菠菜中草酸含量的測定及其對健康的影響

吳 尚

(山東省臨沂第一中學(xué)南校區(qū) 276023)

“北方苦寒今未已，雪底菠菱如鐵甲.”這是宋代詩人蘇軾筆下的菠菜.菠菜(Spinacia oLeracea L.)是日常生活中一種特別常見、味道可口的蔬菜，又名波斯菜、鸚鵡菜、赤根菜.菠菜屬植物界被子植物門雙子葉植物綱石竹亞綱石竹目藜科.

雞蛋燉菠菜、蒜蓉炒菠菜等都是餐桌上常見可口的菜肴.人們常說，吃“菠菜燉豆腐”會使人患上結(jié)石(Lithiasis).其主要原因是菠菜中的草酸(OxaLic acid)會和富含鈣(Ca)的豆腐發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的草酸鈣(CaLcium oxaLate)，在人體的腎臟與膀胱中沉積，形成草酸鈣結(jié)石.草酸，別稱乙二酸，是最簡單的有機(jī)二元酸之一，是一種生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物，在不同生物體中有著不同的作用.其結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCOOH.Kamchan等學(xué)者在研究過程中發(fā)現(xiàn)，正常人通過食用蔬菜而攝入體內(nèi)的草酸的量與體內(nèi)的鈣含量呈負(fù)相關(guān)，即草酸會對人體對鈣的吸收產(chǎn)生影響.近年來許許多多對草酸研究雖然不盡相同，但都對觀點(diǎn)有相似見解.

草酸的確會對人體健康產(chǎn)生影響.若人體攝入過量的草酸，則使得人體內(nèi)的鈣離子易于與草酸結(jié)合，形成草酸鈣，導(dǎo)致人體內(nèi)鈣含量下降，長此以往將會使人體骨骼結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，引起諸如骨質(zhì)疏松、慢性缺鈣等的疾病.由于草酸鈣為晶體，難以被人體吸收代謝，會在人體內(nèi)沉淀，極易導(dǎo)致草酸鈣結(jié)石與尿路結(jié)石.草酸鈣同樣會在消化道中沉積，隨著不斷積累會使硬度增加而導(dǎo)致消化道的損傷.

菠菜中的草酸含量在各種蔬菜中雖然較多，但仍然屬于微量.其雖然會對人體消化道等產(chǎn)生影響，但微乎其微.但是對人體產(chǎn)生草酸鈣結(jié)石的影響卻不可忽視.草酸鈣結(jié)石也是常見的五種結(jié)石(草酸鈣結(jié)石、磷酸鈣結(jié)石、尿酸結(jié)石、 磷酸鎂胺結(jié)石、胱氨酸結(jié)石)中最常見的一種，百度百科資料顯示，該種結(jié)石占腎結(jié)石的比例大于80%.

在了解這些后，測定菠菜中草酸含量、了解與預(yù)防草酸對人體健康產(chǎn)生不利影響的想法便萌生了.

在學(xué)習(xí)了高二化學(xué)科目的《化學(xué)反應(yīng)原理》得知，草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)原理如下：

離子方程式：

2Mn2++10CO2↑+8H2O

化學(xué)方程式：

K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

利用酸性高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性，設(shè)計(jì)了氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)，分別測出新鮮菠菜與煮熟后的菠菜中的草酸含量，并做對比.

一、儀器

分析天平(0.0001 g)、堿式滴定管(25 mL)、酸式滴定管(25 mL)、移液管(25 mL)、容量瓶(100 mL和1000 mL)、錐形瓶(250 mL)、燒杯、鐵架臺、玻璃棒、酒精燈、溫度計(jì)、電磁爐、鐵架臺、漏斗、濾紙等

二、試劑

未標(biāo)定的高錳酸鉀、分析純草酸鈉(≥99.7%)、蒸餾水、稀硫酸

三、過程

1.菠菜的處理：將新鮮菠菜去根，用蒸餾水洗凈、自然風(fēng)干并分成兩份，標(biāo)號為A/B，每份100 g.

2.配置0.0500mol/L的酸性高錳酸鉀溶液：用分析天平稱取7.9017 g高錳酸鉀，加入250.00 mL稀硫酸中，加適量蒸餾水稀釋，加熱至微沸15min，冷卻后置于陰涼處靜置12h，過濾，定容成1000.00 mL高錳酸鉀溶液.

3.標(biāo)定酸性高錳酸鉀溶液：用分析天平稱取13.3999 g草酸鈉，配制1 L濃度為0.1000 mol/L的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液.取定容后的酸性高錳酸鉀溶液50.00mL，用草酸鈉溶液滴定.

