果蔬中維生素C含量測(cè)定的生物化學(xué)開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探析

閆國(guó)棟 姜麗艷 劉洋 逯家輝 程瑛琨 孟慶繁

摘 ?要 開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)作為一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是對(duì)傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的延續(xù)途徑。吉林大學(xué)生物國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心開設(shè)了果蔬中維生素C含量測(cè)定的大學(xué)生生物化學(xué)開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。通過貼近生活的開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，有效激發(fā)大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)研究興趣，提高大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力，作為生物化學(xué)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)的延伸，獲得較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 維生素C;生物化學(xué);開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.423 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）16-0110-03

Explored of Determination of Vitamin C in Fruits and Vegetables

in Open Experiment Teaching of Biochemistry//YAN Guodong， JIANG Liyan， LIU Yang， LU Jiahui， CHENG Yingkun， MENG Qingfan

Abstract Open innovation experiment， as a new experimental tea-

ching mode， is a supplement to the content of traditional biochemis-try experiment teaching and a continuation way to cultivate students independent learning， practical ability and innovative spirit. The National Biological Experimental Teaching Demonstration Center of

Jilin University has set up an innovative biochemical experiment for

university students to determine the content of vitamin C in fruits and

vegetables. Through the opening of open and innovative experiments

close to life， students interest in experimental research and scientific research has been effectively stimulated， and their experimental design and practical ability have been improved. As an extension of

the comprehensive experiment of basic biochemistry， good experi-mental results have been obtained.

Key words Vitamin C; biochemistry; open innovation experiment; experimental teaching

1 引言

隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的發(fā)展和“雙一流”大學(xué)建設(shè)的推進(jìn)，高校越來越重視大學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1-2]。大學(xué)生開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型復(fù)合人才的有效途徑，是助力“雙一流”大學(xué)建設(shè)的重要手段[3-4]。開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是以問題為核心的探究性和研究性實(shí)驗(yàn)，是實(shí)踐教學(xué)體系的綜合訓(xùn)練項(xiàng)目，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研思考能力[5-6]。吉林大學(xué)自2013年開始實(shí)行開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，在課堂教學(xué)之外，教師提出具有研究性、實(shí)踐性、新穎性的實(shí)驗(yàn)題目，提供給學(xué)生自由選擇;然后在教師輔助下，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告[7-8]。

生物國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心響應(yīng)國(guó)家和學(xué)校的號(hào)召，積極開展大學(xué)生開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的建設(shè)工作。通過多年的實(shí)踐，共開設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目14項(xiàng)，覆蓋學(xué)校不同專業(yè)的學(xué)生近2000人，取得良好的教學(xué)效果。生物化學(xué)課程開設(shè)了開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)果蔬中維生素C含量測(cè)定。維生素C的含量測(cè)定方法有很多種，如2，6-二氯靛酚滴定法、2，4-二硝基苯肼分光光度法、熒光分光光度法、碘量電位滴定法、鉬藍(lán)比色法及褪色光度法等，學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案開展實(shí)驗(yàn)。本文以“果蔬中維生素C含量測(cè)定：近紅外法”為例，詳細(xì)介紹該開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的組織開設(shè)過程，探析大學(xué)生開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開設(shè)意義。

2 實(shí)驗(yàn)原理

如圖1所示，維生素C（抗壞血酸）在Folin B（氧化劑）的作用下，被氧化成脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸的最大吸收波長(zhǎng)位于900～1100 nm之間，在一定范圍內(nèi)遵循朗伯—比耳定律，可測(cè)定還原型抗壞血酸的含量。[9-10]。

3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

維生素C是機(jī)體正常生理代謝所必需的微量低分子有機(jī)化合物。本實(shí)驗(yàn)以市面出售的常見果蔬為待測(cè)樣品，結(jié)合大型儀器近紅外分光光度計(jì)的使用，測(cè)定并比較日常生活中果蔬中維生素C的含量，為健康飲食提供理論依據(jù)。

