Meyve ve sebzelerde bulunan askorbik asidin polarografik tayini ve değişik ortamlarda bozunma mekanizmasının incelenmesi

Abstract

İÜ ÖZET Bu çalışmada askorbik asidin bozunma reaksiyonlarında et kili olan bakır derişimi, sıcaklık, oksijen, pH, ribofla vin derişimi, ışık gibi bazı faktörler incelenmiştir. De nemeler, sulu çözeltilerde, meyve-sebze sularına benzer sitrik asit tamponlarında ve portakal ile domates suların da yapılmıştır. Çalışmada pH aralığı, meyve ve sebzelerin pH değerini kapsamak üzere 2.5-6,0 olarak belirlenmiştir. Bakır ve riboflavin deriş imlerinin seçiminde, yine meyve- sebzelerde mevcut miktarlar göz önüne alınmıştır. Askorbik asidin bozunma reaksiyonunda etkili faktörlerin kontrol edilebileceği ve aynı zamanda askorbik asit miktarının öl- çlilebildiği bir deney düzeneği kurulmuştur. Askorbik asidin damıtık suda oldukça kararlı olduğu; hız lı oksitlenmenin bakır katalizör varlığında meydana geldi ği görülmüştür. Ayrıca, sıcaklığın oksitlenmeyi hızlandır dığı tesbit edilmiştir. Oksijensiz ortamda asidin yavaş da olsa bozunduğu belirlenmiştir. Ortama sitrik asit ila vesinin oksitlenme reaksiyonunu yavaşlattığı kaydedilmiş tir. Askorbik asidin oksitlenme reaksiyonu, sitrik asit-potas- yum sitrat tamponlarında (pH=2.5-6.0) bakırsız ortamda ve ya bakır katalizör varlığında araştırılmış ve bakırsız or tam ile bakır varlığındaki oksitlenme için mekanizma öne rilmiştir. Bakırsız ortamda oksitlenme için verilen meka nizmada monoaskorbat anyonu ile dehidroaskorbik asit ara sında kompleks oluşumu hız belirleyen basamaktır. Bakır katalizör varlığında ise, sitrik asit ve anyonlarının ba kır ile oluşturduğu kompleks ve monoaskorbat anyonu arasın da geçiş kompleksi oluşumu söz konusudur. Hız belirleyen kademe ise komplekste monoaskorbat anyonundan bakır(II) iyonuna elektron aktarımıdır. A Askorbik asidin riboflavin varlığında oksijenli veya oksi jensiz ortamda görünür ışık ile bozunduğu belirlenmiştir.iv Fotokimyasal reaksiyon hissinin riboflavin derişimi ile sınırlandığı ve pH nın artmasıyla arttığı görülmüştür. Reaksiyona monoaskorbat anyonunun yanı sıra iyonlaşmamı ş asidin de katıldığı kaydedilmiş ve oluşabilecek reaksiyon lar belirtilmiştir. Askorbik asidin domates veya portakal sularında oksitlen mesi ışıklı ve ışıksız ortamlarda incelenmiş ve ışığın bo- zunmada etkili olduğu görülmüştür. Askorbik asidin domates veya portakal sularındaki bozunması, aynı şartlarda model sistemlerdeki bozunma ile karşılaştırılmış ve askorbik asi din model sistemlere göre portakal ve domates suyunda da ha kararlı olduğu belirlenmiştir. Deney verilerinin değerlendirilmesinde, reaksiyona ait baş langıç hızları ölçülmüş, farklı şartlardaki deney sonuçla rının karşılaştırılmasında Mann-Whitney testi kullanılmış tır. Askorbik asit miktar tayini polarografik teknik ile yapıl mıştır. Bu sebeble, özellikle meyve ve sebzelerde askorbik asit miktar tayini için bir yöntem geliştirilmiştir. Des tek elektrolit olarak kullanımına karar verilen sitrat tam ponu ile farklı pH larda deney yapılmış ve çalışma pH sı olarak 4.5 değeri seçilmiştir. Bu tamponla yapılan miktar tayinleri ile ilgili hata sınırları bulunmuş, yöntemin du yarlık ve kesinliği tartışılmıştır.

SUMMARY In this work, some of the important factors, which affect the degradation of ascorbic acid, such as copper concent ration, temperature oxygen content, pH, riboflavin concent ration and light, have been investigated. Experiments have been carried out in unbuffered aqueous solutions, model systems of ascorbic acid in citrate buffers, orange and tomato juices. Since pH values of fruit and vegetables fall within the range of 2,5-6.0, the experimental work was do ne over this pji range. The concentration, ranges for copper and riboflavin were chosen according to the quantities pre sent in fruit. and vegetables. An experimental setup was devised to measure the concentration of ascorbic acid as well as to control the factors effective in the degrada tion. It was determined that the ascorbic acid was highly stable in aqueous solution but the copper ion promoted oxidation, showing a catalytic effect. Also, temperature was found to have a positive effect on the oxidation rate. Under ana erobic conditions, the destruction of ascorbic acid was shown to proceed slowly. The oxidation: rate -was observed to be declined in solutions containing citric acid. The oxidation of ascorbic acid was studied in citric acid- potassium citrate buffers (pH=2. 5-6.0) with or without cop per catalyst, and a mechanism was proposed for each condi tion. Por the uncatalysed oxidation, a complex formation betweefi dehydroascorbic acid and monoascorbate anion was off erred to be the rate-determining step. Por the catalysed oxidation, a reaction involving a transition state, the copper-ligand complex bound to monoascorbate anion, was considered. The rate determining step was the transfer of electron within the complex from monoascorbate anion to copper ion.vi It was determined that in the presence of riboflavin, as corbic acid was decomposed by the visible light under aero bic or anaerobic condition. The photochemical- reaction ra te was found to be limited by the concentration of ribofla vin and raise by the increase in pH. Ascorbic acid as well as monodehydroascorbate anion were considered to be in volved in the reactions submitted. The oxidation of ascorbic acid in tomato or orange juice was studied with or without light and the light was found to induce the decomposition. The destruction of ascorbic acid in tomato or orange juice was compared with the model systems of the same conditions, and ascorbic acid was found to be more stable in tomato and orange juices. In the evaluation of experimental data, the initial rates were measured and the Mann-Whitney test was used for the comparison of results. The polarographic technique was used for the determination of ascorbic acid. A method has been developed, especially to meastire the ascorbic acid content of fruit and vegetab- les. Analysis was carried out, using citrate buffers of different pH values and pH value of 4.5 was chosen for the supporting electrolyte. The confidence levels related to the method were found out and the precision as well as ac curacy of the technique were discussed.