第三節(jié)-碳水化合物的測定◆概述碳水化合物統(tǒng)稱為糖類，是由碳、氫、氧三種元素組成的一大類化合物，是人和動物所需熱能的重要來源，并具有重要的生理功能。

糖類測定在生產(chǎn)中有重要的意義。＊碳源是發(fā)酵工業(yè)的主要原輔材料，原料中淀粉含量進(jìn)行物料衡算；＊了解發(fā)酵過程中糖類消耗和殘?zhí)乔闆r，監(jiān)控發(fā)酵＊碳水化合物的含量是大多數(shù)食品的重要質(zhì)量指標(biāo)和營養(yǎng)指標(biāo)；碳水化合物單糖雙糖多糖葡萄糖果糖半乳糖蔗糖乳糖麥芽糖淀粉纖維素果膠有效碳水化合物無效碳水化合物碳水化合物測定方法：單糖和低聚糖物理法化學(xué)法相對密度法折光法旋光法斐林試劑法高錳酸鉀法碘量法多糖淀粉：水解為單糖再測定果膠和纖維素：重量法糖類的測定一、還原糖的測定二、蔗糖的測定三、總糖的測定四、淀粉的測定還原糖

具有還原性的糖類，包括：＊葡萄糖分子中含有游離醛基；＊果糖分子中含有游離酮基；＊乳糖和麥芽糖分子中含有游離的半縮醛羥基。其他非還原糖性糖類，如雙糖、三糖、多糖等，它本身不具有還原性，但可以通過水解而成具有還原性的單糖，再進(jìn)行測定，然后換算成樣品中的相應(yīng)的糖類的含量。所以糖類的測定是以還原糖的測定為基礎(chǔ)的。一、還原糖含量的測定斐林試劑法（直接滴定法）高錳酸鉀法（一）斐林試劑法1、原理斐林試劑由甲、乙液組成，甲液為硫酸銅溶液，乙液為氫氧化鈉與酒石酸鉀鈉溶液。平時甲、乙液分別貯存，測定時才等體積混合，混合時，硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀：2NaOH+CuSO4→Cu（OH）2↓+Na2SO4

生成的氫氧化銅與酒石酸鉀鈉反應(yīng)，生成酒石酸鉀鈉與銅的絡(luò)合物，使氫氧化銅溶解：酒石酸鉀鈉銅絡(luò)和物中的二價(jià)銅是一個氧化劑，能使還原糖氧化，而二價(jià)銅被還原成一價(jià)的紅色氧化亞銅沉淀：

反應(yīng)終點(diǎn)用四甲基藍(lán)指示劑顯示，四甲基藍(lán)是氧化能力較二價(jià)銅更弱的一種氧化劑，故待二價(jià)銅全部被還原糖還原糖后，過量一滴還原糖立即使四甲基藍(lán)還原，溶液的藍(lán)色即消失。反應(yīng)終點(diǎn)本來應(yīng)為氧化亞銅的紅色，為更易觀察，可在斐林乙液中預(yù)先加入了亞鐵氰化鉀，使紅色氧化銅與亞鐵氰化鉀生成可溶性的復(fù)鹽，反應(yīng)終點(diǎn)由藍(lán)色轉(zhuǎn)為淺黃色，即為改良的廉—愛農(nóng)法?；瘜W(xué)分析法

2、試劑①斐林試劑甲液：稱取15.0g硫酸銅（CuSO4·5H2O），0.05g四甲基藍(lán)，用水溶解并解釋至1000mL。乙液：稱取50.0g酒石酸鉀鈉，75.0g氫氧化鈉，4.0g亞鐵氰化鉀，用水溶解并稀釋至1000mL。②0.10%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液

精密稱取1.000g經(jīng)95～105℃烘干的無水葡萄糖，用少量水溶解，移入1000mL容量瓶中，加入5mL鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻。

