维生素C的实验

2021年2月26日发(作者：吸脂减肥要多少钱)
创新及综合实验

化生系



10
生物技术

2
郭建鹏

维生素
C
的性质实验


（一）

实验目的

1
维生素
C
水溶液的酸碱性

2
我们日常生活中喝的饮料中维生素
C
含量探究

3
了解维生素
c
对人体的作

（二）实验原理
< br>维生素的结构中有
—
C
（
OH
）
=C
（OH
）
—
，烯醇式结构具有酸
性和还原性。淀粉与碘分子反应的本质是生 成了一种蓝色包合物
(
碘
分子被包在了淀粉分子的螺旋结构中了。维生素
C< br>能与碘水和淀粉
的溶液中的碘单质反应，使溶液褪色

（三）实验用品及材料。

市场维生素
C
片，石蕊，碳酸氢钠溶液， 氢氧化钠，酚酞，淀粉溶
液，镁条，

试管，烧杯，量筒，托盘天平，
PH
试纸

（四）实验步骤

1
维生素
C
水溶液的酸碱性

（）取维生素
C
片研磨，配成溶液


（
2
）
.
滴加紫色石蕊，石蕊变红

（
3
）使用
PH
试纸，试纸变红

（
4
）滴加碳酸氢钠溶液，产生气泡

（
5
）取一小片镁条，滴加少许维生素
C
溶液

（
6
）取少许氢氧化钠溶液，
滴加酚酞，
逐滴加入维生素
C
溶 液，红
色逐渐褪去

（
7
）
取少许维生素
C
溶液，
滴加酚酞，
逐滴加入氢氧化钠溶液，

溶
液无色变为红色不同

2
我们日常生活中喝的饮料中维生素
C
含量探究


?

①向试管中加入
2mL
淀粉溶液，滴入
3
滴碘水。

?

②分别滴加不同的饮料，记录使颜色褪去所需的滴数

?

③分析、比较、讨论不同饮料
Vc
的含量所用碘水滴数越多，< br>说明饮料中维生素
C
含量越多

?


①

②

③

饮料种类

美汁
源
果
美
汁
源
热
芬达橙汁

水溶
C
粒橙

所
用
饮
料
滴数






带果肉

茶

④

康师傅冰红
⑤

（五）实验结果及讨论


背景资料：
维生素
c
维生素
C
又叫抗坏血酸，是一种水溶性维生素。

英文名称：
Vitamin C
，
Ascorbic Acid
性质

分子式：
C6H8O6
；分子量：
176.12u
；
CAS
号：
50-81-7
；酸性，
在溶液中会氧化分解 。

物理性质

外观：无色晶体；熔点：
190
- 192
℃；沸点：
（无）
；紫外吸收最大
值：
245nm
； 荧光光谱：激发波长－无
nm
，荧光波长－无
nm
；

维生素性质

溶解性：水溶性维生素；推荐摄入量：每日
5
克；最 高摄入量：
引起
腹泻之量；

缺乏症状：坏血病；过量症状：腹泻；主要食物来源：柑桔类水果、
蔬菜等

维生素
C
主要生理功能

1
、

促进骨胶原的生物合成。利于组织创伤口的更快愈合；

2
、

促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命。

3
、

改善铁、钙和叶酸的利用。

4
、

改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病。

5
、

促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血。
；

6
、

增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力。

药物作用

维生 素
C
在体内参与多种反应，如参与氧化还原过程，在生物氧化
和还原作用以及细胞呼吸 中起重要作用。从组织水平看，维生素
C
的主要作用是与细胞间质的合成有关。包括胶原，牙和骨的基质，以
及毛细血管内皮细胞间的接合物。因此，当维生素
C
缺乏所引起 的
坏血病时，伴有胶原合成缺陷，表现为创伤通难以愈合，
牙齿形成障
碍和毛细血管破 损引起大量瘀血点，瘀血点融合形成瘀斑。

维生素
C
和坏血病有一段很长 的历史渊源。希波克拉底是第一个提
到坏血病的人。他描述当时士兵牙床溃烂、牙齿脱落。
。< br>。
；早期的海
上旅行引起了人们对坏血病的重视，船队离开港口
3
—< br>4
个月，船员
往往会因此患上坏血病，
人们开始发现这是由于海上旅行缺乏新鲜 蔬
菜和水果的缘故。
1932
年英国军医从柠檬汁中离析出具有抗坏血病
的晶 状物质，
1933
年瑞士科学家合成了维生素
C
，
又叫做抗坏血酸。
近代研究表明
VC
对人体健康至关重要：

