第八章 碳水化合物的测定.ppt

第八章 碳水化合物的测定,第一节 概述第二节 还原糖的测定第三节 蔗糖的测定第四节 总糖的测定,第五节 淀粉的测定第六节 粗纤维的测定第七节 果胶的测定,糖类的测定方法,第一节 概述,一、碳水化合物统称为糖类，由C、H、O组成；在食品工业中具有重要意义：改善食品感官指标(形态、物化性质、风味等);标示食品营养价值；微生物主要碳源；酶的底物。食品的重要质量指标；重要分析项目。,二、可溶性糖类的提取与澄清,可溶性糖：葡萄糖、果糖等单糖及蔗糖等低聚糖。提取(1)取样量和稀释倍数的确定：0.5-3.5mg/mL;(2)含脂肪：石油醚脱脂，再用水提取；(3)含大量淀粉和糊精：用70-75%乙醇溶液加热回流提取，提取液蒸去溶剂；(4)含酒精和CO2液体：蒸发除去；用NaOH调节至中性(原因?)；(5)固体样品：40-50加热提取，不超过80。,澄清：(1)加澄清剂沉淀，除去干扰物(色素、蛋白、淀粉、果胶等)；(2)干扰物的影响：颜色、浑浊、反应、胶体；(3)澄清剂的要求：能除去干扰物；不吸附被测糖分；不改变理化性质；容易分离除去。(4)常用澄清剂：中性醋酸铅 乙酸锌-亚铁氰化钾溶液 硫酸铜-氢氧化钠溶液 碱性乙酸铅 氢氧化铝溶液(铝乳)活性碳 硅藻土,中性醋酸铅：Pb(CH3COO)23H2O铅离子能与很多离子结合，生成难溶沉淀，同时吸附除去部分杂质。可除去蛋白质、果胶、有机酸、单宁等杂质。其作用可靠，不沉淀溶液中的还原糖，室温下也不会形成铅糖化合物。因而适用于还原糖样液的澄清。缺点：脱色能力差，不适用于深色样液。铅盐有毒，使用时注意。,乙酸锌-亚铁氰化钾溶液：利用乙酸锌Zn(CH3COO)22H2O与亚铁氰化钾反应生成的氰亚铁酸锌沉淀来带走或吸附干扰物。优点：除蛋白质能力强；缺点：脱色能力差；适用范围：浅色、蛋白质含量较高的乳制品、豆制品等。,硫酸铜-氢氧化钠溶液：5份硫酸铜溶液(69.28g CuSO45H2O溶于1L水中)和两份1mol/L的氢氧化钠溶液组成。碱性条件下，铜离子沉淀蛋白质，适用于蛋白质含量高的样品。其他澄清剂：应用较少碱性醋酸铅：会沉淀还原糖；氢氧化铝：澄清效果差；活性炭：主要用于脱色，能吸附糖类；,(5)澄清剂的用量用量太少达不到澄清目的，太多会使分析结果产生误差。(6)澄清剂的用法(7)铅离子的影响加热时与还原糖结合生成铅糖化合物，使结果偏低。因此用醋酸铅澄清后，需除去铅离子(加草酸钠、草酸钾、硫酸钠、磷酸氢二钠等)。,第二节 还原糖的测定,一、直接滴定法原理1.碱性酒石酸铜甲液(硫酸铜+次甲基蓝)、乙液(NaOH+酒石酸钾钠+亚铁氰化钾)等量混合立即生成天蓝色Cu(OH)2沉淀2.Cu(OH)2很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色可溶性酒石酸钾钠铜络合物(沉淀很快消失，成透明深蓝色)3.加热用含还原糖的样液滴定还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的Cu2O沉淀4.稍过量的还原糖把次甲基蓝(指示剂)还原溶液由蓝色变为无色即为滴定终点。,1.碱性酒石酸铜甲液(硫酸铜+次甲基蓝)、乙液(NaOH+酒石酸钾钠+亚铁氰化钾)等量混合立即生成天蓝色Cu(OH)2沉淀2.Cu(OH)2很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色可溶性酒石酸钾钠铜络合物(沉淀很快消失，成透明深蓝色),乙液,3.加热用含还原糖的样液滴定还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的Cu2O沉淀4.稍过量的还原糖把次甲基蓝(指示剂)还原溶液由蓝色变为无色即为滴定终点。,样液,定量依据 从上述反应式(3)可知，1mol萄糖可将6molCu2+还原为Cu+。但实验结果表明，1moL葡萄糖只能还原5moL多的Cu2+，且随反应条件而变化。因此，不能根据上述反应式直接计算出还原糖含量。