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1、,碳水化合物的测定,一、概述二、糖类的提取与澄清 三、食品中还原糖的测定 四、蔗糖和总糖的测定 五、淀粉的测定 六、纤维素的测定七、糖化力的检验,碳水化合物是生物界三大物质之一，是自然界分布广泛、数量最多的有机化合物，是食品的主要组成分之一 。 19世纪，化学家测定碳水化合物的组成，发现碳水化合物中含有一定比率的碳、氢、氧元素，并且符合Cm（H2O）n的结构，因此认为是碳和水化合而成，故取名为碳水化合物。 进一步研究发现，有些符合这个结构式的化合物不是碳水化合物，如甲醛（CH2O）,乙酸（C2H4O2），乳酸（C3H6O3），而有些碳水化合物却不符合这一结构式如脱氧核糖（C5H10O4），鼠李
2、糖（C6H12O5）， 有些碳水化合物还含有氮、硫、磷等成分。 显然碳水化合物这一名称并不确切，但由于沿用已久，约定俗成，就这样留用下来了。,【引入新课】,（一）碳水化合物的定义 碳水化合物又称糖类或醣，它是多羟基醛、多羟基酮以及它们的缩合物。确切地说，碳水化合物属于含有羰基及羟基的复合功能团化合物类。 从结构来看碳水化合物的定义：多羰基醛或多羟基酮以及水解后能够产生多羟基醛或多羟基酮的一类有机化合物。 （二）碳水化合物分类 碳水化合物的分类方式很多，通常按结构性质分为：单糖、低聚糖和多糖：还原糖、非还原糖；可溶性糖、不溶性糖、转化糖等。,一、概述,单糖 是指用水解方法不能将其分解的碳水化合物
3、，如葡萄糖、果糖、半乳糖，它们都是含有六个碳原子的多羟基醛或多羟基酮；为结晶性固体，极易溶解于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。水溶液具有甜味，并有旋光性，所有单糖都具有还原性，容易被一些氧化剂氧化，如FOLIN试剂等。 双糖 由两分子单糖缩合而成，如蔗糖、乳糖、麦芽糖和海藻糖等。双糖的许多理化性质类似于单糖，但只有部分双糖具有还原性，如乳糖和麦芽糖等。 蔗糖经水解后生成两分子单糖，具有还原性，水解过程中，旋光度由右变为左，这种旋光性质的变化称为转化，故蔗糖水解后得到的葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖。,1、按结构性质分类,（二）碳水化合物分类（2） 1、按结构性质分类,低聚糖 是指39个的单糖聚合物
4、，主要有异麦芽低聚糖（多种异麦芽低聚糖的混合物）和棉籽糖、水苏糖、低聚果糖等。所有单糖和双糖都溶于水，又称溶解性糖。多糖：是由10个以上的单糖分子缩合而成的大分子化合物，如淀粉、糊精、果胶、纤维素等。人体可以消化利用的多糖主要是淀粉（包括糊精）。 淀粉不溶于冷水、醇、醚等有机溶剂，不具有甜味，无还原性，但在酸或淀粉酶的作用下，可以分步水解，最后能得到具有还原性的葡萄糖。,2、还原糖和非还原糖,还原糖是指具有还原性的糖类，在糖类中葡萄糖分子中含有游离醛基；果糖分子中含有游离酮基；乳糖和麦芽糖分子中含有半缩醛羟基；因而都具有还原性，这些糖类统称为还原糖。不具有还原性的糖类，称非还原糖。非还原糖蔗糖
5、、低聚糖以及多糖（如糊精、淀粉），其本身不具还原性，但可以通过水解而生成相应的还原性单糖，通过测定水解液的还原糖含量就可以求得试样中相应糖类的含量，因此，还原糖是一般糖类定量的基础。,现代营养工作者分为两大类： 有效碳水化合物：对人体有营养（提供能量）性的称做有效碳水化合物 无效碳水化合物（膳食纤维）：膳食纤维：指人们的消化系统或者消化系统中的酶不能消化、分解、吸收的物质，但是消化系统中的微生物能分解利用其中一部分。 对于膳食纤维近几年来人们研究得多。因为它直接关系到人体健康。比如，西方国家的人普遍比东方国家吃得细、精，也就是他们吃的纤维少，谷类食物较少，而动物性食品多，蛋白质、油脂等高，所以
6、在他们国家得直肠癌的人较多。目前引起了他们的重视。最近他们有好多食品厂在面包中加一些膳食纤维（米糠、麸皮等），还专门有些食品直接破碎，比如用小麦、玉米破碎后加工即可食。这样各种维生素没有破坏，对身体有好处。 另外还要考虑到粮谷碾磨加工精度时，即要达到一定精白度，还要注意尽量减少维生素的损失。并注意保持膳食中纤维素有一定数量。,3、根据营养分类,1、糖是新生婴儿重要的营养成分。婴儿消化道内含有较多的乳糖酶，这种乳糖酶能把乳糖分解成葡萄糖和半乳糖。而半乳糖是构成婴儿脑神经的重要物质。如果用蔗糖代替乳糖，婴儿大脑发育受到影响。因此我国对婴儿专用乳粉中的乳糖有特别的要求：婴儿配方乳粉,(GB 1076
