Vitamin C Kiti Öğretmen Kılavuzu a. Konu b. Kullanıcı Kitlesi c. Deney Süresi d. Materyaller e. Güvenlik f. Genel Bilgi g. Deney Öncesi Hazırlık h. Ön Bilgi i. Deneyin Yapılışı (Prosedür) j. Deney Sonuçları k. Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları l. Kaynaklar Öğrenci Kılavuzu a. Genel Bilgi b. Deney Süresince Uyulması Gereken Kurallar c. Deneyin Yapılışı d. Sorular 1
Vitaminler, vücutta metabolik olayların normal bir şekilde meydana gelmesi ve sağlıklı durumun sürdürülmesi için gerekli olan, vücutta sentez edilemeyen veya yetersiz derecede sentez edilen ve besinler yoluyla çevreden ufak miktarda alınması zorunlu organik moleküllerdir. Yapılacak deney ile günlük hayatta diyetimizde bulunan vitamin C içeren yiyecek ve içeceklerin sahip olduğu vitamin C miktarları arasında farklı konsantrasyonlarda verilen kontrol askorbik asit çözeltileri baz alınarak bir kıyaslama yapabilecektir. Kit içeriği 10 öğrencinin deneyi yapabileceği şekilde dizayn edilmiştir. a) Konu Öğrenciler; Yapılacak deney ile günlük hayatta diyetimizde bulunan vitamin C içeren yiyecek ve içeceklerin sahip olduğu vitamin C miktarı tayin edilecektir. b) Kullanıcı Kitlesi Vitamin C kiti, 9 yaş ve üstü çocukların kullanımına uygundur. c) Deney Süresi Deney: 30 dakika d) Materyaller % 0,05 lik askorbik asit çözeltisi: 40 ml (stok çözeltiden distile su ile hazırlanacak) % 0,03 lik askorbik asit çözeltisi: 40 ml (stok çözeltiden distile su ile hazırlanacak) % 0,1 lik askorbik asit çözeltisi (stok çözelti): 100 ml (distile su ile hazırlanacak) % 1 lik askorbik asit çözeltisi: 40 ml (distile su ile hazırlanacak) İndofenol çözeltisi: 200 ml (distile su ile hazırlanacak) Test tüpü: 60 tane Pastör pipeti: 40 tane Eldiven: 20 tane Distile su Kit içerisinde bulunmayan kullanılacak aletler ve malzemeler Dereceli silindir 2
e) Güvenlik Laboratuvarda uyulması gereken genel kurallara dikkat edilmelidir. Deney süresince öğrenciler eldiven kullanmalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir temas olması durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır. Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır. f) Genel Bilgi Vitaminler Vitaminler, vücutta metabolik olayların normal bir şekilde meydana gelmesi ve sağlıklı durumun sürdürülmesi için gerekli olan, vücutta sentez edilemeyen veya yetersiz derecede sentez edilen ve besin yoluyla çevreden ufak miktarda alınması zorunlu organik moleküllerdir. Vitamin çeşidine bağlı olmakla birlikte düşük miktarları (günde 0.01 ile 100 mg) bile yeterli olabilmektedir. Buna karşın vitamin yetersizlikleri çok önemli sorunlara yol açabilmektedir. Vitaminler için günlük minimal gereksinim değerleri bireyler açısından farklılık göstermektedir. Karbonhidrat, yağ, protein gibi ana besin öğelerini yeterli miktarda ve özellikle çeşitli kaynaklardan sağlanmış bir besin diyetiyle yapılan dengeli beslenme (özel durumlar hariç) vücudun günlük gereksinimine yetecek kadar vitamin sağlar. Çeşitli fizyolojik (gebelik, spor, gelişme çağı gibi) ve patolojik (ateş, diyare, travma gibi) durumlar ile çevresel faktörler (iklim, coğrafi bölge) ve ilaç tedavileri (fenitoin, izoniasid, metotreksat gibi) vitamin gereksinimini arttırır. Vitaminler çözündükleri ortama göre 2 gruba ayrılırlar: 1) Yağda çözünenler: A, D, E, K 2) Suda çözünenler: C, B1, B2, B6, B7, B12, biotin, folik asid, pantotenik asid. Vitaminlerin çoğu bitkisel ve hayvansal besinler içinde