復(fù)試包括英語第二份食品分析課件

1、第九章 糖類物質(zhì)的測定第一節(jié) 概述一、糖類物質(zhì)的定義和分類二、食品中糖類物質(zhì)的分布與含量三、食品中糖類物質(zhì)測定意義四、食品中糖類物質(zhì)的測定方法 一、糖類物質(zhì)的定義和分類定義糖類物質(zhì)過去常被稱為碳水化合物，這是因為在其分子結(jié)構(gòu)中是由碳、氫、氧三種元素組成，且氫與氧的比例數(shù)和水一樣，故名，但是也有例外，所以稱為糖類物質(zhì)比較準(zhǔn)確一些。糖類物質(zhì)是食品工業(yè)主要原料和輔助材料，也是大多數(shù)食品的主要成分之一。包括:（1）單糖：葡萄糖、果糖等。（2）低聚糖：蔗糖、麥芽糖、乳糖、麥芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖等。（3）多糖同多糖：由同一種單糖構(gòu)成的多聚糖，如淀粉、糊精、纖維素等；雜多糖：由不同單糖分子和糖醛酸

2、分子組成的多聚糖，如果膠、黃原膠、半纖維素等。如以能否被人類消化利用來分類，則可分為：（1）有效糖類物質(zhì)（有效碳水化合物）葡萄糖、果糖等單糖、普通低聚糖及淀粉等多糖；（2）無效糖類物質(zhì)（無效碳水化合物）果膠、半纖維素、纖維素等多聚糖及有些低聚糖，如水蘇糖等。二、食品中糖類物質(zhì)的分布與含量糖類物質(zhì)的自然界分布很廣，在各種食品中存在的形式和含量不同。葡萄糖、果糖是食品中最主要的單糖，主要存在于水果蔬菜中，含量差別很大。新疆的葡萄，單糖含量可達(dá)10%以上，蜂蜜中的單糖含量可達(dá)75%。蔗糖普遍存在于具有光合作用的植物中，含量最高的為甘蔗及甜菜，可達(dá)8%-15%(15%-20%)；果蔬中也大多含有，如西

3、瓜、菠蘿含量可達(dá)4%-8%。乳糖僅存在于哺乳動物中，乳汁中可達(dá)4%以上。麥芽糖自然界中并不存在，由淀粉水解產(chǎn)生。其它低聚糖，如低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖等在自然界中含量均很少，大多通過酶法合成。屬功能性成分。淀粉廣泛存在農(nóng)作物中，主要分布在籽粒、根莖和塊莖中，水果中以香蕉含量較高。纖維素、半纖維素、果膠：麩糠、麩皮等組織中。三、食品中糖類物質(zhì)測定意義1、食品中主要含量指標(biāo)；2、標(biāo)志著食物的熱量；3、食品中的風(fēng)味物質(zhì)（質(zhì)構(gòu)、形態(tài)、口感、物化性質(zhì)等）；4、食品工業(yè)生產(chǎn)中重要控制參數(shù)和指標(biāo)。 四、食品中糖類物質(zhì)的測定方法直接法：根據(jù)糖類物質(zhì)的理化性質(zhì)作為分析原理制定的各種分析方法。間接法：根據(jù)已

4、知食品的組成，扣除測定的水分、蛋白質(zhì)、粗脂肪、總灰分等含量以后，利用差減法計算出來的，通常以無氮抽提物或總碳水化合物來表示。（一）直接法直接法比間接法更基本更實際，主要包括：物理法包括前文已介紹的相對密度法、折光法、旋光法等?；瘜W(xué)法還原糖法、比色法等，本章重點介紹。層析法紙層析、薄層層析、柱層析等，包括氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC）、糖離子色譜等。酶分析利用酶的專一性，例如用淀粉酶測定淀粉含量；葡萄糖氧化酶測定葡萄糖；-半乳糖脫氫酶測定乳糖、半乳糖等。其它方法電泳法、生物傳感器法等。 第二節(jié) 可溶性糖類的測定一、可溶性糖的提取和澄清二、還原糖的測定 一、可溶性糖的提取和澄清 （一）

5、提取的目的：將被測組分（可溶性糖）提取完全，非糖成分（干擾組分）盡量排除。常用提取劑： 1、水（40-50） 2、70%-75%乙醇溶液主要考慮：1、提取液含糖量最好控制在0.050.35g/100g左右；2、含脂肪樣品，如乳酪、巧克力、蛋黃醬、調(diào)味品等，需先經(jīng)脫脂后再用水提?。?、含有大量淀粉及糊精的食品，用水提取時，應(yīng)避免糊精和淀粉的溶出（用70%75%乙醇溶液最適宜）；4、鮮活產(chǎn)品，如谷物、薯類、果蔬等，應(yīng)避免提取過程中淀粉酶的水解（先經(jīng)滅酶）；5、含酒精和二氧化碳的樣品，通常先經(jīng)蒸發(fā)濃縮，除去酒精和二氧化碳后再處理，對于酸性樣品應(yīng)防止低聚糖（蔗糖）被部分水解。（二）澄清目的：除去提取液