1
．胶原蛋白 的合成需要维生素
C
参加，所以
VC
缺乏，胶原蛋白不
能正常合成， 导致细胞连接障碍。人体由细胞组成，细胞靠细胞间质
把它们联系起来，
细胞间质的关键成分是 胶原蛋白。
胶原蛋白占身体
蛋白质的
1/3
，生成结缔组织，构成身体骨架。 如骨骼、血管、韧带
等，决定了皮肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。
2
．坏血病。血管壁的强度和
VC
有很大关系。微血管是所有血管中
最细 小的，管壁可能只有一个细胞的厚度，
其强度、弹性是由负责连
接细胞具有胶泥作用的胶原蛋白 所决定。当体内
VC
不足，微血管容
易破裂，
血液流到邻近组织。
这 种情况在皮肤表面发生，
则产生淤血、
紫癍；
在体内发生则引起疼痛和关节涨痛。严重情况在胃、
肠道、
鼻、
肾脏及骨膜下面均可有出血现象，乃至死亡。

3
．牙龈萎缩、出血。健康的牙床紧紧包住每一颗牙齿。牙龈是软组
织，当缺乏蛋白质 、钙、
VC
时易产生牙龈萎缩、出血。

4
．预防动脉硬化。可促 进胆固醇的排泄，防止胆固醇在动脉内壁沉
积，甚至可以使沉积的粥样斑块溶解。

5.
是一种水溶性的强有力的抗氧化剂。
可以保护其它抗氧化剂，
如维
生素< br>A
、维生素
E
、不饱和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害。

6
．治疗贫血。使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进畅道对
铁的吸收，提高肝脏对铁 的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。

7
．防癌。丰富的胶原蛋白有助于防止癌细胞 的扩散；
VC
的抗氧化
作用可以抵御自由基对细胞的伤害防止细胞的变异；
阻 断亚硝酸盐和
仲胺形成强致癌物亚硝胺。
曾有人对因癌症死亡病人解剖发现病人体
内的
VC
含量几乎为零。

8
．保护细胞、解毒，保护肝脏。在人的生 命活动中，保证细胞的完
整性和代谢的正常进行至关重要。为此，谷胱甘肽和酶起着重要作
用。

谷胱甘肽是由谷氨酸、
胱氨酸和甘氨酸组成的短肽，
在体内有氧化还原作用。
它有两种存在形式，
即氧化型和还原型，
还原型对保证细胞
膜的 完整性起重要作用。
VC
是一种强抗氧化剂，其本身被氧化，而
使氧化型谷胱甘肽还原 为还原型谷胱甘肽，从而发挥抗氧化作用。

酶是生化反应的催化剂，有些酶需要有自由的琉 基（
-SH
）才能保持
活性。
VC
能够使双硫键（
-S-S
）还原为
-SH
，从而提高相关酶的活
性，发挥抗氧化的作用。

从以上可知，只要
VC
充足，则
VC
、谷胱甘肽、
-SH< br>形成有力的抗
氧化组合拳，
清除自由基，
阻止脂类过氧化及某些化学物质的毒害 作
用，保护肝脏的解毒能力和细胞的正常代谢。

9
．提高人体的免疫力。

白细胞含有丰富的
VC
，当机 体感染时白细胞内的
VC
急剧减少。
VC
可增强中性粒细胞的趋化性和变形能 力，提高杀菌能力。

促进淋巴母细胞的生成，
提高机体对外来和恶变细胞的识别和杀灭。

参与免疫球蛋白的合成。

提高
CI
补体酯酶活性，增加补体
CI
的产生。

促进干扰素的产生，干扰病毒
mRNA
的转录，抑制病毒的增生。

10
．提高机体的应急能力。人体受到异常的刺激，如剧痛、寒冷、
缺氧、精神强刺激，会引 发抵御异常刺激的紧张状态。该状态伴有一
系列身体，包括交感神经兴奋、肾上腺髓质和皮质激素分泌增 多。肾
上腺髓质所分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素是有酪氨酸转化而来，
在
次过程需要
VC
的参与。