7、6-1997):乳糖占碳水化合物量配方，% 90 乳糖对于成年人来说，由于体内乳糖酶减少。乳糖不易被吸收。 2、糖是焙烤食品的主要成分之一。在焙烤食品中，糖与蛋白质发生美拉德反应。使焙烤制品产生金黄色的颜色。这种颜色可增加人们的食欲感。同时也增加了食品的色、香、味。 3、生理方面 1）提供能量。 2）构成细胞成分：糖与蛋白质结合成糖蛋白，糖蛋白都是构成软骨、骨骼等结缔组织的基质成分 3）促进消化：果蔬中的纤维素、果胶虽不能被消化机体利用、但可促进胃肠蠕动和消化。但它分泌有助于正常消化和排便功能。,（三）测定意义（乳粉中还原糖测定意义）,(一）定义和分类碳水化合物统称为糖类，是由碳、氢、氧三种元
8、素组成的一大类化合物。糖+蛋白质糖蛋白糖+脂肪糖脂 碳水化合物存在于各种食品的原料中（特别是植物性原料中）。 作为食品工业的主要原料和辅助材料。,1.1 碳水化合物分类, 在各种食品中存在形式和含量不一。糖分为单糖、双糖、多糖。 有效碳水化合物人体能消化利用的单糖、双糖、多糖中的淀粉。 无效碳水化合物多糖中的纤维素、半纤维素、果胶等不能被人体消化利用的。 这些无效碳水化合物能促进肠道蠕动。,碳水化合物,1.2 测定方法,单糖和低聚糖,物理法,化学法,色谱法：纸色谱法、薄层色谱法、,酶法,相对密度法,折光法,旋光法,还原糖法（斐林氏法、高锰酸钾法、铁氰化钾法）,碘量法,缩合反应法,多 糖,淀粉：
9、水解为单糖，再用单糖测定方法测定,果胶和纤维素：多采用重量法,食品中糖类物质的测定方法,直接滴定法法(改良的兰爱农法）高锰酸钾法萨氏法3，5二硝基水杨酸酚硫酸法蒽酮法半胱氨酸咔唑法,化学法,还原糖法,碘量法,比色法,纸色谱薄层色谱GCHPLC半乳糖脱氢酶测半乳糖、乳糖葡萄糖氧化酶测葡萄糖发酵法 测不可发酵糖重量法测果胶、纤维素、膳食纤维素,色谱法,酶法,（一）提取 可溶性的游离单糖和低聚糖总称为糖类，如葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖。提取糖类时，一般将试样磨碎浸渍成溶液，用石油醚提取，除去其中的脂类和叶绿素。常用的糖类提取剂有水和乙醇的水溶液。 1.水 糖类可用4050水作提取剂，如温度高时，将提
10、出相当量的可溶性淀粉和糊精。水提取液中，除了糖类以外，还有蛋白质、氨基酸、多糖及色素等干扰物质，影响过滤时间和结果的准确度，所以还需要进行提取液的澄清。通常糖类及其制品、水果及其制品用水作提取剂。用水作提取剂应注意： （1）温度不可过高：防止可溶性淀粉及糊精提取出来 。 （2）酸性试样：水果中含有有机酸等酸性物质，可使蔗糖等低聚糖在加热时被部分水解（转化），所以水果及其制品等酸性试样提取时要用碳酸钙中和后提取即提取液应控制在中性。 （3）萃取的液体：有酶活性时，同样是使糖水解，加入二氯化汞（HgCl2) 抑制酶活性。,1.3 可溶性糖类的提取和澄清,1.3 可溶性糖类的提取和澄清,2.乙醇的水
11、溶液糖类在乙醇水溶液中具有一定溶解度，当提取液中乙醇体积分数70%时，蛋白质及淀粉、糊精等多数都不溶解，形成沉淀，故对于含大量淀粉、糊精的试样宜用乙醇提取。常用的提取液中乙醇的体积分数为7585 (V/V)， 若试样含水量较高，混合后的乙醇最终浓度应控制在上述范围。乙醇作提取液还可避免糖被酶水解。,提取液的制备方法要根据样的性状而定，但应遵循以下原则： 取样量和稀释倍数的确定，要考虑所采用的分析方法的检测范围。一般提取经净化和可能的转化后，每毫升含糖量应在0.53.5mg之间，提取10克含糖2%的样品可在100毫升容量瓶中进行；而对于含糖较高的食品，可取510克样品于250毫升容量瓶中进行提取