6、中存在的干擾物質(zhì)?？赡艽嬖诘母蓴_物：色素、蛋白質(zhì)、單寧質(zhì)、有機酸、氨基酸、果膠質(zhì)、可溶性淀粉等。1、對選用的澄清劑的要求。(1)能充分除去干擾物質(zhì)；(2)對被測糖分不改變其含量和理化性質(zhì)；(3)不干擾后面的分析測定。2、可供選用的澄清劑： （1）中性乙酸鉛（最常用）可除去蛋白質(zhì)、單寧、果膠、有機酸等雜質(zhì)，但脫色力較差；適用于淺色糖液、果蔬制品、焙烤食品等； （2）乙酸鋅亞鐵氰化鉀（生成氰亞鐵酸鋅沉淀)吸附或帶去干擾物質(zhì)，對除去蛋白質(zhì)能力強，脫色力差； （3）硫酸銅氫氧化鈉溶液：堿性條件下，銅離子使蛋白質(zhì)沉淀，適合于富含蛋白質(zhì)樣品，如乳品等； （4）堿性乙酸鉛：澄清能力強，可除去膠質(zhì)、蛋白質(zhì)、色

7、素、單寧等大分子物質(zhì)，但可能會損失部分糖分、適用于深色糖漿、廢糖蜜等； （5）氫氧化鋁（鋁乳）：能凝聚膠體、吸附能力強； （6）活性炭：吸附能力強、適用深色溶液的脫色，對糖的損失較大，不常用。3、澄清劑的用量：用量適當(dāng),用量太少，雜質(zhì)除去不完全；用量太多可能造成較大誤差。二、還原糖的測定 單糖是糖類物質(zhì)的基礎(chǔ)，通過測定單糖的含量，可換算為總糖、雙糖及多糖。單糖具有還原性（游離醛基或酮基）。麥芽糖和乳糖分子中含有一個半縮醛羥基，也有還原性。利用糖的還原性制定的測定方法稱為還原糖法：還原糖（還原劑）+氧化劑產(chǎn)物氧化劑的種類：（1）Cu2+：二價銅離子在堿性條件下具有氧化還原糖的能力，故稱為堿性銅鹽

8、法。如：藍(lán)愛農(nóng)（Lane-Eynon）法及其改良法（如GB/T5009.7等），高錳酸鉀法貝爾德藍(lán)（Bertrand法），門森-瓦爾格法（Munson-Walker法）等，約有幾十種各種各樣的改良法。（2）Fe3+：Fe3+的氧化能力略強于Cu2+，也可作為氧化劑與還原糖起反應(yīng)，稱為堿性氧氰化鉀法（Alkaline Ferricyanid solutions）（3）碘量法（Iodometric Methods）最初由Willstarter和Schudel(1918)提出，被建議用于醛糖（aldoses）的測定，與Lane-Eynon法結(jié)合，可用作區(qū)分葡萄糖與果糖的量。（一）堿性銅鹽法試劑：分甲

9、、乙兩液組成，甲液為硫酸銅溶液，乙液為酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉等配成的溶液，臨用時吸取等量混合：CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4COONaCOONa CHOH CH O CHOH + Cu(OH)2 CH O + 2H2O COOK COOK此試劑最經(jīng)典的稱為斐林氏試劑，由Fehling-Soxhlet(1878)提出：甲液69.28g CuSO45H2O溶于水后定容至1L;乙液346g酒石酸鉀鈉，100g氫氧化鈉溶于水后定容至1L。經(jīng)過改良現(xiàn)有許多種配方，如下面的直接滴定法。 Cu1、直接滴定法原理：葡萄糖（樣品溶液,約0.1%濃度）+堿性銅試劑產(chǎn)物方法：2min內(nèi)加熱至沸騰，