樣品溶液的制備斐林試劑的標(biāo)定樣品溶液的測定3、測定方法（以水果糖中還原糖含量的測定為例）測定中反應(yīng)液堿度、還原糖液濃度、滴定速度、熱源強(qiáng)度及煮沸時間等都對測定精密度有很大的影響。反應(yīng)液的堿度直接影響Cu2+與還原糖反應(yīng)的速度、反應(yīng)進(jìn)行的程度及測定結(jié)果。在一定時間內(nèi)，溶液的堿度越高，Cu2+的還原越快。因此必須嚴(yán)格控制使得標(biāo)定和測定時消耗的體積應(yīng)接近（即還原糖液濃度要求在0.1％左右），使反應(yīng)體系堿度一致。后滴定的體積數(shù)應(yīng)控制0.5～lml以內(nèi)，以保證在lmin內(nèi)完成后滴定的工作，目的是使絕大多數(shù)樣液與堿性酒石酸銅在完全相同的條件下反應(yīng)，減少因滴定操作帶來的誤差。熱源一般采用800W電爐，熱源強(qiáng)度和煮沸時間應(yīng)嚴(yán)格按照操作中規(guī)定的執(zhí)行，否則，加熱至煮沸時間不同，蒸發(fā)量不同，反應(yīng)液的堿度也不同，從而影響反應(yīng)的速度、反應(yīng)進(jìn)行的程度及最終測定的結(jié)果。（1）樣品的制備取一塊水果糖分析天平稱量m，溶解后在500mL容量瓶定容?；瘜W(xué)分析法（2）斐林試劑的標(biāo)定

準(zhǔn)確吸取斐林甲、乙液各5.00mL，置入150mL的錐形瓶中，加水10mL，從滴定管中預(yù)先加入約10mL0.1%的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液（用量控制在后滴定消耗0.10%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖1mL以內(nèi)），搖勻，在電爐上加熱使其在2min內(nèi)沸騰。沸騰狀態(tài)下以每2s/滴的速度滴入標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液，至藍(lán)色剛好消失為終點(diǎn)，記錄前后總共消耗的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液的總體積V0。同法平行操作，取接近的兩次體積的平均值。

每10mL堿性酒石酸銅溶液，相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量：

式中：----葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg／ml；V0---標(biāo)定時消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液總體積，ml；----10mL堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量，mg

①

預(yù)備實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確吸取斐林甲、乙液各5.00mL，置入150mL錐形瓶中，加水10ml，加玻璃珠3粒。加熱使其在2分鐘內(nèi)沸騰，準(zhǔn)確沸騰30秒鐘，趁沸以先快后慢的速度從滴定管中滴加樣品液（須始終保持溶液的沸騰狀態(tài)）待溶液藍(lán)色變淺時，以每2s/滴的速度滴定，直至溶液藍(lán)色剛好褪去為終點(diǎn)。記錄消耗溶液的體積V1。

②正式測定

準(zhǔn)確吸取斐林甲、乙液各5.00mL，置入150ml錐形瓶中，加水10ml，加玻璃珠3粒，加入（V1-0.80）mL樣品液，搖勻后加熱煮沸，在沸騰的狀態(tài)下以每2s/滴的速度滴入樣品液，至藍(lán)色剛好褪去為終點(diǎn)。重復(fù)測定，記錄總消耗樣液體積VmL，選擇兩組有效的數(shù)據(jù)，取平均值進(jìn)行計(jì)算。

（3）樣品溶液的測定有效的數(shù)據(jù)要求如下：V的數(shù)值與V0接近后滴定＜1.00mL平行實(shí)驗(yàn)中消耗樣液量之差應(yīng)不超過0.10mL。(4)結(jié)果計(jì)算式中：------還原糖（以葡萄糖計(jì)）質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%m-----樣品質(zhì)量,g；------10ml堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量，mg；V------測定時平均消耗樣品溶液的體積，ml；250------樣品溶液的總體積,ml。說明與討論①堿性酒石酸銅甲液和乙液應(yīng)分別貯存，用時才混合，否則酒石酸鉀鈉銅絡(luò)合物長期在堿性條件下會慢慢分解析出氧化亞銅沉淀，使試劑有效濃度降低。②此法所用的氧化劑堿性酒石酸銅的氧化能力較強(qiáng)，醛糖和酮糖都可被氧化，所以測得的是總還原糖量。③本法是根據(jù)經(jīng)過標(biāo)定的一定量的堿性酒石酸銅溶液（Cu2+量一定）消耗的樣液來計(jì)算樣液中還原糖含量，反應(yīng)體系中Cu2+的含量是定量的基礎(chǔ)，所以在樣品處理時，不能用銅鹽作為澄清劑，以免樣液中引入Cu2+，得到錯誤的結(jié)果。*④滴定必須在沸騰條件下進(jìn)行，原因：一是可以加快還原糖與銅離子的反應(yīng)速度；二是保持反應(yīng)液沸騰使上升的蒸汽阻止空氣侵入滴定反應(yīng)體系中，避免次甲基藍(lán)和氧化亞銅被氧化而增加耗糖量。因此,滴定時不能隨意搖動錐形瓶，更不能把錐形瓶從熱源上取下來滴定，以防空氣進(jìn)入反應(yīng)液中。*⑤

