第5章 碳水化合物的测定讲义

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1、第5章 碳水化合物的测定,第一节 概述,一、分类,二、食品中碳水化合物的分布与含量,葡萄糖和果糖主要存在于水果和蔬菜中，含量一般为0.96%-5.82，0.85%-6.53% 甘蔗和甜菜中蔗糖含量催告，分别为10%-15%，15%-20% 乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，牛乳中乳糖含量约4.7% 淀粉广泛存在于农作物的籽粒、根和块茎中 纤维素主要存在于谷物的麸糠和果蔬的表皮中 果胶在植物表皮中含量较高，如柿子皮,三、测定方法种类,（一）提取 1. 常用的提取剂 水：温度在45-50，一般不超过80 乙醇溶液：浓度为7585,一、可溶性糖类的提取和澄清,第二节 可溶性糖类的测定,食品中可溶性糖类通常

2、是指葡萄糖、果糖等游离单糖 及蔗糖等低聚糖。一般须将样品磨碎、浸渍成溶液（提取液），经过滤后再测定。,2. 提取液制备的原则 取样量与稀释倍数的确定,使(0.53.5mg/mL)。 含脂肪的食品，须脱脂后再提取。 含有大量淀粉、糊精的食品，用乙醇溶液提取。 含酒精和二氧化碳的液体样品，应先除酒精、CO2。,（二）可溶性糖类的澄清 1、干扰物质 2、实验室常用的澄清剂,中性乙酸铅（最常用）可除去蛋白质、单宁、果胶、有机酸等杂质，但脱色力较差；适用于浅色糖液、果蔬制品、焙烤食品等； 乙酸锌亚铁氰化钾（生成氰亚铁酸锌沉淀)吸附或带去干扰物质，对除去蛋白质能力强，脱色力差； 硫酸铜氢氧化钠溶液：碱性条

3、件下，铜离子使蛋白质沉淀，适合于富含蛋白质样品，如乳品等；,碱性乙酸铅：澄清能力强，可除去胶质、蛋白质、色素、单宁等大分子物质，但可能会损失部分糖分、适用于深色糖浆、废糖蜜等； 氢氧化铝（铝乳）：能凝聚胶体、吸附能力强； 活性炭：吸附能力强、适用深色溶液的脱色，对糖的损失较大，不常用。,3、常用澄清剂要符合三点要求 1）除干扰物质完全，不吸附被测物质糖 2）过量澄清剂不影响糖的测量 3）沉淀颗粒要小，操作简便 4）不改变糖类的比旋光度及理化性质,（一）碱性铜盐法,直接滴定法,KMnO4法,萨氏法,蓝-爱农法,二、还原糖的测定,1、直接滴定法（GB5009.7-2010）,（1）原理,碱性酒石酸

4、铜溶液中反应,还原糖被氧化成醛酸,终点指示剂：次甲基蓝 (蓝色氧化态，无色还原态),（2）测定步骤,乳类、乳制品及含蛋白质的冷食类, 样品处理,含酒精饮料,汽水等含有CO2的饮料,含多量淀粉的食品, 碱性酒石酸铜溶液的标定,a.碱性酒石酸铜甲液和乙 液各5mL，水10mL b.玻璃珠2粒 c.加9mL葡萄糖标准溶液 d.加热使其在2min内沸腾，沸腾30s e.葡萄糖标液以1d/2s的速度滴至蓝色褪去, 样品溶液预测,a.碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml，水10mL b.玻璃珠2粒 c.加热使其在2min内沸腾，沸腾30s d.以先快后慢的速度滴加样品溶液，并保持溶液呈沸腾状态，待颜色变浅时，1

5、d/2s 的速度滴至蓝色褪去, 样品溶液测定,a.碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml，水10ml b.玻璃珠2粒 c.加入比预测时少1ml的样品液 d.加热使其在2min内沸腾，沸腾30s e.样品液以1d/2s的速度滴至蓝色褪去,(3)样品中还原糖的计算,式中 m样品质量，g； m110ml碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖 （以葡萄糖汁）的质量，mg； V测定时平均消耗样品溶液的体积，mL； 250样品溶液的总体积，mL。,此法测得的是总还原糖量,适用于各类食品中还原糖的测定。但测定酱油、深色果汁等样品时，因色素干扰，滴定终点常常模糊不清，影响准确性。 在样品处理时，不能用铜盐作为澄清剂 在碱性酒石

