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还原糖检测方法一般是利用还原糖中游离醛基或酮基在碱性溶液中能将铜盐还原为亚铜而建立的。国家标准分析方法有直接滴定法和高锰酸钾滴定法(GS/T 5009.7)。
(一)直接滴定法
1.原理 一定量的碱性酒石酸铜甲液(由硫酸铜和次甲基蓝混合配制)和乙液(由酒石酸钾钠、氢氧化钠和亚铁氰化钾混合配制)等量混合,硫酸铜与氢氧化钠作用立即生成蓝色的氢氧化铜沉淀,沉淀与酒石酸钾钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜配合物。在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,用还原糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液,再用已除去蛋白质的样品溶液直接滴定标定过的碱性酒石酸铜溶液,样品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,二价铜全部被还原后,稍微过量的还原糖将蓝色的次甲基蓝还原,蓝色消失为滴定终点,根据样液消耗体积,计算还原糖量。反应式如下:
2.分析步骤
(1)样品处理
1)提取液的制备:利用还原糖的水溶性,加水提取样品。含脂肪的食品,通常先加乙醚脱脂后再加水进行提取;含有大量淀粉和糊精的食品,用水提取会使部分淀粉、糊精溶出,影响测定,宜采用70%~75%的乙醇溶液提取,淀粉和糊精沉淀后离心去除,提取液再蒸发除去乙醇。
2)提取液的净化:提取液中除含有单糖和低聚糖等可溶性糖外,还含有少量影响测定的杂质,如色素、蛋白质、可溶性果胶、可溶性淀粉、氨基酸等,测定前必须加澄清剂沉淀这些干扰物质。常用的澄清剂有:①中性醋酸铅溶液,铅离子能与很多离子结合,生成沉淀,同时吸附除去部分杂质。澄清后的样液中残留的铅离子必须加草酸钠等除去,否则加热会使铅与还原糖发生反应,导致测定结果偏低;②乙酸锌和亚铁氰化钾溶液,利用乙酸锌与亚铁氰化钾反应生成的亚铁氰酸锌沉淀吸附干扰物质。这种澄清剂除蛋白质能力强,适用于乳制品、豆制品等蛋白质含量高的样液的澄清;③硫酸铜和氢氧化钠溶液,在碱性条件下,铜离子可使蛋白质沉淀,该澄清剂适合富含蛋白质的样品的澄清。但直接滴定法测定还原糖时,铜离子含量是定量的基础,因此,不能用硫酸铜和氢氧化钠溶液作为澄清剂处理样液,否则会在样液中引入铜离子,影响测定结果的准确性。
(2)测定
1)碱性酒石酸铜溶液的标定:准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml,从滴定管滴加约9m1葡萄糖标准溶液,加热使其沸腾,趁热用葡萄糖标准溶液滴定,直至溶液蓝色刚好褪去为终点。
2)样液预测:准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5m1,加热使其沸腾,趁热用试样溶液滴定,直到溶液颜色刚好褪去为终点。
3)样液测定:准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml,从滴定管中加入比预测滴定时少l ml的样液,加热使其沸腾,趁热用试样溶液滴定,直到溶液颜色刚好褪去,以此为终点,记录样液消耗体积。
3.方法说明
(1)碱性酒石酸铜溶液也称为斐林试剂。甲液和乙液应分别配制和储存,测定时才等量混合。
(2)红色的氧化亚铜对滴定终点观察会产生干扰,为消除干扰,加入少量亚铁氰化钾,与红色的氧化亚铜发生配合反应,形成可溶性的无色配合物,使滴定终点变色更明显。在此反应条件下,次甲基蓝氧化能力比Cu2+弱,还原糖与Cu2+完全反应后,稍过量的还原糖才与次甲基蓝发生反应,使溶液蓝色消失,指示滴定终点。
(3)滴定时溶液应始终保持沸腾,原因在于指示剂变色反应的可逆性,当还原型次甲基蓝(无色)与空气中氧作用时则变为氧化型(蓝色),保持溶液的沸腾可防止空气侵入,同时,还可以加快还原糖与碱性酒石酸铜的反应速度。
(4)样液测定前需做浓度预测。本法对样液中还原糖浓度有一定要求(0.1%左右),每次滴定消耗样品液体积应与标定碱性酒石酸铜试剂时所消耗的葡萄糖标准液的体积相近,约为10ml。如果样品液中还原糖浓度过大或过小,应加以调整,减小测定误差。提高测定准确度。
(二)高锰酸钾滴定法
1.原理食品中还原糖将斐林试剂中的铜盐还原成氧化亚铜沉淀,加入酸性硫酸铁溶液后将其氧化溶解,而硫酸铁被定量还原为硫酸亚铁,再用高锰酸钾标准溶液滴定硫酸亚铁,根据所消耗的高锰酸钾标准溶液量,计算出氧化亚铜的量,再查糖量表得出还原糖量。反应式如下:
Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4→2CuSO4+2FeSO4+H2O
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4→5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O
2.分析步骤
(1)样品处理:样品提取液的制备和净化同直接滴定法。
(2)测定方法:样液中加入碱性酒石酸铜甲、乙液,加热使其在4分钟内沸腾,保持4分钟。趁热抽滤,并用热水洗涤沉淀至洗涤液不呈碱性为止。沉淀中分别加入硫酸铁溶液和水,使沉淀完全溶解,以高锰酸钾标准溶液滴定至微红色。另取水代替样液,做空白试验。查糖量表(表4-4)得出与氧化亚铜相当的还原糖量。
表4-4 氧化亚铜相当的糖量表(mg)
3.方法说明
(1)测定必须严格按规定的操作条件进行。还原糖与碱性酒石酸铜试剂作用,必须在加热沸腾条件下进行,而且须控制好热源强度,保证在4分钟内加热至沸,否则测定误差较大;可先取与样液和试剂同体积的水,控制好热源强度,进行预试,以保证4分钟内沸腾,然后维持热源强度再做样品检测。
(2)此法所用碱性酒石酸铜溶液是过量的,保证把所有的还原糖全部氧化后,还有过剩的Cu2+存在,所以煮沸后的溶液应保持蓝色,如果煮沸后的溶液不呈蓝色,说明样液中还原糖含量过高,应将样品溶液稀释后再重做。
(3)本法适用于各类食品中还原糖的测定,有色样液也不受影响,方法准确度和重现性都优于直接滴定法,但操作复杂、费时。
相关链接:食品中碳水化合物检验概述
文章来源:《食品理化检验》
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