生物工业分析 第4章 化学分析法.ppt

生物工业分析 第四章化学分析法第一节概述第二节水分的测定第三节酸及酯的测定第四节糖类的测定第五节含氮量的测定第六节其他成分的测定 化学分析法 第二节水分的测定测定水分的方法很多 通常分为直接法和间接法两大类 直接法是利用水分本身的物理 化学性质来测定水分的方法 如干燥法 蒸馏法和卡尔 费歇尔法 间接法是利用物质的相对密度 折射率 电导 介电常数等物理性质测定水分的方法 如电测法 近红外分光光度法 气相色谱法 核磁共振法 干燥剂法等 较为常用的方法是用95 105 常压直接烘干法 本节以实例介绍直接烘干 减压干燥和红外干燥三种方法 化学分析法 一 常压直接烘干法该法适用于在95 105 范围内不含或含有极微量挥发性成分 而且对热稳定的各种物质 1 原理样品中的水分受热后产生的蒸汽压 高于空气在电热干燥箱中的分压 水分便从样品中挥发出来 由于不断加热和排去水蒸气而达到完全干燥的目的 样品干燥的速度取决于这个压差的大小 在此条件下失去的主要是试样中的游离水 试样的水分一般是指在100 左右直接干燥的情况下所失去的总量 在此条件下失去的重量不仅是水分 还有微量的挥发性物质 化学分析法 2 仪器电热恒温干燥箱 3 测定实例淀粉质原料水分的测定 试样应先粉碎 过40目筛后进行水分测定 1 测定步骤精密称取约2 000g粉碎的试样 放入已经100 105 干燥并称重的直径为5cm 深2cm 具磨口塞的称量瓶中 置电热干燥箱中 将盖取下 在95 105 干燥2 4h 将瓶盖盖上 取出 放入干燥器中冷却30min后称量 再在相同温度下复烘1h 于干燥器中冷却30min后复称 反复干燥至恒重 化学分析法 2 计算水分 式中W1 称量瓶重 g W2 干燥前称量瓶及样品总 g W3 干燥后称量瓶及样品总重 g 4 注意 1 测定水分时 称重恒重指试样连续两次干燥后 称重之差不超过2mg 化学分析法 2 当样品水分大于17 时 在粉碎过程中水分显著损失 因此需在60 左右预先干燥3 4小时 是水分降至12 14 因此测得的为前水分 再将试样粉碎 准确测其水分 此时测得的为后水分 试样的总水分为 总水分 1 1 1 后水分 1 前水分 100 3 样品如是液态的 先在水浴上浓缩 然后用烘箱干燥 化学分析法 二 减压干燥法对加热在100 以上容易破坏 变质或不易失去结合水的样品 如味精 糖蜜等 可采取减压干燥法 1 原理利用低压下水的沸点降低的原理 将不宜在高温下干燥的样品置于低压环境中 使试样中的水分在较低温度下蒸发出来 根据试样干燥后所失去的重量 计算水分含量 2 仪器电热真空干燥箱 带真空泵 干燥瓶 安全瓶 化学分析法 在用减压干燥法测定水分含量时 为了除去烘干过程中样品挥发出来的水分 以及避免干燥后期烘箱恢复常压时空气中的水分进入烘箱影响测定的准确度 必须在真空烘箱外设置一套安全 缓冲的设施 连接几个干燥瓶和一个安全瓶 整个设备流程见图4 1 图4 1真空干燥工作流程 化学分析法 2 测定实例 味精水分的测定 1 测定步骤在已烘干并称重的称量瓶中 精密称取味精样品2 000 5 000g 摊平后放入真空干燥箱中 将干燥箱与真空泵或水力喷射泵连接 开动真空泵 抽出箱内空气 使真空度达到40 53kPa 并同时打开电源 加热温度达50 60 即关闭活塞停止抽气 保持此温度及真空度2 3h 打开活塞使空气经过干燥管徐徐流入 使箱内外压力恢复平衡后 在打开门 取出称量瓶放入干燥器中 冷却30min后称重 并重复操作至恒重 2 计算同常压直接烘干法 化学分析法 三 红外干燥法1 原理红外线是位于可见光和微波之间的一种电磁波 通过红外线辐射热和直射热加热试样 高效 迅速地使水分蒸发而达到干燥的目的 由于红外线干燥是使物质由表及里地获得热量 故干燥速度快 时间短 一些高分子物质和有机物质在红外区有很宽的吸收带 更适用于红外线干燥 红外线干燥法尽管速度快 但比较起来 其精密度差 一般用作简易法 或快速测定在一定允许偏差范围内的水分含量 化学分析法 2 仪器红外线辐射源有红外线灯泡 远红外辐射干燥箱等 图4 2是一种数字显示式红外线水分测定仪 它由红外线管 架盘天平 内置砝码 微电脑控制系统等部分组成 图4 2数字显示式红外线水分测定仪 化学分析法 3 测定实例 糖蜜水分的测定 1 测定步骤准确称取试样约10 00g 置已烘干称重的直径10cm的表面玻璃上 用事先与表面玻璃一同烘干称重的小玻棒将试样铺成薄层 打开500W红外线灯 待5min后将盛有试样的表面玻璃连同小玻棒一起放在灯下 距离为15 20cm 干燥12min 取出 置干燥器中冷却30min 称重 再放入红外线灯下干燥5min 冷却后再称重 重复操作至恒重 2 计算同常压直接烘干法 化学分析法 3 注意 糖蜜水分测定用红外线干燥法可大大缩短干燥时间 但如条件控制不好则精密度较差 为准确测定糖蜜水分 可于表面玻璃中放10g精制海砂和短玻璃一根 预先于95 105 干燥30min 放入干燥器中冷却30min后称重 然后再用此表面皿准确称取试样5 10g 用小玻棒搅匀后放在沸水浴上蒸发至干 并随时搅拌 擦去皿底水滴放置95 105 干燥箱中干燥4h 移入干燥器内冷却30min 称重 重复干燥1h后冷却称重 直至恒重 此法需要时间长 但可准确测定水分 精密度较高 精制海砂的制备取过20 40目筛的海砂 先用6mol L盐酸煮沸30min 