Применение метода тонкослойной хроматографии для качественного определения железа в яблочном соке



Цельработы — исследование содержания микроэлемента железа в свежевыжатом яблочном соке и в детских яблочных соках разных марок.

Задачи:

1. Изучить литературные данные о значении железа для детского организма;
2. Провести качественный анализ железа в исследуемых соках методом тонкослойной хроматографии.

Объекты исследования: детские яблочные соки следующих марок «Фруктовый сад», «Сады Придонья» — прямого отжима, «Спелёнок» — зелёное яблоко, «Спелёнок» — прямого отжима, «Фрутоняня», «Малышам» и свежевыжатый сок.

Оборудование:

1. Хроматографическая камера (стакан с крышкой);
2. Карандаш и линейка;
3. силуфоловые пластины;
4. пипетка;
5. стеклянные капилляры — по числу соков.

Реактивы:

1. Проявитель — 10 % водный раствор гексацианноферрата (II) калия;
2. Контрольный раствор — 3 % раствор хлорида железа (III);
3. Элюент — этанол: соляная кислота (1:4).

Метод определения содержания железа врастворе.

В настоящей работе для качественного анализа железа использован метод тонкослойной хроматографии. Данный метод, несмотря на простоту техники выполнения, обладает высокой чувствительностью [1–4].

Рис. 1. Хроматографическая камера с пластиной

Исследуемые вещества:

Железо является жизненно важным микроэлементом. В организме человека его содержится очень мало. Но без этого минимума невозможны многие процессы, которые происходят в нашем организме.

Организм человека состоит из множества мельчайших кирпичиков — клеток. Мы здоровы, если эти клетки живут, растут и развиваются правильно. А для этого им нужен кислород. Когда мы делаем вдох, кислород из воздуха попадает вовнутрь организма. Именно железо, находящееся в главном белке гемоглобине “берёт” кислород из лёгких и доставляет его к каждой клеточке [5].

Не менее важна защитная функция железа для формирования высокого уровня иммунной защиты организма. Специальные клетки “защитники”, которые охраняют здоровье человека от разных болезнетворных микробов, не могут быть активными без железа [6].

В организм человека железо поступает с пищей. Большое количество его содержится в мясных продуктах, крупах, фруктах и фруктовых соках [7, 8]. Основные источники железа представлены в таблице 1.

Таблица 1

Источники железа

Пищевой продукт	Количество железа, мг в 100 г продукта
Сушеные яблоки	35,00
Морская капуста	16,00
Какао	14,80
гречка	7,80
Печень говядины	6,90
Яблоко	2,20
яблочное пюре	1,30
яблочный сок	0,30

Дети особенно нуждаются в железе, которое необходимо им для растущих тканей. Этим объясняется большая потребность в том микроэлементе у детей (в расчете на 1 кг веса) (табл. 2).

Следует знать, что избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое действие, то есть вызвать отравление организма! [8]. Однако, чаще неправильное питание приводит к дефициту железа. В этом случае страдают все органы и системы из-за того, что кислород к клеткам не поступает. Достоверно известно, что нехватка железа у детей является причиной частых инфекционных заболеваний органов дыхания и желудочно-кишечного тракта [9, 10]. Дети с дефицитом железа быстро устают, жалуются на головокружение, головные боли, слабость, имеют бледную кожу. У старших детей к этим симптомам добавляются сухость и ломкость ногтей и волос, нарушение процессов пищеварения [10].

Таблица 2

Суточная потребность железа для детей

Возраст, лет	Количество железа, мг всутки
1–3	10
4–6	10
6 (школьники)	12
7–10	12
11–13	15–18
14–17	15–18

Частично пополнить организм железом возможно за счёт фруктов и фруктовых соков. Сейчас в магазине представлен широкий ассортимент яблочных соков, но содержат ли они полезное железо? Чтобы ответить на этот вопрос, были исследованы яблочные соки различных марок.

Выполнение эксперимента.

Пробу исследуемого вещества наносили капилляром на пластинку, отступив от нижнего края 2,5 см (рис. 2).

