糖类物质的测定资料课件.ppt
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1、第六章第六章 糖类物质的测定糖类物质的测定第一节第一节 概述概述第二节第二节 可溶性糖类的测定可溶性糖类的测定*第三节第三节 淀粉的测定淀粉的测定*第四节第四节 粗纤维的测定粗纤维的测定第五节第五节 果胶物质的测定(自学)果胶物质的测定(自学)l可溶性糖类的提取与澄清。可溶性糖类的提取与澄清。l直接滴定法、高锰酸钾法的测定原理?直接滴定法、高锰酸钾法的测定原理?l蔗糖的测定方法?蔗糖的测定方法?l淀粉的测定方法?淀粉的测定方法?第六章第六章 重点重点第一节第一节 概述概述一、糖类物质的定义和分类二、食品中糖类物质的分布与含量三、食品中糖类物质测定意义四、食品中糖类物质的测定方法一、糖类物质的定
2、义和分类一、糖类物质的定义和分类n定义定义n糖类物质过去常被称为碳水化合物,这是因为糖类物质过去常被称为碳水化合物,这是因为在其分子结构中是由碳、氢、氧三种元素组成,在其分子结构中是由碳、氢、氧三种元素组成,且氢与氧的比例数和水一样,故名,但是也有且氢与氧的比例数和水一样,故名,但是也有例外,所以称为糖类物质比较准确一些。例外,所以称为糖类物质比较准确一些。 糖类物质是食品工业主要原料和辅助材料,也是大多数糖类物质是食品工业主要原料和辅助材料,也是大多数食品的主要成分之一。食品的主要成分之一。 包括包括: : 单糖:单糖:葡萄糖、果糖、半乳糖(葡萄糖、果糖、半乳糖(6C6C);木糖、核糖、阿拉
3、);木糖、核糖、阿拉伯糖(伯糖(5C5C)等。)等。 低聚糖:低聚糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖、麦芽低聚糖、低聚果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖等。低聚半乳糖等。 多糖多糖同多糖:由同一种单糖构成的多聚糖,如淀粉、糊同多糖:由同一种单糖构成的多聚糖,如淀粉、糊精、纤维素等;杂多糖:由不同单糖分子和糖醛酸分子组精、纤维素等;杂多糖:由不同单糖分子和糖醛酸分子组成的多聚糖,如果胶、黄原胶、半纤维素成的多聚糖,如果胶、黄原胶、半纤维素等。等。n如以能否被人类消化利用来分类,则可分为如以能否被人类消化利用来分类,则可分为:n(1 1)有效糖类物质(有效碳水化合物)有效糖类物质(有效
4、碳水化合物)葡萄糖、果糖等单糖、普通低聚糖及淀粉等多葡萄糖、果糖等单糖、普通低聚糖及淀粉等多糖;糖;n(2 2)无效糖类物质(无效碳水化合物)无效糖类物质(无效碳水化合物)果胶、半纤维素、纤维素等多聚糖及有些低聚果胶、半纤维素、纤维素等多聚糖及有些低聚糖,如水苏糖等。糖,如水苏糖等。二、食品中糖类物质的分布与含量二、食品中糖类物质的分布与含量n糖类物质的自然界分布很广,在各种食品中存糖类物质的自然界分布很广,在各种食品中存在的形式和含量不同。在的形式和含量不同。n葡萄糖、果糖是食品中最主要的单糖,主要存葡萄糖、果糖是食品中最主要的单糖,主要存在于水果蔬菜中,含量差别很大。新疆的葡萄,在于水果蔬
5、菜中,含量差别很大。新疆的葡萄,单糖含量可达单糖含量可达10%10%以上,蜂蜜中的单糖含量可以上,蜂蜜中的单糖含量可达达75%75%。n蔗糖普遍存在于具有光合作用的植物中,含量最高蔗糖普遍存在于具有光合作用的植物中,含量最高的为甘蔗及甜菜,可达的为甘蔗及甜菜,可达8%-15%(15%-20%)8%-15%(15%-20%);果蔬中;果蔬中也大多含有,如西瓜、菠萝含量可达也大多含有,如西瓜、菠萝含量可达4%-8%4%-8%。n乳糖仅存在于哺乳动物中,乳汁中可达乳糖仅存在于哺乳动物中,乳汁中可达4%4%以上。以上。n麦芽糖自然界中并不存在,由淀粉水解产生。麦芽糖自然界中并不存在,由淀粉水解产生。n