洗净 再用6mol L氢氧化钠煮沸30min 洗净 烘干后备用 化学分析法 第三节酸及酯的测定一 啤酒总酸度的测定1 原理pH的电位测定或总酸的电位滴定 常用玻璃电极作为指示电极 饱和甘汞电极作参比电极 两个电极同时浸入待测溶液中 组成电池 见图4 3 此电池电动势的大小 随溶液中氢离子活度的变化而变化 电池电动势的变化是通过指示电极玻璃膜上的离子交换和扩散作用而产生的 滴定时 氢氧化钠溶液不断滴入试样中 H 离子的活度就随之改变 电池的电动势也不断变化 一般简单地用下式表达 E电池 K 0 059pH 式中K为常数 与温度有关 一般在25 时 每改变一个pH单位 就相差59 1mV的电动势 在仪器的刻度表上可直接读出试样pH值的变化 滴定时 NaOH液逐渐加入 pH逐渐变化 直至到达等当点 图4 3是一直读式酸度计的外形结构 化学分析法 图4 3直读式酸度计 化学分析法 2 仪器 1 ZD 2型自动电位滴定计或pHS 2B型或雷磁25型酸度计 2 电磁搅拌器 3 试剂根据试液的大致pH 应预先配制校正pH计的标准缓冲溶液 1 pH为6的0 05mol L邻苯二甲酸氢钾溶液 2 pH为9 27的0 01mol L硼砂溶液 3 0 1000mol LNaOH标准溶液 化学分析法 4 测定步骤 1 仪器的校正 将仪器按说明书装好 图4 4 检查电源电压与仪器所用电压相符后 将电源插头接在220V的交流电源上 将pH mv开关拨至pH挡 预热15min 图4 4电位滴定装置示意图 化学分析法 与试样啤酒pH接近的pH为6的标准缓冲溶液冲洗电极 于干洁小烧杯中注入适量标准缓冲液 将电极浸入溶液中 注意玻璃球切勿碰到小烧杯 轻轻摇动小烧杯使溶液均匀 调节温度补偿器 使指在缓冲溶液的温度位置上 根据缓冲溶液的pH选择pH在7 0的范围 调节零点调节器 使微安表指针指在pH7处 将甘汞电极接入接线柱 玻璃电极插入插孔内 定位按下读数开关 调节定位调节器 使微安表指针指在缓冲溶液的pH值上 化学分析法 复查一次 放开读数开关 指针应回到pH7 按下读数开关 指针又应指在标准缓冲溶液的pH值位置上 如有变动 按 项重复调节 仪器校正后 切勿再旋动定位调节器 否则必须重新校正 放开读数开关 取出电极 用蒸馏水冲洗2 3次 并用软滤纸将电极上的水吸干 2 pH值的测定 先用除气啤酒冲洗电极2 3次 将盛有除气啤酒试样的小烧杯放于电极架上 小心将电极浸入 轻轻摇动小烧杯使之均匀 化学分析法 调节温度补偿器至啤酒试样温度 注意电表指针是否指在pH7处 否则调零点调节器 使指针指在pH7处 按下读数开关 指针所指的读数即为啤酒试样的pH值 3 总酸度的电位滴定 校正用pH9 27的标准缓冲溶液按1的方法对仪器进行校正和定位 吸取50 00mL除气啤酒于小烧杯中 放入一搅拌磁子 置于磁力搅拌器准确上 将电极浸入试液中 图4 4 化学分析法 开动电磁搅拌器 按下酸度计读数开关 以0 1000mol LNaOH标准溶液滴定酒样 随时观察溶液pH的变化 到接近pH9 0时 每加半滴停一停 直至指针恰好指在pH9 0时为终点 记下消耗NaOH溶液的毫升数 计算总酸度 cV 100 50式中c 氢氧化钠溶液的浓度 mol L V 氢氧化钠溶液消耗体积 mL 100 50 换算成100mL酒样中的酸度 化学分析法 5 注意 1 校正用的标准缓冲溶液的pH最好与被测试样溶液的pH相近 一般相差不超过两个pH单位 否则应另选标准缓冲液 2 玻璃膜脆弱 极易碰坏 故使用玻璃电极 应特别小心 安装时应比甘汞电极下部陶瓷芯端稍高一些 以免碰破 新的玻璃电极在使用之前 必须在蒸馏水或0 1mol L盐酸中浸泡一昼夜以上 不用时 也最好浸泡在蒸馏水中 玻璃膜如沾有油污 可先浸入乙醇 然后浸入乙醚或四氯化碳中 最后再浸入乙醇后 用蒸馏水冲洗洁净 化学分析法 3 甘汞电极使用时 应将下端的保护套拔去 同时把加氯化钾溶液处的小橡皮塞拔去 以使毛细管保持足够的液位差 从而有少量氯化钾溶液从毛细管中流出 否则样品溶液进入毛细管 将使测定结果不准确 毛细管是否畅通 可事先检查 方法是先将毛细管擦干 然后用滤纸贴在毛细管的末端 如有溶液渗下 则证明毛细管未堵塞 甘汞电极中的氯化钾溶液应经常保持饱和 并且在弯管内不应有气泡存在 否则将使溶液隔断 4 标准缓冲溶液中产生沉淀物 则不能使用 化学分析法 二 酒中总酸 总酯的测定1 原理 1 白酒中的总酸以中和法直接测定 也可将总酯测定时先中和的游离酸 作总酸计算 以乙酸表示 CH3COOH NaOH CH3COONa H2O 2 中和游离酸后的酒液中 再加入一定量的碱使酯皂化 酯以乙酸乙酯表示 CH3COOC2H5 NaOH CH3COONa CH3COOH 3 过量的碱用酸滴定之 NaOH HCl NaCl H2O 化学分析法 2 试剂 1 0 1000mol LNaOH标准溶液 2 0 1000mol LHCl标准溶液 3 0 1 酚酞指示剂0 1g酚酞指示剂溶于100mL60 乙醇中 图4 5回流皂化装置 化学分析法 3 测定步骤吸取50mL白酒 置入250mL三角瓶中 加两滴0 1 酚酞指示剂 用0 1000mol L氢氧化钠标准溶液滴定至刚显微红色 不可过量 记下消耗的氢氧化钠溶液的体积V1mL 作计算总酸用 再准确加入25 00mL0 1000mol L氢氧化钠标准溶液 装上回流冷凝器 图4 