STUDIU ASUPRA CONTINUTULUI DE CALCIU DIN

CITRICE

UNIVERSITATEA “DUNĂREA DE JOS” GALAłIFACULTATEA DE MEDICINA SPECIALIZAREA: FARMACIE

- 2009 -

Maria Lungu, Aneta Badea

� Documentarea privind rolul fiziologic, implica Ńiile ionului calciu în metabolism si aportul de calciu din alime nte de origine vegetal ă.

� Aplicarea unor metode de analiz ă cantitativ ă pentru dozarea calciului din sucuri de citrice.Compararea rezultatelor ob Ńinute prin metodele volumetrice de analiz ă, experimentate in aceast ă cercetare.

Obiectivele urm ărite în tema de cercetare

Importan Ńa ionului de calciu pentru men Ńinerea echilibrului biochimic şi dezvoltarea armonioas ă a organismului uman pe toat ă perioada vie Ńii. Necesitatea consumului de sucuri naturale proaspete din fructe.

Justificarea alegerii temei de cercetare

CUPRINS

� Rolul fiziologic al calciului� Aportul de calciu din alimente� Prelucrarea materialului vegetal.

Caracterizarea extractului obŃinut din citrice� Analiza cantitativă a ionului calciu, Ca2+

ROLUL FIZIOLOGIC AL CALCIULUI

Cantitatea total ă şi distribu Ńia calciului în organism

În medie, 99% din calciu este fixat în oase şi dinti, restul fiind răspândit în Ńesuturile moi şi lichide biologice.�Calciul este cel mai abundent cation din organismul uman. Un bărbat de 70 kg conŃine 1,1 kg calciu.

Concentratia plasmatica

Calcemia normală este în jur de 100 mg / L, reprezentând 5 mEq /L sau 2,5 mMol/L. Valorile sunt ceva mai mari la bărbaŃi (97±5mg/L) decât la femei (95±6 mg/L)

Calcemia - constantă prin intervenŃia celor 2 hormoni reglatori principali

HORMONUL PARATIROIDIAN: - in prezenta formei active a vitaminei D, ajuta la cresterea absorbtiei Ca si P la nivelul tractului gastrointestinal si rinichi

CALCITONINA - favorizeaza trecerea Ca din sange in osAproximativ 60% din calciul seric este ionizat (fosfat, carbonat acid), iar restul ramane legat de proteine.

Gradul de legare a calciului de proteine şi procentul calciului ionizat depind de:- pH-ul mediului -prezenŃa altor electroliŃi (bicarbonat, fosfat de magneziu).Valoarea calciului ionizat este importanta pentru excitabilitatea neuromusculară. Orice scădere substanŃială de calciu (hipocalcemie) duce la tetanie, în timp ce creşterea concentratiei de calciu (hipercalcemie) duce la insuficienŃă cardiacă şi respiratorie

Nivelul calcemiei şi calciului ionic în func Ńie de vârst ă

� Adul Ńi: ≈ 800 mg/zi; � Copii: 1-10 ani ≈ 800 mg/zi� 10-18 ani ≈ 1200 mg / zi; � Femei insarcinate: ≈ 1200-1400 mg / zi � Datorit ă unor particularit ăŃi hormonale legate

de varst ă, dupa 50 de ani necesarul de calciu creşte la cca 1000 mg/zi.

APORTUL DE CALCIU DIN DIETA

Necesarul de calciu

Con Ńinutul în calciu si fosfor din alimente*

45932,10,52041Portocale

23160,71,4107Mere

12201,60,61117Lămâi

30672,20,41330Mandarine

40401,01,01818Grapefruit

59180,33,3268Banane

18392,20,5817Ananas

FRUCTE

122730,61,75432

Suc portocale,

conc,congelat

39250,71,51711

Suc de portocale, proasp ăt

21140,71,596Suc de mere

420,52,0137Suc de l ămâie

32180,61,8148Suc de

grapefruit

SUCURI

Fosfor (mg//por Ńie)

Calciu (mg/por Ńie)

Ca/P (bun)

P/Ca (rău)

Fosfor (mg/100g)

Calciu (mg/100g)Alimente

*Date preluate din literatura

PREZENTAREA MATERIALULUI VEGETAL SUPUS ANALIZELOR� Rolul fructelor în organism

� acŃiune alcalinizantă� acŃiune mineralizantă, datorită conŃinutului în substanŃe

minerale; de aceea se indică în anemii, decalcifieri etc.;� acŃiune vitaminizantă, prin aportul crescut în vitamine� Citricele : - fortifica organismul, stimuleaza imunitatea naturala,

contribuie la detoxifiere.

