碳水化合物的测定.ppt

第四章碳水化合物的测定,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。糖+蛋白质糖蛋白糖+脂肪糖脂,糖分为单糖、双糖、多糖。有效碳水化合物人体能消化利用的单糖、双糖、多糖中的淀粉。无效碳水化合物多糖中的纤维素、半纤维素、果胶等不能被人体消化利用的。这些无效碳水化合物能促进肠道蠕动。,二、食品中糖类物质的测定方法：,直接滴定法法(改良的兰爱农法）高锰酸钾法萨氏法,纸色谱薄层色谱GCHPLC半乳糖脱氢酶测半乳糖、乳糖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,色谱法,酶法,第二节可溶性糖类的测定,一、可溶性糖类的提取和澄清（一）提取常用的提取剂有水及乙醇溶液。1.水作提取剂用水作提取剂，温度控制在45-50，利用水作提取剂时，还有pro、氨基酸、多糖、色素干扰，影响过滤时间，,所以用水作提取剂应注意：,（2）酸性样品：酸性使糖水解（转化），所以酸性样品用碳酸钙中和，提取但应控制在中性。,（3）萃取的液体：有酶活性时，同样使糖水解，加二氯化汞可防止（二氯化汞可抑制酶活性）,（1）温度过高：使可溶性淀粉及糊精提取出来。,2.乙醇（水溶液）作提取液乙醇作提取液适用于含酶多的样品，这样避免糖被水解。乙醇的浓度70-75。浓度过高，糖溶在乙醇中，用乙醇的目的，降低酶的作用，避免糖被酶水解，同时蛋白质、淀粉和糊精等不能溶解。,（二）提取液的澄清1.作用：使沉淀一些干扰物质，是提取液清亮透明，达到准确的测量糖类。（常用澄清剂来澄清）2.对澄清剂的要求：,1）除干扰物质完全，不吸附被侧物质糖2）过量澄清剂不影响糖的测量3）沉淀颗粒要小，操作简便4）不改变糖类的比旋光度及理化性质,3.常用澄清剂的种类,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13mL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1、直接滴定法（是GB法）（1）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；这种沉淀很快与酒石酸钾反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，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；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；根据样液消耗量可计算出还原糖含量。,计算还原糖的量有两种方法：.用已知浓度的葡萄糖标准溶液标定的方法。.利用通过实验编制出的还原糖检索表来计算。在测定过程中要严格遵守标定或制表时所规定的操作条件，如热源强度(电炉功率)、锥形瓶规格、加热时间、滴定速度等。,（2）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。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。,(3)试剂,乙液：,碱性酒石酸铜甲液：,50.00g酒石酸钾钠+75g氢氧化钠+4g亚铁氰化钾,100mL,（4）注意事项此法测得的是总还原糖量。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。乙酸锌溶液亚铁氰化钾溶液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。,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。,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，以防止空气进入反应溶液中。,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10ml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1ml左右的样液，只留下1ml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。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800w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0.1ml。,(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。