این محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در 150 صفحه می باشد.
چکیده :
خواص احیاکنندگی اسکوربیک اسید یک پدیده شناخته شده است که کاربرد بسیار زیادی بعنوان معرف آنتی اکسیدان در غذاها و نوشیدنی ها دارد. همه روشهای جاری برای اندازه گیری اسکوربیک اسید برمبنای خواص ردوکس آن استوار می باشد. بنابراین الکترود خمیر کربن اصلاح شده با فروسن را برای الکترواکسیداسیون اسکوربیک اسید تهیه نموده ایم.
در این کار تحقیقاتی یک روش ولتامتری ساده، گزینشی و دقیق را برای اندازه گیری اسکوربیک اسید در نمونه های دارویی و آب میوه های تازه معرفی کرده ایم. این روش بر مبنای الکترواکسیداسیون اسکوربیک اسید در سطح الکترودهای خمیرکربن اصلاح شده بافروسن و فروسن کربوکسیلیک اسید قرار دارد که برای اندازه گیری ویتامین ث در نمونه های آب میوه که میزان اسکوربیک اسید آنها از 10 تا 70 میلیگرم در 100 میلی لیتر متغیر می باشد بدون هیچ پیش تیمار نمونه ها بکار رفته است. برای تجزیه نمونه های دارویی از منحنی معیارگیری استفاده شده در حالیکه برای نمونه های آب میوه از روش افزایش استاندارد به منظور جلوگیری از اثر پیکره بر صحت اندازه گیری بکار رفته است. انحراف استاندارد نسبی برای تجزیه ویتامین ث در آب میوه ها از 4/0 تا 9/6 % متغیر بوده است. انحراف استاندارد روش از طریق مقایسه نتایج بدست آمده با روشهای استاندارد شناخته شده ابه اثبات رسیده است.
مقدمه
اسکوربیک اسید یا ویتامین C با فرمول ملکولی بطور طبیعی در میوه ها و سبزیجات وجود دارد.
با اینکه نام آن اسکوربیک اسید است، ولی مولکول آن واجد گروه کربوکسیل آزاد نمی‌باشد. این ترکیب لاکتونی است که از اسید آزاد، با از دست دادن آب بین گروه کربوکسیل روی یک اتم کربن و گروه کربوکسیل روی اتم کربن دیگر تشکیل شده است. لاکتونها خیلی شبیه به اسیدها عمل می کنند و برای بسیاری مقاصد می توان آنها را اسید به حساب آورد [1]. ویتامین c همانند اسیدها، مزه ترشی دارد. اسکوربیک اسید فعال نوری بوده و راست گردان است. اسکوربیک اسید یک ماده کاهنده خوبی است و به آسانی اکسید می شود. این ماده راحت تراز تمام ویتامینها توسط اکسایش از بین می رود و در میوه ها و مواد غذایی با سطح بریده شده ممکن است با قرارگرفتن در معرض هوا اکسید گردد[1].
اکسایش اسکوربیک اسید، توسط اکسید کننده هایی که در داخل بافتهای مواد غذایی وجود دارند و در اثر بریدن، قطعه قطعه کردن یا خرد کردن آزاد می گردند، کاتالیـز می شود. ویتامین c عمدتاً در مواد غذایی یافت می شود، میوه ها معمولاً منابع خوبی می باشند. مقدار اسکوربیک اسید موجود در سبزیها، در دوران رشد در طول بهار و اوائل تابستان به حداکثر می رسد. انبار کردن میوه ها و سبزیجات میزان اسکوربیک اسید آنها را کاهش می دهد [1]. نقش اسکوربیک اسید در بدن بطور معین معلوم نشده ولی نشان داده شده که برای تشکیل کولاژن یا پروتئین پیوندی بین سلولها ضروری می باشد. سلولهای بدن که در تشکیل استخوان، مینا و عاج دندان شرکت دارند، در غیاب اسکوربیک اسید فعالیت عادی خود را از دست می دهند [1]. کمبود اسکوربیک اسید در رژیم غذایی منجر به شرائطی معروف به اسکوربوت می گردد که با خونریزی زیر پوست و سایر بافتها همراه است. مقدار اسکوربیک اسید مورد نیاز برای حفظ سلامتی، موضوع بسیار بحث انگیزی بوده است. معلوم شده است که دریافتی 10mg در روز برای محافظت افراد بالغ در برابر علائم اسکوربوت کافی می باشد لازم به ذکر است که این مقدار در دوران فعالیت و رشد به حدود 3 تا 4 برابر افزایش می یابد [1]. توجه زیادی از محققین بدلیل وجود این ترکیب در اکثر مواد دارویی، مواد غذایی و ضرورت حضور آن در رژیم غذایی انسان، به ابداع روشهای جدید، آسان و دقیق برای اندازه گیری اسکوربیک اسید معطوف شده است [3,4].
