直接滴定法測(cè)定糖、蔗糖和總糖的實(shí)驗(yàn)條件探討

直接滴定法測(cè)定糖、蔗糖和總糖的實(shí)驗(yàn)條件探討

糖是食品中的三種養(yǎng)分（蛋白質(zhì)、脂肪和糖）之一。它在許多食品中發(fā)揮著重要作用，尤其是在糖行業(yè)。另外其還同農(nóng)業(yè)發(fā)展密切相關(guān),當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展已成為中國(guó)和諧社會(huì)建設(shè)的一個(gè)重大課題,增加農(nóng)副產(chǎn)品的附加值,將農(nóng)副產(chǎn)品深加工成糖果是促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)很好的思路和行之有效的辦法。同時(shí)糖還起到改變食品物理和化學(xué)性質(zhì)的作用,如形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、感官(如色、香、味),等等。在糖果、涼果等含糖的小食品中,糖的組成及比例直接關(guān)系到食品的風(fēng)味和質(zhì)量,如糖在熬煮過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生焦糖化反應(yīng)、與含氮化合物產(chǎn)生美拉德反應(yīng),等等,這既可賦予食品誘人的色澤和風(fēng)味,也可使食品產(chǎn)生異味和不協(xié)調(diào)的色彩,因此,必須根據(jù)工藝的需要加以控制。另在酸性食品中加入糖可豐滿(mǎn)食品的風(fēng)味,使食品更加酸甜可口,當(dāng)然在添加時(shí)一定要控制好糖酸比。潮州市庵埠鎮(zhèn)是我國(guó)著名的小食品加工生產(chǎn)的重要散集地,有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)以生產(chǎn)糖果類(lèi)小食品為主,隨著生產(chǎn)的規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化,做好此類(lèi)小食品的糖的檢測(cè)工作有利于促進(jìn)此類(lèi)食品廠(chǎng)商的有序發(fā)展。我所每年承擔(dān)的食品檢測(cè)任務(wù)中,糖(還原糖、蔗糖和總糖)的檢測(cè)占有很大的比例,因此探討各種實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)糖類(lèi)(特別是還原糖)檢測(cè)的影響,提高實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試結(jié)果就顯得非常重要。糖類(lèi)定量分析一般以還原糖的測(cè)定為基礎(chǔ)。還原糖是指具有還原性質(zhì)的糖,如葡萄糖、果糖、乳糖和麥芽糖。其他雙糖(如蔗糖)三糖及多糖(如淀粉),因本身不具還原性,屬于非還原糖,這可通過(guò)水解的方法生成相應(yīng)的還原性單糖。本文在各種實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,探索了直接滴定法檢測(cè)還原糖、酸水解法檢測(cè)蔗糖及總糖的檢測(cè)方法,并根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)方法進(jìn)行改良,使還原糖測(cè)定的實(shí)驗(yàn)條件得到改進(jìn)和完善,降低了試驗(yàn)誤差,產(chǎn)生了良好效果。1總還原糖測(cè)定法直接滴定法是國(guó)家指定的標(biāo)準(zhǔn)方法,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB/T5009.7–2003。該法適用于各類(lèi)還原糖的測(cè)定,檢測(cè)的是總還原糖量。其比高錳酸鉀法操作簡(jiǎn)單。氧化劑為堿性酒石酸銅,氧化能力較強(qiáng),無(wú)論醛糖和酮糖都可被氧化。此法需注意如下幾個(gè)問(wèn)題。1.1cu2+澄清劑對(duì)還原糖含量的影響從標(biāo)準(zhǔn)可知從堿性酒石酸銅的消耗量可計(jì)算樣品溶液中還原糖的含量,此反應(yīng)以Cu2+的定量為基礎(chǔ),因此樣品處理時(shí)不能使用含銅鹽的澄清劑處理樣品,否則會(huì)影響樣品溶液中Cu2+含量,得出錯(cuò)誤結(jié)果。1.2還原糖的制備次甲基藍(lán)指本身也是一種氧化劑,氧化型為藍(lán)色,還原型為無(wú)色。次甲基藍(lán)的氧化能力比堿性酒石酸銅弱,故還原糖會(huì)先與Cu2+發(fā)生反應(yīng),Cu2+完全反應(yīng)后跟次甲基藍(lán)反應(yīng)。稍微過(guò)量一點(diǎn)的還原糖則將次甲基蘭指示劑還原,使之由蘭色變以無(wú)色,指示滴定終點(diǎn)。