进入人体的维生素
C
很快分布于个组织器 官，在正常情况下，人体
维生素
C
库为
1500
毫克。多余的大部分 随尿排出，少部分随大便、
汗及呼吸道排出。
但是在感染情况下，
人体所需的为平时的
20---40
倍之多，而且所有的药物都会破坏体内的
VC
。所以在人体有 状态的
情况下补充
VC
是非常有益的。
美国著名营养学家戴维斯问过对营养< br>学有研究的医生，是否应将
VC
当作家中常备药品，以便任何疾病初
期都可以服 用。大多数医生都说：
“
当然比任何阿司匹林安全多了
”
，
第一次使 用足够的量比连续使用小剂量有更好的效果。

维生素
C
是一种水溶性维生 素（其水溶液呈酸性）化学式为
C6H8O6
，人体缺乏这种维生素
C
易得坏 血症，所以维生素
C
又称
抗坏血酸。维生素
C
易被空气中的氧气氧化 。在新鲜的水果、蔬菜、
乳制品中都含维生素
C
，如新鲜的橙汁中维生素
C< br>的含量在
500mg/L
左右

维生素
C
有防病作用

一项调查表明，
每天稍增加一些水 果与蔬菜的摄入，
就可能起到防病
作用。

维生素
C
可能 对若干慢性疾病有保护作用。然而，从前瞻性的研究
结果来看，维生素
C
与心血管病或 癌症的关系，并非始终如一。为
了评估血浆维生素
C
的水平与所有原因（心血管病、缺 血性心脏病
和癌症）死亡率之间的关系，英国剑桥大学临床医学院
Khaw
等，
对
19496
名
45
～
79
岁成人，进行了
4< br>年的前瞻性调查。
(Lancet
2001,357
∶
657)
纳入的研究对象填写一份健康和生活方式的问卷调查表，
并接受身体
检查。
研 究者随访
4
年，
追踪死亡原因。
这些人按性别特异的血浆维
生素C5
分位值加以划分。研究者采用
Cox
比例风险模型确定维生
素
C
与其它危险因素对死亡率的影响。

结果显示，血浆维生素
C
浓度，与男女两性所有原因（包括心血管
病和缺血性心脏病等）的死亡率呈负相关。位于维生素
C
最高
5
分
位组的死亡危险，为最低
5
分位组的一半
(P<
0.0001)
。整个维生
素
C
浓度分布，与死亡率连续 相关。血浆维生素
C
浓度每上升
20μmol/L
（约相当于每天增加水果或 蔬菜摄入量
50
克）
，
所有原因
死亡危险下降约
20
％
(P< 0.0001)
，且不受年龄、收缩压、血胆固
醇、吸烟习惯、糖尿病和 补充剂应用等的影响。在男性中，维生素
C
水平与癌症死亡率呈负相关；但在女性则不然。

发现历史


坏血病是几百年前就知道的疾病，
但是一直到
1911
年才确定它是因
为缺乏营养而产生的。
在
18
世纪坏血病在远洋航行的水手中非常普
遍，但也流行在长期困战的陆军士兵中，长期缺乏食物的 社区，
被围
困的城市，监狱犯人，和劳工营中。例如
140
年前加州的淘金工 人
和
90
年前阿拉斯加的淘金工人都有大批的坏血病病例。

< br>坏血病开始的时候症状是四肢无力，
精神消退，烦燥不安，做任何工
作都易疲惫，皮肤红 肿。病人觉得肌肉疼痛，
精神抑郁。
然后他的脸
部肿胀，牙龈出血，牙齿脱落，
口臭。皮肤下大片出血看来像是严重
的打伤。最后是严重疲惫、腹泻呼吸困难，骨折，肺脏或肾脏衰竭 而
致死亡。
早年航海人员因坏血病死亡的灾难不可枚举，
因为他们在航
行时的 食物是面饼和咸肉，含有很少的维生素
C
。


1497
年
7
月
9
日到
1498
年
5
月
3 0
日，
葡萄牙航海家达伽马
（
Vasco
da Gama
）发现绕过非洲到达印度的航线，他的
160
个船员中，有
100
人死于坏血 病。


1519
年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向 太平
洋进发。三个月后，有的船员牙床破了，有的船员流鼻血，有的船员
浑身无力，
待 船到达目的地时，原来的
200
多人，
活下来的只有
35
人，人们对 此找不出原因。