این تمایل برای ابداع روشهای مناسب، منجر به ایجاد روش های مختلف با دامنه کاربرد متفاوت برای اندازه گیری اسکوربیک اسید شده است. تاکنون روشهای مختلفی نظیر فلورومتری [5]، کروماتوگرافی مایع با کارائی بالا [6] (HPLC)، پلاروگرافی [7]،آمپرومتری [8]، روشهای آنزیمی [9] و روشهای الکتروشیمیایی [10] برای اندازه گیری اسکوربیک اسید گزارش شده است.
برخی روشهای ولتا متری با استفاده از الکترودهای متداول [11] الکترودهای صفحه ای میکرو [12] و الکترود نواری میکرو [13] برای اندازه گیری اسکوربیک اسید گزارش شده اند. عیب این روشها عدم تکرار پذیری پاسخ های الکتروشیمیایی می باشد، که علت این امر، آلودگی سطح الکترود توسط محصولات اکسایش آن می باشد. از طرف دیگر اسکوربیک اسید معمولاً در محیطهای پیچیده وجود دارد که با توجه به این مسائل، اکسایش کاتالیزی و انتخابی آن، می تواند بهبود قابل توجهی در اندازه گیری ولتامتری آن ایجاد نماید. علت این بهبود را می توان به جلوگیری از آلودگی سطح الکترود و حذف دخالت ترکیبات مزاحم موجود در نمونه نسبت داد [14 – 16].
در این پایاننامه سعی شده است تا از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با فروسن و فروسن کربوکسیلیک اسید، برای اندازه گیری ولتامتری اسکوربیک اسید موجود در محیطهای پیچیدة آب میوه ها و فرآورده های داروئی استفاده شود.
با عنایت به الکتروکاتالیزاکسایش اسکوربیک اسید توسط اصلاحگرهای فروسنی موجود در پیکرة خمیر کربن، از شدت جریان الکتروکاتالیزی برای این کار استفاده شده است که اندازه گیری اسکوربیک اسید در فراوره های داروئی و آب میوه ها بدون هیچ گونه کارهای مقدماتی یا رقیق سازی صورت گرفته است.
مبانی تئوری
2-1- الکترودهای اصلاح شده 2-1-1- کلیات
یکی از نیازمندیهای اولیه در بکارگیری موفق الکترودها در مطالعات الکتروشیمیایی، عدم آلودگی سطح الکترود در اثر قرارگیری در محلول آنالیت می باشد. محققین الکتروشیمی سعی در بدست آوردن الکترودهایی بودند که تکرار پذیری بسیار بالایی داشته باشند انجام چنین شرطی با بکارگیری یک الکترود قطره جیوه امکان پذیر شد. ابداع الکترود قطره جیوه منجر به تجدید حیات علمی در روش ولتامتری و سایر روشهای مربوطه شده است، با این حال محدودیتهایی در بکارگیری این نوع الکترود برای کاربردهای مختلف علمی وجود دارد. این محدودیتها عبارتند از [17] :
- سمیت جیوه
- ماهیت آزمایشگاهی داشتن روشهایی که از الکترود قطره جیوه استفاده می کنند.
- مشکل بودن توصیف نتایج حاصل از آزمایش در مواردی که جذب سطحی پلاریزه کننده گونه های حد واسط، اثر ناخالصی ها و اثر ساختار لایه دو گانه الکتریکی فرآیند الکتروشیمیایی را پیچیده می سازند.