10、在1min內(nèi)，以1滴/2s的速 度滴至終點。指示劑：次甲基藍(lán)（分子式見書P115）氧化態(tài)（藍(lán)色） 還原態(tài)（無色）計算：還原糖含量（以葡萄糖計)= 式中：m110ml堿性酒石酸鉀鈉銅溶液相當(dāng)?shù)钠咸烟琴|(zhì)量(由標(biāo)定時求出，mg）； m2樣品質(zhì)量（g）； V0樣品溶液總體積，ml； V測定時平均消耗樣品溶液的體積，ml。第二節(jié) 可溶性糖類的測定一、可溶性糖的提取和澄清二、還原糖的測定三、蔗糖的測定四、總糖的測定五、可溶性糖類的分離與定量 二、還原糖的測定（一）堿性銅鹽法 1、直接滴定法2、高錳酸鉀滴定法（貝爾德藍(lán)Bertrand法）本法稱為還原糖的測定方法的經(jīng)典的方法，為國標(biāo)GB/T5009.7中的第

11、一法。方法的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性都優(yōu)于直接滴定法，適用于各類食品中還原糖的測定。但操作復(fù)雜、費時、需使用專用的檢索表（見教材中附表11，相當(dāng)于氧化亞銅質(zhì)量的葡萄糖、果糖、乳糖、轉(zhuǎn)化糖質(zhì)量表）。 本法由Bertrand于1906年提出，故名。原理： 還原糖+堿性銅試劑（斐林試劑） Cu2O(沉淀) 過濾（古氏坩堝） 洗滌（熱水，60） 溶解（酸性硫酸鐵溶液）Fe2+（與Cu2+等當(dāng)量） Fe3+（用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的Fe2+，根據(jù)消耗的ml數(shù)，計算Cu2O量） (一定量)(一定量,過量)(一定量) 反應(yīng)式： Cu2O+ Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O 10

12、FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O 根據(jù)以上反應(yīng)式，1mol Cu2+生成molFe2+,10molFe2+消耗 2molKMnO4,故1molCu2+相當(dāng)于1/5molKMnO4。計算還原糖時，先計算出生成的Cu2O量，再根據(jù)糖量表（附表11，也稱為門森-瓦爾格糖量表），查出相應(yīng)的還原糖量。氧化亞銅（Cu2O）質(zhì)量：X(mg)=C*(V-V0)*71.54式中：X氧化亞銅的質(zhì)量，mg; C1/5 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L; V測定時樣品液消耗高錳酸鉀溶液的體積，ml; V0試劑空白消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml;

13、 71.541ml，1mol/L 1/5 KMnO4溶液相當(dāng)于氧化亞 銅的質(zhì)量，mg。（1/2 Cu2O，143.08/2）再計算樣品中還原糖含量（見教材P118） 如果 Cu2O(沉淀) 過濾 洗滌 稱重 （直接得出Cu2O的質(zhì)量） 稱為門森瓦爾格（MunsonWalker）法，稱重（質(zhì)量）,被認(rèn)為是準(zhǔn)確度最高的方法，但操作十分費時。3、薩氏法 還原糖 + 堿性銅試劑（薩氏試劑）Cu2O（一定量）（一定量） （一定量，過量） 酸性下與I2溶液 （定量，過量） 過量的I2，用硫代硫酸鈉溶液滴定特點：由于薩氏試劑的堿度降低，可提高還原糖的還原當(dāng)量，可測出微量的還原糖，自1933年Somogyi提

14、出后，經(jīng)過不斷改進(jìn)，形成了教材中介紹的方法（P119P120），可用于微量樣品或樣品中微量還原糖（0.0153mg），如成晶白砂糖中的還原糖，生物材料中的還原糖等。4、藍(lán)愛農(nóng)法（Lane-Eynon Method）還原糖（樣品溶液）+斐林氏溶液 反應(yīng)產(chǎn)物（滴加） （Cu2+，一定量）次甲基藍(lán)特點： 斐林氏試劑與高錳酸鉀法相同，滴定操作與直接滴定法類似（以甲基藍(lán)為指示劑），但測定過程有嚴(yán)格規(guī)定，包括檢液濃度，沸騰時間，滴定速度，總測定時間（3min之內(nèi)）等，計算結(jié)果用查表法，終點不易判斷，對于初學(xué)者不易掌握，故現(xiàn)在大多采用共改良法直接滴定法。（二）鐵氰化鉀法本法以Fe3+在堿性條件下與還原糖起反

15、應(yīng)：2K3Fe(CN)6+R-C-O+2KOH=2K4Fe(CN)6+R-C-OH+H2O（亞鐵氰化鉀）（糖酸） OO終點的確定有兩種方法。1、當(dāng)加入的一定量過量的鐵氰化鉀與還原糖反應(yīng)，剩余的鐵氰化鉀在乙酸的存在下，與過量的碘化鉀作用析出碘：2K3Fe(CN)6+2KI+8CH3COOH=2K4 Fe(CN)6+I2+8CH3COOK 析出的碘用硫代硫酸鈉滴定：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6為使反應(yīng)順利向右進(jìn)行，用硫酸鋅沉淀反應(yīng)中生成的亞鐵氰化鉀：2K4Fe(CN)6+3ZnSO4=K2Zn3Fe(CN)62+3K2SO4測定時，先做空白（不加樣的溶液）得出V0 ，再做樣品得