bulunur: B12 hariç suda çözünen vitaminler ile E ve K vitaminleri bitkisel besinler, sebze, meyve, hububatta bulunurlar. A ve D vitaminleri hayvansal besinlerde (et, karaciğer, yumurta, süt) bulunurlar. Suda çözünen vitaminler, bazı önemli metabolik süreçlerde genelde koenzim olarak görev yapan B kompleks vitaminlerini içermektedir. Yine suda çözünenlerden C vitamini, bağ dokusu oluşumu için gerekmektedir. Suda çözünen vitaminlerin fazlası, idrarla uzaklaştırılabilir ve zararsız hale getirilebilir. Yağda çözünen vitaminler ise A, D, E, K vitaminleridir. Bu vitaminler farklı görevler üstlenirler. Vitamin A, gözdeki görme ile ilgili pigmentlerin yapısında yer almaktadır. Vitamin D, kalsiyum emilimi ve kemik oluşumunda görev yapar. Vitamin E nin işlevi tam olarak anlaşılmamış olsa da, zarlardaki fosfolipidleri C vitamini ile birlikte oksidasyondan koruduğu 3
düşünülmektedir. K vitamini kanın pıhtılaşması için gereklidir. Yağda eriyen vitaminlerin fazlalığı, uzaklaştırılmayıp vücut yağında depolandığından, aşırı miktarda birikimi toksik etkiler yaratabilmektedir. Vitamin C Kimyasal ismi L-askorbik asit tir. Genellikle yeşil sebzelerde özellikle limongillerde bol miktarda bulunur. En zengin kaynakları, limon, portakal, yeşil biber, domates, maydanoz, bezelye, muz, karaciğer ve süttür. Vitamin C yüksek bitkilerde ve hayvanlarda D-glukoz dan sentez edilir. Yani ön maddesi glukoz dur. İnsanların askorbik asiti sentezleyemeyip dışarıdan almak zorunda olmalarının sebebi; vücutta askorbik asiti in sentezini katalize eden L- glukanolakton oksidaz (laktonaz) enziminin bulunmamasıdır. Askorbik asidin bağırsaklardan emilmesi, monosakkaritlerin emilimine benzer. Bu vitamin hücre zarını yağda eriyebilen dehidroaskorbik asit biçiminde geçer ve hücrede tekrar askorbik aside indirgenir. C vitamini yetersizliğinde kendini diş ve diğer organ kanamaları ile belli eden skorbüt hastalığı meydana gelir. Dişlerde ve damakta yapı bozukluğu görülür. Asıl yapı bozukluğu, hücre temel yapı maddesi mukopolisakkaritlerin yapımının bozulmasından ileri gelir. Kollajen oluşumu güçleşir. Bunun nedeni C vitamini yetersizliği sonucu prolinden hidroksiprolinin oluşamamasıdır. Yine C vitamini yetersizliğinde kemiklerde osteoporotik değişmeler meydana gelir. Eritropoiezis in azalması sonucu anemi oluşur. Yüksek askorbik asit dozları ile uzun süre tedavilerde parçalanma ürünü olarak meydana gelen okzalik asit, okzalat taşlarının oluşumuna yol açabilir. g) Deney Öncesi Hazırlık 1. Kit kitapçığı öğretmen ve öğrenci kılavuzu olmak üzere 2 kısımdan oluşmaktadır. Uygulama öncesi öğrenci kılavuz bölümü öğrencilere çoğaltılıp verilecektir 2. Deneyde kullanılan ayırma yöntemlerinde gerçekleşen reaksiyonların bilgisi sadece öğretmen kılavuzuna koyulmuştur. Öğrenci kılavuzunda deney sonunda reaksiyonlar ile ilgili sorular verilerek, öğrencilerin akıl yürütmesi ve araştırması yapması hedeflenmiştir. 3. Deneylere başlamadan önce kimyasalların üzerine belirtilen miktarlarda distile su eklenmeli ve çözünene kadar karıştırılmalıdır. 4
