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南校區 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)的豆腐發生化學反應，生成難溶于水的草酸鈣(CaLcium oxaLate)，在人體的腎臟與膀胱中沉積，形成草酸鈣結石.草酸，別稱乙二酸，是最簡單的有機二元酸之一，是一種生物體內的代謝產物，在不同生物體中有著不同的作用.其結構簡式為HOOCCOOH.Kamchan等學者在研究過程中發現，正常人通過食用蔬菜而攝入體內的草酸的量與體內的鈣含量呈負相關，即草酸會對人體對鈣的吸收產生影響.近年來許許多多對草酸研究雖然不盡相同，但都對觀點有相似見解.

草酸的確會對人體健康產生影響.若人體攝入過量的草酸，則使得人體內的鈣離子易于與草酸結合，形成草酸鈣，導致人體內鈣含量下降，長此以往將會使人體骨骼結構發生改變，引起諸如骨質疏松、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，會在人體內沉淀，極易導致草酸鈣結石與尿路結石.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生影響，但微乎其微.但是對人體產生草酸鈣結石的影響卻不可忽視.草酸鈣結石也是常見的五種結石(草酸鈣結石、磷酸鈣結石、尿酸結石、 磷酸鎂胺結石、胱氨酸結石)中最常見的一種，百度百科資料顯示，該種結石占腎結石的比例大于80%.

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

在學習了高二化學科目的《化學反應原理》得知，草酸與酸性高錳酸鉀的反應原理如下：

離子方程式：

2Mn2++10CO2↑+8H2O

化學方程式：

K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

利用酸性高錳酸鉀的強氧化性，設計了氧化還原滴定實驗，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、電磁爐、鐵架臺、漏斗、濾紙等

二、試劑

未標定的高錳酸鉀、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、自然風干并分成兩份，標號為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的草酸鈉標準液.取定容后的酸性高錳酸鉀溶液50.00mL，用草酸鈉溶液滴定.

高錳酸鉀的濃度計算為：

用草酸鈉溶液滴定待標定的高錳酸鉀溶液，采用水浴加熱法，將草酸鈉加熱至70～80℃時滴定.將溫度計放入錐形瓶中，若溫度低于60℃則停止滴定，重復水浴加熱.當最后一滴草酸鈉溶液滴入時溶液由紫色變為無色，且30s內不變色，此時達到滴定終點.

實驗序號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高錳酸鉀溶液的準確濃度/mol/L129.56 mL25.00 mL0.0473229.50 mL25.00 mL0.0472329.56 mL25.00 mL0.0473

經過三次實驗，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.用標定后的高錳酸鉀溶液滴定定容后的菠菜溶液，當最后一滴高錳酸鉀溶液滴入后溶液變為淺紫色且30 s內不褪色，此時達到滴定終點.草酸濃度的計算為：

實驗序號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

經過三次實驗，取草酸濃度的平均值為：0.0562 mol/L

由此易計算得：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中，重復(1)中的步驟.經三次試驗后，測得100g煮沸后的菠菜中草酸的含量為：0.0826g

四、結論

經上述兩組六次實驗的測定，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，經煮沸處理后，83.67%的草酸可以被除去.

五、試驗后的總結與建議

上述實驗表明，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，由此也會減少腎結石產生的可能，對于預防腎結石(草酸鈣結石)有重要的意義.但由于日常生活中水煮菠菜的時間等的不同，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.所以在食用菠菜時最好先做煮沸/水煮處理，然后在進行各種加工調制，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，也可能會導致菠菜口感的下降.但是不應因其中的草酸可能導致草酸鈣結石而拒絕食用菠菜，畢竟其草酸含量是微量的.菠菜有著巨大的食用與藥用價值.菠菜中含有豐富的維生素與胡蘿卜素及各種礦物質.《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.所以應該以正確的方法食用菠菜，在去除草酸的同時也保留其營養物質.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物質仍有待進一步的研究.