食品分析与检验碳水化合物

1、食品分析与检验碳水化合物 第第3章章 碳水化合物的测定碳水化合物的测定 第一节第一节 概述概述 1、概念：、概念： 碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物 的统称的统称 又称为糖类。 2、分布：、分布： 存在于各种食品的原料中，植物性原料中含量高。存在于各种食品的原料中，植物性原料中含量高。 3、分类：、分类： 总碳水化合物总碳水化合物 有效碳水化合物有效碳水化合物 无效碳水化合物无效碳水化合物 食品分析与检验碳水化合物 可溶性糖类可溶性糖类 是指游离单糖，及蔗糖、乳糖等低聚糖是指游离单糖，及蔗糖、乳糖等低聚糖 。 单糖是碳水化合物

2、的基本构造单位。单糖是碳水化合物的基本构造单位。 低聚糖、多糖可水解成单糖，单糖是碳水化合低聚糖、多糖可水解成单糖，单糖是碳水化合 物鉴定的基础。物鉴定的基础。 食品分析与检验碳水化合物 糖的测定方法糖的测定方法 物理法物理法 化学法化学法 色谱法色谱法 酶酶 法法 发酵法发酵法 重量法重量法 方法方法 食品分析与检验碳水化合物 糖类的提取与澄清糖类的提取与澄清 一、提取：一、提取： 1、前处理、前处理-有机溶剂。有机溶剂。 2、提取液、提取液-水、乙醇等。杂质，水解水、乙醇等。杂质，水解 二、澄清：二、澄清： 1. 常用澄清剂要符合三点要求。常用澄清剂要符合三点要求。 常用澄清剂的种类：常用

3、澄清剂的种类： 硫酸铜和氢氧化钠溶液、中性醋酸铅、碱性醋硫酸铜和氢氧化钠溶液、中性醋酸铅、碱性醋 酸铅、醋酸锌和亚铁氢化钾溶液、氢氧化铝溶液、酸铅、醋酸锌和亚铁氢化钾溶液、氢氧化铝溶液、 活性炭等。注意用量和使用条件。活性炭等。注意用量和使用条件。 食品分析与检验碳水化合物 还原糖的测定还原糖的测定 根据还原性测定糖分的方法叫还原糖法。根据还原性测定糖分的方法叫还原糖法。 包括：常量的兰包括：常量的兰-埃农法、碱性铜盐法、直接滴定法、埃农法、碱性铜盐法、直接滴定法、 姆松姆松-华尔格法，微量的萨氏法。华尔格法，微量的萨氏法。 1、兰、兰-埃农法原理：埃农法原理： 2、兰、兰-埃农法操作：埃农法

4、操作： 3、兰、兰-埃农法计算：埃农法计算： 4、兰、兰-埃农法注意事项：埃农法注意事项： 食品分析与检验碳水化合物 还原糖的测定还原糖的测定 直接滴定法直接滴定法 原理：建立兰原理：建立兰-埃农法基础上的改良方法埃农法基础上的改良方法 氧化亚铜沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色氧化亚铜沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色 络合物；二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把络合物；二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把 次甲基蓝还原，溶液由兰色变为无色，即为滴定终次甲基蓝还原，溶液由兰色变为无色，即为滴定终 点；点； 根据样液消耗量可计算出还原糖含量。根据样液消耗量可计算出还原糖含量。 食品分析与检验碳水化

5、合物 碱性铜盐法碱性铜盐法 直接滴定法（直接滴定法（GB法）法） 原理：将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，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，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种沉淀很快与酒这种沉淀很快与酒 石酸钾反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物石酸钾反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物 Cu + OH OH CHCOONa OH CHCOOK OH Cu O O CHCOONa CHCOOK +2H2O 食品分析与检验碳水化合物 还原糖的测定还原糖的测定 在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中在加热条件下，以次甲基

