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将一定量的样品溶液与过量的碱性酒石酸铜溶液反应,还原糖将Cu2+还原为Cu20,抽滤后得到Cu2O沉淀,向Cu2O沉淀中加入过量的酸性硫酸铁溶液,Cu2O被氧化溶解,而Fe3+被定量地还原为Fe2+;再用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的Fe2+,根据高锰酸钾溶液的消耗量可计算出cu2O的量,从附表7中查出与氧化亚铜量相当的还原糖量,即可计算出样品中还原糖的含量。
本法摘自GB/T 5009.7 2003,又称贝尔德蓝(Bertrand)法,适用于各类食品中还原糖的测定,有色样品溶液也不受限制,此法准确度和重现性都优于直接滴定法;但操作复杂、费时,计算测定结果时,需使用特制的高锰酸钾法糖类检索表,反应式如下。
Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4——2CuSO4+2FeSO4十H2O
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4——5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O
Cu2O生成过程同直接滴定法。
1.样品处理
(1)乳类、乳制品及含蛋白质的冷食类 2.00~5.00g固体样品(液体样品25.00~50.00mL),置于250mL容量瓶中,加50mL。水,摇匀后加10mL碱性酒石酸铜甲液和4mL的1mol/L氢氧化钠溶液,加水定容后混匀,静置30min,用干燥滤纸过滤,弃初滤液后其余滤液待测。
(2)含酒精饮料 100mL样液,置于蒸发皿中,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后,移入250mL容量瓶中,加5OmL水,混匀,以下步骤同上类样品中“加10mL碱性酒石酸铜甲液”相同操作。
(3)含淀粉量高的食品 10.00~20.00g样品,置于250mL容量瓶中,加水200mL,45℃水浴巾加热1h,并不断振摇,取出冷却后定容,混匀,静置,吸取200mL上清液于另一个250mL容量瓶中,以下步骤同上类样品中“加10mL碱性酒石酸铜甲液”相同操作。
(4)含有二氧化碳的饮料(汽水) 100mL样品,置于蒸发皿中,在水浴上蒸发除去二氧化碳后,移入250mL容量瓶中,并用水洗涤蒸发皿,洗液并入容量瓶中,加水至刻度,混匀后待测。
2.测定
吸取50mL处理后的样品溶液于400mL烧杯中,加碱性酒石酸铜甲液、乙液各25mL,盖上表面皿,置电炉上加热,4min内沸腾,再准确沸腾2min,趁热用铺好石棉的古氏坩埚或G4垂熔坩埚抽滤,并用60℃热水洗涤烧杯及沉淀,至洗液不呈碱性反应为止。将坩埚放回原400mL烧杯中,加25mL硫酸铁溶液及25mL水,用玻璃棒搅拌至氧化亚铜完全溶解,以高锰酸钾标准溶液滴定至微红色为终点,记录高锰酸钾标准溶液的消耗量。
另取50mL水代替样品溶液,按上述方法做试剂空白试验,记录空白试验消耗高锰酸钾标准溶液的量。
3.结果计算
①根据滴定时消耗高锰酸钾标准溶液的体积,计算相当于样品中还原糖的氧化亚铜的量。
X=(V- V0)×C×71.54
式中 X——样品中还原糖的质量相当于氧化亚铜的质量,mg;
V——测定用样品溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积,mL;
V0——试剂空白消耗高锰酸钾标准溶液的体积,mL;
C——高锰酸钾标准溶液的实际浓度,mol/L;
71.54——1mL高锰酸钾标准溶液[c(1/5KMnO4)一1.000mol/L。]相当于氧化亚铜的质量,mg。
②根据上式中计算所得的氧化亚铜质量,查附表7得出相当于还原糖的量,再按下式计算样品中还原糖的含量。
X=A/m*v1/250*1000*100
式中 X——样品中还原糖的含量,g/lOOg;
A——查表得还原糖质量,mg;
m一样品质量(或体积),g(或mL);
V1——测定用样液的体积,ml;
250——样品处理后的总体积,mL。
4.试剂
(1)碱性酒石酸铜甲液 34.639g硫酸铜(CuSO4·5H2O),加适量水溶解,加入0.5mL硫酸,再加水稀释至500mL,用精制石棉过滤。
(2)碱性酒石酸铜乙液 173g酒石酸钾钠和50g氢氧化钠,加适量水溶解并稀释到500mL,用精制石棉过滤,储存于橡胶塞玻璃瓶中。
(3)精制石棉 取石棉先用3moL/L。盐酸浸泡2~3天,用水洗净,再用400g/L氢氧化钠浸泡2~3天,倾去溶液,再用热碱性酒石酸铜乙液浸泡数小时,用水洗净,再以3mol/L盐酸浸泡数小时,用水洗至不呈酸性,加水振荡,使之成为微细浆状软纤维,用水浸泡并储存于玻璃瓶中,即可填充古氏坩埚用。
(4)高锰酸钾标准溶液0.1000mol/L。
(5)氢氧化钠溶液lmol/L。
(6)硫酸铁溶液 50g硫酸铁,加入200mL水溶解后,慢慢加入100mL硫酸,冷却后加水稀释至1000mL。
(7)盐酸3mol/L。
5.仪器
①25mL古氏坩埚或G4垂熔坩埚。
②真空泵或水泵。
6.注意事项
①还原糖能在碱性溶液中将二价铜离子还原为棕红色的氧化亚铜沉淀,而糖本身被氧化为相应的羧酸,这是还原糖定量检测的基础。
②本法以反应过程中产生的定量的Fe2+为结果计算的依据,因此,在样品处理时,不能用乙酸锌和亚铁氰化钾作为澄清剂,避免引入Fe2+,造成误差。
③操作过程必须严格按规定的操作条件进行,加入碱性酒石酸铜甲液、乙液后,必须控割好热源强度,保证在4min内加热至沸,并使每次测定的沸腾时间为2min,否则误差较大,实验时可先取50mL水,碱性酒石酸铜甲液、乙液各25mL,使其在4min内加热至沸,维持热源强度不变,再正式测定。
④抽滤和洗涤过程防止氧化亚铜沉淀暴露在空气中,避免氧化,造成误差。
⑤实验中所用碱性酒石酸铜溶液是过量的,即保证把所有的还原糖全部氧化后,还有多余Cu2+存在,故煮沸后的反应液应呈蓝色,如不呈蓝色,说明样品溶液含糖浓度过高,应调整样品溶液浓度。
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