6、其它低聚糖,如低聚果糖、低聚木糖、低聚半其它低聚糖,如低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖等在自然界中含量均很少,大多通过酶法乳糖等在自然界中含量均很少,大多通过酶法合成。属功能性成分。合成。属功能性成分。n淀粉广泛存在农作物中,主要分布在籽粒、根淀粉广泛存在农作物中,主要分布在籽粒、根茎和块茎中,水果中以香蕉含量较高。茎和块茎中,水果中以香蕉含量较高。n纤维素、半纤维素、果胶:麸糠、麸皮等存在纤维素、半纤维素、果胶:麸糠、麸皮等存在于组织中。于组织中。三、食品中糖类物质测定意义三、食品中糖类物质测定意义1 1、食品中主要含量指标;、食品中主要含量指标;2 2、标志着食物的热量;、标志着食物的热量;
7、3 3、食品中的风味物质(质构、形态、口感、物、食品中的风味物质(质构、形态、口感、物化性质等);化性质等);4 4、食品工业生产中重要控制参数和指标。、食品工业生产中重要控制参数和指标。四、食品中糖类物质的测定方法四、食品中糖类物质的测定方法n直接法:根据糖类物质的理化性质作为分析原直接法:根据糖类物质的理化性质作为分析原理制定的各种分析方法。理制定的各种分析方法。n间接法:根据已知食品的组成,扣除测定的水间接法:根据已知食品的组成,扣除测定的水分、蛋白质、粗脂肪、总灰分等含量以后,利分、蛋白质、粗脂肪、总灰分等含量以后,利用差减法计算出来的,通常以总碳水化合物来用差减法计算出来的,通常以总
8、碳水化合物来表示。表示。直接法比间接法更基本更实际,主要包括:直接法比间接法更基本更实际,主要包括: 物理法物理法 化学法化学法* 色谱法色谱法 电泳法电泳法 酶酶 法法 生物传感器法生物传感器法相对密度法相对密度法折光法折光法旋光法旋光法物理法物理法直接滴定法直接滴定法 (改良的兰改良的兰爱农法)爱农法) 高锰酸钾法高锰酸钾法 萨氏法萨氏法3,5二硝基水杨酸二硝基水杨酸 酚酚硫酸法硫酸法 蒽酮法蒽酮法 半胱氨酸半胱氨酸咔唑法咔唑法化学法化学法还原糖法还原糖法碘量法碘量法比色法比色法纸色谱纸色谱 薄层色谱薄层色谱 GC HPLC 糖离子色谱法糖离子色谱法 淀粉酶测定淀粉含量;淀粉酶测定淀粉含量
9、; 葡萄糖氧化酶测定葡萄糖;葡萄糖氧化酶测定葡萄糖; -半乳糖脱氢酶测定乳糖、半乳糖等。半乳糖脱氢酶测定乳糖、半乳糖等。 色谱法色谱法 酶法酶法利用酶的专一性利用酶的专一性n其它方法其它方法电泳法、生物传感器法等。电泳法、生物传感器法等。 n电泳法:对食品中各种可溶性糖分进行分离和定电泳法:对食品中各种可溶性糖分进行分离和定量。如葡萄糖、果糖、乳糖、棉籽糖等常用纸上量。如葡萄糖、果糖、乳糖、棉籽糖等常用纸上电泳法和薄层电泳法进行检验。电泳法和薄层电泳法进行检验。n生物传感器:简单、快速、可实现在线分析,如生物传感器:简单、快速、可实现在线分析,如用葡萄糖生物传感器可以在线检测混合样品中葡用葡萄
10、糖生物传感器可以在线检测混合样品中葡萄糖的含量。萄糖的含量。第二节第二节 可溶性糖类的测定可溶性糖类的测定n一、可溶性糖的提取和澄清一、可溶性糖的提取和澄清n二、还原糖的测定二、还原糖的测定n三、蔗糖的测定三、蔗糖的测定n四、总糖的测定四、总糖的测定n五、可溶性糖类的分离与定量五、可溶性糖类的分离与定量 一、可溶性糖的提取和澄清一、可溶性糖的提取和澄清 可溶性糖通常是指葡萄糖、果糖等游离单糖可溶性糖通常是指葡萄糖、果糖等游离单糖及蔗糖、乳糖、麦芽糖等低聚糖。及蔗糖、乳糖、麦芽糖等低聚糖。提取提取纯化纯化测定测定(一)提取的目的:将被测组分(可溶性糖)(一)提取的目的:将被测组分(可溶性糖)提取
