第四章 糖类物质的测定

第四章糖类物质的测定

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，

①碳水化合物在有机体中的重要作用。

糖蛋白糖脂－－生理功能物质

核糖和脱氧核糖－－遗传物质

能量来源、结构成分

②作为食品工业的主要原料和辅助材料。

③工业发酵的主要碳源，如淀粉、糊精、双糖、单糖。工业发酵过程可以根据糖量的变化判断发酵是否正常；可以根据残糖量确定发酵终点。

糖的分类

有效碳水化合物——人体能消化利用的单糖、双糖、多糖(淀粉)。

无效碳水化合物——不能被人体消化利用的纤维素、半纤维素、果胶等多糖。

这些无效碳水化合物能改善消化系统功能，对维持人体健康有重要作用；

纤维素类原料的有效利用是生物技术中具有挑战性的研究方向。

二. 糖类物质的分布和含量

葡萄糖、果糖: 水果，蔬菜：0.96-5.82％，0.85-6.53％

蔗糖：

▪甘蔗，甜菜：10-15％，15-20％；

▪西瓜，菠萝：4％，8％

乳糖：动物乳汁，牛乳～4.7％

麦芽低聚糖：异麦芽低聚糖在自然界不存在，而由淀粉水解产生

低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖：自然界少，多由人工酶法合成

淀粉，纤维素，果胶在植物普遍存在

三. 糖类物质的测定方法分类：

直接法：指根据糖的物理化学性质作为分析原理的分析方法

间接法：根据其它物质含量，用差减法计算出来，以总碳水化合物或无N 抽提物表示

糖的化学性质—还原性

单糖的羰基、酮基、羟基具有不同强度的还原能力：

醛糖：

▪与弱氧化剂溴水：形成糖酸；

▪与较强氧化剂硝酸：醛基和伯醇基都被氧化为羧基，生成葡萄糖二酸；

▪有时只有伯醇基被氧化成羧酸，形成糖醛酸。

酮糖：

▪酮糖对溴的氧化作用没有反应，以此可将酮糖与醛糖分开；

▪在强氧化剂作用下，酮糖在羰基处断裂，形成两个酸。

单糖在碱性溶液中，醛基和酮基都可烯醇化为活泼的烯二醇，而烯二醇有还原性，普通酮类则不能。

各种化学分析法用于测定可溶性糖总量

对各种糖分别定量分析的方法

色谱法：纸色谱、薄层色谱、GC、HPLC

酶电极法、酶比色法：

•半乳糖脱氢酶：测半乳糖、乳糖

•葡萄糖氧化酶：测葡萄糖、蔗糖

酶水解法：测淀粉含量

糖类物质测定的其它方法：

电泳法：对可溶性糖的分离、定量

毛细管电泳法对低聚糖、活性多糖测定

本章重点介绍国内外标准分析方法，一些有影响的参考方法

第二节可溶性糖类的测定

一、可溶性糖类的提取和澄清

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。常用的提取剂有水及乙醇溶液。（一）提取

1.提取条件控制：考虑干扰杂质对测定的影响：色素、蛋白、可溶性果胶、淀粉、有机酸

2.水作为可溶性糖提取剂：

a)温度控制：40-50℃，不超过80℃，温度过高，可溶性淀粉和糊精杂质增多；

b)酸度条件：中性，防止水解

3.乙醇水溶液作为提取剂：

浓度控制70-75％：使蛋白、淀粉、糊精等不能溶解，加热时回流以保持乙醇浓度

2. 可溶性糖类提取的原则

⑴取样量与稀释倍数控制,使达到合适的检测浓度：0.5—3.5mg/ml。

⑵含脂肪的食品，须经脱脂后再用水提取，如先用石油醚脱脂。

⑶含有大量淀粉、糊精及蛋白质的样品，用乙醇溶液提取。可加热回流，然后冷却离心，得上清液。

⑷含酒精和二氧化碳的液体样品，应用加热法先除酒精、CO2。酸性样品先调pH至中性，以防低聚糖水解。

（二）提取液的澄清必要性：提取液中杂质的不良影响：

颜色、浑浊：影响滴定终点判断

化学反应：影响计量反应

胶态成分：影响提取效果

原理：与杂质形成沉淀，沉淀物吸附一些杂质共同沉淀。

1. 常用澄清剂要符合三点要求：

▪能完全除去干扰物质

▪不吸附或沉淀糖分

▪过剩的澄清剂不干扰测定或易于除去

2. 常用澄清剂的种类

1)硫酸铜和氢氧化钠溶液→→铜离子与蛋白质共沉淀→→适于富含蛋白质样品

2)中性醋酸铅【Pb(CH3COO) 2·3H2O】→→铅与多种离子形成沉淀→→应用范围广

3)乙酸锌和亚铁氰化钾溶液→→氰亚铁酸锌沉淀→→适于富含蛋白质样品

4)碱性醋酸铅、活性炭等→→可脱色，但对糖也有吸附，该类澄清剂应用少。

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，再滴加，观察至没有新的沉淀出现。

4. 澄清剂使用注意要点：

1)直接滴定法测定时，不用硫酸铜－氢氧化钠，以免引入Cu+2

2)高锰酸钾滴定时，不用乙酸锌－亚铁氰化钾，以免引入Fe+2

3)样液除铅：采用醋酸铅作澄清剂时，需要消除残留的铅，以免测定时加热形成铅糖化合物，

使结果偏低，常用的试剂为草酸钠、草酸钾、硫酸钠等，加入时需要考虑对体积的影响。

二、还原糖的测定

还原糖的测定方法：

碱性铜盐法：

碘量法：(醛糖）

比色法：

3，5－二硝基水杨酸比色法

半胱氨酸－咔唑法（有葡萄糖存在时果糖的测定）

㈠直接滴定法（碱性铜盐法之一，GB法）

1、原理：

1)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，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；

2)在加热条件下，用样液滴定，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；

3)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；

4)根据样液消耗量计算出还原糖含量。

Cu+2 + 2NaOH →Cu(OH)2+Na2SO4

Cu(OH)2+酒石酸钾钠=酒石酸钾钠铜＋2H2O

6酒石酸钾钠铜＋还原糖＝醛酸＋6酒石酸钾钠＋3Cu2O↓＋H2CO3

次甲基蓝蓝色氧化态＝无色还原态