二)高锰酸钾滴定法--第一国标法(贝尔德蓝Bertrand法) 本法由Bertrand于1906年提出,故名1.原理 还原糖+碱性酒石酸铜试剂(斐林试剂)→ Cu2O(沉淀)→过滤(古氏坩埚)→ 洗涤(热水,60℃)→溶解(酸性硫酸铁溶液)Fe3+ → Fe2+(与Cu2+等当量)(用KMnO4标准溶液滴定生成的Fe2+,根据消耗的ml数,计算Cu2O量),将一定量的样液与一定量过量的碱性酒石酸铜溶液反应,在加热条件下,还原糖把二价铜盐还原为氧化亚铜反应式同直接滴定法经抽气过滤,得到氧化亚铜沉淀,加入过量的酸性硫酸铁溶液将其氧化溶解,而三价铁盐被定量地还原为亚铁盐,反应式: Cu2O+ Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O,用高锰酸钾标准溶液滴定生成的亚铁盐 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O根据滴定时高锰酸钾标准溶液消耗量,计算氧化亚铜含量再从检索表(附表10)中查出与氧化亚铜量相当的还原糖量,即可计算出样品中还原糖含量162——166页),结果计算:,还原糖(%),式中:c-----高锰酸钾标准溶液的浓度,mol/L;V-----测定用样液消耗高锰酸钾标准溶液体积,ml;V0-----试剂空白消耗高锰酸钾标准溶液体积,ml;143.08-----氧化亚铜的摩尔质量,g/mol;x--与滴定时所消耗的高锰酸钾标准溶液相当的氧化亚铜量,mg;A----由x查附表10得出的氧化亚铜相当于还原糖的质量, mgV1-----样品处理液总体积,ml;V2-----测定用样品溶液体积,ml;m-----样品质量,g。
2.适用范围及特点本法是国家标准分析方法,适用于各类食品中还原糖的测定,有色样液也不受限制方法的准确度高,重现性好,准确度和重现性都优于直接滴定法但操作复杂、费时,需使用特制的高锰酸钾法糖类检索表163页 古式坩埚 ——垂融漏斗——,GB/T 5009.7—2003《食品中还原糖的测定》1. 直接滴定法(先标定再测定)2. 高锰酸钾法,三、蔗糖的测定,蔗糖是葡萄糖和果糖组成的双糖,没有还原性,不能用碱性铜盐试剂直接测定,但在一定条件下,蔗糖可水解为具有还原性的葡萄糖和果糖(转化糖)因此,可以用测定还原糖的方法测定蔗糖含量对于纯度较高的蔗糖溶液,其相对密度、折光率、旋光度等物理常数与蔗糖浓度都有一定关系,故也可用物理检验法测定 这里介绍还原糖法1.原理样品脱脂后,用水或乙醇提取,提取液经澄清处理以除去蛋白质等杂质,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实际上测定还原糖包括两部分:一是样品中原有的还原糖、二是蔗糖经酸水解后的还原糖测定食品中蔗糖量,可分别测定样品水解前的还原糖量以及水解后的还原糖量,两者之差再乘以校正系数0.95,即为蔗糖量。
C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 342g 180g 180g342/(180+180)=0.95即1g转化糖量相当于0.95g蔗糖量2. 试剂 ① 用 0.1%转化糖标准溶液标定斐林试剂3.测定方法样品的转化:取一定量样品,按直接滴定法或高锰酸钾滴定法中的样品处理方法处理吸取处理后的样液2份各50ml,分别放入l00ml容量瓶中一份加入5ml 6mol/L盐酸溶液,置68—70℃水浴中加热15分钟,取出迅速冷却至室温,加2滴甲基红指示剂,用NaOH溶液中和至中性,加水至刻度,混匀另一份直接用水稀释到100m1然后按直接滴定法或高锰酸钾滴定法测定还原糖含量GB/T 5009.8—2003《食品中蔗糖的测定》转化为还原糖再测定,四、总糖的测定食品生产中通常需要测定其总量,这就提出了“总糖”的概念总糖:是指具有还原性的糖(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总糖=还原糖+蔗糖总糖是食品生产中常规分析项目它反映的是食品中可溶性单糖和低聚糖的总量,其含量高低对产品的色、香、味、组织形态、营养价值、成本等有一定影响。
