第8章碳水化合物PPT课件

1、8.1 概 述 碳水化合物的定义碳水化合物（carbohydrate）亦称糖类化合物，由碳、氢、氧三种元素组成。由于它的分子结构通式可用Cm(H2O)n表示，氢和氧的比例为2:1，和水一样，故称为碳水化合物。实质是具有多羟基醛或多羟基酮及其缩合物和衍生物的总称。第1页/共90页 Carbohydrates comprise more than75%of the dry matter of Plants. eg: corn,vegetable, fruit, and so on. Monosaccharides & Oligasaccharidesis usually found in

2、the vegetable and fruit . Polysaccharides can mainly be foundin corn , seed, root, stem plants.碳水化合物的分类 第2页/共90页食品中碳水化合物的作用食品中碳水化合物的作用1 提供人类能量的绝大部分2 提供适宜的质地、口感和甜味（如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂）3 有利于肠道蠕动，促进消化（如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌生长，促消化）第3页/共90页碳水化合物测定的意义 食品中碳水化合物存在的形式 动物性食品：葡萄糖、糖元、肌糖元、肝糖元。 测定意义：对动物屠宰有意义，影响pH 植物

3、性食品：多样化，淀粉、纤维素、果胶等。 测定意义：营养、加工、质量指标等。第4页/共90页测定方法一、化学法碱性铜盐法、碘量法、蒽酮比色法等二、物理法三、酶法四、色谱法第5页/共90页8.2 还原糖的测定一、还原糖的提取和澄清 1 提取1.1 脱脂：含脂多的样品用石油醚浸泡2-3次，再用水或醇水提取；含脂少的直接用水或醇水提取。在碱性条件下，含有醛基或酮基的糖可以转化为非常活泼的烯二醇结构而具有一定的还原性，可以和氧化剂发生反应，这一类糖我们就称之为还原糖。第6页/共90页1.2 水作提取剂 温度：40-50度，1-2小时，温度高，时间就要短。 防止酶水解：测还原糖时防止蔗糖等的水解；测单糖、

4、低聚糖时，防止淀粉、糊精的水解。 酸性样品加CaCO3，粉未研磨，水提，加 HgCl2防止酶解。第7页/共90页1.3 醇-水作提取剂 防止酶解，用75-85的醇水溶液；弃大分子杂质。2 提取液的纯化：加沉淀剂 对沉淀试剂的要求：a 较完全地除去干扰物质；b 不影响糖分的测定 常用沉淀剂：中性醋酸铅、乙酸铅和亚铁氰化钾溶液、硫酸铜和氢氧化钠溶液第8页/共90页3 糖的转化： 测还原糖，不必转化 测可溶性糖：还原糖法，先水解转化 缩合反应法，不必转化第9页/共90页8.2.2 还原糖的测定1 斐林试剂直接滴定法 原理：a 斐林试剂(酒石酸铜甲、乙液 )混合后产生深蓝色的酒石酸钾钠铜络合物； b

5、还原糖能把Cu2+还原为Cu+，产生Cu2O沉定； c 过量的还原糖把亚甲基蓝还原，溶液蓝色消失，即为滴定终点。第10页/共90页CuSO42NaOH=Cu(OH)2NaSO4+OHCuOHCCHHHOHOCOONaCOOK=OCuOCCHHCOONaCOOK2H2O+(CHOH)4CHOCHO+OCuOCCHHCOONaCOOK+=6CHOHCHHOCOOKCOONa(CHOH)3CHOCHO+ 3Cu2O+H2CO366H2O第11页/共90页亚甲蓝做指示剂 SNN+H3CCH3NCH3CH3SNNH3CCH3NCH3CH3还原氧化H（蓝色氧化态） （无色还原态）第12页/共90页斐林试剂

6、直接滴定法 适用范围及特点 国家标准分析方法之一。 操作和计算比较简便、快速，滴定终点明显。 但，对深色样品难判定终点。第13页/共90页 试剂：甲液：（116）乙液：标准糖液：仪器：步骤：标定 预滴定 正式滴定第14页/共90页 结果计算：以某种还原糖含量表示有效数字保留位数与质量有关第15页/共90页 注意点（P118）1.甲、乙液用时混合2.乙液中加亚铁氰化钾，目的是？。3. 2min内加热至沸，沸腾下滴定。4.预滴定第16页/共90页2 高锰酸钾滴定法(Bertrand) 原理： a 还原糖与碱性铜盐反应，生成Cu2O b Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2Fe