而是用已知浓度葡萄糖标准溶液标定的方法来计算。测定步骤样品处理样品提取澄清(乙酸锌-亚铁氰化钾)过滤标定预滴定1次正式滴定3次。注意事项测出的是总还原糖；不能用铜盐澄清剂；终点如何实现？；乙液中亚铁氰化钾的作用；甲乙液应分别贮存；须在沸腾条件下滴定(2个原因)；预测定的目的(2个)；测定条件的控制。,二、KMnO4滴定法原理1.将一定量样液与过量的碱性酒石酸铜甲乙液(配方与直接滴定法区别)反应还原糖将二价铜还原为氧化亚铜过滤得沉淀;,甲液：硫酸铜+硫酸，溶解定容乙液：酒石酸钾钠+氢氧化钠，溶解定容,2.沉淀加过量酸性硫酸铁溶液(氧化溶解氧化亚铜沉淀，Fe3+被定量还原为Fe2+)用高锰酸钾标准溶液滴定(氧化生成的Fe2+)计算氧化亚铜量查检索表得出还原糖含量。,适用范围 国标分析方法之一，适用于各类食品中还原糖的测定；优缺点准确度高、重现性好（均优于直接滴定法）；有色样品溶液不受限制(原因?)。操作复杂、费时、需查表。,操作步骤样品处理样品提取澄清(硫酸铜-氢氧化钠)过滤标定样液与甲乙液反应抽滤沉淀加硫酸铁KMnO4滴定。注意事项样液预测定以调整含糖量；不能用铁系澄清剂；4min内沸腾；煮沸后应呈蓝色(?)；过滤及洗涤中沉淀应在液面以下；不能根据反应式定量，而需要查表(?)。,三、碘量法原理测定醛糖1.样液中的醛糖与碘液和过量的氢氧化钠反应，被氧化成醛糖酸钠;2.过量的碘和氢氧化钠反应生成次碘酸钠，在酸性条件下析出碘；3.用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘，记录用量；4.反应按化学反应式定量进行，可按比例计算出醛糖的含量。,I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,适用范围醛糖和酮糖共存时测定醛糖。适用于各类食品中葡萄糖的测定。注意事项本法改良的2个目的：防止共存的酮糖氧化；保证反应按反应式定量进行；样品中乙醇、丙酮等也消耗碘，应除去；配合直接滴定法，可分别测定葡萄糖和果糖含量：先用碘量法滴定测出葡萄糖含量，反应液再用直接滴定法测定果糖含量。,四、3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法原理 在氢氧化钠和丙三醇存在下，还原糖将DNS中的硝基还原为氨基，生成氨基化合物，在氢氧化钠碱性溶液中呈桔红色，540nm有最大吸收，吸光度与还原糖含量呈线性关系。,适用范围及特点 适用于各类食品中还原糖的测定。准确度高、重现性好、操作简便、快速，适合大批样品的测定操作步骤取0、1、2、3、4、5、6、7 mg/mL的葡萄糖标准溶液各1mL，样液1mL(含糖3-4mg)，分别置于25mI容量瓶中，各加3,5-二硝基水杨酸溶液(碱性)2mL，置沸水浴中煮2分钟进行显色，然后以流水迅速冷却，用水定容，摇匀。以空白调零，在540nm处测定吸光度，绘制标准曲线，并计算样品中还原糖的含量。注意事项需在碱性条件下进行显色，酸性不能显色；DNS试剂不稳定，不宜久放。,第三节 蔗糖的测定,原理 样品经提取(水或乙醇)、澄清后，用盐酸水解，使蔗糖转化为还原糖，然后按还原糖测定方法测定；同时做不水解的对照，以测定样品本身含有的还原糖；两者差值即为蔗糖水解产生的还原糖量，换算成蔗糖含量。注意事项严格控制水解条件；换算系数：0.95；酒石酸铜甲乙液用标准转化糖溶液标定。,第四节 总糖的测定,总糖定义具有还原性的(葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等)单糖和蔗糖(在测定条件下能水解为还原性单糖)的总量。测定意义是食品生产中常规分析项目；反映了食品中可溶性单糖和低聚糖的总量；对食品的风味、营养价值、成本均有影响；糕点、果蔬罐头、饮料等许多食品的重要质量指标。测定方法通常以还原糖测定方法为基础，常用方法：直接滴定法和蒽酮比色法。,一、直接滴定法原理单糖+蔗糖 样品经提取(水或乙醇)、澄清后，用盐酸水解，使蔗糖转化为还原糖，然后以直接滴定法测定样品中的还原糖总量。