Витамин С: история открытия, свойства, определение

Бирюков Артем, Грибанов Василий

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире остро стоит проблема поддержания трудоспособности чело-века. Подверженный многим внешним факторам, он быстро утомляется и устаёт. Одним из решений проблемы являются витамины, в частности витамин С. Эти уникальные ве-щества укрепляют организм и повышают тонус, помогают противостоять болезням и бо-рются с аллергией. Уникальны они и по своему действию, ведь в количественном отно-шении потребность в витаминах ничтожна: так, человек в среднем должен потреблять ежедневно около 600 г (в пересчёте на сухое вещество) основных питательных веществ и только 0.1-0.2 г дополнительных факторов питания – витаминов. Но, к сожалению, многие не потребляют даже этого количества. Это связано со многими факторами, в частности, с катастрофической нехваткой витаминов в потребляемых нами продуктах. Привозимые, как правило, из-за границы, они долгие месяцы плывут на пароходах, летят самолетами, едут поездами, после чего, еще и пылятся на складе. Понятно, что все это оставляет на продуктах неизгладимый отпечаток: концентрация витаминов стремительно падает, вследствие чего, возникает "витаминный голод" - авитаминоз. Кстати, с витаминным го-лодом связано и открытие витамина С, ведь авитаминоз С вызывает самые разные болез-ненные нарушения, имеющие отношение ко всем жизненно важным функциям организма.

ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Первые сведения о существовании особого органического вещества, наличие кото-рого в пище предохраняет от цинги (болезнь, главным внешним признаком которой явля-ется кровоточивость десен), относятся к 1885 г. В 1920 г. "Антицинготный фактор" полу-чил название витамина С, а двумя годами позже он был получен в чистом виде. В 1927 г. была окончательно расшифрована его природа и дано химическое название – аскорбино-вая кислота (от лат. scorbut - цинга). В 1932 г. был осуществлён синтез витамина С.

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА

Аскорбиновую кислоту можно рассматривать как производное углевода L-глюкозы; поэтому его называют также Y -лактоном 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты.

Кислотные свойства аскорбиновой кислоты, не имеющей, как видно из формулы, свободной карбоксильной группы, обусловлены диссоциацией водорода гидроксильной группы, расположенной у 3-го углеродного атома. Витамин С – бесцветные кристаллы (tпл.=192oC), кислые на вкус, хорошо раство-римые в воде и спирте. В бескислородной среде кристаллы аскорбиновой кислоты можно хранить годами, но в присутствии кислорода или в растворе, особенно щелочном, витамин С быстро разрушается. Разрушению также способствуют ионы Fe и Cu. Аскорбиновая кислота легко отдаёт два атома H, переходя при этом в дегидроа-скорбиновую кислоту, и наоборот. Это важнейшее свойство лежит в основе механизма действия аскорбиновой кислоты в организме: она является участником окислительно-восстановительных систем и обеспечивает, следовательно, нормальное протекание жиз-ненно важных процессов в тканях. Окисление L-аскорбиновой кислоты в L-дегидроаскорбиновую кислоту сопрово-ждается потерей двух протонов и электронов.

Аскорбиновая кислота очень широко распространена в природе, присутствуя бук-вально во всех тканях и органах животных, растений, а также в микроорганизмах. Чаще всего она находится в окисленной форме, а в растениях – в виде связной аскорбиновой кислоты. В ходе эволюции человек, как и морская свинка, утратил способность к синтезу ви-тамина С. Поэтому человеку приходиться получать его из внешней среды, в отличие от других существ. Источником витамина С служат самые разнообразные продукты расти-тельного происхождения, в частности яблоко, ставшее объектом моего исследования.

ПРИНЦИП И ХОД АНАЛИЗА

Анализ базируется на легкой окисляемости витамина С – недаром именно витамин С разрушается быстрее других. Метод нейтрализации при определении не подойдёт так, как в яблоке содержится много других кислот помимо аскорбиновой: лимонная, яблочная, винная и др.

Для выполнения работы потребуется:

Оборудование: химические стаканы, коническая колба, штатив, бюретка, ступка с пестиком, весы и гири.
Реактивы: Раствор йода 0,125 % .Готовят разведением аптечной йодной настойки(5%-ая йодная спиртовая настойка) в 40 раз. Известно, что 1 мл такого раствора соответ-ствует 0,875 мг аскорбиновой кислотой.
Коллоидный раствор крахмала, который готовят разведением 1 г крахмала в не-большом количестве холодной воды. Смесь выливают в 1/2 стакана горячей воды и перемешивают. Такой раствор годен в течение недели.
Соляная кислота 10%, которая необходима для замедления процесса окисления витамина С кислородом воздуха.

Перед определением на весах (можно использовать технохимические весы) взвеши-вают яблоко целиком. Результат, естественно, записывают. После этой процедуры острым ножом вырезают ломтик из самой сердцевины (именно из сердцевины, так как витамины распределены в толще яблока неравномерно, а необходимо провести анализ яблока в це-лом). Ломтик помещают в ступку, заливают 20-30 мл соляной кислоты умеренной концен-трации, и тщательно растирают пестиком. Остаток еще раз яблока взвешивают, и по раз-ности находят массу анализируемого ломтика (результат также записывают). Полученную смесь количественно переносят в коническую колбу и титруют раствором йода, тщатель-но перемешивая. Как только добавленная капля йода окрасит раствор в синий цвет, и ок-раска не будет исчезать в течение 2-3 минут, можно записывать показания бюретки.

Количество витамина С в пробе (мг) находят по формуле:

m(vit C) = V*0,875
Затем результат переводят в граммы (делением на 1000), затем делят на массу ломтика и умножают на 100. Окончательная формула:
w(%) = V*0,875*100/m*1000 = V*0,875/10m, где
V - объем раствора потраченного на титрования, m - масса ломтика.

НАШИ РЕЗУЛЬТАТЫ

Работа проводилась в апреле 2004 года в школе №13, г. С.-Петербург. Таблица результатов (взято свежее яблоко, вырезаны три кусочка, определёно количество витамина С в каждом) приведена ниже:

параметры	1-ый ломтик	2-ой ломтик	3-ий ломтик
V (мл)	1,0	1,2	1,1
m (г)	3,7	4,3	3,9
W (%)	0,023	0, 024	0,024

Эти данные, по нашим наблюдениям, вполне укладываются в диапазон справочных, что подтверждает эффективность метода. С помощью данной методики было проведено мно-го исследований на устойчивость витамина С в различных средах, данные были представ-лены в виде научной работы.