Топинамбур гүлінің құрамынның химиялық құрамын зерттеу нәтижесінде алынған мәліметтерді талдау

           Қаңқаның мықтылығы оның құрамындағы элементтер фосфор мен кальцийдің мөлшеріне тығыз байланысты. Фосфордың мөлшері кальцийден бір жарым есе көп болуы керек. Ондай болмаған жағдайда тепе-тендік мөлшерін белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін жеткіліксіз мөлшерін сүйектегі қордан алады. Бірақ Д дәрумені оның арақатынасын реттеп отырады. Фосфор нерв клеткаларының қызметі үшін де керек, сондай-ақ ол — күш-қуат көзі. Сондықтан оның мөлшері барлық уақытта біркелкі болуы керек. Фтор, стронций адам тісінің мықты болуына әсер етеді. Адам ағзасында 250 – 300 г NaCl болады, тамақпен 10 – 15 г күнделікті қайта толықтырылып отырады. Натрий хлоридінің артық мөлшері ішкі ағзаларға (бауыр, бүйрек) әсер ететіндігі зерттелген. Ал, Жамбыл облысындағы тұз бассейндері кендерінің (Ресей ғалымдарының зерттеулері бойынша барлығы 54 тұз бассейндері бар екендігі келтірілген) осы уақытқа дейін ашық болуы, желдің әсерінен тозаң түрінде аймаққа таралуы экологиялық ахуалының нашарлығын көрсетеді деуге          болады [37].

2.3 Топинамбур гүлінің қышқылдылығын, С дәруменін, пектинді және илегіш заттарды титриметриялық әдіспен анықтау

Қышқылдылығын анықтау

 

          Органикалық қышқылдар – зат алмасудың аралық өнімдері. Олар барлық өсімдіктерде болады және көптеген биохимиялық реакциялардың нәтижесінде түзіледі. Олардың арасында ди- және үшкарбонды қышқылдардың циклдары және глиоксилат циклінің реакциялары негізгілері деп санау керек. Көптеген органикалық қышқылдар аминқышқылдардың, қанттардың, майлардың, дәрумендердің және кейбір басқа биологиялық активті қоспалар биосинтезі үшін бастапқы қоспалар болып саналады. Қышқылдар өсімдіктердің тыныс алуында энергетикалық материал ретінде қолданыла алады [38].

        Органикалық қышқылдар өсімдіктерде бос күйінде (жидектерде, жемістерде) немесе қышқыл және бейтарап тұздар ретінде (жапырақтарда, әсіресе бұршақ дақылдарының құрғақ затында – 15 – 20 % - ке дейін) болады. Дегенмен кейбір өсімдіктердің (қымыздық, рауғаш, бегония, кактустар және басқа суккуленттер) жапырақтарында да бос қышқылдар көп, сондықтан бұл өсімдіктердің жасушалық шырынының қышқылдығы жоғары.

         Өсімдіктерде қышқылдың мөлшері тұрақты емес және жемістермен көкөністердің сорттарынан, олардың жетілу дәрежесіне, сонымен қатар өсімдіктерді өсіру жағдайына байланысты болады. Өсімдіктердің қышқылдығына минералды тыңайтқыштардың формалары көп әсерін тигізеді. Мысалы, азотты тыңайтқыштардың аммиакты формаларына қарағанда, нитратты формаларын енгізген уақытта өсімдіктерде қышқылдың мөлшері өте жоғары болады.

          Әр түрлі өсімдіктер оларға жинақталған қышқылдардың құрамы бойынша да ажыратылады. Мысалы, алмаларда, шетенде, зеректе алма қышқылы артығырақ, лимондарда және басқа цитрустарда – лимон қышқылы, жүзімде – шарап қышқылы басым болады. Осыған байланысты, өсімдіктердегі органикалық қышқылдардың құрамдарын және мөлшерін анықтаудың үлкен практикалық маңызы бар.

