碳水化合物的测定副本

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1、第八章 食品中碳水化合物的测定 Chapter 8 Determination of Carbohydrates in Food,教学要求： 1、掌握提取液的澄清方法 2、掌握还原糖、蔗糖、总糖的测定方法和可溶性糖的分离定量方法 3、掌握测定淀粉、粗纤维、果胶的一般方法 。 本章重点： 食品中总糖、还原糖、淀粉、果胶及粗纤维含量的测定。 本章难点： 各种糖的提取和澄清,第一节 概述,一、碳水化合物的化学组成、分类和性质 1、化学组成(chemical composition) 碳水化合物是C、H、O三元素组成一类多羟基醛或多羟基酮化合物，而且绝大多数氢原子是氧原子的两倍。即氢与氧为2：1。 2

2、、分类 (chemical classification) 按照有机化学可分成三类，它是根据在稀酸溶液中水解情况分类。,单糖(monosaccharides) 低聚糖(disaccharides) 有效碳水化合物 糊精(cyclodextrin) 淀粉(starch) 糖原（glycogen） 碳水化合物 果胶(pectins) 无效碳水化合物 半纤维素(hemicellulose) 纤维素(cellulose) 木质素(lignin),凡是人们的消化系统或消化系统中的微生物不能加以消化，分解被人体吸收，利用的碳水化合物称为无效碳水化合物。 膳食纤维对加强肠胃蠕动，消除便秘预防肠癌有用。 在食

3、物成分表中，食品中碳水化合物含量通常以总碳水化合物或无氮抽出物来表示，二者都以减差法计算。 总碳水化合物（%）=100-（水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪）% 无氮抽出物（%）=100-（水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪+粗纤维素）%,3、性质chemical property （1）糖的显色反应 单糖与浓盐酸或浓硫酸作用，脱去三分子水生成糖醛。 （2）还原性 （3）旋光性 二、测定的意义 1、糖类对改变食品的形态、组织结构、物化性质以及色、香、味等感官指标有重要作用 2、食品的主要质量指标 3、膳食参考,三、检验方法 1、物理方法：旋光法、相对密度法、折光法。 2、化学法：费林氏法、高锰酸钾法、碘量

4、法、铁氢化钾法等。 3、物理化学法：蒽酮比色分光光度法、色谱法等。 4、酶法：半乳糖脱氢酶测半乳糖、乳糖葡萄糖氧化酶测葡萄糖 5、发酵法：测不可发酵糖 6、重量法：测果胶、纤维素、膳食纤维素,第二节 可溶性糖类的提取与澄清,一、提取 可溶性糖：可溶性的游离态单糖和低聚糖的(oligosaccharides)总称。 1、水溶液提取糖制品、水果制品适用 样品磨碎 4050水浸渍 去脂和叶绿素（加石油醚） 去干扰物和防酶水解加入HgcL2 ，干扰物有蛋白质、氨基酸、多糖等 测定 水果样品调pH至中性防低聚糖水解。酸条件下易水解,2、乙醇水溶液提取剂 7585%的乙醇提取可使蛋白质及大多数多糖(pol

5、ysaccharides)不能溶解和避免糖类被酶水解。 总结： 提取原则： a、取样量和稀释倍数的确定，要根据所采用的分析方法的检测范围。 一般提取液经净化和可能的转化后，每毫升含糖量应在0.53.5mg之间。 b、含脂肪的食品，通常要经脱脂后再以水来进行提取。,c、含有大量淀粉和糊精的食品，宜用乙醇提取 d、含酒精和CO2的液体样品，通常蒸发至原体积的1/31/4，以除去酒精和CO2。但酸性食品，在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性 e、提取固体样品时，有时要加热，温度一般控制在4050 ,二、提取液的澄清 1、澄清剂 作用：沉淀一些干扰物质，保证测定准确 对提取剂的要求： a、能完全