6、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的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀. CHO (CHOH) CH2OH +6 COOK CHO CHO COONa Cu+6H2O= COOH (CHOH) CH2OH +6 COOK COOH COOH COONa +3Cu2O+H2CO3 食品分析与检验碳水化合物 还原糖的测定还原糖的测定 这种沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色络合物；二价铜全部被这种沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色络合物；二价铜全部被 还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由兰色变为无还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原

7、，溶液由兰色变为无 色，即为滴定终点色，即为滴定终点. 根据样液消耗量可计算出还原糖含量根据样液消耗量可计算出还原糖含量. H3C N CH3 S Cl H N N CH3 CH3 H3C N CH3 S Cl N N CH3 CH3 H 食品分析与检验碳水化合物 还原糖的测定还原糖的测定 姆松姆松-华尔格法（华尔格法（高锰酸钾滴定法）高锰酸钾滴定法） 1、原理：过滤取得生成的氧化亚铜，用直接称量其、原理：过滤取得生成的氧化亚铜，用直接称量其 重量，然后从检索表查得与铜量相当的糖量：重量，然后从检索表查得与铜量相当的糖量： 2、高锰酸钾滴定法确定铜的含量。、高锰酸钾滴定法确定铜的含量。 食品分

8、析与检验碳水化合物 还原糖的测定还原糖的测定 萨氏法萨氏法 原理：将一定量的样液与过量的碱性铜盐溶液共热，样液中的原理：将一定量的样液与过量的碱性铜盐溶液共热，样液中的 还原糖定量地将二价铜还原为氧化亚铜，生成的氧化亚铜在还原糖定量地将二价铜还原为氧化亚铜，生成的氧化亚铜在 酸性条件下溶解为一价铜离子，并能定量地消耗游离碘，碘酸性条件下溶解为一价铜离子，并能定量地消耗游离碘，碘 被还原为碘化物，而一价铜被氧化为二价铜。剩余的碘用硫被还原为碘化物，而一价铜被氧化为二价铜。剩余的碘用硫 代硫酸钠标准溶液滴定消耗量，可求出与一价铜反应的碘量，代硫酸钠标准溶液滴定消耗量，可求出与一价铜反应的碘量， 从

9、而计算出样品中还原糖含量。各步反应式如下：从而计算出样品中还原糖含量。各步反应式如下： 2Cu+ + I2 = 2Cu2+ +2 I- I2 + 2 Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2 NaI 食品分析与检验碳水化合物 蔗糖的测定蔗糖的测定 蔗糖是葡萄糖和果糖组成的双糖，没有还原性，蔗糖是葡萄糖和果糖组成的双糖，没有还原性， 不能用碱性铜盐试剂直接测定，但在一定条件下，不能用碱性铜盐试剂直接测定，但在一定条件下， 蔗糖可水解为具有还原性的葡萄糖和果糖（转化蔗糖可水解为具有还原性的葡萄糖和果糖（转化 糖）。因此，可以用测定还原糖的方法测定蔗糖含糖）。因此，可以用测定还原糖的方法测定蔗糖含

10、 量。对于纯度较高的蔗糖溶液，其相对密度、折光量。对于纯度较高的蔗糖溶液，其相对密度、折光 率、旋光度等物理常数与蔗糖浓度都有一定关系，率、旋光度等物理常数与蔗糖浓度都有一定关系， 故也可用物理检验法测定。故也可用物理检验法测定。 食品分析与检验碳水化合物 总糖的测定总糖的测定 食品中的总糖通常是指具有还原性的糖食品中的总糖通常是指具有还原性的糖(葡萄糖、葡萄糖、 果糖、乳糖、麦芽等果糖、乳糖、麦芽等)和在测定条件下能水解为还原和在测定条件下能水解为还原 性单糖总量。性单糖总量。总糖的测定通常是以还原糖的测定方总糖的测定通常是以还原糖的测定方 法为基础的，常用的是直接滴定法，此外还有酚法为基础