11、完全,非糖成分(干扰组分)尽量排提取完全,非糖成分(干扰组分)尽量排除。除。常用提取剂:常用提取剂: 1 1、水(、水(4040- -5050) 2 2、70%-75%70%-75%乙醇溶液乙醇溶液n主要考虑:主要考虑:1 1、提取液含糖量最好控制在、提取液含糖量最好控制在0.50.53.5 mg/mL3.5 mg/mL;2 2、含脂肪样品,如乳酪、巧克力、蛋黄酱、调味品、含脂肪样品,如乳酪、巧克力、蛋黄酱、调味品等,需先经脱脂后再用水提取;等,需先经脱脂后再用水提取;3 3、含有大量淀粉及糊精的食品,用水提取时,应避、含有大量淀粉及糊精的食品,用水提取时,应避免糊精和淀粉的溶出(用免糊精和淀
12、粉的溶出(用70%70%75%75%乙醇溶液最乙醇溶液最适宜);适宜);4 4、鲜活产品,如谷物、薯类、果蔬等,应避免提取、鲜活产品,如谷物、薯类、果蔬等,应避免提取过程中淀粉酶的水解(先经灭酶);过程中淀粉酶的水解(先经灭酶);5 5、含酒精和二氧化碳的样品,通常先经蒸发浓缩,、含酒精和二氧化碳的样品,通常先经蒸发浓缩,除去酒精和二氧化碳后再处理,对于酸性样品应除去酒精和二氧化碳后再处理,对于酸性样品应防止低聚糖(蔗糖)被部分水解防止低聚糖(蔗糖)被部分水解( (调为中性调为中性) )。(二)澄清(二)澄清n目的:除去提取液中存在的干扰物质。目的:除去提取液中存在的干扰物质。n可能存在的干扰
13、物:色素、蛋白质、单宁、有可能存在的干扰物:色素、蛋白质、单宁、有机酸、氨基酸、果胶质、可溶性淀粉等。机酸、氨基酸、果胶质、可溶性淀粉等。n1 1、对选用的澄清剂的要求、对选用的澄清剂的要求(1)(1)能充分除去干扰物质;能充分除去干扰物质;(2)(2)对被测糖分不改变其含量和理化性质;对被测糖分不改变其含量和理化性质;(3)(3)不干扰后面的分析测定。不干扰后面的分析测定。n2 2、可供选用的澄清剂:可供选用的澄清剂: (1 1)中性乙酸铅中性乙酸铅(最常用)可除去蛋白质、单(最常用)可除去蛋白质、单宁、果胶、有机酸等杂质,但脱色力较差;适用宁、果胶、有机酸等杂质,但脱色力较差;适用于浅色糖
14、液、果蔬制品、焙烤食品等;于浅色糖液、果蔬制品、焙烤食品等; (2 2)乙酸锌乙酸锌亚铁氰化钾亚铁氰化钾(生成氰亚铁酸锌沉(生成氰亚铁酸锌沉淀淀) )吸附或带去干扰物质,对除去蛋白质能力强,吸附或带去干扰物质,对除去蛋白质能力强,脱色力差;脱色力差; (3 3)硫酸铜硫酸铜氢氧化钠溶液:氢氧化钠溶液:碱性条件下,铜碱性条件下,铜离子使蛋白质沉淀,适合于富含蛋白质样品,如离子使蛋白质沉淀,适合于富含蛋白质样品,如乳品等;乳品等; (4 4)碱性乙酸铅:澄清能力强,可除去胶质、蛋)碱性乙酸铅:澄清能力强,可除去胶质、蛋白质、色素、单宁等大分子物质,但可能会损失白质、色素、单宁等大分子物质,但可能会
15、损失部分糖分,适用于深色糖浆、废糖蜜等;部分糖分,适用于深色糖浆、废糖蜜等; (5 5)氢氧化铝(铝乳):能凝聚胶体、吸附能力)氢氧化铝(铝乳):能凝聚胶体、吸附能力强;强; (6 6)活性炭:吸附能力强、适用深色溶液的脱色,)活性炭:吸附能力强、适用深色溶液的脱色,对糖的损失较大,不常用。对糖的损失较大,不常用。n3 3、澄清剂的用量:、澄清剂的用量:n用量适当用量适当, ,用量太少,杂质除去不完全;用量用量太少,杂质除去不完全;用量太多可能造成较大误差太多可能造成较大误差。n除铅除铅! !( (用用Pb(Ac)2做澄清剂时做澄清剂时 ) )除铅剂有:除铅剂有:K2C2O4、Na2C2O4、
16、Na2SO4等等 二、还原糖的测定二、还原糖的测定 还原糖是指具有还原性的糖类。在糖类中,分子中含还原糖是指具有还原性的糖类。在糖类中,分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离的半缩醛羟基的双有游离醛基或酮基的单糖和含有游离的半缩醛羟基的双糖都具有还原性。糖都具有还原性。 根据糖分的还原性的测定方法叫还原糖法。根据糖分的还原性的测定方法叫还原糖法。 还原糖的测定方法很多,最常用的有碱性铜盐法、铁还原糖的测定方法很多,最常用的有碱性铜盐法、铁氰化钾法、碘量法、比色法及酶法等。氰化钾法、碘量法、比色法及酶法等。(一)碱性铜盐法(一)碱性铜盐法n 1.1.直接滴定法(直接滴定法(GB/T5009.7