- علاوه بر جیوه از مواد دیگری نیز بعنوان الکترود استفاده شده است که از میان آنها الکترودهای اصلاح شده توجه بیشتری را بخود معطوف داشته اند. اصولاً مفهوم الکترودهای اصلاح شده شیمیایی دامنه گسترده ای را تشکیل می دهد. بعنوان مثال، هر الکترودی را که ساختار مولکولی سطح آن بتواند بگونه ای عمل کند کـه ( هم از نظر فیزیکی و هم از نظر شیمیایی) باعث بهبود در حصول پاسخهای ولتامتری و آمپرومتری گردد را می توان جزو الکترودهای اصلاح شده دانست [17].ظهور مفهوم الکترودهای اصلاح شده شیمیایی را شاید بتوان ناشی از تمایل الکترو شیمیست ها برای توانایی خود به منظور کنترل مستقیم سطوح الکترودها دانست. این محققین می خواستند با قرار دادن مواد مناسبی بر روی الکترودها، بستری داشته باشند که خواص الکتروشیمیایی و شیمیایی ترکیب متصل شده به سطح آن را داشته باشد. از اینرو در اثر پوشاندن گزینشی مواد مناسب می توان به خواص مطلوبی نظیر توانایی الکتروکاتالیزی، عاری بودن از اثرات جذب سطحی، خواص ویژه نوری و انتخابگری در اندازه گیری آنالیت دست یافت. مطالعه دو محقق آمریکایی بنام میلر[1] و دی مارک[2] در بکارگیری الکترود پوشش داده شده با فیلمی از پلیمر هادی الکتریکی در سال 1978 منتشر شد [17]. تحقیقات اولیه انجام شده در زمینه اتصال گونه های شیمیایی به سطح الکترودها به جذب غیر برگشت پذیر تک لایه ای از گونه های الکترواکتیو بر سطح الکترودها مربوط می شود. لان[3] و هوبارد[4] این روش را در یک کار تحقیقاتی با بکارگیری اولفین های واجد گونه های کنیونی که به طریق جذب شیمیایی بر سطح الکترود قرار داده شده اند توصیف نموده اند. [18] .
در طول فرآیند اصلاح سازی جهت تهیه الکترودهای اصلاح شده شیمیایی(CMEs)[5]یک ترکیب شیمیایی باید فیلم پلیمری به طریقه ویژه ای بر روی سطح الکترود قرار داده می شود. که از این به بعد الکترود خواص الکترو شیمیایی لایه قرار گرفته بر بستر الکترود را به خود می گیرد. بسته به اهداف اصلاح سطوح الکترودها، از ترکیبات مختلفی برای اصلاح سطوح الکترودها استفاده می شود. گاهی مواد از ترکیبات ردوکس حد واسط[6] برای اصلاح سطوح الکترودها استفاده می شود که در این حالت بدلیل ظهور خواص الکتروکاتالیزی جدید بر سطح الکترود، قابلیت الکترود در پاسخ دهی به آنالیتها افزایش می یابد. از ترکیبات فعال الکتروکاتالیزی، بعنوان مثال می توان از کمپلکس فلزات بالیگاندهای آلی نام برد [19]. هم چنین می‌توان از آنزیمهایی که یا به طریق شیمیایی (کووالانسی)، یا در نتیجه جذب سطحی و یا با قرار دادن در پیکره ای از پلیمر بر سطح الکترود قرار گرفته اند نیز نام برد [20]. درحال حاضر زمینه های کاربرد تجزیه ای الکترودهای اصلاح شده را می توان در پنج گروه الکتروکاتالیز[7]، پیش تغلیظ[8]، مانع ها یا سدهای غشایی[9] ، الکترو ریلیزینگ[10] و الکترودهای با ساختار ریز طبقه بندی کرد [19]. این کاربردهای مختلف الکترودهای اصلاح شده بطور شماتیک در شکل 2-1 نشان داده شده است [19]. با عنایت به اینکه برای تهیه الکترودهای اصلاح شده شیمیایی باید بطور سنجیده گونه های شیمیایی خاصی را بر سطوح الکترودها نشاند، از اینرو روشهای پوشاندن سطوح الکترودها توسط ترکیبات مختلف را در اینجا بطور مختصر مورد بحث و بررسی قرار می دهیم.
