投稿類別 : 化學類 篇名 : 林建宏 國立新化高級工業職業學校 化工科三年甲班 張郁晴 國立新化高級工業職業學校 化工科三年甲班 黃伈嬨 國立新化高級工業職業學校 化工科三年甲班 指導老師 : 何惠陵 蔡明政老師
一 前言 ( 一 ) 摘要 本實驗主要是利用在校化工科所學到的技術, 去測定食品中當鈣的含量, 分析的食物包括蝦米 黑芝麻 香蕉 牛奶 4 種食品, 利用氧化還原滴定法進行測試, 並計算出其含量多寡, 同時比照包裝上所寫的是否相同, 以了解能夠提供高鈣含量的食品 ( 二 ) 研究動機 在現在的都市生活中, 老年人經常缺乏鈣質, 因此為了了解哪些食品中的含鈣量較多, 以及老年人容易從隨手可得的食品裡, 能夠攝取到較多的鈣, 維持其骨骼的健康 鈣是人體內含量最多的礦物元素之一, 廣泛分佈於全身組織, 是維持神經 肌肉 血管等, 細胞正常運作所必需的 大多數的鈣存在於我們的骨頭與牙齒中, 可鞏固牙齒與骨骼強壯 人體在不同階段對於鈣質的需求量會有所不同 ; 依衛生署建議每日鈣質的攝取量為青少年 1200 毫克, 成人 1000 毫克 利用在校所學到的普通化學實驗技術, 及化工技術實驗練習到的從未知試樣中, 利用過錳酸鉀氧化還原反應, 來測定試樣中鈣含量, 並加以改良實驗方式, 分析檢測 4 樣不同的食品中鈣的多寡與其含量, 對照網路上所寫的含量加以比較 ( 三 ) 研究目的 1 為了了解食品中含鈣量的多寡 2 將做出來得結果與包裝標籤做比較 1
二 正文 不同食品中的含鈣量比較, 如下表 ( 一 ) 表一 : 各類食品含鈣量 食物類乳製品魚貝類豆類堅果類蔬菜類肉類蛋類水果類五穀類 鈣豐富的天然食物鈣含量 ( 每 100 公克食物 ) 50-100 毫克 101-200 毫克 201-300 毫克 >300 毫克鮮乳 優酪乳 保煉乳奶粉 乳酪久乳鳳螺 蠑螺 雪旭蟹 牡蠣 魚肉金錢魚 各種魚小魚干 蝦皮 螺 文蜆 白海鬆 文蛤 小卷 鬆蝦米參 干貝蝦 蝦仁 豆腐皮 味噌 素日式炸豆皮 五素雞 豆豉 紅豆 肉鬆 毛豆 素火香豆干 干絲 綠豆 黃豆 黑豆 小方豆干腿 花豆 蠶豆 豆棗 凍豆腐 臭豆腐 傳統豆腐米豆小三角油豆腐松子 花生 黑芝麻 芝麻腰果 開心果杏仁果白芝麻 核桃粒糊 芝麻醬角菜 芥菜 蘿蔔乾 油菜花 甘薯芫荽 黃秋葵 油葉 白鳳菜 青江菜 小白菜 川七 山芹菜 梅乾菜 空心菜 高麗野莧 香椿 食紅鳳菜 綠豆芽 菜 黑甜菜 高菜芽 美國空心茱萸紅莧菜 九層塔 麗菜乾 芥藍菜 芹菜 野苦莧菜 皇冠菜瓜 韭菜 甘藍 高麗菜鈣含量均低 ( 表一資料來源 : 朵在塔裡 如何正確補充鈣質 硬骨軟骨兼修 2015 年 12 月 11 日, 取自 https://goo.gl/0qoqvj) 2
( 二 ) 試樣處理 1 先將蝦米 黑芝麻 香蕉 牛奶秤取約 100g, 放入坩堝內進烘箱烘乾 2 乾燥後再移置高溫爐內進行段燒, 約 1hr, 得含鈣試樣 3
( 三 ) 過錳酸鉀溶液之標定 1 精秤 0.2g 草酸鈉, 以 1M 硫酸稀釋至 50mL 2. 計算相當於 80% 草酸鈉之 0.02M 過錳酸鉀溶液體積, 在室溫下一次加入 4
3 靜置, 待溶液澄清後加熱至 60 O C 左右, 再以過錳酸鉀溶液滴定 4 以 80mL1.0M 硫酸溶液依相同步驟進行空白滴定 5 精秤 0.5g 乾燥試樣, 以 5mL 濃鹽酸溶解並過濾後, 稀釋至 100mL 5
( 四 ) 以氧化還原滴定法測定氧化鈣含量 1 精取試樣溶液 25mL, 加熱至沸騰, 並加入 40mL 熱草酸銨溶液 2 加入 1~2 滴甲基紅, 逐滴 6M 氨水, 使草酸鈣沉澱至溶液呈黃色 3 靜置至少半小時後過濾 4 將沉澱物移入錐形瓶中, 加入 50mL 1M 硫酸溶液使沉澱物溶解 5 加熱至 60 O C 左右, 以過錳酸鉀滴定 6 計算試樣中含鈣量 6
( 五 ) 結果與討論 取草酸鈉 0.2082g, 以過錳酸鉀滴定, 再以 80mL1.0M 硫酸溶液依相同步 進行空白滴定, 計算出過錳酸鉀濃度 2MnO4 - (aq) + 5C2O4 2- (aq) + 16H + (aq) 2Mn 2+ (aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l) 草酸鈉重 0.2082 g, 預估滴定體積 30.42mL, 預加體積 24mL 滴定初體積 0.00mL, 終讀數 29.00mL, 滴定體積 29.00mL 空白滴定初體積 0.00mL, 終讀數 0.05mL, 滴定體積 0.05mL 0.2038g VmL 2 = 0.02M 5 V m L= 30.42 ml 134.0g/mol 1000mL 0.2038g ( 29.00 0.05) ml 2 = CM 5 CM= 0.02101 M 