总糖是麦乳精、糕点、果蔬罐头、饮料等许多食品的重要质量指标总糖的测定通常是以还原糖的测定方法为基础的,常用的是直接滴定法,此外还有蒽酮比色法等常以转化糖计测定方法 样品处理 蔗糖水解(样品及蔗糖标准液) 还原糖法测定,① 样品处理:按还原糖测定法中的方法进行② 样品中总糖量测定:吸取50ml样品处理液于100mL容量瓶中,加6mol/L盐酸5mL,在68~70℃水浴中加热15min,冷却后加2滴甲基红指示剂,用200g/L(体积分数)氢氧化钠中和至中性,加水至刻度,混匀,按还原糖测定方法中直接滴定法或高锰酸钾法进行测定结果计算,式中ω-----以转化糖计,总糖的质量分数,%; m2-----直接滴定法中10mL碱性酒石酸铜相当于转化糖量,mg,或高锰酸钾法中查表得出相当的转化糖量,mg;m-----样品质量,g; V1-----样品处理液总体积,mL; V2-----测定总糖量取用水解液体积,mL;,说明与讨论:①总糖测定结果一般以转化糖计,但也可以以葡萄糖计,要根据产品的质量指标要求而定如用转化糖表示,应该用标准转化糖溶液标定碱性酒石酸铜溶液,如用葡萄糖表示,则应该用标准葡萄糖溶液标定。
②食品分析中的总糖与营养学中总糖的概念不同 食品分析中的总糖:=还原糖+蔗糖 营养学中的总糖:=还原糖+蔗糖 +淀粉 ;总糖是指能彼人体消化、吸收利用的糖类物质的总和,包括淀粉这里所讲的总糖不包括淀粉,因为在测定条件下,淀粉的水解作用很微弱③果糖在酸性介质中将逐渐被分解,当有蛋白质、氨基酸存在时,这种分解作用更易进行故在测定中应严格控制水解条件,即保证蔗糖的完全水解又要避免其他多糖的分解且水解结束后应立即取出,迅速冷却中和,以防止果糖及其他单糖类的损失五、可溶性糖类的分离与定量,主要方法: 1. 纸色谱法——分离效果差,操作时间长 2. GC法——糖不易挥发 3. 薄层色谱法(TLC)——问题同纸色谱法 4. HPLC法特别是离子色谱法(IC法)——用高性能阴离子交换柱前面介绍的都有是几种糖的总量,如需要对每一种糖分别进行定性和定量,则普通的物理方法、化学方法不能胜任现在一般都采用层析法,包括纸层析,薄层层析、气相色谱、高效液相色谱、离子色谱、电泳层析等1、气相色谱糖类物质属于非挥发性物质,如能制成具有挥发性的衍生物,则可采用气相色谱法(GC)测定常用的衍生物有:三氯硅烷(TMS)衍生物、三氟乙酰(TEA)衍生物、乙酰衍生物和甲基衍生物等,以前两种最常用。
详见教材P131-P132或有关专门书籍TMS—— 糖的三氯硅烷衍生物,2、高效液相色谱此法发展很快,在可溶性糖的分离与定性定量中,应用最普遍样品溶液经适当的前处理后,选择适当的分离柱、流动相几乎可作为所有的游离糖的测定如QB/T2491-2000介绍的例子HPLC法,离子色谱法图谱,第三节 淀粉的测定,许多食品中都含有淀粉,有的是来自原料,有的是生产过程中为了改变食品的物理性状做为添加剂而加入的 如在糖果制造中做为填充剂:各种硬糖和奶糖,在成形过程中,加入淀粉可防止相互粘结和吸湿在雪糕、棒冰等冷饮食品中做为稳定剂; 在午餐肉等肉类罐头中做为增稠剂,以增加制品的结着性和持水性; 在面包、饼干、糕点生产中用来调节面筋浓度和胀润度,使面团具有适合于工艺操作的物理性质等 在其他食品中还可作为胶体生成剂、保湿剂、乳化剂、粘合剂等 有的食品不仅含淀粉高,而且都是用淀粉制造的比如粉丝、粉条、粉皮、凉粉、绿豆糕等淀粉含量是某些食品主要的质量指标,是食品生产管理中常作的分析项目稳定剂——雪糕、冷饮食品 增稠剂——肉罐头 胶体生成剂 保湿剂 乳化剂 粘合剂 填充料——糖果,淀粉的作用,,淀粉的主要性质如下: ① 水溶性:直链淀粉不溶于冷水,可溶于热水,支链淀粉常压下不溶于水。