5 于沸水浴中回流皂化0 5h 取下冷却 立即用0 1000mol L盐酸标准溶液滴定至红色刚好消失为终点 记下消耗的0 1000mol L盐酸标准溶液的体积V2mL 作计算总酯含量用 化学分析法 4 计算 1 总酸 以乙酸计 g 100mL c1V1 NaoH 0 06006 1 50 100式中c1 滴定总酸用氢氧化钠溶液的浓度 mol L V1 氢氧化钠溶液消耗体积 mL 0 06006 1mmol乙酸的质量 g 50 吸取酒样的毫升数100 换算成100mL酒样中的乙酸量 化学分析法 2 总酯 以乙酸乙酯计 g 100mL 25c1 c2V2 0 08812 100 50式中 25 加入皂化用氢氧化钠溶液的体积 mL c1 氢氧化钠溶液的浓度 mol L c2 滴定用盐酸溶液的浓度 mol L V2 滴定用盐酸溶液的消耗体积 mL 0 08812 1mmol乙酸乙酯的质量 g 化学分析法 5 注意 1 如果白酒中总酯含量高于0 4 时 皂化用0 1000mol L氢氧化钠溶液可加入30mL 2 当测定曲酒的酯含量时 皂化后颜色较深 可改用0 0500mol L硫酸标准溶液滴定过量的氢氧化钠 终点较易观察 化学分析法 三 发酵醪总酸 挥发酸 不挥发酸的测定1 原理发酵液中总酸的测定可用中和法直接滴定 由于发酵液本身有颜色 所以可用溴百里酚蓝作指示剂 以便观察终点 挥发酸用水蒸汽蒸馏 使挥发酸和水蒸气与水蒸气分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来 馏出液以中和法测定 总酸与挥发酸之差即为不挥发酸 2 试剂 1 1 000mol LNaOH标准溶液 2 0 05 溴百里酚蓝指示剂0 05g溴百里酚蓝溶于100mL20 乙醇中 3 0 1 酚酞指示剂 4 中性蒸馏水 化学分析法 3 测定步骤 1 总酸吸取醪液10 00mL 放入250mL锥形瓶中 加入中性蒸馏水100mL 摇匀 再加0 05 溴百里酚蓝指示剂2 3滴 摇匀 用0 1000mol LNaOH标准溶液滴定至呈草绿色即为终点 为避免醪液有颜色难于观察 可取一滴反应液滴入盛有少许溴百里酚蓝指示剂的白瓷板空穴中 如显草绿色即为终点 记录消耗0 1000mol LNaOH溶液的体积V1mL 化学分析法 2 挥发酸吸取50 00mL试样 放入200mL圆底蒸馏烧瓶中 按图4 6装置进行水蒸气蒸馏 开始蒸馏时 水蒸气发生器和试样蒸馏瓶可同时加热 当蒸馏瓶内试样即将沸腾时 起较多细白泡 试样蒸馏瓶可停止加热 让水蒸气通入蒸馏瓶进行蒸馏 约保持每10min馏出20mL的速度 收集约200mL馏出液 取出盛馏出液的锥形瓶 加入0 1 酚酞指示液2 3滴 用0 1000mol LNaOH标准溶液滴定至微红色30s不褪色为终点 记下耗用NaOH标准溶液的体积V2mL 化学分析法 图4 6水蒸气蒸馏装置 化学分析法 4 计算 1 总酸 以乙酸计 g 100mL cV1 NaoH 0 06006 1 10 100式中 c 滴定总酸用氢氧化钠标准溶液的浓度 mol L V1 滴定总酸用氢氧化钠标准溶液消耗体积 mL 10 吸取缪液的毫升数 2 挥发酸 以乙酸计 g 100mL cV2 NaoH 0 06006 1 50 100式中 c 滴定挥发酸用氢氧化钠标准溶液的浓度 mol L V2 滴定挥发酸用氢氧化钠标准溶液消耗体积 mL 50 测定挥发酸时所取醪液毫升数 化学分析法 3 不挥发酸 以乙酸计 g 100mL 总酸含量 挥发酸含量5 注意试样中总酸一般以试样所含的主要酸来表示 例如酒精 白酒 食醋的总酸以醋酸表示 酱油的总酸以乳酸表示 葡萄酒中总酸以酒石酸表示等 单位为100mL试样中所含该酸的克数 但啤酒的总酸是以100mL试样消耗氢氧化钠溶液的物质的量数来表示的 化学分析法 第四节糖类的测定一 还原糖的测定1 斐林试剂法 以谷氨酸发酵液中还原糖的测定作为实例 1 原理斐林试剂由甲 乙液组成 甲液为硫酸铜溶液 乙液为氢氧化钠与酒石酸钾钠溶液 平时甲 乙液分别贮存 测定时才等体积混合 混合时 硫酸铜与氢氧化钠反应 生成氢氧化铜沉淀 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 化学分析法 生成的氢氧化铜与酒石酸钾钠反应 生成酒石酸钾钠与铜的络合物 使氢氧化钠溶解 酒石酸钾钠铜络和物中的二价铜是一个氧化剂 能使还原糖氧化 而二价铜被还原成一价的红色氧化亚铜沉淀 化学分析法 反应终点用四甲基蓝指示剂显示 四甲基蓝是氧化能力较二价铜更弱的一种氧化剂 故待二价铜全部被还原糖还原糖后 过量一滴还原糖立即使四甲基蓝还原 溶液的蓝色即消失 化学分析法 反应终点本来应为氧化亚铜的红色 为更易观察 可在斐林乙液中预先加入了亚铁氰化钾 使红色氧化铜与亚铁氰化钾生成可溶性的复盐 反应终点由蓝色转为浅黄色 即为改良的廉 爱农法 2 试剂 斐林试剂甲液 称取35 0g硫酸铜 CuSO4 5H2O 0 05g四甲基蓝 用水溶解并解释至1000mL 乙液 称取117 0g酒石酸钾钠 126 4g氢氧化钠 9 4g亚铁氰化钾 用水溶解并稀释至1000mL 0 10 标准葡萄糖溶液精密称取1 000g经95 105 烘干的无水葡萄糖 用少量水溶解 移入1000mL容量瓶中 加入5mL盐酸 用水稀释至刻度 摇匀 化学分析法 3 测定步骤 