17、-2003GB/T5009.7-2003) (1) 原理:将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混原理:将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合,立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀;合,立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀; 这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应,生成深蓝色的可溶性这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。酒石酸钾钠铜络合物。 在加热条件下,以在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂次甲基蓝作为指示剂,用用样液样液滴定,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;沉淀; 这种这种沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色络合
18、物沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色络合物;二;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,溶液由由兰色变为无色,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。Cu2+ + 还原糖还原糖 Cu+计算还原糖的量有计算还原糖的量有两种两种方法:方法: 用已知浓度的还原糖标准溶液用已知浓度的还原糖标准溶液标定标定的方的方 法。法。 利用通过实验编制出的还原糖利用通过实验编制出的还原糖检索表检索表来算。来算。 在测定过程中要严格遵守标定或制表时所规在测定过程中要严格遵守标定或制表时
19、所规定的操作条件,如热源强度定的操作条件,如热源强度(电炉功率电炉功率)、锥形、锥形瓶规格、加热时间、滴定速度等。瓶规格、加热时间、滴定速度等。 (2)适用范围及特点)适用范围及特点 本法又称快速法,它是在蓝一爱农容量法基本法又称快速法,它是在蓝一爱农容量法基础上发展起来的,其特点是试剂用量少,操作和础上发展起来的,其特点是试剂用量少,操作和计算都比较简便、快速,滴定终点明显。计算都比较简便、快速,滴定终点明显。 适用于各类食品中还原糖的测定。但测定酱适用于各类食品中还原糖的测定。但测定酱油、深色果汁等样品时,因色素干扰,滴定终点油、深色果汁等样品时,因色素干扰,滴定终点常常模糊不清,影响准确
20、性。常常模糊不清,影响准确性。n 本法是国家标准分析方法。本法是国家标准分析方法。应用最广应用最广(3)试剂的配制方法)试剂的配制方法 碱性酒石酸铜甲液:称取硫酸铜碱性酒石酸铜甲液:称取硫酸铜15.00g及及0.05g次甲基蓝次甲基蓝,溶于水中并稀释至溶于水中并稀释至1000mL。 碱性酒石酸铜乙液:称取碱性酒石酸铜乙液:称取50.00g酒石酸钾钠及酒石酸钾钠及75g NaOH ,溶于水中,再加入,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至用水稀释至1000mL,贮存于具橡胶塞玻璃瓶中。,贮存于具橡胶塞玻璃瓶中。 乙酸锌溶液乙酸锌溶液 亚铁氰化钾溶液亚铁氰化
