第九章 糖类物质的测定

第九章 糖类物质的测定
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本章要点 直接滴定法、高锰酸钾法的测定还原糖 的原理。 可溶性糖提取澄清剂的种类及几个要求。 总糖的测定方法（直接滴定法）。 淀粉的几种测定方法。 名词解释：粗纤维、膳食纤维。 粗纤维的测定。
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第一节 概述
(一）定义和分类 碳水化合物统称为糖类，是由碳、氢、氧 三种元素组成的一大类化合物。 糖+蛋白质→糖蛋白 糖+脂肪→糖脂 ① 碳水化合物存在于各种食品的原料中 （特别是植物性原料中）。 ② 作为食品工业的主要原料和辅助材料。
① 物理法 ② 化学法 物理法 相对密度法 折光法 旋光法 重量法
③ 色谱法
④酶 法 ⑤ 发酵法
⑥ 重量法
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还原糖法
直接滴定法 蓝—爱农法 高锰酸钾法 萨氏法 3，5—二硝基水杨酸 酚—硫酸法 蒽酮法 半胱氨酸—咔唑法
化学法
碘量法
比色法
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色谱法
纸色谱 薄层色谱 GC HPLC
β—半乳糖脱氢酶测半乳糖、乳糖 酶法 葡萄糖氧化酶测葡萄糖 发酵法 ——测不可发酵糖 重量法——测果胶、纤维素、膳食纤维素
⑥样品溶液预测的目的；一是本法对样品溶液中 还原糖浓度有一定要求（0.1%左右），测定时样 品溶液的消耗体积应与标定葡萄糖标准溶液时消 耗的体积相近，通过预测可了解样品溶液浓度是 否合适，浓度过大或过小应加以调整，使预测时 消耗样液量在 10 mL左右；二是通过预测可知道 样液大概消耗量，以便在正式测定时，预先加入 比实际用量少 1 mL左右的样液，只留下 1 mL左 右样液在续滴定时加入，以保证在 1 分钟内完成 续滴定工作，提高测定的准确度。
F = C×VS
式中：F——10mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量, mg
C——葡萄糖标准溶液的浓度，mg／mL
VS——标定时消耗葡萄糖标准溶液的总体积，mL
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C. 样品溶液预滴定
吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL，置于 150mL锥形瓶中，加水10mL，加玻璃珠3粒，加 热使其在2min内沸腾，准确沸腾30秒钟后，趁
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④ 滴定必须在沸腾条件下进行，其原因一是 可以加快还原糖与Cu2+的反应速度；二是 次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲 基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型。 此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中 氧所氧化。保持反应液沸腾可防止空气进 入，避免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增 加耗糖量。
⑤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滴定，以防止空气进 22 入反应溶液中。
热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液，
滴定时要始终保持溶液呈沸腾状态。待溶液蓝色
变浅时，以每2秒1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。
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d. 样品溶液精确滴定
吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL， 置于150mL锥形瓶中，加玻璃珠3粒，从滴定管 中加入比预测时样品溶液消耗总体积少1mL的
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(三)萨氏(Somogyi)法
1. 原理 将一定量的样液与过量的碱性铜盐溶液共热，样液 中的还原糖定量地将二价铜还原为氧化亚铜，生成 的氧化亚铜在酸性条件下溶解为一价铜离子，并能 定量地消耗游离碘，碘被还原为碘化物，而一价铜 被氧化为二价铜。剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液 滴定，同时做空白试验，根据硫代硫酸钠标准溶液 消耗量可求出与一价铜反应的碘量，从而计算出样 品中还原糖含量。各步反应式如下：
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③ 在各种食品中存在形式和含量不一。 糖分为单糖、低聚糖（寡糖）、多糖。 • 有效碳水化合物——人体能消化利用的单糖、 普通低聚糖、多糖中的淀粉。
• 无效碳水化合物——多糖中的纤维素、半纤维 素、果胶、木质素等不能被人体消化利用。
• 这些无效碳水化合物能促进肠道蠕动。
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四、食品中糖类物质的测定方法：