11、的，常用的是直接滴定法，此外还有酚-硫硫 酸比色法、蒽酮比色法等。酸比色法、蒽酮比色法等。 食品分析与检验碳水化合物 总糖的测定总糖的测定 蒽酮比色法原理：蒽酮比色法原理： 单糖类遇浓硫酸时，脱水生成糠醛衍生单糖类遇浓硫酸时，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，物，后者可与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物， 当糖的量在当糖的量在20一一200mg范围内时其呈色强范围内时其呈色强 度与溶液中糖的含量成正比，故可比色定量。度与溶液中糖的含量成正比，故可比色定量。 食品分析与检验碳水化合物 总糖的测定总糖的测定 酚酚-硫酸比色法原理：硫酸比色法原理： 单糖类遇浓硫酸时，脱水生成糠醛衍生单

12、糖类遇浓硫酸时，脱水生成糠醛衍生 物，后者可与酚缩合成紫红色的化合物，其物，后者可与酚缩合成紫红色的化合物，其 呈色强度与溶液中糖的含量成正比，故可比呈色强度与溶液中糖的含量成正比，故可比 色定量。色定量。 食品分析与检验碳水化合物 总糖的测定总糖的测定 碘量法原理碘量法原理 样品经处理后，取一定量样液于碘量瓶中，加样品经处理后，取一定量样液于碘量瓶中，加 入一定量过量的碘液和过量的氢氧化钠溶液，样液入一定量过量的碘液和过量的氢氧化钠溶液，样液 中的醛糖在碱性条件下被碘氧化为醛糖酸钠，中的醛糖在碱性条件下被碘氧化为醛糖酸钠， 由于由于 反应液中碘和氢氧化钠都是过量的，两者作用生成反应液中碘和氢

13、氧化钠都是过量的，两者作用生成 次碘酸钠残留在反应液中，当加入盐酸使反应液呈次碘酸钠残留在反应液中，当加入盐酸使反应液呈 酸性时，析出碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出酸性时，析出碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出 的碘，则可计算出氧化醛糖消耗的碘量，从而计算的碘，则可计算出氧化醛糖消耗的碘量，从而计算 出样液中醛糖的含量。出样液中醛糖的含量。 食品分析与检验碳水化合物 可溶性糖类的分离与定量可溶性糖类的分离与定量 主要方法：主要方法： 1. 纸色谱法纸色谱法分离效果差，操作时间长。分离效果差，操作时间长。 2. GC法法糖不易挥发。糖不易挥发。 3. 薄层色谱法（薄层色谱法（TLC）问题同纸色谱

14、法。问题同纸色谱法。 4. HPLC法特别是离子色谱法（法特别是离子色谱法（IC法）法）用高性能用高性能 阴离子交换柱。阴离子交换柱。 食品分析与检验碳水化合物 TMS 糖的三氯硅烷糖的三氯硅烷 衍生物衍生物 食品分析与检验碳水化合物 HPLC法法 食品分析与检验碳水化合物 离子色谱法图谱离子色谱法图谱 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的测定淀粉的测定 淀粉是一种由葡萄糖单位构成的聚合体，按聚淀粉是一种由葡萄糖单位构成的聚合体，按聚 合形式不同，可形成两种不同的淀粉分子合形式不同，可形成两种不同的淀粉分子直链直链 淀粉和支链淀粉。它广泛存在于植物的根、茎、叶、淀粉和支链淀粉。它广泛存在于植物的根

15、、茎、叶、 种子等组织中，是人类食物的重要组成部分，也是种子等组织中，是人类食物的重要组成部分，也是 供给人体热能的主要来源。供给人体热能的主要来源。 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的测定方法淀粉的测定方法 淀粉的测定方法有多种，是根据淀粉的理化性质而建淀粉的测定方法有多种，是根据淀粉的理化性质而建 立的。常用的方法有：立的。常用的方法有： 酸水解法酸水解法 酶水解法酶水解法 旋光法旋光法 酸化酒精沉淀法。酸化酒精沉淀法。 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的酸水解测定方法淀粉的酸水解测定方法 1、原理：、原理： 样品经乙醚除去脂肪，乙醇除去可溶性糖类后，用样品经乙醚除去脂肪，乙醇除去可溶性糖类后

