Качествено и количествено определяне на съдържанието на захар в ерусалимския артишок, Социална мрежа
Изследването на ерусалимския артишок като източник на фруктоза чрез киселинна хидролиза, изборът на оптимални условия на хидролиза с използване на лимонена киселина като катализатор.
| tompinambur_npk_.doc | 380,5 KB |
Качествено и количествено определяне на съдържанието на захар в ерусалимския артишок
Некрасова Анастасия Анатолиевна,
10 клас, MBOU "Shelekhovsky Lyceum", Шелехов,
Белоусова Ирина Аркадиевна,
11 клас, MBOU "Шелеховски лицей", Шелехов
Карпова Елена Генадиевна, учител по биология,
MBOU "Шелеховски лицей", Шелехов,
Зенина Елена Василиевна, учител по химия,
MBOU "Шелеховски лицей", Шелехов
Мякина Ирина Анатолиевна,
доктор по химия,
Доцент, катедра Химия и храни
Част 1. Литературен преглед
1.1. Описание на ерусалимския артишок
1.2. Сортове ерусалимски артишок
1.3. Химични свойства
1.4. Биологично активни вещества - основата на лечебните свойства на ерусалимския артишок
Част 2. Изследователска част
2.1. Обща характеристика на спектрофотометричния метод и газо-течната хроматография.
2.2. Определяне на общата захар чрез спектрофотометричен метод
2.3. Определяне на индивидуалното съдържание на захар чрез газо-течна хроматография.
2.4. Определяне на масовата част на пектиновите вещества по карбазолов метод.
Списък на използваната литература
През последните години, поради усложнената екологична и икономическа обстановка в страната, се наблюдава повишаване на заболеваемостта на населението. За повишаване на устойчивостта на организма към неблагоприятни факториоколната среда, много внимание трябва да се обърне на превенцията на различни заболявания, като диабет, заболявания на сърдечно-съдовата система и др.
Цел: изследване на ерусалимския артишок като източник на фруктоза чрез киселинна хидролиза, избор на оптимални условия на хидролиза с използване на лимонена киселина като катализатор.
Обект на изследване: ерусалимски артишок, растящ в района на Шелеховски.
Част 1. Литературен преглед
1.1. Описание на ерусалимския артишок
Ерусалимският артишок (Heliantnus tuberosus) т.е. "грудков слънчоглед" е многогодишно грудково растение от семейство Сложноцветни. Това растение много напомня на маслодаен слънчоглед: високо до 2 метра или повече, право стъбло, малки листа, жълти цветя и цветна кошница с диаметър около 3-4 см. В краищата на подземните издънки - така наречените "столони" - се образуват грудки, много разнообразни по форма, размер и цвят.
1.2. Видове сортове ерусалимски артишок
В света са известни повече от 300 разновидности и хибриди на ерусалимския артишок. Някои се отличават с голям добив на грудки, други със зелена маса (с малки грудки), трети със специална декоративност и т.н. В България най-известните сортове ерусалимски артишок сега са „Киевски бял“, „Червен“, „Вретеновиден“, „Патат“, „Майкопски“, „Бял“, „Скороспелка“, „Находка“, „Волжски“. 2", "Вадим", "Ленинград", "Севернокавказки", "Интерес".
Интерес - отгледан в майкопската експериментална станция VNIIR. Автор Паско Н.М. Храстът е изправен. Стъблото е средно разклонено. Листът е голям, тъмнозелен. Грудките са бели, кожата е гладка, очите са средни, дълбоки.Късно узряване. Препоръчва се за отглеждане в южните райони на България и ОНД.
Nakhodka - отгледан в Майкопската експериментална станция на VNIIR. Автор Shchibrya N.A., Shchibrya M.L., Chesnokov P.I.Стъблото е леко разклонено с леко опушване. Листът е голям, кръгло-триъгълен с равномерно назъбен ръб, светлозелен. Разположението на стъблото е редуващо се, но нестабилно. Грудките са средно големи, бели, крушовидни с розова граница около очите. Компактен в почвата. Вегетационният период от резултатите до прибирането на грудките е 165-193 дни. Препоръчва се за отглеждане в южните райони на България и ОНД.
1.3. Химичен състав
Съдържа доста голямо количество твърди вещества (до 20%), сред които до 80% съдържа полимерния хомолог на фруктоза-инулин. Микроелементи - желязо (до 12 mg%), калий (до 200 mg%), калций (до 40 mg%), силиций (до 8 mg%), магнезий (до 30 mg%), манган (до 45 mg%), фосфор (до 500 mg%), цинк (до 500 mg%).