5. 葡萄糖标准溶液：准确称取1.0000g经过98～ 100℃干燥至恒重的无水葡萄糖，加水溶解后移 入1000mL容量瓶中，加入5mL盐酸，用水稀释 15 到1000mL。
（5）测定方法
a. 样品处理 视样品含糖量的多少，称取2～10g样品。例如奶 粉，准确称样5克左右于200mL烧杯中,加入 100～150mL温水，搅拌，置于45℃恒温水浴锅 中，放置45min，中间不时搅拌，取出，将提取 液移入250mL容量瓶中，慢慢加入5mL乙酸锌溶
(5)10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O 根据滴定时高锰酸钾标准溶液消耗量，计算氧化亚铜的质量。计算 公式如下：
X1=C×(V-V0) ×71.54 式中：X1——样品中还原糖相当于氧化亚铜的质量，mg; V ——测定用样品液消耗高锰酸钾标准溶液的体积，mL
2Cu+ + I2 = 2Cu2+ +2 II2 + 2 Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2 NaI
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3. 试剂
0.5％淀粉指示剂：称取1g可溶性淀粉，加 少量水搅匀，缓缓倾入200mL沸水中，搅 拌成透明液。长期存放要加入2滴甲醛。
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(四)其他方法简介 1. 碘量法
(1) 原理 样品经处理后，取一定量样液于碘量瓶中，加 入一定量过量的碘液和过量的氢氧化钠溶液，样 液中的醛糖在碱性条件下被碘氧化为醛糖酸钠， 由于反应液中碘和氢氧化钠都是过量的，两者作 用生成次碘酸钠残留在反应液中，当加入盐酸使 反应液呈酸性时，析出碘，用硫代硫酸钠标准溶 液滴定析出的碘，则可计算出氧化醛糖消耗的碘 量，从而计算出样液中醛糖的含量。
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第二节 可溶性糖类的测定
一、可溶性糖类的提取和澄清
食品中可溶性糖类通常是指葡萄糖、果糖等游离 单糖及蔗糖等低聚糖。一般须将样品磨碎、浸渍成 溶液（提取液），经过滤后再测定。
（一）提取 1. 常用的提取剂有水及乙醇溶液。
2. 提取液制备的原则
⑴ 取样量与稀释倍数的确定,使（0.5—3.5mg / mL）
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（一）直接滴定法（GB法）
（1）实验目的
掌握用直接滴定法测定食品中还原糖的方法。
（2）实验原理
样品经除去蛋白质后，在加热条件下，以次
甲基蓝作为指示剂，用样液直接滴定标定过的
碱性酒石酸铜溶液，达到终点时，稍过量的还
原糖把蓝色的次甲基蓝指示剂还原为无色，而
显出氧化亚铜的砖红色。根据样品液消耗体积， 计算出样品中还原糖的含量。
样品溶液，加热使其在2min内沸腾，准确沸腾
30秒钟后，以每2秒1滴的速度继续滴加样液，
直至蓝色刚好褪去为终点。记录消耗样品溶液
的总体积。平行操作3次，取平均值。
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（6）结果计算
还原糖（以葡萄糖计%）=
F VX m 1000 V
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式中： m——样品质量，g
F——10mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的 质量，mg
过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，或易 于除掉。
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2. 常用澄清剂的种类
中性醋酸铅 【Pb(CH3COO)2· 2O】 3H 乙酸锌和亚铁氢化钾溶液
硫酸铜和氢氧化钠溶液
还有碱性醋酸铅、 氢氧化铝溶液、活性炭等。
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3.澄清剂的用量 用量必须适当，太少，达不到澄清的目的， 太多，会使分析结果产生误差。 一般先向样液中加入1～3 mL澄清剂，充分 混合后静置。 二、 还原糖的测定 根据糖分的还原性的测定方法叫还原糖法。 （一）碱性铜盐法
⑵ 含脂肪的食品，须经脱脂后再用水提取。
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⑶ 含有大量淀粉、糊精及蛋白质的食品，用 乙醇溶液提取。
⑷ 含酒精和二氧化碳的液体样品，应先除酒 精、CO2。
⑸ 提取过程如用水提取，还要加入HgCl2 （可抑制酶的活性）， 防低聚糖被酶水解。
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（二） 提取液的澄清
1. 常用澄清剂要符合三点要求
能较完全地除去干扰物质； 不吸附或沉淀被测糖分，也不改变被测糖分的 理化性质；
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(1) CuSO4 ＋2 NaOH =Cu(OH)2↓＋Na2SO4
(2) Cu(OH)2＋KNaC4H4O6 = KNaC4H2O6Cu ＋2H2O
(3) C6H12O6＋6KNaC4H2O6Cu＋6H2O = C6H12O7＋6KNaC4H4O6＋ 3Cu2O ↓ ＋H2CO3
(4)Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O
5. 恒温水浴锅 6. 碱式滴定装置 7. 分析天平