16、出V1，然后根據(jù)（V0-V1）之差，查表（附表12）可得出試樣中還原糖的濃度，此法被GB/T5513-1985所采用。2、堿性鐵氰化鉀與還原糖反應(yīng)原理同上，其過程為：吸取一定量堿性鐵氰化鉀（通常10mL）,加樣品檢液后（不足量）沸騰1min，加次甲基藍(lán)指示劑，然后用樣品檢液滴至藍(lán)色消失為終點，此法最早由Hanes于1929年提出。C=M/V式中：C樣品溶液還原糖含量，mg/mL; M10mL鐵氰化鉀溶液所相當(dāng)?shù)倪€原糖量，mg (標(biāo)定求得)； V測定時，所消耗的樣品檢液毫升數(shù)，mL。（三）碘量法碘溶液也是一種氧化劑，其氧化能力較弱，僅在堿性條件下與醛糖起反應(yīng)：過量的I2用 Na2S2O3 溶液滴

17、定求出。 CH2OHCH2OH(CHOH)4 + I2 + 2NaOH(CHOH)4 + 2NaI + 2H2OCHO (一定量，過量） COOH(一定量）在一定范圍內(nèi)，上述反應(yīng)完全按化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行，故可根據(jù)所消耗的碘量直接計算出還原糖含量：1mmol碘相當(dāng)于葡萄糖180mg,麥芽糖342mg,乳糖360mg。此法最早由Willstarter和Schudel于1918年提出，經(jīng)不斷改良，現(xiàn)廣泛用于醛糖的測定，與直接滴定法結(jié)合，可作果糖含量的測定。 （四）其他方法（比色法）還原糖（或其反應(yīng)產(chǎn)物）+顯色劑顯色物質(zhì) 比色測定應(yīng)用得較多有：1、酚-硫酸法葡萄糖或糖類物質(zhì) 糠醛或糖醛衍生物 （單糖或多糖

18、） 黃至橙色化合物 （用比色法測定）濃硫酸苯酚脫水2、3，5二硝基水楊酸（DNS）比色法（P124）還原糖 + DNS 有色物 (黃色) (棕紅色)3、半胱氨酸咔唑法（P125）糠醛或其衍生物+半胱氨酸咔唑試劑有色絡(luò)合物（560nm最大吸收）NaOH,丙三醇三、蔗糖的測定蔗糖屬非還原性雙糖，但可水解為一個葡萄糖和一個果糖，稱為轉(zhuǎn)化糖，可用還原糖法測定。對于純度較高的蔗糖溶液，也可用相對密度法、析光法，旋光法等物理法測定。 1、鹽酸水解法。（GB/T5009.8)C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 （蔗糖，342） （轉(zhuǎn)化糖，360）故由轉(zhuǎn)化糖的含量換算成蔗糖含量時，應(yīng)乘以系數(shù)：3

19、42/360=0.952、酶比色法（P128）蔗糖 + H2O 葡萄糖 + 果糖 葡萄糖酸 + H2O2 有色物質(zhì) (比色測定)詳見GB/T16286-1996，用專用試劑盒，高選擇性。-D-果糖苷酶-FS顯色劑過氧化氫酶葡萄糖氧化酶(GOD)四、總糖的測定1、食品中“總糖”的測定在許多食品中共同存在有多種單糖和低聚糖，這些糖有的是來自原料，有的是在生產(chǎn)過程中因為某種目的而人為加入的，有的則是在加工過程中形成的（如蔗糖水解）。這些糖分通常不必也不需要加以區(qū)分和單獨測定，只需要測定其總量，故出現(xiàn)了“總糖”這一概念.總糖是指單糖（葡萄糖、果糖、雙糖（蔗糖、麥芽糖、乳糖）的總量。2、總糖的測定是以還