% 0,1 lik (stok) askorbik asit çözeltisi: Üzeri 100 ml ye tamamlanacak şekilde distile su eklenir ve karıştırılır. % 0,03 lük askorbik asit çözeltisi: Stok % 0,1 lik askorbik asit çözeltisinden 12 ml alınarak kit içerisinde boş olarak verilmiş olan şişe içerisine koyulur, üzeri 40 ml ye tamamlanacak şekilde distile su eklenir ve karıştırılır. % 0,05 lik askorbik asit çözeltisi: Stok % 0,1 lik askorbik asit çözeltisinden 20 ml alınarak kit içerisinde boş olarak verilmiş olan şişe içerisine koyulur, üzeri 40 ml ye tamamlanacak şekilde distile su eklenir ve karıştırılır. % 1 lik askorbik asit çözeltisi: Üzeri 40 ml ye tamamlanacak şekilde distile su eklenir ve karıştırılır. İndofenol çözeltisi: Üzeri 100 ml ye tamamlanacak şekilde kit içerisinde verilmiş olan her iki indofenol şişesi de distile su eklenerek karıştırılır. h) Ön Bilgi Deneyde indikatör olarak kullanılan indofenol çözeltisi, vitamin C analizinde kullanılan bir redoks boyasıdır. Nötral ya da bazik koşullarda mavi renkli iken, asidik ortamda pembe-kırmızı bir renk alır. Vitamin C ile indofenol arasında gerçekleşen redoks reaksiyonu sonucunda; vitamin C okside olarak dehidroaskorbik asite, indofenol redükte formu olan renksiz bileşiğe dönüşür. i) Deneyin Yapılışı Kit içerisinde verilmiş olan 4 adet deney tüpü içerisine pastör pipeti yardımıyla 2 şer ml indofenol çözeltisi eklenir. Deney tüpleri üzerine pastör pipeti yardımıyla 1. tüpe % 1 lik, 2. tüpe % 0,1 lik, 3. tüpe % 0,05 lik ve 4. tüpe % 0,03 lük askorbik asit çözeltilerinden damla damla ilave edilir. (NOT: Her bir damla sonrası tüp hafifçe çalkalanmalıdır.) Kontrol amacıyla hazırlanmış olan % 1, % 0,1, % 0,05 ve % 0,03 lük askorbik asit çözeltileri üzerine ilave edilen damla sayıları verilen tabloya yazılır. Vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örnek sayısı kadar deney tüplerinin içerisine pastör pipeti yardımıyla 2 şer ml indofenol çözeltisi eklenir. Deney tüpleri üzerine pastör pipeti yardımıyla vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örneklerden damla damla ilave edilir. 5
(NOT: Her bir damla sonrası tüp hafifçe çalkalanmalıdır.) Vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örneklerin üzerine ilave edilen damla sayıları verilen tabloya yazılır. Askorbik asit çözeltileri ve vitamin C miktarı belirlenecek örneklerin tabloya not edilmiş damla sayıları kıyaslanarak örneklerin vitamin C miktarları tartışılır. j) Deney Sonuçları Yapılan deney sonucunda kontrol amacıyla hazırlanmış olan % 1, % 0,1, % 0,05 ve % 0,03 lük askorbik asit çözeltilerinin damla sayısı sıralaması: % 0,03 >% 0,05 > % 0,1 > % 1 lik askorbik asit çözeltileri Vitamin C miktarı belirlenecek olan örnekler; limon suyu, biber suyu, yeni sıkılmış meyve suyu, hazır meyve suları, asitli meyveli içecekler olabilir. Seçilen örneğin vitamin C miktarına göre yukarıdaki gibi bir sıralama elde edilecektir. Damla sayısına göre vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örneklerin içerdiği vitamin C, yukarıdaki sıralamaya göre yaklaşık olarak saptanabilecektir. k) Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları 1) Vitaminler için günlük minimal gereksinim değerleri kesin olarak saptanamamıştır. Vitamin çeşidine bağlı olarak değişen minimal değer günde 0.01 ile 100 mg aralığı olarak verilebilir. Kişilerin vitamin eksikliğine dayanıklılığı, bireysel çok büyük farklılıklar göstermektedir; dolayısıyla tüm bireylerde vitaminler için alınması gereken tek bir değer verilememektedir. Karbonhidrat, yağ, protein gibi ana besin öğelerini yeterli miktarda ve özellikle çeşitli kaynaklardan sağlanmış bir besin diyetiyle yapılan dengeli beslenme (özel durumlar hariç) vücudun günlük gereksinimine yetecek kadar vitamin sağlar. Çeşitli fizyolojik (gebelik, spor, gelişme çağı.. vs) ve patolojik (ateş, diyare, travma..vs.) durumlar ile çevresel faktörler (iklim, coğrafi bölge) ve ilaç tedavileri (fenitoin, izoniasid, metotreksat vs.) vitamin gereksinimini arttırır. 