Рис. 2. Пластинки с нанесёнными на них каплями исследуемых яблочных соков

Пластину опускали в стеклянную камеру с растворителями [3] таким образом, чтобы капля исследуемого вещества на пластине не касалась жидкости (рис. 1).

Растворитель поднимается по пластинке вместе с каплей исследуемого вещества, нанесённого на её поверхность. Камеру с пластиной оставляли на 20 минут, затем пластинку вынимали из камеры и оставляли на воздухе для испарения растворителя (рис.3).

На рисунке 3 видно, что капли вещества бесцветны. Поэтому после того, как пластинка высохла, на верхнюю её часть наносили каплю проявителя [3] (рис.4).

Рис.3. Испарение растворителя с поверхности пластинок

Рис. 4. Нанесение проявителя на подготовленную пластину

Результаты иобсуждение.

В месте обработки проявителем на поверхности пластины с контролем, образовывалось синее пятно, что свидетельствовало о наличии железа.

Эту процедуру повторяли для каждого исследуемого сока. После обработки проявителем, на всех образцах появлялись пятна глубокого синего цвета. Появление на пластинках с соками синих пятен, таких же, как на пластине с контрольным раствором, доказывает содержание железа в яблочном соке. Мы с уверенностью можем сказать, что в яблочном соке всех предложенных марок, а также в свежевыжатом соке присутствует железо.

Менее интенсивное окрашивание пластин наблюдалось при исследовании соков «Спеленок» прямого отжима, зеленое яблоко и «Сады Придонья». Более интенсивно при нанесении проявителя окрасилась пластина с нанесенными на нее каплями сока «Фрутоняня». Можно предположить, что такое различие в интенсивности окраски может быть вызвано, во-первых, различиями в технологии производства соков, использовании для приготовления соков различных сортов яблок, а также возможного добавления в натуральный сок солей железа.

К сожалению, результаты настоящего эксперимента не отвечают на вопрос, в каком соке больше всего содержится железа и какими ещё полезными веществами богат яблочный сок.

Выводы: Внимательно изучив литературу, можно с уверенностью сказать, что железо играет огромную роль для детского организма.

Методом тонкослойной хроматографии доказано присутствие железа в свежевыжатом соке и в детских яблочных соках разных марок.

Метод тонкослойной хроматографии позволяет провести только качественный анализ яблочного сока. Для количественного определения железа в яблочном соке необходимо применять более сложные физико-химические методы анализа [11].

Литература:

1. Ольгин О. Опыты без взрывов. Рецензент: д-р хим. наук М. Г. Гольдфельд, Изд. второе, переработанное. — М.: Химия, 1986. — 192 с.
2. Э. Е. Нифантьев, М. К. Верзилина, О. С. Котлярова, «Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии» — М.: Просвещение, 1983. — 143 с.
3. Галина Николаевна Кокуева. Обнаружение биологически активных веществ в продуктах питания. http://lib.znate.ru/docs/index-264633.html
4. Сумина Е. Г., Штыков С. Н., Угланова В. З., Кулакова Н. В. Тонкослойная хроматография. Теоретические основы и практическое применение: учебное пособие, — издание 3-е доп., 128 с.
5. Школьник Ю. К. Человек. Полная энциклопедия. — М.: Эксмо, 2013. — 256 с.
6. Биохимия: учебник для вузов/под ред. Е. С. Северина-5е издание, 2009. – 768 с.
7. Эмануэль Н. М., Заикова Г. Е. Химия и пища. М.: Знание, 1986.
8. Ортотрофия: основы правильного питания и лечебного голодания. / Пер. с англ. Л. А. Владимирского. — М.: Советский спорт / 2002. — 448 стр.
9. Гончарова Н. Ребёнок — мимоза ослаб без железа. http://apteka.potrebitel.ru/data/7/80/48.shtml
10. http://www.babyblog.ru/user/Blondee/246477
11. Руководство к практическим занятиям по биохимии. – Нижний Новгород: издательство Нижегородской государственной академии, 2010, с. 5–6.