         Органикалық қышқылдардың мөлшерін немесе олардың тұздарын анықтағанда:

1) жалпы қышқылдығын немесе жалпы қышқылдың мөлшерін , яғни бұған қоса қышқылдың диссоциацияланбаған молекулалары мен аниондарының мөлшерін;

2) жиі «нағыз қышқылдық» деп көрсетілетін сутегі иондарының концентрациясын;

3) титрленетін қышқылдық – бос қышқылдың концентрациясын ажыратады.

Дегенмен бұл бірнегізді қышқылдар үшін ғана жарамды. Екінегізді қышқылдардың сілтімен титрлеуге болатын жалпы қышқылдық бөлігі екі фракциядан: диссоциацияланбаған қышқылдан және бір валентті қышқылдың иондарынан тұрады.

           Анализде органикалық қышқылдарды жаңа, тоңазытылған немесе кептірілген өсімдік ұлпаларынан бөліп алуға болады.

           Дегенмен мынаны ескеру қажет: бөлме температурасында кептірген – органикалық қышқылдардың жоғалуына әкеледі, ал жоғары температура жағдайында кептірген – органикалық қышқылдардың мөлшерінің өзгеруіне (ұшатын қышқылдар мен олардың эфирлерінің жоғалуына, қышқылдардың өзара айналуына, олардың көмірсулармен әрекеттестігіне және т.б. ) әкеледі. Сол себепті органикалық қышқылдарды анықтау үшін материалды термостатта 120 – 125°С – та 15 – 20 минут уақытта жылдам есептеп, ал сонан соң 50 – 60°С– та кептіру керек.

Қышқылды экстракциялау үшін суды немесе органикалық еріткіштерді (көбінесе эфирлерді) қолданады. Алайда таза эфир органикалық қышқылдардың тұздарын ерітпейді. Сол себепті тұздарды экстракциялау үшін материалды алдын ала минералды қышқылмен қышқылдайды. Осының арқасында органикалық қышқылдардың тұздары бос күйге ауысады.

Өсімдік шикізатын сумен экстракциялағанда, қышқылдан басқа, көп бірге болатын заттар – қанттар, пектинді заттар, аминқышқылдар, ақуыздар бөлінеді. Оларды мөлшерлік анықтаудың алдында ерітіндіден ұқыптылықпен шығару керек. Бұл заттарды экстракциямен және тұндырумен немесе катионды және анионды алмасу шайырлардың көмегімен бөліп шығармайды, бірақ майлар мен липидтерді ерітеді [39].

 

Жалпы қышқылдықты анықтау

 

Жалпы қышқылдықтың мөлшерін жалғаспалы индикаторларды қолданумен алкалиметриялық немесе ацидиметриялық титрлеумен немесе потенциометриялық анықтауға болады.

Әдістің негізі. Қышқылдар ұсақталған өсімдіктің шикізатын сумен 80-90°С температурада 30 минут уақытта қыздыру нәтижесінде бөлінеді. Бөлінген қышқылдарды сілті ерітіндісімен титрлейді.

Қышқылдың жалпы мөлшерін әдетте алма қышқылына есептеп шығарады, өйткені ол көптеген жемістерде және көкөністерде басым.

Анықтау барысы. Келсапта немесе ет турағышта, үккіште өсімдіктің жаңа жапырақтарын немесе көкөністерін, жемістерін мұқият ұсақтайды. Өсімдік шикізатынан 20 г алып, сыйымдылығы 200 мл кең ауызды колбаға шығынсыз ауыстырады. Колбаға шамамен 150 мл дистилденген су құяды және 80-90°С температурада су моншасында 30 минут ұстайды.

