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1、第九章 糖类物质的测定（3学时）教学内容：1、糖类的概念、分类和测定意义。2、可溶性糖类的测定：（1）可溶性糖的提取和澄清；（2）还原糖的测定方法：碱性铜盐法（高锰酸钾滴定法、萨氏法、蓝-爱农法）；铁氰化钾；碘量法；（3）蔗糖的测定；（4）总糖的测定；（5）可溶性糖类的分离与定量方法。3、淀粉的测定：酸水解法和酶水解法、直链淀粉和淀粉a度的测定。4、粗纤维的测定，不溶性膳食纤维的测定。5、果胶物质的测定：称量法、咔唑比色法。教学要求：1、掌握糖类的概念、分类和测定意义。2、可溶性糖类的测定方法：掌握直接滴定法和蔗糖的测定，理解高锰酸钾滴定法，了解葡萄糖的测定；理解总糖的测定。3、掌握淀粉的测定
2、，了解直链淀粉和支链淀粉的测定。4、了解粗纤维、膳食纤维及果胶物质的测定。重点：可溶性糖类的测定、淀粉的测定。难点：可溶性糖类的测定、纤维的测定。第一节 概述碳水化合物是生物界三大物质之一（Pro，Fat），是自然界最丰富的有机物质。碳水化合物主要存在于植物界，如谷类食物和水果蔬菜的主要成分是CH2O。碳水化合物统称为糖类，它包含了单糖、低聚糖及多糖，是大多数食品中重要组成成分，也是人和动物体的重要能源。单糖、双糖、淀粉能为人体所消化吸收，提供热能，果胶、纤维素维持人体健康具有重要作用。碳水化合物在植物界分布很广，种类很多，谷类食物和水果、蔬菜的主要组分就是carb，（合理膳食组成中，碳水化合
3、物应占其总热能的5070%。但不大于70%，其中食糖的热能不能超过15%）一、碳水化合物的化学组成、分类1、化学组成碳水化合物是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。因此被人们称为“碳水化合物”即写成CH2O。它们可用通式Cn（H2O）m表示。2、分类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；低聚糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖）；多糖：营养性多糖（淀粉、糖原）、构造性多糖（纤维素、半纤维素、木质素、果胶）。现代营养工作者从营养角度分为两大类：有效碳水化合物：对人体有营养（提供能量）性，如单糖、低聚糖、糊精、淀粉、糖原。无效碳水化合物：
4、（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。主要指果胶、半纤维素、纤维素、木质素。但能促进肠道蠕动，改善消化系统机能，对维持人体健康有重要作用，人们膳食中不可缺少,防治肠道疾病。二、测定意义1、糖对于新生婴儿来说是最理想的。例如乳糖，因为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。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
5、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（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）（2）构成细胞成分（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、表示方法在食物成分表中，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。何谓总碳水化合物，何谓无氮抽出物。总碳水化合物（%）=100-（水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪）%无氮抽出物：是指不包括粗纤维在内的总碳水化合物，主要是指淀粉、糖原和糊等。无氮抽出物（%
6、）=100-（水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪+粗纤维素）%第二节 可溶性糖类的测定一、可溶性糖类的提取与澄清（一）提取常用溶剂有：水和乙醇，在提取糖类时，先将样品磨碎浸泡成溶液，若有脂肪的样品用石油醚提取，除去其中的脂肪和叶绿素。1、水作提取剂用水作提取剂，温度控制在45-50，利用水作提取剂时，还有pro、氨基酸、多糖、色素干扰，影响过滤时间，所以用水作提取剂应注意三个问题：（1）温度过高：是可溶性淀粉及糊精提取出来 。（2）酸性样品：酸性使糖水解（转化），所以酸性样品用碳酸钙中和，提取但应控制在中性。（3）萃取的液体：有酶活性时，同样是使糖水解，加二氯化汞可防止（二氯化汞可抑制酶活性）2、乙
7、醇（水溶液）作提取液乙醇作提取液适用于含酶多的样品 ，这样避免唐被水解。乙醇的浓度70-80。浓度过高，糖溶在乙醇中，用乙醇的目的，降低酶的作用，避免糖被酶水解。（二）澄清剂1、作用：使沉淀一些干扰物质，是提取液清亮透明，达到准确的测量糖类，常用澄清剂来澄清。干扰物质存在将影响分析结果，常见干扰物质有pro、Aa多糖及色素等。糖及糖制品，水果制品通常用水作提取剂。2、对澄清剂的要求：（1）除干扰物质完全，不吸附被侧物质糖（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3、实验室常用的澄清剂（1）中性醋酸铅pb(CH3COO)2.3H2O：适用于植物
8、性的萃取液。它能除去pro、丹宁、有机酸、果胶等杂质，还能聚集其他胶体；不会使还原糖从溶液中沉淀出来，。也不会生成可溶性的铅糖。它适用于浅色的糖及糖浆制品，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：适用深色的蔗糖溶液。它能除去pro、色素、有机酸，又能凝聚胶休；生成体积大的沉淀可带走还原糖（果糖）；改变糖的旋光度；只用以处理深色的蔗糖溶液。（3）醋酸锌溶液和亚铁氰化钾溶液：用于富含蛋白质的提取液，常用于沉淀蛋白质，对乳制品最理想。澄清效果良好；除蛋白质能力强，生成的亚铁氰酸锌（白色沉淀）与蛋白质共同沉淀，可带走或吸附pro。 适于色泽较浅
