探究果蔬提取液緩沖容量的緩沖規律

羅浩楊 陳幫強 羅孝生

（1遵義市航天高級中學貴州遵義563000 2遵義市第一中學貴州遵義563000 3遵義市第五中學貴州遵義563000）

人教版高中生物學必修3學習內環境穩態中的pH，血漿pH的穩態是血漿中有成對的緩沖物質（例如H2CO3/NaHCO3等），同時教材介紹了以生物材料（例如肝勻漿、馬鈴薯勻漿、黃瓜勻漿等）驗證生物體液有緩沖作用。在此基礎上，筆者進一步從水果、蔬菜兩大類生物材料的緩沖容量分析緩沖能力的變化規律。

1 研究思路（見圖1）

圖1 果蔬提取液緩沖規律流程圖

2 研究過程

2.1 實驗材料純凈水、蘿卜芽菜、青口白菜、菠菜、白蘿卜、胡蘿卜、藕、紅薯、番茄、洋蔥、橘子、石榴、葡萄、柚子、蘋果、獼猴桃。

2.2 實驗用具果汁攪拌機、100 mL燒杯、200mL燒杯、滴管、醫用紗布、酒精燈、鐵三角、石棉網、pH計、解剖剪。

2.3 實驗試劑質量分數2%的稀鹽酸、質量分數為2%的氫氧化鈉溶液。

2.4 實驗方法

1）將15種新鮮蔬菜、水果用純凈水沖洗表面，然后保證自然新鮮又晾干果蔬表面水分為宜。

2）將果蔬剪碎，放入果汁攪拌機拌碎。

3）用2層醫用紗布過濾獲得過濾提取液。

4）將部分過濾提取液倒入2個100 mL的小燒杯中，每個燒杯倒40 mL。另一部分過濾液加熱煮沸，冷卻常溫后倒入2個100 mL的小燒杯中，每個燒杯倒40 mL。

5）將每組材料的1杯過濾提取液用pH計測定pH，然后分別滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的稀鹽酸后用pH計測定相應的pH。另一杯過濾提取液分別滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的氫氧化鈉溶液后用pH計測定相應的pH。1杯過濾提取煮沸液用pH計測定pH，然后分別滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的稀鹽酸后用pH計測定相應的pH。另一杯過濾提取煮沸液分別滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的氫氧化鈉溶液后用pH計測定相應的pH。并以純凈水作為對照測定相應的pH。

2.5 實驗結果

1）不同果蔬提取液滴10滴稀酸或10滴稀堿后pH變化量（dpH）變化結果（見圖2）。

2）不同果蔬提取液滴10滴稀酸或10滴稀堿后緩沖容量（β）變化結果。β=db/dpH=da/dpH，其物理意義是使1L溶液pH值增加dpH單位時，所需強堿db mol；使1L溶液pH降低dpH單位時，所需強酸da mol。本實驗以緩沖容量（β）統一換算成10-4繪制成圖（見圖3、圖4）。

圖3 不同果蔬提取液滴10滴稀酸后的緩沖容量（β）變化曲線

圖4 不同果蔬提取液滴10滴稀堿后的緩沖容量（β）變化曲線

2.6 結果分析

從圖2可以看出：

1）與純凈水比較，蔬菜和水果均具有較強的緩沖能力。2）水果區域的曲線明顯低于蔬菜區域曲線，說明水果的緩沖能力大于蔬菜。3）蔬菜區域曲線波動大于水果區域曲線，說明蔬菜的種類不同，其緩沖能力大小變化大，水果種類不同，其緩沖能力變化不大。4）滴加酸的比滴加堿的曲線變化小，說明果蔬體液對酸的緩沖能力大于對堿的緩沖能力。5）鮮汁和煮沸汁的dpH變化不大，說明果蔬體液中起緩沖的物質主要是無機鹽。

從圖3、圖4可以看出：

1）與純凈水比較，蔬菜和水果的緩沖容量大于純凈水，說明蔬菜和水果均具有較強的緩沖能力。2）水果的緩沖容量明顯大于蔬菜，說明水果的緩沖能力明顯大于蔬菜的緩沖能力。3）滴加酸比滴加堿的緩沖的緩沖容量明顯增大，說明果蔬對酸性的緩沖能力大于堿性。從圖1可看出所有果蔬體液均為酸性，這可能與酸性不容易破壞緩沖物質，堿性會破壞某些緩沖物質有關。

3 結論

鮮蔬菜、沸蔬菜、水果體液均勻緩沖作用，其緩沖規律為：水果的緩沖能力明顯大于蔬菜的緩沖能力；不同蔬菜的緩沖能力差異大，但不同水果的緩沖能力差異小；對酸的緩沖能力明顯大于對堿的緩沖能力。這可能與酸性不容易破壞緩沖物質，堿性可能會破壞某些緩沖物質有關。

［1］高德偉.體液酸堿平衡的調節.生物學通報，1968，17（1）：20.

［2］李維芬.人體血液中緩沖溶液及其作用.承德名族師專學報，1993(3)：64.

［3］黃洛華，秦特夫，周勤.十種人工林木材pH值和酸、堿緩沖容量的研究.木材工業，1999（6）：16.

［4］韓金土，萬里，楊曉炯.緩沖容量與pH的關系探討.廣州化工，2013（7）：17.