Сонан соң колбаны су жүргізетін құбырдағы сумен салқындатады, деңгейіне дейін келтіреді және құрғақ стақан немесе колбаға сүзеді. Алынған фильтраттың жалпы қышқылдылығын анықтау үшін пайдаланылады. Қышқылы бар 50 мл фильтратты 100 мл конус тәрізді колбаға ауыстырады. Колбаға фенолфталейннің спиртті ерітіндісінен бірнеше тамшы тамызып микробюреткадағы 0,1 н NaOH ерітіндісімен күлгін түске дейін титрлейді. Индикатор ретінде фенолфталейннің орнына тимолфталейннің спиртті ерітіндісін қолдануға болады. Бұл жағдайда көк түс болғанша титрлейді.

Егер ерітіндінің орнына өсімдіктің дәл осындай мөлшердегі сығындысына тимолфталейннің немесе фенолфталейннің сондай–ақ тамшысының мөлшері қосылған колбаны қойып түсін салыстырса, әлсіз ерітінділердің түстерінің өзгеруін байқау жеңіл. Ерітінді қатты боялғанда және сілті қосқанда оның түсінің өзгеруін анықтау қиын, мұндай жағдайда титрлеген кезде лакмус қағазын қолданады. Титрлеген кезде колбадағы сұйықтыққа лакмустің бірнеше тамшысын құйып  түсінің өзгеруін байқайды.

Қорытындысын есептеп шығару. Есептеген кезде титрлеуге және оның титрін түзетуге кеткен сілтінің мөлшерін есепке алу қажет. Есептеуді мына формула бойынша жүргізуге болады:

 

х = а*Т*200*10/н*50                           (6)

 

Мұндағы, х - өсімдік үлгісіндегі қышқылдың мөлшері, м·экв;

               а – титрлеуге кеткен 0,1 н NaOH көлемі, мл;

    Т – сілтінің титрі;

    200 – сығындының жалпы көлемі, мл;

    50  - титрлеу үшін алынған сығындының көлемі, мл;

    н – шикізат салмағы, г;

              10 – қышқылдың миллиэквивалентке түзету (1 мл 0,1 н NaOH ерітіндісіне сәйкес алынған  қышқылдың 0,1 м*экв. мөлшері).

Көбінесе қышқылдың мөлшерін 1 г – ға миллиэквивалентпен емес, дұрысында процентпен көрсетеді.

Бұл үшін миллиэквиваленттің санын қышқылдың 1 м*экв–ке көбейтеді, қышқылдар (грамм): алма қышқылының 1 м*экв 67 мг тең (0,067 г), лимон қышқылыныкі – 64 мг, шарап қышқылыныкі–75 мг,  қымыздық қышқылыныкі–45 мг.

Әдетте зерттелетін объектте сол немесе басқа органикалық қышқылдарды көбейткенге байланысты есептеу үшін тиісті коэффициент қолданылады.

Құрал – жабдықтар және реактивтер:

1. Су моншалары, 200 мл өлшеуіш колбалар, 100–200 мл конус тәрізді колбалар, воронкалар, пипеткалар, микробюреткалар,сүзгілер.

2. 0,1 н NaOH, фенолфталеин немесе тимолфталеин, лакмус қағазы [40].

 

С дәруменін И.К.Мурри әдісі бойынша анықтау

Әдістің принципі. Аскорбин қышқылын анықтау әдісі оның редуцирлеу қасиетіне негізделген. Аскорбин қышқылының әсерінен көк түсті 2,6-дихлорфенолиндофенол ерітіндісі түссіз қосылысқа дейін тотықсызданады. Аскорбин қышқылын өсімдіктен 1% HCI ерітіндісімен бөліп алып, ерітіндіні 2,6-дихлорфенолиндофенол ерітіндісімен титрлейді. Титрлеуге жұмсалған бояудың саны бойынша аскорбин қышқылының мөлшері анықталады.

