Колориметрическим методом
b-каротин (стрелкой показана центральная двойная связь) Каротины входят в состав хлоропластов листьев и хромопластов не фотосинтезирующих органов растений, их синтез более активно проходит на свету. В составе хлоропластных мембран они выполняют роль дополнитель-ных пигментов при фотохимическом поглощении света. b-Каротин также принимает участие в явлениях фототропизма у высших растений. Больше всего каротина содержится в листьях растений и листовых овощах, корнеплодах моркови, рябине, облепихе, абрикосах, томатах и сладком перце. Особенно богата каротином молодая зелень, тогда как в процессе вегетации содержание этого витамина в вегетативной массе растений снижается. При формировании корнеплодов моркови концентрация в них каротина возрастает в 3-5 раз. Значительно возрастает содержание каротина при созревании плодов и овощей. В большинстве растительных продуктов преобладает b-каротин. Накопление каротина в растительных продуктах зависит от условий выращивания растений. Его содержание в листьях существенно снижается при низком уровне азотного питания растений, а при внесении азотных удобрений может повышаться в 1, 5-2 раза. Высокое содержание каротина в плодах и овощах наблюдается только при оптимальном питании растений макро- и микроэлементами. Каротин разрушается под воздействием ультрафиолетовых лучей и при повышенной температуре в присутствии кислорода, поэтому при сушке вегетативной массы растений на открытом солнце значительная часть его подвергается деградации и наблюдаются значительные потери этого провитамина. Содержание каротина контролируют в кормах, особенно в зимний период. Содержание каротина в растительных продуктах может быть представлено следующими данными, мг %:
В клетках растений каротины образуют комплексы с липопротеидами, поэтому, хотя и являются полиненасыщенными соединениями, обладают высокой устойчивостью. При хранении растительных продуктов без нарушения нормативных режимов не наблюдается больших потерь каротина. Но когда нарушается структура клеток, каротины быстро разрушаются под действием света и кислорода воздуха. При варке овощей под слоем воды без доступа кислорода воздуха каротин хорошо сохраняется. В связи с тем что молекулы каротинов обладают гидрофобностью, их экстрагируют из растительных источников неполярными растворителями, подвергают очистке от других пигментов и определяют количественно колориметрическим методом. Принцип метода. При определении каротина колориметрическим методом его экстрагируют из растительного материала бензином и пропускают бензиновый экстракт через колонку, заполненную оксидом алюминия, для поглощения других пигментов. Очищенный бензиновый экстракт каротина жёлтого цвета колориметрируют на фотоэлектроколори-метре и затем сопоставляют оптическую плотность анализируемого раствора с оптической плотностью стандартного раствора бихромата калия, откалиброванного по каротину. Оборудование. Ступки с пестиками диаметром 8-10 см; стеклянная колонка длиной 30 см и внутренним диаметром 1 см; весы лабораторные; фотоэлектроколориметр, мерные колбы на 50 и 100 мл; дозирующие пипетки на 1-10 мл. Реактивы. Бензин (прозрачный); оксид алюминия (Al₂ O₃); сульфат натрия (Na₂ SO₄); бихромат калия (K₂ Cr₂ O₇); дистиллированная вода. Подготовка реактивов и оборудования. Оксид алюминия: его адсорбционную способность проверяют при пропускании через колонку, заполненную этим адсорбентом, раствора пигментов. Проверенный адсорбент хранят в герметически закрытой банке. Сульфат натрия: обезвоживают путём прокаливания и сохраняют в герметически закрытой банке. Стандартный раствор бихромата калия: 720 мг бихромата калия раство-ряют дистиллированной водой в мерной колбе на 100 мл. Интенсивность окраски полученного стандартного раствора идентична по оптической плотности окраске бензинового экстракта, имеющего концентрацию каротина 0, 00416 мг/мл. Заполнение адсорбентом хроматографической колонки: нижний конец колонки плотно заполняют слоем стекловаты 2 см, а сверху стекловаты засыпают порошок оксида алюминия слоем 2 см и уплотняют его стеклянной палочкой. Ход определения. Навеску растительного материала 3 г растирают в ступке с небольшим количеством кварцевого песка до получения однородной массы. При анализе сырого растительного материала для его обезвоживания в ступку добавляют 6 г прокалённого сульфата натрия (2 г на 1 г сырой растительной массы). К измельчённому растительному материалу приливают 5 мл бензина и полученную смесь интенсивно перемешивают пестиком в течение 15 минут в вытяжном шкафу. Смесь измельчённого растительного материала в бензине переносят из ступки в колонку, размещая её на поверхности оксида алюминия. Под ниж-ний конец колонки устанавливают мерную колбу на 50 мл. Осторожно уплотняя содержимое колонки стеклянной палочкой, добиваются чтобы бен-зиновый экстракт протекал через колонку медленно. Порциями по 5-10 мл ополаскивают 3 раза ступку и пестик бензином и сливают его в колонку. Экстракцию бензином проводят до тех пор, пока объём бензинового экстрак-та в мерной колбе не достигнет 50 мл. Последние капли бензина, выходящего из колонки, должны быть бесцветными. Если цвет бензинового экстракта в мерной колбе зелёный, то его повторно пропускают через хроматографичес-кую колонку. Оптическую плотность бензинового раствора каротина измеряют на фотоэлектроколориметре при длине волны 440 нм. Одновременно измеряют также оптическую плотность стандартного раствора бихромата калия. Обработка и оценка результатов. Содержание каротина в раститель-ной пробе вычисляют по формуле:
0, 00416 ∙ V ∙ D₁ ∙ 100 СК = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾, Н ∙ D₂ где СК – содержание каротина в растительном образце, мг%; 0, 00416 – количество каротина в 1 мл стандартного раствора (по раствору бихромата калия), мг; V – объём бензинового раствора каротина, равный 50 мл; D₁ – оптическая плотность раствора каротина в бензине; 100 – пересчёт содержания каротина в мг%; Н – навеска растительного материала, г; D₂ – оптическая плотность стандартного раствора бихромата калия. Полученный результат сравнивают с теоретическими сведениями о содержании каротина в различной растительной продукции с учётом влияния на этот показатель природно-климатических условий, режима питания растений, способа и срока хранения продукции и делают выводы о качестве анализируемой растительной продукции.
Контрольные вопросы 1. Какова биологическая роль каротина в организмах растений, а витамина А в организмах человека и животных? 2. Сколько содержится каротина в корнеплодах, овощах, плодах и ягодах, вегетативной массе кормовых трав? 3. Как изменяется содержание каротина в листьях растений в процессе их роста и развития? 4. Каково влияние режима питания растений на накопление каротина в растительной продукции? 5. При каких условиях происходят потери каротина? 6. Как изменяется содержание каротина при созревании овощей, плодов и ягод? 7. Как определяют содержание каротина в растительной продукции? 8. По какому принципу ведётся расчёт содержания каротина при его определении колориметрическим методом?
|
В организме человека и животных витамин А образуется из растительных продуктов – каротинов. Под действием фермента оксигеназы происходит расщепление молекулы каротина по центральной двойной связи с образованием альдегидной формы витамина А – ретиналя. Каждая молекула b-каротина дает начало двум молекулам витамина А, а a и g- каротинов – по одной молекуле витамина А, в связи с чем b-каротин обладает вдвое большей витаминной активностью.