6、除去干扰物（蛋白、单宁、有机酸、果胶等） b、不吸附糖类，不改变糖的物理性质 c、过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，或易于除掉,2、几种常用的澄清剂 1）中性醋酸铅pb（AC）23H2O 适于植物样品，浅色的糖及糖浆制品，果蔬制品，焙烤制品，但是，脱色力差、不能用于深色糖液的澄清,草酸钾、草酸钠、硫酸钠、磷酸氢二钠,2）碱性醋酸铅 处理深色的蔗糖液供旋光测定用，但是有沉淀中带走还原糖等负作用。 3）醋酸锌液和亚铁氰化钾液 适于色浅富含蛋白质的提取液乳制品,4）硫酸铜液（和1N氢氧化纳混用） 作牛乳等样品的澄清用 5）氢氧化铝（铝乳） 作浅色糖液的澄清剂，能凝聚胶体，但对非胶态杂质的澄清效果不

7、好 6）活性碳 除去植物性样品中的色素，但吸附夹带糖，动物性活性碳好些 7）三甲氯硅烷、六甲基二硅烷 有机澄清剂、效果好，但价格高,第三节 单糖和低聚糖的测定,一、还原糖的测定 还原糖的测定方法很多，如直接滴定法、比色法、比重法、高锰酸钾法、萨氏法和碘量法等。 一）兰埃农法（Lau-Egnon滴定法） 适用于各类食品中还原糖的测定，还原糖国际标准分析方法,1、原理 样品除去蛋白质后，以亚甲蓝为指示剂，用样液直接滴定标定过的费林试液，达到终点时，稍微过量的还原糖即可将蓝色的亚甲蓝指示剂还原成无色，而显出氧化亚铜的砖红色 2、试剂配制 3、测定步骤 1）试剂的标定 费林试液甲、乙各5mL于150m

8、L锥形瓶中 加水10mL、玻璃珠2粒、葡萄糖标准液9.5mL 加热在2min内沸腾，加亚甲蓝指示剂23d 每2s1滴滴加葡萄糖标准液至蓝色褪去 读数、重复3次取平均值 计算,FcV 式中： F10mL裴林试液相当于葡萄糖的质量，mg； c葡萄糖标准溶液的浓度，mg/mL； V标定时消耗葡萄糖标准液的平均体积，mL。,2）样品处理 处理方法见上述第二节内容。 3）粗滴定 费林试液甲、乙各5mL于150mL锥形瓶中 加水10mL、玻璃珠2粒 2min内加热至沸趁沸以先快后慢的速度滴加样液 待颜色变浅后加入亚甲蓝指示剂23d 滴加样液至蓝色消失 记录体积 重复3次。,4）精滴定 费林试液甲、乙各5m

9、L、10mL水、比粗滴定少0.51.0mL样液和2颗玻璃珠于150mL锥形瓶中 加热2min内沸腾 维持沸腾2min 加入亚甲蓝指示剂23d 滴入样品液至蓝色褪尽。 全过程在5min内操作完成,5）计算： 还原糖（以葡萄糖计%）= F 250 / （mV 1000 ） 100 式中: F还原糖因数（10mL费林试剂相当的还原糖毫克数）； 250样品液总体积，mL； V样品液滴定量，mL；,6）、注意事项 a、在加热至沸时方能滴定，否则隐色体会被空气中的氧氧化，又呈蓝色而得不出结果；另外也可加快反应速度 b、整个过程在5min内完成，过时会影响结果 c、若滴定量有小量出入可校正，过大则不适用 d

10、 、碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存，用时才混合，否则酒石酸钾钠铜络合物长期在碱性调件下会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀，使试剂有效浓度降低,e、滴定时不能随意摇动锥形瓶，更不能把锥形瓶从热源上取下来 f、此法所用的酒石酸铜的氧化能力较强，醛糖和酮糖都可被氧化，所以测得的是总还原糖量 g、影响测定结果的注意操作因素是反应液碱度、热源强度、煮沸时间和滴定速度。因此，测定时应严格控制上述实验条件，应力求一致 h、在样品处理时，不能用铜盐作为澄清剂，以免样液中引入Cu2+，得到错误的结果 I、样品溶液必须进行预测。原因是对样品中还原糖浓度有一定要求。,二）直接滴定法 1、原理（见兰-埃农法） 2、试剂配制

11、方法 1）费林试液的标定,2）粗滴定,3）精滴定,三）高锰酸钾滴定法（又称贝尔德蓝法 Bertrand） 样液与过量的费林试剂共热，过滤后得到Cu2O沉淀，加入过量的酸性硫酸铁溶液将其氧化溶解，而三价铁盐被定量还原为亚铁盐，用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的亚铁盐，根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出Cu2O的量，再从检索表中查出Cu2O量相当的还原铜量，即可计算出还原糖含量,三）萨氏法 试样+过量铜试剂共热，生成Cu2O， Cu2O在酸性条件下溶解为一价铜离子，并能定量的消耗碘化钾与碘酸钾在酸性条件下反映生成的一定量的游离碘，碘被还原为碘化物，而一价铜被还原为二价铜，剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定，

