第七章_碳水化合物的测定.ppt
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1、第七章第七章 碳水化合物的测定碳水化合物的测定 第一节 概述一、碳水化合物的化学组成、分类和性质1、化学组成(chemical composition)碳水化合物是C、H、O三元素组成一类多羟基醛或多羟基酮化合物,而且绝大多数氢原子是氧原子的两倍。即氢与氧为2:1。2、分类(chemical classification)按照有机化学可分成三类,它是根据在稀酸溶液中水解情况分类。单糖(monosaccharides)低聚糖(disaccharides)有效碳水化合物 糊精(cyclodextrin)淀粉(starch)糖原(glycogen)碳水化合物 果胶(pectins)无效碳水化合物 半
2、纤维素(hemicellulose)纤维素(cellulose)木质素(lignin)v凡是人们的消化系统或消化系统中的微生物不能加以消化、分解被人体吸收、利用的碳水化合物称为无效碳水化合物。v膳食纤维对加强肠胃蠕动,消除便秘预防肠癌有用。在食物成分表中,食品中碳水化合物含量通常以总碳水化合物或无氮抽出物来表示,二者都以减差法计算。总碳水化合物(%)=100-(水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪)%无氮抽出物(%)=100-(水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪+粗纤维素)%3、性质chemical property(1)糖的显色反应单糖与浓盐酸或浓硫酸作用,脱去三分子水生成糠醛。(2)还原性(3)旋光性二
3、、测定的意义二、测定的意义 1、膳食参考。合理值5070%的热能由碳水化合物提供。2、产品中加入量的检测。3、资源开发的指标之一。三、检验方法三、检验方法 1、物理方法:旋光法、相对密度法、折光法。2、化学法:费林氏法、高锰酸钾法、碘量法、铁氢化钾法等。3、物理化学法:蒽酮比色分光光度法、色谱法等。4、酶法:半乳糖脱氢酶测半乳糖、乳糖葡萄糖氧化酶测葡萄糖 5、发酵法:测不可发酵糖 6、重量法:测果胶、纤维素、膳食纤维素第二节第二节 糖类的提取与澄清糖类的提取与澄清一、提取一、提取 糖类:可溶性的游离态单糖和低聚糖(oligosaccharides)总称。1、水溶液提取糖制品、水果制品适用 样品
4、磨碎4050水浸渍去脂和叶绿素(加石油醚)去干扰物和防酶水解加入HgCl2,干扰物有蛋白质、氨基酸、多糖等测定。水果样品调pH至中性防低聚糖水解。酸条件下易水解。2、乙醇水溶液提取剂 7585%的乙醇提取可使蛋白质及大多数多糖(polysaccharides)不能溶解和避免糖类被酶水解。总结:提取原则:a、取样量和稀释倍数的确定,要根据所采用的分析方法的检测范围。一般提取液经净化和可能的转化后,每毫升含糖量应在0.53.5mg之间。b、含脂肪的食品,通常要经脱脂后再以水来进行提取。c、含有大量淀粉和糊精的食品,宜用乙醇提取。d、含酒精和CO2的液体样品,通常蒸发至原体积的1/31/4,以除去酒
5、精和CO2。但酸性食品,在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性。e、提取固体样品时,有时要加热,温度一般控制在4050。1、作用:沉淀一些干扰物质,保证测定准确。要求:a、能完全除去干扰物(蛋白、单宁、有机酸、果胶等)。b、不吸附糖类,不改变糖的物理性质。c、过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作,或易于除掉。二、提取液的澄清二、提取液的澄清1)中性醋酸铅Pb(AC)23H2O 适于植物样品、浅色的糖及糖浆制品、果蔬制品、焙烤制品。但是,脱色力差,不能用于深色糖液的澄清。2)碱性醋酸铅 处理深色的蔗糖液供旋光测定用,但是有沉淀中带走还原糖等负作用。3)醋酸锌液和亚铁氰化钾液 适于色浅富含蛋白质