高錳酸鉀的濃度計(jì)算為：

用草酸鈉溶液滴定待標(biāo)定的高錳酸鉀溶液，采用水浴加熱法，將草酸鈉加熱至70～80℃時(shí)滴定.將溫度計(jì)放入錐形瓶中，若溫度低于60℃則停止滴定，重復(fù)水浴加熱.當(dāng)最后一滴草酸鈉溶液滴入時(shí)溶液由紫色變?yōu)闊o色，且30s內(nèi)不變色，此時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn).

實(shí)驗(yàn)序號0.05mol/L草酸鈉溶液體積/mL待滴定的高錳酸鉀溶液的體積/mL高錳酸鉀溶液的準(zhǔn)確濃度/mol/L129.56 mL25.00 mL0.0473229.50 mL25.00 mL0.0472329.56 mL25.00 mL0.0473

經(jīng)過三次實(shí)驗(yàn)，取高錳酸鉀溶液濃度的平均值為：0.0473 mol/L.

4.草酸含量的測定

(1)測定新鮮菠菜的草酸含量

將A組菠菜放入榨汁機(jī)中，加入適量水，通電攪拌3 min，將菠菜汁液倒入燒杯中，過濾，定容成100mL溶液.每次取25mL，共取三次.用標(biāo)定后的高錳酸鉀溶液滴定定容后的菠菜溶液，當(dāng)最后一滴高錳酸鉀溶液滴入后溶液變?yōu)闇\紫色且30 s內(nèi)不褪色，此時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn).草酸濃度的計(jì)算為：

實(shí)驗(yàn)序號0.0473mol/L的高錳酸鉀溶液體積/mL待滴定的菠菜溶液的體積/mL菠菜汁液中草酸的濃度/mol/L111.84 mL25.00 mL0.0560 mol/L212.07 mL25.00 mL0.0571 mol/L311.75 mL25.00 mL0.0556 mol/L

經(jīng)過三次實(shí)驗(yàn)，取草酸濃度的平均值為：0.0562 mol/L

由此易計(jì)算得：100g新鮮菠菜中草酸為：0.506 g

(2)測定煮熟后的菠菜中的草酸含量

將B組菠菜放入500mL水中微沸3min，倒出水后放入榨汁機(jī)中，重復(fù)(1)中的步驟.經(jīng)三次試驗(yàn)后，測得100g煮沸后的菠菜中草酸的含量為：0.0826g

四、結(jié)論

經(jīng)上述兩組六次實(shí)驗(yàn)的測定，新鮮菠菜與煮沸后菠菜中草酸的含量分別為0.506g與0.0826g，由此可計(jì)算知，新鮮菠菜與煮沸后菠菜中草酸含量的比值為0.1632，亦可得知，經(jīng)煮沸處理后，83.67%的草酸可以被除去.

五、試驗(yàn)后的總結(jié)與建議

上述實(shí)驗(yàn)表明，水煮菠菜可去除其中所含的大部分(83.67%)草酸，可以大大降低草酸被人體攝入的量，由此也會減少腎結(jié)石產(chǎn)生的可能，對于預(yù)防腎結(jié)石(草酸鈣結(jié)石)有重要的意義.但由于日常生活中水煮菠菜的時(shí)間等的不同，被除去的草酸的比值也會有所不同，但都會使其在菠菜中的含量有所減少.所以在食用菠菜時(shí)最好先做煮沸/水煮處理，然后在進(jìn)行各種加工調(diào)制，最后方可安心食用.

但由于菠菜的吃法有很多，做法也不盡相同，煮沸/水煮也未必適用所有的做法，也可能會導(dǎo)致菠菜口感的下降.但是不應(yīng)因其中的草酸可能導(dǎo)致草酸鈣結(jié)石而拒絕食用菠菜，畢竟其草酸含量是微量的.菠菜有著巨大的食用與藥用價(jià)值.菠菜中含有豐富的維生素與胡蘿卜素及各種礦物質(zhì).《本草求真》載：“菠薐既滑且冷，而味又甘，故能入胃清解，而使其熱與毒盡從腸胃而出矣.”《本草綱目》中也提到菠菜具有“通血脈，開胸膈”的作用.所以應(yīng)該以正確的方法食用菠菜，在去除草酸的同時(shí)也保留其營養(yǎng)物質(zhì).所以如何更好的去除菠菜中的草酸并最大限度地保留其營養(yǎng)物質(zhì)仍有待進(jìn)一步的研究.