� Portocalele, mandarinele si grapefruit-ul sunt fructe consumate în cantitate mare la noi, mai ales în anotimpul rece când fructele proaspete indigene lipsesc .

PREGATIREA PROBELOR DE ANALIZAT

dulce-amaruiPlacut

aromatlimpedelaptosrozGrapefruit

dulce-acrisorPlacut

aromatlimpedelaptos

portocaliu slab

Mandarina

dulce-acrisorPlacut

aromatlimpedelaptos

portocaliu slab

Portocala

GustMirosAspect dupa centrifugare

Aspect inainte de

centrifugare

CuloareSuc

Caracteristici organoleptice ale sucurilor de citri ce

Fruct integr

al

Decojire

Fruct fara

coaja

ZdrobireCantarire

Suc brutMfruct

(g)

Filtrare

(tifon)

Suc filtrat

1 (VmL)

Suc filtrat

2 (VmL)

Suc pentr

u analiz

a

Filtrare la vid

1Diluare la Vdet2)Centrifugare

DETERMINAREA VALORILOR DE pH A SUCULUI NATURAL DIN CITRICE PRIN METODA ELECTROMETRICA

Valorile de pH ale sucului nediluat

2,79

3,253,518

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Grapefruit Mandarina Portocala

Uni

tati

de p

H

Fig. 1 Valorile pH-ului in sucul natural de citrice

Din figura 1 se observa ca sucul de grapefruit are pH-ul cel mai scăzut, iar sucul de portocală are pH-ul cel mai ridicat, diferenŃa fiind de aproximativ 0,8 unităŃi de pH

3,623,6253,642

3,7163,73

3,6

3,62

3,64

3,66

3,68

3,7

3,72

3,74

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Dilutia sucului de portocalaUn

itati

de p

H

La sucul de portocală se constată că la o diluŃie de 1:5 pH-ul este 3,62 adică cu 0,1 unităŃi mai mare faŃă de sucul nediluat, iar la o diluŃie de 1:30 pH –ul creşte cu 0,2 unităŃi (figura 2). O diluŃie mai mare de 1:30 nu aduce informaŃii suplimentare întrucât intervine o cantitate mare de apă distilată care are pH-ul propriu în jurul valorii 4 şi care va influenŃa pH-ul sucului diluat.

Fig.2 Variatia pH - ului cu dilutia - sucul de portocala

3,319

3,423

3,502

3,3283,346

3,3

3,35

3,4

3,45

3,5

3,55

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Dilutia sucului de m andarina

Uni

tati

de p

H

VariaŃia pH-ului cu diluŃia la sucul de mandarină

Ca şi la sucul de portocală şi la sucul de mandarină se constată o creştere uşoară a pH-ului cu diluŃia astfel că la o diluŃie de 1:5 a sucului iniŃial pH-ul creşte cu aproximativ 0.1 unităŃi de pH iar la o diluŃie de 30 de ori a sucului iniŃial pH-ul creşte cu 0.25 unităŃi de pH

2,99

3,086

3,18

3,0232,999

2,95

3

3,05

3,1

3,15

3,2

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Dilutia sucului de grape fruitU

nita

ti de

pH

VariaŃia pH-ului cu diluŃia la sucul de grapefruit

La sucul de grapefruit se constată ca la o diluŃie de 1:5 pH-ul creşte de la 2,79 la 2,99 adică cu 0,2 unităŃi de pH faŃă de sucul nediluat, iar la o diluŃie de 1:30 pH –ul creşte cu 0,39 unităŃi

DETERMINAREA VALORILOR pH-ului A SUCULUI NATURAL DIN CITRICE PRIN METODA ELECTROMETRICA

Con Ńinutul total de s ăruri dizolvate (TDS)