7、SO4+H2O C 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O 由反应中氧化亚铜量查经验检索表可得出相当的还原糖量。第17页/共90页高锰酸钾滴定法 适用范围及特点 国家标准分析方法之一。 不受色素的干扰，准确度和重现性好。 但，操作费时，需使用特制的高锰酸钾法糖类检索表。第18页/共90页3 其它方法 3.1 萨氏(Somogyi,1933)法：微量法 3.2 碘量法(1918)：测醛糖 3.3 蓝-爱农(Lane-Eynon)法：国际上常用。 3.4 3,5-二硝基水杨酸比色法(1922)：快速 3.5 半胱氨酸-咔唑法：测定果糖。

8、第19页/共90页8.3 蔗糖的测定测定意义：食品加工工艺控制，原料品质，产品质量指标。方法： 1 物理法：纯度高的蔗糖溶液，可测其物理常数。 2 盐酸水解法（p125）：用还原糖法来测定样品中蔗糖水解(为葡萄糖和果糖)前后还原糖的含量，计算差值即为水解产生的还原糖量，乘以换算系数得出蔗糖含量。 法（GB第一法p124）：反相柱(氨基柱（NH2柱）分离 )、示差检测器.第20页/共90页第21页/共90页8.4 总糖的测定 测定意义：重要质量指标、食品生产中常规分析项目。 总糖指还原性糖和在测定条件下能水解为还原性单糖如蔗糖的总量。 方法：直接滴定法、蒽酮比色法第22页/共90页1直接滴定法

9、原理：同前面。 结果表示：用转化糖或者其他还原糖表示。 注意水解条件，不得使淀粉等多糖水解。第23页/共90页2蒽酮比色法 原理：糖类遇浓硫酸时，脱水生成糠醛衍生物（羟甲基呋喃甲醛），糠醛衍生物与蒽酮缩合成蓝色的化合物（620nm），在一定糖含量的范围内（），其呈色强度与溶液中的糖含量成正比，可用于比色定量。若分析结果不含淀粉，样品要用80%乙醇溶液提取。第24页/共90页CHOHCHOCH2OH硫 酸-3H2OOCHOHOH2COCHOHCH2OHOHOCH2OHCOHHOHOCH2OHCOHHOHOCH2OHOHCHH2O第25页/共90页8.5 8.5 淀粉的测定淀粉的测定第26页/共9

10、0页OOHOOHOHOOCH2OHCH2OH1441OHOOHOOCH2OHOH -1,4-苷键直链淀粉 第27页/共90页第28页/共90页支链淀粉 OOHOOHOHOOCH2OH141OHOOHOHOCH2OHOHCH2O6 -1,4-苷键 -1,6苷键第29页/共90页第30页/共90页淀粉的主要性质如下： 水溶性：直链淀粉不溶于冷水，可溶于热水；支链淀粉常压下不溶于水，只有在加热并加压时才能溶解于水。 醇溶性：不溶于浓度在30以上的乙醇溶液。第31页/共90页 水解性：在酸或酶的作用下可以水解，最终产物是葡萄糖。 旋光性：淀粉水溶液具有右旋性，第32页/共90页第三节 总淀粉的测定 酶

11、水解法（GB第一法） 酸水解法（GB第二法） 旋光法 熟肉制品中淀粉的测定 植物性样品中淀粉的测定第33页/共90页一、酶水解法1原理 样品经除去脂肪和可溶性糖类后，在淀粉酶的作用下，使淀粉水解为麦芽糖和低分子糊精，再用盐酸进一步水解为葡萄糖，然后按还原糖测定法测定其还原糖含量，并折算成淀粉含量。第34页/共90页2适用范围及特点 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，分析结果准确可靠，但操作复杂费时。第35页/共90页(4)测定 按还原糖测定法的高锰酸钾法或直接滴

