Метод экспериментального количественного сравнения концентрации каротиноидов в образце моркови и в филе рыбы семейства лососевых

Текст задачи:
На нашем столе достаточно много разнообразных продуктов оранжевого или красного цвета — например морковь, томаты и даже красная рыба. Как правило, источником такой окраски являются каротиноиды — природные пигменты-антиоксиданты, химически представляющие собой тетратерпены. Их химическая структура отличается большим числом сопряженных двойных связей (до 11).
Предложите, как можно экспериментально количественно сравнить концентрацию каротиноидов в моркови и в филе любой рыбы семейства лососёвых.
2

Исходя из текста задачи мы можем выявить для себя следующую цель:
- Найти метод экспериментального количественного сравнения концентрации каротиноидов в образце моркови и в филе рыбы семейства лососевых.
3

Каротиноиды*
β-каротин
астаксантин
4
* Кретович В. Л. Основы биохимии растений, 5 изд., М., 1971.

Мы будем использовать фотометрический метод, потому что каротиноиды представляют собой ярко окрашенные вещества, хорошо растворимые в неполярных растворителях.
Закон Ламберта-Бугера-Бера:
где А – поглощение (абсорбция) света, отн. единицы;
ε - молярный коэффициент ослабления, дм3∙моль-1∙см-1;
с – концентрация вещества в растворе, моль/дм3;
l – путь, который свет прошел через раствор (длина кюветы), см.
Таким образом, зная значение абсорбции света, прощедшего через слой раствора, зная длину кюветы и коэффициент ослабления мы можем вычислить концентрацию вещества в растворе*
A= εcl
5
*ГОСТ Р 54058-2010 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Метод определения каротиноидов (с Изменением N 1)

Краткий ход работы:
Морковь
Рыба
Измельчение
Экстракция с использованием растворов Карреза и центрифугирования
Экстракция с использованием Карбоната магния
Очистка экстракта
Фотометрическое определение общих каротиноидов
Орг. Растворитель - ацетон
Орг. Растворитель – петролейный эфир
6
Рассчёты

Оборудование и реактивы:
- Фотометр
- Весы лабораторные
- Гомогенизатор
- Вода дистиллированная
- Ацетон (CH3COCH3)
- Эфир петролейный
- Гексацианоферрат калия (K3[Fe(CN)6])
- Сульфат цинка (ZnSO4)
- Сульфат натрия (Na2SO4)
- Карбонат магния (MgCO3)
- Центрифуга
7

Подготовка к определению:
1) Приготовление раствора Карреза I: Приготавливают 9%-ый раствор гексацианоферрата калия в дистиллированной воде
2) Приготовление раствора Карреза II: Приготавливают 17%-ый раствор сульфата цинка в дистиллированной воде
Р-р Карреза I
Сульфат цинка, кристаллы
8

Отбор проб
Измельченная морковь
Измельченное филе лосося
9

Проведение определения
1) Экстрагирование каротиноидов из моркови.
Пробу взвешивают и несколько раз промывают ацетоном, карбонатом магния, надосадочную жидкость декантируют в делительную воронку. *
2) Экстрагирование каротиноидов из рыбного мяса.
Проба взвешивается, смешивается с растворами Карреза I и II, центрифугируется, надосадочную жидкость удаляют. Осадок промывают ацетоном несколько раз и органическую фазу декантируют в делительную воронку.*
10
*ГОСТ Р 54058-2010 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Метод определения каротиноидов (с Изменением N 1)

11
3) Очистка экстракта.
Экстракт промывают петролейным эфиром и выдерживают до формирования органической фазы. Удаляют водную фазу, а органическую промывают водой. В экстракт добавляют 2 грамма сульфата натрия и центрифугируют для отделения от осадка.
Полученный экстракт используют для фотометрического определения*
*ГОСТ Р 54058-2010 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Метод определения каротиноидов (с Изменением N 1)

4) Фотометрическое определение общих каротиноидов.
Оптическую плотность экстракта, измеряют в фотометре в кювете. В качестве раствора сравнения используют петролейный эфир. Расчет массовой концентрации каротиноидов проводят по формуле:*
где Х – массовое содержание общих каротиноидов в пробе, мг/кг;
V – объём экстракта в петролейном эфире, см3;
m – масса навески, г;
4,00 –эмпирический коэффицент для пересчета абсорбции.
12
*ГОСТ Р 54058-2010 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Метод определения каротиноидов (с Изменением N 1)

13
Практическая часть
Измельчение и взвешивание
Масса навески рыбы
m=2.75г
Масса навески моркови
m = 2,73г

14
Практическая часть
Очистка Экстракта
Экстракт очищают петролейным эфиром, добавляют сульфата натрия, смешивают, органическую фазу отделяют. Объём петролейного эфира измеряют.
Объём экстракта рыбы, V=12,4мл
Объём экстракта моркови, V=100мл

Практическая часть
Проведение фотометрии и рассчёты
15

Анализ решения
Плюсы:
+ Современный метод;
+ Использование в современных лабораториях;
+ Простота определения;
+ Возможность модификации для проведения других исследований;
+ Высокая точность;
+ Воспроизводимость;
+ Наличие практической части.
Минусы:
Необходимость сложного лабораторного оборудования;
16

Вывод
Мы смогли найти метод выделения и сравнения каротиноидов из данных нам продуктов на основе ГОСТ-ов, являющихся стандартами и использующихся в лабораториях для наиболее точного и качественного анализа и смогли сами, на практике сравнить содержание каротиноидов в моркови и филе рыбы, следовательно считаем свою задачу выполненой.
17

Литература
1) ГОСТ Р 54058-2010 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Метод определения каротиноидов (с Изменением N 1)
2) Гудвин Т. Сравнительная биохимия каротиноидов, пер. с англ., М., 1954.
3) Кретович В. Л. Основы биохимии растений, 5 изд., М., 1971.
4) Бриттон Г. Биохимия природных пигментов, пер. с англ., М., Мир, 1986. — 422 с., ил.
18