6、酸铜乙液中加入少量亚铁氰化钾， 消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰。,(4)说明与讨论, 碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存，用时才混合。 滴定必须在沸腾条件下进行 样品必须预测 在滴定过程中对操作条件要求严格:在沸腾溶液中进行,滴定时不能随意摆动锥形,2、高锰酸钾滴定,(1) 原理,样品处理方法同直接滴定法，但所使用的澄清剂为10mL 碱性酒石酸铜甲液+4mL 40g/L的氢氧化钠溶液.,(2)样品处理,(3)测定方法,(4)结果计算,式中m-样品中还原糖质量相当于氧化亚铜的质量，mg； V-测定用样品溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积mL； V0-试剂空白消耗高锰酸钾标准溶液的体积，mL； C

7、-高锰酸钾标准溶液的浓度，mol/L； 143.08-氧化亚铜的摩尔质量，g/mol。,式中：w-试样中还原糖的含量，% m1-查表得还原糖质量，mg m2-试样质量或体积，g 或mL V-测定用试样溶液的体积，mL 250-试样处理后的总体积，mL,适用于各类食品中还原糖的测定，有色样液不受限制 此法所用碱性酒石酸铜溶液是过量的，煮沸后的反应液应呈蓝色(酒石酸钾钠铜络离子)。如不呈蓝色，说明样液含糖浓度过高，应调整样液浓度。 所用的碱性酒石酸铜溶液与直接法不同。 在过滤及洗涤氧化亚铜沉淀的整个过程中，应使沉淀始终在液面以下，避免氧化亚铜暴露于空气中而被氧化。,（5）说明与讨论,3、萨氏法,C

8、u2 + 还原糖 Cu2O Cu2O + H2SO4 2Cu+ + SO42 + H2O KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3H2O+3I2 2Cu+I22Cu2+2I I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI,原 理,结果计算,（1）该法是微量法，检出量为0.015-3mg。灵敏度高，重现性好。 （2）萨氏试剂中的NaSO4的作用是降低反应液中的溶解氧，避免生成的Cu2O重新被氧化。 （3）在加热和冷却时，要防止生成的Cu2O由于空气的对流再次被氧化，用玻璃球盖上试管口可以阻碍Cu2O的氧化。,说明与注意事项,（4）由于不同的还原糖的还原能力及反应速度不同，反应时所需加热时间

9、也不同（见下表） （5）注意淀粉的加入时间 （6）碘化钾不加在萨氏试剂中，使用前在加入,本法以Fe3+在碱性条件下与还原糖起反应： 2K3Fe(CN)6+R-CHO+2KOH=2K4Fe(CN)6+R-COOH+H2O （亚铁氰化钾）（糖酸）,（二）铁氰化钾法,2K3Fe(CN)6+2KI+8CH3COOH=2K4 Fe(CN)6+I2+8CH3COOK 2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,不能根据上述反应式直接计算出还原糖含量。 而是首先按公式计算出氧化还原糖时所用去的铁氰化钾的量，再通过查经验表的方法即可查得试样中还原糖的百分数 样品处理时，不能用乙酸锌和亚铁氰化钾作为澄清剂

10、，以免亚铁氰化钾氧化引入Fe3+。可用中性乙酸铅澄清样品。,（三）其他方法（比色法） 还原糖（或其反应产物）+显色剂显色物质 比色测定,应用得较多有： 1、酚-硫酸法 葡萄糖或糖类物质 糠醛或糖醛衍生物 （单糖或多糖） 黄至橙色化合物,2、3，5二硝基水杨酸（DNS）比色法 还原糖 + DNS 有色物 (黄色) (棕红色) 3、半胱氨酸-咔唑法 糠醛或其衍生物+半胱氨酸咔唑试剂有色络 合物（560nm最大吸收） 适用于葡萄糖、果糖共存时的果糖测定。,NaOH,丙三醇,三、蔗糖的测定,蔗糖属非还原性糖，但可水解为一个葡萄糖和一个果糖，称为转化糖，可用还原糖法测。,对于纯度较高的蔗糖溶液，也可用相

11、对密度法、析光法，旋光法等物理法测定。,（一）盐酸水解法（GB/T5009.8) C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 （蔗糖，342） （转化糖，360） 故由转化糖的含量换算成蔗糖含量时，应乘以系数：342/360=0.95,1、原理,2、测定步骤,3、结果计算 （1）直接滴定法,式中m1-10ml酒石酸钾钠铜溶液相当于转化糖的质量，mg； V2-测定时消耗未经水解的样品稀释液体积，ml； V1-测定时消耗经过水解的样品稀释液体积，ml； m2-样品质量，g； 0.95-转化糖换算为蔗糖的系数。,（2）高锰酸钾法,说明 在本法条件下，蔗糖完全水解，而其他双糖（乳糖、麦芽糖）和淀