1.3氧化亞銅沉淀系統(tǒng)論治氧化亞銅法在堿性酒石酸銅乙液中加入少量亞鐵氰化鉀,使之與CuO生成可溶性的無(wú)色絡(luò)合物,而不再析出紅色沉淀,其反應(yīng)式如下:為此,堿性酒石酸銅甲液和乙液應(yīng)分別儲(chǔ)存,臨用時(shí)才混合,以避免酒石酸鉀鈉銅絡(luò)合物長(zhǎng)期在堿性條件下,會(huì)慢慢分解析出氧化亞銅沉淀,使試劑的有效濃度降低。1.4u3000石棉板和連續(xù)劑的應(yīng)用直接滴定法測(cè)定還原糖時(shí)需要加熱滴定,長(zhǎng)期測(cè)試證明加熱滴定時(shí)最好使用專(zhuān)用的滴定裝置,圖1為我所使用的滴定裝置,能有效的檢測(cè)還原糖。在使用本裝置滴定樣品溶液中還原糖時(shí),在800～1000W功率萬(wàn)用電爐加熱條件下,采用80mm的石棉板,將專(zhuān)用滴定裝置的橡膠塞塞緊瓶口,可以保證瓶?jī)?nèi)溶液2min至沸,在滴定時(shí)亦能維持溶液的沸騰狀態(tài),同時(shí),更重要的是:由于錐形瓶口被膠塞塞緊,可使上升蒸氣阻止空氣侵入滴定反應(yīng)體系中,獲得比較準(zhǔn)確的定量結(jié)果,提高平行樣品的測(cè)量精確度。另一方面,密閉加熱可以加快還原糖與Cu2+的反應(yīng)速度,由于次甲基藍(lán)的變色反應(yīng)是可逆的,還原型次甲基蘭遇到空氣中的氧時(shí),又會(huì)被氧化為氧化型,再變?yōu)樘m色。此外,氧化亞銅也極不穩(wěn)定,容易與空氣中的氧結(jié)合而被氧化,從而增加還原糖的消耗量,容易造成結(jié)果偏高。1.5樣品溶液的初始定期檢測(cè)由于直接滴定法對(duì)樣品溶液中的還原糖濃度有一定的要求(實(shí)驗(yàn)證明:以0.1%左右最為適宜),測(cè)定時(shí)樣品溶液的消耗體積應(yīng)與葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)消耗的體積相接近。通過(guò)預(yù)測(cè)可以了解樣品溶液濃度是否合適,濃度過(guò)大或過(guò)小時(shí)應(yīng)加以調(diào)整,使預(yù)測(cè)時(shí)消耗樣品溶液量在10ml左右。二是通過(guò)預(yù)測(cè)可知樣品溶液的大概消耗量,以便正式測(cè)定時(shí)預(yù)先加入比實(shí)際用量少1ml左右的樣品溶液,減少續(xù)滴定的滴入時(shí)間,以保證在1min內(nèi)完成續(xù)滴定工作,提高測(cè)定的精確度。當(dāng)樣品溶液中還原糖的濃度過(guò)低時(shí),直接加入10ml樣品溶液,免去加水,再用還原糖(葡萄糖)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。1.6反應(yīng)體系堿度的測(cè)定加熱滴定時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范操作,這是因?yàn)榉磻?yīng)液的堿度、熱源強(qiáng)度、煮沸時(shí)間和滴定速度等都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。反應(yīng)溶液的堿度直接影響二價(jià)銅與還原糖反應(yīng)的速度,反應(yīng)程度及測(cè)定結(jié)果。在一定范圍內(nèi)溶液堿度越高,二價(jià)銅的還原越快。因此,必須嚴(yán)格控制反應(yīng)液的體積,標(biāo)定與測(cè)定時(shí)消耗體積應(yīng)接近,使反應(yīng)體系堿度一致。同時(shí),對(duì)堿性酒石酸銅試劑的標(biāo)定、樣品液預(yù)測(cè)、樣品液的測(cè)定等的滴定操作條件均應(yīng)保持一致。每一次滴定使用的錐形瓶的規(guī)格、加熱電爐功率,甚至鐵絲石棉網(wǎng)板的直徑大小、滴定時(shí)的速度、滴定消耗的大致體積,終點(diǎn)觀(guān)察方法等都應(yīng)盡量相同,以減少實(shí)驗(yàn)操作中的誤差,并將滴定所需體積的絕大部分先加入堿性酒石酸銅試劑中共沸,使其充分反應(yīng),僅留1ml左右作為滴定終點(diǎn)的判定。2酸水處理方法2.1蔗糖含量的測(cè)定此法是檢測(cè)食品中蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)方法,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB/T5009.8-2003。其原理是蔗糖在加熱的酸性溶液中會(huì)水解轉(zhuǎn)化為還原糖,然后測(cè)定水解前后的還原糖差值,即為蔗糖含量。蔗糖的水解反應(yīng)式如下:蔗糖水解后與還原糖的質(zhì)量比:342/360=0.95另外樣品溶液中除了蔗糖外,往往本身還含有還原糖,因此,必須在水解蔗糖前后分別測(cè)定樣品中的還原糖量,水解后增加的還原糖量才是由蔗糖水解產(chǎn)生的。計(jì)算時(shí)換算系數(shù)為0.95,蔗糖水解物中增加了一分子水,使產(chǎn)物總量增長(zhǎng)。