Жұмыстың барысы: зерттелетін заттың 5-20 г –ын алып (аскорбин қышқылының болжамды мөлшеріне қарай) келіге салады да, үстіне 20 мл  1% HCI құйып, гомогенді масса түзілгенше езеді. 10 минут ірі ұлпаларды анализдеу кезінде келіге аз мөлшерде жуылған кварцты құм немесе ұнтақталған әйнек салады. Алынған массаны келіден (шыны таяқша және воронка арқылы) 100 мл өлшеуіш колбаға ауыстырады. 1%-10% қымызды қышқыл келіні бірнеше рет 2%-ті метафосфор қышқылымен шайып, сол өлшеуіш колбаға құяды. Метафосфор қышқылының орнына 1%-ті қымыздық қышқылының ерітіндісін қолдануға болады. Колбаны деңгейіне дейін 2% метафосфор қышқылымен (немесе 1%-ті қымыздық қышқылымен) келтіріп, тығынмен жабады. Колбаны қатты шайқайды да, 5 минутқа тыныштыққа қойып қояды. Содан соң колбаның ішіндегісін  сүзгі қағазымен құрғақ стаканға немесе колбаға сүзеді.

Экстракциялауда қолданылатын HCI өсімдіктен бос күйіндегі және байланысқан аскорбин қышқылын бөледі. Метафосфор немесе қымыздық қышқылдары экстрактыдағы аскорбин қышқылының тұрақтылығын арттырады.

Алынған сүзіндіден пипеткамен 10-20 мл-ден екі параллель сынама алады да, 50-100 мл-лік конусты колбаға құяды. Содан соң, микробюреткадағы 0,001н 2,6-дихлорфенолиндофенол (бояу) ерітіндісімен 0,5-1 минут аралығында ашық-қызыл түс пайда болғанға дейін титрлейді.

Өсімдік ұлпаларында біраз мөлшерде 2,6-дихлорфенолиндофенолды тотықтыратын басқа да редуцирлеуші заттар кездеседі. Сондықтан да, аса нақты анализдер жүргізу үшін бұл заттарды да есепке алу керек. Ол үшін 10-20мл-ден алынған зерттелетін параллель ерітіндіге 0,1 н 0,2 мл 10%-ті күкірт қышқылды мыс ерітіндісін қосып, термостатта 110ºС-та 10 минут қыздырады. Салқындатып, бояумен титрлейді. Мыс тұздарының қатысында қыздыру кезінде аскорбин қышқылы толығымен ыдырайды. Алынған түзетуді тәжірибелік ерітіндіні титрлеуге алынған мәліметтен шегереді.

Көптеген жеміс-жидектер мен көкөністерді анализдеу кезінде боялған экстрактылар алынады. Бұл аскорбин қышқылын жоғарыда көрсетілген әдіспен анықтауды қиындатады. Боялған ерітіндідегі аскорбин қышқылын 2,6-дихлорфенолиндофенол ерітіндісімен дихлорэтан, хлороформ немесе толуол қатысында титрлейді. Ол үшін боялған ерітіндіні ұзын сынауыққа ауыстырып құяды да, оған 2-5 мл дихлорэтан немесе хлороформ қосып, бояу ерітіндісімен дихлорэтан немесе хлороформ қабатында қызыл түс пайда болғанша титрлейді.

Аскорбин қышқылының мөлшерін анықтау кезінде экстракцияға қолданылатын қышқылдардың (20 мл 1% HCI мен 80 мл 2% метафосфор қышқылының қоспасы немесе 80 мл 1% қымыздық қышқылы мен 20 мл 1% НСІ-дың қоспасы) редуцирлеу қабілеттерін есепке алу қажет. Ол үшін қышқылдар қоспасынан 10 мл-ден алып, сол бояумен ашық-күлгін түске дейін титрлейді. Алынған түзетуді (әдетте, краска ерітіндісі 0,08-0,10 мл-ден аспайды) тәжірибелік ерітіндіні титрлеуден алынған мәліметтен шегереді [41].

Бояудың титрін аскорбин қышқылы бойынша табу. Бояудың (2,6-дихлорфенолиндофенол) титрін құру әдісі аскорбин қышқылының ерітіндісін бояумен және 0,001н калий иодаты ерітіндісімен параллель титрлеуге негізделген. Әрбір 1 мл 0,001н KIO3 ерітіндісі 0,088 мг аскорбин қышқылына эквивалентті. Осы қатынасқа негіздей отырып, бояудың титрін оңай есептеуге болады.