6、的提取液乳制品。4)硫酸铜液(和1N氢氧化钠混用)作牛乳等样品的澄清用。2、几种常用的澄清剂5)氢氧化铝(铝乳)作浅色糖液的澄清剂,能凝聚胶体,但对非胶态杂质的澄清效果不好。6)活性碳 除去植物性样品中的色素,但吸附夹带糖,动物性活性碳好些。7)三甲氯硅烷、六甲基二硅烷 有机澄清剂、效果好,但价格高。3.3.使用澄清剂要注意的问题使用澄清剂要注意的问题(1 1)应应根根据据样样液液的的种种类类、干干扰扰成成分分的的种种类类及及含含量进行选择,同时还要考虑所采用的分析方法。量进行选择,同时还要考虑所采用的分析方法。如如用用直直接接滴滴定定法法测测定定时时不不能能用用硫硫酸酸铜铜氢氢氧氧化化钠钠溶
7、溶液液,以以免免在在样样液液中中引引入入CuCu2+2+;用用高高锰锰酸酸钾钾滴滴定定法法测测定定时时不不能能用用乙乙酸酸锌锌亚亚铁铁氰氰化化钾钾溶溶液液,以免在样液中引入以免在样液中引入FeFe2+2+。3.3.使用澄清剂要注意的问题使用澄清剂要注意的问题(2 2)澄澄清清剂剂的的用用量量要要适适当当。用用量量太太少少,达达不不到到澄澄清清的的目目的的;用用量量太太多多,会会使使检检测测结结果果产产生生误误差。差。(3 3)用醋酸铅作澄清剂时要除铅。因铅剂过量)用醋酸铅作澄清剂时要除铅。因铅剂过量会形成铅糖,但除铅剂在保证使铅完全沉淀的会形成铅糖,但除铅剂在保证使铅完全沉淀的前提下尽量少用。
8、前提下尽量少用。常用除铅剂常用除铅剂草酸钾、草酸钠、硫酸钠、草酸钾、草酸钠、硫酸钠、磷酸氢二钠等。磷酸氢二钠等。第三节第三节 单糖和低聚糖的测定单糖和低聚糖的测定一、还原糖的测定 还原糖的测定方法很多,如直接滴定法、比色法、比重法、高锰酸钾法、萨氏法和碘量法等。一)兰埃农法(Lau-Egnon滴定法)适用于各类食品中还原糖的测定,还原糖国际标准分析方法。将一定量的斐林氏试剂甲、乙液等量混合,立即将一定量的斐林氏试剂甲、乙液等量混合,立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀;沉淀很快与酒石酸钾生成天蓝色的氢氧化铜沉淀;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。反应,生成深蓝色的可溶性酒石
9、酸钾钠铜络合物。在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,用样液在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,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;这种沉淀与亚铁氰化钾络合红色的氧化亚铜沉淀;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,溶液由兰色变为无色,量的还原糖把次甲基蓝还原,溶液由兰色变为无色,即为滴定终点;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。1、原理、原理 费林试剂甲液:硫酸铜费林试剂甲液
10、:硫酸铜 费林氏试剂乙液:酒石酸钾钠费林氏试剂乙液:酒石酸钾钠 +NaOHNaOH 醋酸锌溶液醋酸锌溶液 亚铁氰化钾溶液亚铁氰化钾溶液 葡萄糖标准溶液:准确称取经葡萄糖标准溶液:准确称取经 98 98 100 100 干燥至恒重的无水葡萄糖,加水溶解后移入干燥至恒重的无水葡萄糖,加水溶解后移入1000 m11000 m1容量瓶中,加入容量瓶中,加入5mL5mL盐酸盐酸(防止微生物生防止微生物生长长)。亚甲基蓝指示剂亚甲基蓝指示剂2、试剂配制3、测定步骤1)试剂的标定 费林试液甲、乙各5mL于150mL锥形瓶中加水10mL、玻璃珠2粒、葡萄糖标准液9.5mL加热在2min内沸腾,加亚甲蓝指示剂2
11、3d每2s1滴滴加葡萄糖标准液至蓝色褪去读数、重复3次取平均值计算。FcV 式中:F10mL裴林试液相当于葡萄糖的质量,mg;c葡萄糖标准溶液的浓度,mg/mL;V标定时消耗葡萄糖标准液的平均体积,mL。2)样品处理 处理方法见上述第二节内容。3)粗滴定 费林试液甲、乙各5mL于150mL锥形瓶中 加水10mL、玻璃珠2粒 2min内加热至沸趁沸以先快后慢的速度滴加样液 待颜色变浅后加入亚甲蓝指示剂23d 滴加样液至蓝色消失 记录体积 重复3次。4)精滴定 费林试液甲、乙各5mL、10mL水、比粗滴定少0.51.0mL样液和2颗玻璃珠于150mL锥形瓶中 加热2min内沸腾 维持沸腾2min