斐林溶液的标定准确吸取斐林甲 乙液各5 00mL 置入150mL的锥形瓶中 加水10mL 从滴定管中预先加入约20mL0 1 的标准葡萄糖溶液 用量控制在后滴定消耗0 10 标准葡萄糖1mL以内 摇匀 在电炉上加热至沸 沸腾状态下以每2s一滴的速度滴入标准葡萄糖溶液 至蓝刚好消失为终点 记录前后总共消耗的标准葡萄糖溶液的总体积V0 同法平行操作三份 取接近的两次体积的平均值 化学分析法 预备实验准确吸取斐林甲 乙液各5 00mL 置入150mL锥形瓶中 加入V1mL稀释液 含葡萄糖量约为5 15mg 及适量的0 1 标准葡萄糖液 摇匀后加热煮沸 在沸腾情况下以每2s一滴的速度滴入标准葡萄糖液 至蓝色刚好消失为终点 记录消耗标准葡萄糖液的总体积V2mL 正式测定准确吸取斐林甲 乙液各5 00mL 置入150ml锥形瓶中 加入V1mL试样稀释液和 V2 1 mL标准葡萄糖液 摇匀后加热煮沸 在沸腾的状态下以每2s一滴的速度滴入标准葡萄糖液 至蓝色刚好褪去为终点 重复测定两份 取总消耗标准葡萄糖液体积的平均值VmL 化学分析法 4 计算还原糖 以葡萄糖计 g 100mL V0 V c 1 V1 n 100式中 V0 标定斐林溶液各5mL消耗标准葡萄糖溶液的体积 mL V 正式测定消耗标准葡萄糖溶液的体积 mL C 标准葡萄糖溶液的浓度 g mL V1 测定时加入试样稀释液的体积 mL n 试样稀释的倍数 化学分析法 5 注意A 滴定速度 锥形瓶壁厚度和热源的稳定程度等 对测定精密度影响很大 平行测定的滴定毫升数相差不应超过0 1mL 故在标定 预备 正式测定过程中 实验条件应力求一致 B 滴定过程应该始终保持在微沸状态下惊醒 沸腾后继续滴定至终点的毫升数应控制在0 5 1mL内 否则应重新测定 C 样品液中还原糖浓度不宜过高或过低 根据预备实验结果 应该样品液稀释至还原糖的含量在1 左右为宜 化学分析法 D 滴定至终点蓝色褪去之后 就不应滴定 因四甲基蓝指示剂被还原褪色后 当接触空气时 又会被氧化重现蓝色 E 斐林溶液与还原糖之间的反应因受溶液碱性 加热温度和时间以及副反应等影响 而没有严格的定量关系 不能由当量定律来求出试样中还原糖的含量 只能根据在相同实验条件下消耗相应的标准还原糖量或由严格相同的实验条件下得出的还原糖检索表上查的相应的还原糖量来进行计算 所以用廉 爱农法定糖时 必须先用相应的标准还原糖标定斐林溶液 化学分析法 2 高锰酸钾滴定法 Bertand 以酒精性饮料中还原糖含量的测定为例 这种方法的主要特点是准确度高 重现性好 但操作复杂 费时 需查特制的高锰酸钾法糖类检索表 1 原理将还原糖与斐林溶液共同煮沸 还原糖将铜盐还原为氧化亚铜 过滤得到氧化亚铜 加入过量的酸性硫酸铁溶液 在酸性条件下 将氧化亚铜化为铜盐 并使硫酸铁定量还原为硫酸亚铁 再用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的硫酸亚铁 根据高锰酸钾标准溶液的消耗量 计算生成的氧化亚铜量 在检索氧化亚铜量相当的还原糖的量后 换算得样品中还原糖的含量 化学分析法 Cu2O Fe2 SO4 3 H2SO4 2CuSO4 2FeSO4 H2O10FeSO4 2KMnO4 8H2SO4 5Fe2 SO4 3 K2SO4 2MnSO4 8H2O 化学分析法 2 仪器 25mL古氏坩埚或G4垂熔漏斗 真空泵或玻璃水力喷射泵 3 试剂 斐林甲液称取34 64 结晶硫酸铜 CuSO4 5H2O 加适量的水溶解 加入0 5mL硫酸 用水稀释至500mL 斐林乙液称取173 0g酒石酸钾钠与50g氢氧化钠 加适量水溶解并稀释至500mL 贮于胶塞瓶中 精制石棉取适量石棉 先用3mol L盐酸浸泡2 3天 倾去溶液 用水冲洗 再用10g L氢氧化钠溶液浸泡2 3天 倾去溶液 然后用热斐林乙液浸泡数小时 倾去溶液 用水冲洗 再用3mol L盐酸浸泡数小时 用水洗至不呈酸性 在加适量水振摇 使成为微细的浆状软纤维 既可作填充古氏坩埚用 不用时 可去水干燥保存 储存于玻璃瓶中 使用前 加水浸泡后再用 化学分析法 0 1000mol L K nO4 标准溶液 1mol LNaOH溶液称取4 0g氢氧化钠 加水溶解并稀释至100mL 硫酸铁溶液称取50 0g硫酸铁 加水200mL溶解后 缓缓加入100mL浓硫酸 冷却后用水稀释至1000mL 3mol L盐酸量取30mL浓盐酸 加水稀释至120mL 化学分析法 4 测定步骤 试样处理酒精性饮料 准确吸取100 00mL试样于蒸发皿中 用1mol L氢氧化钠溶液中和至中性 在水浴上蒸发至原体积的1 4 移入250mL容量瓶中 加水50mL摇匀 加斐林甲液10mL 1mol L氢氧化钠溶液4mL 摇匀后加水至刻度 摇匀 静置30min 用干滤纸过滤 弃去出滤液 收集滤液供测定用 汽水等含二氧化碳的饮料 准确吸取100 00mL试样于蒸发皿中 在水浴上蒸发除去二氧化碳后 定容至原体积可供测定用 化学分析法 测定准确吸取上述制备好的试样稀释液50 00mL于400mL烧杯中 加入斐林甲 乙液各25mL 盖上表面皿 置电炉上加热 使在4min内沸腾 再准确煮沸2min 加热时间必须准确 允许正负15s的误差 趁热用G4垂容漏斗或铺好石棉的古氏坩埚抽气过滤 并用60 热水洗涤烧杯及沉淀 至洗液不呈碱性为止 将坩埚或漏斗放回原400mL烧杯中 