直接滴定法測定還原糖的原理與主要影響因素

1、直接滴定法測定還原糖的原理與主要影響因素日常食品檢測中,還原糖是一個常規(guī)理化檢驗項目，涉及 的樣品種類很廣，如乳制品、肉制品、發(fā)酵酒及果蔬制品葉等。目 前還原糖的檢測分二大類，一類是具體檢測某一還原糖含量，如葡 萄糖、果糖等;一類是測定還原糖總量,還原糖總量目前應(yīng)用較多 的是化學(xué)滴定法，食品檢測中最常用的是國標(biāo)GB/T 5009.7-2008 中的第一法：直接滴定法。本文討論的是后者。檢測原理(1) 堿性酒石酸銅甲液與乙液混合后，生成藍色氫氧 化銅沉 淀，此沉淀立即與酒石酸鉀鈉反應(yīng)生成深藍色的酒石酸鉀鈉銅絡(luò)合 物°(2) 當(dāng)堿性酒石酸銅甲、乙液與還原糖共熱時，酒石酸鉀鈉 銅被還原生成

2、紅色的氧化亞銅沉淀物，而還原糖的醛基或酮基則被 氧化為竣基，生成還原糖酸。(3) 當(dāng)還原糖將溶液中酒石酸鉀鈉銅耗盡時，稍微過量的還 原糖可將亞甲基藍還原而呈無色，指示滴定終點的到來。(4) 為消除氧化亞銅沉淀對滴定終點觀察的干擾，在堿性酒 石酸銅乙液中加入少量亞鐵氤化鉀，與紅色的氧化亞 銅發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成可溶性無色絡(luò)合物，利于終點的判定 檢測原理的補充性解釋酒石酸鉀鈉作用。既然實驗須在堿性條件下進行，那么硫酸 銅遇堿生成氫氧化銅沉淀后，不利于實驗正常進行，必須使其（銅 離子）在可溶狀態(tài)下才行，酒石酸鉀鈉與銅離子 絡(luò)合物酒石酸鉀鈉 銅是可溶的，從而達到了目的。亞鐵氟化鉀作用。當(dāng)樣品中存在大量的

3、如鐵、猛、鉆等 金屬 離子，或樣品處理時,沉淀劑乙酸鋅過量了，都會消耗 堿性酒石酸 銅乙液中的亞鐵氤化鉀，當(dāng)亞鐵氤化鉀被過量消耗時，不能有效絡(luò) 合氧化亞銅，致使滴定終點不顯無色而顯 暗紅色。可另配制亞鐵氧 化鉀溶液，滴定時往錐形瓶中適量添加，標(biāo)準(zhǔn)與樣液添加量一樣。定量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。堿性酒石酸銅甲液中的硫酸銅的銅離子（Cu2+ ）為此滴定反應(yīng)的定量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，堿性酒石酸銅乙液中氫 氧化鈉提供了強堿性環(huán)境，故國標(biāo)GB/T 5009.7-2008中5.2 :“吸取5.0mL堿性酒石酸銅甲液”的體積量取精度應(yīng)改為“ 5.00mL” ，否?t檢測結(jié)果的有效位數(shù)達不到該標(biāo)準(zhǔn)的要求：“還原糖含量10g/100g時

4、計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字”。還原糖被氧化反應(yīng)式。還原糖與酒石酸鉀鈉銅的反應(yīng)，以葡 萄糖為例，常見的有下面3式，（6）式中，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2，葡萄糖被氧化為葡萄糖酸；（7）式中，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6， 葡萄糖被氧化為葡萄糖二酸；（8）式中，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6，葡 萄糖被氧化為葡萄糖酸，伴隨脫竣基反應(yīng)，有碳酸根產(chǎn)生。筆者 嚴(yán)格按國標(biāo)操作，標(biāo)定5.00mL堿性酒石酸銅溶液，耗去葡萄糖 標(biāo)準(zhǔn)溶液的量為10.20mL左右，葡萄糖為0.00555mol/L1.00g/ (180.16g/mol) /1L , Cu2+為 0.0602 mol/L15.00g/( 249.69g/mol) /1L )，計算二者的摩爾比:

5、Cu2+ : 葡萄糖=(0.0602X5.00)： ( 0.00555 X 10.20) =5.32 : 1。故(6) 式明顯不成立°Cu2+/Cu+=0.158V，表明Cu2 +是個中等偏弱氧化劑，在本實驗條件下，不易將葡萄糖氧化為葡萄糖二酸，故(7)式也不成立。文獻中提到滴定反應(yīng)液的實測結(jié)果中，證實有CO32-產(chǎn)生，故認(rèn)為(8)式最為合理。主要影響因素反應(yīng)液堿度。堿度不同，反應(yīng)速度不同，堿度 越高，反應(yīng)速度越快，還原糖絕對量消耗也越多，故不同批次的堿 性酒石酸銅甲乙液消耗的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液量因堿度的不同也會有 些許差別。下面其他各影響因素也都與反應(yīng)液的堿度變化有矢。加熱功率。為了加

6、快反應(yīng)速度，標(biāo)準(zhǔn)選擇了電爐加熱。加熱 功率不同，樣液沸騰時間不同、時間短樣液消耗多，同時反應(yīng)液蒸 發(fā)速度不同，即時堿度的變化也就不同，故實驗的平行性也就受影 響。實驗中，可以使用普通的1000W電熱絲電爐，在總共6 檔功率的選擇中，我們發(fā)現(xiàn)選擇第四或第五檔，都能得到較滿意的 滴定結(jié)果。加熱前,電爐先預(yù)熱10min左右，待穩(wěn)定后再開始滴定 實驗。反應(yīng)液沸騰。亞銅離子與還原型的次甲基蘭都可被空氣中的 氧氣氧化,故滴定過程必須保持沸騰狀態(tài),產(chǎn)生足夠的水蒸汽以防 止空氣進入錐形瓶內(nèi)，避免結(jié)果偏高。由于還原糖與銅離子的氧化 反應(yīng)速度相對較慢，國標(biāo)中，采取預(yù)加入較預(yù)滴定少的樣 液，加熱至沸后才開始滴定剩余

7、樣液至終點。這里的“加熱至 沸”，應(yīng)有個“一致性”，可一律等待錐形瓶內(nèi)的液體完全沸騰 后，否則，會影響滴定結(jié)果的精密度。錐形瓶規(guī)格°不同規(guī)格的錐形瓶受熱的面積不同，其不同 的瓶壁厚度，傳熱速率也不同。我們采用同一批次同一規(guī)格的 150mL錐形瓶，使用前，用0.01g精度的天平剔除個別質(zhì)量偏差 較大的瓶子，以消除因錐形瓶的差異引起的誤差。如我們測定還原 糖的150mL三角瓶，重量在87g90g之間，超過范圍的則另作他 用。尖鍵試劑的配制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。市售葡萄糖試劑有一水葡萄糖與無水葡萄 糖，二者在儲存期間都易吸收水分，故在配制前需按標(biāo)準(zhǔn)98C 100C加熱2h,去除結(jié)晶水與游離水分。定容前，力a 5mL鹽酸是 為了防止細菌繁殖，延長使用期限。堿性酒石酸銅甲液。市售硫酸銅試劑有五水硫酸銅與無水硫酸銅，二者也皆易吸水，最好在 250 C （脫去最后一結(jié) 晶水溫度）560C （熔點）的條件下