12、定法进行。 做试剂空白试验。 第36页/共90页注意点 1.专一性好，不受其他多糖的影响 2.淀粉先糊化再酶解。（加热糊化破坏淀粉的晶格结构 ） 3.酶解产物主要是麦芽糖、葡萄糖。第37页/共90页二、酸水解法 1原理 样品经乙醚除去脂肪，乙醇除去可溶性糖类后，用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。第38页/共90页 2适用范围及特点 此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素和多缩戊糖等其他多糖含量较少的样品。 对富含半纤维素、多缩戊糖及果胶质的样品，因水解时它们也被水解为木糖、阿拉伯糖等还原糖，使测定结果偏高。第39页/共90页 该法操作简单、应用广泛，但选择性和

13、准确性不及酶法。 第40页/共90页3测定方法 样品处理水解测定第41页/共90页 水解条件：样品液中含盐酸5%时，沸水浴中回流2小时。 根据淀粉的水解反应，把葡萄糖折算为淀粉含量的换算系数为第42页/共90页三、旋光法 1原理 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。第43页/共90页2适用范围及特点 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。第44页/共90页四、熟肉制品中淀粉的测定 1. 原理 把样品与氢氧化钾酒精溶液

14、共热，使蛋白质、脂肪溶解，而淀粉和粗纤维不溶解。过滤后，用氢氧化钾水溶液溶解淀粉，使之与粗纤维分离，然后用醋酸酸化的乙醇使淀粉重新沉淀，过滤后把沉淀于100烘干至恒重，再于550灼烧至恒重，灼烧前后重量之差即为淀粉的含量。第45页/共90页2适用范围及特点 该法适用于蛋白质、脂肪含量较高的熟肉制品，如午餐肉、灌肠等食品中淀粉的测定。结果准确，但操作时间较长。第46页/共90页 5说明与讨论 (1) 本法是北欧食品分析委员会的标准方法。 第47页/共90页 (2) 测定肉制品中淀粉也可以采用容量法。第48页/共90页 即把样品与氢氧化钾共热，使样品完全溶解，再加入乙醇使淀粉析出，经乙醇洗涤后加酸

15、水解为葡萄糖，然后按测定还原糖的方法测定葡萄糖含量，再换算为淀粉含量。第49页/共90页 此方法没把淀粉与其他多糖分离开，如果在水解条件下这些多糖也能水解为还原糖，将产生正误差。第50页/共90页五、植物性样品中淀粉的测定1.原理 在高压下用硫酸水解样品，使淀粉水解为葡萄糖，测定水解液中还原糖总量，同时测定样品的总糖量，两者之差即为淀粉水解产生的还原糖量，再乘以换算系数即得淀粉的含量。 第51页/共90页2适用范围及特点 该法适用于蔬菜、水果等淀粉含量较少的样品。根据样品中淀粉及脂肪含量少的特点，省略了乙醚除脂肪和乙醇除可溶性糖类的操作步骤，以避免处理过程中淀粉的流失(当淀粉含量少时这种损失不

16、可忽略)，并简化了样品处理过程，改变了水解条件，从而大大缩短了测定时间。第52页/共90页4讨论 样品中如含有半纤维素、戊聚糖、果胶质等多糖类，也可能被水解，造成正误差。第53页/共90页8.5 膳食纤维的测定 粗纤维的测定（重量法） 中性洗涤纤维（NDF）的测定 酸性洗涤纤维（ADF）的测定 膳食纤维的测定（Southgate改良法）OOHOOHOOOHOCH2OHCH2OHOHOOOH1441CH2OHOH -1,4-苷键第54页/共90页一、粗纤维的测定(重量法)1原理 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，使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。第5

17、5页/共90页 然后用乙醇和乙醚处理以除去单宁、色素及残余的脂肪，所得的残渣即为粗纤维，如其中含有无机物质，可经灰化后扣除。第56页/共90页2适用范围及特点 该法操作简便、迅速，适用于各类食品，是应用最广泛的经典分析法。目前，我国的食品成分表中“纤维”一项的数据都是用此法测定的，但该法测定结果粗糙，重现性差。第57页/共90页 由于酸碱处理时纤维成分会发生不同程度的降解，使测得值与纤维的实际含量差别很大，这是此法的最大缺点。第58页/共90页4测定方法 取样酸处理碱处理加热灰化第59页/共90页 6说明与讨论（1）此法是1860年由Helnneberg等人首次提出的，一直沿用至今，目前是测定