加25mL硫酸铁溶液和25mL水 用玻璃棒搅拌 使氧化亚铜完全溶解 用0 1000mol L高锰酸钾标准溶液滴定至微红色为终点 记下消耗0 1000mol L高锰酸钾标准溶液的体积VmL 另取水50 00mL 加斐林甲 乙液各25mL 按上述同法操作 作空白试验 记下空白消耗高锰酸钾标准溶液的体积V0mL 化学分析法 5 计算 根据消耗高锰酸钾的量计算相当于样品中由还原糖还原成的氧化亚铜的量X X V V0 c 71 54式中 X 相当于样品中还原糖质量的氧化亚铜的质量 mg V 测定样液所消耗高锰酸钾标准溶液的体积 mL V0 试剂空白所消耗高锰酸钾标准溶液的体积 mL C KMnO4标准溶液的浓度 mol L 75 54 1mL0 1mol L高锰酸钾标准溶液相当于氧化亚铜的质量 mg mmol 化学分析法 由所得氧化亚铜的量查附表2 2得到相当的还原糖量 再按下式计算试样中还原糖的含量 式中 V 所取试样的体积 mL V2 测定用样品处理稀释液的体积 mL V1 样品处理后稀释的总体积 mL 化学分析法 6 注意 加入斐林甲 乙液后 应控制在4min内煮沸 沸腾2min也要准确 否则会引起较大测定误差 可先取50mL水按样品测定方法操作 调节好火力后再处理样品 煮沸过程中如发现溶液蓝色消失 表明试液中还原糖浓度过高 应减少试样制备稀释液的取用体积 重新测定 不能增加斐林试剂的用量 抽滤和洗涤氧化亚铜沉淀时 应使沉淀始终浸在液面以下 避免暴露在空气中将其氧化 样品中如既有单糖又有麦芽糖等双糖时 还原糖量测定结果偏低 这是由于麦芽糖分子量大 只有一个还原基所致 化学分析法 二 双糖的测定1 蔗糖蜜中糖分的测定 廉 爱农 Lane Eynon 法介绍A 总还原物质的测定 1 原理总还原物的测定用斐林试剂 廉 爱农 法 以斐林试剂作氧化剂 氧化由蔗糖转化生成的主要转化糖 斐林试剂中的二价铜被还原成一价的红色氧化亚铜 滴定终点用四甲基蓝指示剂指示 终点颜色应为四甲基蓝的蓝色刚好褪去而呈现氧化亚铜的鲜红色 由于试样中往往含有一定数量的非糖杂质 加入适量的中性醋酸铅溶液 利用铅离子的作用 与多种带负电荷的杂质如胶体等生成难溶于水的沉淀 由这些沉淀的吸附作用或者由中性醋酸铅的中和作用 使某些杂质达到等电点而进一步沉降沉淀 从而达到澄清的目的 澄清后通常要加入适量的磷酸氢二钠和草酸钾作除铅剂 利用磷酸根和草酸根与铅盐和钙盐作用生成难溶于水的沉淀 以除去剩余的铅盐和钙盐 化学分析法 2 试剂 中性醋酸铅溶液称取中性醋酸铅250 0g 加水500mL 使充分溶液 静置 取上层清液 沉淀静置后过滤 将清液和滤液混合后逐滴加入醋酸 用石蕊试纸为指示剂使呈中性或微酸性 再用新鲜冷蒸馏水稀释至540Bx 密度1 25 磷酸盐草酸盐混合脱铅剂分别称取磷酸氢二钠70g和草酸钾30g 分别用少量水溶解后混合 用水稀释至1000mL 4mol L盐酸量取50mL浓盐酸 加入约90mL水中 用水稀释成150mL 酚酞指示剂 4mol L氢氧化钠溶液称取氢氧化钠16g 用水溶解并稀释至100mL 化学分析法 斐林溶液甲液 称取69 274g结晶硫酸铜 用水溶解后 移入100mL容量瓶中 加水至刻度 摇匀 过滤即可 乙液 称取346g酒石酸钾钠 溶于约500mL水中 另取氢氧化钠100g 溶于约200mL水中 将两者混合 移入1000mL容量瓶中 加水至刻度 放置两日 如液面降低 须再加水至标线 然后摇匀 过滤即可 0 2 标准转化糖液精密称取纯蔗糖9 500g 用水100mL溶解后 移入1000mL容量瓶中 加入5mL浓盐酸 混匀 在20 25 静置一星期使其完全转化 然后定容成1000mL 此溶液100mL中含转化糖1g 使用前 吸取上述1 的转化糖液50 00mL 移入250mL容量瓶中 加3滴酚酞指示剂 用0 1mol L氢氧化钠溶液中和至浅红色 加水至刻度 摇匀 即为0 2 标准转化糖溶液 0 1 四甲基蓝指示剂 化学分析法 3 测定步骤 试样的处理试样的澄清与除铅精密称取糖蜜试样约2 00g 无损地用约50mL水溶解并转移至100mL容量瓶中 仔细加入中性醋酸铅溶液2 0 2 5mL 摇匀后静置1 2min 加水至100mL 摇匀过滤 弃去少许初滤液 将滤液全部收集 吸取上述滤液50 00mL放入另一个100mL容量瓶中 加入磷酸盐草酸盐混合除铅剂5mL 加水至刻度 摇匀过滤 弃去初滤液少许 将滤液全部收集 化学分析法 试样的转化及中和吸取上述除铅后的滤液50 00mL放入100mL容量瓶内 加入4mol L盐酸10mL 用少许水将颈部盐酸洗入瓶内 插入0 100 温度计 摇匀后在68 水浴上加热 待瓶内温度达到66 时 约5min可达到 起计算时间 控制在66 68 之间转化10min 转化期间应间断摇动 转化完 用流动水冷却至室温 取出温度计 用少许水将温度计上附着的糖液洗入容量瓶内 加酚酞指示剂2滴 用4mol L氢氧化钠溶液中和至微红色 冷却至室温 用水定容至100mL 摇匀即为检液 化学分析法 糖液的滴定预备滴定用0 2 标准转化糖液标定斐林溶液各5 00mL准确吸取斐林甲 乙液各5 00mL 放入250mL锥形瓶中 加水约25mL 加水量掌握在滴定完毕后瓶内总体积约60mL 从滴定管中预先加入0 2 标准转化糖液24mL 将锥形瓶置电炉上加热煮沸 并准确沸腾2min 加入1 四甲基蓝指示剂2滴 此时应为蓝色 若为红色 