kwasu askorbinowego, M=176,12 g/mol.

Stąd:

Obliczamy całkowitą liczbę moli (n_C ) kwasu askorbinowego w kolbie miarowej o poj. 1000ml:

n_C= m_s/M

Do miareczkowania wzięliśmy 1/25 zawartości kolby (20 ml z 500 ml lub 10 ml z 250 ml). Dzielimy zatem tą liczbę moli przez 25. Stąd otrzymujemy liczbę moli (n_P) kwasu askorbinowego w próbce do miareczkowania:

n_P = n_C / 25

Otrzymaną liczbę moli (n_P ) należy podzielić przez średni wynik miareczkowania (V_ś):

C_M= n_P / V_ś [mol/l]

Obliczone miano roztworu zapisujemy na butelce z titrantem oraz w zeszycie.

• Miareczkowanie soku:

Wytrząsamy sok, aby rozpuścić osad z dna. Odmierzamy za pomocą cylindra miarowego 20 ml soku. Przelewamy sok do kolby stożkowej, spłukując cylinder wodą, i dolewamy wody destylowanej do ok. 100 ml. Dodajemy 1 ml roztworu skrobi i miareczkujemy roztworem jodu do lekkiej zmiany zabarwienia na brunatne. Zapisujemy otrzymany wynik.

• Obliczanie zawartości witaminy C w soku:

Jak poprzednio, do obliczeń bierzemy średnią wyników miareczkowania (Vś). Otrzymaną objętość (V_ś) mnożymy przez miano roztworu, otrzymując zawartość witaminy w próbce (Z):

Z = V_ś * C_M [mol]

Zawartość witamin najczęściej określa się na 100 ml produktu, więc otrzymaną wartość mnożymy przez 5, a następnie mnożymy przez masę molową kwasu askorbinowego:

Z_C= Z * 5 * M [mg/100 ml soku]

Wartość ta może być wyższa od napisanej na opakowaniu. Wynika to z tego że, na opakowaniu podane są wartości minimalne - "najgorsza" partia soku nie może zawierać mniej. Również jod w pewnym stopniu utlenia też inne substancje zawarte w soku, np. pektyny, barwniki roślinne itp. Większe znaczenie ma jednak pierwszy fakt.

• Oznaczanie zawartości witaminy C w próbce stałej:

Oznaczenie witaminy C w stałej próbce, np. marchewce, kapuście itp., jest nieco trudniejsze. Oprócz wymienionych wcześniej sprzętów potrzebny jest młynek lub mikser. Pierwszym krokiem jest bardzo dokładne rozdrobnienie próbki za pomocą miksera lub młynka, aby otrzymać papkę. Po rozdrobnieniu próbki odważamy z niej od 10 do 20 g. Sprawdzić zawartości witaminy C w tablicach żywieniowych, by oszacować potrzebną wagę próbki (im bliżej środka skali biurety, tym lepsza dokładność). Odważoną próbkę rozcieńczamy wodą do ok. 100-150 ml i miareczkujemy jak próbkę ciekłą (sok).

1

---