直接滴定法测定糖、蔗糖和总糖的实验条件探讨

直接滴定法测定糖、蔗糖和总糖的实验条件探讨

糖是食品中的三种养分（蛋白质、脂肪和糖）之一。它在许多食品中发挥着重要作用，尤其是在糖行业。另外其还同农业发展密切相关,当前农业发展已成为中国和谐社会建设的一个重大课题,增加农副产品的附加值,将农副产品深加工成糖果是促进农业发展的一个很好的思路和行之有效的办法。同时糖还起到改变食品物理和化学性质的作用,如形态、组织结构、感官(如色、香、味),等等。在糖果、凉果等含糖的小食品中,糖的组成及比例直接关系到食品的风味和质量,如糖在熬煮过程中会产生焦糖化反应、与含氮化合物产生美拉德反应,等等,这既可赋予食品诱人的色泽和风味,也可使食品产生异味和不协调的色彩,因此,必须根据工艺的需要加以控制。另在酸性食品中加入糖可丰满食品的风味,使食品更加酸甜可口,当然在添加时一定要控制好糖酸比。潮州市庵埠镇是我国著名的小食品加工生产的重要散集地,有相当数量的企业以生产糖果类小食品为主,随着生产的规模化、标准化,做好此类小食品的糖的检测工作有利于促进此类食品厂商的有序发展。我所每年承担的食品检测任务中,糖(还原糖、蔗糖和总糖)的检测占有很大的比例,因此探讨各种实验条件下对糖类(特别是还原糖)检测的影响,提高实验分析测试结果就显得非常重要。糖类定量分析一般以还原糖的测定为基础。还原糖是指具有还原性质的糖,如葡萄糖、果糖、乳糖和麦芽糖。其他双糖(如蔗糖)三糖及多糖(如淀粉),因本身不具还原性,属于非还原糖,这可通过水解的方法生成相应的还原性单糖。本文在各种实验文献的基础上,探索了直接滴定法检测还原糖、酸水解法检测蔗糖及总糖的检测方法,并根据实际情况,对方法进行改良,使还原糖测定的实验条件得到改进和完善,降低了试验误差,产生了良好效果。1总还原糖测定法直接滴定法是国家指定的标准方法,标准号为GB/T5009.7–2003。该法适用于各类还原糖的测定,检测的是总还原糖量。其比高锰酸钾法操作简单。氧化剂为碱性酒石酸铜,氧化能力较强,无论醛糖和酮糖都可被氧化。此法需注意如下几个问题。1.1cu2+澄清剂对还原糖含量的影响从标准可知从碱性酒石酸铜的消耗量可计算样品溶液中还原糖的含量,此反应以Cu2+的定量为基础,因此样品处理时不能使用含铜盐的澄清剂处理样品,否则会影响样品溶液中Cu2+含量,得出错误结果。1.2还原糖的制备次甲基蓝指本身也是一种氧化剂,氧化型为蓝色,还原型为无色。次甲基蓝的氧化能力比碱性酒石酸铜弱,故还原糖会先与Cu2+发生反应,Cu2+完全反应后跟次甲基蓝反应。稍微过量一点的还原糖则将次甲基兰指示剂还原,使之由兰色变以无色,指示滴定终点。1.3氧化亚铜沉淀系统论治氧化亚铜法在碱性酒石酸铜乙液中加入少量亚铁氰化钾,使之与CuO生成可溶性的无色络合物,而不再析出红色沉淀,其反应式如下:为此,碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别储存,临用时才混合,以避免酒石酸钾钠铜络合物长期在碱性条件下,会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀,使试剂的有效浓度降低。1.4u3000石棉板和连续剂的应用直接滴定法测定还原糖时需要加热滴定,长期测试证明加热滴定时最好使用专用的滴定装置,图1为我所使用的滴定装置,能有效的检测还原糖。在使用本装置滴定样品溶液中还原糖时,在800～1000W功率万用电炉加热条件下,采用80mm的石棉板,将专用滴定装置的橡胶塞塞紧瓶口,可以保证瓶内溶液2min至沸,在滴定时亦能维持溶液的沸腾状态,同时,更重要的是:由于锥形瓶口被胶塞塞紧,可使上升蒸气阻止空气侵入滴定反应体系中,获得比较准确的定量结果,提高平行样品的测量精确度。另一方面,密闭加热可以加快还原糖与Cu2+的反应速度,由于次甲基蓝的变色反应是可逆的,还原型次甲基兰遇到空气中的氧时,又会被氧化为氧化型,再变为兰色。此外,氧化亚铜也极不稳定,容易与空气中的氧结合而被氧化,从而增加还原糖的消耗量,容易造成结果偏高。1.5样品溶液的初始定期检测由于直接滴定法对样品溶液中的还原糖浓度有一定的要求(实验证明:以0.1%左右最为适宜),测定时样品溶液的消耗体积应与葡萄糖标准溶液时消耗的体积相接近。通过预测可以了解样品溶液浓度是否合适,浓度过大或过小时应加以调整,使预测时消耗样品溶液量在10ml左右。二是通过预测可知样品溶液的大概消耗量,以便正式测定时预先加入比实际用量少1ml左右的样品溶液,减少续滴定的滴入时间,以保证在1min内完成续滴定工作,提高测定的精确度。当样品溶液中还原糖的浓度过低时,直接加入10ml样品溶液,免去加水,再用还原糖(葡萄糖)标准溶液滴定至终点。