只有在加热并加压时才能溶解于水 ② 醇溶性:不溶于浓度在30%以上的乙醇溶液 ③ 水解性:在酸或酶的作用下可以水解,最终产物是葡萄糖 ④ 旋光性:淀粉水溶液具有右旋性[α]D 为(+)201.5一205 ⑤ 与碘有呈色反应(是碘量法的专属指示剂),20,淀粉的测定方法有多种,都是根据淀粉的理化性质而建立的常用的方法有: 1.酸水解法 2.酶水解法 3.旋光法----适合淀粉含量高的样品(如谷物)的测定 4.酸化酒精沉淀法-----适用于蛋白质、脂肪含量较高的熟肉制品 (利用淀粉不溶于30%+的乙醇).如:午餐肉、火腿、灌肠等食品中淀粉的测定GB 国家标准方法,—、酸水解法 (一) 原理,样品经乙醚除去脂肪,乙醇除去可溶性糖类后,用盐酸水解淀粉为葡萄糖水解反应为:(C6H10O5)n+nH2O═nC6H12O6162 180 然后按还原糖测定方法测定水解所得的葡萄糖含量,再把葡萄糖含量折算为淀粉含量换算系数为:162/180=0.9 二)适用范围及特点此法适用于:淀粉含量较高,而半纤维素等其他多糖含量较少的样品对富含半纤维素、多缩戊糖及果胶质的样品,因水解时它们也被水解为木糖、阿拉伯糖等还原糖,使测定结果偏高。
该法操作简单、应用广泛,但选择性和准确性不及酶法三)说明与讨论,淀粉水解: 于250m1锥形瓶中加入30 ml 6 mol/L盐酸,装上冷凝管,置沸水浴中回流 2 h ,速冷蔗糖水解:于250m1锥形瓶中加入5 ml 6 mol/L盐酸,置68—70℃水浴中15 min ,速冷二、酶水解法,国标第一方法 仲裁法 是测淀粉含量最准确的方法,(一)原理样品经除去脂肪和可溶性糖类后,在淀粉酶的作用下,使淀粉水解为麦芽糖和低分子糊精,再用盐酸进一步水解为葡萄糖,然后按还原糖测定法测定其还原糖含量,并折算成淀粉含量计算公式同酸水解法二).适用范围及特点因为淀粉酶有严格的选择性、它只水解淀粉而不会水解其他多糖,如纤维素、半纤维素、多缩戊糖、果胶质等多糖,所以该法不受这些多糖的干扰,水解后可直接通过过滤除去这类多糖 适合于这类多糖含量高的样品,分析结果准确可靠,重现性好但操作复杂费时 本法为GB/T5009.9-1985 中的第一法3. 操作方法样品用乙醚除脂肪→ 用80%的乙醇除可溶性糖→ 然后,淀粉水解→麦芽糖+低分子糊精→过滤→滤液→酸化→葡萄糖→测定还原糖含量 测定还原糖含量 *0.9=淀粉含量含淀粉 糊精、麦芽糖 葡萄糖 样品,4.说明与讨论,①脂肪的存在会妨碍酶对淀粉的作用及可溶性糖类的去除,故应用乙醚脱脂。
若样品中脂肪含量较少,可省略此步骤② 淀粉粒具有晶格结构,淀粉酶难以作用加热糊化破坏了淀粉的晶格结构,使其易于被淀粉酶作用酶水解开始要使淀粉糊化, 将烧杯置沸水浴上加热15分钟,使放冷至60 ℃以下,然后再加入20m1淀粉酶溶液,在55 ~ 60℃保温1小时,并不时搅拌取1滴此液于白色点滴板上,加1滴碘液应不呈蓝色,若呈蓝色,再加热糊化,冷却至60c以下,再加20m1淀粉酶溶液,继续保温,直至酶解液加碘液后不呈蓝色为止,加热至沸使酶失活,冷却后移入250m1容量瓶中,加水定容混匀后过滤,弃去初滤液,收集滤液备用③使用淀粉酶前,应确定其活力及水解时加入量可用已知浓度的淀粉溶液少许,加入一定量淀粉酶溶液,置55~60℃水浴中保温1h,用碘液检验淀粉是否水解完全以确定酶的活力及水解时的用量蒽酮-比色法淀粉用稀酸水解为葡萄糖,然后在较高温度下用浓硫酸使葡萄糖脱水生成羟甲基糠醛,再使之与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物其呈色强度与溶液中葡萄糖的含量成正比,在630nm 波长下测定吸光度,根据预先制得的标准曲线求得淀粉的浓度,再换算成样品中淀粉含量由于单糖、双糖、糊精和纤维素等都可与蒽酮试剂作用,故在淀粉水解前要除去这些干扰物质。
该法是微量法,适合于含微量淀粉的样品,具有灵敏度高、试剂用量少等优点但反应温度、显色时间、样液有无颜色和沉淀等都将影响实验结果,因此必须严格控制反应条件。