2) Vitaminler çözündükleri ortama göre sınıflandırılırlar: a)yağda çözünenler: A, D, E, K b) Suda çözünenler: C, B1, B2, B6, B7, B12, biotin, folik asid, pantotenik asid. l) Kaynaklar Campbell Biology; 10th Edition; Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson. Lehninger Principles of Biochemistry; Fifth edition; David L. Nelson, Michael M. Cox. 6
Ad-Soyad: Öğrenci Kılavuzu Tarih : Vitaminler, vücutta metabolik olayların normal bir şekilde meydana gelmesi ve sağlıklı durumun sürdürülmesi için gerekli olan, vücutta sentez edilemeyen veya yetersiz derecede sentez edilen ve besinler içinde cevreden ufak miktarda alınması zorunlu organik moleküllerdir. Yapılacak deney ile günlük hayatta diyetimizde bulunan vitamin C içeren yiyecek ve içeceklerin sahip olduğu vitamin C miktarı tayin edilecektir. a) Genel Bilgi Vitaminler Vitaminler, vücutta metabolik olayların normal bir şekilde meydana gelmesi ve sağlıklı durumun sürdürülmesi için gerekli olan, vücutta sentez edilemeyen veya yetersiz derecede sentez edilen ve besin yoluyla çevreden ufak miktarda alınması zorunlu organik moleküllerdir. Vitamin çeşidine bağlı olmakla birlikte düşük miktarları (günde 0.01 ile 100 mg) bile yeterli olabilmektedir. Buna karşın vitamin yetersizlikleri çok önemli sorunlara yol açabilmektedir. Vitaminler için günlük minimal gereksinim değerleri bireyler açısından farklılık göstermektedir. Karbonhidrat, yağ, protein gibi ana besin öğelerini yeterli miktarda ve özellikle çeşitli kaynaklardan sağlanmış bir besin diyetiyle yapılan dengeli beslenme (özel durumlar hariç) vücudun günlük gereksinimine yetecek kadar vitamin sağlar. Çeşitli fizyolojik (gebelik, spor, gelişme çağı gibi) ve patolojik (ateş, diyare, travma gibi) durumlar ile çevresel faktörler (iklim, coğrafi bölge) ve ilaç tedavileri (fenitoin, izoniasid, metotreksat gibi) vitamin gereksinimini arttırır. Vitaminler çözündükleri ortama göre 2 gruba ayrılırlar: 1) Yağda çözünenler: A, D, E, K 2) Suda çözünenler: C, B1, B2, B6, B7, B12, biotin, folik asid, pantotenik asid. Vitaminlerin çoğu bitkisel ve hayvansal besinler içinde bulunur: B12 hariç suda çözünen vitaminler ile E ve K vitaminleri bitkisel besinler, sebze, meyve, hububatta bulunurlar. A ve D vitaminleri hayvansal besinlerde (et, karaciğer, yumurta, süt) bulunurlar. Suda çözünen vitaminler, bazı önemli metabolik süreçlerde genelde koenzim olarak görev yapan B kompleks vitaminlerini içermektedir. Yine suda çözünenlerden C vitamini, bağ dokusu oluşumu için gerekmektedir. Suda çözünen vitaminlerin fazlası, idrarla uzaklaştırılabilir ve zararsız hale getirilebilir. Yağda çözünen vitaminler ise A, D, E, K vitaminleridir. Bu vitaminler farklı görevler üstlenirler. Vitamin A, gözdeki görme ile ilgili pigmentlerin yapısında yer almaktadır. Vitamin D, kalsiyum emilimi ve kemik oluşumunda görev yapar. Vitamin E nin işlevi tam olarak anlaşılmamış olsa da, zarlardaki fosfolipidleri C vitamini ile birlikte oksidasyondan koruduğu düşünülmektedir. K vitamini kanın pıhtılaşması için gereklidir. Yağda eriyen vitaminlerin fazlalığı, uzaklaştırılmayıp vücut yağında depolandığından, aşırı miktarlarda birikimi toksik etkiler yaratabilmektedir. 7