樣品溶液預(yù)滴定的目的：一是本法對樣品溶液中還原糖濃度有一定要求（0.1%左右），測定時樣品溶液的消耗體積應(yīng)與標(biāo)定葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液時消耗的體積相近，通過預(yù)滴定可了解樣品溶液濃度是否合適，調(diào)整使預(yù)滴定時消耗樣液量在10ml左右；二是通過預(yù)滴定可知道樣液大概消耗量，以便在正式測定時，預(yù)先加入比實(shí)際用量少1ml左右的樣液，只留下1mL左右樣液在后滴定時加入，以保證在短時間內(nèi)完成續(xù)滴定工作，提高測定的準(zhǔn)確度。本法適用范圍及特點(diǎn)：

本法特點(diǎn)是試劑用量少，操作和計(jì)算都比較簡便、快速，滴定終點(diǎn)明顯。適用于各類食品或生物制品中還原糖的測定。但測定醬油、深色果汁等樣品時，因色素干擾，滴定終點(diǎn)常常模糊不清，影響準(zhǔn)確性。本法是國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法。思考1、滴定達(dá)到終點(diǎn)后，離開熱源，放置一段時間，溶液的顏色有什么變化？為什么？是否要繼續(xù)滴定？2、為什么滴定須在沸騰條件下進(jìn)行？預(yù)滴定的目的？3、測定中對測定結(jié)果有影響的因素包括哪些？4、為什么在正式滴定時要預(yù)加比預(yù)備滴定少0.5-1mL的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液或樣品溶液？5、為什么要用葡萄糖標(biāo)液進(jìn)行標(biāo)定？高錳酸鉀法原理：

將還原糖與過量的堿性酒石酸銅溶液反應(yīng)，還原糖使二價(jià)銅還原為氧化亞銅。經(jīng)過濾取得氧化亞銅，用硫酸鐵溶液將其氧化溶解，而三價(jià)鐵鹽被還原為亞鐵鹽，再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定所產(chǎn)生的亞鐵鹽。根據(jù)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量計(jì)算得氧化亞銅量，從檢索表中查得與氧化亞銅量相當(dāng)?shù)倪€原糖量，即可計(jì)算樣品中的還原糖含量。

此法測定結(jié)果準(zhǔn)確性、重現(xiàn)性較好，但較費(fèi)時。二、蔗糖的測定糖蜜中蔗糖含量的測定；鑒別白糖、蜂蜜等食品原料的品質(zhì)、控制果脯、糖果的質(zhì)量指標(biāo)。測定方法：化學(xué)檢測法（酸水解）物理檢測法（相對密度、折光率、旋光度）1、原理：樣品用稀鹽酸水解，使蔗糖轉(zhuǎn)化為還原糖。然后按還原糖測定的方法，分別測定水解前后樣液中還原糖的含量，兩者的差值即為由蔗糖水解產(chǎn)生的還原糖的量，再乘以換算系數(shù)0.95即為蔗糖的含量。2、試劑：6mol／LHCI溶液；1g/L甲基紅指示劑；200g/L氫氧化鈉溶液；其他試劑同還原糖的測定中。

根據(jù)蔗糖的水解反應(yīng)方程式：

蔗糖的相對分子質(zhì)量為342，水解后成2分子單糖，其相對分子質(zhì)量之和為360，，即1g轉(zhuǎn)化糖相當(dāng)于g蔗糖量。

轉(zhuǎn)化系數(shù)3、測定方法樣品處理蔗糖水解（樣品及蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液）還原糖法測定

