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还原糖快速测定技术在谷氨酸发酵过程中的应用 史建国 马耀宏 张利群 杨 艳 杨俊慧 孟庆军 (山东省科学院中日友好生物技术研究中心,济南,250014) 摘 要 谷氨酸发酵过程中还原糖含量的测定一般采用费林试剂法。研究了采用还原糖快 速测定仪连续测定谷氨酸发酵过程中还原糖含量的方法,并与费林试剂手工测定法进行了比 较。结果表明,仪器测定法快速、 准确,操作简单,稳定性好,精密度高。标准偏差( S)= 01008,变异系数( CV)= 01015 ,回收率= 9912 %。 关键词 还原糖,谷氨酸发酵,还原糖测定仪,费林试剂 第一作者:博士研究生,研究员。 收稿时间:2003 - 06 - 11 还原糖含量是谷氨酸生产过程中主要的检测控 制参数,快速测定还原糖对发酵过程控制具有重要 的意义。目前国内谷氨酸生产企业大多采用手工费 林试剂法,也有采用酶电极法测定葡萄糖含量从而 间接反映还原糖变化的1。文中研究的还原糖测定 仪是根据费林试剂法确定还原糖的原理而建立的一 种还原糖的测定方法,它由自动控制系统控制反应 温度、 搅拌力度、 滴定速度,并自动将生化反应信号 转化为电信号,快速完成还原糖的测定。仪器法与 手工费林试剂测定法相比,具有快速、 准确、 简单等 特点,测定仅需3 min ,是目前发酵过程控制的一种 理想的还原糖测定技术。 1 材料与方法 111 材 料 11111 谷氨酸发酵液 江苏菊花集团。 11112 费林试剂 甲液:CuSO43510 g ,1 %次甲基兰5 mL ,定容 1000 mL。 乙液:NaOH 12614 g ,酒石酸甲钠11710 g ,亚铁 氰化钾914g ,定容至1000 mL。 1 %标准葡萄糖溶液:准确称取1010 g烘干的葡 萄糖,定容1000 mL。 013 %标准葡萄糖溶液:准确称取310 g烘干的 葡萄糖,定容1000 mL。 112 方 法 11211 费林试剂法2 空白试验 取费林试剂甲乙液各5 mL于250 mL三角瓶中加水10mL ,并预先加入20mL 011 %标 准葡萄糖溶液,混合后于电炉上加热,使溶液在2 min内沸腾,以20滴/ min的速度滴定至蓝色刚好消 失,记录体积。 样品滴定 取费林试甲乙液各5 mL ,加入样品 及 1 mL的011 %标准葡萄糖溶液,使其接近终点, 以下操作同空白试验。根据滴定液的体积计算还原 糖含量。 11212 还原糖快速测定仪 山东省科学院中日友好生物技术研究中心提 供2。操作方法见参考文献3。 2 结果与讨论 211 精密度试验 取发酵至28 h的谷氨酸发酵液,分别按照费林 试剂测定法和还原糖测定仪法测定还原糖含量,样 品重复8次测定,结果见表1。 表1 精密度试验结果 滴定方法还原糖含量/ gL - 1 平准值标准偏差SCV 斐林试剂滴定法3. 92. 55. 64. 23. 53. 95. 12. 94100. 0970. 0249 还原糖测定仪法5. 55. 45. 35. 45. 55. 35. 45. 55140. 0080. 0150 212 回收率试验 用补偿法向同一样品发酵液(28 h)中添加无水 葡萄糖标准样品,用2种方法对加样样品和未加样 样品进行测定,计算加入葡萄糖的回收率,用费林试 剂法和还原糖测定仪法对同一罐谷氨酸发酵液进行 连续对比测定。每种方法平行测定3次,取平均值。 