即糖量过多 应减少预先加入标准转化糖液的体积 在沸腾状态下 约以每2秒1滴的速度滴入0 2 标准转化糖液 至溶液刚由蓝色变为鲜红色为终点 后滴定操作应在1min内完成 整个沸腾时间应控制在3min之内 记下总消耗0 2 标准转化糖液的体积 根据预备滴定消耗的体积应进行两次正式滴定 正式滴定时预先加入斐林溶液中的标准转化糖液体积应比预备滴定消耗的总体积少1mL左右 此1mL左右体积作最后1min滴定用 两次正式滴定消耗0 2 标准转化糖液的体积相差不应超过0 1mL 取两次正式滴定用去总体积的平均值V0mL作计算用 化学分析法 试样的测定准确吸取斐林甲 乙液各5 00mL 放入250mL锥形瓶中 加水约25mL 用滴定管加入估计含还原糖50mg左右的经中和稀释定容后的检液一定体积 将锥形瓶置电炉上加热煮沸 保持沸腾2min 加入四甲基蓝指示剂2滴 在沸腾状态下 继续滴入检液 主溶液由蓝色刚变鲜红色为终点 记下消耗检液的总体积 此为预备滴定 根据预备滴定消耗的总体积 应进行两次正式滴定 取两次正式滴定消耗总体积的平均值V1mL 试样测定消耗建业总体积应控制在20 30mL为好 太多太少时应重新调整糖蜜称取量 重新进行试样处理后再测定 化学分析法 4 计算总还原物质 g 100g 式中 V0 标定斐林液各5mL消耗0 2 标准转化糖液的体积 mL V1 测定中消耗检液的体积 mL W 称取糖蜜的重量 g 化学分析法 5 说明 转化糖与蔗糖的换算系数C12H22O11 H2O C6H12O6 C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖342180180蔗糖 转化率 342 360342 360 0 95即0 95g蔗糖理论上可生成1g转化糖 转化糖对蔗糖的换算系数为0 95 故配制标准转化糖溶液时 称取9 5g蔗糖经转化后稀释成1000mL 即为1 标准转化糖溶液 化学分析法 中性醋酸铅溶液用量以沉淀完全 获得清晰透明的溶液为度 过多过少均影响测定结果的准确性 一般1g糖蜜用量1mL左右即可 操作时加入中性醋酸铅后 静置3 4min 然后再沿瓶壁上部清液中滴入2 3滴中性醋酸铅溶液 若不再发生浑浊即表示用量以合适 脱铅剂用量一般为中性醋酸铅的两倍 操作时添加脱铅剂后 静置3 4min 然后再沿瓶壁于上部清液中再滴入1 2滴脱铅剂 若发生浑浊即表示脱铅剂用量不足 若不发生浑浊即表示脱铅剂用量合适 试样转化时要掌握好酸的浓度和用量 温度和时间 过高过低均会影响分析结果 如温度超过69 果糖会破坏 指示剂四甲基蓝本身具有弱氧化性 要消耗还原糖 所以几次滴定中四甲基蓝溶液的用量应保持一致 不可时多时少 四甲基蓝被还原为无色后 易为空气所氧化又显蓝色 所以滴定过程应保持沸腾状态 使瓶内不断逸出水蒸汽 以防空气进入瓶内氧化四甲基蓝而影响终点的判断 化学分析法 B 非发酵性还原物质的测定 1 原理非发酵性还原物质指不能被酵母所利用的还原性物质 它是将一定量的糖蜜经过酵母菌发酵后 再用廉 爱农法测定其剩余的还原性物质 即为非发酵性还原物质 2 试剂 新鲜的2 1190斜面酵母 糖蜜生产酒精用酵母菌种 或活性干酵母 10 硫酸溶液量取浓硫酸6mL 小心注入60mL水中 冷却稀释至100mL 其余试剂同总还原物质的测定 化学分析法 2 测定步骤 试样的发酵精密称取5 0 10 0g糖蜜于150mL锥形瓶中 用约60mL无菌水将3 4支新鲜的2 1190斜面试管酵母菌落全部洗入糖蜜试样中 或用1g活性干酵母代替斜面试管酵母 并将糖蜜充分溶解 用10 硫酸调节pH4 0 4 5 摇匀 于32 恒温箱内保温发酵48h 检液的准备检液的澄清和脱铅试样发酵完 无损地洗入100mL容量瓶中 加入中性醋酸铅8 10mL 加水至刻度 摇匀过滤 吸取滤液50 00mL放入另一个100mL容量瓶中 加脱铅剂15 20mL 加水至刻度 摇匀过滤 化学分析法 检液的转化及中和吸取上述滤液50 00mL于100mL容量瓶中 同总还原物的测定步骤加入4mol L盐酸10mL 插入温度计 摇匀 于68 水浴上平衡温度 在66 68 转化10min 转化期间应间断摇动 转化完用冷水冷却至室温 取出温度计 加酚酞指示剂2滴 小心用4mol L氢氧化钠中和至微红色 冷却后定容至刻度 摇匀即为检液 化学分析法 糖液的滴定预备滴定用0 2 标准转化糖液标定斐林溶液各2mL准确吸取斐林甲 乙液各2 00mL 放入150mL锥形瓶中 加水约10mL 加水量以滴定完总体积为24mL为度 用滴定管预先加入0 2 的标准转化糖液约9mL 在电炉上加热煮沸 并保持沸腾2min 加入四甲基蓝指示剂2滴 在微沸状态下 继续滴入0 2 标准转化糖液 至溶液刚由蓝色转为鲜红色为终点 记下消耗0 2 标准转化糖液的总体积 根据预备滴定消耗的标准转化糖液的体积 应进行正式滴定 取两次正式滴定消耗标准转化糖液体积的平均值VmL 化学分析法 试样的测定同上法吸取斐林甲 乙液各2 00mL入150mL锥形瓶中 用滴定管加入约含20mg还原物质的检液 糖蜜中非发酵性还原物含量不多 所以可不加水 预先约加入检液30mL左右 在电炉上加热煮沸 并保持沸腾2min 然后加四甲基蓝指示剂2滴 在沸腾状态下 继续滴入检液 使溶液由蓝色刚变鲜红色为终点 此为预备滴定 根据预备滴定消耗的检液的体积 进行正式滴定 记下正式滴定消耗的检液的体积AmL 