4 實(shí)驗(yàn)儀器與材料

儀器設(shè)備 ?勻漿機(jī)，恒溫振蕩器，近紅外分光光度計(jì)，水浴鍋，電子天平，電熱鼓風(fēng)干燥箱，榨汁機(jī)等。

實(shí)驗(yàn)材料及試劑 ?市售果蔬（如檸檬、獼猴桃、橙子、百香果、橘子等），維生素C標(biāo)準(zhǔn)品，量筒，棕色容量瓶，三角瓶，具塞比色管，三氯乙酸，擦鏡紙，大張濾紙，玻璃棒，石英比色皿。

5 方法步驟[11-13]

反應(yīng)條件篩選 ?通過不同的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，確定加入Folin B的體積、反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間等反應(yīng)條件。

確定波長(zhǎng) ?取10 m1的具塞比色管，吸取2 m1的維生素C標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入2 ml的Folin B試劑，用pH3三氯乙酸溶液稀釋至刻度，混勻;反應(yīng)5 min后，在750～1100 nm

波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描吸收光譜，確定最大吸收波長(zhǎng)。

維生素C含量測(cè)定

1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。取數(shù)支10 m1的具塞比色管，分別加入一定體積的200.0 mg/L維生素C標(biāo)準(zhǔn)溶液和三氯乙酸溶液，使維生素C含量呈0、30、50、100、150、200的梯度變化（最大為200 mg/L），共計(jì)2 ml。加入2 ml的Folin B試劑，用pH3三氯乙酸溶液稀釋至刻度，混勻;反應(yīng)5 min后，在選定的波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度A，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2）樣品的處理與測(cè)定。準(zhǔn)確稱取樣品的質(zhì)量，將樣品榨汁，8000轉(zhuǎn)離心5 min;取上清液，轉(zhuǎn)移至100 ml容量瓶

中，并用pH3三氯乙酸溶液定容至刻度，搖勻;然后取2 ml

于比色管中，加入2 ml的Folin B試劑，用pH3三氯乙酸溶液稀釋至刻度，搖勻;反應(yīng)5 min后，在確定的波長(zhǎng)下，測(cè)定吸光度值。

取一支管，加入2 ml的Folin B試劑，用pH3三氯乙酸溶液稀釋至刻度，混勻;反應(yīng)5 min后，作為空白校正。

6 結(jié)果與討論

最大吸收波長(zhǎng)的確定 ?采用光譜掃描儀進(jìn)行維生素C全波長(zhǎng)光譜掃描，確定維生素C的最大吸收峰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。由圖2可以看出，維生素C在975 nm處有最大吸收峰，所以本實(shí)驗(yàn)選擇975 nm為測(cè)定果蔬中維生素C含量的波長(zhǎng)。

標(biāo)準(zhǔn)曲線 ?由圖3可以看出，維生素C的濃度在0～

200 mg/ml時(shí)線性擬合度較好，R2值為0.990 6，標(biāo)準(zhǔn)曲線可用。

不同樣品的維生素C含量比較 ?在975 nm的測(cè)定波長(zhǎng)、2 ml Folin B試劑、反應(yīng)時(shí)間5 min、pH=3的酸酸性條件下，測(cè)得不同樣品的含量如圖4所示。在相同質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)樣品中，百香果的維生素C含量最多，其次是橘子，檸檬、獼猴桃和橙子的維生素C含量相差不多。有的樣品維生素C含量測(cè)定值較參考文獻(xiàn)值略低，可能由于實(shí)驗(yàn)時(shí)破碎不充分或處理樣品時(shí)維生素C提前氧化所致。但采用近紅外法測(cè)定果蔬中維生素C含量具有抗干擾能力強(qiáng)、所用試劑少、成本低、對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)。

7 結(jié)語

大學(xué)生開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)果蔬中維生素C含量測(cè)定以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)為目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)選題與生活和科研密切結(jié)合，啟發(fā)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并研究問題的意識(shí)，激發(fā)了學(xué)生濃厚的探究興趣。該項(xiàng)目已開設(shè)六屆，選修人數(shù)達(dá)400多人，達(dá)到了基于問題進(jìn)行主動(dòng)性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)目的，獲得了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開設(shè)也探索了實(shí)驗(yàn)室開放的有效方法，特別是一些大型儀器設(shè)備在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中應(yīng)用少，可以圍繞該大型儀器開設(shè)開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提高設(shè)備的使用率，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)室的開放共享效率，為課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展提供一定的借鑒和參考依據(jù)。

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