（6768页）,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。,GB/T5009.72003食品中还原糖的测定1.直接滴定法（先标定再测定）2.高锰酸钾法,三、蔗糖的测定,蔗糖是葡萄糖和果糖组成的双糖，没有还原性，不能用碱性铜盐试剂直接测定，但在一定条件下，蔗糖可水解为具有还原性的葡萄糖和果糖（转化糖）。因此，可以用测定还原糖的方法测定蔗糖含量。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。这里介绍还原糖法。,1原理样品脱脂后，用水或乙醇提取，提取液经澄清处理以除去蛋白质等杂质，再用盐酸进行水解，使蔗糖转化为还原糖。然后按还原糖测定方法分别测定水解前后样品液中还原糖含量，两者差值即为由蔗糖水解产生的还原糖量，乘以一个换算系数即为蔗糖含量。,2.试剂用0.1转化糖标准溶液标定斐林试剂。3测定方法取一定量样品，按直接滴定法或高锰酸钾滴定法中的样品处理方法处理，吸取处理后的样液2份各50ml，分别放入l00ml容量瓶中，一份加入5ml6molL盐酸溶液，置6870水浴中加热15分钟，取出迅速冷却至室温，加2滴甲基红指示剂，用NaOH溶液中和至中性，加水至刻度，混匀。另一份直接用水稀释到100m1。然后按直接滴定法或高锰酸钾滴定法测定还原糖含量。,GB/T5009.82003食品中蔗糖的测定转化为还原糖再测定,四、总糖的测定食品中的总糖通常是指具有还原性的糖(葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽等)和在测定条件下能水解为还原性单糖的蔗糖的总量。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。总糖的测定通常是以还原糖的测定方法为基础的，常用的是直接滴定法，此外还有蒽酮比色法等。1.直接滴定法原理样品经处理除去蛋白质等杂质后，加入盐酸，在加热条件下使蔗糖水解为还原性单糖，以直接滴定法测定水解后样品中的还原糖总量。,5说明与讨论总糖测定结果一般以转化糖计，但也可以以葡萄糖计，要根据产品的质量指标要求而定。如用转化糖表示，应该用标准转化糖溶液标定碱性酒石酸铜溶液，如用葡萄糖表示，则应该用标准葡萄糖溶液标定。在营养学上，总糖是指能彼人体消化、吸收利用的糖类物质的总和，包括淀粉。这里所讲的总糖不包括淀粉，因为在测定条件下，淀粉的水解作用很微弱。,(二)蒽酮比色法1原理单糖类遇浓硫酸时，脱水生成糠醛衍生物，后者可与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物，当糖的量在20一200mg范围内时其呈色强度与溶液中糖的含量成正比，故可比色定量。,五、可溶性糖类的分离与定量,主要方法：1.纸色谱法分离效果差，操作时间长。2.GC法糖不易挥发。3.薄层色谱法（TLC）问题同纸色谱法。4.HPLC法特别是离子色谱法（IC法）用高性能阴离子交换柱。,第三节淀粉的测定,淀粉是一种多糖。它广泛存在于植物的根、茎、叶、种子等组织中，是人类食物的重要组成部分，也是供给人体热能的主要来源。淀粉是由葡萄糖单位构成的聚合体，按聚合形式不同，可形成两种不同的淀粉分子直链淀粉和支链淀粉。,淀粉的主要性质如下：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20为(+)201.5一205。与碘有呈色反应（是碘量法的专属指示剂）,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,淀粉的作用,淀粉的测定方法有多种，部是根据淀粉的理化性质而建立的。常用的方法有：酸水解法酶水解法旋光法酸化酒精沉淀法。,、酸水解法（一）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。（二）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。,（三）说明与讨论,淀粉水解于250m1锥形瓶中加入30ml6mol/L盐酸，装上冷凝管，置沸水浴中回流2h,速冷。蔗糖水解：于250m1锥形瓶中加入5ml6mol/L盐酸，置6870水浴中15min,速冷。,二、酶水解法,含淀粉样品,（一）原理：,糊精、麦芽糖,葡萄糖,（二）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。,（三）说明与讨论,酶水解开始要使淀粉糊化，将烧杯置沸水浴上加热15分钟，使放冷至60以下，然后再加入20m1淀粉酶溶液，在5560保温1小时，并不时搅拌。