化学分析法 计算非发酵性还原物 g 100g 式中 W1 称取糖蜜的重量 g 一般非发酵性还原物为糖蜜的4 5 V 正式滴定消耗标准转化糖液体积 mL 糖蜜糖分 g 100g 总还原物质 g 100g 非发酵性还原物质 g 100g 化学分析法 2 麦芽糖化力的测定 碘量法测定还原糖方法介绍 1 原理 淀粉经麦芽浸出液糖化后 水解成麦芽糖 加入过量的碘标准溶液和氢氧化钠溶液后 麦芽糖氧化成相应的酸 I2 2NaOH NaIO NaI H2O次碘酸钠过量未作用的NaIO 在碱性条件下发生歧化反应 3NaIO NaIO3 2NaI 加入酸 使NaIO3和NaI在酸性条件下发生氧化还原反应 析出过量的碘 NaIO3 5NaI 3H2SO4 3I2 3Na2SO4 3H2O 析出的碘用Na2S2O3标准溶液滴定之 2Na2S2O3 I2 Na2S4O6 2NaI由反应中加入碘溶液的量和滴定消耗Na2S2O3标准溶液的体积即可计算麦芽糖的含量 化学分析法 2 试剂 2 可溶性淀粉溶液 醋酸 醋酸钠缓冲溶液 1mol L氢氧化钠溶液 1mol L硫酸溶液取浓硫酸2 8mL 缓缓倒入适量水中 用水稀释成100mL 0 1000mol LNa2S2O3标准溶液 0 1000mol L I2 碘溶液称取12 7g碘 40g碘化钾 置入烧杯中 加少量水小心用玻璃研磨至完全溶解 用水稀释至1000mL 贮存于棕色瓶中 化学分析法 3 测定步骤 麦芽浸出液的制备称取细粉碎的麦芽20 00g 深色麦芽为40 00g 置入已知重量的烧杯中 加水480mL 于40 水浴中以100 180r min的搅拌速度浸出1h 冷却至室温 加20 水使其净重为520g 深色麦芽为540g 摇匀 用双层干滤纸过滤 最初滤出的约200mL滤液返回重滤 重滤后 随即吸取50mL清液供分析用 糖化液的制备量取2 可溶性淀粉溶液100mL 置入200mL容量瓶中 加醋酸 醋酸钠缓冲液10mL 摇匀 在20 水浴中平衡温度20min后 准确加入5 00mL麦芽浸出液 摇匀 在20 水浴中准确糖化30min 糖化完立即加入4mol L氢氧化钠溶液4mL 以终止酶的活性 摇匀 用水定容至刻度 化学分析法 空白试验 量取2 可溶性淀粉溶液100 00mL 置入200mL容量瓶中 在20 水浴中平衡温度20min 加0 65mL1mol L氢氧化钠溶液 摇匀 加5 00mL麦芽浸出液 用水定容至刻度 麦芽糖的测定准确吸取麦芽糖化液和空白试验液各50 00mL 分别置入两个250mL碘量瓶中 再分别准确加入25 00mL碘液 3mL1mol L氢氧化钠溶液 摇匀 盖好 静置15min 以氧化麦芽糖 加4 5mL1mol L硫酸溶液 立即用0 1000mol LNa2S2O3溶液滴定至蓝色刚好消失 记下空白滴定和糖化液滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积 化学分析法 4 计算100g风干麦芽的糖化力 100g绝干麦芽的糖化力 化学分析法 式中 c1 I2 溶液的浓度 mol L c2 硫代硫酸钠标准溶液的浓度V2 麦芽糖测定消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积 mL V3 空白试验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积 mL W 麦芽的水分171 麦芽糖的摩尔质量 g mol 200 500 50 5 为稀释倍数 5 注意 麦芽糖化液的制备中 加氢氧化钠溶液终止酶活动 应呈碱性 pH9 4 10 6 可用pH试纸试验 本试验中麦芽糖测定消耗0 1mol L碘液量 必须在6 12mL之间 否则应增减麦芽浸出液的体积重新试验 化学分析法 三 多糖的测定1 淀粉的测定 1 水解方法酶水解法是用淀粉酶将淀粉液化 水解为麦芽糖和少量小分子糊精 由于酶作用的专一性 淀粉酶不能水解半纤维素等其他多糖杂质 因此可以通过过滤将半纤维素等不溶性残留物除去后 再用酸将麦芽糖等酶解产物水解为葡萄糖 然后按还原糖测定方法测定 酶水解法适用于半纤维素等非淀粉多糖类高的原料如麸皮等原料的淀粉测定 结果比较准确 但水解时间长 化学分析法 酸水解法一般是用稀盐酸将淀粉水解为葡萄糖 再按还原糖法测定 测定时间比较短 但酸也能水解半纤维素 多缩戊糖等 生成具有还原性的木糖 阿拉伯糖等 是测定结果偏高 所以酸水解法一般适用于含淀粉高的谷类 薯类原料 测定结果为粗淀粉含量 水解反应为 C6H10O5 n nH2O nC6H12O6n162n180由上式知 水解后被测定的葡萄糖换算为淀粉的系数为n165 n180 0 9 所以 根据测定得出的葡萄糖量乘以0 9 试为相应的淀粉含量 化学分析法 2 试剂 斐林溶液 2 W V 盐酸溶液吸取比重1 19的原装浓盐酸4 5mL 放入适量水中 用水定容至100mL 6mol L盐酸 20 氢氧化钠溶液 1 四甲基蓝溶液 0 2 标准葡萄糖溶液准确称取已在95 105 烘干2h的分析纯葡萄糖2 000g 用水溶解后 加约5mL浓盐酸 摇匀 用水定容至100mL 化学分析法 液指示剂称取碘1 3g 碘化钾4g 置小烧杯中加少量水后用玻璃搅至全部溶解后 用水稀释至100mL 贮棕色瓶中 酶液称取粉碎的新鲜固体曲100 0g 