12、同时做空白实验，根据硫代硫酸钠标准溶液消耗量可求出与一价铜反应的碘量，换算间接知还原糖量,2Cu+ + I2 = 2Cu2+ +2 I- I2 + 2 Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2 NaI,四）铁氰化钾法 还原糖在碱性溶液中将铁氰化钾还原为亚铁化钾，本身被氧化为相应的糖酸。剩余的铁氰化钾在乙酸的存在下，与过量的碘化钾作用析出碘。析出的碘用硫代硫酸钠溶液标定。,五）其它方法 1、碘量法 样品经处理后，取一定量样液于碘量瓶中，加入一定量过量的碘液和过量的NaOH溶液，样液中的醛糖在碱性条件下生成醛糖酸钠（稳定）由于反应液中碘和NaOH都是过量的，两者作用生成次碘酸钠，当加入盐酸使呈酸

13、性时，析出碘。用硫代硫酸钠滴定析出的碘，换算知醛糖的量。 1mmol碘相当于180mg葡萄糖；342mg麦芽糖；360mg乳糖。,2、3，5二硝基水杨酸比色法 在氢氧化钠和丙三醇存在下 还原糖将3，5二硝基水杨酸中的硝基还原为氨基 氨基化合物在氢氧化钠液中呈桔红色 颜色与还原糖量有线性关系，在540nm波长处有最大吸收 3、酶-比色法 葡萄糖氧化酶在有氧条件下，催化-D-葡萄糖氧化，生成D-葡萄糖酸-内酯和过氧化氢，受过氧化氢酶催化，过氧化氢与4-氨基安替比林生成红色醌亚胺。在波长505nm处测定醌亚胺的吸光度，可计算出葡萄糖的含量。,二、蔗糖(sucrose)的测定 1、原理 样品脱脂，用水

14、或乙醇提取，提取液经澄清处理除去蛋白质等杂质，再用盐酸进行水解，使蔗糖转化为还原糖。然后按照还原糖测定方法分别测定水解前后样品液中还原糖含量，两者差值即为由蔗糖水解产生的还原糖量，乘以一个换算系数即为蔗糖含量。,2、试剂及转化糖标准溶液标定 称经105烘干的纯蔗糖1.9000g 洗入1000mL容量瓶中，定容 取50mL于100mL容量瓶中 加浓盐酸（6mol/L）5mL摇匀 于6870水浴中加热15min 迅速冷却 加甲基红指示剂2d 20%NaOH中和至中性 定容备用（含转化糖1mg/mL）。 3、测定方法 1）F值确定：10mL费林试剂相当于转化糖的质量，mg。,2）测定方法 样品脱脂，

15、用水或乙醇提取 澄清去除蛋白质 样品液2份各50mL分放于100mL容量瓶中 1份加浓盐酸（6mol/L）5mL摇匀 于6870水浴中加热15min 迅速冷却 加甲基红指示剂2d 20%NaOH中和至中性、定容 另一份用水定容 还原糖法测定。,3）计算 蔗糖(%) F(100/V2100/V1) /m50/2501000 0.95100 式中: F实测相当于10mL费林试剂对应的转化糖数质量，mg； V2滴定mL数； V1空白滴定mL数 ； m样品重，g； 0.95换算系数（0.95蔗糖可能转化为1.0g转化糖）。,4、注意事项 a、蔗糖的水解条件远比其他双糖的水解条件低，在本方法规定的水解条件下，蔗糖可完全水解，而其他双糖和淀粉等的水解作用很小，可忽略不计。 b、为获得准确的结果，必须严格控制水解条件。 c、用还原糖法测定蔗糖时，为减少误差，测得的还原糖含量应以转化糖表示。 GB/T 5009.82003食品中蔗糖的测定,三、总糖(total carbohydrate)的测定 食品中的总糖是指具有还原性的糖和在测定条件下能水解为还原性单糖的蔗糖的总量。 在营养学