В комбинация с витамин С имат изразени антиоксидантни свойства.
Пектиновите вещества са полизахариди, присъстващи в ерусалимския артишок в количество от 11% от теглото на сухото вещество. Пектините адсорбират на повърхността си и извеждат от тялото токсични вещества, холестерол, триглицериди.
1.4. Биологично активни вещества - основата на лечебните свойства на ерусалимския артишок
Ерусалимският артишок се отличава от другите зеленчуци с уникален въглехидратен комплекс, базиран на фруктоза и нейните полимери. За разлика от други растения, ерусалимският артишок има способността да натрупва в грудките голямо количество инулин - естествен полизахарид, 95% състоящ се от фруктоза. Има сладък вкус. Молекулата на инулина е верига от 30-35 фруктозни остатъка под формата на фураноза. Инулинът има благоприятен ефект през цялото време на престоя си в човешкото тяло, като значително ускорява прочистването на организма от токсини, несмляна храна и вредни вещества. Антитоксичният ефект на инулина се засилва и от действието на фибритесъдържащи се в ерусалимския артишок.
Използването на инулин като хранителна добавка стимулира синтеза на витамини и активира имунните защитни механизми. Фруктозата е хранителна захар, която може да участва в същите метаболитни процеси като глюкозата, като я замества в случаи на относителна или абсолютна липса на инсулин. Предимствата на фруктозата са, че тя е безвредна за човешкото тяло, което позволява да се използва при формулирането на терапевтични и превантивни хранителни продукти Фруктозата е незаменим компонент на ерусалимския артишок. Съдържанието му може да варира в зависимост от времето на събиране, реколтата, времето за съхранение и други фактори. Образува се от инулин в резултат на биохимични процеси, протичащи в корените и грудките. Пектините или пектините са полизахариди, присъстващи в ерусалимския артишок в количество от 11% от теглото на сухото вещество. Пектините адсорбират на повърхността си и извеждат от тялото токсични вещества, холестерол, триглицериди.
Част 2. Изследователска част
2.1. Обща характеристика на спектрофотометричния метод и газо-течната хроматография.
Спектрофотометричният метод е метод за изследване на разтвори и твърди вещества, базиран на изследване на абсорбционните спектри в ултравиолетовите (200-400 nm), видимите (400-760 nm) и инфрачервените (> 760 nm) спектрални области. Основава се на спектрално-селективно поглъщане на монохроматичен поток от светлинна енергия, когато преминава през тестовия разтвор. Методът позволява да се определят концентрациите на отделни компоненти на смеси от оцветени вещества, които имат максимум на абсорбция при различни дължини на вълната, той е по-чувствителен и точен от фотоелектроколориметричния метод. Спектрофотометрията се използва широко за изследване на структурата и съставаразлични съединения (комплекси, багрила, аналитични реагенти и др.), за качествено и количествено определяне на вещества (определяне на микроелементи в метали, сплави, технически предмети). Спектрофотометрични инструменти - спектрофотометри.
Газотечна хроматография - разделяне на газова смес поради различна разтворимост на компонентите на пробата в течност или различна стабилност на получените комплекси. Стационарната фаза е течност, отложена върху инертен носител, подвижната фаза е газ. Газо-течната хроматография има следните предимства: тесни развиващи се ивици, за разлика от широките размити ивици на газово-адсорбционната хроматография; високи скорости на потока, което ускорява цикъла на анализ; богат избор от неподвижни фази, което прави възможно разделянето на смеси с близки точки на кипене; линейност на адсорбционните изотерми. Методът на газо-течна хроматография също има своите недостатъци. Горната температурна граница на хроматографската колона се определя от летливостта и стабилността на неподвижната фаза.
2.2. Определяне на общата захар чрез спектрофотометричен метод
За експерименталната част на изследването бяха взети два прахообразни сорта ерусалимски артишок: "Интерес" и "Находка". Към пробите от ерусалимски артишок с тегло 10 грама се добавя 1 грам лимонена киселина с концентрация 0,75% и се поставя в облодънни колби. Хидролизата се извършва във водна баня при температура 65-70 градуса, охлажда се с обратен хладник. Хидролизата на първата проба се извършва за 1 час, втората - 2 часа.