或干麦芽粉25 00g 加水90mL醋酸 醋酸钠缓冲液10mL 搅匀后于室温下浸渍1h 过滤 滤液即为酶液 酶液易腐败 应新鲜制备 醋酸 醋酸钠缓冲溶液 甲基红指示剂 化学分析法 4 水解操作步骤 酶水解法 准确称取粉碎试样3 000 5 000g 置250mL锥形瓶中 加100mL水 于沸水浴中糊化1h 冷却至65 加20mL酶液 于55 60 酶解2h 并不断搅拌 取出 加热煮沸30min 再冷却至65 加20mL酶液 于55 60 继续酶解糖化 并不时取样一滴 滴入滴有碘液的白瓷板空穴内 糖化至碘指示剂不显蓝色为止 加热煮沸 趁热用滤纸过滤 滤液用250mL容量瓶接收 用热水充分洗涤残渣 冷却后用水定容至刻度 化学分析法 吸取50 00mL上述滤液 置于250mL锥形瓶中 加6mol L盐酸5mL 装上回流冷凝器 于沸水浴中水解1h 见图4 6 取出 立即冷却后加甲基红指示剂2滴 用20 氢氧化钠溶液中和至中性 由红色刚变橙黄色 溶液转入100mL容量瓶中 洗涤锥形瓶 洗涤并入容量瓶中 加水至刻度 摇匀作检液 另取50 00mL水及样品酶解时相同体积的酶液置入250mL锥形瓶中 加6mol L盐酸5mL 同上法在沸水浴中回流水解1h 冷却 中和后定容成250mL 摇匀过滤 吸取滤液50 00mL稀释定容至100mL 作空白试验 化学分析法 酸水解法准确称取经粉碎过40目筛的试样1 500 2 000g 置入250mL锥形瓶中 加入100mL2 的盐酸溶液 轻轻摇动锥形瓶 使试样充分湿润 装上回流冷凝器 于沸水浴中回流水解3h 回流完毕取出 迅速冷却后用20 氢氧化钠溶液中和至中性或微酸性 用甲基红指示剂 过滤 用500mL容量瓶接收滤液 用少量热水多次洗涤残渣 洗液一并接收入容量瓶中 冷却后定容至刻度 为供试检液 化学分析法 5 测定步骤 斐林溶液各5mL的标定准确吸取斐林甲 乙液各5 00mL 置入250mL锥形瓶中 加水20mL 从滴定管中加入0 2 标准葡萄糖液约24mL 加量控制在后滴定消耗0 2 的标准葡萄糖液1mL以内 摇匀 置电炉上在2min内加热煮沸 并保持沸腾2min 加入1 四甲基蓝指示剂2滴 立即用0 2 标准葡萄糖继续在沸腾状态下滴定至蓝色刚好消失呈鲜红色为终点 此为预备滴定 根据预备滴定消耗的标准葡萄糖液的总体积进行正式滴定 记下正式滴定消耗的体积V0mL 化学分析法 检液的测定吸取斐林甲 乙液各5 00mL 放入250mL锥形瓶中 加水20mL 准确加入检液10mL 并从滴定管中加入0 2 标准葡萄糖液一定体积 加入量以控制后滴定消耗体积在1mL以内 在电炉上加热煮沸2min 加四甲基蓝指示剂2滴 用0 2 标准葡萄糖液继续滴定至终点 此为预备滴定 根据预备滴定消耗的体积 进行正式滴定 同还原糖测定法进行测定 同法进行酶解法的空白试验滴定 化学分析法 6 计算 酶水解法 酸水解法粗淀粉 g 100g 化学分析法 式中 V0 标定斐林溶液各5mL消耗0 2 标准葡萄糖液的体积 mL V1 检液测定时消耗0 2 标准葡萄糖液的体积 mL V1 空白滴定消耗0 2 标准葡萄糖液的体积 mL V 检液测定时加入检液的体积 mL W 试样称取量 g 0 9 葡萄糖转换为淀粉的系数 100 换算为100g试样 100 250 50 试样稀释倍数 化学分析法 2 粗纤维素的测定 1 原理将试样与稀酸共煮 样品中的淀粉 果胶质和部分半纤维素经水解除去后 再用碱煮沸 溶解除去蛋白质 部分半纤维和脂肪 然后再用乙醇和乙醚处理 以除去单宁 色素和剩余的脂肪等 最后所得的残渣即为粗纤维 如其中含有不溶于酸碱的杂质 可灰化后除去 2 仪器布氏漏斗 G2垂熔坩埚或垂熔漏斗 化学分析法 3 试剂 1 25 硫酸量取浓硫酸7 1mL 缓缓倒入适量水中 用水稀释至1000mL 1 25 氢氧化钠溶液称取氢氧化钠12 5g 用水溶解并稀释至1000mL 纯乙醚 5 乙醇 石棉用5 氢氧化钠浸泡石棉 并在水浴上回流8h以上 再用热水充分洗涤 然后用20 盐酸在沸水浴上回流8h以上 再用热水充分洗涤 干燥 在600 700 高温炉中灼烧后 加水使成悬浮物 贮存于玻璃瓶中 化学分析法 4 测定步骤 酸处理准确称取样品5 000g 或磨碎的湿样20 00g 置入500mL锥形瓶中 加煮沸的1 25 硫酸200mL 装上回流装置 加热使之保持微沸30min 每隔5min摇动一次锥形瓶 使瓶内容物充分混合 取下锥形瓶 立即用铺有亚麻布的布氏漏斗抽滤 用热水洗涤至滤液呈中性 以甲基红为指示剂 碱处理用200mL煮沸的1 25 氢氧化钠溶液将亚麻布上存留物洗入原锥形瓶内 同前加热煮沸 并保持沸腾30min 取下锥形瓶 立即用铺有亚麻布的布氏漏斗抽滤 以沸水洗涤2 3次 化学分析法 干燥将亚麻布上的存留物移入已干燥称重的G2垂熔坩埚或垂熔漏斗中 抽滤 用热水充分洗涤至中性 抽干 再依次用95 乙醇和乙醚洗涤一次 将坩埚和内容物在105 烘箱中烘干2h后 在干燥器中冷却后称重 重复干燥 直至恒重 灰化如试样含有较多的不溶性杂质 可将试样移入铺有石棉纤维并经灼烧过的垂熔坩埚中 于105 烘干称重后 移入550 高温炉中灰化 使含碳物质全部灰化 置干燥器内冷却至室温称重 所损失的量即为粗纤维量 化学分析法 5 计算粗纤维素 G G0 W 100式中 G 干燥后坩埚加纤维素重量 g G0 干燥后的坩埚重量 g W 试样重