Vitamin C Öğrenci Kılavuzu Kimyasal ismi L-askorbik asit tir. Genellikle yeşil sebzelerde özellikle limongillerde bol miktarda bulunur. En zengin kaynakları, limon, portakal, yeşilbiber, domates, maydanoz, bezelye, muz, karaciğer ve süttür. Vitamin C yüksek bitkilerde ve hayvanlarda D-glukoz dan sentez edilir. Yani ön maddesi glukoz dur. İnsanların askorbik asiti sentezleyemeyip dışarıdan almak zorunda olmalarının sebebi; vücutta askorbik asiti in sentezini katalize eden L- glukanolakton oksidaz (laktonaz) enziminin bulunmamasıdır. Askorbik asidin bağırsaklardan emilmesi, monosakkaritlerinkine benzer. Bu vitamin hücre zarını yağda eriyebilen dehidroaskorbik asit biçiminde geçer ve hücrede tekrar askorbik aside indirgenir. C vitamini yetersizliğinde kendini diş ve diğer organ kanamaları ile belli eden skorbüt hastalığı meydana gelir. Dişlerde ve damakta yapı bozukluğu görülür. Asıl yapı bozukluğu, hücre temel yapı maddesi mukopolisakkaritlerin yapımının bozulmasından ileri gelir. Kollajen oluşumu güçleşir. Bunun nedeni C vitamini yetersizliği sonucu prolinden hidroksiprolinin oluşamamasıdır. Yine C vitamini yetersizliğinde kemiklerde osteoporotik değişmeler meydana gelir. Eritropoiezis in azalması sonucu anemi oluşur. Yüksek askorbik asit dozları ile uzun süre tedavilerde parçalanma ürünü olarak meydana gelen okzalik asit, okzalat taşlarının oluşumuna yol açabilir. b) Deney Süresince Uyulması Gereken Kurallar Laboratuvar dersinde uyulması gereken genel kurallar dışında kit içerisinde bulunan kimyasal malzemeler eldivensiz kullanılmamalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir müdahale olması durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır. Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Deneyler tamamlandıktan sonra verilen tablolara sonuçları yazılmalı ve üzerinde tartışılmalıdır. Deney sonu verilen sorular işlenen konuyu ve yapılan deneyi pekiştirici niteliktedir. Deney tamamlandıktan sonra soruların çözülmesi ve cevaplarının tartışılması önerilmektedir. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır. 8
c) Deneyin Yapılışı Öğrenci Kılavuzu Kit içerisinde verilmiş olan 4 adet deney tüpü içerisine pastör pipeti yardımıyla 2 şer ml indofenol çözeltisi eklenir. Deney tüpleri üzerine pastör pipeti yardımıyla 1. tüpe % 1 lik, 2. tüpe % 0,1 lik, 3. tüpe % 0,05 lik ve 4. tüpe % 0,03 lük askorbik asit çözeltilerinden damla damla ilave edilir. (NOT: Her bir damla sonrası tüp hafifçe çalkalanmalıdır.) Kontrol amacıyla hazırlanmış olan % 1, % 0,1, % 0,05 ve % 0,03 lük askorbik asit çözeltileri üzerine ilave edilen damla sayıları verilen tabloya yazılır. Vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örnek sayısı kadar deney tüplerinin içerisine pastör pipeti yardımıyla 2 şer ml indofenol çözeltisi eklenir. Deney tüpleri üzerine pastör pipeti yardımıyla vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örneklerden damla damla ilave edilir. (NOT: Her bir damla sonrası tüp hafifçe çalkalanmalıdır.) Vitamin C miktarı belirlenmek istenilen örneklerin üzerine ilave edilen damla sayıları verilen tabloya yazılır. Askorbik asit çözeltileri ve vitamin C miktarı belirlenecek örneklerin tabloya not edilmiş damla sayıları kıyaslanarak örneklerin vitamin C miktarları tartışılır. Örnekler Damla Sayısı % 1 lik askorbik asit çözeltisi % 0,1 lik askorbik asit çözeltisi % 0,05 lik askorbik asit çözeltisi % 0,03 lik askorbik asit çözeltisi Vitamin C miktarı belirlenecek örnek 1 Vitamin C miktarı belirlenecek örnek 2 9