取一定的樣品，按還原糖測定中的方法進(jìn)行處理。吸取經(jīng)處理后的樣品2份各50mL，分別放入100mL容量瓶中。一份加入5mL6mol／LHCI溶液，置于68～70℃水浴中加熱15min，取出迅速冷卻至室溫，加2滴甲基紅指示劑，用的氫氧化鈉溶液中和至中性，加水至刻度，搖勻。另一份直接用水稀釋到100mL，直接滴定法測定還原糖。4、結(jié)果計(jì)算

式中：w——蔗糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；

V1——測定消耗未經(jīng)水解的樣液的體積，mL；V2——測定消耗經(jīng)水解后的樣液的體積，mL；V——樣品處理液的總體積，mL；0.95——還原糖換算成蔗糖的系數(shù)。

F——10ml堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量，mg；斐林試劑的標(biāo)定

①

稱取105℃烘干至恒量的純蔗糖1.0000g，以蒸餾水溶解，移入500mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)液1mL相當(dāng)純蔗糖2mg。②吸取蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液50mL于100mL容量瓶中，加6mol/L鹽酸5mL在68～70℃水浴中加熱15min，冷卻后加2滴甲基紅指示劑，用200g/L氫氧化鈉中和至中性，加水至刻度，搖勻。此液1mL相當(dāng)于1mg蔗糖。

③取經(jīng)水解的蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液，按直接滴定法標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液。式中:F--10mL堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于轉(zhuǎn)化糖質(zhì)量，mg;c1--蔗糖標(biāo)準(zhǔn)水解液的濃度，mg/mL;V---標(biāo)定中消耗蔗糖標(biāo)準(zhǔn)水解液體積，mL;0.95---蔗糖換算為轉(zhuǎn)化糖系數(shù).

說明及注意事項(xiàng)：（1）水解條件：蔗糖在本法規(guī)定的水解條件下，可以完全水解，而其他雙糖和淀粉等的水解作用很小，可忽略不計(jì)。所以必須嚴(yán)格控制水解條件，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性與重現(xiàn)性。此外果糖在酸性溶液中易分解，故水解結(jié)束后應(yīng)立即取出并迅速冷卻中和。（2）用還原法測定蔗糖時，為減少誤差，測得的還原糖應(yīng)以轉(zhuǎn)化糖表示，所以滴定時，堿性酒石酸銅溶液的標(biāo)定需采用蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液按測定條件水解后進(jìn)行標(biāo)定。三、總糖的測定在生產(chǎn)中常規(guī)分析及成品質(zhì)量檢驗(yàn)中，通常都有“總糖”這一指標(biāo)，總糖的含量直接影響食品的質(zhì)量和成本?？偺鞘侵妇哂羞€原性的糖或在測定條件下能水解成還原性單糖的碳水化合物的總量，其測定結(jié)果一般表示為葡萄糖或轉(zhuǎn)化糖的量，但不包括淀粉，因在此水解條件下，淀粉水解很弱。測定方法：將樣品中的非還原性或多糖，經(jīng)酸水解成還原性單糖，再按還原糖測定法測定，測出以轉(zhuǎn)化糖計(jì)的總糖量。原理：總糖的測定的原理是樣品處理后，加稀鹽酸在加熱條件下使蔗糖水解轉(zhuǎn)化為還原糖，再以直接滴定法測定水解后樣品中還原糖的總量。試劑：同蔗糖的測定測定方法：樣品處理按直接滴定法測定還原糖；按蔗糖的測定方法進(jìn)行水解和測定。結(jié)果按產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的要求，以轉(zhuǎn)化糖或葡萄糖計(jì)，則標(biāo)定斐林試劑用相應(yīng)糖的標(biāo)準(zhǔn)溶液或轉(zhuǎn)化液來滴定

結(jié)果計(jì)算

式中:ω-----以轉(zhuǎn)化糖計(jì)，總糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；F--直接滴定法中10mL堿性酒石酸銅相當(dāng)于轉(zhuǎn)化糖量，mg,V1-----樣品處理液總體積，mL;V2-----測定消耗經(jīng)水解后的樣液的體積，mLm-----樣品質(zhì)量，g.四、淀粉的測定測定方法：酸解法酶解法酸解法操作簡單、應(yīng)用廣泛，但選擇性和準(zhǔn)確性不如酶法。酸水解法1、原理：樣品經(jīng)除去脂肪及可溶性糖類后，其中淀粉用酸水解成具有還原性的葡萄糖，然后按還原糖測定，并折算成淀粉含量。換算系數(shù)為16