12、加入亚甲蓝指示剂23d 滴入样品液至蓝色褪尽。全过程在5min内操作完成。5)计算:还原糖(以葡萄糖计%)=F 250/(mV 1000)100 式中:F还原糖因数(10mL费林试剂相当的还原糖毫克数);250样品液总体积,mL;V样品液滴定量,mL;m样品重量,g6)、注意事项a、在加热至沸时方能滴定,否则隐色体全被空气中的氧氧化,又呈蓝色而得不出结果;另外也可加快反应速度。b、整个过程在5min内完成,过时会影响结果。c、若滴定量有小量出入可校正,过大则不适用。d、碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存,用时才混合,否则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,使试剂有效浓度
13、降低。e、滴定时不能随意摇动锥形瓶,更不能把锥形瓶从热源上取下来。f、此法所用的酒石酸铜的氧化能力较强,醛糖和酮糖都可被氧化,所以测得的是总还原糖量。g、影响测定结果的注意操作因素是反应液碱度、热源强度、煮沸时间和滴定速度。因此,测定时应严格控制上述实验条件,应力求一致。h、在样品处理时,不能用铜盐作为澄清剂,以免样液中引入Cu2+,得到错误的结果。二)直接滴定法1、原理(见兰-埃农法)2、试剂配制方法1)费林试液的标定准确吸取费林试剂甲液和乙液各准确吸取费林试剂甲液和乙液各 5mL,置于,置于250 mL 锥形瓶中,加水锥形瓶中,加水10mL,加玻璃珠,加玻璃珠3粒。从滴定管滴加粒。从滴定管
14、滴加约约9mL葡萄糖标准溶液,加热使其在葡萄糖标准溶液,加热使其在2分钟内沸腾,分钟内沸腾,准确沸腾准确沸腾30秒钟,加入亚甲基蓝指示剂秒钟,加入亚甲基蓝指示剂2d,趁热以每,趁热以每2秒秒1滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液,直至溶液蓝滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液,直至溶液蓝色刚好褪去为终点。色刚好褪去为终点。记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。平行操作记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。平行操作3次,次,取其平均值。取其平均值。吸取费林甲液及乙液各吸取费林甲液及乙液各5.00mL5.00mL,置于,置于250mL250mL锥锥形瓶中,加水形瓶中,加水10 10 mLmL加玻璃珠加玻璃珠3 3粒,加热
15、使粒,加热使其在其在2 2分钟内至沸,准确沸腾分钟内至沸,准确沸腾3030秒钟,秒钟,加入亚加入亚甲基蓝指示剂甲基蓝指示剂2d,趁热以先快后慢的速度从趁热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液,滴定时要始终保持滴定管中滴加样品溶液,滴定时要始终保持溶液呈沸腾状态。待溶液蓝色变浅时以每溶液呈沸腾状态。待溶液蓝色变浅时以每2 2秒秒1 1滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去为滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录样品溶液消耗的体积。终点。记录样品溶液消耗的体积。2)粗滴定吸取费林甲液及乙液各吸取费林甲液及乙液各 5.00 mL,置于,置于250 mL 锥形瓶中,加玻璃珠锥形瓶中,加玻璃珠3粒
16、,从滴定管中加入比预粒,从滴定管中加入比预测时样品溶液消耗总体积少测时样品溶液消耗总体积少1 mL 的样品溶液,的样品溶液,加热使其在加热使其在2分钟内沸腾,准确沸腾分钟内沸腾,准确沸腾30秒钟,秒钟,加入亚甲基蓝指示剂加入亚甲基蓝指示剂2d,趁热以每,趁热以每2秒秒1滴的速滴的速度继续滴加样液,直至蓝色刚好褪去为终点。度继续滴加样液,直至蓝色刚好褪去为终点。记录消耗样品溶液的总体积。同法平行操作记录消耗样品溶液的总体积。同法平行操作3份,取平均值。份,取平均值。3)精滴定三)姻松华尔格法 样品+过量费林试液共热 过滤Cu2O 称Cu2O重量或用容量法知生成物中的铜量,从检索表中查得与铜量相当
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