701 第29卷 第11期 史建国等:还原糖快速测定技术在谷氨酸发酵过程中的应用 实 用 技 术 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 表2 回收率试验结果 滴定方法还原糖含量/ gL - 1 添加前还原糖的质量 浓度/ gL - 1 葡萄糖添加量 / gL - 1 回收率 / % 费林试剂法969189908543509319 还原糖测定仪法1001011029910150509912 由表2可知,费林试剂法的回收率为9319 %;还 原糖测定仪法的回收率为9912 % ,说明还原糖测定 仪法准确度高,结果可靠性好。 213 连续测定试验 用还原糖测定仪法和费林试剂法对同一罐谷氨 酸发酵液进行连续对比测定。还原糖测定仪法平行 测定3次,取平均值。 试验结果见表3。 表3 连续测定试验结果 测定方法 还原糖含量/ gL - 1 发酵时间/ h 024681012141618202224262830 费林试剂法118112106998873685139322620167. 14. 35 还原糖测定仪113108105958373655035272519156. 25. 03 表3结果说明,在发酵前期2种方法连续测定 结果基本一致,在发酵后期,特别是还原糖含量 1 %时,手工费林试剂测定方法准确度较差。 3 讨 论 还原糖测定仪法标准偏差( S)变异系数( CV)均 小于直接滴定法,其回收率高于直接滴定法,说明还 原糖滴定仪稳定性好,重现性好,测定结果精密度、 准确度较高。原因是还原糖滴定仪采用自动控制技 术恒定了斐林试剂滴定过程的温度、 搅拌、 滴定速度 等反应条件,使手工滴定中很难控制的参数更加稳 定4。 还原糖测定仪法测定速度快,操作简单,测定只 需一次进样,自动化程度高,省时。测定结果能更直 接和快速反映谷氨酸发酵过程中还原糖的变化,有 利于谷氨酸发酵过程的优化控制。 费林试剂法和还原糖测定仪法测定结果的差异 性不大。但对于发酵后期样品的测定,仪器测定更 准确、 可靠,这对正确判断发酵终点,控制原料消耗, 降低和控制污染负荷具有重要的应用价值。 参考文献 1 冯德荣,尚雪芹,周万里等,食品与发酵工业,1993 ,(4) : 3337 2 史建国,孟庆军,杨俊慧等 1 食品与发酵工业,2003 ,29 (1) :7375 3 史建国,马耀宏,孟庆军等 1 烟草研究与管理,2003 , (1) :3031 4 马耀宏 1 发酵科技通讯,2003 ,32(1) :2022 市 场 动 态 中韩泡菜激烈角逐日韩市场 日本将泡菜视为一种健康食品,因此泡菜的消费量近年来迅速增加,去年的市场规模已达到 了38. 621万t。日本所需的泡菜,除本国制作外,还从中国和韩国进口。 日本的泡菜与韩国泡菜不同,佐料不使用大蒜,而是在腌制好的白菜半成品中放进辣椒。因日本人不习 惯韩式泡菜大蒜等的刺激味道,所以在日本市场上,韩式泡菜的市场份额不到10 %。 最近几年,我国山东省和福建省等沿海地带相继新建起一批日式泡菜制作厂和韩式泡菜制作厂,产品都 销往日本,但日式泡菜因流通期短,向日本出口有着很大困难,所以中韩两国产的韩式泡菜在日本市场上展开 了激烈竞争。韩式泡菜全靠人工制作,中国的劳务费和白菜等作料价格都比韩国低廉很多,所以出口日本的 价格上差别很大,中国产泡菜0. 38美元/ kg ,韩国产泡菜2. 77美元/ kg ,而质量和口味却很相似,因此日本近 年来从中国的进口量迅速扩大,2002年的进口量超过2 000t ,2003年的进口量将会接近1万t。韩国2003年 从中国的泡菜进口量也剧增,据预测,全年的进口量将超过2万t ,比去年增长20多倍。韩国的企业认为,为 了争夺日本和韩国市场,韩国的泡菜制作企