Таза аскорбин қышқылының бірнеше кристалын (шамамен 1-2 мг) 50 мл  2%-ті күкірт қышқылында ерітеді. Содан соң осы ерітіндінің 5 мл-ін бояумен микробюреткадан титрлейді. Кейін дереу басқа колбадағы 5 мл аскорбин қышқылы ерітіндісін басқа микробюреткадан нақты 0,001н KIO3 ерітіндісімен титрлейді. Титрлеу алдында калий иодидінің бірнеше кристалының (5-10 мг-ға жуық) және 1%-ті еритін крахмал ерітіндісінен 5 тамшы қосады. (калий иодидінің өте көп мөлшері аскорбин қышқылының иодпен тотығуын күшті тежейді).

Бояудың титрін мына формуламен есептейді:

                                      0,08 * а 

  Т =                               (7)

b

мұндағы, T - бояудың титрі, аскорбин қышқылының мг-ы;

    a- 0,001 н KIO3 ерітіндісінің көлемі, мл;

    b- бояу ерітіндісінің көлемі, мл; 

        0,088 мл аскорбин қышқылы 1 мл 0,001 н KIO3 ерітіндісіне сәйкес келеді.

Есептеу: дайындалған аскорбин қышқылының ерітіндісін титрлеуге  2,64 мл бояу ерітіндісі және 3,36 мл KIO3 ерітіндісі жұмсалады. Осыған сәйкес, 1 мл бояу ерітіндісі (0,088.3,36): 2,64 = 0,112 мг аскорбин қышқылына эквивалентті.

Нәтижесін есептеу. Өсімдіктегі аскорбин қышқылының мөлшерін әдетте зерттелетін заттың 100 г-дағы миллиграмм мөлшерімен (мг %) өрнектейді және мына формуламен есептейді:

 

 

а*Т* 100*100                                       (8)

  х =         

b*Н 

мұндағы, х - аскорбин қышқылының мөлшері, мг %;

    a - титрлеуге жұмсалған бояудың көлемі, мл (экстракцияға қолданған қышқылдар қоспасын титрлеуге енгізілген түзетуді алып тастаған кездегі екі титрлеудің орташа мәні);

   Т - бояудың титрі (1 л-дегі аскорбин қышқылының мөлшері, мг);

   100 - экстрактының жалпы көлемі, мл;

   b - титрлеу үшін алынған экстрактының көлемі, мл;

   Н - зерттелетін заттың салмағы, г.

0,001 н КІО3 ертіндісі. Аналитикалық таразыда алдын-ала 1050С–та        3 сағат бойы кептірілген 0,3568 г өлшеп алады да, 1 л-лік өлшеуіш колбада ерітіп, КІО3-тен дәл өлшеміне дейін жеткізеді. Осылай алынған 0,01 н ерітіндіні  10 есе сұйылтады, ол үшін 100 мл алып, ерітіндіден 1 л өлшеуіш колбаға құйып, деңгейіне дейін дистилденген сумен келтіреді.

0,001 н 2,6-дихлорфенолиндофенол ерітіндісі. 60 мг құрғақ 2,6-дихлорфенолиндофенолды өлшеп алып, 200 мл-лік өлшеуіш колбаға ауыстырады  да, 100-150 мл жылы дистилденген су және 4-5 тамшы 0,01 н сілті ерітіндісін құйып, 10 минут қатты шайқау арқылы ерітеді. Сөйтіп колбаның деңгейіне дейін дистильденген сумен келтіреді. Ерітіндіні тығыз сүзгі арқылы колбаға сүзеді. Бояу ерітіндісін анализдің алдында даярлап, салқындатқышта 7-10 күндей сақтайды. Ерітіндіні қолдану кезінде титрін тексереді [42].