9、，富含pro的提取液如乳制品、豆制品等，是动物性样品的沉淀剂。（4）硫酸铜（CuSO4）：10mL CuSO4与4mlNaOH，在碱性条件下，Cu2+可使蛋白质沉淀。适于富含蛋白质的样品的澄清牛乳。（5）氢氧化铝（AL（OH）3）：能凝聚胶体，但对非胶态杂质的澄清效果不好，用于浅色糖溶液的澄清。或作为附加澄清剂。（6）活性碳：能除去植物生样品中的色素澄清剂的种类很多，性能也各不相同，应适当选择，但避免使用过量澄清剂，使用过量，会引起误差。适于颜色较深的提取液，但能吸附糖类。4、澄清剂的用量。以上的澄清剂用于较少的中性硅酸铝和硅酸锌和亚铁氰化钾。在一般操作时，加澄清剂量多少一定要恰当，用量太少，
10、达不到澄清的目的，用量太多使分析结果产生误差。要使误差为最小，必须适用最少量的澄清剂，或者加入除铅剂避免铅糖化合物生成。不同的物质，因干扰物质种类和含量的不同。二、食品中还原糖的测定直接滴定法、高锰酸钾法、葡萄糖氧化酶-比色法、碘量法。（一）直接滴定法1、原理将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基还原，溶液由蓝色变为无色，即为滴定终点。根据样液消耗
11、量可计算还原糖含量。实验结果表明，1mol葡萄糖只能还原5mol多一点的，且随反应条件而变化。因此，不能根据反应式直接计算出还原糖含量，而是用已知浓度的葡萄糖标准溶液标定的方法。2、适用范围及特点本法又称快速法，它是在蓝-爱农容量法基础上发展起来的，其特点是试剂用量少，操作和计算都比较简便、快速，滴定终点明显。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。本法是国家标准分析方法。3、试剂 碱性酒石酸铜甲液：称取15g硫酸铜 及0.05g四甲基蓝，溶于水中并稀释到1000 ml 碱性酒石酸铜乙液：取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠，溶于
12、水中，在加4g亚铁氰化钾，完全溶解后，再用水稀到1000 ml，储存于橡胶塞玻璃瓶内。 乙酸锌溶液：称取21.9g乙酸锌，加3 ml冰醋酸 ，加水溶解并稀释1000 ml。 106g/L亚铁氰化钾溶液。 盐酸。 葡萄糖标准液：准确称取1.000 g干燥至恒量的 纯葡萄糖，加水溶解后加入5 ml 盐酸，并以水稀释至1000 ml此溶液酶1 ml相当于1 ml葡萄糖。4、测定方法 样品处理 取适量样品，按前述的原则对样品进行提取，提取液移入250 ml容量瓶中，慢慢加入5 ml乙酸锌的溶液和5ml亚铁氰化钾溶液，加水至刻度，摇匀后静至30分钟。用干燥滤纸过滤，弃初滤液，收集滤液备用。 碱性酒石酸铜
13、溶液的标定准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml，置于250ml锥形瓶中，加水10ml，加玻璃珠3粒。从滴定管滴加约9ml葡萄糖标准溶液，加热使其在2分钟内沸腾，准确沸腾30分钟，趁热以每2秒一滴的速度滴加葡萄糖标准溶液，直至溶液蓝色刚好图褪去为终点。记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。平均做操作3次，取其平均值。 F = c V式中：F10mg碱性酒石酸铜溶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溶液的总体积，mL。 样品溶液预测吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各 5 ml，置于250ml锥形瓶中，加水10ml，加玻璃珠3粒。加热使其在2分钟内沸腾，准确沸
14、腾30秒钟，趁沸以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品液，须始终保持溶液的沸腾状态，待溶液蓝色变浅时，趁热以每2秒一滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录消耗溶液的体积。 样品溶液测定吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml，置于250ml锥形瓶中，加水10ml，加玻璃珠3粒。从滴定管加入比预测时样品溶液消耗总体积少1ml的样品液，使其在2分钟内加热至沸，准确沸腾30秒钟，趁热以每2秒一滴的速度继续滴定，直至蓝色刚好褪去为终点。记录消耗样品液的体积。平均做操作3次，取其平均值。5、结果计算还原糖（以葡萄糖计%）= 式中：m样品质量, g；F10mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量，mg；V测定
15、时平均消耗样品溶液的体积，ml；250样品溶液的总体积,ml。6、说明与讨论 醋酸锌及亚铁氰化钾作为蛋白质沉淀剂这两种试剂混合形成白色的氰亚铁酸锌沉淀，能使溶液中的蛋白质共同沉淀下来。 此法所用的氧化剂碱性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。 本法是根据一定量得碱性酒石酸铜溶液（Cu2+量一定）消耗得样液来计算样液中还原糖含量，反应体系中Cu2+的含量是定量的基础，所以在样品处理时，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。 次甲基蓝也是一种氧化剂，但在测定条件下氧化能力比Cu+2弱，故还原糖先Cu2+与反应， Cu2+完全反应后，稍过量的还原糖才与次甲基蓝指示剂反应，使之由蓝色变为无色，指示到达终点。 为消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰，在碱性酒石酸铜乙液中加入少量亚铁氰化钾，使之与Cu2O生成可溶性的无色络合物，而不再析出红色沉淀，其反应如下：Cu2O + K4Fe(CN)6 +H2OK2Cu2Fe(CN)6 +2KOH 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条件下会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀，使试剂有效浓度降低