16、，用 盐酸水解淀粉为葡萄糖，按还原糖测定方法测定还盐酸水解淀粉为葡萄糖，按还原糖测定方法测定还 原糖含量，再折算为淀粉含量。原糖含量，再折算为淀粉含量。 2、适用范围及特点：、适用范围及特点： 此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素等其他多糖此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素等其他多糖 含量较少的样品。该法操作简单、应用广泛，但选含量较少的样品。该法操作简单、应用广泛，但选 择性和准确性不及酶法。择性和准确性不及酶法。 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的酶水解测定方法淀粉的酶水解测定方法 1、原理：、原理： 葡萄糖 糊精、麦芽糖 淀粉 酸解 液化糖化 酸解 淀粉酶水解 有选择性 葡萄糖苷酶水解 有选

17、择性 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的酶水解测定方法淀粉的酶水解测定方法 特点：特点： 因为淀粉酶有严格的选择性、它只水解淀粉而因为淀粉酶有严格的选择性、它只水解淀粉而 不会水解其他多糖，水解后通过过滤可除去其他多不会水解其他多糖，水解后通过过滤可除去其他多 糖。所以该法不受半纤维素、多缩戊糖、果胶质等糖。所以该法不受半纤维素、多缩戊糖、果胶质等 多糖的干扰，适合于这类多糖含量高的样品，分析多糖的干扰，适合于这类多糖含量高的样品，分析 结果准确可靠，但操作复杂费时。结果准确可靠，但操作复杂费时。 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的酶水解方法淀粉的酶水解方法 酶水解开始要使淀粉糊化：酶水解开始要使

18、淀粉糊化： 将烧杯置沸水浴上加热将烧杯置沸水浴上加热15分钟，使放冷至分钟，使放冷至60 以下，以下， 然后再加入然后再加入20m1淀粉酶溶液，在淀粉酶溶液，在5560保温保温1小小 时，并不时搅拌。时，并不时搅拌。 取取1滴此液于白色点滴板上，加滴此液于白色点滴板上，加1滴碘液应不呈蓝滴碘液应不呈蓝 色，若呈蓝色，再加热糊化，直至酶解液加碘液后色，若呈蓝色，再加热糊化，直至酶解液加碘液后 不呈蓝色为止，加热至沸使酶失活，冷却后移入容不呈蓝色为止，加热至沸使酶失活，冷却后移入容 量瓶中备用。量瓶中备用。 食品分析与检验碳水化合物 淀粉的旋光测定方法淀粉的旋光测定方法 1原理原理 淀粉具有旋光性

19、，在一定条件下旋光度的大小与淀淀粉具有旋光性，在一定条件下旋光度的大小与淀 粉的浓度成正比。用氯化钙溶液提取淀粉，使之与粉的浓度成正比。用氯化钙溶液提取淀粉，使之与 其他成分分离，用氯化锡沉淀提取液中的蛋白质后，其他成分分离，用氯化锡沉淀提取液中的蛋白质后， 测定旋光度，即可计算出淀粉含量。测定旋光度，即可计算出淀粉含量。 2适用范围及待点适用范围及待点 本法适用于淀粉含量较高，而可溶性糖类含量很少本法适用于淀粉含量较高，而可溶性糖类含量很少 的谷类样品，如面粉、米粉等。操作简便、快速。的谷类样品，如面粉、米粉等。操作简便、快速。 食品分析与检验碳水化合物 粗纤维的测定方法粗纤维的测定方法 原理：称量法原理：称量法 在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果 胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理，胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理， 使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙 醚处理以除去单宁、色素及残余的脂肪，所得的