12、粉等水解作用可忽略。 严格控制水解条件，如酸用量，时间，温度等，以防果糖分解及其它糖转化。 只能用HCl水解，否则水解生成的还原糖的还原能力改变 用直接法时应采用标准转化糖溶液（配制：纯蔗糖经水解后中和成中性，计算转化糖浓度）标定碱性铜盐溶液；用 KMnO4法时，应查检索表中的转化糖项，以减少误差。,2、酶比色法（P128） 蔗糖 + H2O 葡萄糖 + 果糖 葡萄糖酸 + H2O2 有色物质 (比色测定) 详见GB/T16286-1996，用专用试剂盒，高选择性。,-D-果糖苷酶,-FS,显色剂,过氧化氢酶,葡萄糖氧化酶(GOD),四、总糖的测定 （一）概念 食品中的总糖通常是指具有还原性的

13、糖（葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等）和在测定条件下能水解为还原性单糖的蔗糖的总量。 （二）测定方法 1、直接滴定法 2、蒽酮比色法,1、直接滴定法,2 蒽酮比色法,（1）原理,（2）操作步骤,淀粉是一种多糖。它广泛存在于植物的根、茎、叶、种子等组织中，是人类食物的重要组成部分，也是供给人体热能的主要来源。 淀粉是由葡萄糖单位构成的聚合体，按聚合形式不同，可形成两种不同的淀粉分子直链淀粉和支链淀粉。,第三节 淀粉的测定,显微镜鉴别不同品种的淀粉,淀粉的主要性质： 水溶性：直-溶于热水；支-加热并加压时才溶。 醇溶性：淀粉不溶于30%以上浓度的乙醇溶液。 与碘呈色:直-深蓝色；支-蓝紫色。 旋光性：

14、淀粉水溶液具有旋光性，比旋光度为+201.5。 +205。 水解性：可在酸或酶的作用下水解，最终产物是葡萄糖。,（一）盐酸水解法 样品处理后用酸水解为葡萄糖，按还原糖测定方法测定葡萄糖含量，折合成淀粉含量。 故由葡萄糖的含量换算成淀粉含量时，应乘以系数： 160/180=0.9,一、淀粉总量的测定,淀粉含量=还原糖含量0.9,原理,（1）此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素等其他多糖含量较少的样品。该法操作简单、应用广泛，但选择性和准确性不及酶法。 （2）样品含有可溶性糖类时，回使结果偏高，可用85%乙醇分次洗涤。脂肪含量高时，要先脱脂。 （3）要严格控制水解条件,说明与注意事项,（二）酶水解法

15、（ GB5009.9-2003法 ） 如含有非淀粉成分较多的麸皮、米糠、粗淀粉应选用酶水解法。,该法不受纤维素、半纤维素、多缩戊糖、果胶质等多糖的干扰，适合于这类多糖含量高的样品，分析结果准确可靠，但操作复杂费时。,原理,说明与注意事项,（1）利用淀粉酶水解样品，具有专一性和选择性 （2）淀粉粒具有晶格结构，淀粉酶难以水解，可采用加热糊化破坏晶格结构 （3）常用的液化淀粉酶是麦芽淀粉酶。 （4）酶在使用前应确定其活力及水解加入量。,1原理 淀粉具有旋光性，在一定条件下旋光度的大小与淀粉的浓度成正比。用氯化钙溶液提取淀粉，使之与其他成分分离，用氯化锡沉淀提取液中的蛋白质后，测定旋光度，即可计算出

16、淀粉含量。 2适用范围及待点 本法适用于淀粉含量较高，而可溶性糖类含量很少的谷类样品，如面粉、米粉等。操作简便、快速。,（三）旋光法,（四）其他方法 加压硫酸水解法 酶比色法 蒽酮比色法等,二、直链淀粉含量比例的测定,原理：直链淀粉与碘溶液形成深蓝色复合物，支链淀粉则生成棕红色复合物，在淀粉总量一定，改变直链支链淀粉的比例，可制成一系列由深蓝到紫红的不同色阶，在620nm测吸光度制作标准曲线，可得出样品中直链淀粉的质量分数。,三、淀粉化度的测定 淀粉糊化淀粉吸水溶胀，破坏晶格结构，变成粘度很大的淀粉糊，使其易被淀粉酶作用。 淀粉的化度也叫糊化程度，即食植物性食品（方便面）有此指标。 方便快餐食品经化 后，复水性强，好消化。,已糊化淀粉可被淀粉酶水解生成还原糖，而生淀粉（未糊化