20、原糖的測定為基礎(chǔ)（蔗糖的水解條件同三）。常用的方法有直接滴定法，蒽酮比色法等，常以轉(zhuǎn)化糖計。 五、可溶性糖的分離與定量前面介紹的都有是幾種糖的總量，如需要對每一種糖分別進(jìn)行定性和定量，則普通的物理方法、化學(xué)方法不能勝任?，F(xiàn)在一般都采用層析法，包括紙層析，薄層層析、氣相色譜、高效液相色譜、離子色譜、電泳層析等。 1、氣相色譜糖類物質(zhì)屬于非揮發(fā)性物質(zhì)，如能制成具有揮發(fā)性的衍生物，則可采用氣相色譜法（GC）測定。常用的衍生物有：三氯硅烷（TMS）衍生物、三氟乙酰（TEA）衍生物、乙酰衍生物和甲基衍生物等，以前兩種最常用。詳見教材P131-P132或有關(guān)專門書籍。2、高效液相色譜此法發(fā)展很快，在可溶性

21、糖的分離與定性定量中，應(yīng)用最普遍。樣品溶液經(jīng)適當(dāng)?shù)那疤幚砗螅x擇適當(dāng)?shù)姆蛛x柱、流動相幾乎可作為所有的游離糖的測定。如QB/T2491-2000介紹的例子。 第三節(jié) 淀粉的測定淀粉的單體成分為葡萄糖，聚合度為100-3000。按聚合形式可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。一般淀粉均含有這兩種淀粉，但糯大米、糯玉米、糯高梁幾乎100%為支鏈淀粉。這兩種淀粉的比例不同，改變了淀粉或作用的食用品質(zhì)。淀粉具有晶體結(jié)構(gòu)，不同來源的淀粉，其形狀和大小各不相同。淀粉不溶于30%以上濃度的乙醇溶液。淀粉水溶液具有旋光性，比旋光度為+201.5。- +205。淀粉可在酸或酶的作用下水解，最終產(chǎn)物是葡萄糖。淀粉的測定就是根據(jù)

22、這些性質(zhì)制定的。 一、酸水解法通常用鹽酸水解（GB/T5009.9）（C6H1005）n+nH2O=nC6H12O6 162 180按還原糖法得出葡萄糖總量后，乘以系數(shù)162/180=0.9后，即為淀粉含量。 本法適用于淀粉含量較高，半纖維素、果膠、多縮戊糖等其他多糖成分較少的樣品。因為后者在酸性條件下也可被水解生成木糖，戊糖等還原糖，造成結(jié)果偏高。 二、酶水解法 如含有上述非淀粉成分物質(zhì)較多的麩皮、米糠、粗淀粉應(yīng)選用酶水解法：樣品經(jīng)除去脂肪和可溶性糖類后，在淀粉酶的作用下，淀粉水解為麥芽糖和低分子量的糊精（水溶性），過濾后，再用鹽酸進(jìn)一步水解成葡萄糖，然后用還原糖法測定。 三、其他方法1、旋

23、光法：普通淀粉的比旋光度常用203計，豆類淀粉200。2、稱量法：把樣品與氫氧化鉀酒精溶液共熱，使蛋白質(zhì)、脂肪溶解，而淀粉、粗纖維不溶。過濾后，用氫氧化鉀溶液溶解淀粉，使之與粗纖維分離。然后用酸性乙酸（用乙酸酸化）使淀粉重新沉淀，過濾、洗滌（乙醇）、干燥（105），扣除灰分后即為淀粉含量。此法常用于午餐肉，紅腸等食品中淀粉含量的測定。3、其他（加壓硫酸水解法，酶比色法、蒽酮比色法等）四、淀粉其他性質(zhì)的測定1、直鏈淀粉含量比例的測定原理：直鏈淀粉與碘溶液形成深藍(lán)色復(fù)合物，支鏈淀粉則生成棕紅色復(fù)合物，在淀粉總量一定，改變直鏈支鏈淀粉的比例，可制成一毓由深藍(lán)到紫紅的不同色階，在620nm測吸光度制作

24、標(biāo)準(zhǔn)曲線，可得出樣品中直鏈淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。見教材P142或GB/T15684。2、淀粉化度的測定淀粉的化度也叫糊化程度，即食植物性食品（方便面）有此指標(biāo)?；牡砗ㄒ押矸郏┛杀坏矸勖杆馍蛇€原糖，而生淀粉（未糊化）不被淀粉酶作用（不能生成還原糖），可被過濾除去。由二者之差，可計算出淀粉的化程度。 第四節(jié) 粗纖維的測定食品中的粗纖維在化學(xué)上不是單一組分的物質(zhì)，包括有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等多種組分的混合物，常指不被稀酸、稀堿所溶解的一類物質(zhì)。近代提出了“膳食纖維”概念，指不被人的消化系統(tǒng)所消化、分解、吸收的一類物質(zhì)，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、戊聚糖、果膠、樹膠等。纖維或膳食纖維有生理功能，所以引起人們的重視。一、粗纖維的測定定義：用熱的稀酸、稀堿依次處理，除去蛋白質(zhì)、脂肪