2.2提高酸度和時(shí)間根據(jù)有關(guān)資料介紹及大量實(shí)驗(yàn)證明,蔗糖要求的水解條件,如酸度、溫度和水解時(shí)間遠(yuǎn)比其它雙糖要求為低。在酸水解法所規(guī)定的條件下,蔗糖可完全被水解,同時(shí),也不破壞原有的單糖,而其它雙糖和淀粉等水解作用也很弱,可以忽略不計(jì)。2.3鹽酸水解冷卻1個(gè)蔗糖分子酸解后會(huì)產(chǎn)生1個(gè)葡萄糖和1個(gè)果糖,為了防止果糖分解,用鹽酸水解時(shí)必須嚴(yán)格控制,樣品溶液的體積、酸的濃度及用量、水解溫度和水解時(shí)間都不能隨意變動(dòng),到達(dá)規(guī)定時(shí)間后應(yīng)迅速冷卻,一般的作法是將樣品水解液及容器在自來(lái)水流水下迅速冷卻至室溫為止。2.4對(duì)轉(zhuǎn)化糖的測(cè)定為了減少誤差,測(cè)得的還原糖含量應(yīng)以轉(zhuǎn)化糖表示,因此,在選用直接滴定法時(shí),應(yīng)采用0.1%標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化糖溶液來(lái)標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液,如選用高錳酸鉀滴定法時(shí),可用查表方法查轉(zhuǎn)化糖,獲知轉(zhuǎn)化糖含量。3測(cè)定食品中的總糖含量3.1還原性單糖的蔗糖的總量和總糖含量本實(shí)驗(yàn)的總糖是指還原糖(葡萄糖、果糖、乳糖和麥芽糖等)和能水解為還原性單糖的蔗糖的總量。本方法所測(cè)得的總糖含量不包括營(yíng)養(yǎng)學(xué)上總糖中的淀粉。因在此測(cè)定條件下,淀粉的水解作用很弱。3.2糖含量的影響總糖作為食品生產(chǎn)中的常規(guī)分析項(xiàng)目,總糖反映的是食品中可溶性單糖和低聚糖的總量,其含量的高低對(duì)產(chǎn)品的色、香、味、組織形態(tài)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生產(chǎn)成本有一定影響。3.3總糖的測(cè)定由于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法中未予推薦,經(jīng)參閱其他食品檢驗(yàn)文獻(xiàn),可用如下步驟如下:3.3.1檢測(cè)到的糖總量樣品經(jīng)處理后加入鹽酸,在加熱條件下,使蔗糖水解為還原性單糖,以直接滴定法測(cè)定水解后的還原糖總量。3.3.2轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制用酸水解法檢測(cè)蔗糖。在配制轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),蔗糖應(yīng)經(jīng)105℃烘干后精確稱(chēng)取1.9000g至恒重,用水溶解并移入1000ml容量瓶中定容后,混勻,取出50.0ml于100ml容量瓶中,加(1+1)鹽酸溶液5ml,在68℃～70℃水浴中加熱15min水解后,取出于流動(dòng)水下迅速冷卻。其操作條件比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法更嚴(yán)格,其不同之處在于:⑴配制后只取出50ml用于水解和標(biāo)定。⑵水解后要求在流動(dòng)水下迅速冷卻。本文作者認(rèn)為這些操作的具體化,使水解過(guò)程更加嚴(yán)謹(jǐn)可靠。3.3.3計(jì)算總糖含量3.4選擇糖樣時(shí)要結(jié)合樣品的性質(zhì)要求而定總糖測(cè)定結(jié)果表示方法,一般以轉(zhuǎn)化糖或以葡萄糖計(jì),具體結(jié)果報(bào)告時(shí)以何種糖類(lèi)表示,這要根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)要求而定。如用轉(zhuǎn)化糖表示,應(yīng)該用轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液;如用葡萄糖表示,則應(yīng)該用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液,兩者不可混淆。4不同的實(shí)驗(yàn)操作4.1用直接滴定法檢測(cè)食品中的還原糖時(shí)需注意幾個(gè)事項(xiàng):(1)不能使用含銅鹽作澄清劑;(2)用次甲基藍(lán)為滴定終點(diǎn)指示劑;(3)直接滴定時(shí)使用專(zhuān)門(mén)裝置;(4)需消除氧化亞銅沉淀對(duì)滴定終點(diǎn)觀(guān)察的干擾;(5)對(duì)樣品溶液進(jìn)行預(yù)測(cè);(6)規(guī)范加熱操作。4.2在直接滴定法檢測(cè)食品中的還原糖時(shí)使用的本實(shí)驗(yàn)改良裝置進(jìn)行直接加熱滴定,簡(jiǎn)單易行,能盡量避免空氣中氧氣進(jìn)入,使滴定終點(diǎn)更清晰便于