注意事项总糖一般以转化糖计，也可以葡萄糖计；与营养学上的总糖含义不同。,二、蒽酮比色法原理单糖+双糖+淀粉单糖遇浓硫酸，脱水生成糠醛衍生物，后者可与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物，糖含量在20-200mg范围内时，呈色强度与溶液中糖含量成正比，故可比色定量。双糖、淀粉等在浓硫酸中先水解为单糖，再与蒽酮发生显色反应。选择性测定如要求测定结果包括淀粉用52高氯酸作提取剂；如要求测定结果不包括淀粉用80乙醇作提取剂。,操作步骤将空白、样液、葡萄糖标准溶液分别放入具塞比色管加入蒽酮试剂摇匀沸水浴加热反应冷却，暗处显色比色测定作标准曲线计算。注意事项微量法，适合含微量碳水化合物的样品；灵敏度高、试剂用量少；操作条件组合(样液量、蒽酮试剂量、硫酸浓度、沸水浴时间、显色时间)；蒽酮试剂不稳定，一般现配现用；样液需澄清透明。,第五节 淀粉的测定,淀粉的性质水溶性：直链淀粉溶于热水；支链淀粉加热加压时溶于水；水解性：酸或酶的作用下水解生成葡萄糖酸/酶水解法；旋光性：淀粉水溶液具有右旋光性旋光法；醇不溶性：不溶于30%以上乙醇乙醇沉淀法；测定方法 酸水解法 酶水解法 旋光法 沉淀法,一、酸水解法原理样品经乙醚除去脂肪、乙醇除去可溶性糖，加酸将淀粉水解为葡萄糖，按照还原糖测定方法测定还原糖含量，折算为淀粉。操作步骤样品乙醚除脂肪乙醇除可溶性糖加盐酸沸水浴回流水解冷却加甲基红用NaOH中和加入醋酸铅除杂加硫酸钠除铅定容过滤测定还原糖含量。注意事项脂肪含量低时可不用乙醚；回流的目的：防止长时间水解过程盐酸或水分挥发。,二、酶水解法原理样品经乙醚除去脂肪、乙醇除去可溶性糖，加淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖和糊精，再用盐酸水解为葡萄糖，按照还原糖测定方法测定还原糖含量，折算为淀粉含量。操作步骤样品乙醚除脂肪乙醇除可溶性糖加热糊化加淀粉酶保温水解碘液检验不显蓝色加热沸腾冷却定容过滤滤液加酸回流水解冷却加甲基红用NaOH中和定容测定还原糖含量。适用范围及特点适用于杂多糖含量高的样品；选择性好，结果准确可靠，但操作复杂费时。注意事项脂肪含量低时可不用乙醚；糊化的作用是使淀粉酶易于作用；实验前应检测淀粉酶活力。,三、旋光法原理淀粉具有旋光性，一定条件下旋光度与浓度成正比。用氯化钙提取淀粉，用氯化锡沉淀蛋白质，过滤后测定滤液旋光度，即可计算出淀粉含量。操作步骤及注意事项适用范围及特点适用于淀粉含量较高，可溶性糖含量较少的样品；操作简便、快速。,四、乙醇沉淀法原理样品与氢氧化钾的乙醇溶液共热(蛋白质、脂肪溶解，淀粉和粗纤维不溶)。沉淀过滤后用氢氧化钾水溶液溶解淀粉(粗纤维不溶)，再过滤，滤液加醋酸酸化的乙醇沉淀淀粉，过滤，沉淀烘干(淀粉+矿物质)、灰化(矿物质)，灰化前后重量差即为淀粉。适用范围及特点适用于蛋白质、脂肪含量较高的熟肉制品；结果准确，但操作费时。,第六节 粗纤维的测定,重量法原理在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等经水解除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化除去。然后用乙醇和乙醚处理以除去单宁、色素及残余脂肪，所得残渣即为粗纤维。操作步骤 注意事项样品预处理酸水解(加热回流)过滤沉淀加碱煮沸回流过滤沉淀依次用乙醇、乙醚处理烘干灰化。适用范围及特点适用于各类食品，应用广泛；操作简便快速；但结果不够准确，重现性差。,第七节 果胶的测定,重量法原理用70%乙醇沉淀果胶，再依次用乙醇、乙醚洗涤沉淀除去可溶性糖、脂肪、色素等，残渣用酸/水提取总果胶/水溶性果胶。果胶加碱皂化生成果胶酸钠，再经醋酸酸化生成果胶酸，加入钙盐生成果胶酸钙沉淀，烘干后称重。操作步骤及注意事项适用范围及特点适用于各类食品。稳定可靠，但操作繁琐费时，选择性差。,