ANALIZA CONDUCTOMETRICA ASUPRA SUCURILOR DE CITRICE

634

500455

263202

0

100

200

300

400

500

600

700

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Dilutia sucului de grapefruit

TD

S (

mg/

L)

Figura 1. Varia Ńia con Ńinutului total de s ăruri dizolvate în func Ńie de dilu Ńie, din sucul de grapefruit

603

454383

198147

0

100

200

300

400

500

600

700

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Dilutia sucului de m andar ina

TD

S (

mg/

L)

Figura 2. Varia Ńia con Ńinutului total de s ăruri dizolvate în func Ńie de dilu Ńie, din sucul de mandarin ă

494

385305

164118

0

100

200

300

400

500

600

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Dilutia sucului de portocala

TD

S (

mg/

L)

Figura 3. Varia Ńia con Ńinutului total de s ăruri dizolvate în func Ńie de dilu Ńie, din sucul de portocal ă

Conductivitatea ca indicator fizic al soluŃiilor saline

STAS 7722-8430001000

Conductivitatea electric ă µs/cm

Metoda de analiză

Valori admise excepŃional

Valori admise

Indicatori

Indicatori fizici pentru ap ă

Conductivitatea electric ă a sucurilor proaspete de citrice, µS/cm

224305581728928Conductivitatea electric ă

µs/cm

1:301:201:91:71:5Dilu ŃiePortocal ă

2743756928751121Conductivitatea electric ă

µs/cm

1:301:201:91:71:5Dilu ŃieMandarin ă

38149084710041200Conductivitatea electric ă µs/cm

1:301:201:91:71:5Dilu ŃieGrapefruit

Sucul de portocal ă diluat 1:5 are valoarea conductivit ăŃii în limita admis ă pentru ap ă. Sucurile de grapefruit şi mandarin ă diluate 1: 5 dep ăşesc valoarea admis ă pentru ap ă. La dilu Ńia de 1:7 sucurile citricelor proaspete se încadrea ză în limita admis ă pentru ap ă, având valori mai mici decât 1000 µs/cm. A şadar este recomandata o dilu Ńie a sucurilor proaspete de citrice cuprins ă între 1:5 şi 1:7.

Analiza volumetric ă prin reac Ńii redox - Metoda Clark-Collip

ANALIZA CANTITATIV Ă A IONULUI DE CALCIU, Ca 2+

CaCl2 + (NH4COO)2 = 2NH4Cl + Ca(COO)2

Ca(COO)2+ H2SO4 = (HCOO)2 + CaSO4

2KMnO4 + 5(HCOO)2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O

VOLUMETRIA REDOX

Figura 7.1. Reprezentarea grafic ă a con Ńinutului în mg Ca 2+ la 100 mL suc de citrice şi la 100 g fruct

Con Ńinutul cel mai mare în ioni calciu este dat de sucu l de portocal ă, apoi de mandarin ă şi apoi de grapefruit (15.4 mg Ca2+/ 100 mL suc port ocală, 12.85 mg Ca2+/100 mL suc mandarin ă, 12 mg Ca2+/ 100 mL suc grapefruit).

Concentra Ńia ionilor de calciu exprimata in mg/ mL scade de la portocala la grapefruit.

Analiza cantitativ ă a Ca2+ prin metoda complexonometrica

Analiza complexometric ă foloseste ca indicator murexidul

Ca

H2C NCH2

CH2 C

COOO

O

H2C NCH2

CH2

C

COOO

O

_

_

Na+

Na+ Na+

Na+

_

_

H2C NCH2

CH2

C

COOO

O

H2C NCH2

CH2 C

COOO

OHH + Ca

2+_ 2 H +

Reprezentarea grafică a conŃinutului în mg Ca2+ la 100 mL suc de citrice şi la 100 g fruct

Volumetria complexonometrica cu murexid

16

12,66 12

6,286,596,69

02468

1012141618

Portocala Mandarina Grapefruit

Ca(

2+),

mg

mg Ca(2+)/100mL suc

mg Ca(2+)/100g fruct

Analiza complexonometrică folosind indicator eriocrom T

Figura 7.3 Reprezentarea grafica a conŃinutului in mg Ca2+

la 100 mL suc de citrice si la 100 g fruct Figura 7.4. Rezultatele comparative obtinute prin metoda redox si complexonometrica

Metoda redox a dat rezultate comparabile cu metoda complexometrică (fig. 7.4.). Cantitatea de ioni de calciu în cele trei sucuri analizate este cuprinsă în intervalul 12 mg/mL şi 16 mg/mL. Aceste valori exprimă calciul solubil în sucul fructelor citrice analizate. Cantitatea de calciu din aceste fructe este mai mare in realitate daca se Ńine seama de calciu legat de proteine sau sub formă de săruri insolubile.