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试剂
1. 碱性酒石酸铜甲液： 称取15g硫酸铜及0.05g次 甲基蓝溶于水中并稀释到1000mL。
2. 碱性酒石酸铜乙液：称取50g酒石酸钾钠及75g 氢氧化钠，溶于水中，再加入4g亚铁氰化钾， 完全溶解后，用水稀释至1000mL, 贮存于橡皮 塞玻璃瓶中。 3. 乙酸锌溶液 4. 10.6％亚铁氰化钾溶液
1 26 71.54—— 1mL,1mol/L 5 KMnO4标准溶液相当于氧化亚铜的质量，
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1 C—— KMnO4标准溶液的浓度，mol/L 5
V0——试剂空白消耗高锰酸钾标准溶液的体积，mL
2．适用范围及特点 本法是国家标准分析方法，适用于各类 食品中还原糖的测定，有色样液也不受限 制。方法的准确度高，重现性好，准确度 和重现性都优于直接滴定法。但操作复杂、 费时，需使用特制的高锰酸钾法糖类检索 表。
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（3）适用范围及特点
本法又称快速法，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。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，滴定终点常常模糊不清，
影响准确性。本法是国家标准分析方法。
（4）试剂及玻皿配置
仪器 1. 容量瓶 2. 移液管 3. 锥形瓶 4. 电炉
(二)高锰酸钾滴定法 1．原理
将一定量的样液与一定量过量的碱性酒石酸铜 溶液反应，还原糖将二价铜还原为氧化亚铜，经 过滤，得到氧化亚铜沉淀，加入过量的酸性硫酸 铁溶液将其氧化溶解，而三价铁盐被定量地还原 为亚铁盐，用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的亚 铁盐，根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出氧化亚 铜的量，再从检索表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含量。 （117——119页）
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各步反应式（以葡萄糖为例）如下：
(1) CuSO4 ＋2 NaOH =Cu(OH)2↓＋Na2SO4
(2) Cu(OH)2＋KNaC4H4O6 = KNaC4H2O6Cu ＋2H2O (3) C6H12O6＋6KNaC4H2O6Cu＋6H2O = C6H12O7 ＋6KNaC4H4O6＋ 3Cu2O ↓ ＋H2CO3 从上述反应式可知，1mol葡萄糖可以将6mol Cu2+还原为 Cu+。但实际上此反应为非定量反应，即不能根据反应式 直接计算出还原糖含量。因此在测定过程中要严格遵守所 规定的操作条件，如热源强度(电炉功率)、锥形瓶规格、 加热时间、滴定速度等。
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⑦影响测定结果的主要操作因素是反应液碱度、热源强度、
煮沸时间和滴定速度。反应液的碱度直接影响二价铜与还原 糖反应的速度、反应进行的程度及测定结果。在一定范围内， 溶液碱度愈高，二价铜的还原愈快。因此，必须严格控制反 应液的体积，标定和测定时消耗的体积应接近，使反应体系 碱度一致。
热源一般采用 800 w 电炉，电炉温度恒定后才能加热， 热源强度应控制在使反应液在两分钟内沸腾，且应保持一致。 否则加热至沸腾所需时间就会不同，引起蒸发量不同，使反 应液碱度发生变化，从而引入误差。 沸腾时间和滴定速度对结果影响也较大,一般沸腾时间短， 消耗糖液多。反之，消耗糖液少；滴定速度过快，消耗糖量 多，反之，消耗糖量少。因此，测定时应严格控制上述实验 条件，应力求一致。平行试验样液消耗量相差不应超过 24 0.1mL。
液和5mL亚铁氰化钾溶液，加水至刻度，摇匀后
静置30min。用干燥滤纸过滤，弃去15～20mL
初滤液，收集滤液备用。
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b. 碱性酒石酸铜溶液的标定
来自百度文库
准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5mL，置于 150mL锥形瓶中，加水10mL，加玻璃珠4粒。从 滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液，加热使其在 2min内沸腾，准确沸腾30秒钟后，以每2秒1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。记录消耗葡萄糖标准溶液的总体 积。平行操作3次，取其平均值，按下式计算 10mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量。
Vx——测定时消耗样品溶液的平均体积，mL V——样品溶液的定容体积，mL
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（7）说明与讨论
① 碱性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。 ② 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。 ③ 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 试剂有效浓度降低。