21、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 98 100 干燥至恒重干燥至恒重的无水葡萄糖的无水葡萄糖1g,加水溶解后移入,加水溶解后移入1000 m1容量瓶中,加入容量瓶中,加入5m1盐酸盐酸(防止微生物生长防止微生物生长),加水稀释至,加水稀释至1000mL。 澄清剂澄清剂(4)测定)测定样品处理样品处理 不同的样品稍有不同不同的样品稍有不同适量样品于适量样品于250ml容量瓶中,加容量瓶中,加50ml水,摇匀,慢慢加入水,摇匀,慢慢加入5ml乙酸锌及乙酸锌及5ml亚铁氰化钾,加水至刻度,摇匀,静置亚铁氰化钾,加水至刻度,摇匀,静置30min。干滤纸过滤,弃去初滤液,收集
22、滤液备用。干滤纸过滤,弃去初滤液,收集滤液备用。标定碱性酒石酸铜溶液标定碱性酒石酸铜溶液 (用哪种还原糖表示,就用哪用哪种还原糖表示,就用哪种还原糖标定种还原糖标定)5.0ml甲液,甲液,5.0ml乙液于乙液于150 ml锥形瓶中锥形瓶中 10ml H2O,3粒玻璃珠粒玻璃珠 从滴定管中加入约从滴定管中加入约9ml葡萄糖标液葡萄糖标液 2min内内加热至沸加热至沸 趁沸滴加葡萄糖标液(趁沸滴加葡萄糖标液(2秒秒1滴),至溶液蓝滴),至溶液蓝色刚好褪去。记录总体积,平行操作三份,取平均值。色刚好褪去。记录总体积,平行操作三份,取平均值。样液预测样液预测同标定,用样液滴定,先快后慢,至溶液颜色变浅
23、时,同标定,用样液滴定,先快后慢,至溶液颜色变浅时,2秒秒1滴,至蓝色刚褪去,记录消耗样液体积。滴,至蓝色刚褪去,记录消耗样液体积。样液测定样液测定同标定,从滴定管中加比预测体积少同标定,从滴定管中加比预测体积少1ml的样液。平的样液。平行三份。行三份。计算计算10mlmg%1001mg000 (即标定时用了葡萄糖多少) (即标定时用了葡萄糖多少)碱性酒石酸铜相当于葡萄糖数碱性酒石酸铜相当于葡萄糖数还原糖(以葡萄糖计 )还原糖(以葡萄糖计 )V V稀释稀释样品质量样品质量250250倍数倍数5、说明、说明*醛糖和酮糖都被氧化,本法测得的是醛糖和酮糖都被氧化,本法测得的是总还原糖总还原糖量。量。
24、样品处理时样品处理时不能用铜盐作澄清剂不能用铜盐作澄清剂,因为,因为Cu2+是本法定量是本法定量基础。基础。次甲基蓝氧化能力比次甲基蓝氧化能力比Cu2+弱,故还原糖先与弱,故还原糖先与Cu2+反应,反应,后与它反应,指示终点。后与它反应,指示终点。乙液中亚铁氰化钾作用是:与反应生成的乙液中亚铁氰化钾作用是:与反应生成的Cu2O生成可生成可溶性的无色络合物,消除红色溶性的无色络合物,消除红色Cu2O沉淀对终点观察的干沉淀对终点观察的干扰。扰。甲液和乙液应分别储存甲液和乙液应分别储存,用时才混合,否则酒石酸钾钠,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铜络合物长期在碱性条件
25、下会慢慢分解析出Cu2O沉淀,沉淀,使试剂有效浓度降低。使试剂有效浓度降低。滴定必须在沸腾条件下进行:滴定必须在沸腾条件下进行:a a、可加快还原糖与酒石、可加快还原糖与酒石酸铜的反应速度;酸铜的反应速度;b b、次甲基蓝变色反应是可逆的,还原、次甲基蓝变色反应是可逆的,还原型的次甲基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型,氧化亚型的次甲基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型,氧化亚铜也极不稳定,易被空气中铜也极不稳定,易被空气中O O2 2所氧化,保持反应液沸腾可所氧化,保持反应液沸腾可防止空气进入,避免次甲基蓝和防止空气进入,避免次甲基蓝和CuCu2 2O O被氧化而增加耗糖量,被氧化而增加耗糖量,
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