134.0g / mol 1000mL 1 蝦米 原始試樣重 100.0135 g, 灰化試樣重 3.2627 g 取樣重 0.5039 g, 配製 100 ml, 試樣取樣體積 25 ml 滴定初讀數 0.00 ml, 終讀數 19.30 ml, 滴定體積 19.30 ml Wg 25mL 19.30mL 2 = 0.02101M 5 40g / mol 100mL 1000mL/ L W = 0.1622g 1000 mg = 162.2mg 1g 3.2627g 162.2 mg 1050mg 0.5039g 每 100g 樣品含鈣量 1050 mg 100g 1050 mg 1050mg 100.0135g 2 香蕉 原始試樣重 100.0228 g 灰化試樣重 0.2083 g, 配製 100 ml, 試樣取樣體積 25 ml 滴定初讀數 0.00 ml, 終讀數 1.50 ml, 滴定體積 1.50 ml Wg 25mL 1.50mL 2 = 0.02101M 5 40g / mol 100mL 1000mL/ L W = 0.01262g 1000 mg = 12.62mg 1g 100g 12.62 mg 12.62mg 100.0228g 每 100g 樣品含鈣量 12.62 mg 7
3 黑芝麻 原始試樣重 100.0073 g, 灰化試樣重 3.0040 g 取樣重 0.5040 g, 配製 100 ml, 試樣取樣體積 25 ml 滴定初讀數 0.00 ml, 終讀數 19.10 ml, 滴定體積 19.10 ml Wg 25mL 19.10mL 2 = 0.02101M 5 40g / mol 100mL 1000mL/ L W = 0.1605g 1000 mg = 160.5mg 1g 3.0040g 100g 160.5mg 956.6mg 956.6mg 956.5mg 0.5040g 100.0073g 每 100g 樣品含鈣量 956.5 mg 4 牛奶 原始試樣重 99.9999 g 灰化樣重 0.3844 g, 配製 100 ml, 試樣取樣體積 25 ml 滴定初讀數 0.00 ml, 終讀數 12.10 ml, 滴定體積 12.10 ml Wg 25mL 12.10mL 2 = 0.02101M 5 40g / mol 100mL 1000mL/ L W = 0.1019g 1000 mg = 101.9mg 1g 100g 101.9mg 100.0027g 101.9mg 每 100g 樣品含鈣量 101.9 mg 8
三 結論 經實驗得知利用灼燒灰化可有效處理食物樣本, 以過錳酸鉀進行氧化還原滴定, 能夠精確的得到食品中鈣含量的測定, 蝦米 黑芝麻的鈣含量大約都是每 100g 含有 1000mg 左右, 而由文獻上別人出來的實驗中, 蝦米 黑芝麻應大於 1000mg, 原因可能是我們的食品均為自行到市場購買, 並未經過乾燥處理, 食品中含水率較高, 與別人測定岀的含量偏低 牛奶包裝外面標籤寫的鈣含量是每 100mL 中有 110mg, 而我們做出來的結果 101.9 mg/100g 相差不大 香蕉本身鈣含量, 每 100g 中含有 12.6mg 多與文獻值 (5mg/100g) 相比, 同樣差異不大, 可見得實驗的可靠性 從實驗中發現, 乾貨 ( 如蝦米. 黑芝麻 等 ) 會隨著保存狀況而對攝取量產生重大影響, 新鮮食材則影響不大 如果想從飲食中攝取足夠的鈣, 多吃蝦米或者黑芝麻, 都可以攝取的足夠的鈣, 對老人小孩都是不錯的選擇, 而香蕉雖然鈣含量不多, 不過卻有豐富的營養價值, 對身體也很有幫助, 牛奶鈣含量也是飲品中最多的, 如果不想從食物中攝取, 牛奶是一個好的選擇 四 引註資料 註一 : 朵在塔裡 如何正確補充鈣質 硬骨軟骨兼修 2015 年 12 月 11 日, 取自 https://goo.gl/0qoqvj 註二 : 黑芝麻 - 台灣 Wiki 2013 年 7 月 14 日, 取自 https://goo.gl/cgby41 註三 : 蝦米 食物 - 台灣 Wik 2013 年 9 月 20 日, 取自 https://goo.gl/1gzwyu 註四 : 各種水果的營養成分 2017 年 3 月 15 日, 取自 http://hfu.edu.tw/~hc/friutindex.htm 註五 : 樂活營養師 - 牛奶 2017 年 3 月 15 日, 取自 http://foodcare.com.tw/label.aspx?article=905 註六 : 蔡永昌 江孟玲 (2015) 分析化學 I 台灣 台科大 註七 : 蔡永昌 江孟玲 (2015) 分析化學 II 台灣 台科大 註八 : 謝澤民 (2013) 普通化學實驗 I 台灣 台科大 9