1536
年法国探险家
Jacques Ca rtier
在发现圣劳伦斯河之后，
溯流
而上抵达魁北克过冬。探险队中
24
人死于坏血病，其它多人也都病
重
。
有
一
位
印第
安
人
教
他
们
饮
用
一
种arbor
vitae
（
Thuja
occidentalis）树叶泡的茶，就治好了这些人。后来发现这种树的叶
子里每
100
克含有
50
毫克的维生素
C
。


西班牙征服墨西哥的荷南< br>·
科尔蒂斯将军，在
1536
年占领下加州
Baja
Cal ifornia
后，因为水手多数患坏血病而回师，以致没有继续
侵占加州本部。
15 77
年一艘西班牙大帆船漂流在马尾藻海海面上，
发现时所有的船员都死于坏血病。


相对于在
15
世纪中国明朝的郑和多次率领下西洋的事迹记载，
并 无
发现有大量船员因长期航行而染上坏血病而死，
这与当时郑和船队带
备蔬菜和水果有 关，
亦可见蔬菜和水果内的物质
（后来发现是维生素
C
）对防治坏血病有很大 的帮助。


1734
年，在开往格陵兰的海船上，有一个船员得了严重的 坏血病，
当时这种病无法医治，
其它船员只好把他抛弃在一个荒岛上。
待他苏
醒过来，
用野草充饥，
几天后他的坏血病竟不治而愈了。
诸如此类的
坏血病， 曾夺去了几十万水手的生命。


1740
年冬，英国海军上将
George Anson
率领
961
水手乘
6
艘船
远征。
1741
年
6
月抵达
Juan Fernandez
岛时只剩下
335
人，半
数以上的船 员死于坏血病。当时海军上将
John
Hawkins
发现长期
航海时海员 发生坏血病的机会和只吃干粮的时间成正比例。
如果他们
能够吃到新鲜食物，包柑橘类水果，< br>就会迅速复原。因为新鲜的蔬菜
水果是在船上最难保存的食物，所以英国海军致力研究发展其代用
品。


1747
年英国海军医官詹姆斯
·
林德 在船上做了这个现在很着名的实
验，
12
个严重的坏血病海员，大家都吃完全相同的食 物，唯一不同
的药物是当时传说可以治疗坏血病的药方。
两个病人每天吃两个橘子
和一 个柠檬，另两人喝苹果汁，其它人是喝稀硫酸，酸醋，海水，或
是一些其它当时人认为可治坏血病的药物 。
6
天之后，只有吃柑橘水
果的两人好转，
其它人病情依然。
Lin d
继续研究，
1753
年出版了
《坏
血病大全》
（
A Treatise on Scurvy
）一书。


英国的着名探险 家库克船长最为人称道的是他控制了可怕的坏血病。
他在
1768
年到
178 0
年间三次远航太平洋，
他的船员有些生病，
但
是没有一人丧生于坏血病。< br>而他同时许多其它探险船队中，
坏血病依
然猖獗。
库克防治坏血病的贡献，使得 伦敦皇家学会选他为会员，并
授予他
Coply
奖章。每次航行靠岸时，库克都命令船 员上岸购买水
果蔬菜及绿色植物来补充营养。
有一次他在旗舰
Endeavour上带了
7860
磅的德国酸白菜
Saukerkraut
，
船上
70
人一年航程中每人每
周有两磅的供给。酸白菜含有丰富的维生素
C
，每
100
克含有
50
毫克的维生素
C
。


虽然在
Hawkins
上将之后有经验的航海家都知道用柠檬汁代替柑橘< br>类水果，可以防治坏血病，但是柠檬汁价格贵，贮藏不易，船长和船
公司都觉得宁信其无，
可以不用就不用。对柠檬汁的效果，公众也是
存疑，在医学界也是争议不断。


1795
年
Lind
去世，
Lind
人微言轻，他的实验结 果也湮没无闻。但
是另一位英国医生
Gilbert Blane
相信
Lin d
的结果，
1795
年
Blane
因为是英王御医而被任命为英国海 军医疗委员会委员，由于他的努
力，英国海军部才通令每个海军官兵每天都必须饮用
3/4盎斯柠檬
汁。
1796
年英国海军中坏血病病例大幅降低。英国海军战力倍增，