2-1-2- روشهای اتصال گونه های شیمیایی بر سطوح الکترودها
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول
مقدمه.......................................... 1
فصل دوم
مبانی تئوری.................................... 4
2-1- الکترودهای اصلاح شده....................... 4
2-1-1- کلیات................................... 4
2-1-2- روشهای اتصال گونه های شیمیایی بر سطوح الکترودها 7
2-1-3- فیلم های پلیمری هادی.................... 12
2-1-3-1- پوشش با فروسازی....................... 13
2-1-3-2- تبخیر قطره............................ 13
2-1-3-3- ترسیب احیایی یا اکسیدی................ 14
2-1-3-4- پوشش با چرخش سریع..................... 14
2-1-3-5- پلیمریزاسیون الکتروشیمیایی............ 15
2-1-3-6- پلیمریزاسیون با تخلیه در پلاسمای فرکانس رادیویی 15
2-1-3-7- اتصال الکترواستاتیکی یون ردوکس........ 16
2-2- الکترود خمیر کربن......................... 18
عنوان صفحه
2-2-1- کلیات................................... 18
2-2-2- تهیه الکترود خمیرکربن................... 20
2-2-3- خواص و رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای خمیرکربن 22
2-2-4- بررسی فرایندهای الکترودی با استفاده از CPEs 27
2-2-5- الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده شیمیایی و بیولوژیکی 29
2-2-6- کاربردهای معدنی الکترودهای خمیرکربن..... 31
2-2-7- کاربردهای دارویی، بیوشیمیایی و آلی الکترودهای خمیرکربن اصلاح شده............................................ 33
2-3- مبانی تئوری الکتروشیمی.................... 34
2-3-1- واکنش های الکترودی...................... 34
2-3-2- طبیعت واکنشهای الکترودی................. 37
2-3-3- واکنشهای شیمیایی همراه.................. 38
2-3-4- جذب سطحی............................... 41
2-3-5- تشکیل فاز............................... 41
2-3-6- ولتامتری چرخه ای........................ 42
2-4- الکترو کاتالیز............................ 45
2-4-1- ولتاژ اضافی و انواع آن.................. 45
2-4-2- ولتاژ اضافی انتقال جرم.................. 46
عنوان صفحه
2-4-3- ولتاژ اضافی واکنش....................... 46
2-4-4- ولتاژ اضافی فعالسازی.................... 46
2-4-5- ویژگیهای یک تسهیل کننده ایده آل......... 47
2-4-6- نیروی محرکه الکتروکاتالیز............... 48
2-4-7- لزوم بکارگیری اصلاح کننده ها در اندازه گیری ترکیبات بیولوژیکی از قبیل اسکوربیک اسید.......................... 48
2-5- اسکوربیک اسید............................. 49
2-5-1- مقدمه................................... 49
2-5-2- کلیات................................... 49
2-5-3- منابع اسکوربیک اسید..................... 51
2-5-4- افت اسکوربیک اسید در حین پختن........... 54
2-5-5- نیازهای روزانه اسکوربیک اسید............ 55
2-5-6- تعیین مقدار اسکوربیک اسید............... 57
فصل سوم
بخش تجربی...................................... 66
3-1- مواد شیمیایی.............................. 66
3-2- وسائل و تجهیزات........................... 66
عنوان صفحه
3-3- تهیه محلول بافر........................... 68
3-4- الکترودها................................. 68
فصل چهارم
مطالعه الکتروکاتالیز فرآیند اکسایش اسکوربیک اسید در سطح الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با فروسن و فروسن کربوکسیلیک اسید 70
4-1- pH مناسب به منظور الکتروکاتالیز اسکوربیک اسید 70