• Determinarea sumei Ca 2+ + Mg 2+ (tampon pH = 9)b)Determinarea Mg 2+ (tampon pH = 5)

V(a) EDTA - V(b) EDTA = V mL EDTA consumat pentru C a2+

14,413,1414

5,856,85 7,536

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Portocala Mandarina Grapefruit

Ca(

2+),

mg

mg Ca(2+)/100mL suc

mg Ca(2+)/100g fruct

Volumetria complexonometrica cu indicator eriocrom T 15,4

12,8512

1413,14

14,416

12,6612

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Portocala Mandarina Grapefruit

Can

titat

ea d

e C

a(2+

), m

g/m

LPermanganometrie Complexometrie cu eriocrom T

Complexometrie cu murexid

CONCLUZII� In analiza cantitativa de dozare a ionului calciu

au fost aplicate dou ă metode:

permanganometria şi complexonometria (cu dou ă variante de lucru).Prelucrarea materialului vegetal a presupus folosir ea urmatoarelor operatii: stoarcere fruct şi separarea sucului prin presare şi filtrare. Filtrarea s-a f ăcut prin tifon şi apoi prin creuzet filtrant folosind trompa de vid. Apoi s-a aplicat centrifugarea pentru limpezir ea sucului.Rezultatele privind pH-ul sucurilor naturale şi proaspete de citrice ne conduc la concluzia c ă pot fi diluate cu ap ă plat ă atuci când sunt cosumate pentru aducerea acestora la un pH potrivit.

• Prin masurarea conductivitatii sucurilor de citrice s-a ajuns la concluzia ca un suc proasp ăt preparat din citrice suport ă o dilu Ńie cuprins ă între 1:5 şi 1:7 dac ă se Ńine seama de încărcarea în s ăruri solubile.

•Calculele analizelor s-au f ăcut în baza legii echivalen Ńilor chimici în volumetria redox şi pe baza legii conserv ării masei în cazul volumetriei complexometrice .

• Rezultatele ob Ńinute sunt prelucrate sub form ă grafic ă exprimând în mod clar varia Ńiile ce apar intre cele trei citrice analizate privind con Ńinutul de calciu.

•Con Ńinutul determinat de ioni de calciu reprezint ă doar calciul ionic solubil în sucul extras din citrice.

Metoda redox şi metoda complexonometric ă arată valori comparative ale con Ńinutului ionilor de calciu din cele trei tipuri de citrice.

• Prin masurarea conductivitatii sucurilor de citrice s-a ajuns la concluzia ca un suc proasp ăt preparat din citrice suport ă o dilu Ńie cuprins ă între 1:5 şi 1:7 dacă se Ńine seama de înc ărcarea în s ăruri solubile.

• Metoda redox şi metoda complexonometric ă arată valori comparative ale con Ńinutului ionilor de calciu din cele trei tipuri de citrice.

Con Ńinutul determinat de ioni de calciu reprezint ă doar calciul ionic solubil în sucul extras din citrice.

BIBLIOGRAFIE

� A. P. W. Atkins –“Tratat de chimie fizică”, Ed. Tehnică Bucureşti 1996.

� C. Banu, N. Preda, S.S. Vasu – “Produsele alimentare şi inocuitatea lor”, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1982.

� M. Barnea, Al. Calciu – “Ecologie umană”, Ed. Medicală Bucureşti, 1979.

� Heinz Becker, Werner Beger, Organicum - Chimie organica practică, Editura Stiitifica si Enciclopedica, Bucuresti 1982 .

� M. Cătrău - “Toxicologie analitică”, Editura Medicală Bucureşti, 1988.