含有醛基或酮基的糖,在碱性条件下可转变成非常活泼的烯二醇结构,具有一定的还原性,可被弱氧化剂氧化成相应的糖酸。这类糖称为还原糖。单糖均是还原糖,双糖中的乳糖、麦芽糖也具有还原性。还原糖常用的测定方法有直接滴定法、
高锰酸钾滴定法和
比色法。
直接滴定法
原理
在加热条件下,以次甲基蓝为指示剂,以已除去蛋白质的被测样品溶液,直接滴定已标定过的费林氏液,样品中的还原糖与斐林试剂中的酒石酸钾钠铜络合物反应,生成红色的氧化亚铜沉淀,氧化亚铜再与试剂中的亚铁氰化钾反应,生成可溶性化合物,到达终点时,稍过量的还原糖立即将次甲基蓝还原,使蓝色褪色,呈现出原样品溶液的颜色,即为终点。根据样品消耗体积,计算还原糖量。
本方法测定的是一大类具有还原性的糖,包括葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等,只是结果用葡萄糖或其他转化糖表示而已。
本法是国家标准分析方法,适用于所有食品中还原糖的快速测定。检出限0.1mg。
主要试剂
(1)斐林试剂甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4·5H2O)及0.05g
次甲基蓝,溶于水中并稀释至1L。
(2)斐林试剂乙液:称取50g
酒石酸钾钠与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500mL,贮存于橡胶塞玻璃瓶内。
(3)乙酸锌溶液:称取21.9g乙酸锌,加3mL冰乙酸,加水溶解并稀释至100mL。
(4)亚铁氰化钾溶液:称取10.6g亚铁氰化钾,用水溶解并稀释至100mL。
(5)葡萄糖标准溶液:精密称取1.000g经过80℃干燥至恒量的葡萄糖(纯度在99%以上),加水溶解后,加入5mL盐酸(目的是防腐),并以水稀释至1L。此溶液相当于1mg/mL葡萄糖。
操作步骤
(1)样品处理
乳类、乳制品及含蛋白质的食品:称取约1~2g固体样品(吸取2~10mL液体样品),置于100mL容量瓶中,加50mL水,摇匀,边摇边慢慢加入5mL乙酸锌溶液及5mL
亚铁氰化钾溶液,加水至刻度,混匀。静置30min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,滤液备用。
汽水等含有
二氧化碳的饮料:吸取50mL样品置于蒸发皿中,在水浴上除去二氧化碳后,移入100mL容量瓶中,并用水洗涤蒸发皿,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀后,备用。
(2)标定费林氏液溶液
吸取5.0mL斐林试剂甲液及5.0mL斐林试剂乙液,置于150mL锥形瓶中(甲液与乙液混合可生成氧化亚铜沉淀,因此,操作时应将甲液加入乙液,使开始生成的氧化亚铜沉淀重溶),加水10mL,玻璃珠2粒,从滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液,控制在2min内加热至沸,趁沸以每两秒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并出现淡黄色为终点。记录消耗的葡萄糖标准溶液总体积,平行操作三份,取其平均值,计算每10mL(甲、乙液各5mL)
斐林试剂溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。
(3)样品溶液预测定
吸取5.0mL斐林试剂甲液及5.0mL斐林试剂乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,玻璃珠2粒,控制在2min内加热至沸,趁沸以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液,并保持溶液沸腾状态,待溶液颜色变浅时,以每秒一滴的速度继续滴加,直至溶液蓝色刚好褪去,并出现明亮黄色为终点。记录样品溶液的毫升数。
(4)样品溶液测定
吸取5.0mL斐林试剂甲液及5.0mL斐林试剂乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,玻璃珠2粒,控制在2min内加热至沸,趁沸快速从滴定管中滴加比预测体积少1mL的样品溶液,然后趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定直至终点。记录消耗样液的总体积,同法平行操作三份,取其平均值。
结果计算
式中:X为样品中还原糖的含量(以葡萄糖计,%);
C为葡萄糖标准溶液的浓度(mg/mL);
m为样品质量(g);
V为样品定容体积(mL);
V1为滴定10mL费林氏溶液(甲、乙液各5mL)消耗葡萄糖标准溶液的体积(mL);
V2为测定时平均消耗样品溶液的体积(mL)。
高锰酸钾滴定法
原理
样品经除去蛋白质后,其中还原糖在碱性环境下将铜盐还原为氧化亚铜,加硫酸铁后,氧化亚铜被氧化为铜盐,以高锰酸钾溶液滴定氧化作用后生成的亚铁盐,根据高锰酸钾消耗量计算氧化亚铜含量,再查表得还原糖量。
本法为国家标准方法(GB5009.7-85),适用于所有食品中还原糖的测定以及通过酸水解或酶水解转化成还原糖的非还原性糖类物质的测定。准确度和重现性均优于直接滴定法。
仪器
滴定管;25mL古氏坩埚或G4垂融坩埚;真空泵;水浴锅 .