4-2- اکسایش کاتالیزی اسکوربیک اسید............. 72
فصل پنجم
مطالعه قابلیت تجزیه ای الکترودهای خمیرکربن اصلاح شده با فروسن و فروسن کربوکسیلیک اسید برای اندازه گیری ولتامتری اسکوربیک اسید 75
فصل ششم
معرفی روشهای استاندارد بکار رفته برای اندازه گیری اسکوربیک اسید در فراورده های داروئی و آب میوه ها................ 79
6-1- روش استاندارد ید یمتری.................... 79
6-2- تیتراسیون با 2، 6- دی الکتروفنل ایندو فنل. 79
عنوان صفحه
فصل هفتم
اندازه گیری ولتامتری اسکوربیک اسید در فرآوردهای داروئی و آب میوه ها در سطح الکترود خمیرکربن اصلاح شده با فروسن کربوکسیلیک اسید 81
7-1- اندازه گیری ولتامتری ویتامین C در برخی از فرآورده های داروئی 81
7-1-1- اندازه گیری ویتامین c در قرص جویدنی...... 83
7-1-2- اندازه گیری ویتامین c در قرص جوشان....... 84
7-1-3- اندازه گیری ویتامین c در شربت مولتی ویتامین 85
7-1-4- اندازه گیری ویتامین c در قرص مولتی ویتامین 86
7-1-5- اندازه گیری ویتامین c در آمپول تزریقی.... 87
7-2- اندازه گیری انتخابی ویتامین c در آب میوه ها و سبزیجات 89
7-2-1- تهیه نمونه های آب میوه و روش کار........ 89
7-2-2- روش مقایسه ای........................... 90
7-2-3- اندازه گیری ویتامین c در آب پرتقال....... 90
7-2-4- اندازه گیری ویتامین c در آب توت فرنگی.... 92
7-2-5- اندازه گیری ویتامین c در آب لیموشیرین.... 94
7-2-6- اندازه گیری ویتامین c در آب نارنج........ 95
7-2-7- اندازه گیری ویتامین c در آب کیوی......... 97
عنوان صفحه
7-2-8- اندازه گیری ویتامین c در آب گوجه فرنگی... 99
7-2-9- اندازه گیری ویتامین c در آب اسفناج....... 100
7-2-10- بررسی علت اختلاف معنی دار میانگین های مقادیر بدست آمده از روش پیشنهادی و روش یدیمتری......................... 103
7-2-10-1- تعیین میزان بازیابی هر یک از دو روش... 103
7-2-10- مقایسه روش پیشنهادی با روش استاندارد... 104
فصل هشتم
اندازه گیری ولتامتری اسکوربیک اسید در فرآورده های داروئی و آب میوه ها در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با فروسن.. 106
8-1- اندازه گیری ولتامتری ویتامین c در برخی از فراورده های داروئی............................................... 106
8-1-1- اندازه گیری ولتامتری ویتامین c در قرص جویدنی 108
8-1-2- اندازه گیری ویتامین c در قرص جوشان ...... 109
8-1-3- اندازه گیری ویتامین c در شربت مولتی ویتامین 110
8-1-4- اندازه گیری ویتامین c در آمپول تزریقی.... 110
8-2- اندازه گیری انتخابی ویتامین c در آب میوه ها و سبزیجات 112
8-2-1- تهیه آب میوه ها و سبزیجات............... 112
8-2-2- روش مقایسه ای........................... 113
عنوان صفحه
8-2-3- اندازه گیری ویتامین c در آب پرتقال....... 113
8-2-4- اندازه گیری ویتامین c در آب توت فرنگی.... 115
8-2-5- اندازه گیری ویتامین c در آب لیموشیرین.... 117
8-2-6- اندازه گیری ویتامین c در آب نارنج........ 118
8-2-7- اندازه گیری ویتامین c در آب کیوی......... 120
8-2-8- اندازه گیری ویتامین c در آب گوجه فرنگی... 121
8-2-9- اندازه گیری ویتامین c در آب اسفناج....... 123
8-2-10- تعیین میزان بازیابی هر یک از دو روش.... 125
8-2-11- مقایسه با روش استاندارد................ 126
فصل نهم
نتیجه گیری کلی................................. 127
ضمائم.......................................... 129
چکیده انگلیسی.................................. 158
مقاله کاربرد اسکوربیک اسید در صنایع غذایی و دارویی