糖的测定

食品分析中碳水化合物的测定知识框架

糖的测定

• 概述
  • 是大多数食品主要成分之一，是食品营养价值高低的标志，是某些食品的主要质量指标
  • 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
  • ③ 在各种食品中存在形式和含量不一。④ 糖类是微生物生长、繁殖的主要碳源，也是微生物发酵产生代谢产物的主要原料
  • 在食品加工中，糖类对改变食品的色、香、味、形及组织状态等感官指标起着重要作用
  • 意义：①测定食品含糖量及热量。②通过糖类的测定可以知道原料中淀粉的含量；③了解发酵过程糖类消耗和残糖的情况； ④测定某些成品如淀粉酶、糖化酶的活力等
  • 碳水化合物
    • 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖
    • 双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖
    • 多糖：淀粉、（纤维素、果胶：无效碳水化合物）
• 碳水化合物测定
  • 方法
    • 单糖和低聚糖
      • 物理法：相对密度法、折光法、旋光法
      • 化学法：还原糖法（直接滴定法、高锰酸钾法铁氰化钾法）碘量法、缩合反应法（比色法）
      • 色谱法：纸色谱法、薄层色谱法、糖离子色谱法
      • 酶法
    • 多糖
      • 淀粉：水解为单糖，测定单糖
      • 果胶和纤维素：多采用重量法
  • 可溶性糖类的提取与澄清
    • 可溶性糖类——可溶性的游离态单糖和低聚糖总称为糖类，包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖
    • 可溶性糖类的提取
      • 提取剂： ①水：温度在45-50℃，一般不超过80℃②乙醇：浓度为75～85％ 提取方法：样品磨碎、浸泡
    • 可溶性糖类的澄清
      • 干扰物质：色素、蛋白质、可溶性果胶与淀粉、氨基酸、有机酸、单宁
      • 实验室常用的澄清剂：乙酸锌和亚铁氰化钾溶液、硫酸铜和氢氧化钠溶液、碱性、中性醋酸铅、AL(OH)3乳剂、活性炭
      • 子主题
• 还原糖的测定
  • 还原糖——具有还原性的糖。包括：葡萄糖、果糖、乳糖、乳糖和麦 芽糖。还原糖的测定是糖类测定的基础。无还原性的糖需经过水解转化成还原糖再测定
  • 直接滴定法
• 蔗糖的测定
  • 意义：蔗糖的含量可以判断食品加工原料的成熟度；——可以鉴别白糖、蜂蜜等食品原料的品质；——可作为控制果糖、果脯、加糖乳制品等产品的质量指标。 对于纯度较高的蔗糖溶液，其相对密度、折光率、旋光度等物理常数与蔗糖浓度都有一定关系，故也可用物理检验法测定。
  • 原理
  • 试剂：（ 1＋1）盐酸溶液 、甲基红指示剂 、20％氢氧化钠溶液、0.1％转化糖标准溶液 、其他试剂同还原糖测定
  • 子主题
• 总糖的测定
  • 具有还原性的糖（葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等）和在测定条件下能水解为还原性单糖的蔗糖的总量。是食品中可溶性单糖和低聚糖的总量。是许多含糖食品的质量指标之一
  • 总糖是食品生产中常规分析项目。它反映的是食品中可溶性单糖和低聚糖的总量，其含量高低对产品的色、香、味、组织形态、营养价值、成本等有一定影响。总糖是麦乳精、糕点、果蔬罐头、饮料等许多食品的重要质量指标。
  • 测定方法
    • 直接滴定法
      • 样品-预处理-样品提取液-盐酸水解-还原糖液-直接滴定法测还原糖含量
      • F：10ml碱性酒石酸铜溶液相当的转化糖质量，mg； V1：样品处理液总体积，ml； V2：测定时消耗样品水解液体积，ml； m：样品质量，g
    • 蒽酮比色法
      • 原理：单糖+浓硫酸→糠醛衍生物+蒽酮→蓝绿色的化合物 →（640nm)测定吸光度
      • 试剂：①10～100mg／ml葡萄糖系列标准溶液②0.l％蒽酮溶液
      • 步骤：6种标准系列溶液、样品溶液、蒸馏水各2ml →8只具塞比色管（沿管壁加入，蒽酮试剂）→沸水浴10min→迅速冷却至室温→暗处放置10min→620nm波长下测定吸光度
      • 结果计算：根据样品溶液的吸光度查标准曲线，得出糖含量总糖（以葡萄糖汁，％）＝c×稀释倍数×10-4式中 c -----从标准曲线查得的糖浓度，mg／ml； 10-4-----将mg／ml换算为％的系数
    • 可溶性糖类的分离与定量
      • 纸色谱法——分离效果差，操作时间长
      • GC法——糖不易挥发
      • 薄层色谱法（TLC）——问题同纸色谱法
      • HPLC法特别是离子色谱法（IC法）——用高性能阴离子交换柱
• 淀粉的测定
  • 淀粉的性质
    • 水溶性：直链淀粉不溶于冷水，可溶于热水，支链淀粉常压下不溶于水。只有在加热并加压时才能溶解于水
    • 醇溶性：不溶于浓度在30％以上的乙醇溶液
    • 水解性：在酸或酶的作用下可以水解，最终产物是葡萄糖
    • 旋光性：淀粉水溶液具有右旋性[α]20 为(+)201.5一205
    • 与碘有呈色反应（是碘量法的专属指示剂）
  • 淀粉的作用
    • 稳定剂——雪糕、冷饮食品、增稠剂——肉罐头 胶体生成剂、保湿剂、乳化剂、粘合剂、填充料——糖果
  • 方法（理化性质）
    • 酸水解法
      • 原理：样品经乙醚除去脂肪，乙醇除去可溶性糖类后，用盐酸水解淀粉为葡萄糖，按还原糖测定方法测定还原糖含量，再折算为淀粉含量
      • 适用范围及特点：此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素等其他多糖含量较少的样品。该法操作简单、应用广泛，但选择性和准确性不及酶法
      • 说明与讨论：淀粉水解：于250m1锥形瓶中加入30 ml 6 mol/L盐酸，装上冷凝管，置沸水浴中回流 2 h ，速冷。 蔗糖水解：于250m1锥形瓶中加入5 ml 6 mol/L盐酸，置68~70℃水浴中15 min，速冷。
    • 酶水解法
      • 原理：含淀粉样品（淀粉酶水解有选择性）→（酸解液化）糊精、麦芽糖→（酸解糖化）葡萄糖
      • 适用范围及特点：因为淀粉酶有严格的选择性、它只水解淀粉而不会水解其他多糖，水解后通过过滤可除去其他多糖。所以该法不受半纤维素、多缩戊糖、果胶质等多糖的干扰，适合于这类多糖含量高的样品，分析结果准确可靠，但操作复杂费时
      • 子主题
    • 旋光法
    • 酸化酒精沉淀法
• 糖化型淀粉酶活力的测定
  • 原理
    • 同双糖中麦芽糖化力测定原理，使生成的葡萄糖在碱性碘溶液中，被次碘酸钠氧化剩余未作用的NaIO发生歧化反应，然后加入酸，使析出过量的碘，析出的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定之
  • 测定步骤
    • 待测酶液的制备
    • 糖化操作
    • 滴定
    • 计算