试剂
(1)6mol/L盐酸:量取50mL盐酸,加水稀释至100mL。
(2)甲基红指示剂:称取10mg甲基红,用100mL乙醇溶解。
(3)5mol/L
氢氧化钠溶液:称取20g氢氧化钠加水溶解并稀释至100mL。
(4)碱性
酒石酸铜甲液:称取34.639g硫酸铜(CuSO4·5H2O),加适量水溶解,加0.5mL硫酸,再加水稀释至500mL,用精制石棉过滤。
(5)碱性酒石酸铜乙液:称取173g
酒石酸钾钠与50g
氢氧化钠,加适量水溶解,并稀释至500mL,用精制石棉过滤,贮存于橡胶塞玻璃瓶中。
(6)精制石棉:取石棉先用3mol/L盐酸浸泡2~3天,用水洗净,再加2.5mol/L氢氧化钠溶液浸泡2~3天,倾去溶液,再用热碱性酒石酸铜已液浸泡数小时,用水洗净。再以3mol/L盐酸浸泡数小时,以水洗至不呈酸性。然后加水振摇,使成微细的浆状软县委,用水浸泡并贮存于玻璃瓶中,即可用做填充古氏坩埚用。
(8)硫酸铁溶液:称取50g硫酸铁,加入200mL水溶解后,慢慢加入100mL硫酸,冷却后加水稀释至1L。
操作步骤
(1)样品处理
按直接滴定法中样品处理操作,丹江各项中“加入5mL乙酸锌溶液及5mL亚铁氢化钾溶液”改为“加入10mL碱性酒石酸铜甲液及4mL 1mol/L氢氧化钠溶液”,其余操作相同。
(2)样品测定
吸取50mL处理后的样品溶液,于400mL烧杯中,加入25mL碱性酒石酸铜甲液及25mL乙液,,盖一表面皿,加热,控制在4min内沸腾,再准确煮沸2min,趁热用铺好石棉的古氏坩埚或G4垂融坩埚抽滤,并用60℃热水洗涤烧杯及沉淀,至洗液不成碱性为止。将古氏坩埚或G4垂融坩埚放回原400mL烧杯中,加25 mL硫酸铁溶液及25mL水,用玻棒搅拌使
氧化亚铜完全溶解,以0.02mol/L高锰酸钾标准液滴定至微红色为终点。
同时吸取50mL水代替样品做空白实验。
结果计算
式中: m为样品中还原糖质量相当于氧化亚铜的质量(mg);
V为滴定样品时,消耗
高锰酸钾标准液的体积(mL);
V0为滴定空白时,消耗高锰酸钾标准液的体积(mL);
C为高锰酸钾标准溶液的浓度(mol/L);
143.08为Cu2O的摩尔质量(g/mol)。
根据(1)式中计算所得氧化亚铜质量,由下列回归方程可分别得出氧化亚铜质量相当于还原糖的质量(mg)。
m1=0.4388x-0.4805
m2=0.4865x-0.7268
m3=0.6856x-0.3087
m4=0.4545x-0.0327
式中:
m1为氧化亚铜质量相当于葡萄糖的质量(mg);
m2为氧化亚铜质量相当于果糖的质量(mg);
m3为氧化亚铜质量相当于乳糖的质量(mg);
m4为氧化亚铜质量相当于转化糖的质量(mg)。
(2)还原糖
式中: X为样品中还原糖的含量%;
mi为m1或m2或m3或m4;
V1为样品处理液总体积(mL);
V2为测定用样品溶液体积(mL)。