取1滴此液于白色点滴板上，加1滴碘液应不呈蓝色，若呈蓝色，再加热糊化，冷却至60c以下，再加20m1淀粉酶溶液，继续保温，直至酶解液加碘液后不呈蓝色为止，加热至沸使酶失活，冷却后移入250m1容量瓶中，加水定容。混匀后过滤，弃去初滤液，收集滤液备用。,淀粉糊化淀粉吸水溶胀，破坏晶格结构，变成粘度很大的淀粉糊，使其易被淀粉酶作用。,糊化=化糊化度又称化度酶水解未糊化淀粉速度：酶水解糊化淀粉速度=1：20000方便快餐食品经化后，复水性强，好消化。方便面检测项目中有化度的测定。,三、其它方法,（一）旋光法1原理淀粉具有旋光性，在一定条件下旋光度的大小与淀粉的浓度成正比。用氯化钙溶液提取淀粉，使之与其他成分分离，用氯化锡沉淀提取液中的蛋白质后，测定旋光度，即可计算出淀粉含量。2适用范围及待点本法适用于淀粉含量较高，而可溶性糖类含量很少的谷类样品，如面粉、米粉等。操作简便、快速。,GB/T5009.92003食品中淀粉的测定1.酶解酸解测定还原糖2.酸水解测定还原糖,第四节粗纤维的测定,粗纤维是植物性食品的主要成分之一，广泛存在于各种植物体内。化学上不是单一组分，是混合物。1.粗纤维主要成分是纤维素、半纤维素、木质素及少量含N物。集中存在于谷类的麸、糠、秸杆、果蔬的表皮等处。对稀酸、稀碱难溶，人体不能消化利用的部分。,纤维素构成植物细胞壁的主要成分，是葡萄糖聚合物，由1，4糖苷键连接，人类及大多数动物利用它的能力很低。不溶于水，但能吸水。,半纤维素一种混合多糖，不溶于水而溶于碱、稀酸加热比纤维素易水解，水解产物有木糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖等。,木质素不是碳水化合物，是一种复杂的芳香族聚合物，是纤维素的伴随物。难以用化学手段或酶法降解，在个别有机溶剂中缓慢溶解。,膳食纤维(食物纤维)它是指食品中不能被人体消化酶所消化的多糖类和木质素的总和。它包括纤维素、半纤维素、戊聚糖、本质素、果胶、树胶等，至于是否应包括作为添加剂添加的某些多糖(羧甲基纤维素、藻酸丙二醇等)还无定论。膳食纤维比粗纤维更能客观、准确地反映食物的可利用率，因此有逐渐取代粗纤维指标的趋势。,纤维是人类膳食中不可缺少的重要物质之一，在维持人体健康、预防疾病方面有着独特的作用，已日益引起人们的重视。,食品中纤维的测定提出最早、应用最广泛的是称量法。此外还有中性洗涤纤维法、酸性洗涤纤维法、酸解重量法等分析方法。这些方法各有优、缺点。分别介绍如下。,一、粗纤维的测定,(一）称量法1.原理在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙醚处理以除去单宁、色素及残余的脂肪，所得的残渣即为粗纤维，如其中含有无机物质，可经灰化后扣除。,没食子酸3，4，5三羟基苯甲酸,单宁鞣质，具有多元酚基和羧基的有机物质。包括：水解类（产生没食子酸）缩合类（产生焦性没食子酸、焦儿茶酚）,2适用范围及特点,该法操作简便、迅速，适用于各类食品，是应用最广泛的经典分析法。目前，我国的食品成分表中“纤维”一项的数据都是用此法测定的，但该法测定结果粗糙，重现性差。由于酸碱处理时纤维成分会发生不同程度的降解，使测得值与纤维的实际含量差别很大，这是此法的最大缺点。,（二）纤维素测定仪法,二、不溶性膳食纤维的测定,1原理样品经热的中性洗涤剂浸煮后，残渣用热蒸馏水充分洗涤，除去样品中游离淀粉、蛋白质、矿物质，然后加入一淀粉酶溶液以分解结合态淀粉，再用蒸馏水、丙酮洗涤，以除去残存的脂肪、色素等，残渣经烘干，即为中性洗涤纤维(不溶性膳食纤维)。,2适用范围及特点本法适用于谷物及其制品、饲料、果蔬等样品，对于蛋白质、淀粉含量高的样品，易形成大量泡沫粘度大，过滤困难，使此法应用受到限制。不包括水溶性非消化性多糖，这是此法的最大缺点。3试剂中性洗涤剂溶液；十二烷基硫酸钠,GB/T5009.102003植物类食品中粗纤维的测定酸碱处理法GB/T5009.882003食品中不溶性膳食纤维的测定不被中性洗涤剂消化的部分。,第五节果胶物质的测定,1.概述果胶物质由半乳糖醛酸、乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等组成的高分子聚和物，一种植物胶。平均分子量达530万。存在于果蔬类植物组织中，是构成植物细胞的主要成分之一。果胶物质的三种形态：原果胶、果胶酯酸、果胶酸。2.测定果胶的方法有：称量法、咔唑比色法、果胶酸钙滴定法、蒸馏滴定法。,第七章重点,化学法测定还原糖有几种方法？直接滴定法、高锰酸钾发的测定原理？可溶性糖提取澄清剂的要求、种类及特点？直接滴定法测定还原糖时，为什么要进行预滴定？直接滴定法测定还原糖为什么要在沸腾的状态下进行？甲乙液为什么不能提前混合？名词解释：粗纤维、纤维素、半纤维素、木质素、膳食纤维素。粗纤维的测定。,