1.6反应体系碱度的测定加热滴定时严格按规范操作,这是因为反应液的碱度、热源强度、煮沸时间和滴定速度等都会对检测结果产生影响。反应溶液的碱度直接影响二价铜与还原糖反应的速度,反应程度及测定结果。在一定范围内溶液碱度越高,二价铜的还原越快。因此,必须严格控制反应液的体积,标定与测定时消耗体积应接近,使反应体系碱度一致。同时,对碱性酒石酸铜试剂的标定、样品液预测、样品液的测定等的滴定操作条件均应保持一致。每一次滴定使用的锥形瓶的规格、加热电炉功率,甚至铁丝石棉网板的直径大小、滴定时的速度、滴定消耗的大致体积,终点观察方法等都应尽量相同,以减少实验操作中的误差,并将滴定所需体积的绝大部分先加入碱性酒石酸铜试剂中共沸,使其充分反应,仅留1ml左右作为滴定终点的判定。2酸水处理方法2.1蔗糖含量的测定此法是检测食品中蔗糖的标准方法,标准号为GB/T5009.8-2003。其原理是蔗糖在加热的酸性溶液中会水解转化为还原糖,然后测定水解前后的还原糖差值,即为蔗糖含量。蔗糖的水解反应式如下:蔗糖水解后与还原糖的质量比:342/360=0.95另外样品溶液中除了蔗糖外,往往本身还含有还原糖,因此,必须在水解蔗糖前后分别测定样品中的还原糖量,水解后增加的还原糖量才是由蔗糖水解产生的。计算时换算系数为0.95,蔗糖水解物中增加了一分子水,使产物总量增长。2.2提高酸度和时间根据有关资料介绍及大量实验证明,蔗糖要求的水解条件,如酸度、温度和水解时间远比其它双糖要求为低。在酸水解法所规定的条件下,蔗糖可完全被水解,同时,也不破坏原有的单糖,而其它双糖和淀粉等水解作用也很弱,可以忽略不计。2.3盐酸水解冷却1个蔗糖分子酸解后会产生1个葡萄糖和1个果糖,为了防止果糖分解,用盐酸水解时必须严格控制,样品溶液的体积、酸的浓度及用量、水解温度和水解时间都不能随意变动,到达规定时间后应迅速冷却,一般的作法是将样品水解液及容器在自来水流水下迅速冷却至室温为止。2.4对转化糖的测定为了减少误差,测得的还原糖含量应以转化糖表示,因此,在选用直接滴定法时,应采用0.1%标准转化糖溶液来标定碱性酒石酸铜溶液,如选用高锰酸钾滴定法时,可用查表方法查转化糖,获知转化糖含量。3测定食品中的总糖含量3.1还原性单糖的蔗糖的总量和总糖含量本实验的总糖是指还原糖(葡萄糖、果糖、乳糖和麦芽糖等)和能水解为还原性单糖的蔗糖的总量。本方法所测得的总糖含量不包括营养学上总糖中的淀粉。因在此测定条件下,淀粉的水解作用很弱。3.2糖含量的影响总糖作为食品生产中的常规分析项目,总糖反映的是食品中可溶性单糖和低聚糖的总量,其含量的高低对产品的色、香、味、组织形态、营养价值和生产成本有一定影响。3.3总糖的测定由于国家标准检验方法中未予推荐,经参阅其他食品检验文献,可用如下步骤如下:3.3.1检测到的糖总量样品经处理后加入盐酸,在加热条件下,使蔗糖水解为还原性单糖,以直接滴定法测定水解后的还原糖总量。3.3.2转化糖标准溶液的配制用酸水解法检测蔗糖。在配制转化糖标准溶液时,蔗糖应经105℃烘干后精确称取1.9000g至恒重,用水溶解并移入1000ml容量瓶中定容后,混匀,取出50.0ml于100ml容量瓶中,加(1+1)盐酸溶液5ml,在68℃～70℃水浴中加热15min水解后,取出于流动水下迅速冷却。其操作条件比国家标准推荐的转化糖标准溶液配制方法更严格,其不同之处在于:⑴配制后只取出50ml用于水解和标定。⑵水解后要求在流动水下迅速冷却。本文作者认为这些操作的具体化,使水解过程更加严谨可靠。3.3.3计算总糖含量3.4选择糖样时要结合样品的性质要求而定总糖测定结果表示方法,一般以转化糖或以葡萄糖计,具体结果报告时以何种糖类表示,这要根据产品的质量指标要求而定。如用转化糖表示,应该用转化糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液;如用葡萄糖表示,则应该用葡萄糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液,两者不可混淆。4不同的实验操作4.1用直接滴定法检测食品中的还原糖时需注意几个事项:(1)不能使用含铜盐作澄清剂;(2)用次甲基蓝为滴定终点指示剂;(3)直接滴定时使用专门装置;(4)需消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰;(5)对样品溶液进行预测;(6)规范加热操作。4.2在直接滴定法检测食品中的还原糖时使用的本实验改良装置进行直接加热滴定,简单易行,能尽量避免空气中氧气进入,使滴定终点更清晰便于