12、。,1.3 可溶性糖类的提取和澄清,(1) 提取液的制备,含脂肪的食品，如乳酪， 巧克力，蛋黄酱及蛋白杏仁糖等，通常需经脱脂后再以水进行提取。一般以石油醚处理一次或几次，必要时可以加热。每次处理后，倾去石油醚层（如分层不好，可以进行离心分离），然后用水提取。, 含大量淀粉和糊精的食品，如粮谷制品，某些蔬菜，调味品，用水提取会使部分淀粉，糊精溶出，影响测定，同时过滤也困难，为此，宜采用乙醇溶液提取。乙醇溶液的浓度应高到足以使淀粉和糊精沉淀，通常用7075%的乙醇溶液。若样品含水量较高，混合后的最终浓度应控制在上述范围内。提取时可加热回流，然后冷却并离心，倾出上清液，如此提取23次，合并提取液，蒸
13、发除去乙醇。用乙醇溶液作提取剂时，提取液不用除蛋白质，因为蛋白质不会溶解出来。, 含酒精和二氧化碳的液体样品，通常蒸发至原体积1/31/4，以除去酒精和二氧化碳。但酸性食，在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性，以防止低聚糖被部分水解。,提取固体样品时，为提高提取效果，有时需加热，加热温度一般控制在4050，一般不超过80，温度过高时右溶性多糖溶出，增加下步澄清工作的负担，用乙醇做提取剂，加热时应安装回流装置。,试样经水或乙醇提取后，提取液中除含可溶糖外，还含有一些干扰物质，如单宁、色素、蛋白质、有机酸、氨基酸等，这些物质的存在使提取液带有色泽或呈现浑浊影响滴定终点，因此提取液均需要进行澄
14、清处理，即加入澄清剂，使干扰物质沉淀而分离。 澄清剂要求：作为糖类提取液的澄清剂必须能够完全地除去干扰物质，不吸附糖类，也不改变糖类的理化性质；同时，残留在提取液中的澄清剂应不干扰分析测定或很容易除去。常用的澄清剂有以下几种： 1.中性醋酸铅pb(Ac)23H2O 能除去蛋白质、单宁、有机酸、果胶、还能凝聚其他胶体，作用可靠，不会使还原糖从溶液中沉淀出来，在室温下也不会形成可溶性糖。但它脱色力差，不能用于深色糖液的澄清。适用于植物性试样、浅色糖及糖浆制品、果蔬制品、焙烤制品等。缺点：脱色力差，不能用于深色糖液的澄清，否则加活性炭处理。 2. 碱性醋酸铅 能除去蛋白质、色素、有机酸，又能凝聚胶体
15、，但它可形成较大的沉淀，可带走还原糖，特别是果糖。过量的碱性醋酸铅可因其碱度及铅糖的形成而改变糖类的旋光度，可用于深色的蔗糖溶液的澄清。缺点：沉淀颗粒大，可带走果糖。,（2）提取液的澄清,3. 醋酸锌溶液和亚铁氰化钾溶液 澄清效果良好，生成的亚铁氰酸锌沉淀（白色） ，可带走蛋白质，发生共同沉淀作用，适用于色泽较浅、富含蛋白质的提取液 (如乳制品) 的澄清，常用于沉淀蛋白质，对乳制品最理想。 4. 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液 二者合并使用生成氢氧化铜，沉淀蛋白质，可作为牛乳试样的澄清剂。 5. 氢氧化铝 能凝聚胶体，但对非胶态物质澄清效果不好，可用作较色溶液的澄清剂，或作为附加澄清剂。 6. 活性
16、炭 能除去植物性试样中的色素，但在脱色的过程中，伴随的蔗糖损失较大。对于质量浓度为0.2g/100mL的糖溶液,若使用动物活性炭0.5g进行脱色,不论左旋糖或右旋糖,被吸附的损失很少,但用动物性活性炭,则这些糖将被吸附损失6%8%。,澄清剂的使用,澄清剂的种类很多，性能也各不相同，应根据提取液的性质、干扰物质的种类、含量以及所采用的糖的测定方法，加以适当的选择。澄清剂的用量 在实际工作中避免使用过多的澄清剂。过量的澄清试剂会使分析结果出现失真的现象。使用铅盐作为澄清剂时，用量不宜过大，当试样溶液在测定过程进行加热时，铅与还原糖（果糖）反应，生成铅糖产生误差，使测得糖量降低。可加入除铅剂如草酸钾（K2CrO4）、草酸钠（Na2CrO4）、硫酸钠（Na2SO4）、磷酸氢二钠（Na2HPO4）等来减少误差，使用时加少量固体即可。,还原糖是一般糖类定量的基础。GB/T 5009.7-2008食品中还原糖的测定中有两种方法:第一法直接滴定法、第二法高锰酸钾滴定法（一）直接滴定法 1、原理试样经除去蛋白质后，在加热条件下，以次甲基蓝作指示剂，直接滴定已经标定过的碱性酒石酸铜溶液(用还原糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液)，还原糖将溶液中的二价铜还原成氧化亚铜。以后稍过量的还原糖使次甲蓝指示剂褪色，表示终点到达。根据试样溶液消耗体积，计算还原糖量。反应过程如下：,