18、纤维的标准分析方法。 第60页/共90页（2）样品中脂肪含量高于1时，应先用石油醚脱脂，然后再测定，如脱脂不足，结果将偏高。第61页/共90页 (7) 在这种方法中，纤维素、半纤维素、木质素等食物纤维成分都发生了不同程度的降解，且残留物中还包含了少量的无机物、蛋白质等成分，故测定结果称为“粗纤维”。第62页/共90页二、中性洗涤纤维(NDF)的测定第63页/共90页 1原理 样品经热的中性洗涤剂浸煮后，残渣用热蒸馏水充分洗涤，除去样品中游离淀粉、蛋白质、矿物质，然后加入-淀粉酶溶液以分解结合态淀粉，再用蒸馏水、丙酮洗涤，以除去残存的脂肪、色素等，残渣经烘干，即为中性洗涤纤维(不溶性膳食纤维)。

19、 第64页/共90页2适用范围及特点 本法适用于谷物及其制品、饲料、果蔬等样品，对于蛋白质、淀粉含量高的样品，易形成大量泡沫，粘度大，过滤困难，使此法应用受到限制。第65页/共90页7说明与讨论 (1)中性洗涤纤维相当于植物细胞壁，它包括了样品中全部的纤维素、半纤维素、木质素、角质，因为这些成分是膳食纤维中不溶于水的部分，故又称为“不溶性膳食纤维”。第66页/共90页 (2)这里介绍的是美国谷物化学家协会(AACC)审批的方法。第67页/共90页 (5)测定结果中包含灰分，可灰化后扣除第68页/共90页 (6)中性洗涤纤维测定值高于粗纤维测定值，且随食品种类的不同，两者的差异也不同，实验证明，

20、粗纤维测定值占中性洗涤纤维测定值的百分比：谷物为1327；干豆类为3552；果蔬为3266。第69页/共90页三、酸性洗涤纤维(ADF)的测定第70页/共90页1原理 样品经磨碎烘干，用十六烷基三甲基溴化铵的硫酸溶液回流煮沸，除去细胞内容物，经过滤、洗涤、烘干，残渣即为酸性洗涤纤维。第71页/共90页5. 说明与讨论 (1)在用酸性洗涤剂浸煮过程中，样品中的淀粉、果胶、半纤维素、蛋白质等成分分解，经过滤而除去，所得残留物中包括全部的纤维素和木质素及少量矿物质(灰分)，测得结果高于粗纤维测定值，但低于中性洗涤纤维测定值，也比较接近于食品中膳食纤维的含量。第72页/共90页 (2)中性洗涤纤维和酸

21、性洗涤纤维之差，即为半纤维素含量。第73页/共90页四、膳食纤维的测定第74页/共90页食品中总膳食纤维等的测定 膳食纤维：食物的可食部分，不能被人体小肠消化吸收，对人体有健康意义，聚合度3的碳水化合物和木质素，包括纤维素、半纤维素、果胶和菊粉等。 （见标准） 膳食纤维比粗纤维更能客观、准确地反映食物的可利用率，因此有逐渐取代粗纤维的趋势。 第75页/共90页1方法提要 (1) 样品经淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶酶解，去除淀粉、蛋白质，酶解后样液用乙醇沉淀、过滤，残渣用乙醇和丙酮洗涤，干燥称重，扣除残渣中的蛋白质和灰分，得到总膳食纤维含量。(2)酶解后样液直接过滤，残渣用热水洗涤，干燥称重，扣除残渣中的蛋白质和灰分，得到不溶性膳食纤维含量。（3）酶解后样液直接过滤，滤液用4倍体积的95%乙醇沉淀、过滤，残渣干燥称重，扣除残渣中的蛋白质和灰分，得到可溶性膳食纤维含量。 第76页/共90页(7) 膳食纤维： 膳食纤维()水溶性非消化性多糖+水不溶性非纤维素多糖 + 纤维索 + 木质素第77页/共90页第五节 果胶物质的测定重量法（质量分析法）咔唑比色法carbazole 第78页/共90页一、重量法1原理 先用70乙醇处理样品，使果胶沉淀，再依次用乙醇、乙醚洗涤沉淀，以除去可溶性糖类、脂肪、色素等物质，残渣分别用酸或用水提取总果胶或水溶性果胶。